JPH08290933A - ガラス繊維成形スピナー用Ｎｉ基耐熱合金 - Google Patents
ガラス繊維成形スピナー用Ｎｉ基耐熱合金Info
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- JPH08290933A JPH08290933A JP9586495A JP9586495A JPH08290933A JP H08290933 A JPH08290933 A JP H08290933A JP 9586495 A JP9586495 A JP 9586495A JP 9586495 A JP9586495 A JP 9586495A JP H08290933 A JPH08290933 A JP H08290933A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐溶融ガラス侵食性に優れ、比較的安価であ
るＮｉ基を基本元素としているにも拘らず、高温クリー
プ破断強度の大きい、ガラス繊維成形スピナー用のＮｉ
基耐熱合金を提供する。 【構成】 重量％で、 Ｃ ： ０.２〜 １.２％ Ｓｉ： ０.５〜 ３％ Ｍｎ： ０ 〜 １％ Ｃｒ：２０ 〜３５％ Ｃｏ： ５ 〜３０％ Ｗ ： ５ 〜１０％ Ｎｂ： ０.５〜 ３％ Ｆｅ： ５ 〜２０％ を含有し、残りがＮｉと不可避不純物とから構成する。
るＮｉ基を基本元素としているにも拘らず、高温クリー
プ破断強度の大きい、ガラス繊維成形スピナー用のＮｉ
基耐熱合金を提供する。 【構成】 重量％で、 Ｃ ： ０.２〜 １.２％ Ｓｉ： ０.５〜 ３％ Ｍｎ： ０ 〜 １％ Ｃｒ：２０ 〜３５％ Ｃｏ： ５ 〜３０％ Ｗ ： ５ 〜１０％ Ｎｂ： ０.５〜 ３％ Ｆｅ： ５ 〜２０％ を含有し、残りがＮｉと不可避不純物とから構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス繊維成形スピナ
ー用Ｎｉ基耐熱合金に関するものである。
ー用Ｎｉ基耐熱合金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にガラス繊維は、側壁に多数の微小
孔が設けられている回転子すなわちスピナーに高温の溶
融ガラスを装入に、そして２００ｒ. ｐ. ｍ程度あるい
はこれ以上の高速で回転駆動して遠心力で多数の微小孔
から押し出して成形されている。ガラス繊維は上記のよ
うに過酷な条件下で成形されているので、スピナーには
高温かつ高速回転に耐える高温強度、特に高温クリープ
破断強度が要求される。また、高温における耐酸化性を
有することも必要で、さらには溶融ガラスが微小孔を高
速で通過するので、耐食性および耐摩耗性も要求され
る。このような要求を満たす合金としてＣｏを基本元素
としたスピナー用Ｃｏ基耐熱合金が、特公昭６２ー５４
３８７号等によりが多数提案されている。このスピナー
用Ｃｏ基耐熱合金は、高温強度、耐溶融ガラス侵食性に
優れているが、Ｃｏが高価でコスト高になる欠点があ
る。また耐食性にも問題がある。そこでＮｉを基本元素
としたスピナー用Ｎｉ基耐熱合金が、例えば特公昭６３
ー６４５１２号により提案されている。このＮｉ基耐熱
合金の組成は重量％で、０.０５〜０.５０％のＣ、１５
〜３５％のＣｒ、１〜７％のＷ、０.１０〜０.２５％の
Ｔｉ、０.１０〜０.２５％のＺｒ、０.９〜１.１％のＮ
ｂ、０.０５〜０.２％のＮ、０％よりも大きく２％以下
のＳｉおよび／またはＭｎ、残部がＮｉ（ただしＮｉの
含有量は５５％以上）および不可避不純物とから構成さ
れている。
孔が設けられている回転子すなわちスピナーに高温の溶
融ガラスを装入に、そして２００ｒ. ｐ. ｍ程度あるい
はこれ以上の高速で回転駆動して遠心力で多数の微小孔
から押し出して成形されている。ガラス繊維は上記のよ
うに過酷な条件下で成形されているので、スピナーには
高温かつ高速回転に耐える高温強度、特に高温クリープ
破断強度が要求される。また、高温における耐酸化性を
有することも必要で、さらには溶融ガラスが微小孔を高
速で通過するので、耐食性および耐摩耗性も要求され
る。このような要求を満たす合金としてＣｏを基本元素
としたスピナー用Ｃｏ基耐熱合金が、特公昭６２ー５４
３８７号等によりが多数提案されている。このスピナー
用Ｃｏ基耐熱合金は、高温強度、耐溶融ガラス侵食性に
優れているが、Ｃｏが高価でコスト高になる欠点があ
る。また耐食性にも問題がある。そこでＮｉを基本元素
としたスピナー用Ｎｉ基耐熱合金が、例えば特公昭６３
ー６４５１２号により提案されている。このＮｉ基耐熱
合金の組成は重量％で、０.０５〜０.５０％のＣ、１５
〜３５％のＣｒ、１〜７％のＷ、０.１０〜０.２５％の
Ｔｉ、０.１０〜０.２５％のＺｒ、０.９〜１.１％のＮ
