JPS62243736A - 耐熱合金 - Google Patents
耐熱合金Info
- Publication number
- JPS62243736A JPS62243736A JP8744286A JP8744286A JPS62243736A JP S62243736 A JPS62243736 A JP S62243736A JP 8744286 A JP8744286 A JP 8744286A JP 8744286 A JP8744286 A JP 8744286A JP S62243736 A JPS62243736 A JP S62243736A
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- JP
- Japan
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- effect
- resistant alloy
- less
- resistance
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- Pending
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、石油化学工業におけるエチレン製造用クラッ
キングチューブ材等として有用な耐熱合金に関する。
キングチューブ材等として有用な耐熱合金に関する。
従来より、エチレンクラッキングチューブ材料として、
ＡＳＴＭ ＨＰ４０材（０，４Ｃ−２５Ｃｒ −３５
Ｎｉ−Ｆｅ）やその改良材（０，４Ｃ−２５Ｃｒ −３
５Ｎ ｉ −Ｎ ｂ、 Ｗ−Ｆ ｅ）が使用されている
。
ＡＳＴＭ ＨＰ４０材（０，４Ｃ−２５Ｃｒ −３５
Ｎｉ−Ｆｅ）やその改良材（０，４Ｃ−２５Ｃｒ −３
５Ｎ ｉ −Ｎ ｂ、 Ｗ−Ｆ ｅ）が使用されている
。
このＨＰ４０材は、９００〜１０５０℃の温度範囲で使
用されるのが一般であり、同温度域において十分な耐酸
化性、耐浸炭性並びに機械的強度を有している。また、
ＨＰ改良材（０，４Ｃ２５Ｃｒ −３５Ｎ １−Ｎｂ、
Ｗ−Ｆｅ）は、１１００℃までの温度においてＨＰ４０
材よりもすぐれた耐浸炭性を存している。
用されるのが一般であり、同温度域において十分な耐酸
化性、耐浸炭性並びに機械的強度を有している。また、
ＨＰ改良材（０，４Ｃ２５Ｃｒ −３５Ｎ １−Ｎｂ、
Ｗ−Ｆｅ）は、１１００℃までの温度においてＨＰ４０
材よりもすぐれた耐浸炭性を存している。
近時、エチレンクラッキング反応の効率化・生産性向上
等の観点から、操業条件は高温高圧化の趨勢にある。上
記従来材ではこのような操業条件の苛酷化に十分に対処
することができない。すなわち、ＨＰ４０材は、使用温
度が１０５０℃を越えると、耐浸炭性に問題が生じる。
等の観点から、操業条件は高温高圧化の趨勢にある。上
記従来材ではこのような操業条件の苛酷化に十分に対処
することができない。すなわち、ＨＰ４０材は、使用温
度が１０５０℃を越えると、耐浸炭性に問題が生じる。
また、ＨＰ改良材についても、１１００℃を越えると、
耐酸化性および耐浸炭性の低下が大きく、とりわけ耐酸
化性の低下が著しい。
耐酸化性および耐浸炭性の低下が大きく、とりわけ耐酸
化性の低下が著しい。
このため、上記チューブ材料として、１１００℃を越え
る高温操業に十分に耐え得る緒特性、とくに耐酸化性お
よび耐浸炭性等にすぐれた新たな材料の開発が要請され
ている。
る高温操業に十分に耐え得る緒特性、とくに耐酸化性お
よび耐浸炭性等にすぐれた新たな材料の開発が要請され
ている。
本発明は上記要請に応えるためになされたものである。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の耐
熱合金は、Ｃ：０．３〜０．５５％、Ｓｉ：２．０％以
下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０
．０３％以下、Ｃｒ ： ３０．０〜４０．０％、Ｎｉ
：４０．０〜５０．０％、Ｗ：Ｑ、５〜６．０％、Ａｊ
’：０．０２〜０．６％、Ｃａ ： ０．００２〜０．
１％、Ｎ ： ０．０８％以下、およびＴ ｉ ： ０
．０２〜０．５％、Ｚ ｒ ： ０．０２〜０．５％の
いずれか１種または２種、残部実質的にＦｅからなる。
熱合金は、Ｃ：０．３〜０．５５％、Ｓｉ：２．０％以
下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０
．０３％以下、Ｃｒ ： ３０．０〜４０．０％、Ｎｉ
：４０．０〜５０．０％、Ｗ：Ｑ、５〜６．０％、Ａｊ
’：０．０２〜０．６％、Ｃａ ： ０．００２〜０．
１％、Ｎ ： ０．０８％以下、およびＴ ｉ ： ０
