(57)【要約】  ニッケル４０〜４８質量％、クロム３０〜３８質量％、モリブデン４〜１２質量％及び鉄を含んでなるニッケル−クロム−鉄−モリブデン合金、該合金が任意に更に、マンガン５質量％まで、銅２質量％まで、窒素０．６質量％まで、アルミニウム０．５質量％まで及びバナジウム０．５質量％までを含んでなる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル  ４０〜４８質量％、
クロム  ３０〜３８質量％、
モリブデン  ４〜１２質量％、
及び鉄
を含んでなるニッケル−クロム−鉄−モリブデン合金であって、
該合金は任意に更に、マンガン５質量％まで、銅２質量％まで及び窒素０．６質量％まで、アルミニウム０．５質量％まで及びバナジウム０．５質量％までを含んでなる、ニッケル−クロム−鉄−モリブデン合金。
【請求項２】
ニッケル  ４０〜４８質量％、
クロム  ３０〜３８質量％、
モリブデン  ４〜１２質量％、
任意にマンガン、
任意に銅、
任意に窒素、
任意にタングステン、
任意にニオブ、
任意にコバルト、
任意に炭素、
任意にタンタル、
任意にチタン、
任意にケイ素、
任意にアルミニウム、
任意にバナジウム、並びに
残部  鉄及び不純物
からなる、ニッケル−クロム−鉄−モリブデン合金。
【請求項３】
ニッケル  ４０〜４８質量％、
クロム  ３０〜３８質量％、
モリブデン  ４〜１２質量％、
マンガン  ５質量％まで、
銅  ２質量％まで、
窒素  ０．６質量％まで、
タングステン  ５質量％まで、
ニオブ  ３質量％まで、
コバルト  ２質量％まで、
炭素  ０．２質量％まで、
タンタル  １質量％まで、
チタン  １質量％まで、
ケイ素  １質量％まで、
アルミニウム  ０．５質量％まで、
バナジウム  ０．５質量％まで、並びに
残部  鉄及び不純物
からなる、請求項２記載の合金。
【請求項４】
不純物の合計が多くとも０．１質量％、好ましくは多くとも０．０５質量％である、請求項２又は請求項３記載の合金。
【請求項５】
該合金が、鉄を少なくとも２質量％、好ましくは少なくとも４質量％含有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の合金。
【請求項６】
該合金が、次の１種以上を含有する：
（ｉ）ニッケル４２〜４８質量％、
（ｉｉ）クロム３２〜３８質量％、
（ｉｉｉ）モリブデン４〜１１．５質量％、
（ｉｖ）マンガン０．０１〜５質量％、
（ｖ）銅０．１〜２質量％、
（ｖｉ）窒素０．０１〜０．６質量％、
（ｖｉｉ）タングステン２質量％まで、
（ｖｉｉｉ）ニオブ１質量％まで、
（ｉｘ）コバルト１．８質量％まで、
（ｘ）炭素０．００２〜０．２質量％、
（ｘｉ）タンタル０．５質量％まで、
（ｘｉｉ）チタン０．５質量％まで、
（ｘｉｉｉ）ケイ素０．０１〜１質量％、
（ｘｉｖ）アルミニウム０．０１〜０．５質量％、
（ｘｖ）バナジウム０．０１〜０．５質量％、
請求項１から５までのいずれか１項記載の合金。
【請求項７】
該合金が、次の１種以上を含有する：
（ｉ）ニッケル４３〜４７質量％、
（ｉｉ）クロム３３〜３７質量％、
（ｉｉｉ）モリブデン４〜１１質量％、
（ｉｖ）マンガン０．０２〜２質量％、
（ｖ）銅１〜２質量％、
（ｖｉ）窒素０．０５〜０．４質量％、
（ｖｉｉ）タングステン１質量％まで、
（ｖｉｉｉ）ニオブ０．２質量％まで、
（ｉｘ）コバルト１．５質量％まで、
（ｘ）炭素０．００５〜０．１質量％、
（ｘｉ）タンタル０．２質量％まで、
（ｘｉｉ）チタン０．２質量％まで、
（ｘｉｉｉ）ケイ素０．０２〜０．７質量％、
（ｘｉｖ）アルミニウム０．０１〜０．５質量％、
（ｘｖ）バナジウム０．０１〜０．５質量％、
請求項６記載の合金。
【請求項８】
該合金が、次の１種以上を含有する：
（ｉ）ニッケル４３〜４６．５質量％、
（ｉｉ）クロム３３．５〜３７質量％、
（ｉｉｉ）モリブデン４．５〜１０．５質量％、
（ｉｖ）マンガン０．０５〜０．５質量％、
（ｖ）銅１．５〜１．８質量％、
（ｖｉ）窒素０．１〜０．３質量％、
（ｖｉｉ）タングステン０．５質量％まで、
（ｖｉｉｉ）ニオブ０．０５質量％まで、
（ｉｘ）コバルト１質量％まで、
（ｘ）炭素０．０１〜０．０２質量％、
（ｘｉ）タンタル０．０５質量％まで、
