JPS6144136B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6144136B2 JPS6144136B2 JP57166834A JP16683482A JPS6144136B2 JP S6144136 B2 JPS6144136 B2 JP S6144136B2 JP 57166834 A JP57166834 A JP 57166834A JP 16683482 A JP16683482 A JP 16683482A JP S6144136 B2 JPS6144136 B2 JP S6144136B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- corrosion resistance
- intergranular
- corrosion
- resistance
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
本発明は、耐粒界腐食性および耐応力腐食割れ
性に優れるNi基合金に関するものであり、特に
本発明は、高温水中での粒界型応力腐食割れを改
善したCrを含有するNi基合金に関するものであ
る。 近年化学工業、エネルギー産業の発展によつて
装置材料の受ける使用環境は多岐にわたり厳しい
条件下で使用される場合が多くなつており、安全
性に対する信頼性要求の高まりと共に安定した耐
食性を有する材料が要求されている。このような
理由から、環境の厳しい条件下ではステンレス鋼
やNi基合金が広く使用されている。なかでも塩
化物環境における粒内応力腐食割れに対しては
Ni基合金の方がオーステナイトステンレス鋼よ
りも優れた抵抗性を有するが、高Ni基合金にあ
つてはＣの固溶量が少ないため粒界が鋭敏化し易
い欠点があり、高温水中で粒界型応力腐食割れが
懸念される。 前記Ni基合金の粒界腐食および粒界応力腐食
割れに対しては従来TiまたはNbなど安定化元素
を添加して、固溶Ｃを固定する安定化熱処理を施
す対策がとられているが、溶接熱影響部、特に高
温熱影響部においては上記安定化効果が消えて溶
接時及びその後の歪取り焼鈍などの熱処理により
粒界が鋭敏化されることが少なくなかつた。上記
粒界の鋭敏化は粒界に炭化クロムが析出すること
により粒界近傍においてCrが減少する、いわゆ
るCr欠乏に起因する現象である。従つて実機を
考慮した場合には溶接部をも考慮した耐粒界腐食
性ならびに耐粒内および耐粒界応力腐食割れ性に
優れる合金が必要であることが要望されていた。 1981年４月に行われた日本金属学会講演会の講
演概要集第268頁によれば、インコネル600合金の
耐粒界腐食性改善のためにはＣを0.01％以下にす
るか、あるいはNbを添加することが有効である
と記載され、さらにＮは粒界鋭敏化を促進するの
で有害であると記載されている。しかしながらこ
の合金はＣおよびＮの含有量が低くなると機械的
強度が低くなり、0.2％耐力はインコネル600の規
格である25Kg／mm2を下廻るという欠点がある。 また1982年５月に行われた腐食防食協会春期学
術講演大会の講演概要集第160頁にはインコネル
600合金の溶着金属の耐粒界腐食性に対してNbお
よびTiが有効であることが記載されている。し
かしながらこの溶着金属は、耐力を維持するため
Ｃを0.04％以上にするとNbを多量に添加しなけ
ればならず、コストアツプおよび熱間加工性、溶
接性劣化などの原因になる。 本発明は、従来のインコネル600ならびに上記
日本金属学会および腐食防食協会の講演会で発表
された前記合金の有する欠点を除去し、さらに改
良した合金を提供することを目的とするものであ
り、特許請求の範囲記載の合金を提供することに
よつて前記目的を達成することができる。 次に本発明を詳細に説明する。 Nbは、耐粒界鋭敏化に対して有効なばかりで
なく、Ｃ，Ｎと同様機械的強度に対しても有効で
あることを本発明者等は新規に知見した。すなわ
ち、Nbを所要量含有することでＣ，Ｎの含有量
が比較的少量でも機械的強度を充分有することに
着目し、機械的強度を損うことなく耐粒界腐食
性、耐粒界応力腐食割れ性に優れるNi基合金に
想到して本発明を完成した。すなわち本発明合金
は、従来のインコネル600に比べて機械的強度は
同等以上で耐粒界腐食性および耐応力腐食割れ性
の点において優れた合金である。 次に本発明を実験データについて説明する。 第１表に成分組成を示す本発明合金１〜４と比
較合金５〜６をそれぞ大気誘導炉で溶解して６Kg
