(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（質量％で）ニッケルが４２〜８３％、クロムが１４〜２６％、ケイ素が１．０〜２．５％であり、かつＡｌを０．０５〜１％、Ｍｎを０．０１〜１％、マグネシウムを０．０００５〜０．０５％、炭素を０．０４〜０．１４％、窒素を０．０２〜０．１４％添加し、さらにＣａを０．０００５〜０．０７％、Ｐを０．００２〜０．０２０％、硫黄を最大０．０１％、Ｂを最大０．００５％有し、さらに酸素親和性の元素のＬａを０．０２〜０．２６％の含分で有し、または、Ｌａを０．０２〜０．２６％の含分で有し、さらにＣｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉの１つ又は１より多くを、それぞれ０．０１〜０．３％の含分で有し、この際、ＰｗＥ＝１．４３・ＸCe＋１．４９・ＸLa＋２．２５・ＸY＋２．１９・ＸZr＋１．１２・ＸHf＋４．１８・ＸTi［式中、ＰｗＥは作用元素の電位に相当する］の和が≦０．３８であり、残分は鉄及び不可避的不純物である、鉄−ニッケル−クロム−ケイ素合金。
【請求項２】
ニッケル含分が５７〜６５％である、請求項１に記載の合金。
【請求項３】
ニッケル含分が５７〜６１％である、請求項１または２に記載の合金。
【請求項４】
クロム含分が１４〜１８％である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項５】
クロム含分が１８〜２１％である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項６】
ケイ素含分が１．０〜１．５％である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項７】
ケイ素含分が１．５〜２．０％である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項８】
ケイ素含分が１．２〜１．７％である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項９】
アルミニウム含分が０．１〜０．７％である、請求項１から８までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項１０】
マンガン含分が０．１〜０．７％である、請求項１から９までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項１１】
ランタン含分が０．０２〜０．２％である、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項１２】
ランタン含分が０．０２〜０．１５％である、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項１３】
ランタン含分が０．０４〜０．１５％である、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項１４】
窒素含分が０．０２〜０．１０％である、請求項１から１３までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項１５】
窒素含分が０．０３〜０．０９％である、請求項１から１４までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項１６】
窒素含分が０．０５〜０．０９％である、請求項１から１５までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項１７】
炭素含分が０．０４〜０．１０％である、請求項１から１６までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項１８】
マグネシウム含分が０．００１〜０．０５％である、請求項１から１７までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項１９】
硫黄が最大０．００５％、かつＢが最大０．００３％である、請求項１から１８までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項２０】
