JPS5845362A - 耐熱衝撃性と高温耐酸化性に優れた耐熱鋳鋼 - Google Patents
耐熱衝撃性と高温耐酸化性に優れた耐熱鋳鋼Info
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- JPS5845362A JPS5845362A JP14164881A JP14164881A JPS5845362A JP S5845362 A JPS5845362 A JP S5845362A JP 14164881 A JP14164881 A JP 14164881A JP 14164881 A JP14164881 A JP 14164881A JP S5845362 A JPS5845362 A JP S5845362A
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Landscapes
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明け、７１ｎ熱炉等で１０００〜１３００℃の都温
下で使用される Ｎ ｊ −Ｃｒ −Ｃｏ系耐熱鋳鋼の
改良に関する。
下で使用される Ｎ ｊ −Ｃｒ −Ｃｏ系耐熱鋳鋼の
改良に関する。
例へはカロ熱炉のスキッド、スライダー尋に使用される
いわゆる耐熱材料はその使用条件から、■−［熱衝撃性
がすぐれているとと ■高温強度がすぐれているとと
■鮮温耐酸化性がすぐれていることの３つの特性をＪＬ
えていることが要求される。
いわゆる耐熱材料はその使用条件から、■−［熱衝撃性
がすぐれているとと ■高温強度がすぐれているとと
■鮮温耐酸化性がすぐれていることの３つの特性をＪＬ
えていることが要求される。
ν１」ち■＃ｉ熱衝撃Ｖこ対する抵抗性が強いことで具
体的には、使用に際して高温加熱、急冷の繰返しとゆう
熱衝撃を受けて膨張、収縮を反り【７て屯ヒビ割れの発
生が少いこと」 ■け長期間高温下に曝され、かつ機械
的応力を受けて４１費形をしないような高温硬変を維持
すること。 ■は長期間高温下の酸化性雰囲気に曝され
ても酸化による減量が少いことである。
体的には、使用に際して高温加熱、急冷の繰返しとゆう
熱衝撃を受けて膨張、収縮を反り【７て屯ヒビ割れの発
生が少いこと」 ■け長期間高温下に曝され、かつ機械
的応力を受けて４１費形をしないような高温硬変を維持
すること。 ■は長期間高温下の酸化性雰囲気に曝され
ても酸化による減量が少いことである。
耐熱材料には其他高温耐紗性、高温靭性、耐浸炭性轡が
要求される場合があるが、熱処理炉における耐熱材料で
は耐熱衝撃性が最も’ｌｒ！’である。
要求される場合があるが、熱処理炉における耐熱材料で
は耐熱衝撃性が最も’ｌｒ！’である。
即ち力０熱炉叫でけ使用中に受ける熱衝撃によって第１
図に示すように、クラック（ヒビ割れ）を生じて廃却こ
れる場合が多く、材料の使用寿命に最も影譬を及はす。
図に示すように、クラック（ヒビ割れ）を生じて廃却こ
れる場合が多く、材料の使用寿命に最も影譬を及はす。
次に高温におけ−る酸化減量の少い仁とが、使用寿命延
長のために重要である。
長のために重要である。
従来加熱炉用の耐熱材料としてはｓｏ’５ｃｏ−２８１
１Ｃｒ−残Ｆｅのコバルト基合金（ＵＭＣＯ５０）があ
り、以下に示す成分組成範囲の＃都合金である。
１Ｃｒ−残Ｆｅのコバルト基合金（ＵＭＣＯ５０）があ
り、以下に示す成分組成範囲の＃都合金である。
ＣＳｔ Ｍｎ Ｐ−８Ｃｒ Ｃｏ
Ｆｅしかしこの様なＣｏ基合金は、後述する比較試験