鋼塊とし、鍛造によつて厚さ10mm、巾70mmにし素
材熱処理として1100℃×1h加熱後水冷し、さら
に870℃×2h加熱後水冷した。かくして得られた
鋼片を機械試験に供した。一方、耐食性試験用と
して第１図に示すように開先加工して多層肉盛
し、600℃×20h熱処理した後空冷し、さらに500
℃×40h熱処理後空冷した鋼片を作つた。溶接は
TIG溶接で行ない、フイラーメタルの成分組成は
第２表のものを用いた。試片はいずれも溶接部断
面を切り出し、最終湿式＃800まで研摩した。第
３表に0.2％耐力、粒界腐食試験および高温水応
力腐食割れ試験のそれぞれの結果を示す。 粒界腐食および高温水応力腐食割れ試験後試験
片の断面を光学顕微鏡で観察し、粒界腐食の場合
は最大侵食度ｄを測定した。また高温水応力腐食
割れの場合は、割れの有無を調べた。
性に優れるNi基合金に関するものであり、特に
本発明は、高温水中での粒界型応力腐食割れを改
善したCrを含有するNi基合金に関するものであ
る。 近年化学工業、エネルギー産業の発展によつて
装置材料の受ける使用環境は多岐にわたり厳しい
条件下で使用される場合が多くなつており、安全
性に対する信頼性要求の高まりと共に安定した耐
食性を有する材料が要求されている。このような
理由から、環境の厳しい条件下ではステンレス鋼
やNi基合金が広く使用されている。なかでも塩
化物環境における粒内応力腐食割れに対しては
Ni基合金の方がオーステナイトステンレス鋼よ
りも優れた抵抗性を有するが、高Ni基合金にあ
つてはＣの固溶量が少ないため粒界が鋭敏化し易
い欠点があり、高温水中で粒界型応力腐食割れが
懸念される。 前記Ni基合金の粒界腐食および粒界応力腐食
割れに対しては従来TiまたはNbなど安定化元素
を添加して、固溶Ｃを固定する安定化熱処理を施
す対策がとられているが、溶接熱影響部、特に高
温熱影響部においては上記安定化効果が消えて溶
接時及びその後の歪取り焼鈍などの熱処理により
粒界が鋭敏化されることが少なくなかつた。上記
粒界の鋭敏化は粒界に炭化クロムが析出すること
により粒界近傍においてCrが減少する、いわゆ
るCr欠乏に起因する現象である。従つて実機を
考慮した場合には溶接部をも考慮した耐粒界腐食
性ならびに耐粒内および耐粒界応力腐食割れ性に
優れる合金が必要であることが要望されていた。 1981年４月に行われた日本金属学会講演会の講
演概要集第268頁によれば、インコネル600合金の
耐粒界腐食性改善のためにはＣを0.01％以下にす
るか、あるいはNbを添加することが有効である
と記載され、さらにＮは粒界鋭敏化を促進するの
で有害であると記載されている。しかしながらこ
の合金はＣおよびＮの含有量が低くなると機械的
強度が低くなり、0.2％耐力はインコネル600の規
格である25Kg／mm2を下廻るという欠点がある。 また1982年５月に行われた腐食防食協会春期学
術講演大会の講演概要集第160頁にはインコネル
600合金の溶着金属の耐粒界腐食性に対してNbお
よびTiが有効であることが記載されている。し
かしながらこの溶着金属は、耐力を維持するため
Ｃを0.04％以上にするとNbを多量に添加しなけ
ればならず、コストアツプおよび熱間加工性、溶
接性劣化などの原因になる。 本発明は、従来のインコネル600ならびに上記
日本金属学会および腐食防食協会の講演会で発表
された前記合金の有する欠点を除去し、さらに改
良した合金を提供することを目的とするものであ
り、特許請求の範囲記載の合金を提供することに
よつて前記目的を達成することができる。 次に本発明を詳細に説明する。 Nbは、耐粒界鋭敏化に対して有効なばかりで
なく、Ｃ，Ｎと同様機械的強度に対しても有効で
あることを本発明者等は新規に知見した。すなわ
ち、Nbを所要量含有することでＣ，Ｎの含有量
が比較的少量でも機械的強度を充分有することに
着目し、機械的強度を損うことなく耐粒界腐食
性、耐粒界応力腐食割れ性に優れるNi基合金に
想到して本発明を完成した。すなわち本発明合金
は、従来のインコネル600に比べて機械的強度は
同等以上で耐粒界腐食性および耐応力腐食割れ性
の点において優れた合金である。 次に本発明を実験データについて説明する。 第１表に成分組成を示す本発明合金１〜４と比
較合金５〜６をそれぞ大気誘導炉で溶解して６Kg
鋼塊とし、鍛造によつて厚さ10mm、巾70mmにし素
材熱処理として1100℃×1h加熱後水冷し、さら
に870℃×2h加熱後水冷した。かくして得られた
鋼片を機械試験に供した。一方、耐食性試験用と
して第１図に示すように開先加工して多層肉盛
