JPS6070155A - 排気弁用Νi基合金 - Google Patents
排気弁用Νi基合金Info
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- JPS6070155A JPS6070155A JP17818283A JP17818283A JPS6070155A JP S6070155 A JPS6070155 A JP S6070155A JP 17818283 A JP17818283 A JP 17818283A JP 17818283 A JP17818283 A JP 17818283A JP S6070155 A JPS6070155 A JP S6070155A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は自動車用エンジンの排気弁用材料として、ステ
ライト肉盛を必要としない比較的安価な合金に関するも
のである。
ライト肉盛を必要としない比較的安価な合金に関するも
のである。
従来自動車用エンジンの排気弁には2l−4N鋼が使わ
れてきたが、最近になってエンジンの高出力化に伴い、
2l−4N鋼では高温強度が不足する場合が多くなった
。このような事態に対処するために、2l−4Nにステ
ライトの肉盛を施した排気弁や、インコネル751の名
で知られるNi 基台金製の排気弁が実用化されている
が、これらはいずれも高価である欠点がある。そこで特
開昭56−20148号公報などに記載された、Ni量
を50チ以下とした安価な合金が開発されるようになっ
たが、本発明者らの研究でこれらの低Ni合金は酸化鉛
に対する耐食性が十分でなく、実用上大きな問題を残し
ていることが明らかになった。
れてきたが、最近になってエンジンの高出力化に伴い、
2l−4N鋼では高温強度が不足する場合が多くなった
。このような事態に対処するために、2l−4Nにステ
ライトの肉盛を施した排気弁や、インコネル751の名
で知られるNi 基台金製の排気弁が実用化されている
が、これらはいずれも高価である欠点がある。そこで特
開昭56−20148号公報などに記載された、Ni量
を50チ以下とした安価な合金が開発されるようになっ
たが、本発明者らの研究でこれらの低Ni合金は酸化鉛
に対する耐食性が十分でなく、実用上大きな問題を残し
ていることが明らかになった。
本発明は、ステライトの肉盛を必要としない程度に十分
高温強度が高く、酸化鉛に対する耐食性がステライトの
肉盛を施した排気弁やインコネル751製の排気弁と同
等で、価格がこれらより安価な排気弁用合金を提供する
ことを目的としたものである。
高温強度が高く、酸化鉛に対する耐食性がステライトの
肉盛を施した排気弁やインコネル751製の排気弁と同
等で、価格がこれらより安価な排気弁用合金を提供する
ことを目的としたものである。
本発明は重量比で040.1 %以下、St O,5%
以下、Mn 1.0 %以下、Ni52〜60%、Cr
18〜25チ、At0.5〜2.0%、Ti1.5〜3
.5%、Nb O,3〜1.5%を含み、さらに0.0
2−以下のBSo、2%以下のZr、 0.05%以下
のMgのうちの1種または2種以上を含有し、残部が不
純物を除き本質的にFeよシなることを特徴とする排気
弁用Ni基合金である。
以下、Mn 1.0 %以下、Ni52〜60%、Cr
18〜25チ、At0.5〜2.0%、Ti1.5〜3
.5%、Nb O,3〜1.5%を含み、さらに0.0
2−以下のBSo、2%以下のZr、 0.05%以下
のMgのうちの1種または2種以上を含有し、残部が不
純物を除き本質的にFeよシなることを特徴とする排気
弁用Ni基合金である。
Cは本発明合金にあってはクリープ破断延性を付与する
ために若干量は必要であるが、0.1%を越えるとMC
型炭化物が過剰となって熱間および冷間の加工性を劣化
させるので0.1%以下に限定する。
ために若干量は必要であるが、0.1%を越えるとMC
型炭化物が過剰となって熱間および冷間の加工性を劣化
させるので0.1%以下に限定する。
Siは本発明合金にあっては脱酸剤として添加されるも
ので、0.5%を越えると熱間加工性、高温強度および
酸化鉛に対する耐食性に有害であるので0.5チ以下に
限定する。
ので、0.5%を越えると熱間加工性、高温強度および
酸化鉛に対する耐食性に有害であるので0.5チ以下に
限定する。
MnもSLと同様、本発明合金にあっては脱酸剤として
添加される元素であるが、1.0%を越えると高温強度
を低下させるので1.0チ以下に限定するO Niは本発明合金においては(1)ガンマプライム相を
生成する(2)オーステナイトを安定化させる(3)酸
化鉛に対する耐食性を高めるなどの作用がある。
添加される元素であるが、1.0%を越えると高温強度
