JPS60258445A - Co基耐熱合金 - Google Patents
Co基耐熱合金Info
- Publication number
- JPS60258445A JPS60258445A JP11408984A JP11408984A JPS60258445A JP S60258445 A JPS60258445 A JP S60258445A JP 11408984 A JP11408984 A JP 11408984A JP 11408984 A JP11408984 A JP 11408984A JP S60258445 A JPS60258445 A JP S60258445A
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- Japan
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、特に重油や高炉ガスなどの高温燃焼雰囲気
において、すぐれた品温圧縮抵抗性、高温耐酸化性、高
温耐食性、および同温耐摩耗性(以下、これらを総称し
て高温特性という)を示すCO基耐熱合金に関するもの
である。
において、すぐれた品温圧縮抵抗性、高温耐酸化性、高
温耐食性、および同温耐摩耗性(以下、これらを総称し
て高温特性という)を示すCO基耐熱合金に関するもの
である。
一般に、例えば製鉄用の加熱炉ぷ均熱炉、あるいは熱処
理炉などにおいては、燃料とし、て重油や高炉ガスなど
が使用されており、このため、これらの炉の構造部材で
あるスキッド金物やその他の炉床部材は、1000〜1
200℃の高温にして、かつ耐食性および酸化性のきわ
めて強℃・ノ(ナシラム酸化部(V酸化物)や硫黄酸化
物(S酸化物)などを含有する高温燃焼雰囲気にさらさ
れることになり、しかもこれらの炉の使用条件は日増し
に苛酷さを増している。
理炉などにおいては、燃料とし、て重油や高炉ガスなど
が使用されており、このため、これらの炉の構造部材で
あるスキッド金物やその他の炉床部材は、1000〜1
200℃の高温にして、かつ耐食性および酸化性のきわ
めて強℃・ノ(ナシラム酸化部(V酸化物)や硫黄酸化
物(S酸化物)などを含有する高温燃焼雰囲気にさらさ
れることになり、しかもこれらの炉の使用条件は日増し
に苛酷さを増している。
かかる状況下において、現在、これらの炉の構造部材の
製造には、主としてFe −30ft=cr −22t
I)Niの組成を有するFe基耐熱合金や、Co−28
1Cr −20%Feの組成を有するCO基耐熱合金が
使用されている。
製造には、主としてFe −30ft=cr −22t
I)Niの組成を有するFe基耐熱合金や、Co−28
1Cr −20%Feの組成を有するCO基耐熱合金が
使用されている。
しかし、前者のFe基耐熱合金は、特に苛酷な条件下で
の使用に際して満足する高温特性を示さず、一方後者の
CO基耐熱合金は、前記Fe基耐熱合金に比して良好な
高温特性を示すものの、上記の1000〜1200℃の
高温燃焼雰囲気においては温湿圧縮抵抗性が十分でなく
、このため、これらの合金は、その使用範囲が限定され
るのが現状である。
の使用に際して満足する高温特性を示さず、一方後者の
CO基耐熱合金は、前記Fe基耐熱合金に比して良好な
高温特性を示すものの、上記の1000〜1200℃の
高温燃焼雰囲気においては温湿圧縮抵抗性が十分でなく
、このため、これらの合金は、その使用範囲が限定され
るのが現状である。
〔問題点を解決するための手段)
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、高温特
性のすぐれた材料を開発すべく研究を行なった結果、重
量%で、 C:0.2チ超え〜0.7チ。
性のすぐれた材料を開発すべく研究を行なった結果、重
量%で、 C:0.2チ超え〜0.7チ。
Si : 0.1〜3%。
Mn : 0.1〜2%。
Cr:25〜35%。
Fe:1〜30チ。
Hf:0.OOl 〜0.45 %。
を含有し、さらに必要に応じて、
Mo : 0.1〜10チおよびW : 0.1〜10
俤のうちの1種または2種と、 Ti : 0.1〜2チ。
俤のうちの1種または2種と、 Ti : 0.1〜2チ。
Nb : 0.1〜2%。
Ta:0.1〜2%9
のうちの1種または2種以上とのいずれか、または両方
を含有し、残りがCOと不可避ζ不純物からなる組成を
有するCO基合金は、特に1000〜1200℃の高温
にして、かつ腐食性および酸化性のきわめて強いV酸化
物やSe化物などを含有する高温燃焼雰囲気において、
すぐれた高温特性、すなわち高温圧縮抵抗性、篩温耐酸
化件、茜温耐食性。
を含有し、残りがCOと不可避ζ不純物からなる組成を
有するCO基合金は、特に1000〜1200℃の高温
にして、かつ腐食性および酸化性のきわめて強いV酸化
物やSe化物などを含有する高温燃焼雰囲気において、
すぐれた高温特性、すなわち高温圧縮抵抗性、篩温耐酸
化件、茜温耐食性。
および高温側摩耗性を示すという知見を得たのである。
この発明は、−に記知見にもとづいてなされたものであ
って、以下に成分組成範囲を上記の通りに限定した理由
を説明する。
って、以下に成分組成範囲を上記の通りに限定した理由
を説明する。
(a) C
C成分には、素地に固溶して強度(圧縮抵抗性]を向上
させ、かつ合金成分であるCr * W * Hf?