．０２〜０．５％、Ｚ ｒ ： ０．０２〜０．５％の
いずれか１種または２種、残部実質的にＦｅからなる。
本発明の耐熱合金は、１１００℃を越える温度域、とく
に１１５０℃付近の高温度においてすぐれた耐酸化性お
よび耐浸炭性を有している。
に１１５０℃付近の高温度においてすぐれた耐酸化性お
よび耐浸炭性を有している。
また、本発明の耐熱合金は、そのチューブ材同士やベン
ドを組み合わせてコイルに組み立てる際の溶接性にもす
ぐれている。
ドを組み合わせてコイルに組み立てる際の溶接性にもす
ぐれている。
以下、本発明耐熱合金の成分限定理由について説明する
。
。
Ｃ：０．３〜０．５５％
鋳造凝固時にマトリックスに固溶したＣは、チューブの
実使用時に加熱を受けてクロム炭化物として析出するこ
とにより、クリープ破断強度を高める。９５０℃を越え
る温度域において高いクリープ破断強度を得るには、少
なくとも０．３％を必要とする。含有量が増すとともに
、その効果も増大するが、０．５５％をこえると、Ｃｒ
炭化物の過剰の析出による脆化が大きくなるので、上限
を０．５％とする。
実使用時に加熱を受けてクロム炭化物として析出するこ
とにより、クリープ破断強度を高める。９５０℃を越え
る温度域において高いクリープ破断強度を得るには、少
なくとも０．３％を必要とする。含有量が増すとともに
、その効果も増大するが、０．５５％をこえると、Ｃｒ
炭化物の過剰の析出による脆化が大きくなるので、上限
を０．５％とする。
Ｓｉ：２．０％以下
Ｓｉは合金溶製時の脱酸剤として添加される。
ｉた溶鋼の流動性を高め、鋳造性を改善する効果を有す
る。しかし、２．０％を越えると、クリープ破断強度お
よび溶接性に悪影響を与えるので、２．０％を上限とす
る。
る。しかし、２．０％を越えると、クリープ破断強度お
よび溶接性に悪影響を与えるので、２．０％を上限とす
る。
Ｍｎ：２．０％以下
Ｍｎは溶鋼の脱酸を行うとともに不純物元素であるＳを
Ｍ ｎ Ｓとして固定することにより、溶接時の高温割
れを防止する効果を有する。しかし、２．０％を□越え
ても、その増量の割には効果が小さいので、２．０％を
上限とする。
Ｍ ｎ Ｓとして固定することにより、溶接時の高温割
れを防止する効果を有する。しかし、２．０％を□越え
ても、その増量の割には効果が小さいので、２．０％を
上限とする。
Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下不純物元素で
あるトおよびＳは、いずれも溶接時の高温割れ感受性を
高めるので、それぞれ０．０３％を上限とする。
あるトおよびＳは、いずれも溶接時の高温割れ感受性を
高めるので、それぞれ０．０３％を上限とする。
Ｃｒ ： ３０．０〜４０．０％
Ｃｒは耐酸化性および高温強度を高める効果を有する。
１１００℃以上の高温域での長時間使用に対する耐酸化
性および高温強度を確保するためには３０．０％以上含
有させることが必要である。含有量を増加させるに伴っ
て耐酸化性および高温強度の向上をみるが、１２００℃
までの使用温度に対しては、４０．０％までの含有量で
十分である。よって３０．０〜４０．０％とする。
性および高温強度を確保するためには３０．０％以上含
有させることが必要である。含有量を増加させるに伴っ
て耐酸化性および高温強度の向上をみるが、１２００℃
までの使用温度に対しては、４０．０％までの含有量で
十分である。よって３０．０〜４０．０％とする。
Ｎｉ：４Ｑ、Ｑ〜５０．０％
Ｎｉはオーステナイト相を安定化させる元素であり、耐
酸化性と高温強度を高める効果を有する。
酸化性と高温強度を高める効果を有する。
前記ＣｒＦＪとの関連でオーステナイト相を安定化させ
、かつ１１００〜１２００℃における安定した耐酸化性
と耐浸炭性とを確保するために、Ｎｉ含有量は、４０．
０〜５０．０％に規定する。
、かつ１１００〜１２００℃における安定した耐酸化性
と耐浸炭性とを確保するために、Ｎｉ含有量は、４０．
０〜５０．０％に規定する。
Ｗ ７０．５〜６．０％
Ｗはオーステナイト相への固溶、および粒界炭化物（Ｗ
Ｃ）の形成により、クリープ破断強度の向上に奏効する
。この効果は、含有ｉ１ ０．５％から認められ、その
増量に従って効果は増大する。
Ｃ）の形成により、クリープ破断強度の向上に奏効する
。この効果は、含有ｉ１ ０．５％から認められ、その
増量に従って効果は増大する。
しかし、含有量があまり多くなると、硬化して延性が乏
しくなり、加工性、溶接性が悪化するので、６．０％を
上限とする。より好ましくは、１．０〜５゜０％である
。
しくなり、加工性、溶接性が悪化するので、６．０％を
上限とする。より好ましくは、１．０〜５゜０％である
。
Ａ１：０．０２〜０．６％
Ａ１は高温域において合金表面に保護皮膜を形成し、浸