（ｘｉｉ）チタン０．０５質量％まで、
（ｘｉｉｉ）ケイ素０．０５〜０．４質量％、
（ｘｉｖ）アルミニウム０．０１〜０．５質量％、
（ｘｖ）バナジウム０．０１〜０．５質量％、
請求項７記載の合金。
【請求項９】
該合金が、Ｃｒ質量％＋３．３×Ｍｏ質量％＋１６×Ｎ質量％として計算される、少なくとも４０のＰＲＥＮ値を有する、請求項１から８までのいずれか１項記載の合金。
【請求項１０】
該合金がオーステナイト系である、請求項１から９までのいずれか１項記載の合金。
【請求項１１】
該合金が、１種以上の（ａ）〜（ｄ）と、１種以上の（ｅ）〜（ｆ）との組み合わせにより特徴付けられる：
（ａ）DIN EN 10 002-1:2001-12により測定される、２５℃で少なくとも３００ＭＰａのＲp0.2耐力、
（ｂ）DIN EN 10 002-1:2001-12により測定される、１５０℃で少なくとも２５０ＭＰａのＲp0.2耐力、
（ｃ）DIN EN 10 002-1:2001-12により測定される、２５℃で少なくとも４５０ＭＰａのＲm極限引張強さ、
（ｄ）DIN EN 10 002-1:2001-12により測定される、１５０℃で少なくとも４００ＭＰａのＲm極限引張強さ、
（ｅ）ASTM G 28 Aにより測定される、多くとも０．５ｍｍ／年の材料損失、
（ｆ）ASTM G 28 Bにより測定される、多くとも２．５ｍｍ／年の材料損失、
請求項１から１０までのいずれか１項記載の合金。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項記載の合金を含んでなる製品であって、該製品が、粉末、粒状物、シート、プレート、バー、ワイヤ、パイプ、鋳造製品、鍛錬製品、圧延製品、鍛造品及び溶接材料からなる群から選択されている、製品。
【請求項１３】
請求項１から１１までのいずれか１項記載の合金を含んでなる、高い塩分を有する水における用途のための物品。
【請求項１４】
該物品が、ダウンホールヘッダ、パイプライン、管、弁、ポンプ及びハウジングからなる群から選択されている、請求項１３記載の物品。
【請求項１５】
高い塩分を有する水における用途のための、請求項１から１１までのいずれか１項記載の合金、請求項１２記載の製品又は請求項１３から１４までのいずれか１項記載の物品の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規なニッケル−クロム−鉄−モリブデン合金、相応する製品及び物品並びにそれらの使用に関する。本発明による合金は、特に高められた温度での、高い塩分を有する水中での良好な耐食性と組み合わせて、良好な機械的性質を達成することができる。ゆえに、それらの合金は、地熱発電所における、例えばダウンホールヘッダとしての、使用に特に適している。
【０００２】
地熱発電所におけるダウンホールヘッダは、高濃度の塩化物イオン（例えば１００ｇ／ｌを上回る）を含有する熱い地熱流体（例えば１００℃を上回る）に耐えることが必要とされる。これらの条件は、特に要求が厳しく、かつしばしば孔食及びすき間腐食をまねく。これらの用途に使用される合金は、これらの条件下で十分な耐食性を有することが必要とされる。
【０００３】
今まで、チタン基合金及びニッケル基合金は、そのようなダウンホールヘッダを組み立てるのにしばしば使用される。これらの合金は一般的に、この用途になる場合の唯一実際的で信頼できる選択肢であると思われている。しかしながら、これらの合金の使用は不経済である。例えば、ニッケルは、耐食合金中で最も高価な成分の一つである。Ａ５９は、しばしば使用される合金の例である。その合金は、高い量のニッケルだけでなく、該合金の全体のコストにも著しく寄与する高い量のモリブデンも含有する。更に、Ａ５９の性能は、酸化条件下よりも還元条件下でかなり悪くなる。
【０００４】
オーステナイト系ステンレス鋼、例えば３１６Ｌ、２５４ＳＭＯ又はＡ３１は、選択肢として提案されている。残念なことに、これらの材料は、すき間腐食しがちであることが周知である。この群の材料中で最も高合金化された鋼であるＡ３１ですら、一部の状況での耐食性は十分ではない。ゆえに、従来のオーステナイト系鋼も該ニッケル基合金も十分に満足いかないことは自明である。
【０００５】
