(57)【要約】【課題】ＰＣＢやダイオキシン等の有機系有害物質を分解・酸化することによって生じる塩酸などの無機酸を含む超臨界水に対して優れた耐応力腐食割れ性を有するＮｉ基合金およびこのＮｉ基合金からなる超臨界水プロセス反応容器用部材を提供する。【解決手段】Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、さらに必要に応じて、Ｎｂ：１．０超〜６％、Ｍｏ：０．０１〜０．５％未満、Ｈｆ：０．０１〜０．１％の１種または２種、Ｆｅ：０．１〜１０％、Ｓｉ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物としてのＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有する。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有することを特徴とする無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金。
【請求項２】
質量％で、Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、
さらに、Ｎｂ：１．０超〜６％を含有し、
残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有することを特徴とする無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金。
【請求項３】
質量％で、Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、
さらに、Ｍｏ：０．０１〜０．５％未満、Ｈｆ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、
残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有することを特徴とする無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金。
【請求項４】
質量％で、Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、
さらに、Ｆｅ：０．１〜１０％、Ｓｉ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、
残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有することを特徴とする無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金。
【請求項５】
質量％で、Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、
さらに、Ｎｂ：１．０超〜６％を含有し、
さらに、Ｍｏ：０．０１〜０．５％未満、Ｈｆ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、
残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有することを特徴とする無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金。
【請求項６】
質量％で、Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、
さらに、Ｎｂ：１．０超〜６％を含有し、
さらに、Ｆｅ：０．１〜１０％、Ｓｉ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、
残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有することを特徴とする無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金。
【請求項７】
質量％で、Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、
さらに、Ｍｏ：０．０１〜０．５％未満、Ｈｆ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、
さらに、Ｆｅ：０．１〜１０％、Ｓｉ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、
残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有することを特徴とする無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金。
【請求項８】
質量％で、Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、
さらに、Ｎｂ：１．０超〜６％を含有し、
さらに、Ｍｏ：０．０１〜０．５％未満、Ｈｆ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、
さらに、Ｆｅ：０．１〜１０％、Ｓｉ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、
残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有することを特徴とする無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８に記載の組成を有するＮｉ基合金からなることを特徴とする超臨界水プロセス反応装置用部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、無機酸を含む超臨界水環境下において優れた耐応力腐食割れ性を有するＮｉ基合金およびこのＮｉ基合金からなる超臨界水プロセス反応装置用部材に関するものであり、特に、産業廃棄物として処分が困難なＰＣＢやダイオキシン等の有機系有害物質を分解・酸化することによって生じる塩酸などの塩素含有無機酸を含む超臨界水環境下での優れた耐応力腐食割れ性を有するＮｉ基合金およびこのＮｉ基合金からなる超臨界水プロセス反応装置用部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
臨界点を越える温度／圧力下にある水（具体的には３７４℃／２２．１ＭＰａを越える温度／圧力下にある水）を超臨界水と呼んでおり、超臨界水は多様な物質を溶解する特性があり、この超臨界状態の水は非凝縮性の高密度ガス状態となり、常温では極めて溶解度が小さい無極性あるいは弱極性の物質（例えば、炭化水素化合物や気体）でも完全に溶解し、さらに酸素を加えることで、溶解した物質を酸化・分解させることができると言われている。
【０００３】
そこで、産業廃棄物として処分が困難なＰＣＢやダイオキシン等の有機系有害物質を含む廃棄物を処分するために、これら難分解性の有機系有害物質を超臨界水に完全に溶解させ、さらに酸素を加えて有機系有害物質が超臨界水中で反応させることにより二酸化炭素、水のほかに塩酸などの無害物質に酸化分解して無害化する試みが成されている。このプロセスは、従来の焼却による処分方法と比べて、閉鎖系内で処理が可能なために排出物による環境汚染の恐れがなくなる。
【０００４】
かかる超臨界水を反応溶媒として利用してＰＣＢやダイオキシン等の有機系有害物質を分解・酸化して無害化すると、高温・高圧（４００〜６５０℃、２２．１〜８０ＭＰａ）の超臨界水中において分解・酸化後に生成された塩酸などの塩素を含む無機酸と高濃度の酸素が共存する環境が生成され、有機系有害物質を無害化する装置における材料にはこうした塩素を含む無機酸と高濃度の酸素を含有する超臨界水環境下での耐食性が必要となる。
【０００５】
