JPS59179752A - 溶融ガラス接触部材用Ｃｏ基耐熱合金 - 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】 この発明は、特に耐溶融ガラス侵食性にすぐれ、したが
ってガラス繊維成形用スピナーなどの製造に用いるのに
適したＣｏ基耐熱合金に関するものである。

一般に、ガラス繊維は、スピナー内Ｋ１００Ｏ℃程度に
加熱した溶融ガラスを装入し、このスピナーｆ　１７０
０　ｒ、ｐ、ｍ、程度の回転数で高速回転して、前記ス
ピナーの側壁にそって放射状に穿設した多数の細孔から
溶融ガラスを遠心力にて噴出させることによって成形さ
れるものであるため、前記スピナーには、高温耐酸化性
、高温強度、特に高温クリープラブチャー強度、および
耐溶融ガラス侵食性を具備することが要求される。

従来、このガラス繊維成形用スピナーの製造に使用され
る代表的合金として、重量％で、２８チＣｒ−１３％Ｎ
ｉ−１０％Ｗ−１，５％Ｔａ　−ｃｏからなる組成をも
ったＣｏ基耐熱合金があるが、この従来ｃ。

基耐熱合金は、特に耐溶融ガラス侵食性が不十分である
ために、比較的早期に、スピナー側壁の細孔の孔径が許
容限度以上に大きくなってしまい、使用寿命に至るもの
であった。

そこで、本発明者等は、上述のような観点から、高温耐
酸化性、高温強度（高温クリープラブチャー強度）、お
よび耐溶融ガラス侵食性を具備した合金を開発すべく研
究を行なった結果、重量％で、Ｃ：０．０５−０．６％
、 Ｓｉ：０．１〜２チ、 Ｗ　°　１０〜２０係、 Ｎｉ：１８〜２４　係、 Ｈｆ：０．５〜５　チ、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ｍｎ　：　０．１〜２％、 希土類元素：０．００５〜０．１係、 のうちのいずれか、または両方を含有し、残りがｃｏと
不可避不純物からなる組成を有するＣｏ基耐熱合金は、
すぐれた高温耐酸化性および高温強度（高温クリープラ
ブチャー強度）を有するばかシでなく、すぐれた耐溶融
ガラス侵食性を具備し、したがって、このＣｏ基耐熱合
金を、特にガラス繊維成形用スピナーの製造に用いた場
合、この結果のスピナーはきわめて長期に亘ってすぐれ
た性能を発揮す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りに限定した理由を
説明する。

（ａ）　　Ｃ Ｃ成分には、素地に固溶するほか、Ｏｒ、Ｗ、およびＨ
ｆと結合して炭化物を形成し、もって結晶粒内および結
晶粒界を強化すると共に、高温強度を向上させ、さらに
溶接性および鋳造性を改善する作用があるが、その含有
量が０．０５％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方Ｑ、　６　％　ｉ越えて含有させると靭性が劣
化するようになることから、その含有量’に０．０５〜
０６％と定めた。

（ｂ）　　５ｉ Ｓｉ成分は、脱酸作用をもつほか、溶湯の流動性を向上
させ、さらに高温耐酸化性を向上させる作用をもつが、
その含有量が０．１％未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方２チを越えて含有させると、靭性および
溶接性が劣化するようになることから、その含有量ｔ　
０．１〜２％と定めた。

（ｃ）　　０ｒ Ｃｉｒ成分は、すぐれた高温耐酸化性を確保する上で不
可欠なオーステナイト構成成分であるが、その含有量が
１８％未満では所望のすぐｉた高温耐酸化性を確保する
ことができず、一方２５チを越えて含有させると高温強
度および靭性が急激に低下するようになることから、そ
の含有量を１８〜２５チと定めた。

（ｄ）　　　ｗ Ｗ成分には、Ｃと結合して高融点炭化物であるＭＣ型炭
化物を形成し、一方Ｍ７０３型やＭ２３Ｃ６型の低融点
炭化物の形成を抑制し、もって高温強度を向上させると
共に、オーステナイト素地に固溶して、これを強化する
作用があるが、その含有量が１゜チ未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方２０％を越えて含有させる
と、高温耐酸化性が急激に劣化するようになるばかって
なく、靭性劣化の原因となるσ相などの金属間化合物が
形成されるようになることから、その含有量を１０〜２
０チと定めた。

（ｅ）　　Ｎｉ Ｎ１成分には、Ｏｒとの共存において高温強度を向上さ
せ、さらにオーステナイト素地を構成して、これを良く
安定化し、かつ加工性を向上させる作用があるが、その
含有量が１８チ未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方２４％’ｅ越えて含有させると高温耐酸化性が
劣化するようになることから、その含有量を１８〜２４
％と定めた。

（ｆｌ　　　Ｈｆ Ｈｆ成分には、ＭＣ型あるいはＭ７Ｃ３型の共晶炭化物
を形成することなく、高融点炭化物であるＭＣ型の初晶
炭化物を形成して、高温耐酸化性および高温強度を向上
させ、さらに一段と耐溶融ガラス侵食性を向上させる作
用があるが、その含有量が０．５％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方５％を越えて含有させても
前記作用により一層の向上効果は得られず、経済性を考
慮して、その含有量ヲ０．５〜５％と定めた。

