(57)【要約】  本発明は、非常に高い温度で使用するための金属合金、特には溶融した無機組成物を繊維化することによって無機ウールを製造するための方法で使用することができる金属合金であって、下記の元素を合金の重量パーセントとして示される下記の割合で含有することを特徴とする金属合金に、関する：  Ｃｒ  ２０％〜３５％、  Ｆｅ  ０％〜６％、  Ｗ    ３％〜８％、  Ｎｂ  ０．５％〜３％、  Ｔｉ  ０％〜１％、  Ｃ    ０．４％〜１％、  Ｃｏ  ３％未満、  Ｓｉ  １．５％未満  Ｍｎ  １％未満、  残余は、ニッケル及び不可避的な不純物からなる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
合金であって、下記の元素を、前記合金の重量パーセントで示される下記の割合（上限及び下限を含む）で含有することを特徴とする、合金：
Ｃｒ  ２０％〜３５％、
Ｆｅ  ０％〜６％、
Ｗ    ３％〜８％、
Ｎｂ  ０．５％〜３％、
Ｔｉ  ０％〜１％、
Ｃ    ０．４％〜１％、
Ｃｏ  ０％〜３％、
Ｓｉ  ０．１％〜１．５％
Ｍｎ  ０．１％〜１％、
残余は、ニッケル及び不可避的な不純物からなる。
【請求項２】
０．５重量％未満のＴｉ、好ましくは０．４重量％未満のＴｉを含有することを特徴とする、請求項１に記載の合金。
【請求項３】
０．６重量％〜０．９重量％の炭素、好ましくは０．６重量％〜０．７重量％の炭素を含有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の合金。
【請求項４】
（Ｎｂ＋Ｔｉ）／Ｃ比が、１〜２、好ましくは１．５〜２であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の合金。
【請求項５】
２２重量％と３２重量％との間のクロム、好ましくは２８重量％と３０重量％との間のクロムを含有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の合金。
【請求項６】
３重量％と４重量％と間の鉄を含有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の合金。
【請求項７】
４重量％と６重量％との間の鉄を含有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の合金。
【請求項８】
０．６重量％から２．０重量％のニオブ、好ましくは０．８重量％〜１．２重量％のニオブを含有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の合金。
【請求項９】
４重量％と７重量％との間のタングステン、好ましくは５重量％と６重量％との間のタングステンを含有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の合金。
【請求項１０】
２重量％未満のコバルト、好ましくは１重量％未満のコバルトを含有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の合金。
【請求項１１】
５５重量％と６５重量％との間のニッケル、好ましくは５６重量％と６２重量％との間のニッケルを含有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の合金。
【請求項１２】
１．１重量％未満のケイ素を含有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の合金。
【請求項１３】
特には鋳造によって、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の合金から作られた、ガラスの転換のための成形品。
【請求項１４】
特には鋳造によって、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の合金から作られた、ミネラルウールの製造のための成形品。