Ａ５９におけるよりも少ない量のニッケルを有する耐食ニッケル基合金は、米国特許(US)第5,424,029号明細書に提案されている。しかしながら、そこに開示された合金は、相対的に高い割合のニッケルをなお必要とし、それらの合金をかなり高価にする。大概の用途において、該コストは決定的な基準である。
【０００６】
本発明の目的は、低い材料コスト及び高い耐食性を組み合わせた合金を提供することである。特に、該合金は、特に１００℃を上回る温度で、高い塩分を有する水中での高い湿潤耐食性を有するべきである。該合金は、孔食及びすき間腐食の作用に対する良好な耐性を有するべきである。好ましい合金は、還元条件（例えばASTM G 28 Aにより測定されるような）及び同時に孔食及び塩化物イオン腐食（例えばASTM G 28 Bにより測定されるような）への良好な耐性を有する。有利な合金は、高い耐食性を良好な機械的性質、例えば高い強度と組み合わせて有する。そのような性質を有する合金は、高い塩化物濃度を有する熱い地熱流体を用いる地熱発電所の運転におけるダウンホールヘッダに特に適しているが、しかしこれらに限定されるものではない。
【０００７】
この目的は、ニッケル４０〜４８質量％、クロム３０〜３８質量％、モリブデン４〜１２質量％及び鉄を含んでなるニッケル−クロム−鉄−モリブデン合金により解決され、その際に、前記合金は任意に更に、マンガン５質量％まで、銅２質量％まで、窒素０．６質量％まで、アルミニウム０．５質量％まで及びバナジウム０．５質量％までを含んでなる。
【０００８】
本発明の第二態様によれば、本発明の目的は、ニッケル（Ｎｉ）４０〜４８質量％、クロム（Ｃｒ）３０〜３８質量％、モリブデン（Ｍｏ）４〜１２質量％、任意にマンガン（Ｍｎ）、任意に銅（Ｃｕ）、任意に窒素（Ｎ）、任意にタングステン（Ｗ）、任意にニオブ（Ｎｂ）、任意にコバルト（Ｃｏ）、任意に炭素（Ｃ）、任意にタンタル（Ｔａ）、任意にチタン（Ｔｉ）、任意にケイ素（Ｓｉ）、任意にアルミニウム（Ａｌ）及び任意にバナジウム（Ｖ）並びに残部  鉄（Ｆｅ）及び不純物からなる、ニッケル−クロム−鉄−モリブデン合金により解決される。
【０００９】
意外なことに、実地においてそれらの高い価格のために耐食合金の全体の最終コストを決定する２種の主要成分であるモリブデン及びニッケルの量を低下させるにもかかわらず、高い耐食性を達成することが可能であることが見出された。単一相の合金を得るために、本発明者らは、該モリブデン及びニッケルを犠牲にして該鉄含有率を増加させる従来の手法に従う代わりに、該クロム含有率を増加させることが可能であることを見出した。極めて高い量のクロムを（オーステナイト系）単一相マトリックス中に、最適な量のモリブデン及び極めて低い量のニッケル及び鉄と一緒に溶解させることが可能であることが見出された。本発明による合金は、所望の良好な耐食性を有し、かつ好都合な機械的性質を達成することを可能にする。同時に高価な材料の量が低下されうる。このようにして、本発明による合金は、高い塩分を有する熱い流体（例えば１００℃を上回り、塩化物イオン１００ｇ／ｌを上回る）と接触するような要求の厳しい用途のための、経済的に採算が取れ、かつ確固とした選択肢を提供する。
【００１０】
ニッケル、クロム及びモリブデン示された範囲は、所望の好都合な性質を達成するために、これら３種の主要合金元素のバランスをとることを可能にする。ニッケル４０〜４８質量％、クロム３０〜３８質量％及びモリブデン４〜１２質量％の範囲外で、次の性質の少なくとも１つは、好都合であることが予測され得ない：耐食性、構造的特性（例えば相の数）及び機械的性質。付加的に、より高い量のニッケル及び／又はモリブデンは該合金を不経済にするであろう。
【００１１】
他の元素は、本発明による合金に付加的に添加されうる。マンガン及び窒素は、所望のオーステナイト相の安定化に有用でありうる。タングステン、ニオブ、タンタル及びチタンは、該機械的性質を最適化するのに使用されうる。ケイ素及びマンガンは、該合金の溶融及び鋳造を改善しうる。銅及び窒素は、該合金の耐食性を更に改善しうる。炭素は、副産物として又は故意の添加物として存在しうる。一方では炭素は、該耐食性に不利な影響を及ぼすが；他方では適当な量で添加される場合には、炭素は該機械的性質を改善する。アルミニウムは、鍛造性を改善しうるものであり、かつ鋳造に使用される場合には、脱酸剤として使用されることができる。バナジウムは、鍛造中に微細な粒状構造を生じうる。それに応じて、本発明による合金の必要とされる性質を精密調整し、ひいては特定量の炭素を添加する、例えば機械的強さを改善するか、又は炭素をできる限り最小限の量に限定することが可能である。
