本发明专利技术涉及一种合金，该合金以重量％计，包含超过０．６％且为０．９％以下的Ｃ、２．５％以下的Ｓｉ、３．０％以下的Ｍｎ、２０～２８％的Ｃｒ、８～５５％的Ｎｉ、０．０１～０．８％的Ｔｉ、０．０５～１．５％的Ｎｂ，余量为Ｆｅ和不可避免的杂质，且（Ｔｉ＋Ｎｂ）／Ｃ的值以原子％比计为０．１２～０．２９。在进一步含有０．５％以下的Ｚｒ时，该合金在８００℃以上的温度加热时，在晶粒内析出微细的Ｔｉ－Ｎｂ－Ｃｒ碳化物或Ｔｉ－Ｎｂ－Ｚｒ－Ｃｒ碳化物，由此使蠕变变形延迟，从而提高蠕变破裂强度，因此适合用作氢制造用重整炉管的材料。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及耐热合金的改良，更具体地，涉及一种耐热合金以及4吏 用该耐热合金而得到的氢制造用重整炉管，所述耐热合金在铸造后因加 热而析出微细的Ti-Nb-Cr碳化物或Ti-Nb-Zr-Cr碳化物，由此具有高蠕 变破裂强度。
技术介绍
氢制造装置是将混合后的烃和水蒸气导入到重整炉的重整炉管中， 再通过使用催化剂的重整反应而产生富氢的重整气体的装置。在重整炉 管内的重整反应在约800~ 1000。C的高温和约10~30kgf/cm2的高压力 条件下进行，由于该反应是吸热反应，为了从外部加热重整炉管，需要 大量的燃料。因此，提高热效率从而降低燃料使用量不仅可降低运行成本，而且 还可以降低C02排出量，因此在环境上也是优选的。用作该重整炉管的材料必须具备能够耐受上述的高温度和高压力 条件的蠕变破裂强度。材料的蠕变破裂强度越高，由于反应管的强度提 高，当然越能够实现长寿命化，另一方面，在可以保持与迄今为止的重 整炉管同等水平的强度的范围内，可以减薄重整炉管的设计壁厚，因此 可以谋求热效率的提高。作为用作该氢制造用重整炉管的材料，在特开平5-230601号公报中 公开了一种耐热合金，该耐热合金以重量％计，包含O.l ~0.6%的C、3.0% 以下的Si、 2.0。/o以下的Mn、 22~30%的0、 22 50。/。的Ni、 0,2 ~ 1.5% 的Nb、 0.5 — 5.0Q/o的W、 0.01 ~0.50%的Ti，余量为Fe。另夕卜，特开昭57-40900号公报中公开了一种耐热合金铸件，该耐热 合金铸件以重量％计，包含0.25~0.8%的C、 8 62Q/o的Ni、 12 ~ 32%的 Cr、 0.05%以上<旦不到2%的W、 0.05%以上但不到1%的Ti、 3.5%以下 的Si、 3Q/o以下的Mn、 2。/。以下的Nb、 0.3。/o以下的N，余量为Fe。但是，由这些耐热合金制作的氲制造用重整炉管的蠕变破裂强度未 必是充分的。本专利技术人等进行深入研究的结果发现，如果在约80(TC以上的催化 重整反应温度下析出微细的Ti-Nb-Cr碳化物(进一步含有Zr时为 Ti-Nb-Zr-Cr碳化物)，则在晶粒内的位错滑移的发展延迟，蠕变破裂强 度显著提高。本专利技术的目的在于提供一种耐热合金，所述耐热合金在铸造后因加 热而析出微细的Ti-Nb-Cr碳化物(进一步含有Zr时为Ti-Nb-Zr-Cr碳化 物)，从而具有高蠕变破裂强度。本专利技术的另 一个目的在于提供一种导热性优异的耐热合金。 本专利技术的另 一个目的在于提供一种由耐热合金制作的氩制造用重 整炉管，所述耐热合金在铸造后因加热而析出微细的Ti-Nb-Cr碳化物 (进一步含有Zr时为Ti-Nb-Zr-Cr碳化物)。
技术实现思路
为了实现上述目的，本专利技术提供一种耐热合金，该耐热合金以重量 %计，包含超过0.6%且为0.9%以下、2.5Q/o以下的Si、 3.00/o以下的Mn、 20~28%的&、 8 — 550/o的Ni、 0.01 ~ 0.8%的Ti、 0.05 ~ 1.5%的Nb，余 量为Fe和不可避免的杂质，且(Ti+Nb) /C的值以原子％比计为0.12~ 0.29。本专利技术的耐热合金可以进一步含有0.5%以下的Zr，此时， (Ti+Nb+Zr) /C的值以原子％比计为0.12-0.29。本专利技术的耐热合金可以进一步含有选自3%以下的W、 3%以下的 Mo以及0.05%以下的B中的至少一种。本专利技术的耐热合金可以进一步含有0.001 ~0.05%的Mg。 本专利技术的耐热合金可以进一步含有0.001 ~0.2%的Ce。附图说明图l是示出氢制造用重整炉管的使用例的剖面图。