【請求項１５】
特には鋳造によって、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の合金から作られている、ミネラルウールの製造のための繊維化スピナー。
【請求項１６】
内部遠心によってミネラルウールを製造する方法であって、
溶融した無機材料の流れを、請求項１５に記載の繊維化スピナーに注ぎ、
前記繊維化スピナーの周縁バンドが、複数のオリフィスで穿孔されており、
溶融した無機材料のフィラメントを、このオリフィスを通して外に出し、その後で、ガスの作用の下で、引いて、ウールを生じさせ、
前記スピナーにおける前記無機材料の温度が、少なくとも１０００℃である、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非常に高い温度で使用するための金属合金に関し、特には、溶融無機組成物を繊維化することによってミネラルウールを製造する方法で使用することができる金属合金に関し、より一般的には、酸化性条件下、例えば溶融ガラスにおいて、高温で、機械的強度を有する道具を形成するための金属合金に関し、かつ、高温で使用することができるニッケルに基づく合金に関し、特には、ガラス若しくは他の無機材料の製錬及び／又は高温転換のための成形品を製造するための、例えばミネラルウールの製造のための機械の構成要素を製造するための、高温で使用することができるニッケルに基づく合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部遠心によって知られている、１つの繊維化技術は、垂直軸の周りを非常に高速な回転速度で回転している非対称部品のアセンブリの内部に、液状ガラスを連続的に落下させることからなる。「スピナー」として知られる１つの主要部品が、穴部で貫通されており「バンド」として言及される壁で、ガラスを受容し、ガラスが、遠心力の影響の下で、この穴部を通過し、それによって、溶融フィラメントの形態で、全ての部品から外へ出る。スピナーの外側の上方に位置している環状バーナーが、バンドの外壁を緊密に取り囲む下降ガス流を生成し、これらのフィラメントを下方向きにそらし、それらを引く。上述のフィラメントが、その後、ガラスウールの形態で「固化」する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
スピナーは、熱的に（開始及び停止操作の間の、かつ、安定使用における部品に沿う温度勾配の確立の間の、熱ショック）、機械的に（遠心力、ガラスの通過に起因する腐食）、かつ、化学的に（溶融ガラスによる、バーナーからスピナーの周囲に生成される高温ガスによる、酸化及び腐食）、高い負荷を受ける繊維化器具（繊維化ツール）である。その劣化の主要なモードは、垂直壁の高温クリープ変形、水平又は垂直クラックの出現、及び、繊維化オリフィスの腐食による摩耗であり、これらは、構成要素を完全に取り替える必要を生じる。したがって、それらの構成材料は、十分に長い製造時間（又は繊維化時間）にわたって耐性を有し、それによって、方法の技術的かつ経済的な要件に適合したままである必要がある。この目的のために、ある程度の延性、クリープ耐性、並びに、溶融ガラスによる腐食に対する耐性及び高温での酸化に対する耐性、を有する材料が、求められている。
【０００４】
炭化物の析出物によって補強されるニッケルに基づく超合金が、これらの器具を製造するために知られている。例えば、仏国特許出願公開第２６７５８１８号明細書は、そのような合金を記載している。本発明は、さらに改善されており、究極的には、上述の合金から形成される器具（ツール）、特にはそのような合金から形成される繊維化スピナーの、耐用期間を増加させることを可能にする、ニッケルに基づく合金を提供することを、目的とする。したがって、本発明に係る合金は、クリープ耐性、腐食及び／又は酸化に対する耐性に関して非常に良好な特性を有し、究極的に、改善された耐用期間を得ることを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