を低下させるので1.0チ以下に限定するO Niは本発明合金においては(1)ガンマプライム相を
生成する(2)オーステナイトを安定化させる(3)酸
化鉛に対する耐食性を高めるなどの作用がある。
とくに(3)の作用については52〜53チのNiHを
境にして遷移点があり、この遷移量以下では酸化鉛に対
する耐食性が不安定で、場合によっては著しく大きな腐
食量を示すことがあるが、この遷移量以上ではば化鉛に
対する耐食性が安定して良好になる。このため本発明合
金ではNl量の下限を52優に限定するが、Ni量の上
限については価格をなるべく低く抑えるためにインコネ
ル751よシ少なくとも10%Ni量を低くする目的で
60%に限定する。
境にして遷移点があり、この遷移量以下では酸化鉛に対
する耐食性が不安定で、場合によっては著しく大きな腐
食量を示すことがあるが、この遷移量以上ではば化鉛に
対する耐食性が安定して良好になる。このため本発明合
金ではNl量の下限を52優に限定するが、Ni量の上
限については価格をなるべく低く抑えるためにインコネ
ル751よシ少なくとも10%Ni量を低くする目的で
60%に限定する。
Crは本発明合金にあっては耐酸化性および耐硫化性を
付与するために不可欠な元素であシ、特にインコネル7
51の問題点である耐硫化性を十分付与するために最低
18%含有させることが望ましいが、25チを越えるC
rはオーステナイトを不安定化し、Crに富んだα′相
を析出して高温強度(特にクリープ破断強度)を低める
ので18〜25チに限定する。
付与するために不可欠な元素であシ、特にインコネル7
51の問題点である耐硫化性を十分付与するために最低
18%含有させることが望ましいが、25チを越えるC
rはオーステナイトを不安定化し、Crに富んだα′相
を析出して高温強度(特にクリープ破断強度)を低める
ので18〜25チに限定する。
Atは本発明合金にあってはオーステナイトマトリック
スからガンマプライム相を析出させ、合金を強化するの
に不可欠の元素であシ、十分な強化作用を達成するため
には最低0.5%を会費とするが、2.0%を越えると
熱間加工が著しく困難になるので0.5〜2.0チに限
定する。
スからガンマプライム相を析出させ、合金を強化するの
に不可欠の元素であシ、十分な強化作用を達成するため
には最低0.5%を会費とするが、2.0%を越えると
熱間加工が著しく困難になるので0.5〜2.0チに限
定する。
T1もAtと同様、本発明合金にあってはガンマプライ
ム相を析出させて合金を強化するのに不可欠の元素であ
り、十分な効果を得るために最低1゜5チな必要とする
が、3.5%を越えると熱間加工性が著しく悪くなるの
で1.5〜3.5%に限定する。
ム相を析出させて合金を強化するのに不可欠の元素であ
り、十分な効果を得るために最低1゜5チな必要とする
が、3.5%を越えると熱間加工性が著しく悪くなるの
で1.5〜3.5%に限定する。
Nbは本発明合金にあってはAtやTiと同様ガンマプ
ライム相を生成するが、少量の運が固溶するとガンマプ
ライム相が強化され、合金の高温強度が高まるので、そ
の効果を十分発揮させるために最低0.3%は必要であ
るが、1.5%を越えるとガンマプライムが不安定化す
るので0.3〜1.5チに限定する。
ライム相を生成するが、少量の運が固溶するとガンマプ
ライム相が強化され、合金の高温強度が高まるので、そ
の効果を十分発揮させるために最低0.3%は必要であ
るが、1.5%を越えるとガンマプライムが不安定化す
るので0.3〜1.5チに限定する。
B5ZrおよびMgはいずれもオーステナイト粒界を強
化して高温の延性を高めるのに有効な元素でアシ、特に
ガンマプライム生成元素としてNbを含む本発明合金で
はNbを含まない合金に比べて高温の強度は高いが延性
が低くなるので、これらの元素のうちの少なくとも1種
または2種以上を若干量含ませることが最低必要である
。しかしこれらの元素を過度に多量に含有すると初期溶
融温度が低下し、熱間加工性が劣化するので、本発明合
金にあってはB5ZrおよびMgをそれぞれ0゜021
以下、0.296以下、0.05%以下に限定する。
化して高温の延性を高めるのに有効な元素でアシ、特に
ガンマプライム生成元素としてNbを含む本発明合金で
はNbを含まない合金に比べて高温の強度は高いが延性
が低くなるので、これらの元素のうちの少なくとも1種
または2種以上を若干量含ませることが最低必要である
。しかしこれらの元素を過度に多量に含有すると初期溶
融温度が低下し、熱間加工性が劣化するので、本発明合
金にあってはB5ZrおよびMgをそれぞれ0゜021
以下、0.296以下、0.05%以下に限定する。
次に実施例について述べる。第1表に本発明合金の特性
を実験合金および従来合金と比較するために用いた試料
の化学組成を示す。これらの試料はいずれも鍛造または
圧延棒材である。