さらにＣａを０．００１〜０．０５％含む、請求項１から１９までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項２１】
元素Ｌａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉの１または１より多くをそれぞれ、０．０１〜０．２％で有し、この際
ＰｗＥ＝１．４３・ＸCe＋１．４９・ＸLa＋２．２５・ＸY＋２．１９・ＸZr＋１．１２・ＸHf＋４．１８・ＸTi
［式中、ＰｗＥは作用元素の電位に相当する］
の和が≦０．３６である、請求項１から２０までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項２２】
元素Ｌａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉの１または１より多くをそれぞれ、０．０２〜０．１５％で有し、この際
ＰｗＥ＝１．４３・ＸCe＋１．４９・ＸLa＋２．２５・ＸY＋２．１９・ＸZr＋１．１２・ＸHf＋４．１８・ＸTi
［式中、ＰｗＥは作用元素の電位に相当する］
の和が≦０．３６である、請求項１から２１までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項２３】
リン含分が０．００５〜０．０２０％である、請求項１から２２までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項２４】
さらに元素Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｏの１または１より多くをそれぞれ、０．０１〜１．０％含む、請求項１から２３までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項２５】
さらに元素Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｏの１または１より多くをそれぞれ、０．０１〜０．２％含む、請求項１から２４までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項２６】
Ｃｕは最大１．０％、Ｐｂは最大０．００２％、Ｚｎは最大０．００２％、Ｓｎは最大０．００２％の含分に不純物が調整されている、請求項１から２５までのいずれか１項に記載の合金。
【請求項２７】
電気式暖房器具での使用のための、請求項１から２６までのいずれか１項に記載の合金の使用。
【請求項２８】
ヒートパイプ式暖房機での使用のための、請求項１から２７までのいずれか１項に記載の合金の使用。
【請求項２９】
形態安定性が高いこと、もしくはサギングが僅かであることが必要となる電気式暖房器具での使用のための、請求項１から２８までのいずれか１項に記載の合金の使用。
【請求項３０】
暖炉構造での使用のための、請求項１から２９までのいずれか１項に記載の合金の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善された寿命と形態安定性とを有する、鉄−ニッケル−クロム−ケイ素合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々なニッケル含分、クロム含分、ケイ素含分を有する、オーステナイト系の鉄−ニッケル−クロム−ケイ素合金は以前から、電熱体として最大１１００℃の温度範囲で利用される。電熱合金としての使用のためにこの合金群は、ＤＩＮ１７４７０（表１）、およびＡＳＴＭ  Ｂ３４４−０１（表２）で規格化されている。この基準に対しては商業的に利用可能な一連の合金があり、これらは表３にリスト化されている。
【０００３】
近年のニッケル価格の激しい上昇により、可能な限りニッケル含分が低い電熱合金を使用する、もしくは使用する合金の寿命を明らかに向上させるという要望が発生している。このことにより、製造者は暖房器具についてニッケル含分が低い合金に切り替えるか、または顧客にはより高い価格をより長い耐久性によって説明することができる。
【０００４】
