JPS5814871B2

JPS5814871B2 - 含硼素高珪素耐熱鋼

Info

Publication number: JPS5814871B2
Application number: JP53108548A
Authority: JP
Inventors: 市井一男; 太田■一
Original assignee: SHIRIKOROI KENKYUSHO KK
Current assignee: SHIRIKOROI KENKYUSHO KK
Priority date: 1978-09-06
Filing date: 1978-09-06
Publication date: 1983-03-22
Also published as: JPS5538904A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、鍛造及び鍛造加工が可能な耐熱鋼の改良ζ
こ関するものである。

発明者は、既に豊富な強靭性と強大な耐摩耗性を賦与し
た表面硬化用の高珪素自溶合金を開発し、特許第７５０
７５０号（特公昭４９−１１１３１号公報）として特許
を得た。

すなわち、前記特許に係る表面硬化用高珪素自溶合金は
、Ｃ０．０６％以下、Ｓｉ４〜８％、Ｍ，ｎ１
〜３％、Ｎｉ６〜１４％、Ｃｒ１２〜２４係、Ｍｏ，Ｗ
及びＢをそれぞれ１〜３係、Ｖ，Ｎｂ，Ｃｕ及びＣｏを
それぞれ２％以下、Ａ１及びＴ１をそれぞれ１係以丁、
残部Ｆｅよりなり、ＮｉとＭｏの含有量の和をＳｉの含
有量の２倍、Ｃｒの含有量をＳｉの含有量の３倍とした
ことを特徴とするものである。

しかしながら、この種の合金は耐摩耗性、耐蝕性に優れ
ているが、これを鋳鍛鋼材（以下単に鋼材という）とし
て使用することができない難点がある。

その理由は、前記特許発明合金が溶融点が低くしかも硬
度が著しく高いことにある。

このことは、この種金属の鍛造加工が不可能であり、鋼
材として使用できないことを示すものである。

また、鋼材として使用されるためには、ある程度の靭性
を保有する必要があり、耐熱鋳鋼品で最も伸び値が小さ
いのはＪＩＳＧ５１２２ＳＣＨ１５の合金であり、その
伸びは４％である。

そこで、本発明者等は主として高温度で使用する用途に
適しかつ鍛造及び鋳造加工可能な工業材料を得るべく種
々検討を重ねた結果、従来の特許発明合金６こおいて硼
素の含有量を鍛造を可能にする限度と、鋳造材としての
伸びを保障する限度との相関関係で決定することにより
、鋼中にあって硼素化合物を生成してこれが分散するこ
とにより強度を与えることができ、所望の二「業材料を
得ることができることを突き止めた。

さらに、Ｓｉが硬さを著しく増加する元素であり、Ｎｉ
がその減少に最も大きな効果を有する元素であることか
ら、上述の工業材料として使用するのに適した鋼材を得
るためにはＳｉ及びＮｉの含有量を調整して硬さを低下
させ靭性を賦与することが必要であることが判った。

従って、本発明の目的は、耐熱性、耐摩耗性および耐蝕
性に優れ鍛造及び鋳造が可能な含硼素高珪素鋼を提供す
るにある。

前記目的を達成するため、本発明においては、Ｃ０．０
６％以下、Ｓｉ３〜５％、Ｍｎ２％以下、Ｎｉ１６〜２
４％、Ｃｒ１２〜２４％、ＭＯ，Ｗ１〜３％、Ｂ０．３
〜１％、Ｖ，Ｎｂ及びＣｏ２％以下、Ａ１及びＴｉｌ％
以下、残部Ｆｃよりなることを特徴とする。

次に、本発明に係る含硼素高珪素而」熱鋼の実施例冫こ
つき説明する。

第１表は、本発明の代表的な２例の化学成分を示し、対
照例として特許第７５０７５０号（特公昭４９−１．１
１３１号公報）に係る表面硬化用高珪素自溶合金の化学
成分を示す。

また、第２表は、前記本発明鋼（５）、（Ｂ）と対照例
の機械的性質を比較したものである。

上述の結果から、本発明鋼Ａは、１０５０℃での鍛造が
可能であり、本発明鋼Ｂは鍛造が困難であることが確認
された。

従って、鍛造材料として使用する場合、硼素の含有量は
著しくその加工性に影響を及ぼすものであることが確認
された。

また、本発明鋼Ｂは鍛造が不可能であるが、引張り試験
による伸び値が大きいことから鋳造材料として充分利用
できる。

しかしながら、対照例の表面硬化用向溶合金は、引張り
試険を実施できない程高硬度低靭性である。

これは自溶合金として当然の結果である。

上述したことから、本発明において、硼素の含有量は、
鍛造が町能となる範囲で下限を設定し、また工業的には
鍛造品として製造できないが鋳造品として利用可能であ
りしかも鋳造品としての伸びを保障する範囲で上限を設
定した。