【００１２】
本発明による合金は、高い塩分を有する水（高温でも）中で及び地熱産業、オフショア産業、化学工業、油産業及びガス産業における使用に適している。
【００１３】
本発明による好ましい合金は、ニッケル４０〜４８質量％、クロム３０〜３８質量％、モリブデン４〜１２質量％、マンガン５質量％まで、銅２質量％まで、窒素０．６質量％まで、タングステン５質量％まで、ニオブ３質量％まで、コバルト２質量％まで、炭素０．２質量％まで、タンタル１質量％まで、チタン１質量％まで、ケイ素１質量％まで、アルミニウム０．５質量％まで、バナジウム０．５質量％まで並びに残部  鉄及び不純物からなる。
【００１４】
本発明による合金に関連して、"不純物"という用語は、好ましくは不可避不純物、すなわち該合金が他の成分から構成される場合の自動的に生じる不純物を呼ぶ。好ましくは、"不純物"という用語は望ましくない成分を呼ぶ。"不純物"という用語が、次の元素：ニッケル、クロム、モリブデン、マンガン、銅、窒素、タングステン、ニオブ、コバルト、炭素、タンタル、チタン、ケイ素、アルミニウム、バナジウム及び鉄のいずれも含まないことは言うまでもない。
【００１５】
本発明による好ましい合金中で、不純物の合計は多くとも０．１質量％、好ましくは多くとも０．０５質量％及びより好ましくは多くとも０．０２質量％である。このことが、該不純物が該合金の性質に及ぼしうる影響を制御することを可能にする。
【００１６】
前記のような本発明による好ましい合金は、少なくとも２質量％、好ましくは少なくとも４質量％の鉄を含有する。
【００１７】
本発明によれば、次の１種以上を含有する合金が好ましい：（ｉ）ニッケル４２〜４８質量％、（ｉｉ）クロム３２〜３８質量％、（ｉｉｉ）モリブデン４〜１１．５質量％、（ｉｖ）マンガン０．０１〜５質量％、（ｖ）銅０．１〜２質量％、（ｖｉ）窒素０．０１〜０．６質量％、（ｖｉｉ）タングステン２質量％まで、（ｖｉｉｉ）ニオブ１質量％まで、（ｉｘ）コバルト１．８質量％まで、（ｘ）炭素０．００２〜０．２質量％、（ｘｉ）タンタル０．５質量％まで、（ｘｉｉ）チタン０．５質量％まで、（ｘｉｉｉ）ケイ素０．０１〜１質量％、（ｘｉｖ）アルミニウム０．０１〜０．５質量％、（ｘｖ）バナジウム０．０１〜０．５質量％。
【００１８】
本発明による合金はそれに応じて、（ｉ）〜（ｘｖ）の点に関連して前記の特徴の少なくとも１個、数個又は全てを有し、すなわち１種、数種又は全ての前記成分の前記量は、相応する範囲内である。
【００１９】
より好ましいのは、次の１種以上を含有する本発明による合金である：（ｉ）ニッケル４３〜４７質量％、（ｉｉ）クロム３３〜３７質量％、（ｉｉｉ）モリブデン４〜１１質量％、（ｉｖ）マンガン０．０２〜２質量％、（ｖ）銅１〜２質量％、（ｖｉ）窒素０．０５〜０．４質量％、（ｖｉｉ）タングステン１質量％まで、（ｖｉｉｉ）ニオブ０．２質量％まで、（ｉｘ）コバルト１．５質量％まで、（ｘ）炭素０．００５〜０．１質量％、（ｘｉ）タンタル０．２質量％まで、（ｘｉｉ）チタン０．２質量％まで、（ｘｉｉｉ）ケイ素０．０２〜０．７質量％、（ｘｉｖ）アルミニウム０．０１〜０．５質量％、（ｘｖ）バナジウム０．０１〜０．５質量％。
【００２０】
よりいっそう好ましいのは、本発明による合金であり、該合金が次の１種以上を含有する：（ｉ）ニッケル４３〜４６．５質量％、（ｉｉ）クロム３３．５〜３７質量％、（ｉｉｉ）モリブデン４．５〜１０．５質量％、（ｉｖ）マンガン０．０５〜０．５質量％、（ｖ）銅１．５〜１．８質量％、（ｖｉ）窒素０．１〜０．３質量％、（ｖｉｉ）タングステン０．５質量％まで、（ｖｉｉｉ）ニオブ０．０５質量％まで、（ｉｘ）コバルト１質量％まで、（ｘ）炭素０．０１〜０．０２質量％、（ｘｉ）タンタル０．０５質量％まで、（ｘｉｉ）チタン０．０５質量％まで、（ｘｉｉｉ）ケイ素０．０５〜０．４質量％、（ｘｉｖ）アルミニウム０．０１〜０．５質量％、（ｘｖ）バナジウム０．０１〜０．５質量％。