表１と２に記載された合金の寿命と適用温度は、ニッケル含分の増加に伴い上昇することが、一般的に見て取れる。これらすべての合金は酸化クロム層（Ｃｒ2Ｏ3）を形成し、その下に多かれ少なかれ閉鎖された（ｇｅｓｃｈｌｏｓｓｅｎ）ＳｉＯ2層を有する。酸素と非常に親和性の元素、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｔｈ、Ｃａ、Ｔａを僅かに添加することにより（Ｐｆｅｉｆｅｒ／Ｔｈｏｍａｓ，Ｚｕｎｄｅｒｆｅｓｔｅ  Ｌｅｇｉｅｒｕｎｇｅｎ  ２．Ａｕｆｌａｇｅ，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  Ｖｅｒｌａｇ  １９６３，ｐ２５８とｐ２５９）、寿命が高まり、この際引用した例ではそれぞれの酸素親和性元素の影響のみが調査されたが、このような元素の組合せ効果について記載はなかった。クロム含分は、電熱体の使用の過程で保護すべき層の構造に比してゆっくりと消費される。従って、より高いクロム含分により寿命が高まる。と言うのも、保護層を形成する元素であるクロムの含分を高めれば、Ｃｒ含分が臨界範囲を下回る時点を延ばし、かつＣｒ2Ｏ3とは異なる酸化物（例えば鉄含有酸化物）が形成されるからである。
【０００５】
ＥＰ−Ａ０５３１７７５により、以下の組成（質量%）を有する耐熱性のある、熱で成形可能なオーステナイト系ニッケル合金は公知になっている：
Ｃ  ０．０５〜０．１５％
Ｓｉ  ２．５〜３．０％
Ｍｎ  ０．２〜０．５％
Ｐ  最大０．０１５％
Ｓ  最大０．００５％
Ｃｒ  ２５〜３０％
Ｆｅ  ２０〜２７％
Ａｌ  ０．０５〜０．１５％
Ｃｒ  ０．００１〜０．００５％
ＳＥ  ０．０５〜０．１５％
Ｎ  ０．０５〜０．２０％
残分はＮｉ、および溶融条件による不純物。
【０００６】
ＥＰ−Ａ０３８６７３０には、非常に良好な耐酸化性と耐熱性とを有するニッケル−クロム−鉄合金が記載されており、この合金は進歩的な電熱用途に望ましいものである。この合金は公知の電熱合金ＮｉＣｒ６０１５から出発するものであり、かつ相互に調整された組成の変性により、使用特性の著しい改善を達成することができた。この合金は公知の材料ＮｉＣｒ６０１５とは、希土類金属がイットリウムにより置き換えられていること、該金属がジルコニウムとチタンを付加的に含むこと、および窒素含分がジルコニウムとチタンの含分に特別な方法で調整されていることによってとりわけ区別される。
【０００７】
ＷＯ−Ａ２００５／０３１０１８からは、高温範囲での適用のためのオーステナイト系のＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ合金を読み取ることができ、この合金は基本的に以下の化学組成を有する（質量％）：
Ｎｉ  ３８〜４８％
Ｃｒ  １８〜２４％
Ｓｉ  １．０〜１．９％
Ｃ  ＜０．１％
Ｆｅ  残分。
【０００８】
吊り下げ式の（ｆｒｅｉｈａｅｎｇｅｎｄ）暖房器具では、長い寿命に対する要求の他に、適用温度下での良好な形態安定性に対する要求もある。稼働の間のコイル線の激しいたるみ（サギング）は、不均一な温度分布を有するコイルの不均一な間隔につながり、このことにより寿命が短くなる。これを解消するために、加熱コイルのためにより多くの支持点が必要となり、このことがコストを上昇させていた。これはつまり、電熱材料が充分に良好な形態安定性、もしくはクリープ耐性を有していなければならないということである。
【０００９】
適用温度の範囲で形態安定性を損なうクリープメカニズム（転位クリープ、粒界すべり、または拡散クリープ）は、転位クリープを除いてすべて、大きな粒径によってより大きなクリープ耐性の方向へと影響を受ける。転位クリープは、粒径に左右されることはない。大きな粒径を有する鋼線の製造によりクリープ耐性が、ひいては形態安定性が向上する。従ってすべての考察においては、粒径もまた重要な影響要因として考慮すべきだろう。
【００１０】
暖房器具にとってさらに重要なのは、可能な限り高い比電気抵抗であり、温度によって熱抵抗／常温抵抗の比（温度係数ｃｔ）ができる限り変化しないことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０５３１７７５号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０３８６７３０号明細書
【特許文献３】国際公開第２００５／０３１０１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明が基礎におく課題は、ニッケル含分、クロム含分、およびＳｉ含分については表１と表２にある従来技術による合金に似ているが、しかしながら