さらにMo 、 Ti 、 Nb 、およびTaなどと
結合してM7C3lMC,およびM23C6型などの炭
化物を形成して硬さく耐摩耗性)を向上させると共に、
溶接性および鋳造性を向上させる作用があるが、その含
有量が0.2%以下では前記作用に所望の効果が得られ
ず、−力0,7チを超えて含有させると、前記炭化物の
析出が多くなるばかりでなく、その粒径も粗大化して靭
性を低下させ、さらに素地の融点を下げて耐熱性低下の
原因となることから、その含有量を0.2チ超え〜0.
7%と定めた。
させ、かつ合金成分であるCr * W * Hf?
さらにMo 、 Ti 、 Nb 、およびTaなどと
結合してM7C3lMC,およびM23C6型などの炭
化物を形成して硬さく耐摩耗性)を向上させると共に、
溶接性および鋳造性を向上させる作用があるが、その含
有量が0.2%以下では前記作用に所望の効果が得られ
ず、−力0,7チを超えて含有させると、前記炭化物の
析出が多くなるばかりでなく、その粒径も粗大化して靭
性を低下させ、さらに素地の融点を下げて耐熱性低下の
原因となることから、その含有量を0.2チ超え〜0.
7%と定めた。
fb) 5i
Si成分には、Crと共に高温燃焼雰囲気での高温耐食
性および高温耐酸化性を向上させる作用があるほか、脱
酸作用、並びに浴湯の流動性を改善して鋳造性を向上さ
せる作用があり、さらに高温圧縮抵抗性(高温強度)を
向上させる作用があるが、その含有量が0.1%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
含有させると、Crとの関連において靭性および溶接性
が低下するようになることから、その含有量を0.1〜
3チと定めた。
性および高温耐酸化性を向上させる作用があるほか、脱
酸作用、並びに浴湯の流動性を改善して鋳造性を向上さ
せる作用があり、さらに高温圧縮抵抗性(高温強度)を
向上させる作用があるが、その含有量が0.1%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
含有させると、Crとの関連において靭性および溶接性
が低下するようになることから、その含有量を0.1〜
3チと定めた。
なお、S’l成分には、上記のように脱酸作用があるの
で、これを脱酸剤として使用した場合などには、不可避
不純物として0.1%未滴の範囲で含有する場合がある
が、この場合には、不可避不純物含有量を含め、全体含
有量が01チ以上になるようにすればよい。
で、これを脱酸剤として使用した場合などには、不可避
不純物として0.1%未滴の範囲で含有する場合がある
が、この場合には、不可避不純物含有量を含め、全体含
有量が01チ以上になるようにすればよい。
(c) Mn
Mn成分には、素地に固溶してオーステナイトを安定化
させるほか、脱酸作用があり、さらに耐熱衝撃性および
高温耐摩耗性(高温硬さ)を向上させる作用があるが、
その含有量が0,1チ未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方2.0%を越えて含有させると、高温耐
食性および高温耐酸化性に劣化傾向が現われるようにな
ることから、その含有量を0.1〜2.0チと定めた。
させるほか、脱酸作用があり、さらに耐熱衝撃性および
高温耐摩耗性(高温硬さ)を向上させる作用があるが、
その含有量が0,1チ未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方2.0%を越えて含有させると、高温耐
食性および高温耐酸化性に劣化傾向が現われるようにな
ることから、その含有量を0.1〜2.0チと定めた。
また、Mn成分にも、上記のように親御作用のほか、脱
硫作用があるので、これを脱酸脱硫剤として使用した場
合などには、Si成分と同様に不可避不純物として0.