より特には、本発明の主題は、下記の要素を含有する合金であり、割合は、合金の重量％として示されている（上限及び下限を含む）：
Ｃｒ  ２０％〜３５％
Ｆｅ  ０％〜６％
Ｗ    ３％〜８％
Ｎｂ  ０．５％〜３％
Ｔｉ  ０％〜１％
Ｃ    ０．４％〜１％
Ｃｏ  ０％〜３％
Ｓｉ  ０．１％〜１．５％
Ｍｎ  ０．１％〜１％、
ニッケル及び不可避的な不純物からなる残部。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明の目的に関して、不可避的な不純物は、対象となる元素が、合金の組成中に意図的に存在するのではなく、合金の主要要素のうちの少なくとも１つ（又は上記の主要要素の前駆体のうちの少なくとも１つ）に存在する不純物の形態で導入されることを、意味している。
【０００７】
本発明に係る合金は、上記の用途に一般的に使用されるニッケルに基づく合金とは、特に、炭化ニオブ（ＮｂＣ）及び随意の炭化チタン（ＴｉＣ）を含有し、かつ、限定された量の鉄を含有し、又は鉄を含有せず、又は不可避的な不純物の形態での鉄のみを含有する点で、異なる。
【０００８】
上記で引用した仏国特許出願公開第２６７５８１８号明細書は、ニッケルに基づく合金において７％〜１０％の量の鉄が必要であり、それによって、溶融ガラスに対する腐食、特には、上記溶融ガラスに含有される硫黄含有化合物に対する腐食、に対する抵抗性を改善することを、示している。予期しなかったことに、さらには予想とは反対に、本発明に係る合金組成物の特性、すなわち、従来記載されていたよりもはるかに低い割合の鉄を有する（又はさらには鉄を有せず、又は不可避的な不純物の形態のみで鉄を含有する）合金組成物の特性が、提供される実施例によって下記の記載で示されるように、従来技術の合金の特性よりも明らかに優れており、特に、そのような合金から形成されるスピナーの耐用期間が比較的優れていることが示された。
【０００９】
合金の組成の一部を形成する元素のうち、特に下記に言及することができる（割合は、すべて、合金の合計重量に対して示されている）：
ニッケルは、合金の５０重量％超を占めるという点で、本発明に係る合金の基礎となる元素（ベース元素）である。ニッケル含有量は、好ましくは、５２％以上であり、又はさらには５４％以上である。更に好ましくは、ニッケル含有量は、５５％超であり、又はさらには５６％以上である。さらには好ましくは、ニッケル含有量は、６５％以下であり、又はさらには６３％以下であり、又はさらには６２％以下である。合金は、非常に好ましくは、５５．５重量％と６０重量％との間のニッケル、又はさらには５６重量％と６０重量％との間のニッケルを含有することができる。
【００１０】
炭素は、合金の必須の構成要素であり、金属炭化物（金属カーバイド）の析出物の形成に必要である。特に、炭素含有量は、合金に存在する炭化物の量を直接的に決定する。これは、少なくとも０．４重量％であり、それによって、所望の最小限の補強が得られ、好ましくは少なくとも０．５重量％であり、しかしながら、好ましくは最大１重量％、好ましくは最大０．９重量％、又はさらには最大０．８重量％に、制限され、それによって、過度に高い密度の補強に起因して合金が剛性を有し機械加工することが困難になることが、防止される。そのような含有量での合金の延性の欠如は、（例えば熱に起因して）外部から課される変形に破砕することなく順応すること、及び、亀裂の伝播に対して十分な耐性を有することを、困難にする。合金は、非常に好ましくは、０．６重量％〜０．７重量％の間の範囲の炭素を含有することができる。最も特には、上記の意味で非常に良好な性能を示した本発明に係る合金は、０．５５重量％と１重量％との間の炭素を含有する。
【００１１】
