JPS6059288B2

JPS6059288B2 - 耐粒界腐食性にすぐれたＮｉ基合金

Info

Publication number: JPS6059288B2
Application number: JP19363282A
Authority: JP
Inventors: 武司吉田; 与司夫滝沢; 一郎関根
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1982-11-04
Filing date: 1982-11-04
Publication date: 1985-12-24
Also published as: JPS5983740A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、耐食性、特に耐粒界腐食性のすぐれたＮ
ｉ基合金に関するものてある。

従来、化学プラントなどの特に耐食性が要求される構
造部材の製造には種々のＮｉ基合金が用いられている。

近年、これらＮｉ基合金製構造部材においては、その
製造に際して、多くの場合、鉄鋼材料と組み合わせた状
態で冷間成形加工や圧接加工、さらに溶接などの加工手
段がとられるが、このような場合、通常、前記加工後に
、６００〜９５０℃の温度範囲内の温度て焼鈍処理する
ことが行なわれる。しかし、上記焼鈍処理を受けたＮ
ｉ基合金製構造部材においては、特に苛酷な条件下での
使用に際して、粒界腐食が発生し易く、実用上問題にな
つている。そこで、本発明者等は、上述のような観点
から、耐食性、特に耐粒界腐食性にすぐれたＮｉ基合金
を得べく研究を行なつた結果、重量％で、Ｃｒ：２１〜
２６％，Ｆｅ：１３〜２４％，ＭＯ：５〜８％，ＣＵ：
１．５〜２．５％，Ｍｎ：０．１〜１．０％，Ｗ：０．
１〜１．５％を含有し、さらに必要に応じてＣＯ：０．
１〜５．０％と、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，およびＨｆの
うちの１種または２種以上：０．０５〜０．５％のいず
れか、または両方を含有し、残りがＮ１と不可避不純物
からなる組成を有し、かつ不可避不純物としてのＣおよ
びＳ１の含有量を、それぞれＣ：０．０１５％以下、Ｓ
ｉ：０．０５％以下としてＮｉ基合金は、すぐれた耐食
性を有し、かつ６００〜９５０℃の温度範囲内の温度で
焼鈍処理を施しても、きわめてすぐれた耐粒界腐食性を
保持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てあつ
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）ＣｒＣｒ成分には、耐食性環境下で強固な保護皮膜を形成し
て金を不働態化させ、もつて耐食性を著しく向上させる
作用があるが、その含有量が２１％未満ては所望のすぐ
れた耐食性を確保することができず、一方２６％を越え
て含有させると、Ｃｒを多量に含有する金属間化合物が
形成されるようになつて脆化するようになることから、
その含有量を２１〜２６％と定めた。

（ｂ）ＦｅＦｅ成分には、合金の強度を向上させる作用があるが、
その含有量が１３％未満ては所望の高強度か得られす、
一方２４％を越えて含有させると、展延性が急激に劣化
するようになるばかりでなく、耐食性も損なわれるよう
になることから、その含有量を１３〜２４％と定めた。

（ｃ）ＭＯＭＯ成分には、還元性の酸に対する耐食性、
耐孔食性、並びに耐隙間腐食性を向上させる作用がある
が、その含有量が５％未満では前記作用に所．望の効果
が得られす、一方８％を越えて含有させると展延性が劣
化するようになることから、その含有量を５〜８％と定
めた。

（ｄ）ＣｕＣｕ成分には、ＭＯおよびＷ成分との共存におい・て、
酸、特に硫酸に対する耐食性を向上させる作用があるが
、その含有量が１．５％未満では所望の耐食性を確保す
ることができず、一方２．５％を越えて含有させると、
熱間加工性が劣化するようになることから、その含有量
を１．５〜２．５％と定めた。