1%未満の範囲で含有する場合があるが、この場合も不
可避不純物含有量を含め、全体含有量が0.1%以上に
なるふうに成分調整すればよい。
硫作用があるので、これを脱酸脱硫剤として使用した場
合などには、Si成分と同様に不可避不純物として0.
1%未満の範囲で含有する場合があるが、この場合も不
可避不純物含有量を含め、全体含有量が0.1%以上に
なるふうに成分調整すればよい。
(dl Cr
Cr成分には、その一部が素地に固溶し、特に燃焼雰囲
気での高温耐食性および高温耐酸化性を向上させると共
に、残りの部分が炭化物を形成して硬さを向上させ、も
って高温耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有
量が25チ未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方35%を越えて含有させると靭性が低下するように
なることから、その含有量を25〜35%と定めた。
気での高温耐食性および高温耐酸化性を向上させると共
に、残りの部分が炭化物を形成して硬さを向上させ、も
って高温耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有
量が25チ未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方35%を越えて含有させると靭性が低下するように
なることから、その含有量を25〜35%と定めた。
(e) Fe
Fe成分は、所定量を含有する場合、coと同等の作用
効果を発揮するので、コスト低減をはかる目的で高価な
Co成分の1部代替成分として含有されるが、その含有
量が1%未満では経済的効果が十分でなく、一方30%
を越えて含有させると、高温圧縮抵抗性(高温強度)が
低下するようになることから、その含有量を1〜30チ
と定めた。
効果を発揮するので、コスト低減をはかる目的で高価な
Co成分の1部代替成分として含有されるが、その含有
量が1%未満では経済的効果が十分でなく、一方30%
を越えて含有させると、高温圧縮抵抗性(高温強度)が
低下するようになることから、その含有量を1〜30チ
と定めた。
(fl Hf’
Hf成分には、主としてCoおよびCr成分にて形成さ
れたオーステナイト素地に固溶して高温強度(高温圧縮
抵抗性)および高温耐酸化性を向上させるほか、Cと結
合してMC型炭化物を形成し、高温硬さく高温耐摩耗性
)を向上させる作用があるが、その含有量が0.001
チ未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方0,
45%を越えて含有させてもよシ一層の向上効果が現わ
れないばかシでなく、大気溶解に際して含有歩留が低下
して経済的でないことから、その含有量を0.001〜
0,45チと定めた。
れたオーステナイト素地に固溶して高温強度(高温圧縮
抵抗性)および高温耐酸化性を向上させるほか、Cと結
合してMC型炭化物を形成し、高温硬さく高温耐摩耗性
)を向上させる作用があるが、その含有量が0.001
チ未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方0,
45%を越えて含有させてもよシ一層の向上効果が現わ
れないばかシでなく、大気溶解に際して含有歩留が低下
して経済的でないことから、その含有量を0.001〜
0,45チと定めた。
fgl MOおよびW
これらの成分には、素地に固溶して、これを強化し、か
つ炭化物を形成して高温強度(高温圧縮抵抗性)および
高温硬さく高温耐摩耗性)を一段と向上させる作用があ
るので、これらの特性が要求される場合に必要に応じて
含有されるが、その含有量がそれぞれ0.1チ未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方それぞれ10チ
を越えて含有させると、靭性が低下するようになること
から、その含有量を、それぞれMo:O,i〜10チ。
つ炭化物を形成して高温強度(高温圧縮抵抗性)および
高温硬さく高温耐摩耗性)を一段と向上させる作用があ
るので、これらの特性が要求される場合に必要に応じて
含有されるが、その含有量がそれぞれ0.1チ未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方それぞれ10チ
を越えて含有させると、靭性が低下するようになること
から、その含有量を、それぞれMo:O,i〜10チ。
w : 0.1−10%と定めた。
(hl Ti、 Nb、およびTa
これらの成分には、素地の結晶粒の成長を著しく抑制し
、むしろ結晶粒を微細化し、かつMC型の炭化物および
窒化物を形成して、高温強度(高温圧縮抵抗性)および
高温硬さく高温耐摩耗性)を一段と向上させる作用があ
るので、これらの特性が要求される場合に必要に応じて
含有されるが、その含有量が、それぞれ0.1チ未満で
は前記作用に所望の向上効果が得られず、一方、それぞ
れ3チを越えて含有させると、高温における炭化物形成
が促進されて靭性が低下するようになるばかりでなく、