【００２１】
好ましくは、本発明による合金は、Ｃｒ質量％＋３．３×Ｍｏ質量％＋１６×Ｎ質量%として計算される、少なくとも４０のＰＲＥＮ値を有する。
【００２２】
該ＰＲＥＮ（pitting resistance equivalent number）値は、合金の該耐食性の尺度である。一般的に、ＰＲＥＮ値が高ければ高いほど、該合金はより耐食性になる。本発明による合金のＰＲＥＮ値は、好ましくは少なくとも５０、５５、６０、６５又は７０ですらである。
【００２３】
好ましくは、本発明による合金は、オーステナイト系である。好ましくは該合金は単一相からなる。選択的に、該合金のマトリックスは、好ましくは、該鋼の所望の性質への有利な影響を有する沈殿を防止する単一相からなっていてよい。
【００２４】
本発明によれば、１種以上の次の特徴（ａ）〜（ｄ）と、１種以上の次の特徴（ｅ）〜（ｆ）との組み合わせにより特徴付けられる合金が好ましい：
（ａ）DIN EN 10 002-1:2001-12により測定される、２５℃で少なくとも３００ＭＰａのＲp0.2耐力、
（ｂ）DIN EN 10 002-1:2001-12により測定される、１５０℃で少なくとも２５０ＭＰａのＲp0.2耐力、
（ｃ）DIN EN 10 002-1:2001-12により測定される、２５℃で少なくとも４５０ＭＰａのＲm極限引張強さ、
（ｄ）DIN EN 10 002-1:2001-12により測定される、１５０℃で少なくとも４００ＭＰａのＲm極限引張強さ、
（ｅ）ASTM G 28 Aにより測定される、多くとも０．５ｍｍ／年の材料損失、
（ｆ）ASTM G 28 Bにより測定される、多くとも２．５ｍｍ／年の材料損失。
【００２５】
該合金はそれに応じて好ましくは、上記の（ａ）〜（ｄ）の点で挙げた１個、２個、３個又は全ての特徴及び同時に（ｅ）及び（ｆ）で挙げたいずれか又は双方の特徴を有する。これらの好ましい合金は、高い強度及び高い耐食性の組合せを有する。
【００２６】
しかしながら他の実施態様によれば、本発明による好ましい合金は単純に、前記のような１種以上の特徴（ａ）〜（ｆ）を有してよい。
【００２７】
特徴（ａ）〜（ｄ）は、機械的性質及びとりわけ機械的強さに関する。これらの値は、規格DIN EN 10 002-1:2001-12に従って決定される。（ｅ）〜（ｆ）の点は、ASTM G 28 A（還元条件：５０％Ｈ2ＳＯ4  ＋  ２．７％Ｆｅ2（ＳＯ4）3）及びASTM G 28 B（孔食及び塩化物腐食に対する耐性：２３％Ｈ2ＳＯ4  ＋  １．２％ＨＣｌ  ＋１％ＦｅＣｌ3  ＋  １％ＣｕＣｌ2）により測定されるような耐食性を呼ぶ。好ましくは、Ｒp0.2耐力は、それぞれDIN 10 002-1:2001-12により測定される、２５℃で少なくとも３２５又は３５０ＭＰａ及び／又は１５０℃で少なくとも２７５又は３００ＭＰａである。好ましくは、Ｒm極限引張強さは、それぞれDIN 10 002-1:2001-12により測定される、２５℃で少なくとも４７５又は５００ＭＰａ及び／又は１５０℃で少なくとも４２５又は４５０ＭＰａである。好ましくは、材料損失は、多くとも０．４、０．３又は０．２ｍｍ／年（ASTM G 28 Aにより測定）及び／又は多くとも２、１．５又は１ｍｍ／年（ASTM G 28 Bにより測定）である。
【００２８】
他の態様によれば、本発明は、本発明による合金を含んでなる製品に関する。好ましい製品は、粉末、粒状物、シート、プレート、バー、ワイヤ、パイプ、鋳造製品、鍛錬製品、圧延製品、鍛造品及び溶接材料（例えば溶加材）からなる群から選択される。
【００２９】
本発明は他の態様によれば、本発明による合金を含んでなる、高い塩分を有する水における用途用の物品にも関する。該水は好ましくは、１００ｇ／ｌを上回る塩化物濃度を有する。本発明による合金は、高い塩分を有する水に耐えうるので、本発明による物品はそのような用途に適している。好ましい物品は、ダウンホールヘッダ、パイプライン、管、弁、ポンプ及びハウジングからなる群から選択される。
【００３０】
他の態様によれば、本発明は、高い塩分を有する、好ましくは１００ｇ／ｌを上回る塩化物濃度を有する水における用途のための、本発明による合金、本発明による製品又は本発明による物品の使用に関する。本発明は、地熱産業、オフショア産業、化学工業、油産業及びガス産業における用途のための、本発明による合金、本発明による製品又は本発明による物品の使用にも関する。高温での用途が好ましい。