（ｇ）　　Ｍｎ Ｍｎ成分は、強力な脱酸作用をもつほか、オーステナイ
ト素地に固溶して、これを安定化し、かつ靭性を向上さ
せる作用をもつので、これらの特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０．１％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方２係を越え
て含有させると、高温耐酸化性に劣化傾向が現われるよ
うになることから、その含有量’ｉ　０．１〜２条と定
めた。

（ｈ）　　希土類元素 これらの成分には、特にＨｆとの共存において高温耐酸
化性をよυ一段と向上させる作用があるので、特にすぐ
れた高温耐酸化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０．００５係未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方０．１％を越えて含有さ
せると、鋳造性および加工性に劣化傾向が現われるよう
になることから、その含有量ｉ０．００５〜０．１％と
定めた。

なお、この発明のＣＯ基耐熱合金における不可避不純物
のうち、特にＦｅに関しては、３％まで含有しても合金
特性が何ら損なわれることがないので、経済性を考慮し
て３％までの範囲で積極的に含有させる場合がある。

つぎに、この発明のＣＯ基耐熱合金を実施例によシ具体
的に説明する。

実施例 通常の溶解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ＣＯ基耐熱合金１〜２１および比較ＣＯ
基耐熱合金１〜９を溶製し、ロストワックス精密鋳造法
を用いて、平行部外径ニア咽φ×平行部長さ　５０　ｍ
＋ｎ　Ｘチャック部外径、２５謳φ×全長：９０間の寸
法をもった試験片素材に鋳造した。ついで、この試験片
累月より、高温強度を評価する目的でクリープラブチャ
ー試験片を削り出し、この試験片を用い、雰囲気：大気
中、加熱温度口１１００℃、伺加荷重応カニ３．５に９
／−の条件でクリープラブチャー試験を行ない、破断寿
命を測定した。

また、上記クリープラブチャー試験後の試験片のチャッ
ク部から直径：１０問φ×高さ：１０ｗｎの寸法をもっ
た試験片を切出し、この試験片を用い、大気中、温度：
１１００℃に１０時間保持後、脱スケールを１サイクル
とし、１０サイクルを行なった後の酸化減量を測定する
高温耐酸化性試験を行なった。

さらに、耐溶融ガラス侵食性を評価する目的で、上記の
試験片素材より浸漬部寸法が直径：６ｍｍφ×長さ：１
６冒となる試験片を切出し、この試験片を、温度：１１
２０℃の溶融ガラス中に１２０時間浸漬の溶融ガラス浸
漬試験を行ない、試験後の腐食減量の割合を測定した。

これらの測定結果を第１表に合せて示した。

第１表に示される結果から、本発明ＣＯ基耐熱合るのに
対して、比較Ｃｏ基耐熱合金１〜９に見られるように、
構成成分のうちのいずれかの成分含有量（第１表に※印
を付したもの）がこの発明の範囲から外れると、前記の
特性のうちの少なくともいずれかの特性が劣ったものに
なることが明らかである。

上述のように、この発明のＣＯ基耐熱合金は、すぐれた
高温強度および高温耐酸化性を有し、かつ耐溶融ガラス
侵食性にもすぐれているので、特にこれらの特性が要求
されるガラス繊維成形用スピナーの製造に用いた場合に
は、著しく長期に亘ってすぐれた性能を発揮するのであ
る。

出願人　三菱金属株式会社外２名 代理人　富　１）和　夫　外１名 第１頁の続き ■出　願　人　旭硝子株式会社 東京都千代田区丸の内口丁目１ 番２号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ｃ　：　０．０５〜０．６％、Ｓｉ：０．１
   〜２チ、 Ｃｒ：１８〜２４％、 Ｗ：１０〜２０％、 Ｎ１１８〜２４％、 Ｈｆ：０．５〜５％、 を含有し、残りがＣＯと不可避不純物からなる組成（以
   上重量％）を有することを特徴とするＣｏ基耐熱合金。
2. （２）　　Ｃ！　：　０．０５〜０．６％、Ｓｌ　０１
   〜２チ、 Ｏｒ：１８〜２４％、 Ｗ：１０〜２０％、 Ｎｉ：１８〜２４　φ、 Ｈｆ：Ｑ、５〜５　％、 を含有し、さらに、 Ｍｎ：Ｑ、１〜２％、 を含有し、残りがＣＯと不可避不純物からなる組成（以
   上重量％）を有すること全特徴とするＣＯ基耐熱合金。
3. （３）　　ｃ　：　０．０５〜０．６％、８ｉ：Ｑ、１
   〜２％、 Ｃｒ　　二　　ｌ　　８−２４　　％　、Ｗ。１０〜２
   ０チ、 Ｎ１１８〜２４係、 Ｈｆ：０．５〜５％、 を含有し、さらに、 希土類元素　０．００５〜０１％、 全含有し、残シがＣＯと不可避不純物からなる組成（基
   土重量％）′ｆ：有することを特徴とするＣＯ基耐熱合
   金。
4. （４）　　Ｏ：　０．０５〜０６チ、 Ｓ１０．１〜２チ、 Ｃｒ：１８−２４　％、 Ｗ　：　１０〜２０％、 Ｎｉ：１　８〜２４％、 Ｈｆ：０．５〜５％、 を含有し、さらに、 Ｍｎ　：　０．１〜２％、 希土類元素：　０．００５〜０．１　％、全含有し、残
   りがｃｏと不可避不純物からなる組成（以上重量％）を
   有することを特徴とするｃｏ基耐熱合金。