クロムは、マトリックスの内在的な機械的強度に寄与し、マトリックス中で、部分的に固溶液で存在し、場合により、粒の内部の微細な分散体において、本質的にＣｒ２３Ｃ６タイプの炭化物の形態でも存在し、これは、粒間クリープに対する耐性を提供し、又は、粒の境界でＣｒ７Ｃ３又はＣｒ２３Ｃ６の炭化物の形態で存在し、これは、粒間滑動を防止し、そのようにして、これも、合金の粒間強化に寄与する。クロムは、クロム酸化物の前駆体として腐食耐性に寄与し、クロム酸化物は、酸化性環境に露出される表面において防護層を形成する。したがって、最小量のクロムが、この防護層の形成及び維持のために必要である。しかしながら、過度に高いクロム含有量は、機械的強度及び高温での靭性に悪影響を及ぼし、これはなぜならば、高温応力に適合しない、過度の高い剛性及び応力下における過度に低い伸展能力をもたらすからである。好ましくは、本発明に従って使用することができる合金のクロム含有量は、２２％以上、又はさらには２５％以上、又はさらには２８％以上である。好ましくは、本発明に従って使用することができる合金のクロム含有量は、３２％以下、又はさらには３０％以下である。
【００１２】
合金は、非常に好ましくは、２８重量％と３０重量％との間のクロムを含有することができる。
【００１３】
出願人の会社によって行われた実験によれば、チタンと同様に、ニオブは、合金の機械的強度に明らかに寄与し、特に、高温で、例えば１０００℃超の高温で、又はさらには１０４０℃超の高温で、クリープ耐性に寄与する。これはなぜならば、炭化クロム（クロムカーバイド）は、１０００℃超の温度で分解する傾向を有するからである。炭化ニオブ（ニオブカーバイド）及び炭化チタン（チタンカーバイド）は、高温で炭化クロムよりも安定であり、これらの存在は、高温での合金の機械的強度を確保することを可能にする。さらに、腐食耐性のために必要な防護クロム層を形成するための、表面におけるクロムの移動は、表面下でのクロムの局所的な減少を誘導し、したがって、Ｃｒ７Ｃ３カーバイド及びＣｒ２３Ｃ６カーバイドの消失をもたらす。ＮｂＣ炭化物の存在は、炭化クロムの消失の間に機械特性を維持することに寄与する。ニオブ含有量は、好ましくは、０．６％以上、又はさらには０．７％以上である。より好ましくは、ニオブ含有量が、２．５％以下、又はさらには２％以下、又はさらには１．５％以下であり、非常に好ましくは、１．２％未満、又はさらには１．１５％未満である。
【００１４】
合金は、非常に好ましくは、０．８重量％と１．２重量％との間の範囲のニオブを含有する。
【００１５】
チタンのうちの一定の割合も、また、炭化チタンの形成によって、高温における合金の機械的強度に寄与しうる。しかしながら、チタンの存在は、合金の酸化耐性に影響し得る。したがって、チタン含有量は、好ましくは０．５重量％未満、又はさらには０．４重量％未満である。特に好ましい実施態様では、合金が、不可避的な不純物の形態以外ではチタンを含有せず、すなわち、合金に対して０．１重量％未満、又はさらには０．０５重量％未満、又はさらには０．０１重量％未満の含有量で、チタンを含有する。
【００１６】
本発明に係る（Ｎｂ＋Ｔｉ）／Ｃ重量比は、好ましくは、１と２との間であり、より好ましくは、１．５と２との間である。本発明に係る（Ｎｂ＋Ｔｉ）／Ｃ重量比は、特には、１．５と２．４との間である。
【００１７】
タングステンも、合金に存在しかつ上述した他の金属とともに、合金の剛性及び合金のクリープ耐性に寄与する。
【００１８】
タングステンは、合金のうち、３重量％以上、より好ましくは４重量％以上、又はさらには５重量％以上の量で存在する。タングステンは、好ましくは、合金のうち、７重量％以下、より好ましくは６重量％以下の量で、存在する。
【００１９】
合金は、例えば、３重量％〜８重量％、４重量％〜７重量％、非常に好ましくは５重量％と６重量％との間のタングステンを含有し得る。
【００２０】