燃焼雰囲気での酸化物の生成も顕著となって高温耐食性
および高温耐酸化性が劣化するようになることから、そ
の含有量を、それぞれTi:0.1〜2%、 Nb:
0.1〜2%、およびTa:0.1〜2チと定めた。
、むしろ結晶粒を微細化し、かつMC型の炭化物および
窒化物を形成して、高温強度(高温圧縮抵抗性)および
高温硬さく高温耐摩耗性)を一段と向上させる作用があ
るので、これらの特性が要求される場合に必要に応じて
含有されるが、その含有量が、それぞれ0.1チ未満で
は前記作用に所望の向上効果が得られず、一方、それぞ
れ3チを越えて含有させると、高温における炭化物形成
が促進されて靭性が低下するようになるばかりでなく、
燃焼雰囲気での酸化物の生成も顕著となって高温耐食性
および高温耐酸化性が劣化するようになることから、そ
の含有量を、それぞれTi:0.1〜2%、 Nb:
0.1〜2%、およびTa:0.1〜2チと定めた。
なお、不可避不純物として、Zrf:含有する場合があ
るが、その含有量が0.3%を越えると、靭性。
るが、その含有量が0.3%を越えると、靭性。
鋳造性9および溶接性に悪影弊を及ばずようになるので
、Zrの含有量は0.3%を越えてはならない。
、Zrの含有量は0.3%を越えてはならない。
つぎに、この発明のCo基耐熱合金を実施例により具体
的に説明する。
的に説明する。
通常の高周波溶解炉を用い、それぞれ第1表に示される
通シの成分組成をもった溶湯を大気中にて溶解し、つい
で砂型に鋳造することによって、本発明耐熱合金1〜2
8および従来耐熱合金の各種試験片をそれぞれ製造し、
高温圧縮抵抗性を評価する目的で高温引張試験と高温圧
縮クリープ試験を行ない、また燃焼雰囲気での高温耐食
性と高温耐酸化性を評価する目的でii+バナジウムア
タック試験と耐酸化試験を行ない、さらに高温耐摩耗性
を評価する目的で900℃におけるビッカース硬さを測
定した。
通シの成分組成をもった溶湯を大気中にて溶解し、つい
で砂型に鋳造することによって、本発明耐熱合金1〜2
8および従来耐熱合金の各種試験片をそれぞれ製造し、
高温圧縮抵抗性を評価する目的で高温引張試験と高温圧
縮クリープ試験を行ない、また燃焼雰囲気での高温耐食
性と高温耐酸化性を評価する目的でii+バナジウムア
タック試験と耐酸化試験を行ない、さらに高温耐摩耗性
を評価する目的で900℃におけるビッカース硬さを測
定した。
なお、高温引張試験では800℃における引張強さ、0
.2チ耐力、および伸びを測定した。
.2チ耐力、および伸びを測定した。
高温圧縮クリープ試験は、拘束溶接熱サイクル再現装置
を用いて行ない、1100℃における圧縮変形抵抗を圧
縮変形量が0.05%/hfの時点の応力値でめた。
を用いて行ない、1100℃における圧縮変形抵抗を圧
縮変形量が0.05%/hfの時点の応力値でめた。
また、耐バナジウムアタック試験は、学振法に基づき、
腐食灰(85% V2O5+ 15 % Na25o4
)を試験片に20 mV / ctlの割合で塗付し、
800℃に加熱した竪型の電気炉中に20時間加熱保持
の条件で行ない、試験袋の腐食減量を測定した。
腐食灰(85% V2O5+ 15 % Na25o4
)を試験片に20 mV / ctlの割合で塗付し、
800℃に加熱した竪型の電気炉中に20時間加熱保持
の条件で行ない、試験袋の腐食減量を測定した。
さらに耐酸化試験は、試験片を1200℃に加熱した竪
型の電気炉中で200時間連続加熱の条件で行ない、試
験後の酸化減量を測定した。これらの測定結果を第2表
に示した。
型の電気炉中で200時間連続加熱の条件で行ない、試
験後の酸化減量を測定した。これらの測定結果を第2表
に示した。
第2表に示される結果から、本発明耐熱合金1〜28は
、いずれも上記の従来C4耐熱合金に相当する組成を有
する従来耐熱合金と同等のすぐれた高温強度(高温圧縮
抵抗性)および高温硬さく高温耐摩耗性)を有し、さら
にこれよシ一段とすぐれた高温耐食性および高温耐酸化
性をもっことが明らかである。
、いずれも上記の従来C4耐熱合金に相当する組成を有
する従来耐熱合金と同等のすぐれた高温強度(高温圧縮
抵抗性)および高温硬さく高温耐摩耗性)を有し、さら
にこれよシ一段とすぐれた高温耐食性および高温耐酸化
性をもっことが明らかである。
上述のように、この発明のCO基耐熱合金は、すぐれた
高温圧縮抵抗性、高温耐食性、高温制酸化性、および高
温耐摩耗性を有し、特に高温の腐食性および酸化性のき
わめて強い酸化物に対して、すぐれた高温耐食性を示す
ので、特に燃料として重油や高炉ガスなどを使用する製
鉄用の加熱炉や均熱炉、さらには熱処理炉などの構造部
材、例えばスキッド金物やその他の炉床部材などとして
用いた場合に著しく長期の使用寿命を示すなど工業上有
用な特性を有するのである。
高温圧縮抵抗性、高温耐食性、高温制酸化性、および高
温耐摩耗性を有し、特に高温の腐食性および酸化性のき
わめて強い酸化物に対して、すぐれた高温耐食性を示す
ので、特に燃料として重油や高炉ガスなどを使用する製
鉄用の加熱炉や均熱炉、さらには熱処理炉などの構造部
材、例えばスキッド金物やその他の炉床部材などとして