炭雰囲気からのＣの侵入を防止する。この耐浸炭性改善
効果を得るには０．０２％以上の含有を必要とする。な
お、Ａｌのクリープ破断強度向上に対する効果は少なく
、多量に含有すると却って室温における延性の低下を招
く。従って、０．６％を上限とする。
炭雰囲気からのＣの侵入を防止する。この耐浸炭性改善
効果を得るには０．０２％以上の含有を必要とする。な
お、Ａｌのクリープ破断強度向上に対する効果は少なく
、多量に含有すると却って室温における延性の低下を招
く。従って、０．６％を上限とする。
Ｎ ： ０．０８％以下
Ｎは不純物元素であり、多量に含有すると、硬化が進み
、脆化を招くので、０．０８％を上限とする。
、脆化を招くので、０．０８％を上限とする。
Ｃａ ： ０．００２〜０．１％
Ｃａは、通常脱酸剤として使用されるが、本発明の合金
においては、脱酸作用を有するＡＪ、およびＴｉ、Ｚｒ
等の添加により脱酸が行われた後に、Ｃａを添加する。
においては、脱酸作用を有するＡＪ、およびＴｉ、Ｚｒ
等の添加により脱酸が行われた後に、Ｃａを添加する。
鋼中に残留するＣａは、本発明合金部材の高温使用時に
、その表面に保護皮膜を形成し、耐浸炭性を高める働き
を有する。その効果は、０．００２％以上の添加により
認められる。
、その表面に保護皮膜を形成し、耐浸炭性を高める働き
を有する。その効果は、０．００２％以上の添加により
認められる。
但し、０．１％を超えると、材料の脆化が生じるので、
０．１％を上限とする。
０．１％を上限とする。
本発明合金は、上記諸元素のほか、更にＴｉ、Ｚ「から
選ばれる１種もしくは２種の元素を含有する。
選ばれる１種もしくは２種の元素を含有する。
Ｔｉ：０．０２〜０．５％
Ｔｉは、チューブ等としての実使用時の再加熱によりオ
ーステナイト相中に生成するクロム炭化物の成長粗大化
を遅延させ、クリープ破断強度の向上に寄与する。この
効果を得るには、少なくとも０．０２％の含有量を必要
とする。しかし、多量に含有すると、析出物の粗大化、
酸化物系介在物の増量等により、強度の低下を招くので
、０．５％を上限とする。より好ましい含有量は０．１
〜０．４％である。
ーステナイト相中に生成するクロム炭化物の成長粗大化
を遅延させ、クリープ破断強度の向上に寄与する。この
効果を得るには、少なくとも０．０２％の含有量を必要
とする。しかし、多量に含有すると、析出物の粗大化、
酸化物系介在物の増量等により、強度の低下を招くので
、０．５％を上限とする。より好ましい含有量は０．１
〜０．４％である。
Ｚ ｒ ： ０，０２〜０．５％
Ｚ「はオーステナイト相中に固溶し、その固溶徊化によ
りクリープ破断強度を高める。この効果を得るには、少
なくとも０．０２％を必要とする。含有量の増加に伴っ
て効果も増すが、０．５％をこえると、溶鋼の清浄度が
低下する。また、高価な材料添加の割には、その効果は
小さい。このため、０．５％を上限とする。より好まし
くは、０．１〜０．３％である。
りクリープ破断強度を高める。この効果を得るには、少
なくとも０．０２％を必要とする。含有量の増加に伴っ
て効果も増すが、０．５％をこえると、溶鋼の清浄度が
低下する。また、高価な材料添加の割には、その効果は
小さい。このため、０．５％を上限とする。より好まし
くは、０．１〜０．３％である。
高周波誘専溶解炉で溶製した合金溶湯を、遠心鋳造に付
し、中空鋳物（外径１３８ｍｍＸ肉厚２３．５ｍｍ×長
さ５２０ ｍ）を得た。各供゛試鋳物の化学成分組成を
第１表に示す。各鋳物から試験片を採取し、それぞれに
つき酸化試験および浸炭試験を下記の試験方法により行
い、第２表に示す結果を得た。
し、中空鋳物（外径１３８ｍｍＸ肉厚２３．５ｍｍ×長
さ５２０ ｍ）を得た。各供゛試鋳物の化学成分組成を
第１表に示す。各鋳物から試験片を採取し、それぞれに
つき酸化試験および浸炭試験を下記の試験方法により行
い、第２表に示す結果を得た。
（Ａ）酸化試験
試験片（１２龍φＸ５０ｎＩりを、大気中、１２００ｔ
’に１００時間加熱保持する。試験後、試験片表面のス
ケールを除去し、酸化による重量減少量を測定し、酸化
源ｆｆ１（■■／ｙｅａｒ）を求める。
’に１００時間加熱保持する。試験後、試験片表面のス
ケールを除去し、酸化による重量減少量を測定し、酸化
源ｆｆ１（■■／ｙｅａｒ）を求める。
（Ｂ）浸炭試験
試験片（１２■φＸ６０＋ｎｊりを、固型浸炭剤（デグ
サＫＧ３０）中、温度１１５０℃で３００時間保持する
。
サＫＧ３０）中、温度１１５０℃で３００時間保持する
。
試験後、試験片の表面から０．２５＋ｕのピンチで切粉
を採取し、化学分析により、表面から深さｌ ｍｓの位
置における炭素増加量を求める。
を採取し、化学分析により、表面から深さｌ ｍｓの位
置における炭素増加量を求める。
