[发明专利]Fe-Ni-Cr合金、Fe-Ni-Cr合金带、铠装加热器、Fe-Ni-Cr合金的制造方法和铠装加热器的制造方法

说明书

本发明的目的在于提供表面性状优异并且能够形成黑化性和耐剥离性优异的黑化覆膜的Fe‑Ni‑Cr合金。为了实现上述目的，本发明的特征在于，以质量％计含有C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo、Co、Cu、N、Ti、Al、O和H，剩余部分包含Fe和不可避免的杂质，且具有满足式(1)～(4)的组成。T1＝11×[％N]+0.1…(1)T2＝‑39×[％N]+1.0…(2)A1＝7.5×[％N]+0.1…(3)A2＝‑42.5×[％N]+1.0…(4)在此，[％M]表示合金中的M元素的含量(质量％)，T1、T2、A1和A2满足T1<[％Ti]<T2、A1<[％Al]<A2的关系。

技术领域

本发明涉及Fe-Ni-Cr合金，特别是表面性状优异并且能够形成黑化性和耐剥离性优异的黑化覆膜的Fe-Ni-Cr合金、Fe-Ni-Cr合金带和Fe-Ni-Cr合金的制造方法以及具有放射率高、热效率优异的包覆管的铠装加热器(sheathed heater)及其制造方法。

背景技术

电烹调装置等热源大多利用使用了镍铬合金(nichrome)线的铠装加热器。该铠装加热器为将镍铬合金线插入到金属制的包覆管中、向空间部填充氧化镁粉末等而完全密封、对镍铬合金线通电使其发热、由此进行加热的加热器。该加热方法由于不使用火因此安全性高，作为所谓全电气化住宅所需要的物品，被广泛用于烤鱼架等电烹调装置，其需求近年正急剧扩大。

特别是在高温大气环境下使用的铠装加热器，为了高效地对被加热物进行加热，通常会对由包含规定量的Al、Ti的材料所制造的包覆管的表面实施称之为黑化处理的热处理。该黑化处理的目的在于使包覆管的表面形成致密且放射率高的黑色的覆膜(以下称为“黑化覆膜”。)，与在制造工序的过程中进行的中间热处理不同，该黑化处理是在严密控制露点、气氛气体的成分的条件下进行的。

除此以外，上述铠装加热器的包覆管由于在使用时反复受到加热和冷却，因此需要高温强度、耐热冲击性、耐反复氧化特性等优异等特性。

在此，作为可用作铠装加热器的包覆管的材料，可举出例如Alloy800、Alloy840等Fe-Ni-Cr合金。然而，这些Fe-Ni-Cr合金存在制造时会产生表面缺陷的问题、黑化处理后的覆膜被剥落的问题，期望进一步的改善。

因此，以提高Fe-Ni-Cr合金的表面性状为目的，公开了谋求调整合金组成的技术。在例如专利文献1中公开了通过将Ti、N和Si的含量控制在特定的范围，从而抑制导致表面缺陷的TiN生成的技术。

然而，在专利文献1的技术中，不包含具有提高耐蚀性效果的Mo、用于使奥氏体相更稳定化的Co、无法实现充分的耐蚀性，因此不适于铠装加热器的材料。此外，也没有考虑良好地控制黑化性、抑制黑化覆膜的剥离这个方面。

此外，在专利文献2中公开了通过对C、Mo、W、V等的含量进行调节，从而改善高温干蚀的环境中的耐蚀性的技术。

然而，在专利文献2的技术中，没有考虑耐蚀性特别是湿润环境下的耐蚀性，对于抑制黑化覆膜的剥离的方面需要进一步改善。

进而，在专利文献3中公开了通过提高合金中的Mo含量从而改善耐反复氧化特性的技术。

然而，在专利文献3的技术中，没有考虑耐蚀性特别是表面没有氧化覆膜的干净的状态、具有通过中间热处理所形成的氧化覆膜的状态的在高温大气环境下和湿润环境下的耐蚀性，对于抑制黑化覆膜的剥离的方面需要进一步改善。

进而此外，在专利文献4中，公开了通过提高合金中的Cr含量并且进行Al和稀土金属元素(REM)的复合添加从而改善耐氧化性的技术。

然而，在专利文献4的技术中，对于含有Al、Ti、REM的合金带，当Cr含量超过25％时可能产生表面缺陷、制造性和溶接性可能恶化，此外，没有充分考虑黑化处理后的覆膜的耐剥离性的特性。