ｂ、０.０５〜０.２％のＮ、０％よりも大きく２％以下
のＳｉおよび／またはＭｎ、残部がＮｉ（ただしＮｉの
含有量は５５％以上）および不可避不純物とから構成さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにスピナー
用合金には、高温クリープ破断強度、溶融ガラスに対す
る耐食性および耐摩耗性等が要求されるが、Ｎｉ基耐熱
合金はＮｉ基を基本元素としているので、耐溶融ガラス
侵食性には優れている。また、コバルト系に比較して安
価であるので、スピナー用合金を安価に提供できる利点
はある。しかしながら、従来のＮｉ基耐熱合金は、高温
クリープ強度に問題があり、ガラス繊維成形スピナー用
耐熱合金としては必ずしも満足できるものではない。し
たがって、本発明は、耐溶融ガラス侵食性に優れ、比較
的安価であるＮｉ基を基本元素としているにも拘らず、
高温クリープ破断強度の大きい、ガラス繊維成形スピナ
ー用のＮｉ基耐熱合金を提供することを目的としてい
る。
用合金には、高温クリープ破断強度、溶融ガラスに対す
る耐食性および耐摩耗性等が要求されるが、Ｎｉ基耐熱
合金はＮｉ基を基本元素としているので、耐溶融ガラス
侵食性には優れている。また、コバルト系に比較して安
価であるので、スピナー用合金を安価に提供できる利点
はある。しかしながら、従来のＮｉ基耐熱合金は、高温
クリープ強度に問題があり、ガラス繊維成形スピナー用
耐熱合金としては必ずしも満足できるものではない。し
たがって、本発明は、耐溶融ガラス侵食性に優れ、比較
的安価であるＮｉ基を基本元素としているにも拘らず、
高温クリープ破断強度の大きい、ガラス繊維成形スピナ
ー用のＮｉ基耐熱合金を提供することを目的としてい
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、種々のＮｉ基耐熱合金を試験した結果、
重量％で５〜３０％のＣｏを合金成分として加えること
により、高温度のもとに溶融ガラスと接触しながら高速
回転をするといった過酷な使用条件にあっても、高温ク
リープ破断強度が高く、破断、変形しにくい合金が得ら
れることを見いだした。すなわち、高温耐酸化性、高温
強度（高温クリープ破断強度）および耐溶融ガラス腐食
摩耗性を具備した合金を開発すべく研究を行った結果、
重量％で Ｃ ： ０.２ 〜 １.２％ Ｓｉ： ０.５ 〜 ３％ Ｍｎ： ０ 〜 １％ Ｃｒ：２０ 〜３５％ Ｃｏ： ５ 〜３０％ Ｗ ： ５ 〜１０％ ＮｂおよびＴａのうち１種または２種：０.５〜 ３％ Ｆｅ： ５ 〜２０％ を含有し、残りがＮｉと不可避不純物とからなる組成を
有するＮｉ基耐熱合金は、優れた高温耐酸化性および高
温強度（高温クリープ破断強度）を有するばかりでな
く、高い耐溶融ガラス腐食摩耗性を具備し、このＮｉ基
耐熱合金をガラス繊維成形用スピナーの素材の製造に用
いた場合、優れた性能を長期間に亘って発揮するという
知見を得た。
成するために、種々のＮｉ基耐熱合金を試験した結果、
重量％で５〜３０％のＣｏを合金成分として加えること
により、高温度のもとに溶融ガラスと接触しながら高速
回転をするといった過酷な使用条件にあっても、高温ク
リープ破断強度が高く、破断、変形しにくい合金が得ら
れることを見いだした。すなわち、高温耐酸化性、高温
強度（高温クリープ破断強度）および耐溶融ガラス腐食
摩耗性を具備した合金を開発すべく研究を行った結果、
重量％で Ｃ ： ０.２ 〜 １.２％ Ｓｉ： ０.５ 〜 ３％ Ｍｎ： ０ 〜 １％ Ｃｒ：２０ 〜３５％ Ｃｏ： ５ 〜３０％ Ｗ ： ５ 〜１０％ ＮｂおよびＴａのうち１種または２種：０.５〜 ３％ Ｆｅ： ５ 〜２０％ を含有し、残りがＮｉと不可避不純物とからなる組成を
有するＮｉ基耐熱合金は、優れた高温耐酸化性および高
温強度（高温クリープ破断強度）を有するばかりでな
く、高い耐溶融ガラス腐食摩耗性を具備し、このＮｉ基
耐熱合金をガラス繊維成形用スピナーの素材の製造に用
いた場合、優れた性能を長期間に亘って発揮するという
知見を得た。
【０００５】また、必要に応じて ＷおよびＭｏのうちの１種または２種： ５ 〜１５
％ ＴｉおよびＺｒのうちの１種または２種：０.３〜１％ Ｃｅ：０.０２ 〜１ ％ Ａｌ：０.５ 〜３ ％ Ｂ ：０.００１〜０.５％ からなる群のうちの１種または２種以上含有しても同様
な性能の耐熱性合金が得られた。このときの残部のＮｉ
は、２０〜３０％であった。
％ ＴｉおよびＺｒのうちの１種または２種：０.３〜１％ Ｃｅ：０.０２ 〜１ ％ Ａｌ：０.５ 〜３ ％ Ｂ ：０.００１〜０.５％ からなる群のうちの１種または２種以上含有しても同様
な性能の耐熱性合金が得られた。このときの残部のＮｉ
は、２０〜３０％であった。