用いた場合に著しく長期の使用寿命を示すなど工業上有
用な特性を有するのである。
出願人 三菱金属株式会社
代理人 富 1)和 夫 外1名
Claims (4)
- (1)C:0.2チ超え〜0.7チ。 Si : 0.1〜3チ。 IvIrに0.1〜2チ、。 Cr: 25〜35 %。 Fe:1〜30チ。 Hf:0.001〜0.45%。 を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組成c以
上型1ts)を有することを特徴とする高温燃焼雰囲気
においてすぐれた高温特性を示すCo基耐熱合金。 - (2)C:0.2チ超え〜0.7チ。 St : o、 1〜3チ。 Mn : 0.1〜2チ。 Cr:25〜351 Fe:1〜30 チ。 Hf : 0.0 0 1〜0.45 チ。 を含有し、さらK。 Mo : 0.1〜10チおよびW:0.1〜10チの
うちの1種または2種。 を含有し、残りがCOと不可避不純物からなる組成を有
することを特徴とする品温燃焼雰囲気においてすぐれた
高温特性を示すCO基耐熱合金。 - (3)C:0.2チ超え〜0.7チ。 st : o、 1〜3チ。 Mn : 0.1〜2チ。 Cr: 2 5〜3 5 %。 Fe:1〜30チ。 Hf:O,OO1〜0.45qb。 を含有し、さらに、 Ti : 0.1〜2チ。 Nb:0.1〜2チ。 Ta : 0.1〜2チ。 のうちの1種または2種以上を含有し、残りがC0と不
可避不純物からなる組成を有することを特徴とする高温
燃焼雰囲気においてすぐれた高温特性を示すCO基耐熱
合金。 - (4)C:0.2チ超え〜0,7%。 Si : Q、 1〜3%。 Mn : O11〜2チ。 Cr:25〜35%。 Fe:1〜30係。 Hf : 0. OO1〜045チ。 を含有し、さらに、 Mo : 0.1〜10%およびw:o、i〜10チの
うちの1種または2種と、 Ti : 0.1〜2%。 Nb : 0.1〜2%。 Ta : 0.1〜2チ。 のうちの1種または2神以上とを含有し、残りカニCo
と不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする
高温燃焼雰囲気においてすぐれた高温特性を示すCO基
耐熱合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11408984A JPS60258445A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | Co基耐熱合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11408984A JPS60258445A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | Co基耐熱合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60258445A true JPS60258445A (ja) | 1985-12-20 |
| JPS6330383B2 JPS6330383B2 (ja) | 1988-06-17 |
Family
ID=14628816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11408984A Granted JPS60258445A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | Co基耐熱合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60258445A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4820324A (en) * | 1987-05-18 | 1989-04-11 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Glass corrosion resistant cobalt-based alloy having high strength |
-
1984
- 1984-06-04 JP JP11408984A patent/JPS60258445A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4820324A (en) * | 1987-05-18 | 1989-04-11 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Glass corrosion resistant cobalt-based alloy having high strength |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6330383B2 (ja) | 1988-06-17 |
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