また、本発明においては、Ｓｉが硬さを著しく増加する
元素であり、またＮｉが硬さの減少に効果的であること
から、鋼材として使用するの６こ適した硬さと靭性とを
賦与し得るように、Ｓｉの含有量を３〜５％とし、Ｎ１
の含有量を１６〜２４チと規定した。

さらに、本発明Ｃこおいて、Ｃｒの含有量は、本発明が
高珪素鋼であり、ＣｒはＳｉと同様耐酸化性に効果があ
ることから１２〜２４％で充分であり、特許第７５０７
５０号と同様にした。

Ｍｏ，Ｗ，Ｖ、Ｎｂ，ＡＡ及びＴｉはいずれもＡ３
変態点を上昇させる元素として知られている。

本発明は含硼素を特徴とする高珪素鋼であるが、硼素は
鋼中にあってクロム硼化物を生成しやすく、その結果ク
ロム量を減少させてＡ３変態点を降下させる作用を有す
る。

このことはたとえば特公昭４６−９５３６号に記載され
ているような合金のＡ３変態点降下に対しては有効であ
るが、本発明の高珪素鋼におけるように珪素の作用がニ
ッケル、マンガンなどにより調整されている場合には硼
素の添加によるＡ３変態点の降下をこれを上昇させる元
素によって調整する必要がある。

この意味においてＭｏ，Ｗ，Ｖ、Ｎｂ，Ａ，ｇお
よびＴｉはＡ３変態点を上昇させるので有効であり、硼
素の作用を相殺する結果となる。

そこで、本発明ではＡ３変態点調整に不可欠の元素とし
てＭｏ及びＷを添加する。

これはＭｏ，Ｗが高温強度向上に有効な元素として知ら
れているからであるが、その一定量以上の添加はＡ３変
態点を７５０℃以上に上昇させてしまうため上限値を３
％に規定した。

Ｖ，Ｎｂ，Ａｔ及びＴｉは、本発明の合金を耐食、耐摩
耗、耐熱用途に広く利用させうる成分であり、■及びＮ
ｂは耐摩耗性を向上させる一方ＡＡ及びＴＩは耐熱性を
向上させるので、利用目的に応じてこれら元素の適当量
を添加する。

しかしながら、一定量以上の添加は同様にＡ３変態点を
７５０゜Ｃ以上に上昇させてしまうため、■及びＮｂ（
こついては上限を２％、ｋｌ及びＴｉについては上限を
１％に規定した。

Ｃｏは鋼材の靭性を害することなく高温強度を向上させ
る元素として知られているが、その作用は比較的ゆるや
かである。

本発明では、コバルトが高価な元素であることから、高
温強度を約１０係向上させることを目標として上限値を
２％に規定した。

本発明に係る合金は、８００℃における各試験において
、従来の１６−２５−６合金やＮ−１５５ＬＣ合金に匹
敵する強度を有している。

従来の１６−２５−６合金等における高温強度は、炭化
物の強化によるところが太きいが、本発明は主として硼
素化合物を分散させたことが特徴となっている。

従って、本発明に係る合金は、一般の耐熱鋼において採
用される炭化物分散による強化法で得られたＮ−１５５
ＬＣ合金やＪＩＳＧ５１２２ＳＣＨ１５合金等に比べて
それらに匹敵する高温強度をもっている。

以上、本発明の好適な実施例について述べたが、本発明
に係る合金は、耐熱性、耐摩耗性および耐蝕性に優れ、
鋳鍛鋼材として好適に使用することができ、しかも高珪
素鋼であることから耐浸炭及び耐窒化に有効であり、工
業炉用耐熱鋳鍛鋼品として広く応用することが可能であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

ＩＣ０．０６％以下、Ｓｉ３〜５％、Ｍｎ２％以
下、Ｎｉ１６〜２４％、Ｃｒ１２〜２４ｆＯ、Ｍｏ及び
Ｗ１〜３係、Ｂ０３〜１％、Ｖ，Ｎｂ及びＣｏ２
％以下、Ａ１及びＴｉ１％以下、残部Ｆｅよりなる鍛造
用及び鋳造用の含硼素高珪素耐熱鋼。