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CR ALLOY EXCELLENT IN PROCESSABILITY AND STRENGTH- DUCTILITY BALANCE AT HIGH TEMPERATURE

Patent code P06A008987
File No. A062P52
Posted date Jun 16, 2006
Application number P2000-165983
Publication number P2001-342534A
Patent number P3779131
Date of filing Jun 2, 2000
Date of publication of application Dec 14, 2001
Date of registration Mar 10, 2006
Inventor
  • (In Japanese)安彦 兼次
Applicant
  • (In Japanese)安彦 兼次
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title CR ALLOY EXCELLENT IN PROCESSABILITY AND STRENGTH- DUCTILITY BALANCE AT HIGH TEMPERATURE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a Cr alloy having an excellent strength-ductility balance at a high temperature of 1,000°C or more which could not be achieved in the conventional alloy, the machinability and the cold rolling property.
SOLUTION: The Cr based alloy is composed of Cr: 60 mass % or more, C+N: 50 mass ppm or less, S: 20 mass ppm or less, O: 100 mass ppm or less, Cr as deposit: 100 mass ppm or less, and furthermore, in need, any one or more selected from W: 0.1-100 mass %, Ti: 0.1-5.0 mass %, Mo: 0.1-5.0 mass % and Re: 0.1-5.0 mass %, and the balance Fe with inevitable impurities.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


最近の産業・工業の分野における技術進歩、また環境問題に対する関心の高まりなどから、600 ℃以上の高温、特に1000℃以上の超高温域において、高強度でしかも高延性を具えた金属材料の出現が強く要請されるようになってきた。
ところで、従来から用いられてきた高温材料は、主としてNi基、Cr基、Co基の合金であった。例えば、特開昭55-154542号公報には、Cr:20~35mass%、Si:1~8mass%、C:1.7 ~3.5 mass%を含み、M7C3型の炭化物を形成させたNi基合金が、また特開昭55-154542号公報には、Ni:20~47mass%、Co:6~35mass%、Cr:18~36mass%、C:0.6 ~2.5 mass%、Si:0.5 ~2.5 mass%を含むNi-Co-Cr系合金がそれぞれ提案されている。
しかしながら、これらの合金は、強度または延性のいずれかの特性が十分でないために、実用的には500 ℃程度の温度までしか使用することができなかった。また、これらNiやCoを多量に含む合金は、材料の価格自体が高価であり、熱膨張係数が大きく、被削性も劣るといった多くの問題も抱えていた。



Ni基やCo基の合金より安価で、熱膨張係数の小さい高温材料としては、Cr系の合金が有望である。例えば、特開平11-80902 号公報には、C:0.5 ~1.5 mass%、Si:1.0 ~4.0 mass%、Mn:0.5 ~2.0 mass%、Cr:35~60mass%を含有する、高温でのエロージョン・コロージョン性を高めた高Cr合金が提案されている。しかし、この高Cr合金は、高温域とくに1000℃以上では、十分な強度を得ることが難しい上、C含有量が高いために冷間圧延性や被削性に劣るという問題があった。
このようなCr系合金の強度を高めるには、Cr量の一層の増加が必要である。ところが、従来の技術でCr量を60mass%以上にすると、延性がほとんどなくなってしまうために、溶製後の加工が不可能になるという問題があった。このため、60mass%以上のCr基合金は今なお実用化されるまでには至っていない。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、冷間加工性、被削性などの加工性のほか、 600℃以上の高温とりわけ1000℃以上の超高温域における強度-延性バランスに優れるCr基合金に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
Cr:60mass%以上、C+N:50mass ppm以下、S:20mass ppm以下、O:100mass ppm以下、かつ酸化物、炭化物、窒化物を含む析出物としてのCr:100mass ppm以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、引張試験における断面積の減少率RAと引張強さTSとの積で表される、強度-延性バランスRA×TSが1200℃の温度で12000%・MPa以上であることを特徴とする加工性および高温における強度-延性バランスに優れるCr基合金。

【請求項2】
 
Cr:60mass%以上、C+N:50mass ppm以下、S:20mass ppm以下、O:100mass ppm以下、かつ酸化物、炭化物、窒化物を含む析出物としてのCr:100mass ppm以下を含有し、さらにW:0.1~10.0mass%、Ti:0.1~5.0mass%、Mo:0.1~5.0mass%およびRe:0.1~5.0mass%、のうちから選ばれるいずれか1種または2種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、引張試験における断面積の減少率RAと引張強さTSとの積で表される、強度-延性バランスRA×TSが1200℃の温度で12000%・MPa以上であることを特徴とする加工性および高温における強度-延性バランスに優れるCr基合金。

【請求項3】
 
Cr:99.9mass%以上のクロム原料を用いて、1.3×10-3Pa以下の真空度にてスカル溶解してなる、請求項1または2に記載のCr基合金。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2000165983thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) CREST Phenomena of Extreme Conditions AREA
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