前記第２表に示すとおり、本発明耐熱合金は、従来材で
ある比較例１１ｈｌＯ１（ＨＰ４０相当）および患１０
２（ＨＰ改良材相当）に比し、１１００℃を越える高温
域における耐酸化性、耐浸炭性にすぐれている。
ある比較例１１ｈｌＯ１（ＨＰ４０相当）および患１０
２（ＨＰ改良材相当）に比し、１１００℃を越える高温
域における耐酸化性、耐浸炭性にすぐれている。
本発明の耐熱合金は、１１００℃をこえる高温域におい
て、従来材であるＨＰ４０材やＨＰ改良材を凌ぐ材料特
性を有し、１１５０℃付近においてもすぐれた耐酸化性
、耐浸炭性およびクリープ破断強度を示す。従って、ク
ランキングチューブ材等として好適であり、従来材にま
さる耐久性・安定性を保証する。むろん、その用途は、
上記に限られず、リフオーマチューブ材料としても好適
であり、更にはラジアントチューブ、ハースローラ等の
各種高温用構造材料として有用である。
て、従来材であるＨＰ４０材やＨＰ改良材を凌ぐ材料特
性を有し、１１５０℃付近においてもすぐれた耐酸化性
、耐浸炭性およびクリープ破断強度を示す。従って、ク
ランキングチューブ材等として好適であり、従来材にま
さる耐久性・安定性を保証する。むろん、その用途は、
上記に限られず、リフオーマチューブ材料としても好適
であり、更にはラジアントチューブ、ハースローラ等の
各種高温用構造材料として有用である。
Claims (1)
- （１）Ｃ：０．３〜０．５５％、Ｓｉ：２．０％以下、
Ｍｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０
３％以下、Ｃｒ：３０．０〜４０．０％、Ｎｉ：４０．
０〜５０．０％、Ｗ：０．５〜６．０％、Ａｌ：０．０
２〜０．６％、Ｃａ：０．００２〜０．１％、Ｎ：０．
０８％以下、およびＴｉ：０．０２〜０．５％、Ｚｒ：
０．０２〜０．５％のいずれか１種または２種、残部実
質的にＦｅからなる耐浸炭性および耐酸化性にすぐれた
耐熱合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8744286A JPS62243736A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 耐熱合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8744286A JPS62243736A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 耐熱合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62243736A true JPS62243736A (ja) | 1987-10-24 |
Family
ID=13914971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8744286A Pending JPS62243736A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 耐熱合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62243736A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56105458A (en) * | 1980-01-25 | 1981-08-21 | Daido Steel Co Ltd | Heat-resistant cast alloy |
| JPS5923855A (ja) * | 1982-07-28 | 1984-02-07 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 炭化物形成元素を含有する高温高強度鋼 |
-
1986
- 1986-04-15 JP JP8744286A patent/JPS62243736A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56105458A (en) * | 1980-01-25 | 1981-08-21 | Daido Steel Co Ltd | Heat-resistant cast alloy |
| JPS5923855A (ja) * | 1982-07-28 | 1984-02-07 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 炭化物形成元素を含有する高温高強度鋼 |
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