し、600℃×20h熱処理した後空冷し、さらに500
℃×40h熱処理後空冷した鋼片を作つた。溶接は
TIG溶接で行ない、フイラーメタルの成分組成は
第２表のものを用いた。試片はいずれも溶接部断
面を切り出し、最終湿式＃800まで研摩した。第
３表に0.2％耐力、粒界腐食試験および高温水応
力腐食割れ試験のそれぞれの結果を示す。 粒界腐食および高温水応力腐食割れ試験後試験
片の断面を光学顕微鏡で観察し、粒界腐食の場合
は最大侵食度ｄを測定した。また高温水応力腐食
割れの場合は、割れの有無を調べた。
【表】
【表】
【表】
【表】
第３表によれば、本発明合金１〜４の機械的性
質すなわち0.2％耐力（Kg／mm2）はインコネル600
の0.2％耐力規格である25Kg／mm2よりも何れも大
きく、かつ比較合金５〜６のそれに比べても大き
いことが判る。また、粒界腐食試験によれば、本
発明合金１〜４の最大侵食度ｄは何れも500μ
ｍ／day以下と極めて小さく良好であるが、比較
合金５〜６のそれは何れも1500μｍ／day以上と
極めて大きかつた。さらに高温水応力腐食割れ試
験による結果では、本発明合金１〜４の何れも割
れがなく良好であるが、比較合金５〜６は何れも
割れが発生した。 第２図は、粒界侵食に及ぼすNbとＣ量との関
係を示す図で、最大侵食度ｄが500μｍ／day以
下とするにはNbは100（％Ｃ−0.005）％以上添
加が必要である。 第３図は0.2％耐力σ0.2に及ぼすNbと（Ｃ＋
Ｎ）との関係を示す図であり、インコネル600の
0.2％耐力の規格である25Kg／mm2を上廻るために
はNbを〔3.0−75（％Ｃ＋％Ｎ）〕％以上添加し
なければならない。 次に本発明合金の成分組成を限定する理由につ
いて説明する。 Ｃは0.040％以上になると溶接部の耐食性劣化
を防止するための添加Nb量を多くしなければな
らず、そうすると熱間加工性が劣化するのでＣは
0.040％未満にする必要があり、熱間加工性の点
では0.030％以下のとき最も良い結果が得られ
る。 Siは1.0％より多いと耐粒界腐食性が劣化する
ので、Siは1.0％以下にする必要がある。 Mnは1.0％より多いと耐粒界腐食性が劣化する
ので、Mnは1.0％以下にする必要がある。 Ｐは0.030％より多いと耐粒界腐食性および溶
接性が劣化するので、Ｐは0.030％以下にする必
要がある。 Ｓは0.030％より多いと熱間加工性が劣化する
ので、Ｓは0.030％以下にする必要がある。 Crは耐食性をを発揮させるのには不可欠の元
素であり、Crが14％より少ないと耐食性が劣化
し一方26％より多いと高温強度が高くなり、製造
性が低下するので、Crは14〜26％の範囲内にす
る必要がある。 Feは25％より多いとNi基合金の特徴である塩
化物環境における耐粒内応力腐食割れ性が劣化す
るので、Feは25％以下にする必要がある。 Nbは耐粒界腐食性および機械的強度の向上に
有効であり、100（％Ｃ−0.005）％より少ないと
溶接熱影響部の耐食性が劣化するので100（％Ｃ
−0.005）％以上添加する必要があり、一方、
〔3.0−75（％Ｃ＋％Ｎ）〕％より少ないと機械的
強度が劣化するので、Nbは〔3.0−75（％Ｃ＋％
Ｎ）〕％以上添加する必要がある。しかしNbは４
％を超えると熱間加工性が劣化するので４％以下
にする必要がある。 Ｎは機械的強度、耐粒界腐食性および耐粒界応
力腐食性の向上に有効であるが、Ｎは0.040％以
上含有されると製造性が低下するのでＮは0.040
％未満にする必要がある。 ＣとＮはいずれも機械的強度に有効であり、機
械的強度の点から（Ｃ＋Ｎ）は多い方が良い。し
かしNbも機械的強度に有効であるのでNbを含有
する場合は（Ｃ＋Ｎ）は0.040％未満で充分であ
る。 Ti，Zr，Alはそれぞれ脱酸剤として熱間加工
性の改善に有効な元素であり、またなかでも
Ti，Zrはブローホール発生を抑止する効果が大
きく、かつ溶接高温熱影響部の耐食性を向上させ
る元素であるが、Ti，Zr，Alのなかから選ばれ
るいづれか１種又は２種以上が合計で１％より多
いと上記諸効果が期待されないので、１％以下に
する必要がある。 Ｂ，Mgは熱間加工性を向上するが、Ｂ，Mgは
それぞれ0.005％、0.05％を超えると逆に熱間加
工性が劣化するので、Ｂ，Mgはそれぞれ0.005％
以下、0.05％以下にする必要がある。 以上本発明のNi基合金は0.2％耐力は25Kg／mm2
以上であり、耐粒界腐食性並びに耐応力腐食割れ
性に優れ、さらに熱間加工性に優れる合金であ