【０００６】以下に成分組成範囲を上記のように限定し
た理由について説明する。 （ａ）Ｃ Ｃ成分は素地に固溶するほか、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、
Ｔｉ、Ｚｒなどと炭化物を形成して、高温強度や溶融ガ
ラスに対する耐摩耗性を向上させるが、その含有量が重
量％で０.２％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、これに対し１.２％越えると、靱性を低下させ、溶
融ガラスに対する耐食性も低下させるので、その含有量
を０.２〜１％と定めた。しかしながら、高温強度や溶
融ガラスに対する耐摩耗性の向上に重きをおくときは
０.５〜１.２％が望まし。
た理由について説明する。 （ａ）Ｃ Ｃ成分は素地に固溶するほか、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、
Ｔｉ、Ｚｒなどと炭化物を形成して、高温強度や溶融ガ
ラスに対する耐摩耗性を向上させるが、その含有量が重
量％で０.２％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、これに対し１.２％越えると、靱性を低下させ、溶
融ガラスに対する耐食性も低下させるので、その含有量
を０.２〜１％と定めた。しかしながら、高温強度や溶
融ガラスに対する耐摩耗性の向上に重きをおくときは
０.５〜１.２％が望まし。
【０００７】（ｂ）Ｓｉ Ｓｉは合金の脱酸調整用に添加され、高温耐酸化性およ
び高温強度を向上させるが、その含有量が同様に重量％
で０.５％未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方３％を越えると、靱性を低下させので、その含有量
の範囲を０.５〜３％と定めた。 （ｃ）Ｍｎ Ｍｎは、必要に応じて脱酸調整用に添加されるが、その
含有量が１％を越えると、合金の高温耐酸化性および溶
融ガラスに対する耐食性を低下させるので、その含有量
の上限を１％と定めた。
び高温強度を向上させるが、その含有量が同様に重量％
で０.５％未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方３％を越えると、靱性を低下させので、その含有量
の範囲を０.５〜３％と定めた。 （ｃ）Ｍｎ Ｍｎは、必要に応じて脱酸調整用に添加されるが、その
含有量が１％を越えると、合金の高温耐酸化性および溶
融ガラスに対する耐食性を低下させるので、その含有量
の上限を１％と定めた。
【０００８】（ｄ）Ｃｒ Ｃｒは素地に固溶するほか、Ｃと結合して高温強度や溶
融ガラスに対する耐摩耗性を向上させるが、その含有量
が重量％で２０％未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、これに対して３５％を越えると、靱性を急激に低
下させるので、その含有量を２０〜３５％と定めた。 （ｅ）Ｃｏ Ｃｏは素地に固溶し、高温強度特にクリープ破断強度を
向上させると共に、溶融ガラスに対する耐食性および耐
摩耗性を向上させるが、その含有量が重量％で５％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方３０％を越
えても、上記性状の一層の向上は現れず、Ｃｏは高価で
製造コストが高くなるので、その含有量を５〜３０％と
定めた。
融ガラスに対する耐摩耗性を向上させるが、その含有量
が重量％で２０％未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、これに対して３５％を越えると、靱性を急激に低
下させるので、その含有量を２０〜３５％と定めた。 （ｅ）Ｃｏ Ｃｏは素地に固溶し、高温強度特にクリープ破断強度を
向上させると共に、溶融ガラスに対する耐食性および耐
摩耗性を向上させるが、その含有量が重量％で５％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方３０％を越
えても、上記性状の一層の向上は現れず、Ｃｏは高価で
製造コストが高くなるので、その含有量を５〜３０％と
定めた。
【０００９】（ｆ）Ｗ Ｗは素地に固溶するほか、Ｃと結合して炭化物を形成
し、高温強度を向上させると共に、溶融ガラスに対する
耐摩耗性を向上させるが、その含有量が重量％で５％未
満では所望の高温強度が得られず、一方１０％を越えて
含有すると、靱性、耐酸化性および溶融ガラスに対する
耐食性を低下させるので、その含有量を５〜１０％と定
めた。 （ｇ）ＮｂおよびＴａ これらの元素は、Ｃと結合して高融点炭化物を形成し
て、高温強度、耐酸化性および溶融ガラスに対する耐食
性を向上させるが、Ｎｂ＋Ｔａの含有量が重量％で０.