コバルトは、合金中で、ニッケルとの固溶体の形態で存在し得る。これは、耐火物合金における高温耐火物鋼の分野で非常に慣用的に使用され、これはなぜならば、そのような固溶体は、全体的な合金の腐食耐性及び機械的強度に寄与することが知られているからである。しかしながら、コバルトは高価な元素なので、本発明では意図的に制限されており、合金のうち、３重量％未満、又はさらには２重量％未満、又はさらには１重量％未満の量で存在する。ニッケルを含有する耐火物合金の分野では、十分な量のコバルトの存在が、そのような耐火物合金を安定化するための要件であると考えられているが、驚くべきことに、本発明の主題である特定の合金の場合においては、可能な限りその存在を制限することが可能であり、特には、不可避的な不純物の形態のみでの存在にまで制限することが可能であることが、出願人の会社によって見いだされた。最も一般的には、出願人によって行われた試験は、それにもかかわらず、コバルトは、合金中に、不可避的な不純物の形態で、少なくとも０．３重量％、最も慣用的には少なくとも０．５重量％、又はさらには少なくとも０．７重量％の量で、実質的に常に存在することを示した。しかしながら、本発明に関して、合金中における０．３重量％未満のコバルトの存在、又はさらには検出限界未満のコバルトの存在も含まれるものとみなされる。
【００２１】
上記のように、従来技術文献である仏国特許出願公開第２６７５８１８号明細書では必須元素と考えられていた鉄の量も、本発明では制限される。鉄の含有量は、好ましくは、５％以下、又はさらには４．５％以下、又はさらには４％以下である。
【００２２】
本発明の実施態様によれば、鉄の含有量は、１％以上、又はさらには２％以上、又はさらには３％以上である。本発明の別の実施態様によれば、鉄は、不可避的な不純物の形態でのみ、存在し得る。
【００２３】
別のありうる実施態様によれば、鉄の含有量は、４重量％と６重量％との間である。
【００２４】
合金は、有利には、非常に微小な割合で、他の元素を含有し得る。
【００２５】
合金は、特に、下記を含有する：
−  合金の製錬及び成形の間の溶融金属のための脱酸剤としての、好ましくは１．１重量％未満、又はさらには０．９重量％未満、又はさらには０．８重量％未満の量の、ケイ素、
−  同様に脱酸剤としての、好ましくは０．９重量％未満、又はさらには０．６重量％未満の量の、マンガン。
【００２６】
合金の必須構成要素とともに不純物として導入される他の元素（「不可避的な不純物」）の合計の量は、有利には、合金の組成の２重量％未満、又はさらには合金の１重量％未満である。
【００２７】
ありうる慣用的な不可避的な不純物のうち、硫黄及びリンに言及することができる。それらの個々の量は、一般に、本発明に係る合金において、０．０５％を超えない。
【００２８】
本発明に係る合金は、また、繊維化スピナーの製造のために一般的に使用される特定のニッケルに基づく合金とは、不可避的な不純物の形態以外ではアルミニウムを含有しないという点、すなわち、０．１重量％未満、０．０５重量％未満、又はさらには０．０１重量％未満の含有量でアルミニウムを含有する点で、異なっている。これは、なぜならば、合金におけるアルミニウムの存在は、約０．１重量％の少量であっても、溶融ガラスに対するその腐食耐性に実質的に影響し得るからである。
【００２９】
本発明に係る合金は、また、不純物の形態を除いては、モリブデンを含有せず、すなわち、０．１重量％未満、又はさらには０．０５重量％未満、又はさらには０．０１重量％未満のモリブデンを含有し得る。これは、なぜならば、モリブデンは、優れた腐食耐性を有するニッケルに基づく合金を提供することが知られているものの、モリブデンは、少量であっても、酸化に対する合金の耐性に大きく影響し得ることが観察されたからである。
【００３０】
特定の実施態様では、本発明に係る合金が、重量パーセントで、下記を含有する：
Ｃｒ  ２２％〜３１％、      好ましくは２８％〜３０％
Ｆｅ  ０％〜６％、          好ましくは、３％〜４％
Ｗ    ４％〜７％、          好ましくは、５％〜６％
Ｎｂ  ０．５％〜３％、      好ましくは、０．８％〜１．２％
Ｔｉ  ０％〜０．５％、      好ましくは、０．１％〜０．３％
Ｃ    ０．４５％〜０．９％、好ましくは、０．６％〜０．７％
Ｃｏ  ３％未満、            好ましくは、１％未満
Ｓｉ  １．１％未満、        好ましくは、０．６％〜０．８％
Ｍｎ  ０．８％未満、        好ましくは、０．５％〜０．７％
