JPS6026638A - 耐応力腐食割れ性にすぐれた耐食性Ni基合金 - Google Patents

耐応力腐食割れ性にすぐれた耐食性Ni基合金

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JPS6026638A
JPS6026638A JP13531583A JP13531583A JPS6026638A JP S6026638 A JPS6026638 A JP S6026638A JP 13531583 A JP13531583 A JP 13531583A JP 13531583 A JP13531583 A JP 13531583A JP S6026638 A JPS6026638 A JP S6026638A
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JP
Japan
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unavoidable impurities
corrosion
resistant
less
stress corrosion
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Pending
Application number
JP13531583A
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English (en)
Inventor
Takeshi Yoshida
武司 吉田
Yoshio Takizawa
与司夫 滝沢
Ichiro Sekine
一郎 関根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、溶接などの熱履歴(受けても、溶体化処理
を施すことなく、そのままの状態ですぐれた耐応力腐食
割れ性を示す耐食性Ni基合金に関するものである。
従来、一般に、弗化水素ガスや塩酸ガスなどの還元性ガ
スを含有する腐食性雰囲気や、塩酸、硫酸、およびりん
酸などの非酸化性酸にさらされる、例えば化学プラント
の反応容器、熱交換器、および薬品容器などの構造部材
の製造に、これらの腐食性雰囲気や非酸化性酸に対して
すぐれた耐食性を示すMo : 26〜30係含有のN
1基合金が使用されでいる。
この従来耐食性N1基合金は、上記のような腐食環境で
すぐれた耐食性を示すほか、冷間加工性や溶接性にもす
ぐれた特性を示すものである。
一方、この従来耐食性N1基合金は、N1−M0系2元
状態図からも明らかなように、600〜8o。
℃の温度でNi4 Moの金属間化合物全析出し、この
金属間化合物は、靭性や延性の低下、並びに応力腐食割
れ発生の原因となることから1通常溶体化処理を施した
状態で実用に供されている。
したがって、この従来耐食性Ni基合金が、例えば溶接
などの熱履歴を受けた場合にも、この溶接によって析出
した金属間化合物を固溶消失させるための溶体化処理音
節している。
しかし、溶接組立て後の構造部組に対する溶体化処理は
、構造的および容量的に制限を受けるほか、相手部材の
材質によっても制限を受けるものであシ、このようなこ
とから、従来耐食性N1基合金は、その適用分野が限ら
れたものになるのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、溶接な
どの熱履歴を受けたままの状態でも応力腐食割れの発生
がない材料を得べく研究を行なった結果、重量%で、 Mo : 25〜35係。
Fe:2〜8係、 を含有し、さらに必要に応じて、 V、W、Or、およびOuのうちの1種または2種以北
=0.1〜4係と、 BおよびCaのうちの1種1へは2種:0.001〜0
.07係と。
Co : 0.5〜5 壬、 の3つのグループのうちの1種以上を含有し、残りがN
1−と不可避不純物からなる組成を有し、かつ不可避不
純物としてのCおよびSlの含有量が。
a:o、oi係以下、 Eli:0.1係以下、 で′あるN1基合金は、上記の腐食性雰囲気や非酸化性
酸にさらされる腐食環境において、すぐれた耐食性を示
し、かつ冷間加工性および溶接性にすぐれ、特に溶接な
どの熱履歴を受けても、金属間化合物の析出がなく、し
たがって溶体化処理を施すことなく、熱履歴を受けたま
まの状態で実用に供することができるという知見を得た
のである。
この発明は、上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シに限定した理由を
説明する。
(a) M。
MO酸成分は、素地に固溶して、還元性ガス全含有する
腐食性雰囲気や非酸化性酸などに対する耐食性を著しく
向上させる作用があるが、その含有量が25係未満では
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、熱間加工性や常温靭性が劣化するように
なることがら、その含有量を25〜35%と定めた。
(b) Fe Fe成分には、素地に固溶し、合金が600〜800℃
に加熱された場合にも金属間化合物が析出するのを阻止
し、もって応力腐食割れの発生を抑制する作用があるが
、その含有量が2係未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方8係を越えて含有させると、上記の腐食環
境下での耐食性が劣化するようになることから、その含
有量を2〜8係と定めた。
(c) V、 W、 C!r、およびOuこれらの成分
には、上記の腐食環境下における耐食性を一段と向上さ