５％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方３
％を越えて含有させても、一層の向上はないので、その
含有量を０.５〜３％と定めた。
し、高温強度を向上させると共に、溶融ガラスに対する
耐摩耗性を向上させるが、その含有量が重量％で５％未
満では所望の高温強度が得られず、一方１０％を越えて
含有すると、靱性、耐酸化性および溶融ガラスに対する
耐食性を低下させるので、その含有量を５〜１０％と定
めた。 （ｇ）ＮｂおよびＴａ これらの元素は、Ｃと結合して高融点炭化物を形成し
て、高温強度、耐酸化性および溶融ガラスに対する耐食
性を向上させるが、Ｎｂ＋Ｔａの含有量が重量％で０.
５％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方３
％を越えて含有させても、一層の向上はないので、その
含有量を０.５〜３％と定めた。
【００１０】（ｈ）Ｆｅ Ｆｅは素地に固溶し、溶融ガラスに対する耐食性を向上
させと共に、製造コストを低下させる利点があるが、そ
の含有量が重量％で５％未満では所望の溶融ガラスに対
する耐食性が得られず、一方２０％を越えて含有させる
と、高温強度を低下させるので、その含有量を５〜２０
％と定めた。 （ｉ）Ｍｏ Ｍｏは、Ｗと同様に高温強度および溶融ガラスに対する
耐摩耗性を向上させる。Ｗとの複合添加により高価を一
層高めるが、Ｍｏ＋Ｗの含有量が重量％で５％未満では
前記作用に所望の高価が得られず、一方１５％を越えて
含有すると、靱性、耐酸化性および溶融ガラスに対する
耐食性を低下させるので、その含有量を５〜１５％と定
めた。
させと共に、製造コストを低下させる利点があるが、そ
の含有量が重量％で５％未満では所望の溶融ガラスに対
する耐食性が得られず、一方２０％を越えて含有させる
と、高温強度を低下させるので、その含有量を５〜２０
％と定めた。 （ｉ）Ｍｏ Ｍｏは、Ｗと同様に高温強度および溶融ガラスに対する
耐摩耗性を向上させる。Ｗとの複合添加により高価を一
層高めるが、Ｍｏ＋Ｗの含有量が重量％で５％未満では
前記作用に所望の高価が得られず、一方１５％を越えて
含有すると、靱性、耐酸化性および溶融ガラスに対する
耐食性を低下させるので、その含有量を５〜１５％と定
めた。
【００１１】（ｊ）ＴｉおよびＺｒ これらの成分は、Ｃと結合して高融点炭化物を形成し、
高温強度および耐酸化性および溶融ガラスに対する耐食
性を向上させるが、その含有量が重量％で０.３％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方１％を越え
て含有させても、一層の向上は現れないので、その含有
量を０.３〜１％と定めた。 （ｋ）Ｃｅ ＴｉおよびＺｒとの複合添加により、耐酸化性を一層向
上させるが、その含有量が重量％で０.０２％未満では
所望の耐酸化性が得られず、一方１％以上含有させて
も、一層の向上は現れないので、その含有量を０.０２
〜１％と定めた。
高温強度および耐酸化性および溶融ガラスに対する耐食
性を向上させるが、その含有量が重量％で０.３％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方１％を越え
て含有させても、一層の向上は現れないので、その含有
量を０.３〜１％と定めた。 （ｋ）Ｃｅ ＴｉおよびＺｒとの複合添加により、耐酸化性を一層向
上させるが、その含有量が重量％で０.０２％未満では
所望の耐酸化性が得られず、一方１％以上含有させて
も、一層の向上は現れないので、その含有量を０.０２
〜１％と定めた。
【００１２】（ｌ）Ａｌ Ａｌは高温における表面酸化スケールの密着性の改善を
通して耐酸化性を向上させるが、その含有量が重量％で
０.５％未満では所望の耐酸化性が得られず、一方３％
を越えて含有すると、高温強度を低下させるので、その
含有量を０.５〜３％と定めた。 （ｍ）Ｂ Ｂは結晶粒界を強化して合金の高温強度を一層向上させ
るが、その含有量が重量％で０.００１％未満では所望
の高温強度が得られず、これに対して０.５％を越える
と、靱性を低下させるので、その含有量を０.００１〜
０.５％と定めた。
通して耐酸化性を向上させるが、その含有量が重量％で
０.５％未満では所望の耐酸化性が得られず、一方３％
を越えて含有すると、高温強度を低下させるので、その
含有量を０.５〜３％と定めた。 （ｍ）Ｂ Ｂは結晶粒界を強化して合金の高温強度を一層向上させ
るが、その含有量が重量％で０.００１％未満では所望
の高温強度が得られず、これに対して０.５％を越える
と、靱性を低下させるので、その含有量を０.００１〜
０.５％と定めた。
【００１３】（ｎ）Ｎｉ Ｎｉは、本発明合金の基本となる元素であり、所望の高
温強度および溶融ガラスに対する耐食性を得るために不
可欠な元素で、上述したＣ〜Ｂ元素の残部であり、その
含有量は望ましくは２０〜３０％である。
温強度および溶融ガラスに対する耐食性を得るために不