り、化学工業並びにエネルギー産業、なかでも原
子力発電用機器として優れた諸特性を有する合金
である。
質すなわち0.2％耐力（Kg／mm2）はインコネル600
の0.2％耐力規格である25Kg／mm2よりも何れも大
きく、かつ比較合金５〜６のそれに比べても大き
いことが判る。また、粒界腐食試験によれば、本
発明合金１〜４の最大侵食度ｄは何れも500μ
ｍ／day以下と極めて小さく良好であるが、比較
合金５〜６のそれは何れも1500μｍ／day以上と
極めて大きかつた。さらに高温水応力腐食割れ試
験による結果では、本発明合金１〜４の何れも割
れがなく良好であるが、比較合金５〜６は何れも
割れが発生した。 第２図は、粒界侵食に及ぼすNbとＣ量との関
係を示す図で、最大侵食度ｄが500μｍ／day以
下とするにはNbは100（％Ｃ−0.005）％以上添
加が必要である。 第３図は0.2％耐力σ0.2に及ぼすNbと（Ｃ＋
Ｎ）との関係を示す図であり、インコネル600の
0.2％耐力の規格である25Kg／mm2を上廻るために
はNbを〔3.0−75（％Ｃ＋％Ｎ）〕％以上添加し
なければならない。 次に本発明合金の成分組成を限定する理由につ
いて説明する。 Ｃは0.040％以上になると溶接部の耐食性劣化
を防止するための添加Nb量を多くしなければな
らず、そうすると熱間加工性が劣化するのでＣは
0.040％未満にする必要があり、熱間加工性の点
では0.030％以下のとき最も良い結果が得られ
る。 Siは1.0％より多いと耐粒界腐食性が劣化する
ので、Siは1.0％以下にする必要がある。 Mnは1.0％より多いと耐粒界腐食性が劣化する
ので、Mnは1.0％以下にする必要がある。 Ｐは0.030％より多いと耐粒界腐食性および溶
接性が劣化するので、Ｐは0.030％以下にする必
要がある。 Ｓは0.030％より多いと熱間加工性が劣化する
ので、Ｓは0.030％以下にする必要がある。 Crは耐食性をを発揮させるのには不可欠の元
素であり、Crが14％より少ないと耐食性が劣化
し一方26％より多いと高温強度が高くなり、製造
性が低下するので、Crは14〜26％の範囲内にす
る必要がある。 Feは25％より多いとNi基合金の特徴である塩
化物環境における耐粒内応力腐食割れ性が劣化す
るので、Feは25％以下にする必要がある。 Nbは耐粒界腐食性および機械的強度の向上に
有効であり、100（％Ｃ−0.005）％より少ないと
溶接熱影響部の耐食性が劣化するので100（％Ｃ
−0.005）％以上添加する必要があり、一方、
〔3.0−75（％Ｃ＋％Ｎ）〕％より少ないと機械的
強度が劣化するので、Nbは〔3.0−75（％Ｃ＋％
Ｎ）〕％以上添加する必要がある。しかしNbは４
％を超えると熱間加工性が劣化するので４％以下
にする必要がある。 Ｎは機械的強度、耐粒界腐食性および耐粒界応
力腐食性の向上に有効であるが、Ｎは0.040％以
上含有されると製造性が低下するのでＮは0.040
％未満にする必要がある。 ＣとＮはいずれも機械的強度に有効であり、機
械的強度の点から（Ｃ＋Ｎ）は多い方が良い。し
かしNbも機械的強度に有効であるのでNbを含有
する場合は（Ｃ＋Ｎ）は0.040％未満で充分であ
る。 Ti，Zr，Alはそれぞれ脱酸剤として熱間加工
性の改善に有効な元素であり、またなかでも
Ti，Zrはブローホール発生を抑止する効果が大
きく、かつ溶接高温熱影響部の耐食性を向上させ
る元素であるが、Ti，Zr，Alのなかから選ばれ
るいづれか１種又は２種以上が合計で１％より多
いと上記諸効果が期待されないので、１％以下に
する必要がある。 Ｂ，Mgは熱間加工性を向上するが、Ｂ，Mgは
それぞれ0.005％、0.05％を超えると逆に熱間加
工性が劣化するので、Ｂ，Mgはそれぞれ0.005％
以下、0.05％以下にする必要がある。 以上本発明のNi基合金は0.2％耐力は25Kg／mm2
以上であり、耐粒界腐食性並びに耐応力腐食割れ
性に優れ、さらに熱間加工性に優れる合金であ
り、化学工業並びにエネルギー産業、なかでも原
子力発電用機器として優れた諸特性を有する合金
である。
第１図は腐食試験に供した溶接試験片の斜視
図、第２図は粒界腐食試験における最大侵食度ｄ
に及ぼすNb含有量とＣ含有量の影響を示す図、
第３図は機械的強度に及ぼすNb含有量と（Ｃ＋
Ｎ）含有量の影響を示す図である。
図、第２図は粒界腐食試験における最大侵食度ｄ
に及ぼすNb含有量とＣ含有量の影響を示す図、
第３図は機械的強度に及ぼすNb含有量と（Ｃ＋