Ａ７のデーターが示すように、高温硬度ではあるａｔ優
れているが、耐熱衝撃性と高温耐酸化性は劣っており、
かつ高価な原料であるコバルトを５０暢前后も添加する
ため極めて高価格となること、特に加熱炉の使用中鋼材
の抽出時に大気の炉内流入に伴う膳冷、ト渥鋼材による
加熱の繰返しを受けるので長期の使用に耐オ、得ない。
Ｆｅしかしこの様なＣｏ基合金は、後述する比較試験
Ａ７のデーターが示すように、高温硬度ではあるａｔ優
れているが、耐熱衝撃性と高温耐酸化性は劣っており、
かつ高価な原料であるコバルトを５０暢前后も添加する
ため極めて高価格となること、特に加熱炉の使用中鋼材
の抽出時に大気の炉内流入に伴う膳冷、ト渥鋼材による
加熱の繰返しを受けるので長期の使用に耐オ、得ない。
また本発明と類僚したＮ１−Ｃｒ−Ｃｏ−Ｗ系耐熱合金
として次に示す酸分！１１鱗範囲のものがある。
として次に示す酸分！１１鱗範囲のものがある。
ＣＳｉ Ｍｎ Ｃｒ Ｎｉ Ｃｏ Ｗ
Ｏ，３０，９０８２０２６＆５０．３ −０９ 逼 補Ｄ 〜３０ 梱〇 −迅 ４Ｄこれ
は後述する比較試験データー扁１０に示すように、酸化
減量が少く、特に優れた高温強彦を耐熱衝撃性が非常に
劣り、加熱炉において使用中に多数のクラックが発生す
ることは明らかで長期の使用に＃ｉ堪えられない。
Ｏ，３０，９０８２０２６＆５０．３ −０９ 逼 補Ｄ 〜３０ 梱〇 −迅 ４Ｄこれ
は後述する比較試験データー扁１０に示すように、酸化
減量が少く、特に優れた高温強彦を耐熱衝撃性が非常に
劣り、加熱炉において使用中に多数のクラックが発生す
ることは明らかで長期の使用に＃ｉ堪えられない。
またＭ ｉ −Ｃｒ−Ｃｏ−Ｗ系耐熱合金としてＣＯを
１７１岐后％Ｗ′ｆ！−５〜６ｇ６含む４（７）がある
が、後述する比較試験データーＡ８に示すように、高温
強度は極ｔて優れているが、便１、温耐酸什性と耐熱衝
撃性がともに劣悪であるから加熱炉の如く酸化性雰囲気
で急熱急冷される用途には使用できない。
１７１岐后％Ｗ′ｆ！−５〜６ｇ６含む４（７）がある
が、後述する比較試験データーＡ８に示すように、高温
強度は極ｔて優れているが、便１、温耐酸什性と耐熱衝
撃性がともに劣悪であるから加熱炉の如く酸化性雰囲気
で急熱急冷される用途には使用できない。
本発明は従来の耐熱材料の公温強度を損うことなく、特
に耐熱衝撃性および？ｉ１．温耐酸温性酸化性、加熱炉
スキッド等の用途に適し次耐熱鋳銅を提供することを目
的とし、その要旨は数分組成範囲が重ＢＳで、Ｃα２〜
α７、Ｓ ｉ Ｏ，５〜２．０、 Ｍｎ０．５〜２．０
、Ｃｒ ２５〜３０、 Ｎｉ３２〜３７、 Ｃ０２〜７
、ｗｏ、２〜２．０、 Ｃａ Ｏ，００１〜０．０５で
、残部が民および不可避の不純物からなる耐熱衝撃性と
高温耐酸化性にすぐれた耐熱鋳鍋である。
に耐熱衝撃性および？ｉ１．温耐酸温性酸化性、加熱炉
スキッド等の用途に適し次耐熱鋳銅を提供することを目
的とし、その要旨は数分組成範囲が重ＢＳで、Ｃα２〜
α７、Ｓ ｉ Ｏ，５〜２．０、 Ｍｎ０．５〜２．０
、Ｃｒ ２５〜３０、 Ｎｉ３２〜３７、 Ｃ０２〜７
、ｗｏ、２〜２．０、 Ｃａ Ｏ，００１〜０．０５で
、残部が民および不可避の不純物からなる耐熱衝撃性と
高温耐酸化性にすぐれた耐熱鋳鍋である。
以下上記各成分の株加理由ならびにその組成範囲につい
て第１！！「尋発明鋼と比較鋼の成分組成」。
て第１！！「尋発明鋼と比較鋼の成分組成」。
第２表「尋発明鋼と比較鋼の試験結果」に基づいて殻間
する− ＝３２Ｃ 先ずＣＦｉ、一般にＮｉ−Ｃｒ系耐熱鋳銅には高温強度