ニッケル及び不可避的な不純物からなる残部。
特に、ニッケルは、有利には、５４重量％〜６２重量％の範囲の量で、特には５５重量％〜６０重量％の範囲の含有量で、存在しうる。
【００３１】
本発明に従って使用することができる合金は、高活性の元素を含有しており、鋳造によって成形することができ、特には、少なくとも部分的に不活性な雰囲気下での誘導溶融及び砂型キャスティングによって、成形することができる。
【００３２】
キャスティングの後で、随意に、加熱処理を行うことができる。
【００３３】
本発明の別の主題は、本発明の主題として上述した合金を用いて、鋳造によって成形品を製造する方法である。
【００３４】
この方法は、一般に、適切な加熱処理の工程を含み、これは、仏国特許出願公開第２６７５８１８号明細書に記載されているように、二次炭化物（二次カーバイド）を得ることを可能にし、かつ、金属マトリックスにおけるそれらの均一な分布を可能にする。加熱処理は、好ましくは、１０００℃未満、又はさらには９５０℃未満、例えば８００℃から９００℃の温度で、少なくとも５時間、又はさらには少なくとも８時間、例えば１０時間から２０時間にわたって、行われる。
【００３５】
この方法は、キャスティングの後に、かつ／又は、加熱処理の後若しくは加熱処理の間に、少なくとも１つの冷却段階（冷却ステップ）を含むことができ、例えば、空気中で冷却することによる冷却段階、特には、周囲温度に戻すことを伴う冷却段階を、含むことができる。
【００３６】
本発明の主題である合金は、高温で機械的に応力を受ける、かつ／又は酸化性若しくは腐食性の環境で作動する、全ての種類の部品を製造するために使用することができる。本発明の他の主題は、本発明に係る合金から製造される、特には鋳造によって製造される、上記のような成形品である。
【００３７】
そのような用途のうち、ガラスの製錬又はガラスの高温転換のために使用することができる成形品の製造、例えばミネラルウールを製造するための繊維化スピナーの製造に、特に言及することができる。
【００３８】
したがって、本発明の別の主題は、内部遠心によってミネラルウールを製造する方法であり、この方法では、溶融無機材料の流れが、繊維化スピナーに注がれ、繊維化スピナーの周縁バンドが、複数のオリフィスで穿孔されており、このオリフィスを通って、溶融無機材料のフィラメントが外に出、その後で、ガスの作用の下で引かれて、ウールを生じ、スピナー内の無機材料の温度は、少なくとも９００℃、又はさらには少なくとも９５０若しくは少なくとも１０００℃、又はさらには少なくとも１０４０℃であり、この繊維化スピナーが、上述の合金からなる。
【００３９】
したがって、本発明に係る合金は、８００℃以上、例えば、８５０℃（又はさらには９００℃）から１０３０℃（又はさらには１０００℃又はさらには９５０℃）までの、液相温度（Ｔ液相、又はＴｌｉｑ）を有する溶融無機材料を繊維化することができる。
【００４０】
繊維化される無機材料の組成は、内部遠心法によって繊維化し得る限りは、特に限定されない。それは、製造される無機繊維に所望される特性に応じて種々のものであってよく、例えば、バイオ分解性、耐火性、又は熱絶縁特性に応じて、種々のものであってよい。繊維化される材料は、好ましくは、ソーダ石灰シリカホウ酸タイプのガラス組成である。特には、繊維化される材料は、下記の限定によって規定される重量割合で下記の構成要素を有する組成を、有することができる：
ＳｉＯ２    ３５％〜８０％
Ａｌ２Ｏ３    ０％〜３０％
ＣａＯ＋ＭｇＯ  ２％〜３５％
Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ０％〜２０％、
一般に、
ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３は、５０重量％〜８０重量％の範囲内であること、及び、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３は、５重量％〜３０重量％の範囲内であることが、理解される。