ａ）明らかに改善された耐酸化性と、これに付随して現れる長い寿命
ｂ）適用温度下で明らかに改善された形態安定性
ｃ）温度によって熱抵抗／常温抵抗の比（温度係数  ｃｔ）ができる限り変化しないことと結びついた高い比電気抵抗を有する、
合金を構想化することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題は、（質量%で）ニッケルが１９〜３４％もしくは４２〜８７％、クロムが１２〜２６％、ケイ素が０．７５〜２．５％であり、かつＡｌを０．０５〜１％、Ｍｎを０．０１〜１％、ランタンを０．０１〜０．２６％、マグネシウムを０．０００５〜０．０５％、炭素を０．０４〜０．１４％、窒素を０．０２〜０．１４％添加し、さらにＣａを０．０００５〜０．０７％、Ｐを０．００２〜０．０２０％、硫黄を最大０．０１％、Ｂを最大０．００５％、残分は鉄と通常の製造条件による不純物を含む、鉄−ニッケル−クロム−ケイ素合金により解決される。
【００１４】
本発明の対象のさらに有利な構成は、これに従属する従属請求項から読み取ることができる。
【００１５】
この合金は特別な組成によって、比較可能なニッケル含分とクロム含分を有する従来技術による合金よりも寿命が長い。付加的に、従来技術による合金よりも高められた形態安定性、もしくはより僅かなサギングを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】相対的な燃焼時間（Ｂｒｅｎｎｄａｕｅｒ）ｔｂの、Ｌａ含分に対するグラフであり、この際Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｉ含分は多重線形回帰分析により算出した。
【図２】サギング（コイルのたるみ）のＮ含分への従属関係であり、この際Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｉ、およびＣ含分は多重線形回帰分析により算出した。サギングはＮ含分の上昇により著しく低減することが示されている。とりわけ、０．０３〜０．０９％のＮ含分が有利である。
【図３】サギング（コイルのたるみ）のＣ含分への従属関係であり、この際Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｉ、およびＮ含分は多重線形回帰分析により算出した。サギングはＮ含分の上昇により著しく低減することが示されている。とりわけ、０．０４〜０．１０％のＮ含分が有利である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
ニッケル元素に対する展開範囲は、４２〜８３％であり、この際ニッケル含分は適用事例次第で、以下のように加えられていることができ、かつ適用事例次第で合金中において調整されていてよい：
４２〜４４％、
４４〜５２％、
４４〜４８％、
４８〜５２％、
５２〜５７％、
５７〜６５％、
５７〜６１％、
６１〜６５％、
６５〜７５％、
６５〜７０％、
７０〜７５％、
７５〜８３％、
７５〜７９％、
７９〜８３％。
【００２０】
クロム含分は１４〜２６％であり、この際またここで合金の適用範囲に従って、クロム含分は以下のように加えられていることができる：
１４〜１８％、
１８〜２１％、
２０〜２６％、
２１〜２４％、
２０〜２３％、
２３〜２６％。
【００２１】
ケイ素含分は１．０〜２．５％であり、この際適用領域次第で、定義された含分を展開範囲の中で調整することができる：
１．５〜２．５％、
１．０〜１．５％、
１．５〜２．０％、
１．７〜２．５％、
１．２〜１．７％、
１．７〜２．２％、
２．０〜２．５％。
【００２２】
アルミニウム元素は添加物と考えられ、厳密には０．０５〜１％の含分である。好ましくは、これを以下のように合金中で調整することができる：
０．１〜０．７％。
【００２３】
同じことがマンガン元素についても当てはまり、０．０１〜１％で合金に添加する。代替的にはまた、以下の展開範囲が考えられる：
０．１〜０．７％。
【００２４】
本発明の対象は好ましくは、実施例で記載した材料特性を、基本的に０．０２〜０．２６％の含分のランタン元素を添加することにより調整することから出発する。この際適用領域に従って、ここで定義された値を合金中で調整することもできる：