せるほか、金属間化合物の析出を抑制して耐応力腐食割
れ性を一層向」ニさせ、さらに合金の強度を改善する作
用があるので、これらの特注が要求される場合に必覇゛
に応じて含有されるが、その含有量が0.1係未高では
前記作用に所望の向上効果が得られず、一方4係を越え
て含有させても前記作用により一層の改善効果は得られ
ないことから、経済性を考慮して、その含有量を0.1
〜4係と定めた。
(a) BおよびOa これらの成分は、著しく高い金属間化合物析出抑制作用
をもつので、より一層の耐応力腐食割れ性が要求される
場合に必要に応じて含有されるが。
その含有量が0.001係未満では所望のすぐれた耐応
力腐食割れ性を確保することができ−ず、一方、0.0
71i越えて含有させると、上記の腐食環境での耐食性
が低下するようになることから、その含有量′f:0.
001〜007係と定めた。
(θ) C。
COC成分は、耐食性および耐応力腐食割れ性を損なう
ことなく、合金強度を向上させる作用があるので、特に
強度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0.51未満では所望の強度向上効果が得ら
れず、一方5係を越えて含有させると冷間加工性が低下
するようになることから、その含有量全0.5〜5係と
定めた。
(f) 不可避不純物 不可避不純物のうち、特にCおよびSlの含有量I−f
0.1それぞれC:0.01係以下、Si : 0.1
係以下としなければ外らない。すなわち、0.01%を
越えたC成分が存在すると、MoがMo炭化物としてく
われてしまい、粒界にMO欠乏層が形成されるようにな
シ、この結果耐粒界腐食性が劣化するようになるからで
あり、一方Siは、溶湯の脱ガスを促進し、かつ湯流れ
性を良くする作用をもつので、健全な鋳塊を製造するの
に有用な成分であるが、その含有量が0.1係を越える
と、Mo炭化物の形成を著しく促進するようになるもの
であり、したがってCおよびSlの上限値:0.014
およびo、 i % ’1それぞれ越えて含有させては
ならない。
また、この他の不可避不純物として、p、s。
Mg、およびMn7zどを含有するが、それぞれ、その
含有量がP:0.05係以下、S:0.05%以下。
Mg: 0.1 %以下、およびMn : 2.5 %
以下であれば、合金特性が何ら損なわれるものではなく
、むしろMgおよびMnには、脱ガスを促進し%Pおよ
びS成分の有害作用を抑制する作用があるので、前記の
上限値以下の範囲で積極的に含有される場合がある。
さらに、合金成分として、Ti、 Zr、 Nb、およ
びYのうちの1種捷たは2種以」二ヲ、それぞれTに0
.05〜0.5 %、 Zr: 0.05〜0.5係、
 Nt+: 0.05〜0.5係、およびY:0.00
5〜01#)の範囲で含有させると、これらの成分は固
溶Cと結合して炭化物を形成し、この炭化物は結晶粒内
に分散析出するので、粒界に炭化物が析出しないように
なり、この結果耐粒界腐食性が向上するようになる。
つぎに、この発明のN1基合金を実施例により具体的に
説明する。
実施例 通常の溶解鋳造法により、それぞれ第1表に示される成
分組成をもった本発明N1基合金1〜23と従来Ni基
合金を溶製し、鋳造した後、同じく通常の条件で熱間鍛
造および熱間圧4’4施して板厚:3mの熱延板とし、
引続いて、この熱延板に、温度:1066℃に30分分
熱熱保持後冷の溶体化処理を施した。
ついで、この結果得られた本発明N1基合金1〜23お
よび従来N1基合金の熱延板より、平行部長さ: 20
 +mi X平行部幅:4晒×厚さ=2箇の寸法をもっ
た試験片を機械加工によシ作成し、この試験片に、75
0℃に20分間加熱保持の熱履歴を施した後、雰囲気i
N2ガスとし、0.5係のN2 S04と0.5憾のH
Ctf含有するアセトンとアルコールの1:1溶液を収
容する容量:4.5tの・静置型オートクレーブ内の前
記溶液に浸漬し、前記溶液温度:150℃、歪速度二8
.3X10sec の条件で低歪速度による応力腐食割
れ試験を行ない、試験後の破面全観察し、破面全体に占
める応力腐食割れ破面(粒界割れ破面)の割合(面積率
)全算出した。したがって、応力腐食割れ破面の面積率
が大きいほど耐応力腐食割れ性に劣るものである。
また、同じく、上記の本発明N1基合金1〜23および
従来N1基合金の熱延板から、幅ニア0mmx長さ:1
50wnx厚さ:3叫の寸法をもった試験片全機械加工
によ962枚づつ作成し、これを長手方向に’rIG溶
接法にて突合せ溶接した後、溶接部が中央に位置する状
態で幅:25mmX長さ=50mの寸法の試験片を切出
し、この試験片を用い、温度:150″C:の20%H
C1水溶液中に100時間浸漬の条件で粒界腐食試験を
用い、試験後の゛溶接熱影響部における最大侵食性A全
測定した。
これらの結果を第1表に示した。
第1表に示される結果から、本発明N1基合金、1〜2
3は、いずれも750℃に加熱の熱履歴があるにもかか
わらず、すぐれた耐応力腐食割れ性を示し、かつ耐食性
にもすぐれているのに対して、従来Ni基合金は耐応力
腐食割れ性の著しく劣るものであった。
上述のように、この発明のN1基合金は、すぐれた耐食
性、冷間加工性、および溶接性を保持した状態で、特に
熱履歴を受けた場合にも金属間化合物の析出がなく、す
ぐれた耐応力腐食割れ性を示すので、例えば溶接後に溶
体化処4’を施す必要がなく、さらに1例えば冷間加工
後の歪取り焼鈍などに際しても金属間化合物の析出が起
らないので、これに原因する焼鈍割れの発生もなく、し
たがってこれらの特性が要求される広い分野に亘っての