Ｎ）含有量の影響を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ C0.040％未満、Si1.0％以下、Mn1.0％以
下、Cr14〜26％、Fe25％以下、P0.030％以下、
S0.030％以下、N0.040％未満、ＣとＮとの和
0.040％未満、Nbは４％以下、100×（％Ｃ−
0.005）％以上かつ〔3.0−75（％Ｃ＋％Ｎ）〕％
以上であり、B0.005％以下、Mg0.05％以下を含
み、残部実質的にはNiよりなる耐粒界腐食性お
よび耐応力腐食割れ性に優れるNi基合金。 ２ C0.040％未満、Si1.0％以下、Mn1.0％以
下、Cr14〜26％、Fe25％以下、P0.030％以下、
S0.030％以下、N0.040％未満、ＣとＮとの和
0.040％未満、Nbは４％以下、100×（％Ｃ−
0.005）％以上かつ〔3.0−75（％Ｃ＋％Ｎ）〕％
以上であり、B0.005％以下、Mg0.05％以下、
Ti，Zr，Alのなかから選ばれる何れか１種また
は２種以上合計１％以下を含み、残部実質的に
Niよりなる耐粒界腐食性および耐応力腐食割れ
性に優れるNi基合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16683482A JPS5956556A (ja) | 1982-09-25 | 1982-09-25 | 耐粒界腐食性および耐応力腐食割れ性に優れるＮｉ基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16683482A JPS5956556A (ja) | 1982-09-25 | 1982-09-25 | 耐粒界腐食性および耐応力腐食割れ性に優れるＮｉ基合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5956556A JPS5956556A (ja) | 1984-04-02 |
| JPS6144136B2 true JPS6144136B2 (ja) | 1986-10-01 |
Family
ID=15838514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16683482A Granted JPS5956556A (ja) | 1982-09-25 | 1982-09-25 | 耐粒界腐食性および耐応力腐食割れ性に優れるＮｉ基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5956556A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4626408A (en) * | 1984-09-20 | 1986-12-02 | Nippon Yakin Kogyo Kabushiki Kaisha | Ni-based alloy excellent in intergranular corrosion resistance, stress corrosion cracking resistance and hot workability |
| JP5550374B2 (ja) * | 2010-02-05 | 2014-07-16 | Ｍｍｃスーパーアロイ株式会社 | Ｎｉ基合金およびＮｉ基合金の製造方法 |
| CN105838925B (zh) * | 2015-01-12 | 2017-11-28 | 宝钢特钢有限公司 | 耐高温氧化镍基合金 |
| JP6526307B1 (ja) * | 2018-12-14 | 2019-06-05 | 日本冶金工業株式会社 | 内部品質および熱間加工性に優れるＮｉ−Ｃｒ−Ｎｂ−Ｆｅ系合金とその製造方法 |
| JP7657393B1 (ja) * | 2025-01-15 | 2025-04-04 | 日本冶金工業株式会社 | 耐熱合金およびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5738662U (ja) * | 1980-08-15 | 1982-03-02 |
-
1982
- 1982-09-25 JP JP16683482A patent/JPS5956556A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5956556A (ja) | 1984-04-02 |
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