Vanadium Attack on the Heat-Resisting Alloys

1. 緒 言 耐熱合金 を重油 の灰分 の溶融体 中に浸漬 して加熱す る とその腐食が激 しい ことが 明 らかにされ1~2),この 腐 食 は主 として灰分 中のV2O5に よ る も の で あ り,ま た V2O5とNa2SO4の 混合物 中におい て特 に激 し い こ と が明 らかに された1~2)。この 腐食現象 をバ ナジ ウム ・ア タックとよんでい る。バナ ジウム ・アタ ックはV2O5の 融液中で酸化雰囲気で加熱す ると加速酸化 が起 こ り,さ らに生成酸化物 とV2O5と の間 に複酸化物 が生成 して金 属 がV2O5側 に とけ出す ことによるもの と考 え られてい る3~5)。 耐熱合金のバナ ジウム ・アタ ックに及 ぼす添加元 素の 影響 としては,Fe基 合金 におい てはMoが 腐食 量を増 大す ることが明 らかに され3~6),ま たFe基 合金 に比べ るとNimonic80Aな どのNi基 合金は腐食量 が小 さ い ことが明 らかに され てい る6)。 本報 においては主 としてNi基 耐熱 合 金 のバ ナジウ ム ・アタ ックに関 し,そ れ らに対す る添加元素 の影響 に っ いて総括 的に検討 を加 えた もので ある。 2. 試 料 と実験方法 実験 に用 いた試料 の うち実用耐 熱合金について表1に 示す 。これ らはNi基 合金の うち,Moを 含む 合 金 と Moを 含 まぬ合金 をあわせ て5種 と,こ れ らと比較のた めMoを 含 むCo基,Fe基,Fe-Ni-Cr-Co合 金 とし て,そ れ ぞ れS816,Timken16-25-6お よびLCN 155を 選んだ もの である。また個々の添加元 素の影 響を 検討 す るために表2に 示す各種 合金 の真空溶 解材 を用 い た。 これ ら合金元素 の添加量 につい ては実用 合金におけ る添加量を参考 として決定 した もので ある。 試料はいずれ も鍛造材 を用い,試 験 片 の 形 状 は15 mmφ ×5mmと した。 各試験片はそれぞれ適 当な温度 で溶体化 処理を行ない,エ メ リ一紙0/5ま で 研 摩,ベ ンゾールお よびアル コールで脱脂,秤 量後供試 した 。 試験 は石英 ルツボ中にV2O5-Na2SO4混 合物 を み た し,こ れ をあ らか じめ溶融 したのち,こ の中に試験片を 浸漬,シ リコニ ッ ト電気炉中で所定の温度,時 間の加熱