適用が可能となる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 (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) Mo: 25〜35% Fe:2〜84、 全含有し、残シがN1と不可避不純物からなる組成(以
    上重量係)を有し、かつ不可避不純物としてのCおよび
    Slの含有量が、それぞれ、a:0.01係以下。 Si : Q、 l係以下。 であることを特徴とする耐応力腐食割れ性にすぐれた耐
    食性N1基合金。
  2. (2) MO: 25〜35%、 Fe:2〜8係、 全含有し、さらに。 V、W、Or、およびOuのうちの1種または2種以上
    =0.1〜4係。 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成(以
    上重量係)を有し、かつ不可避不純物としてのCおよび
    Slの含有量が、それぞれ、a:o、oi係以下、 Si:0.1係以下、 であることを特徴とする耐応力腐食割れ性にすぐれた耐
    食性Ni基合金。
  3. (3)Mo:25〜35係、 Fe:2〜8憾、 を含有し、さら[。 BおよびCaのうちの1種または2種=0.001〜0
    .07%、 を含有し、残シがN1と不可避不純物からなる組成(以
    上重量係)ヲ有し、かつ不可避不純物としてのCおよび
    Slの含有量が、それぞれ、c:o、oi係以下、 Si:0.l係以下、 であることを特徴とする耐応力腐食割れ性にすぐわ、た
    耐食性Ni基合金。
  4. (4) MO: 25〜35s、 Fe:2〜8係、 を含有し、さらに、 Oo:0.5〜5係、 全含有し、残シがNiと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)を有し、かつ不可避不純物としてのCおよび
    Slの含有量が、それぞれ、c:o、01%以下、 Si:Q、l係以下。 であることを特徴とする耐応力腐食割れ性にすぐれた耐
    食性N1基合金。
  5. (5) Mo: 25〜35%、 Fe : 2〜8 L を含有し、さらに、 V、W、Or、およびCuのうちの1種または2種以上
    二0.1〜4壬と、 BおよびCaのうちの1種または2種:0.001〜0
    .07係。 を含有し、残りがN1と不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)ヲ有し、かつ不可避不純物としてのCおよび
    Slの含有量を、それぞれ。 C!:0.01係以下、 Si:0.1係以下、 としたことを特徴とする耐応力腐食割れ性にすぐれた耐
    食性Ni基合金。
  6. (6)Mo:25〜35係、 Fe:2〜8係、 を含有し、さらに、 V I W I Crl およびOuのうちの1種また
    は2種以上:0.1〜4係と、 Oo:0,5〜5 係、 を含有し、残シがNiと不可避不純物からなる組成(以
    上重量係〕ヲ有し、かつ不可避不純物とし−CのCおよ
    びSiの含有量を、それぞれ、C:0.01係以下。 Si : 0.1係以下、 としたことを特徴とする耐応力腐食割れ性にすぐれた耐
    食性Ni基合金。
  7. (7)MO:25〜35憾、 Fe: 2〜8 係 、 全含有し、さらに、 BおよびCtaのうちの1種または2種二〇、001〜
    0.07係と。 Co:Q、5〜5%、 全含有し、残9がN]と不可避不純物からなる組成(以
    」二重量係)ヲ有し、かつ不可避不純物としてのCおよ
    びSiの含有量を、それぞれ、0:0.01係以下、 Si:0.1係以下、 としたことを特徴とする耐応力腐食割れ性にすぐれた耐
    食性N1基合金。
  8. (8) MO: 25〜35 %、 Fe : 2〜8%、 を含有し、さらに。 v+ W r−Cr 、およびOuのうちの1種または
    2種以上:0.1〜4係と。 BおよびOaのうちの1種または2種二〇、001〜0
    .07係と、 Co : 0.5〜5係。 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)ヲ有し、かつ不可避不純物としてのCおよび
    Siの含有量が、それぞれ。 0:0.01係以下、 Si:0.1qb以下、 であることを特徴とする耐応力腐食割れ性にすぐれた耐
    食性N1基合金。
JP13531583A 1983-07-25 1983-07-25 耐応力腐食割れ性にすぐれた耐食性Ni基合金 Pending JPS6026638A (ja)

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US07/135,958 US4861550A (en) 1983-07-25 1988-03-14 Corrosion-resistant nickel-base alloy having high resistance to stress corrosion cracking

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04103964A (ja) * 1990-08-21 1992-04-06 Nippon Steel Corp 高温発熱体の成形方法および乾燥方法

Cited By (1)

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