を付与するために０．１〜０．９１１含有せしめるが、
０．２％以下でＦｉ第１表、第２表の比較鋼層１７に示
すように、他の成分がこの発明の成分組成範囲にあって
も高温硬度が急激に低下する。ま＋Ｃの含有が０．７’
ｌを越すとＣｒと結合し７て炭化物を多量に晶出してマ
トリックスのＣｒ ＩＩＩＷｔ下げるので、同じく屋１
５および屋１６に示すように篩温耐酸化性に劣シ、さら
に高温特に１２００℃における硬度は急激に低下するこ
とが明らかとなった。従ってＣの含有ＩＩＡ−け下限け
Ｑ、２１１が必要であり、上限をＧ、７ｓとした。
する− ＝３２Ｃ 先ずＣＦｉ、一般にＮｉ−Ｃｒ系耐熱鋳銅には高温強度
を付与するために０．１〜０．９１１含有せしめるが、
０．２％以下でＦｉ第１表、第２表の比較鋼層１７に示
すように、他の成分がこの発明の成分組成範囲にあって
も高温硬度が急激に低下する。ま＋Ｃの含有が０．７’
ｌを越すとＣｒと結合し７て炭化物を多量に晶出してマ
トリックスのＣｒ ＩＩＩＷｔ下げるので、同じく屋１
５および屋１６に示すように篩温耐酸化性に劣シ、さら
に高温特に１２００℃における硬度は急激に低下するこ
とが明らかとなった。従ってＣの含有ＩＩＡ−け下限け
Ｑ、２１１が必要であり、上限をＧ、７ｓとした。
次に８１については、溶湯の流動性を増加させ憧た高温
耐酸化性の向上に寄与するのでその下限としては０．５
鳴が必要であるが、２憾以上添加してもその増量効果は
少く、逆に耐熱衝撃性を悪化させる傾向があるので上限
を２．０憾とした。
耐酸化性の向上に寄与するのでその下限としては０．５
鳴が必要であるが、２憾以上添加してもその増量効果は
少く、逆に耐熱衝撃性を悪化させる傾向があるので上限
を２．０憾とした。
Ｍｎ Ｋついてもその少量添カロは高温強度を向上させ
るのに有効であるが０．５嚢以下の少量添加でははとん
ど寄与しないので下限＃′ｉＱ、５ｓとし、まソノ泳方
ａｓｔを０．５〜２．０ｔｓトした。
るのに有効であるが０．５嚢以下の少量添加でははとん
ど寄与しないので下限＃′ｉＱ、５ｓとし、まソノ泳方
ａｓｔを０．５〜２．０ｔｓトした。
Ｃｒについてけ％ Ｎ１−Ｃｒ−（ｏ系耐熱材料におい
て、高温耐酸化性を付与するため通常２０数暢添加され
ているが、２５囁以下の添加量では比較鋼４８，４９の
如く高温耐酸化性が低下する軸向かあり、″１次３０９
６以上添加しても畠温耐酸化性の向上に効挿けないので
、下限２５優、下限３０畳とした。
て、高温耐酸化性を付与するため通常２０数暢添加され
ているが、２５囁以下の添加量では比較鋼４８，４９の
如く高温耐酸化性が低下する軸向かあり、″１次３０９
６以上添加しても畠温耐酸化性の向上に効挿けないので
、下限２５優、下限３０畳とした。
次にＮｉは％ Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系耐熱合金において２
８憾Ｃｒ −３５Ｓ Ｎｉ付近が高温耐酸化性が良好で
かつ高温強度が萬いのでＪＩＳ耐熱鋼鋳鋼品５ＣＨ２４
としても使われており、そのＮｉ含有１は３３〜３７％
である。よって本発明では下限を５２％、上限を３７囁
とした。
８憾Ｃｒ −３５Ｓ Ｎｉ付近が高温耐酸化性が良好で
かつ高温強度が萬いのでＪＩＳ耐熱鋼鋳鋼品５ＣＨ２４
としても使われており、そのＮｉ含有１は３３〜３７％
である。よって本発明では下限を５２％、上限を３７囁
とした。
ＣＯ／ｄ Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系耐熱合金において８〜１
