Ni基合金、耐热/耐腐蚀部件、热处理炉用部件制造技术

本发明专利技术提供高温下的耐腐蚀性或机械强度优异的Ni基合金、耐热/耐腐蚀部件、热处理炉用部件。本发明专利技术的Ni基合金，其包含：以质量%计Al超过5.0%且为26.0%以下、Zr超过0%且为5.0%以下，余量为Ni和不可避免的杂质。希望上述Ni基合金包含B，且以质量%计，Zr和B以总计量计超过0%且为5.0%以下。另外，希望Ni基合金是：P值=﹣18.95+0.1956

Ni based alloy, heat / corrosion resistant parts, parts for heat treatment furnace

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】Ni基合金、耐热/耐腐蚀部件、热处理炉用部件


[0001]本专利技术涉及Ni基合金，更具体而言，涉及耐热性、耐腐蚀性优异的Ni基合金。

技术介绍

[0002]在烧制炉等热处理炉中，对暴露于热或腐蚀气氛中的部件不仅要求耐热性，而且还要求耐腐蚀性或机械强度。作为用于这样的部件的合金，在专利文献1中提出了Ni基合金，该Ni基合金包含2.0～5.0重量%的Al、0.8%～4.0%的Cr，此外还包含Si、Mn、B、Zr，余量为Ni和不可避免的杂质。
[0003]现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014
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80675号公报。