を実験合金および従来合金と比較するために用いた試料
の化学組成を示す。これらの試料はいずれも鍛造または
圧延棒材である。
第1表で随1および随2は本発明合金、N[L3〜Nα
11は実験合金、Nα12〜N[L14はそれぞれイン
コネル751、ニモニック80Aおよび2l−4Nに相
当する従来合金である。第1表のN11〜Nα13の合
金には1050℃X15m1n油冷+750℃X4h空
冷の熱処理を施し、またN[L14には1150℃X
30m1n水冷+800℃X4h空冷の熱処理を施して
各種試験に供した。
11は実験合金、Nα12〜N[L14はそれぞれイン
コネル751、ニモニック80Aおよび2l−4Nに相
当する従来合金である。第1表のN11〜Nα13の合
金には1050℃X15m1n油冷+750℃X4h空
冷の熱処理を施し、またN[L14には1150℃X
30m1n水冷+800℃X4h空冷の熱処理を施して
各種試験に供した。
第2表に800℃および900℃の0.2%耐力、80
0℃の100時間クリープ破断強度、920℃の溶融p
boおよび溶融(60チPbO+ 40チPb5O+)
中での腐食減量を示す。
0℃の100時間クリープ破断強度、920℃の溶融p
boおよび溶融(60チPbO+ 40チPb5O+)
中での腐食減量を示す。
第2表から分かるように、N[L5を除く実験合金はす
べてPbO中の腐食減量が著しく大きいが、これはこれ
らの実験合金がいずれもNi量が52チ以下と低いため
である。実験合金のうちN1量が54゜6チのN15は
PbO腐食減量に関する限シ良好であるが、800℃の
耐力、クリープ破断強度および60%PbO+ 40
% PbSO4に対する腐食減量の点で本発明合金のN
[L 1あるいはN112に及ばない。このことは本発
明合金における隅の有効性を実証しているものである。
べてPbO中の腐食減量が著しく大きいが、これはこれ
らの実験合金がいずれもNi量が52チ以下と低いため
である。実験合金のうちN1量が54゜6チのN15は
PbO腐食減量に関する限シ良好であるが、800℃の
耐力、クリープ破断強度および60%PbO+ 40
% PbSO4に対する腐食減量の点で本発明合金のN
[L 1あるいはN112に及ばない。このことは本発
明合金における隅の有効性を実証しているものである。
(実験合金N(L 5は隅を含有していない。)
本発明合金(NllLl、Nl12)はインコネル75
1(N[L12)と比べて、耐力やクリープ破断強度は
同等であり、PbOに対する耐食性はやや劣るものの実
用上問題のないレベルである。一方60 % PbO+
40%PbSO4に対する耐食性は優れていることから
、耐食性のバランスはむしろやや優れていると言えよう
。なお従来合金のうちニモニック80A(N(L13)
は価格も高いが、高温の耐力が低く、また2l−4N鋼
は全般に高温強度が不足し、PbOに対する耐食性も十
分でないことが分かる。
1(N[L12)と比べて、耐力やクリープ破断強度は
同等であり、PbOに対する耐食性はやや劣るものの実
用上問題のないレベルである。一方60 % PbO+
40%PbSO4に対する耐食性は優れていることから
、耐食性のバランスはむしろやや優れていると言えよう
。なお従来合金のうちニモニック80A(N(L13)
は価格も高いが、高温の耐力が低く、また2l−4N鋼
は全般に高温強度が不足し、PbOに対する耐食性も十
分でないことが分かる。
以上述べたことから、本発明合金は従来合金のインコネ
ル751とほぼ同等の排気弁用合金としての特性を持つ
ことが明らかであるが、インコネル751(Ni量70
チ以上)よシ少なくとも10%以上Ni量が低い分だけ
価格が安価であるから、従来よシも低価格の自動車用エ
ンジンの排気弁用材料を提供することができて工業的効
果が大きいものである。
ル751とほぼ同等の排気弁用合金としての特性を持つ
ことが明らかであるが、インコネル751(Ni量70
チ以上)よシ少なくとも10%以上Ni量が低い分だけ
価格が安価であるから、従来よシも低価格の自動車用エ
ンジンの排気弁用材料を提供することができて工業的効
果が大きいものである。
代理人 弁理士 本 間 崇
手続補正書(自発)
昭和58年12月22日
特許庁長官 若杉和夫殿
1、事件の表示
昭和58年特許願第178182号
2、発明の名称
排気弁用Ni基合金
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住 所 東京都千代田区丸の内二丁目1番2号名 称
(508) 日立金属株式会社代表者河 野 典 夫(
ばか1名) 4、代理人 説明の欄 6、補正の内容 別紙の通り。
(508) 日立金属株式会社代表者河 野 典 夫(
ばか1名) 4、代理人 説明の欄 6、補正の内容 別紙の通り。
補正の内容
1、明細書第1頁の特許請求の範囲を下記のとおり補正