０．０２〜０．２０％、
０．０２〜０．１５％、
０．０４〜０．１５％。
【００２５】
このことは同じやり方で窒素元素にも当てはまり、窒素元素は０．０２〜０．１４％の含分で添加する。定義された含分は、以下のように加えられていることができる：
０．０２〜０．１０％、
０．０３〜０．０９％、
０．０５〜０．０９％。
【００２６】
炭素を同じやり方で合金に添加することができ、厳密には０．０４％〜０．１４％の含分で添加する。具体的には、以下のような含分を合金中で調整することができる：
０．０４〜０．１０％。
【００２７】
マグネシウムもまた、０．０００５〜０．０５％の含分で添加元素に該当する。具体的には、この元素を以下のように合金中で調整する可能性がある：
０．００１〜０．０５％、
０．００８〜０．０５％。
【００２８】
この合金はさらにカルシウムを０．０００５〜０．０７％、とりわけ０．００１〜０．０５％、または０．０１〜０．０５％の含分で含むことができる。
【００２９】
この合金はさらにリンを、０．００２〜０．０２０％、とりわけ０．００５〜０．０２％の含分で含んでいることができる。
【００３０】
硫黄元素とホウ素元素は、合金中で以下のように加えられていることができる：
硫黄  最大０．００５％、
ホウ素  最大０．００３％。
【００３１】
反応性元素であるランタンの作用が単独では充分でないような場合、課題設定で述べた材料特性を生じさせるために、合金はさらに少なくとも１つの元素Ｃｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、を０．０１〜０．３％の含分で含むことができ、この際これらの元素は、必要に応じてまた定義された添加物であってよい。
【００３２】
酸素親和性の元素、例えば好ましくはＬａ、および必要に応じてＣｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉの添加は、寿命を改善させる。このことは、これらの元素が酸化層に組み込まれ、そしてそこで粒界において酸素の拡散ルートをブロックすることにより行われる。従ってこのメカニズムに利用可能な元素の量は、異なる元素の量を相互に比較することができるように、原子量に基づいて規定しなければならない。
【００３３】
従って作用元素の電位（ＰｗＥ）は、
ＰｗＥ＝２００・Σ（ＸE／Ｅの原子量）
［式中、Ｅは当該元素であり、かつＸEは％での当該元素の含分である］
と定義される。
【００３４】
先に述べたように、合金は０．０１〜０．３％、１または１より多くの元素Ｌａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉをそれぞれ含むことができ、この際
ΣＰｗＥ＝１．４３・ＸCe＋１．４９・ＸLa＋２．２５・ＸY＋２．１９・ＸZr＋１．１２・ＸHf＋４．１８・ＸTi
［式中、ＰｗＥは作用元素の電位に相当する］
は≦０．３８、とりわけ≦０．３６（すべての元素の０．０１〜０．２％で）である。
【００３５】
代替的には、元素Ｌａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉのうち少なくとも１つが０．０２〜０．１０％の含分で存在する場合、
ＰｗＥ＝１．４３・ＸCe＋１．４９・ＸLa＋２．２５・ＸY＋２．１９・ＸZr＋１．１２・ＸHf＋４．１８・ＸTi
［式中、ＰｗＥは作用元素の電位に相当する］
という和が０．３６以下であるという可能性が存在する。
【００３６】
さらには合金が０．０１〜１．０％、１または１より多い元素Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｏをそれぞれ含むことができ、これらの元素はとりわけ以下のようにさらに限定することができる：
０．０１〜０．０６％、
０．０１〜０．２％。
【００３７】
最後に、不純物に加えてさらに、元素の銅、黒鉛、亜鉛、およびスズは以下のような含分で加えられていることができる：
Ｃｕ  最大１．０％、
Ｐｂ  最大０．００２％、
Ｚｎ  最大０．００２％、
Ｓｎ  最大０．００２％。
【００３８】
本発明による合金は好ましくは、電気式暖房器具での、とりわけ高い形態安定性とサギングが僅かであることが要求される電気式暖房器具での適用のために用いるのが望ましい。
【００３９】