技术实现思路

[0004]专利技术所要解决的课题近年来，用于电动车辆用等的锂离子电池或固体电池等的电池市场正在快速扩大。这些电池的正极材料使用辊道窑或回转窑等烧制炉来制造。特别是，制造正极材料的烧制炉即使在热处理炉中也是在高碱腐蚀环境下进行作业，因此对用于这些烧制炉的热处理炉用部件进一步要求耐碱腐蚀性、机械强度等。
[0005]本专利技术的目的在于提供：高温下的耐腐蚀性或机械强度优异的Ni基合金、耐热/耐腐蚀部件、热处理炉用部件。
[0006]用于解决课题的手段本专利技术的Ni基合金，其包含：以质量%计，Al：超过5.0%且为26.0%以下；Zr：超过0%且为5.0%以下；余量为Ni和不可避免的杂质。
[0007]希望上述Ni基合金包含B，且以质量%计，Zr和B以总计量计超过0%且为5.0%以下。
[0008]上述Ni基合金以质量%计可包含0.001%以上的B。
[0009]上述Ni基合金可形成在表面析出有Ni3Al的构成。
[0010]希望上述Ni基合金是：P值=﹣18.95+0.1956
×
Ni%+0.1977
×
Al%+0.2886
×
Zr%+12.45
×
B%；且以比例表示上述在表面析出的Ni3Al的面积率的Q值满足：Q值≥0.89
×
P值﹣0.53。
[0011]希望上述Ni基合金是：P值=5.91﹣0.0512
×
Ni%﹣0.0612
×
Al%；且以比例表示上述在表面析出的Ni3Al的面积率的Q值满足：
Q值≥1.75
×
P值﹣1.1。
[0012]希望上述Ni基合金以质量%计Al为8.0%以上。
[0013]上述Ni基合金以质量%计可进一步包含0.001%～4.0%的Y。
[0014]上述Ni基合金以质量%计可进一步包含0.001%～4.0%的Ta。
[0015]上述Ni基合金以质量%计可进一步包含0.001%～5.0%的W。
[0016]本专利技术的耐热/耐腐蚀部件包含上述记载的Ni基合金。
[0017]本专利技术的热处理炉用部件包含上述记载的Ni基合金。
[0018]热处理炉用部件是用于烧制正极材料的甑(retort)，具有与上述正极材料接触的内面和从加热装置(加热单元)接受加热的外面，上述外面的硬度比上述内面高。
[0019]另外，本专利技术的热处理炉用部件包含Ni基合金，其中，以质量%计，Al超过5.0%且为26.0%以下，余量为Ni和不可避免的杂质。
[0020]专利技术效果本专利技术的Ni基合金在高温下的耐腐蚀性优异，拉伸强度或0.2%屈服点等机械强度也优异。另外，由这些Ni基合金制作的耐热/耐腐蚀部件在高温下也具备优异的耐腐蚀性，具有机械强度。因此，适合于作为热处理炉用部件的用途。
附图说明
[0021][图1] 图1是表示通过4元素体系算出的P值与由Ni3Al得到的Q值的关系的图。
[0022][图2] 图2是表示通过2元素体系算出的P值与由Ni3Al得到的Q值的关系的图。
具体实施方式
[0023]本专利技术人发现了：通过调整Al的含量，可使金属间化合物Ni3Al在Ni基合金内析出，可得到高温下的耐腐蚀性优异、且高强度的Ni基合金。另外，还发现了：通过在含有Al的Ni基合金中添加适量的Zr、B并使之分布在晶界，可进一步提高高温下的耐腐蚀性。
[0024]本专利技术的Ni基合金根据所期望的产品形式，例如作为铸造合金可用于制造各种结构构件，特别是适合适用于要求耐热/耐腐蚀性的用途。另外，本专利技术的Ni基合金即使在800～1000℃的高氧气氛或高碱腐蚀环境中也不会发生特性变化，还可抑制与所使用的材料的反应，因此特别适合于回转窑的炉心管的材料等热处理炉用部件。炉心管可通过离心铸造、热锻、堆焊、热喷涂等各种制法来制作。而且，并不限于该示例，还可适用于迄今为止一直适用陶瓷的烧制装置(例如烧制托盘、烧制辊)等中使用的各种耐热/耐腐蚀部件或铝熔融金属(molten metal，金属熔液)部件。需要说明的是，这些示例并不限定本专利技术的Ni基合金的适用。
[0025]＜成分限定理由＞本专利技术的Ni基合金含有以下的组成。需要说明的是，只要没有特别明示，则“%”为质量%。
[0026]Al：超过5.0%且为26.0%以下Al通过在材料表面生成氧化膜来提高耐氧化性。另外，Al与Ni基合金中所含的Ni
生成作为金属间化合物的Ni3Al，添加Al是为了有助于提高高温下的耐腐蚀性。为了发挥这些功能，含有超过5.0%的量的Al。Al的下限为5.2%、更适合为8.0%。另一方面，若Al的含量超过26.0%，则Ni3Al的生成减少或没有生成，因此Al的上限为26.0%以下。
[0027]在含有Al的Ni基合金中，作为金属间化合物的Ni3Al根据Ni
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Al二元系状态图，如果Al为8.0%～17.7%，则在铸造的状态下可析出Ni3Al相。这是由于：在铸造的情况下，铸造后即使在大气中放置冷却，也几乎是接近快速冷却的状态。另一方面，若Al少于8.0%或超过17.7%，则为了在铸造后析出Ni3Al相，需要低温热处理。因此，为了在铸造后无需热处理而得到析出了Ni3Al相的Ni基合金，希望Al为8.0%以上、且上限为17.7%。在铸造后施行低温热处理的情况下，Al可为5.0%以上且上限小于8.0%、或者下限超过17.7%且上限为26.0%。Al更优选为9.5%以上、更希望为11.0%以上。
[0028]Ni：余量Ni是具备高的高温延展性的Ni基合金的基本元素。Ni与Al结合而生成金属间化合物Ni3Al，有助于提高高温下的耐腐蚀性。
[0029]Zr：超过0%且为5.0%以下为了改善Ni基合金的焊接裂纹敏感性，适合选择性地含有超过0%且为5.0%以下的Zr。由于Zr分布在Ni基合金的晶界，所以可使晶界的裂纹敏感性降低。另外，Zr通过与Ni的复合添加而提高耐腐蚀性，另外还提高高温强度或延展性。另一方面，即使过度地增加Zr的含量，焊接裂纹敏感性的改善效果也会饱和，因此上限为5.0%。Zr的上限希望为4.0%、进一步希望为2.5%、1.0%。
[0030]B：0.001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. Ni基合金，其包含：以质量%计，Al：超过5.0%且为26.0%以下；Zr：超过0%且为5.0%以下；余量为Ni和不可避免的杂质。2.权利要求1所述的Ni基合金，该Ni基合金包含B，且以质量%计，Zr和B以总计量计超过0%且为5.0%以下。3.权利要求2所述的Ni基合金，其中，以质量%计包含0.001%以上的B。4.权利要求1或3中任一项所述的Ni基合金，该Ni基合金在表面析出有Ni3Al。5. 权利要求4所述的Ni基合金，其中，P值=﹣18.95+0.1956
×
Ni%+0.1977
×
Al%+0.2886
×
Zr%+12.45
×
B%；且以比例表示上述在表面析出的Ni3Al的面积率的Q值满足：Q值≥0.89
×
P值﹣0.53。6. 权利要求4或5所述的Ni基合金，其中，P值=5.91﹣0.0512
×
Ni%﹣0.0612
×
A...

【专利技术属性】
技术研发人员：上辻彩乃，浅野壮一，远城畅平，桥本国秀，
申请(专利权)人：株式会社久保田，
类型：发明
国别省市：