可欠な元素で、上述したＣ〜Ｂ元素の残部であり、その
含有量は望ましくは２０〜３０％である。
【００１４】
【実施例】本発明Ｎｉ基耐熱合金を実施例により具体的
に説明する。
に説明する。
【表１】 、
【表２】 上記表１に示される化学組成をもった本実施例合金Ｎｏ
１〜２３を、そして表２に示す従来の合金Ｎｏ１’〜
４’および比較例合金Ｎｏ１”〜１５”を高周波誘導炉
にて溶製し、ロストワックス精密鋳造方により、ＪＩＳ
Ｇ５１２２のＢ号試験片素材に鋳造した。 （イ）この試験片素材によりクリープ破断試験片を削り
出し、大気中で１０００°Ｃに加熱し、５６.９Ｎ／ｍ
ｍ2の負荷応力の条件下でクリープ破断試験片を行い、
破断寿命を測定した。 （ロ）また、上記Ｂ号試験片素材より、直径φ２５ｍｍ
×高さ１０ｍｍの寸方の試験片を削り出し、大気中で１
１００°Ｃに２０時間保持した後、脱スケールして、こ
の試験を２０回繰り返えした後の酸化減量を測定した。 （ハ）さらに、溶融ガラスに対する耐食性を評価するた
めに、上記Ｂ号試験片素材から、長さ１００ｍｍ×幅１
０ｍｍ×厚さ５ｍｍの試験片を削り出し、この試験片を
１１００°Ｃの溶融ガラス中に吊して長さ５０ｍｍ浸漬
し、１０秒後に１０ｍｍ上に移動して１０秒保持する試
験を１００時間行い、付着したガラスおよび酸化スケー
ルを除去した後、マイクロメータで肉厚を測定し、肉厚
の減少量を算出した。
１〜２３を、そして表２に示す従来の合金Ｎｏ１’〜
４’および比較例合金Ｎｏ１”〜１５”を高周波誘導炉
にて溶製し、ロストワックス精密鋳造方により、ＪＩＳ
Ｇ５１２２のＢ号試験片素材に鋳造した。 （イ）この試験片素材によりクリープ破断試験片を削り
出し、大気中で１０００°Ｃに加熱し、５６.９Ｎ／ｍ
ｍ2の負荷応力の条件下でクリープ破断試験片を行い、
破断寿命を測定した。 （ロ）また、上記Ｂ号試験片素材より、直径φ２５ｍｍ
×高さ１０ｍｍの寸方の試験片を削り出し、大気中で１
１００°Ｃに２０時間保持した後、脱スケールして、こ
の試験を２０回繰り返えした後の酸化減量を測定した。 （ハ）さらに、溶融ガラスに対する耐食性を評価するた
めに、上記Ｂ号試験片素材から、長さ１００ｍｍ×幅１
０ｍｍ×厚さ５ｍｍの試験片を削り出し、この試験片を
１１００°Ｃの溶融ガラス中に吊して長さ５０ｍｍ浸漬
し、１０秒後に１０ｍｍ上に移動して１０秒保持する試
験を１００時間行い、付着したガラスおよび酸化スケー
ルを除去した後、マイクロメータで肉厚を測定し、肉厚
の減少量を算出した。
【００１５】上記（イ）、（ロ）、（ハ）の測定結果を
下記の表３に示す。
下記の表３に示す。
【表３】 上記表３に示されているように、本発明Ｎｉ耐熱合金Ｎ
ｏ１〜２３は、いずれも従来合金Ｎｏ１’、２’に比べ
やや高温クリープ破断強度は劣るが、耐酸化性および溶
融ガラスに対する耐食性は同等あるいはそれ以上であ
り、従来合金３’、４’に較べ高温クリープ破断強度が
優れていることが明らかである。比較例合金Ｎｏ１”〜
１５”に見られるように、構成成分のうちのいずれかの
成分含有量がこの発明の範囲から外れると、高温強度、
耐酸化性、溶融ガラスに対する耐食性のうち少なくと
も、いずれかの特性が劣るようになることも明らかであ
る。
ｏ１〜２３は、いずれも従来合金Ｎｏ１’、２’に比べ
やや高温クリープ破断強度は劣るが、耐酸化性および溶
融ガラスに対する耐食性は同等あるいはそれ以上であ
り、従来合金３’、４’に較べ高温クリープ破断強度が
優れていることが明らかである。比較例合金Ｎｏ１”〜
１５”に見られるように、構成成分のうちのいずれかの
成分含有量がこの発明の範囲から外れると、高温強度、
耐酸化性、溶融ガラスに対する耐食性のうち少なくと
も、いずれかの特性が劣るようになることも明らかであ
る。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、本発明のＮｉ基耐熱合金
は、耐酸化性、溶融ガラスに対する耐食性および耐摩耗
性に優れ、そして比較的安価であるＮｉ基を基本元素と
しているにも拘らず、高温クリープ破断強度も大きい。
したがって、本発明によるＮｉ基耐熱合金により製作さ
れるガラス繊維成形スピナー用は、長期に亘って優れた
性能を発揮する。
は、耐酸化性、溶融ガラスに対する耐食性および耐摩耗
性に優れ、そして比較的安価であるＮｉ基を基本元素と
しているにも拘らず、高温クリープ破断強度も大きい。
したがって、本発明によるＮｉ基耐熱合金により製作さ
れるガラス繊維成形スピナー用は、長期に亘って優れた
性能を発揮する。
【手続補正書】
【提出日】平成７年５月２５日
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】一般にガラス繊維は、側壁に多数の微小
孔が設けられている回転子すなわちスピナーに高温の溶
融ガラスを装入し、そして２０００ｒ．ｐ．ｍ程度ある
いはこれ以上の高速で回転駆動して遠心力で多数の微小
孔から押し出して成形されている。ガラス繊維は上記の
ように過酷な条件下で成形されているので、スピナーに