しかしながら、ヒートパイプ式暖房機での適用も、同様に考えられる。
【００４０】
本発明による合金のためのさらなる具体的な適用事例は、暖炉構造での適用である。
【実施例】
【００４１】
以下の実施例を用いて、本発明の対象をより詳しく説明する。
【００４２】
実施例
表１〜３は、冒頭で述べたように従来技術を反映するものである。
【００４３】
以下の実施例では大規模工業により溶融された合金のために、大規模工業的な製造から、任意の完成された、および熱処理された軟鋼製の、直径１．２９ｍｍの型を取り出した。寿命試験のために、比較的少量の鋼線を実験室的な規模でそれぞれ０．４ｍｍまで引き延ばした。
【００４４】
暖房器具、とりわけ鋼線の形の電熱体に対して加速寿命試験は、材料を例えば以下の条件のものと相互に比較することで可能であり、それが普通である。
【００４５】
電熱体の寿命試験は、直径０．４０ｍｍの鋼線を用いて行う。この鋼線を２つの給電装置の間に１５０ｍｍの間隔で張り、電圧装置により最大１１５０℃で加熱する。１１５０℃での加熱はその都度２分間行い、その後給電を１５秒間、中断する。寿命の終わりに、残りの断面が完全に溶けることによって鋼線は駄目になる。燃焼時間は、鋼線の寿命の間の「オン」時間の合計である。相対的な燃焼時間ｔｂは、基準バッチ量の燃焼時間に対する％での記載である。
【００４６】
形態安定性の試験のために、適用温度においてサギング試験で加熱コイルのたるみ法（サギング）を試験する。この際、加熱コイルについてコイルのたるみを水平面から一定時間後に測定する。たるみが少なければ少ないほど、材料の形態安定性もしくはクリープ耐性が高い。
【００４７】
この試験のために、直径１．２９ｍｍの熱処理された軟鋼線を、内径１４ｍｍで螺旋状に巻取る。全部で、あらゆる装入に対してそれぞれ３１回巻きの加熱コイルを６個製造した。すべての加熱コイルは、試験開始時点で１０００℃という単一の出発温度に調整する。この温度は、高温計で測定する。この試験は、３０秒間の「オン」／３０秒間の「オフ」という切り替えサイクルで、一定の電圧で行う。４時間後に試験を終了する。加熱コイルの冷却後、それぞれのコイルのたるみ（サギング）を水平面から測定し、６つの加熱コイルの平均値を得る。
【００４８】
Ｎｉが５０〜６０％、Ｃｒが１６〜２２％、Ｓｉが１．３〜２．２％、および添加物としてＡｌが０．２〜０．５％、Ｍｎが０．３〜０．５％、Ｌａが０．０１〜０．０９％、Ｍｇが０．００５〜０．０１４％、Ｃが０．０１〜０．０６５％、Ｎが０．０３〜０．０６５％、さらにＣａが０．００１〜０．０４％、Ｐが０．００５〜０．０１３％、Ｓが０．０００５〜０．００２％、Ｂが最大０．００３％、Ｍｏが０．０１〜０．０８％、Ｃｏが０．０１〜０．１％、Ｎｂが０．０２〜０．０８％、Ｖが０．０１〜０．０６％、Ｗが０．０１〜０．０２％、Ｃｕが０．０１〜０．１％、残分は鉄であり、かつＰｗＥ値が０．０９〜０．１９である、ニッケル含分を有する様々な模範的な合金を大規模工業的に製造し、先に記載したように試験した。
【００４９】
その結果は、多重線形回帰を用いて評価した。
【００５０】
図１には、相対的な燃焼時間のＬａ含分への従属関係が示されており、この際Ｎｉ含分、Ｃｒ含分、Ｓｉ含分の影響を算出した。相対的な燃焼時間は、Ｌａ含分の上昇により、著しく向上することが示されている。とりわけ、０．０４〜０．１５％のＬａ含分が特に有利である。
【００５１】
サギング（コイルのたるみ）の評価は、粒径が２０〜２５μｍの試料のみで取り入れられ、その結果このパラメータに従って回帰を行う必要はなかった。
【００５２】
図２には、サギングのＮ含分への従属関係が示されており、この際、Ｎｉ含分、Ｃｒ含分、Ｓｉ含分、およびＣ含分の影響を算出した。サギングはＮ含分の上昇により著しく減少することが示されている。とりわけ、０．０５〜０．０９％のＮ含分が有利である。
【００５３】
図３には、サギングのＣ含分への従属関係が示されており、この際、Ｎｉ含分、Ｃｒ含分、Ｓｉ含分、およびＮ含分の影響を算出した。サギングはＣ含分の上昇により著しく減少することが示されている。とりわけ、０．０４〜０．１０％のＣ含分が有利である。
【００５６】
Ｎｉが４２％以上では、温度係数がいっそう改善する。比電気抵抗もまた、より高くなる。しかも約８０％の高ニッケル含分合金と比べて、ニッケル含分はそれでも比較的低い。従って４２％が、ニッケル含分がより多い合金（変法２）に対する重要な下限である。