する 記 重量比でC061%以下、Si 0.5%、Mn1.0
%、凡ユ 52−63%、Cr18−25%、A10.
5〜2.0%、Ti 1.5〜3.5%、Nb013〜
1.5%を含み、さらに0.02%以下のB、0.2%
以下のZr、0.05%以下のMgのうちの1種または
2種以」二を含有し、残部が不純物を除外本質的にFe
よりなることを特徴とする排気弁用Ni基合金。
する 記 重量比でC061%以下、Si 0.5%、Mn1.0
%、凡ユ 52−63%、Cr18−25%、A10.
5〜2.0%、Ti 1.5〜3.5%、Nb013〜
1.5%を含み、さらに0.02%以下のB、0.2%
以下のZr、0.05%以下のMgのうちの1種または
2種以」二を含有し、残部が不純物を除外本質的にFe
よりなることを特徴とする排気弁用Ni基合金。
2、同第2頁第16行の「Ni52〜60%」をJNi
52〜63%」 と補正する。
52〜63%」 と補正する。
3、同第4頁第7行の「60%」を「63%」と補正す
る。
る。
4、同第7頁第1表を次頁第1表のとおり補正する。
5、同第8頁第1行〜第2行rNo、1およびNo。
2は本発明合金、No、3 〜No、11は実験合金、
No、12−No、14 J を1No、1−No。
No、12−No、14 J を1No、1−No。
4は本発明合金、No、5〜 No、13は実験合金=
No、 14−No、16 Jと補正する。
No、 14−No、16 Jと補正する。
6、同第8頁第4行の[No、 1−No、 13J
を1No、 1−No、 15 Jと補正する。
を1No、 1−No、 15 Jと補正する。
7、同第8頁第6行のrNo、14Jを「No、16J
と補正する。
と補正する。
8、同第9頁第2表を次頁第2表のとおり補正する。
9、同第10頁第1行の[No、5Jを[No、7Jと
補正する。
補正する。
10、同第10頁第5行の[No、5Jを「No、7J
と補正する。
と補正する。
11、同第10頁第7行〜第8行の「本発明合金のNo
、1あるいはNo、2に及ばない。」 を[本発明合金
に及ばない。]と補正する。
、1あるいはNo、2に及ばない。」 を[本発明合金
に及ばない。]と補正する。
12、同第10頁第10行の1No、5Jを「No、7
Jと補正する。
Jと補正する。
’Qニ
ー13.同第10頁第12行のr(No、 1 、No
、 2 )Jを削除する。
、 2 )Jを削除する。
14、同第10頁第13行のI’(No、12 )Jを
「(No、14)Jと補正する。
「(No、14)Jと補正する。
15、同第11頁第5行〜第6行の「10%以上Ni量
が〜」を17%以上通常約15%Ni量がλ」と補正す
る。
が〜」を17%以上通常約15%Ni量がλ」と補正す
る。
以 上
°−4ニ
Claims (1)
- 重量比でC概0.1 %以下、St O,5%以下、M
n 1.0チ以下、Ni52〜60%、Cr 18〜2
5 % 、AA O,5〜2.0 % 、Ti 1.5
〜3.5%、Nb O,3〜1.5%を含み、さらに0
.02%以下のB、0.2%以下のZr、 0.05%
特徴とする排気弁用N1基合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17818283A JPS6070155A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 排気弁用Νi基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17818283A JPS6070155A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 排気弁用Νi基合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6070155A true JPS6070155A (ja) | 1985-04-20 |
Family
ID=16044032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17818283A Pending JPS6070155A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 排気弁用Νi基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6070155A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60211028A (ja) * | 1984-04-03 | 1985-10-23 | Daido Steel Co Ltd | 排気バルブ用合金 |