は高温かつ高速回転に耐える高温強度、特に高温クリー
プ破断強度が要求される。また、高温における耐酸化性
を有することも必要で、さらには溶融ガラスが微小孔を
高速で通過するので、耐食性および耐摩耗性も要求され
る。このような要求を満たす合金としてＣｏを基本元素
としたスピナー用Ｃｏ基耐熱合金が、特公昭６２−５４
３８７号等により多数提案されている。このスピナー用
Ｃｏ基耐熱合金は、高温強度、耐溶融ガラス侵食性に優
れているが、Ｃｏが高価でコスト高にになる欠点があ
る。また耐食性にも問題がある。そこでＮｉを基本元素
としたスピナー用Ｎｉ基耐熱合金が、例えば特公昭６３
−６４５１２号により提案されている。このＮｉ基耐熱
合金の組成は重量％で、０．０５〜０．５０％のＣ、１
５〜３５％のＣｒ、１〜７％のＷ、０．１０〜０．２５
％のＴｉ、０．１０〜０．２５％のＺｒ、０．９〜１．
１％のＮｂ、０．０５〜０．２％のＮ、０％よりも大き
く２％以下のＳｉ及び／またはＭｎ、残部がＮｉ（ただ
しＮｉの含有量は５５％以上）および不可避不純物とか
ら構成されている。
孔が設けられている回転子すなわちスピナーに高温の溶
融ガラスを装入し、そして２０００ｒ．ｐ．ｍ程度ある
いはこれ以上の高速で回転駆動して遠心力で多数の微小
孔から押し出して成形されている。ガラス繊維は上記の
ように過酷な条件下で成形されているので、スピナーに
は高温かつ高速回転に耐える高温強度、特に高温クリー
プ破断強度が要求される。また、高温における耐酸化性
を有することも必要で、さらには溶融ガラスが微小孔を
高速で通過するので、耐食性および耐摩耗性も要求され
る。このような要求を満たす合金としてＣｏを基本元素
としたスピナー用Ｃｏ基耐熱合金が、特公昭６２−５４
３８７号等により多数提案されている。このスピナー用
Ｃｏ基耐熱合金は、高温強度、耐溶融ガラス侵食性に優
れているが、Ｃｏが高価でコスト高にになる欠点があ
る。また耐食性にも問題がある。そこでＮｉを基本元素
としたスピナー用Ｎｉ基耐熱合金が、例えば特公昭６３
−６４５１２号により提案されている。このＮｉ基耐熱
合金の組成は重量％で、０．０５〜０．５０％のＣ、１
５〜３５％のＣｒ、１〜７％のＷ、０．１０〜０．２５
％のＴｉ、０．１０〜０．２５％のＺｒ、０．９〜１．
１％のＮｂ、０．０５〜０．２％のＮ、０％よりも大き
く２％以下のＳｉ及び／またはＭｎ、残部がＮｉ（ただ
しＮｉの含有量は５５％以上）および不可避不純物とか
ら構成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】
【実施例】本発明Ｎｉ基耐熱合金を実施例により具体的
に説明する。
に説明する。
【表１】
【表２】 上記表１に示される化学組成をもった本実施例合金Ｎｏ
１〜２３を、そして表２に示す従来の合金Ｎｏ１′〜
４′および比較例合金Ｎｏ１″〜１５″を高周波誘導炉
にて溶製し、ロストワックス精密鋳造法により、ＪＩＳ
Ｇ５１２２のＢ号試験片素材に鋳造した。 （イ）この試験片素材によりクリープ破断試験片を削り
出し、大気中で１０００°Ｃに加熱し、５６．９Ｎ／ｍ
ｍ２の負荷応力の条件下でクリープ破断試験片を行い、
破断寿命を測定した。 （ロ）また、上記Ｂ号試験片素材より、直径φ２５ｍｍ
×高さ１０ｍｍの寸法の試験片を削り出し、大気中で１
１００°Ｃに２０時間保持した後、脱スケールして、こ
の試験を２０回繰り返えした後の酸化減量を測定した。 （ハ）さらに、溶融ガラスに対する耐食性を評価するた
めに、上記Ｂ号試験片素材から、長さ１００ｍｍ×幅１
０ｍｍ×厚さ５ｍｍの試験片を削り出し、この試験片を
１１００°Ｃの溶融ガラス中に吊して長さ５０ｍｍ浸漬
し、１０秒後に１０ｍｍ上に移動して１０秒保持する試
験を１００時間行い、付着したガラスおよび酸化スケー
ルを除去した後、マイクロメータで肉厚を測定し、肉厚
の減少量を算出した。
１〜２３を、そして表２に示す従来の合金Ｎｏ１′〜
４′および比較例合金Ｎｏ１″〜１５″を高周波誘導炉
にて溶製し、ロストワックス精密鋳造法により、ＪＩＳ
Ｇ５１２２のＢ号試験片素材に鋳造した。 （イ）この試験片素材によりクリープ破断試験片を削り
出し、大気中で１０００°Ｃに加熱し、５６．９Ｎ／ｍ
ｍ２の負荷応力の条件下でクリープ破断試験片を行い、
破断寿命を測定した。 （ロ）また、上記Ｂ号試験片素材より、直径φ２５ｍｍ
×高さ１０ｍｍの寸法の試験片を削り出し、大気中で１
１００°Ｃに２０時間保持した後、脱スケールして、こ
の試験を２０回繰り返えした後の酸化減量を測定した。 （ハ）さらに、溶融ガラスに対する耐食性を評価するた
めに、上記Ｂ号試験片素材から、長さ１００ｍｍ×幅１
０ｍｍ×厚さ５ｍｍの試験片を削り出し、この試験片を
１１００°Ｃの溶融ガラス中に吊して長さ５０ｍｍ浸漬
し、１０秒後に１０ｍｍ上に移動して１０秒保持する試
験を１００時間行い、付着したガラスおよび酸化スケー
ルを除去した後、マイクロメータで肉厚を測定し、肉厚