图2是绘出表1所示的蠕变破裂时间的试验结果的图。图3是示出由实施例No.3的样品管切出的试^r片的金属结构(铸造后)的光学显微镜照片(x 400)。图4是将图3的试马全片加热到105(TC，并施加100小时24.5MPa的拉伸应力之后的金属结构的光学显微镜照片(x 400)。图5是图4示出的金属结构的TEM照片(x 45000 )。 图6是图4示出的金属结构的TEM照片(x 90000)。 图7是图4示出的金属结构的TEM照片(x 450000)。 图8是Cr23C6的荧光X射线分析结果。 图9是Ti-Nb-Cr碳化物的荧光X射线分析结果。具体实施例方式本专利技术的耐热合金以重量％计，包含超过0.6%且为0.9%以下、2.5% 以下的Si、 3.00/o以下的Mn、 20~28%的0\ 8 ~ 55%的Ni、 0.01 ~0.8% 的Ti、 0.05 1.5。/o的Nb,余量为Fe和不可避免的杂质，且(Ti+Nb )/C 的值以原子％比计为0.12-0.29。本专利技术的耐热合金还含有0.5%以下的Zr， (Ti+Nb+Zr) /C )的值 以原子％比计为0.12 ~ 0.29。根据需要，本专利技术的耐热合金还可以含有选自3%以下的\￥、 3%以 下的Mo和0.05%以下的B中的至少一种，0.001 ~0.05%的Mg以及 0.001 ~0.2%的Ce。本专利技术的耐热合金的最大的特征在于，规定以原子％比表示的 (Ti+Nb)/C(其中，含有Zr时，为(Ti+Nb+Zr)/C )(以下只称为"关 系式")为0.12 ~ 0.29。该关系式表示Ti、 Nb、 Zr的总原子数相对于一个原子的碳的比值， 该原子比为0.12-0.29范围内的本专利技术的耐热合金在铸造后在约800°C 以上的温度加热时，在奥氏体基础材料中析出相应量的颗粒尺寸约为 100nm以下，优选约为20 ~ 50nm的微细的Ti-Nb-Cr碳化物或 Ti-Nb-Zr-Cr碳化物。由于该微细碳化物的析出，可以阻止在晶粒内产生 的位错滑移随着蠕变变形而发展。结果使达到蠕变破裂的时间变长，从 而提高蠕变破裂强度。关于阻止位错滑移线的发展在后面参照附图进行 说明。上述关系式的值小于0.12时，也就是Ti、 Nb、 Zr的总原子数比C 原子数的0.12倍少时，由于Ti、 Nb、 Zr的总原子数相对于C原子数相 对较少，因此在二次加热后析出的Ti-Nb-Cr碳化物或Ti-Nb-Zr-Cr碳化物的量不足，蠕变破裂强度不充分。另夕卜，剩余的C以Cl"23C6的形式析出，只是强化该Cr碳化物的析出，而不能期望蠕变破裂强度的显著提高。上述关系式的值大于0.29时，也就是Ti、 Nb、 Zr的总原子数比C 原子数的0.29倍多时，由于Ti、 Nb、 Zr的总原子数相对于C原子数相 对较多，因此在铸造阶段作为一次碳化物结晶析出的Ti-Nb碳化物或 Ti-Nb-Zr碳化物的量变多，固溶在基础材料中的C量变少，因此二次加 热后析出的Ti-Nb-Cr碳化物或Ti-Nb-Zr-Cr碳化物的量不足。接着，说明构成本专利技术的耐热合金的各成分的限定理由。C:超过0.6%且为0.9%以下如上所述，C在钢水的铸造凝固时与Cr、 Ti、 Nb、 Zr结合，在晶 粒边界以一次碳化物的形式结晶析出Cr碳化物(Cr7C3) 、 Ti-Nb碳化 物、Ti-Nb-Zr碳化物。这些碳化物具有增强晶粒边界从而提高蠕变破裂 强度的作用。如果铸造后的合金被加热到80(TC以上的温度，则固溶在奥氏体基 础本文档来自技高网...
【技术保护点】
耐热合金，该耐热合金以重量％计，包含超过０．６％且为０．９％以下的Ｃ、２．５％以下的Ｓｉ、３．０％以下的Ｍｎ、２０～２８％的Ｃｒ、８～５５％的Ｎｉ、０．０１～０．８％的Ｔｉ、０．０５～１．５％的Ｎｂ，余量为Ｆｅ和不可避免的杂质，且（Ｔｉ＋Ｎｂ）／Ｃ的值以原子％比计为０．１２～０．２９。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：高桥诚，桥本国秀，日根野实，
申请(专利权)人：株式会社久保田，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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