７％の添加が高温強度を向上させ、はらに耐熱衝撃性に
も同時に好影会を与える。のけ１０〜１５悌付近である
ことは比較鋼４９． １８．１９ で示されるが最近の
コバルト価格の急騰の次めこの含有率を下げることを検
討し次結果、Ｗの添ヵロを少１におζえ、ばらにＣａを
添加すれば、Ｃｏ の含有量が７１１以下になっても
、高温強度は多少低下するが耐熱衝撃性は低下しないこ
とが明らか［７Ｔｈった。従ってＣＯの含有け２〜７囁
でこの発明の目的を充分達成し得る。
７％の添加が高温強度を向上させ、はらに耐熱衝撃性に
も同時に好影会を与える。のけ１０〜１５悌付近である
ことは比較鋼４９． １８．１９ で示されるが最近の
コバルト価格の急騰の次めこの含有率を下げることを検
討し次結果、Ｗの添ヵロを少１におζえ、ばらにＣａを
添加すれば、Ｃｏ の含有量が７１１以下になっても
、高温強度は多少低下するが耐熱衝撃性は低下しないこ
とが明らか［７Ｔｈった。従ってＣＯの含有け２〜７囁
でこの発明の目的を充分達成し得る。
Ｗの添加ｊｌＦは３％を越すと、Ｃａの存在においても
高温耐酸化性が悪化するととけ比較鋼の実験Ａ？−４１
１，ＡＩ ２により明らかであシ、本発明鋼の実験の結
果、ＷけＣａの存在下で０，５〜１．８慢杵度が高温耐
酸化性（酸化減音）が１２．０〜１３．９１１Ｉｆ／１
０Ｒ諺と最良の結果となった。またＷを泳方口しない場
合は、比較鋼Ａ１４で示すように高温強度を悪化させる
ので下限を０．２鳴、上限を２．０鴫とした。オたＷと
（’ａを添加しない場合は、他の成分がこの発明鋼を満
足していても耐熱衝撃性が棒端に低下することが比較＠
１１４１３に、よって証明された。
高温耐酸化性が悪化するととけ比較鋼の実験Ａ？−４１
１，ＡＩ ２により明らかであシ、本発明鋼の実験の結
果、ＷけＣａの存在下で０，５〜１．８慢杵度が高温耐
酸化性（酸化減音）が１２．０〜１３．９１１Ｉｆ／１
０Ｒ諺と最良の結果となった。またＷを泳方口しない場
合は、比較鋼Ａ１４で示すように高温強度を悪化させる
ので下限を０．２鳴、上限を２．０鴫とした。オたＷと
（’ａを添加しない場合は、他の成分がこの発明鋼を満
足していても耐熱衝撃性が棒端に低下することが比較＠
１１４１３に、よって証明された。
Ｃａの添加はこの発明の最も特徴とするもので。
合金中の最終含有量として０．００１〜０．０５＊によ
って、鋳銅の耐熱衝撃性および高温耐酸化性を著しく向
上させる。なおＣａけ鋳造工程においてＮｉ−Ｃａ合金
としてＣａ換算約０．２５１６添加されるが、大部分は
７１口中に移行し製品鋳鋼中にＣａとして微１残留する
ものであるが、その鋳造通ＮＫおける挙動、組織中の状
態勢不明確な点がある’Ｉｔ’ ｓ試験チーター第１表
、第２表においてＣａを添加したもの１４品種の内、４
１５．扁１６を除いてその耐熱衝撃性は何れも最上付で
ある。Ａ１５とＡ１６ＦｉＣの添加０．８僑前后で過量
であることＫよる。
って、鋳銅の耐熱衝撃性および高温耐酸化性を著しく向
上させる。なおＣａけ鋳造工程においてＮｉ−Ｃａ合金
としてＣａ換算約０．２５１６添加されるが、大部分は
７１口中に移行し製品鋳鋼中にＣａとして微１残留する
ものであるが、その鋳造通ＮＫおける挙動、組織中の状
態勢不明確な点がある’Ｉｔ’ ｓ試験チーター第１表
、第２表においてＣａを添加したもの１４品種の内、４
１５．扁１６を除いてその耐熱衝撃性は何れも最上付で
ある。Ａ１５とＡ１６ＦｉＣの添加０．８僑前后で過量
であることＫよる。
反面Ｃａｔｆ＃加しない鋼種５品種（Ａ６．７゜８．１
０．１３）は何れも耐熱性は最下位にある。