【００４１】
繊維化される材料は、特には、重量パーセントで、下記の組成を有することができる：
ＳｉＯ２        ５０％〜７５％
Ａｌ２Ｏ３      ０％〜８％
ＣａＯ＋ＭｇＯ  ２％〜２０％
Ｆｅ２Ｏ３        ０％〜３％
Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  １２％〜２０％、
Ｂ２Ｏ３          ２％〜１０％。
【００４２】
繊維化される材料は、純粋な構成要素から調製することができるが、一般には、異なる不純物を提供する天然の出発材料の混合物を溶融することによって、得られる。
【００４３】
本発明は、ミネラルウールの製造に関して主に記載されたが、炉、ブッシング、又はフィーダーの構成要素若しくは付属物を製造するための、特にはテキスタイルガラスの糸、パッケージングガラス、その他類似のものの製造のための、ガラス産業全般に適用することができる。
【００４４】
ガラス産業の他にも、本発明は、成形品が酸化性かつ／又は腐食性の環境で、特には高温で、高い機械的強度を有する必要がある場合には、非常に広範囲の成形品の製造に、適用することができる。
【００４５】
下記の実施例は、本発明の利点を説明するものである。下記の実施例は、本発明に係る組成又は本発明に係る繊維化スピナーを用いるための条件を全く制限しない。
【実施例】
【００４６】
表１に示されている（本発明に係る）組成Ｉ１、及び（仏国特許出願公開第２６７５８１８号明細書）に係るＣ１の、溶融チャージを、不活性雰囲気（特にはアルゴン）下で誘導溶融法によって調製し、その後で、この溶融チャージを、砂型における単純キャスティングによって、成型する。表１は、合金中のそれぞれの元素の割合を重量パーセントで示しており、１００％までの残余は、ニッケル及び不可避的な不純物からなる。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
キャスティングの後で、８６５℃で１２時間にわたって、二次カーバイドの析出のための加熱処理を行い、周囲温度への空気中での冷却で、終えた。
【００４９】
このようにして、２００×１１０×２５ｍｍのインゴットを製造した。
【００５０】
その後に、合金Ｉ１及びＣ１の、クリープ耐性、酸化耐性、及び腐食耐性の特性を評価した。
【００５１】
クリープ耐性は、３０．０ｍｍ長、８．０ｍｍ幅、及び２．０ｍｍ厚の試験試料でクリープ牽引試験によって、計測した。試験は、（スピナーの通常の作動温度である）１０００℃で、（スピナーの通常の応力に対応する）４５ＭＰａ、（スピナーの極限的な応力に対応する）６３ＭＰａ、及び１００ＭＰａの負荷の下で、行った。表２は、（第２モードでの）クリープ速度をμｍ／ｈで示している。
【００５２】
酸化耐性は、一方では、合金の酸化の動力学に依存し、他方では、合金の表面に形成される酸化層の接着の質に依存する。これはなぜならば、合金の表面への酸化層の不十分な接着は、合金の酸化を促進するからである。酸化層が剥がれ落ちると、酸化されていない合金表面が、空気の酸素に直接に露出し、これは、次に剥がれ落ちうる新たな酸化層の形成をもたらし、このようにして、酸化が伝播する。他方で、酸化層が合金の表面に接着したままである場合には、それはバリア層を形成し、これは、酸化の進行を制限し、さらには停止する。ｇ・ｃｍ−２・ｓ−１／２で表現される酸化速度定数Ｋｐを、空気流の下で、１０００℃で５０時間にわたって、マイクロ天秤を備えている炉内に配置された試料の酸化から生じる重量の増加を計測することによって、算出した。表２は、これらの定数を、ｇ・ｃｍ−２・ｓ−１／２で示している。
【００５３】