| JPH03120328A (ja) * | 1989-10-02 | 1991-05-22 | Inco Alloys Ltd | 排気バルブ合金 |
| US6244234B1 (en) | 1996-06-07 | 2001-06-12 | Man B&W Diesel A/S | Exhaust valve for an internal combustion engine |
| US6491769B1 (en) | 2000-01-24 | 2002-12-10 | Inco Alloys International, Inc. | Ni-Co-Cr high temperature strength and corrosion resistant alloy |
| JP2017508075A (ja) * | 2014-02-04 | 2017-03-23 | ファオデーエム メタルズ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングVDM Metals International GmbH | 耐摩耗性、耐クリープ性、耐腐食性、及び加工性が良好な、硬化性ニッケル・クロム・鉄・チタン・アルミニウム合金 |
| US10870908B2 (en) | 2014-02-04 | 2020-12-22 | Vdm Metals International Gmbh | Hardening nickel-chromium-iron-titanium-aluminium alloy with good wear resistance, creep strength, corrosion resistance and processability |
| US11098389B2 (en) | 2014-02-04 | 2021-08-24 | Vdm Metals International Gmbh | Hardened nickel-chromium-titanium-aluminum alloy with good wear resistance, creep resistance, corrosion resistance and workability |
-
1983
- 1983-09-28 JP JP17818283A patent/JPS6070155A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60211028A (ja) * | 1984-04-03 | 1985-10-23 | Daido Steel Co Ltd | 排気バルブ用合金 |
| JPH03120328A (ja) * | 1989-10-02 | 1991-05-22 | Inco Alloys Ltd | 排気バルブ合金 |
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| WO2001053548A3 (en) * | 2000-01-24 | 2004-08-05 | Inco Alloys Int | Ni-Co-Cr HIGH TEMPERATURE STRENGTH AND CORROSION RESISTANT ALLOY |
| JP2017508075A (ja) * | 2014-02-04 | 2017-03-23 | ファオデーエム メタルズ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングVDM Metals International GmbH | 耐摩耗性、耐クリープ性、耐腐食性、及び加工性が良好な、硬化性ニッケル・クロム・鉄・チタン・アルミニウム合金 |
| US10870908B2 (en) | 2014-02-04 | 2020-12-22 | Vdm Metals International Gmbh | Hardening nickel-chromium-iron-titanium-aluminium alloy with good wear resistance, creep strength, corrosion resistance and processability |
| US11098389B2 (en) | 2014-02-04 | 2021-08-24 | Vdm Metals International Gmbh | Hardened nickel-chromium-titanium-aluminum alloy with good wear resistance, creep resistance, corrosion resistance and workability |
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