[发明专利]奥氏体系耐热合金

说明书

一种奥氏体系耐热合金，其化学组成以质量％计为C：0.03～0.25％、Si：0.01～2.0％、Mn：0.10～0.50％、P：0.030％以下、S：0.010％以下、Cr：13.0～30.0％、Ni：25.0～45.0％、Al：2.5～4.5％、Nb：0.01～2.00％、N：0.05％以下、Ti：0～0.20％、W：0～6.0％、Mo：0～4.0％、Zr：0～0.10％、B：0～0.0100％、Cu：0～5.0％、REM：0～0.10％、Ca：0～0.050％、Mg：0～0.050％，余量：Fe和杂质。

技术领域

本发明涉及奥氏体系耐热合金。

背景技术

乙烯(C₂H₄)等烯烃(C_nH_2n)通过将烃类(石脑油、天然气、乙烷等)进行热解来制造。具体而言，通过向铺设至反应炉内的由25Cr-25Ni系或25Cr-38Ni系所代表的高Cr-高Ni合金或者SUS304等所代表的不锈钢形成的管的内部一同供给烃类和水蒸气，并从管外表面加热，从而使烃类在管内表面发生热解反应而得到烯烃系烃类(乙烯、丙烯等)。

随着近年来合成树脂需求的增加，从提高乙烯收率的观点出发，乙烯生产设备用分解炉管的使用条件日益趋向于高温化。这种分解炉管的内表面会在渗碳性气氛中暴露，因此，要求高温强度和耐渗碳性优异的耐热材料。

若渗碳进一步加剧，则在操作中发生被称为焦化的碳析出至分解炉管内表面的现象。随着焦化析出量的增加，产生压力损失的上升和加热效率的降低等操作方面的弊端。因此，在实际操作中进行定期输送空气和水蒸气而将析出的碳氧化去除的所谓去焦化作业，但该期间的操作停止和作业工时的增加等成为显著的问题。

现有技术也进行了改善耐渗碳性的材料的开发。例如，日本特开2001-40443号公报(专利文献1)中提出了热加工性、焊接性和耐渗碳性优异的Ni基耐热合金。然而，Ni基合金在高温下析出作为脆化相的γ′相，能够进行热加工的温度区域狭窄，难以制造。

因而，为了改善热加工性而进行了Fe基的奥氏体系不锈钢的开发。例如，国际公开第2017/119415号(专利文献2)中提出了一种在高温环境下也具有高蠕变强度和高韧性的奥氏体系耐热合金。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-40443号公报

专利文献2：国际公开第2017/119415号

发明内容

发明要解决的问题

专利文献2所记载的奥氏体系耐热合金在高温下使用时，在表面形成氧化铝覆膜，不仅能够获得高耐蚀性，还具有长时间的高温强度和优异的韧性。然而，专利文献2中针对耐渗碳性未作充分研究，尚有改善的余地。

本发明的目的在于，提供在高温环境下使用时也具有高蠕变强度和优异耐渗碳性的奥氏体系耐热合金。

用于解决问题的方案

本发明是为了解决上述课题而进行的，其以下述奥氏体系耐热合金为主旨。

(1)一种奥氏体系耐热合金，其化学组成以质量％计为

C：0.03～0.25％、

Si：0.01～2.0％、

Mn：0.10～0.50％、

P：0.030％以下、

S：0.010％以下、

Cr：13.0～30.0％、