０．１３）は何れも耐熱性は最下位にある。
ＩＩ！的には、この発明鋼からＣａを除いた比較鋼ＡＩ
Ｏの耐熱衝撃性が劣悪であるようにＣａ ｔ’ｓ加によ
るｉｌｔ熱衝撃性改善効果は明瞭である。
Ｏの耐熱衝撃性が劣悪であるようにＣａ ｔ’ｓ加によ
るｉｌｔ熱衝撃性改善効果は明瞭である。
オた高温耐酸化性については、Ｃａを添加した鋼種け、
Ｗの多音添加によって識化減量の多いム９、Ａ１１．Ａ
１２およびＣの過量添加によるものＡＩ５．４１６を除
いて、何れも高温耐酸化性において最も優位にある。反
面Ｃａを含有せしめないものは高温耐酸化性に劣る。
Ｗの多音添加によって識化減量の多いム９、Ａ１１．Ａ
１２およびＣの過量添加によるものＡＩ５．４１６を除
いて、何れも高温耐酸化性において最も優位にある。反
面Ｃａを含有せしめないものは高温耐酸化性に劣る。
次に本発明鋼の高温強度は特に優れているとは云えない
が、加熱炉用としては充分に長期使用に堪えることが試
験の結果鉦明された。
が、加熱炉用としては充分に長期使用に堪えることが試
験の結果鉦明された。
なお耐熱衝撃性、高温耐酸化性および高温強度は次のよ
うな方法で測定した。
うな方法で測定した。
耐熱衝撃性：
第１表の各試験体から第２図に示すような試験片を製作
し、この試験片を１２００℃の炉内で１５分間保持した
のち水で急冷することを１サイクルとし、７２サイクル
繰返した後試験片の任意の中心線で縦方向に切断する。
し、この試験片を１２００℃の炉内で１５分間保持した
のち水で急冷することを１サイクルとし、７２サイクル
繰返した後試験片の任意の中心線で縦方向に切断する。
金属顯黴鏡で判別し得る亀裂の数を「割れ数」、発生し
た亀裂の切断面における長さの総延長を「割れ深さの合
計」として■で表示し、職別した亀裂の内最屯長いもの
を「最大割れ深さ」として−で表示する。
た亀裂の切断面における長さの総延長を「割れ深さの合
計」として■で表示し、職別した亀裂の内最屯長いもの
を「最大割れ深さ」として−で表示する。
高温耐酸化性：
各試験体から直径２０■×厚さ１０−の試験片を製作し
、これを１３００℃の酸化性雰囲気炉中で連続１００時
間保持した後、加熱前肩の試験片の１量を測定する。Ｒ
Ｏち加熱減量を「酸化減量」としてｑ／ｃｍ” で表示
する。
、これを１３００℃の酸化性雰囲気炉中で連続１００時
間保持した後、加熱前肩の試験片の１量を測定する。Ｒ
Ｏち加熱減量を「酸化減量」としてｑ／ｃｍ” で表示
する。
高温強度：
各試験体から直径１０■×厚さ５ｍの試験片を製作し、
アルゴンガス中で加熱し、各１０００℃、１１００℃、
１２００℃における熱間硬度を高温硬度計で測定し、「
高温硬度」とし単位ＨＶで表示する。
アルゴンガス中で加熱し、各１０００℃、１１００℃、
１２００℃における熱間硬度を高温硬度計で測定し、「
高温硬度」とし単位ＨＶで表示する。
以上詳述したように、本発明−は従来のＮ１−Ｃｒ−Ｃ
ｏ−Ｗ系耐熱鋳鋼の各構成成分の組成範囲を限定し、特
にＣＯとＷを減少しＣａｔ−飽加することによって耐熱
衝撃性と高温耐酸化性に特に優れ、かつ経済的に製造し
得る耐熱鋳鋼を提供するもので、スラブ加熱炉のスキッ
ドレール、スライダー叫酸化性雰囲気で急熱急冷の繰返
し熱衝撃と機械的衝撃を受ける用途において長期間の使
用に耐えることが認められた。
ｏ−Ｗ系耐熱鋳鋼の各構成成分の組成範囲を限定し、特
にＣＯとＷを減少しＣａｔ−飽加することによって耐熱
衝撃性と高温耐酸化性に特に優れ、かつ経済的に製造し
得る耐熱鋳鋼を提供するもので、スラブ加熱炉のスキッ