の減少量を算出した。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】上記（イ）、（ロ）、（ハ）の測定結果を
下記の表３に示す。
下記の表３に示す。
【表３】 上記表３に示されているように、本発明Ｎｉ耐熱合金Ｎ
ｏ１〜２３は、いずれも従来合金Ｎｏ１′、２′に較べ
やや高温クリープ破断強度は劣るが、耐酸化性および溶
融ガラスに対する耐食性は同等あるいはそれ以上であ
り、従来合金３′、４′に較べ高温クリープ破断強度が
優れていることが明らかである。比較例合金Ｎｏ１′〜
１５″に見られるように、構成成分のうちのいずれかの
成分含有量がこの発明の範囲から外れると、高温強度、
耐酸化性、溶融ガラスに対する耐食性のうち少なくと
も、いずれかの特性が劣るようになることも明らかであ
る。
ｏ１〜２３は、いずれも従来合金Ｎｏ１′、２′に較べ
やや高温クリープ破断強度は劣るが、耐酸化性および溶
融ガラスに対する耐食性は同等あるいはそれ以上であ
り、従来合金３′、４′に較べ高温クリープ破断強度が
優れていることが明らかである。比較例合金Ｎｏ１′〜
１５″に見られるように、構成成分のうちのいずれかの
成分含有量がこの発明の範囲から外れると、高温強度、
耐酸化性、溶融ガラスに対する耐食性のうち少なくと
も、いずれかの特性が劣るようになることも明らかであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 省二 東京都千代田区神田鍛冶町三丁目６−３ 旭ファイバーグラス株式会社内 (72)発明者 大岡 裕幸 東京都千代田区神田鍛冶町三丁目６−３ 旭ファイバーグラス株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｃ ： ０.２〜 １.２％ Ｓｉ： ０.５〜 ３％ Ｍｎ： ０ 〜 １％ Ｃｒ：２０ 〜３５％ Ｃｏ： ５ 〜３０％ Ｗ ： ５ 〜１０％ ＮｂおよびＴａのうち１種または２種：０.５〜３％ Ｆｅ： ５ 〜２０％ を含有し、残りがＮｉと不可避不純物とからなる組成
（以上重量％）を含有することを特徴とするガラス繊維
成形スピナー用Ｎｉ基耐熱合金。 - 【請求項２】 Ｃ ： ０.２〜 １.２％ Ｓｉ： ０.５〜 ３％ Ｍｎ： ０ 〜 １％ Ｃｒ：２０ 〜３５％ Ｃｏ： ５ 〜３０％ ＮｂおよびＴａのうち１種または２種：０.５〜３％ Ｆｅ： ５ 〜２０％ Ｗ およびＭｏのうち１種または２種：５〜１５％ を含有し、残りがＮｉと不可避不純物とからなる組成
（以上重量％）を含有することを特徴とするガラス繊維
成形スピナー用Ｎｉ基耐熱合金。 - 【請求項３】 Ｃ ： ０.２〜 １.２％ Ｓｉ： ０.５〜 ３％ Ｍｎ： ０ 〜 １％ Ｃｒ：２０ 〜３５％ Ｃｏ： ５ 〜３０％ Ｗ ： ５ 〜１０％ ＮｂおよびＴａのうち１種または２種：０.５〜３％ Ｆｅ： ５ 〜２０％ ＴｉおよびＺｒのうち１種または２種：０.３〜１％ Ｃｅ：０.０２〜１％ を含有し、残りがＮｉと不可避不純物とからなる組成
（以上重量％）を含有することを特徴とするガラス繊維
成形スピナー用Ｎｉ基耐熱合金。 - 【請求項４】 Ｃ ： ０.２〜 １.２％ Ｓｉ： ０.５〜 ３％ Ｍｎ： ０ 〜 １％ Ｃｒ：２０ 〜３５％ Ｃｏ： ５ 〜３０％ Ｗ ： ５ 〜１０％ ＮｂおよびＴａのうち１種または２種：０.５〜 ３％ Ｆｅ： ５ 〜２０％ Ａｌ： ０.５〜 ３％ を含有し、残りがＮｉと不可避不純物とからなる組成
（以上重量％）を含有することを特徴とするガラス繊維
成形スピナー用Ｎｉ基耐熱合金。 - 【請求項５】 Ｃ ： ０.２〜 １.２％ Ｓｉ： ０.５〜 ３％ Ｍｎ： ０ 〜 １％ Ｃｒ：２０ 〜３５％ Ｃｏ： ５ 〜３０％ Ｗ ： ５ 〜１０％ ＮｂおよびＴａのうち１種または２種：０.５〜 ３％ Ｆｅ： ５ 〜２０％ Ｂ ： ０.００１〜０.５％ を含有し、残りがＮｉと不可避不純物とからなる組成
（以上重量％）を含有することを特徴とするガラス繊維
成形スピナー用Ｎｉ基耐熱合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9586495A JPH08290933A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | ガラス繊維成形スピナー用Ｎｉ基耐熱合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9586495A JPH08290933A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | ガラス繊維成形スピナー用Ｎｉ基耐熱合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08290933A true JPH08290933A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=14149234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9586495A