【００３１】
次の実施例は更に本発明を説明する。
【００３２】
実施例
例１〜１５：実験用合金鋳造物
多数の実験用溶融物を、真空炉及びセラミック型を用いるか（例１〜４）、空気にさらして誘導炉及びＣｕ型を用いるか（例５〜７）、３３０ｍｍの直径、３００ｍｍの高さ及び７０ｍｍの壁厚を有する垂直回転鋳造管（例８〜１０）及び１１５ｍｍの直径及び１２ｍｍの壁厚を有する水平回転鋳造管（例１１〜１３）を製造することにより、鋳造した。例１は、該合金が極めて低いモリブデン含有率を有する比較例である。
【００３３】
例１４（合金Ａ３１、比較例）及び例１５（合金Ａ５９、比較例）を、比較を可能にするために水平鋳造により製造した。該鋳造物の化学組成は、第Ｉ表に、計算したＰＲＥＮ値と共に列挙されている。
【００３４】
第Ｉ表  −  化学分析
【表１】
2013545894.tif 000002
該化学組成は質量％で与えられる。該ＰＲＥＮ値は、Ｃｒ質量％＋３．３×Ｍｏ質量％＋１６×Ｎ質量％として計算される。溶融はＶ＝真空及びＡ＝空気として示される。該鋳造法は、ＣＭ＝セラミック型、Ｃｕ＝Ｃｕ型、ＶＣ＝垂直遠心鋳造（７０ｍｍ壁厚）及びＨＣ＝水平遠心鋳造（１２ｍｍ壁厚）として示される。更なる略号はEx.＝例、Bal.＝残部である。
【００３５】
例１６：機械的性質
第ＩＩ表には、例１〜１５からの該合金鋳造物の機械的性質が示されている。本発明による全ての合金（例２〜１３の合金）は、極めて良好な値を示す。例４、７、１０及び１３の合金は、特に良好な値を示し、該耐力は、Ａ５９（例１５の合金）の耐力を室温で３０〜４０ＭＰａ上回る。１５０℃で、例４及び７の合金はなお、３００ＭＰａを十分に上回る耐力を有し、かつ例１０の合金はそれを僅かに下回る。例２、３、５、６、８及び９の合金は、Ａ５９におおむね等しい耐力を有する。実質的にＭｏを有しない例１の合金は、良好ではあるが、しかし他の鋳造物と比べて最も乏しい機械的な値を示す。本発明による全ての合金の衝撃靭性値は、２００を十分に上回り、すなわち卓越している。該延性値もおまけに高く、全てが、圧力容器の共通限界である１４％を十分に上回る。
【００３６】
本発明による合金の機械的性質は、Ａ３１（例１４）の機械的性質よりも有意に良好であり、かつより低い範囲内のＭｏ含有率では、Ａ５９（例１５）の機械的性質に匹敵する。より高い範囲内のＭｏ含有率では、該合金はＡ３１及びＡ５９の双方よりも、特に高められた温度（Ｔ＞１００℃）で、優れるようになる。
【００３７】
第ＩＩ表  −  機械的性質
【表２】
2013545894.tif 000003
*＝文献値、圧延シート材料。
Ｒp0.2＝耐力
Ｒm＝極限引張強さ
Ａ5＝延性
---＝利用不可能。
【００３８】
例１７：耐食性特性
第ＩＩＩ表には、ASTM G 28 A（還元条件）、ASTM G 28 B（孔食及びＣｌ-腐食に対する耐性）及びASTM A 262 C（酸化条件）による例２〜４及び８〜１０の本発明による合金についての腐食試験の結果が示されている。本発明によらない、合金Ａ３１（例１４）、Ａ５９（例１５）及び例１の合金も、比較のために試験した。
【００３９】
臨界孔食温度（ＣＰＴ）及び臨界すき間腐食温度の理論値並びに計算したＰＲＥＮ値も含まれている。該結果は、Ａ５９が、孔食及びＣｌ-により誘導される腐食（G 28 B）に極めてよく耐えることができるのに対し、還元条件（G 28 A）に暴露される場合にその性能が有意に悪化することを示す。Ａ３１についてはその逆であり、かつＣｌ-イオンの存在下での材料損失が毎年数ｍｍに達する。本発明による調べた全ての合金は、これらの合金組成が、それらの正確なＭｏ含有率にもかかわらず、還元酸及び酸化酸の双方の場合に卓越した耐食性を有することを示す。Ｍｏは、Ｃｌ-により誘導される一般的な腐食及び孔食に対する耐性に影響を及ぼす。実質的にＭｏを有しない例１（比較例）の合金は、厳しい材料損失並びに孔食を被る。本発明による範囲内のＭｏが添加されると、該腐食速度は約百倍遅延される。付加的なＭｏは該速度を更にいっそう低下させ、かつＭｏ  ９〜１０質量％では、Ａ５９に近い値が達成されるが、しかし還元酸中での本発明による合金の卓越した性質を失わない。最後に、本発明による合金は、Ａ３１（還元条件下での耐食性）及びＡ５９（孔食及びＣｌ-により誘導される腐食に対する耐性）の好都合な性質を、それらの不都合な性質を被ることなく、組み合わせることを可能にする。