（ｅ）ＭｎＭｎ成分には、脱酸作用があるほか、溶湯の湯流れ性お
よび熱間加工性を向上させる作用があるが、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１．０％を越えて含有させても前記作用によソー層
の向上効果が現われないばかりでなく、むしろ強度が劣
化するようになる”ことから、その含有量を０．１〜１
．０％と定めた。

（ｆ）ＷＷ成分は、上記の通りＣｕおよびＭＯとの共存
において、還元性の酸に対する耐食性を向上させる作用
があるが、その含有量が０．１％未満では所望の耐食性
を確保することができず、一方１．５％を越えて含有さ
せてもよソー層の向上効果は得られないことから、その
含有量を０．１〜１．５％と定めた。

（ｇ）不純物としてのＣＣ含有量が０．０１５％を越えると、炭化物が粒界に析
出し、この炭化物が原因して粒界腐食を起すようになる
ので、０．０１５％を越えて含有させてはならない。

（ｈ）不可避不純物としてのＳｉＳｌ成分には、特に合金が６００〜９５０℃の温度範囲
内の温度て焼鈍処理された楊合に、粒界腐食の原因とな
る炭化物の粒界析出を促進させる作用があるが、その含
有量を０．０５％以下として場合には炭化物の粒界析出
促進作用か失なわれ、粒界腐食が皆無となることから、
その上限値を０．０５％と定めた。

（１）ＣＯＣＯ成分には、耐食性を一段と向上させる作用があるの
で、特によソー層の耐食性が要求される場合に含有され
るが、その含有量が０．１％未満では所望の耐食性向上
効果が得られず、一方５．０％を越えて含有させてもよ
ソー層の向上効果は現われず、経済性を考慮して、その
含有量を０．１〜５．０％と定めた。

（ｊ）Ｔｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，■，およびＨｆこれらの成分
には、Ｃと結合し、炭化物を形成して固溶Ｃ量を著しく
減少させ、もつて６００〜９５０℃の温度て焼鈍処理さ
れた場合に粒界に炭化物が析出するのを阻止し、炭化物
の粒界析出に原因する粒界腐食をよソー層改善する作用
があるので、特に比較的長時間に亘つて焼鈍処理が行わ
れる場合や、０．０１５％以下の範囲内で相対的にＣ含
有量が多い場合に必要に応じて含有されるが、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０．５％を越えて含有させると、靭性劣化をき
たすばかりでなく、溶接性も損なわれるようになること
から、その含有量を０．０５〜０．５％と定めた。

つぎに、この発明のＮｉ基合金を実施例により具体的に
説明する。

実施例溶湯内へのＳｉの混入を極力防止する目的で、マグネシ
アでライニングされた高周波誘導炉を用い、かつ脱酸剤
としてＳ１を使用することなく、それぞれ第１表に示さ
れる成分組成をもつた合金溶湯を調製し、直径：９０ｗ
ｎφ×長さ：１５０朗の寸法をもつたインゴットに鋳造
した後、９５０〜１２００法Ｃの温度範囲内の温度で熱
間圧延して幅：２００ｍ×厚さ：３Ｔｆｒ！ｎの熱延板
とし、ついでこの熱延板に温度：１１５０℃に１紛間保
持後、水焼入れの溶体化処理を施し、引続いて焼鈍処理
に相当する条件、すなわち温度：８００℃に１時間保持
後、空冷の条件で熱処理を施すことによつて本発明Ｎｉ
基合金１〜２４をそれぞれ製造した。

ついで、上記本発明Ｎｉ基合金１〜２４のそれぞれから
、幅：２５ｍ×長さ：５０Ｔｆｎ×厚さ：３顛の寸法を
もつた試験片を切出し、この試験片を用い、沸騰硫酸一
硫酸第二鉄溶液中に１２０時間浸漬の条件で粒界腐食試
験を行ない、試験後、粒界腐食の有無を観察した。

