[发明专利]具有氧化铝阻挡层的铸造制品

说明书

技术领域

本发明涉及乙烯制备用反应管、渗炭热处理炉的炉底辊和辐射管 等耐热铸造制品。

背景技术

对于乙烯制备用反应管等这样的长时间暴露于高温气氛的耐热 铸造制品，正适宜地使用高温强度优良的奥氏体型耐热合金。

奥氏体型耐热合金在高温气氛下的使用中于表面形成金属氧化 物层，该氧化物层成为阻挡层，在高温气氛下保护材料。

但是，若该金属氧化物为Cr氧化物(主要含有Cr₂O₃)，则由于致 密性低、附着性不足，具有在加热和冷却的重复循环中容易剥离的问 题，即使在没有剥离的情况下，也有防止氧和碳从外部环境渗入的作 用不充分、材料产生内部氧化和渗碳的缺陷。

因此，以下专利文献提出了调整成分组成以形成致密性高、氧和 碳难以透过的氧化铝(Al₂O₃)为主体的氧化物层的奥氏体型耐热合金。

专利文献1：日本特开昭52-78612号公报

专利文献2：日本特开昭57-39159号公报

这些专利文献通过与通常的奥氏体型耐热合金相比增加Al的含 量，在表面形成以Al₂O₃为主体的氧化物层。

上述文献中，为了防止生成的Al₂O₃层在高温使用中剥离，专利 文献1提出Al含量超过4％，专利文献2提出Al含量在4.5％以上， 以生成充分厚度的Al₂O₃层。

但是，由于Al为铁素体形成元素，含量增多时，材料的延展性 变差、高温强度降低。该延展性降低的倾向在Al含量超过4％时开始 观察到。

因此，上述文献的奥氏体型耐热合金，尽管由于Al₂O₃层可以期 待阻挡作用的提高，但有导致材料延展性下降的缺陷。

发明内容

发明要解决的问题

鉴于上述问题，本发明的目的在于：提供即使Al含量不超过4％ 也能确保Al₂O₃层的高温稳定性、不降低材料的延展性、在高温气氛 下发挥优良的阻挡作用的铸造制品。

解决问题的方法

本发明为可在高温气氛下使用的铸造制品，其具有耐热合金的铸 造体，以质量％计，所述耐热合金含有：C：0.05-0.7％、Si：超过0％ 且2.5％以下、Mn：超过0％且3.0％以下、Cr：15-50％、Ni：18-70％、 Al：2-4％、稀土类元素：0.005-0.4％，以及W：0.5-10％和/或Mo： 0.1-5％，并包含余量Fe及不可避免的杂质；在接触高温气氛的铸造 体表面形成阻挡层，且阻挡层为厚度0.5μm以上的Al₂O₃层，该阻挡 层最表面的80面积％以上为Al₂O₃，在Al₂O₃层与铸造体的界面上分 散有Cr浓度高于合金基底的Cr基颗粒。

需说明的是，阻挡层在Al₂O₃层之上形成以Cr₂O₃为主体的Cr 氧化皮(酸化物スケ一ル)，允许其散布于不足该阻挡层的最表面的 20面积％。

上述耐热合金根据需要可进一步含有以下的至少一种：Ti： 0.01-0.6％、Zr：0.01-0.6％、Nb：0.1-1.8％、B：0.1％以下。

以质量％计，Cr基颗粒含有Cr、Ni、Fe以及W和/或Mo，且 Cr含量超过50％。

通过将铸造体表面加工为粗糙度(Ra)0.05-2.5后，在1050℃以上 的氧化性气氛下加热处理，可以有利地形成上述Al₂O₃层。尚需说明， 该加热处理在不足1050℃(但在900℃以上)的温度进行的情况下，通 过在构成上述耐热合金的成分中限制稀土元素的下限为0.06％、W的 上限为6％，可以与在1050℃以上进行的情况一样地形成上述Al₂O₃层。

发明效果