JPS6277444A - 耐食合金 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高温で耐食性がすぐれたＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系耐
食合金に関するものでアシ、更、に詳しくは。

鉄を基調としてＮｉ−０ｒ　　を含むオーステナイト系
耐食合金に、　ＮｂとＮを一定量複合添加することによ
り、高温、特に７００°Ｃを超える苛酷な環境下での使
用に耐え得る高温耐食性を具備せしめた耐食合金に関す
るものである。

〔従来の技術〕

セメント製造において、キルンで焼成された赤熱状のセ
メントクリンカ−は、クエンチングクーラー内で通風孔
を有する板状のグレートプレート上で熱交換を行って急
冷されている。このグレートプレートの材質は、Ｊ工Ｓ
　　５ＣＨ−１３（ＡＣニーＨＥ）に相当するＮｉ−０
ｒ系オーステナイト鋳鋼が使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

近年、クエンチングクーラー内のグレートプレートは、
操業条件の苛酷化に伴い、高温での耐食性に問題が生じ
、この組成の材質では長時間の使用は難しく、高温での
耐食性に優れた材料の開勲；強く要請されている。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで９本発明者等は＋Ｎｉ−０ｒ　系オーステナイト
合金の高温での耐食性を各種元素を添加することによっ
て改善すべく鋭意研究を重ねた結果。

Ｎｉ−０ｒを主要添加元素として、これに、ＮｂとＮを
一定量複合添加することにより、高温での耐食性を充分
高められることを確認するに到った。

即ち２本発明は２重量％で、　Ｃ：　０．１〜０．７％
。

Ｓｉ：０．３〜２％、Ｍｎ：０．３〜２％、Ｃｒ：１　
５〜３０％、Ｎｉミニフル２０．　　Ｎｌ）：０．３〜
２．５チ。

Ｎ　：　０．０５〜０．５チを含有し、残部がＦｅから
なることを特徴とするＮｉ−０ｒオ一ステナイト系耐食
合金である。

〔作用、効果〕

本発明の合金は従来材に比べて高温での耐食性。

特に耐硫化腐食性が非常に優れているため、実製品に適
用した場合、高温酸化や硫化腐食による溶損が大幅に低
減できると云う優れた特性を有する。

〔本発明鋳鋼の成分限定理由〕

以下に２本発明による耐食合金の成分限定理由について
詳しく説明する。

Ｃ：鋳鋼の鋳造性をよくするほか、Ｎｂとの共存下にお
いては一次炭化物を形成し、高温での機械的強度を高め
るのに必要である。０．１チ未満では。

高温での強度の低下が著しく、また、金属組織が不安定
となるので、少なくとも、０．１％以上を要する。また
、０．７％をこえると、Ｃｒとの二次炭化物が析出して
、靭性が著しく損われるので、０．７チを上限とする。

Ｓｉ：溶製時の脱酸剤としての役割を果たすほか。

鋳鋼の鋳造性を良くする元素であるが、０．３％未満の
添加では、その効果がうすく、まだ必要以上に添加する
と耐酸化性には効果があるが、高温強度が著しく低下す
るので、高温での耐酸化、耐食性を考鳳に入れると２チ
を上限とする。

Ｍｎ二上記Ｓｉと同様に、脱酸剤としての役割を果すほ
か、溶鋼中のＳ（硫黄）を固定化して無害化する元素と
して有効であるが、多く添加すると。

高温での強度の低下や耐食耐酸化性を劣化させるので０
．３〜２％を限定する。

Ｃｒ：Ｎｉとの共存下において＠鋼の金属組織をオース
テナイト化し、高温での強度や耐醗、耐食性を高める効
果が顕著である。そして、その効果はＯｒの増加ととも
に高められ、特に７００″Ｃ以上の高温で強度や耐酸化
、耐食性を十分に発揮するには最低限１５％以上の添加
が必要である。ただし、あまシ多く添加すると、かえっ
て金属組織が不安定となるので、３０％を上限とする。

Ｎ１：上記のようにＣｒと共存して鋳鋼をオーステナイ
ト化組織となし、その組織を安定化して高温における強
度および耐酸、耐食性を高めるには有効な元素である。

７％以下の添加では組織が不安定となる。１５チをこえ
て過剰に添加しても高温での強度の増加はそれほど顕著
で々く、′また。Ｎｉ自体は耐酸、耐食性をもたないが
２間接的に皮膜の安定に寄与して耐酸、耐食性を増加す
る。しかし、経済性を考えて２０％を上限とする。

本発明の鋳鋼は上記の諸元素に加えてＮｂとＮを一定量
はど複合的に添加することが最大の特徴である。これら
の元素の複合添加によって高温での強度や耐食性が飛隋
的に改善されるが、いずれか１つの元素を欠いてもその
効果は得られない。