【００４０】
該理論値は、該鋳造物とＡ３１及びＡ５９との定性的な比較を可能にするために付け加えた。挙げたＣＰＴ及びＣＣＴ値は、ASTM G 48規格によるＣＰＴ及びＣＣＴ試験についての計算される出発値であるが、しかしながらこの規格は８５℃まで試験することのみを可能にする。
【００４１】
本発明による合金は、基準として使用された２種の商業的な合金、Ａ３１（例１４）及びＡ５９（例１５）と比べて幾つかの利点を有する。それらは、還元酸及び酸化酸の双方及びＣｌ-により誘導される孔食に対する良好な耐食性を有する。合金３１（Ａ３１）は、還元条件に抵抗しうるが、しかしむしろ乏しい耐孔食性を有するのに対し、合金５９（Ａ５９）は良好な耐孔食性を有するが、しかし還元溶液中でＡ３１又は本発明による合金と争うことはできない。
【００４２】
第ＩＩＩ表  −  耐食性
【表３】
2013545894.tif 000004
ＣＰＴ＝臨界孔食温度、ＣＣＴ＝臨界すき間腐食温度
*＝ASTM G48により計算される値
ＰＲＥＮ＝Ｃｒ質量％＋３．３×Ｍｏ質量％＋１６×Ｎ質量％
---＝利用不可能
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月2日(2013.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル  ４０〜４８質量％、
クロム  ３０〜３８質量％、
モリブデン  ４〜１２質量％、
及び鉄
を含んでなるニッケル−クロム−鉄−モリブデン合金であって、
該合金は任意に更に、マンガン５質量％まで、銅２質量％まで及び窒素０．６質量％まで、アルミニウム０．５質量％まで及びバナジウム０．５質量％までを含んでなる、ニッケル−クロム−鉄−モリブデン合金。
【請求項２】
ニッケル  ４０〜４８質量％、
クロム  ３０〜３８質量％、
モリブデン  ４〜１２質量％、
任意にマンガン、
任意に銅、
任意に窒素、
任意にタングステン、
任意にニオブ、
任意にコバルト、
任意に炭素、
任意にタンタル、
任意にチタン、
任意にケイ素、
任意にアルミニウム、
任意にバナジウム、並びに
残部  鉄及び不純物
からなる、ニッケル−クロム−鉄−モリブデン合金。
【請求項３】
ニッケル  ４０〜４８質量％、
クロム  ３０〜３８質量％、
モリブデン  ４〜１２質量％、
マンガン  ５質量％まで、
銅  ２質量％まで、
窒素  ０．６質量％まで、
タングステン  ５質量％まで、
ニオブ  ３質量％まで、
コバルト  ２質量％まで、
炭素  ０．２質量％まで、
タンタル  １質量％まで、
チタン  １質量％まで、
ケイ素  １質量％まで、
アルミニウム  ０．５質量％まで、
バナジウム  ０．５質量％まで、並びに
残部  鉄及び不純物
からなる、請求項２記載の合金。
【請求項４】
不純物の合計が多くとも０．１質量％である、請求項２又は請求項３記載の合金。
【請求項５】
不純物の合計が多くとも０．０５質量％である、請求項４記載の合金。
【請求項６】
該合金が、鉄を少なくとも２質量％含有する、請求項１から５までのいずれか１項記載の合金。
【請求項７】
該合金が、鉄を少なくとも４質量％含有する、請求項６記載の合金。
【請求項８】
該合金が、ニッケル４２〜４８質量％を含有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の合金。
【請求項９】
該合金が、クロム３２〜３８質量％を含有する、請求項１から８までのいずれか１項記載の合金。
【請求項１０】
該合金が、モリブデン４〜１１．５質量％を含有する、請求項１から９までのいずれか１項記載の合金。
【請求項１１】
該合金が、次の１種以上を含有する：
マンガン０．０１〜５質量％、
銅０．１〜２質量％、
窒素０．０１〜０．６質量％、
タングステン２質量％まで、
ニオブ１質量％まで、
コバルト１．８質量％まで、
炭素０．００２〜０．２質量％、
タンタル０．５質量％まで、