Pending JPH08290933A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | ガラス繊維成形スピナー用Ｎｉ基耐熱合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08290933A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1900835A1 (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-19 | Haynes International, Inc. | Cobalt-chromium-iron-nickel alloys amenable to nitride strengthening |
| CN107352788A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-11-17 | 宣汉正原微玻纤有限公司 | 一种用于生产低碱玻璃纤维棉的离心盘及使用该离心盘生产的低碱玻璃纤维棉 |
| WO2018021409A1 (ja) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | ニッケル－クロム－鉄基鋳造合金 |
| WO2018158509A1 (fr) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | Saint-Gobain Seva | Alliage pour assiette de fibrageid50000077372917 pub copy null |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP9586495A patent/JPH08290933A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1900835A1 (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-19 | Haynes International, Inc. | Cobalt-chromium-iron-nickel alloys amenable to nitride strengthening |
| US8075839B2 (en) | 2006-09-15 | 2011-12-13 | Haynes International, Inc. | Cobalt-chromium-iron-nickel alloys amenable to nitride strengthening |
| WO2018021409A1 (ja) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | ニッケル－クロム－鉄基鋳造合金 |
| JPWO2018021409A1 (ja) * | 2016-07-27 | 2019-05-23 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | ニッケル−クロム−鉄基鋳造合金 |
| EP3517642A4 (en) * | 2016-07-27 | 2020-06-10 | Saint-Gobain SEVA | CAST ALLOY BASED ON NICKEL CHROME IRON |
| US10934608B2 (en) | 2016-07-27 | 2021-03-02 | Saint-Gobain Seva | Nickel-chromium-iron-based casting alloy |
| WO2018158509A1 (fr) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | Saint-Gobain Seva | Alliage pour assiette de fibrageid50000077372917 pub copy null |
| JP2020511594A (ja) * | 2017-02-28 | 2020-04-16 | サン−ゴバン セバ | 繊維形成用プレートのための合金 |
| US11261506B2 (en) | 2017-02-28 | 2022-03-01 | Saint-Gobain Seva | Alloy for a fibre-forming plate |
| CN107352788A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-11-17 | 宣汉正原微玻纤有限公司 | 一种用于生产低碱玻璃纤维棉的离心盘及使用该离心盘生产的低碱玻璃纤维棉 |
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