【００５７】
８３％以上がニッケルの合金はもはや、充分に耐酸化性であるための充分なＣｒとＳｉを充分に含まない。従って、８３％がニッケル含分の上限である。
【００５８】
少なすぎるＣｒ含分は、Ｃｒ濃度が非常に早く臨界域以下に低下することを意味する。従ってＣｒ１４％が、クロムに対する下限である。高すぎるクロム含分は、合金の加工性を悪化させる。従って、Ｃｒ２６％を上限と判断することができる。
【００５９】
酸化クロム層の下にある酸化ケイ素層の形成は、酸化速度を低減させる。１．０％以下では、その作用を発揮するには酸化ケイ素層が不完全すぎる。Ｓｉ含分が高すぎると、合金の加工性を損なう。従って、Ｓｉ含分は２．５％が上限である。
【００６０】
先に述べたように、酸素親和性元素の添加は寿命を改善させる。これは、これらの元素が酸化層に組み込まれ、そこで粒界において酸素の拡散ルートをブロックすることにより行われる。従ってこのメカニズムに利用可能な元素の量は、異なる元素の量を相互に比較することができるように原子量に基づき規定される。
【００６１】
従って作用元素の電位ＰｗＥは
ＰｗＥ＝２００・Σ（ＸE／Ｅの原子量）
［式中、Eは当該元素であり、かつ当該元素の含分ＸEは質量％である］
と定義される。
【００６２】
ＬａもしくはＣｅ、またはＳＥが存在する場合、ＣａとＭｇは作用元素に属さないように思える。
【００６３】
従って作用元素の電位ＰｗＥのための足し算は、Ｌａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、およびＴｉにより行われている。ＬａとＣｅに対する記載がなく、Ｃｅｒ混合金属の添加が原因でＳＥは合算的な数値のみが足されており、従ってＰｗＥの計算に対してＣｅ＝０．６  ＳＥ、およびＬａ＝０．３５  ＳＥが考えられる。
【００６４】
ＰｗＥ＝１．４９・ＸLa,１．４３・ＸCe＋２．２５・ＸY＋２．１９・ＸZr＋１．１２・ＸHf＋４．１８・ＸTi
Ｌａの耐酸化性向上作用を得るには、０．０１％というＬａの最低含分が必要である。上限は０．２６％であり、これはＰｗＥ０．３８に相当する。これより大きなＰｗＥ値は、ここでは重要ではない。
【００６５】
合金の加工性改善のためには、Ａｌが必要となる。従って０．０５％という最低含分が必要である。高すぎる含分は、かえって加工性を損なう。従って、Ａｌ含分は１％に限定されている。
【００６６】
０．０４％というＣの最低含分は、良好な形態安定性、もしくは僅かなサギングのために必要である。Ｃは耐酸化性と加工性を低減させるので、この元素は０．１４％に限定される。
【００６７】
０．０２％というＮの最低含分は、良好な形態安定性、もしくは僅かなサギングのために必要である。Ｎは耐酸化性と加工性を低減させるので、この元素は０．１４％に限定される。
【００６８】
Ｍｇについては０．０００５％の最低含分が必要であり、このことにより材料の加工性が改善する。Ｍｇの量が多すぎると悪影響があると証明されているので、極限値は０．０５％に設定される。
【００６９】
Ｃａについては０．０００５％の最低含分が必要である。と言うのも、このことにより材料の加工性が改善されるからである。Ｃａの量が多すぎると悪影響があると証明されているので、極限値は０．０７％に設定される。
【００７０】
硫黄含分とホウ素含分は、可能な限り低く調整するべきである。と言うのも、これらの界面活性元素は、耐酸化性を損なうからである。従って、Ｓは最大０．０１％、そしてＢは最大０．００５％と設定される。
【００７１】
銅は耐酸化性を低減させるため、この元素は最大１％に限定される。
【００７２】
Ｐｂは耐酸化性を低減させるため、この元素は最大０．００２％に限定される。同じことが、Ｓｎにもあてはまる。
【００７３】
Ｍｎ０．０１％という最低含分は、加工性の改善に必要である。マンガンは同様に耐酸化性を低減させるので、この元素は１％に限定される。
【００７４】
【表１】
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【００７５】
【表２】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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