腐食に対する耐性の試験は、三電極アセンブリを用いて行う。この電極を、溶融ガラスを有するロジウム／白金るつぼに浸漬する。ロジウム／白金るつぼを、対電極として用いる。比較電極は、慣用的に、空気充填安定化ジルコニア電極である。評価の対象となる、空気中において１０００℃で２時間にわたって加熱処理を受けた合金の円筒状試料を、ジルコニアセメントでアルミナ覆いに封止して、作用電極を形成した。作用電極を構成する試料を回転軸に取り付け、それによって、合金の表面上におけるガラスの摩擦の付与とし、１０００℃で溶融ガラス（重量割合としての組成：ＳｉＯ２  ６５．６；Ａｌ２Ｏ３  １．７；Ｎａ２Ｏ  １６．４；Ｋ２Ｏ  ０．７；ＣａＯ  ７．４；ＭｇＯ  ３．１；Ｂ２Ｏ３  ４．８）に浸漬する。ガラスによる腐食への合金の耐性を、分極抵抗（Ｒｐ）を計測することによって評価した。腐食電位（Ｅｃ）を計測するために、作用電極と対電極との間に電流を適用せず、作用電極と比較電極との間で計測される電位が、所与の温度での金属／ガラスの電位である。この熱力学的な情報は、調査している金属の腐食反応及び不働態化性質を決定することを可能にする。分極抵抗（Ｒｐ）の計測値を、電位Ｅｃの近傍で電位を定期的に変化させることによって、かつ、結果としてもたらされる電位密度における変化を計測することによって、得た。この範囲にわたって記録された電流／電位曲線の傾きは、Ｒｐに反比例する。（Ｏｈｍ．ｃｍ２で表現される）Ｒｐが大きいほど、材料は腐食に対してより高い耐性を有し、劣化速度が、Ｒｐに反比例する。したがって、Ｒｐの決定は、合金の腐食の速度を比較によって評価することを可能にする。
【００５４】
【表２】
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【００５５】
表２に示されているデータを比較すると、本発明に関する合金Ｉ１に関して、合金Ｃ１と比較して実質的に改善されたクリープ耐性、並びに、合金Ｃ１と比較して実質的に同等の腐食耐性及び酸化耐性が、確認される。さらに、クロム移動プロセスの間におけるＮｂＣカーバイドの安定性は、材料の良好な耐性に必要とされる機械的特性を保持することを可能にし、繊維化スピナーへのこの合金の適用の結果を分析したときに、完全に理解される。
【００５６】
その後、従来技術に係る合金Ｃ１及び本発明に係る合金Ｉ１を用いて、それぞれ直径４００ｍｍ及び６００ｍｍである複数の繊維化スピナーを、成形する。不活性アルゴン雰囲気下で、誘導溶融技術によって、スピナーを調製する：選択された組成（すなわちＩ１又はＣ１、上記の表１参照）の溶融チャージを準備し、その後に、砂型内での単純キャスティングによって、この溶融チャージを成形する。
【００５７】
キャスティングの後で、二次カーバイドの析出のために、８６５℃で１２時間の加熱処理を行う。この処理の後で、空気の吹付けによって、急冷を行う。
【００５８】
このようにして、２つの合金において、直径４００ｍｍ及び直径６００ｍｍの一連の繊維化スピナーを、製造する。
【００５９】
このようにして形成されたスピナーの性能を、ガラスウール繊維化の用途において、評価した。より具体的には、（重量パーセントでの）下記の組成のガラスを繊維化するための工業ラインに、これらのスピナーを配置した：
【００６０】
【表３】
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【００６１】
これは、液相温度９００℃を有するガラスである。
【００６２】
スピナーを、スピナーの破壊に伴って停止するまで、使用する。スピナーの破壊は、このスピナーの可視的な劣化によって観察され、又は、製造される繊維の品質が不十分となったことによって観察される。
【００６３】
スピナーの耐用期間を表１に示す。結果は、スピナーが壊れる前に繊維化された材料のトンとして示されている。表３に示されている結果は、それぞれのカテゴリーについて少なくとも３つのスピナーにわたって取得された平均値である。
【００６４】
【表４】
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【００６５】
表３で見ることができるように、本発明に係る合金で製造されたスピナーは、比較可能な使用の条件で、常に、最も長い耐用期間を有する。
【国際調査報告】
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