また、前記試験片を用い、容量％で、７％硫酸−３％塩
酸−１％塩化第二銅−１％塩化第二鉄溶液（液温：７０
℃）中に絽時間浸漬の条件て耐食試験を行ない、試験後
、腐食減量を測定した。これらの結果を第１表に合せて
示した。また、第１表には、比較の目的で、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）が発明の範囲から外れた組成を有する比較Ｎｉ基合
金１〜６のそれについても示した。

第１表に示される結果から、本発明Ｎｉ基合金１〜２４
は、いずれもすぐれた耐食性および耐粒界腐食性を示し
、特に本発明Ｎ】基合金１７〜２４におては、相対的に
Ｃ含有量が高いにもかかわらず、Ｔｌ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ
，およびＨｆの作用によつて粒界腐食の発生は全く認め
られていない。これに対して、比較Ｎｉ基合金１〜６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
量がこの発明の範囲から外れると、耐食性および耐粒界
腐食性のうちの少なくともいずれかの特性が劣つたもの
になることが明らかである。

上述のように、この発明のＮｌ基合金は、耐食性にすぐ
れ、かつ焼鈍処理を施しても粒界腐食の発生が皆無であ
ることから、前記の焼鈍処理が不可欠の冷間成形加工や
他の材料との圧接加工、さらに溶接などの加工を何ら制
約を受けることなく自由に施すことができ、したがつて
広い範囲に亘つての適用が可能であるなどの■業上有用
な特性を有するのてある。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％で、Ｃｒ：２１〜２６％、Ｆｅ：１３〜２４
％、Ｍｏ：５〜８％、Ｃｕ：１．５〜２．５％、Ｍｎ：
０．１〜１．０％、Ｗ：０．１〜１．５％を含有し、残
りがＮｉと不可避不純物からなる組成を有し、かつ不可
避不純物としてのＣおよびＳｉの含有量を、それぞれＣ
：０．０１５％以下、Ｓｉ：０．０５％以下としたこと
を特徴とする耐粒界腐食性すぐれたＮｉ基合金。２重量％で、Ｃｒ：２１〜２６％、Ｆｅ：１３〜２４
％、Ｍｏ：５〜８％、Ｃｕ：１．５〜２．５％、Ｍｎ：
０．１〜１．０％、Ｗ：０．１〜１．５％を含有し、さ
らにＣｏ：０．１〜５．０％を含有し、残りがＮｉと不
可避不純物からなる組成を有し、かつ不可避不純物とし
てのＣおよびＳｉの含有量を、それぞれＣ：０．０１５
％以下、Ｓｉ：０．０５％以下としたことを特徴とする
耐粒界腐食性にすぐれたＮｉ基合金。３重量％で、Ｃｒ：２１〜２６％、Ｆｅ：１３〜２４
％、Ｍｏ：５〜８％、Ｃｕ：１．５〜２．５％、Ｍｎ：
０．１〜１．０％、Ｗ：０．１〜１．５％を含有し、さ
らにＴｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ、およびＨｆのうちの１種ま
たは２種以上：０．０５〜０．５％を含有し、残りがＮ
ｉと不可避不純物からなる組成を有し、かつ不可避不純
物としてのＣおよびＳｉの含有量を、それぞれＣ：０．
０１５％以下、Ｓｉ：０．０５％以下としたことを特徴
とする耐粒界腐食性にすぐれたＮｉ基合金。４重量％で、Ｃｒ：２１〜２６％、Ｆｅ：１３〜２４
％、Ｍｏ：５〜８％、Ｃｕ：１．５〜２．５％、Ｍｎ：
０．１〜１．０％、Ｗ：０．１〜１．５％を含有し、さ
らにＣｏ：０．１〜５．０％と、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｖ
、およびＨｆのうち１種または２種以上：０．０５〜０
．５％を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組
成を有し、かつ不可避不純物としてのＣおよびＳｉの含
有量を、それぞれＣ：０．０１５％以下、Ｓｉ：０．０
５％以下としたことを特徴とする耐粒界腐食性にすぐれ
たＮｉ基合金。