ドレール、スライダー叫酸化性雰囲気で急熱急冷の繰返
し熱衝撃と機械的衝撃を受ける用途において長期間の使
用に耐えることが認められた。
第１図は、ｔ＃熱材料が熱衝撃によってクラックを発生
した状態を示す斜視図であり、第２図は、１熱Ｏ＃撃件
の試験片の形状および方法を示す平面図である。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 ３２ 第１図
した状態を示す斜視図であり、第２図は、１熱Ｏ＃撃件
の試験片の形状および方法を示す平面図である。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 ３２ 第１図
Claims (1)
- 酸分組成範囲がｈｉｓでＣ００２〜０．７、 Ｓｊα５
〜２．０、 Ｍｎ０．５〜２．０、 Ｃｒ２５〜３０、
Ｎｉ３２〜３７、ＣＯ２〜７、 Ｗ ０．２〜２．Ｏ
１Ｃａ ０．００１〜０．０５で、残部がＦｅおよび不
可避の不純物からなる耐熱衝撃性と高温耐酸化性にすぐ
れたし熱鋳銅。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14164881A JPS5845362A (ja) | 1981-09-10 | 1981-09-10 | 耐熱衝撃性と高温耐酸化性に優れた耐熱鋳鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14164881A JPS5845362A (ja) | 1981-09-10 | 1981-09-10 | 耐熱衝撃性と高温耐酸化性に優れた耐熱鋳鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5845362A true JPS5845362A (ja) | 1983-03-16 |
| JPS6156307B2 JPS6156307B2 (ja) | 1986-12-02 |
Family
ID=15296927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14164881A Granted JPS5845362A (ja) | 1981-09-10 | 1981-09-10 | 耐熱衝撃性と高温耐酸化性に優れた耐熱鋳鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5845362A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6189189A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-07 | ヤマハ発動機株式会社 | 自動二輪車の後輪支持装置 |
-
1981
- 1981-09-10 JP JP14164881A patent/JPS5845362A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6189189A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-07 | ヤマハ発動機株式会社 | 自動二輪車の後輪支持装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6156307B2 (ja) | 1986-12-02 |
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