Ｎｂ：強力な炭化物形成元素で高温強度を高めるほか、
高温腐食、特に、高温硫化腐食に対しては。

著しい効果がある。そして、その効果を得るには。

少なくとも０．′り％の添加が必要である。一方、過剰
に添加すると、かえって高温強度が低下し、耐硫化腐食
性を鑑みても、２．５％を上限とする。

なお、Ｗｂ　　は通常不可避のＴａを含む。ＴａはＮｌ
）と同効元素であるので、Ｔａを含む場合、　Ｎｌ）と
Ｔａの合計が［１，３〜２．５％あればよい。

Ｎ：固溶Ｎの形態で基地に固溶して金属組織乏オーステ
ナイト化するとともに、　Ｎｂ、Ｏｒ　とチッ化物炭化
物の形成に関与して高温強度を高めるのに効果があるが
、Ｏ，ＯＳ−未満ではその効果が薄く０．５％をこえる
と炭チッ化物の析出が著しく、また、チッ化物の粗大化
を招き、かえって劣化するので、０．０５〜０．５チを
限定する。

そのほか、ｓｐなどの不純物はこの種の鋳鋼の通常許容
される範囲内で存在してもかまわない。

〔実施例〕

次に１本発明の実施例について具体的に説明する。第１
表は本発明や本試験に使用した各種鋳鋼の化学成分（重
量％）の１例である。

第　　　　　１　　　　　表 第１表において、鋼種Ｎα１はＳＣ！Ｈ−１３の従来合
金、鋼ｉＮα２とＮ［Ｌ　３は本発明のための比較合金
であり、鋼種Ｎα４．Ｎα５．およびＮα６は本発明の
耐食鋳鋼の実施例である。

高温引張試験はＪ　Ｉ　Ｓ　　Ｇ　０５６７の規定に順
拠し、８０［１″Ｃと１　［１００°Ｃの各温度で行っ
た。

一方、高温での腐食試験は、試薬特級の無水硫醍ナトリ
ウム（Ｎａ２ｓ０４）を１００〜１５０メツシユに粉砕
した普通セメントのクリンカに２０％はど添加した腐食
媒中に試料を埋め込んで、温度８００°Ｃ，９００°Ｃ
および１０００”Ｃに１００時間保持後、単位表面積あ
たりの腐食減量を測定することによって評価した。

また、今回発明した合金Ｎα４で実際にグレートプレー
トを製作して実操業に供し、従来材（Ｎ（Ｌｌ）で製作
したものとの比較を行った。

第　　　２　　　表 第２表は、第１表に示した各種合金の高温引張試験の結
果である。

第２表中の鋼種Ｎαは、第１表中の鋼種随に対応する。

第２表かられかるように２本発明の耐食鋳鋼は高温での
引張強さが、耐食性のみならず、著しく改善されている
。

第１図は、第１表に示した合金の腐食試験の結果を折線
グラフに表したものである。なお、第１図中の腐食減量
とは試験前と試験後の試料の重量差を試料の表面積で除
いた値である。第１図かられかるように１本発明の耐食
鋳鋼は高温での耐食性が著しく優れている。

第２図は、第１表に示した醜１（従来合金）とＮ１４（
本発明合金）でグレートプレートを製作して実操業に供
した結果を、棒グラフに表したものである。なお、第２
図中のグレートプレート重量減（％）とは、試験前と試
験後のグレートプレートの重量差を試験前の重量で除い
たもの　１００を乗じた値である。第２図かられか６−
４−うに９本発明の耐食鋳鋼は実操業によって十分耐食
性が優れていることが認められる。

〔発明の効果〕

以上のように１本発明の耐食鋳鋼は、７００°Ｃ以上の
高温において、高強度ならびに高耐食性を兼備えている
。そして、前述のグレートプレートのみならず、高温領
域で、高強度、高耐食性が要求される部材に実用上極め
て有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来合金、比較合金および本発明合金の高温腐
食試験結果を示す折線グラフ、第２図は従来合金と本発
明合金でグレートプレートを製作し、そのフィールドテ
ストをした結果のグレートプレート重量減を示す棒グラ
フである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量％で、Ｃ：０．１〜０．７％、Ｓｉ：０．３〜２％
   、Ｍｎ：０．３〜２％、Ｃｒ：１５〜３０％、Ｎｉ：７
   〜２０％、Ｎｂ：０．３〜２．５％、およびＮ：０．０
   ５〜０．５％を含有し、残部をＦｅからなることを特徴
   とする耐食合金。