チタン０．５質量％まで、
ケイ素０．０１〜１質量％、
アルミニウム０．０１〜０．５質量％、
バナジウム０．０１〜０．５質量％、
請求項１から１０までのいずれか１項記載の合金。
【請求項１２】
該合金が、ニッケル４３〜４７質量％を含有する、請求項８から１１までのいずれか１項記載の合金。
【請求項１３】
該合金が、クロム３３〜３７質量％を含有する、請求項８から１２までのいずれか１項記載の合金。
【請求項１４】
該合金が、モリブデン４〜１１質量％を含有する、請求項８から１３までのいずれか１項記載の合金。
【請求項１５】
該合金が、次の１種以上を含有する：
マンガン０．０２〜２質量％、
銅１〜２質量％、
窒素０．０５〜０．４質量％、
タングステン１質量％まで、
ニオブ０．２質量％まで、
コバルト１．５質量％まで、
炭素０．００５〜０．１質量％、
タンタル０．２質量％まで、
チタン０．２質量％まで、
ケイ素０．０２〜０．７質量％、
アルミニウム０．０１〜０．５質量％、
バナジウム０．０１〜０．５質量％、
請求項８から１４までのいずれか１項記載の合金。
【請求項１６】
該合金が、ニッケル４３〜４６．５質量％を含有する、請求項１２から１５までのいずれか１項記載の合金。
【請求項１７】
該合金が、クロム３３．５〜３７質量％を含有する、請求項１２から１６までのいずれか１項記載の合金。
【請求項１８】
該合金が、モリブデン４．５〜１０．５質量％を含有する、請求項１２から１７までのいずれか１項記載の合金。
【請求項１９】
該合金が、次の１種以上を含有する：
マンガン０．０５〜０．５質量％、
銅１．５〜１．８質量％、
窒素０．１〜０．３質量％、
タングステン０．５質量％まで、
ニオブ０．０５質量％まで、
コバルト１質量％まで、
炭素０．０１〜０．０２質量％、
タンタル０．０５質量％まで、
チタン０．０５質量％まで、
ケイ素０．０５〜０．４質量％、
アルミニウム０．０１〜０．５質量％、
バナジウム０．０１〜０．５質量％、
請求項１２から１８までのいずれか１項記載の合金。
【請求項２０】
該合金が、Ｃｒ質量％＋３．３×Ｍｏ質量％＋１６×Ｎ質量％として計算される、少なくとも４０のＰＲＥＮ値を有する、請求項１から１９までのいずれか１項記載の合金。
【請求項２１】
該合金がオーステナイト系である、請求項１から２０までのいずれか１項記載の合金。
【請求項２２】
該合金が、１種以上の（ａ）〜（ｄ）と、１種以上の（ｅ）〜（ｆ）との組み合わせにより特徴付けられる：
（ａ）DIN EN 10 002-1:2001-12により測定される、２５℃で少なくとも３００ＭＰａのＲp0.2耐力、
（ｂ）DIN EN 10 002-1:2001-12により測定される、１５０℃で少なくとも２５０ＭＰａのＲp0.2耐力、
（ｃ）DIN EN 10 002-1:2001-12により測定される、２５℃で少なくとも４５０ＭＰａのＲm極限引張強さ、
（ｄ）DIN EN 10 002-1:2001-12により測定される、１５０℃で少なくとも４００ＭＰａのＲm極限引張強さ、
（ｅ）ASTM G 28 Aにより測定される、多くとも０．５ｍｍ／年の材料損失、
（ｆ）ASTM G 28 Bにより測定される、多くとも２．５ｍｍ／年の材料損失、
請求項１から２１までのいずれか１項記載の合金。
【請求項２３】
請求項１から２２までのいずれか１項記載の合金を含んでなる製品であって、該製品が、粉末、粒状物、シート、プレート、バー、ワイヤ、パイプ、鋳造製品、鍛錬製品、圧延製品、鍛造品及び溶接材料からなる群から選択されている、製品。
【請求項２４】
請求項１から２２までのいずれか１項記載の合金を含んでなる、高い塩分を有する水における用途のための物品。
【請求項２５】
該物品が、ダウンホールヘッダ、パイプライン、管、弁、ポンプ及びハウジングからなる群から選択されている、請求項２４記載の物品。
【請求項２６】
高い塩分を有する水における用途のための、請求項１から２２までのいずれか１項記載の合金、請求項２３記載の製品又は請求項２４から２５までのいずれか１項記載の物品の使用。
【国際調査報告】
2013545894.tif 000005
2013545894.tif 000006
2013545894.tif 000007
2013545894.tif 000008