そのため、超臨界水を使用したプロセス反応装置に使用される金属材料には、高耐食性で知られるＮｉ基耐食合金がプロセス反応装置材料として候補にあげられている。例えば、インコネル（商品名）６２５（ＡＳＴＭ　ＵＮＳ　Ｎ０６６２５で規定されており、その成分組成は、例えば、質量％でＣｒ：２１．０％、Ｍｏ：８．４％、Ｎｂ＋Ｔａ：３．６％、Ｆｅ：３．８％、Ｃｏ：０．６％、Ｔｉ：０．２％、Ｍｎ：０．２％を含有し、残部：Ｎｉ＋不可避不純物からなる）やハステロイ（商品名）Ｃ−２７６（ＡＳＴＭ　ＵＮＳ　Ｎ１０２７６で規定されており、その成分組成は、例えば、質量％でＣｒ：１５．５％、Ｍｏ：１６．１％、Ｗ：３．７％、Ｆｅ：５．７％、Ｃｏ：０．５％、Ｍｎ：０．５％を含有し、残部：Ｎｉ＋不可避不純物からなる）などのＮｉ基耐食合金が使用されている。最近では、Ｃｒ含有量のさらに高いハステロイ（商品名）Ｇ−３０（ＡＳＴＭ　ＵＮＳ　Ｎ０６０３０で規定されており、その成分組成は、例えば、質量％でＣｒ：２８．７％、Ｍｏ：５．０％、Ｍｎ：１．１％、Ｆｅ：１４．６％、Ｃｕ：１．８％、Ｗ：２．６％、Ｃｏ：１．８７％を含有し、残部：Ｎｉ＋不可避不純物からなる）といったＮｉ−高Ｃｒ型耐食合金が使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来のＮｉ基合金は、板または管に成形して加工素材を作製し、この加工素材にさらに圧延または曲げなどの成形加工を施してしてプロセス反応装置の容器または配管に仕上げられる。このようにして仕上げられた容器または配管は成形加工により作製されるためにいずれも内部応力および内部歪が残留している。ところが、従来のＮｉ基耐食合金のうちインコネル６２５やハステロイＣ−２７６は、内部応力・内部歪みが残留した状態で塩酸などを含む超臨界水に接触させると応力腐食割れが発生し、そのために有機系有害物質を無害化するプロセス反応装置における容器および配管などに使用して長期間操業することは困難であった。
また、ハステロイ（商品名）Ｇ−３０は、塩酸を含む超臨界水に対する応力腐食割れ発生は操業初期には見られないが、相安定性が不十分であるために、使用温度（４００〜６５０℃）において相変態が徐々に進行してしまい、この状態で高温・高圧の超臨界水中環境下のような応力場が発生すると応力腐食割れが発生することから長期間操業するプロセス反応装置の素材として適当ではない。
【０００７】
【課題を解決する手段】
そこで、本発明者らは、無機酸含有超臨界水環境下でも応力腐食割れの発生することなく、さらに使用温度（４００〜６５０℃）で長時間保持しても相安定性が優れるために相変態の進行が抑制されて無機酸含有超臨界水環境下において十分な耐応力腐食割れ性を示すＮｉ基合金を開発し、このＮｉ基合金を使用して無機酸含有超臨界水環境下でも長期間操業することができる超臨界水プロセス反応装置用部材を得るべく鋭意研究を行った。その結果、
（イ）質量％（以下、％は質量％を示す）で、Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有するＮｉ基合金は、無機酸含有超臨界水環境、特に塩素を含む無機酸含有超臨界水環境において耐応力腐食割れ性に優れかつ相安定性に優れているところから使用温度（４００〜６５０℃）に長時間保持しても相変態の進行が抑制されて応力腐食割れがなく、このＮｉ基合金を超臨界水を使用した有機系有害物質を無害化する装置におけるプロセス反応容器材に使用すると長期操業が可能となる、
（ロ）前記（イ）記載の組成を有するＮｉ基合金に、さらにＮｂ：１．０超〜６％を添加すると耐応力腐食割れ性が一層向上する、
（ハ）前記（イ）記載の組成を有するＮｉ基合金に、さらに、Ｍｏ：０．０１〜０．５％未満、Ｈｆ：０．０１〜０．１％の１種または２種を添加すると、耐応力腐食割れ性が一層向上する、
（ニ）前記（イ）記載の組成を有するＮｉ基合金に、さらに、Ｆｅ：０．１〜１０％、Ｓｉ：０．０１〜０．１％の１種または２種を添加すると、強度が一層向上する、などの研究結果が得られたのである。
【０００８】
この発明は、かかる研究結果に基づいてなされたものであって、
（１）Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有する無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金、
（２）Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、
さらに、Ｎｂ：１．０超〜６％を含有し、
残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有する無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金、
（３）Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、
さらに、Ｍｏ：０．０１〜０．５％未満、Ｈｆ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、
残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有する無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金、
（４）Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、
さらに、Ｆｅ：０．１〜１０％、Ｓｉ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、
残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有する無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金、
（５）Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、
さらに、Ｎｂ：１．０超〜６％を含有し、
さらに、Ｍｏ：０．０１〜０．５％未満、Ｈｆ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、
残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有する無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金、
（６）Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、
さらに、Ｎｂ：１．０超〜６％を含有し、
さらに、Ｆｅ：０．１〜１０％、Ｓｉ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、
残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有する無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金、
（７）Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、
さらに、Ｍｏ：０．０１〜０．５％未満、Ｈｆ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、
さらに、Ｆｅ：０．１〜１０％、Ｓｉ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、
残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有する無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金、
（８）Ｃｒ：２８超〜３４％未満、Ｗ：０．１超〜１．０％未満、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％、Ｎ：０．００１〜０．０４％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％を含有し、
さらに、Ｎｂ：１．０超〜６％を含有し、
さらに、Ｍｏ：０．０１〜０．５％未満、Ｈｆ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、
さらに、Ｆｅ：０．１〜１０％、Ｓｉ：０．０１〜０．１％の１種または２種を含有し、
残部がＮｉおよび不可避不純物からなり、不可避不純物として含まれるＣ量を０．０５％以下に調整した組成を有する無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金、
（９）前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）または（８）に記載の組成を有する耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ基合金からなる超臨界水プロセス反応装置用部材、に特徴を有するものである。
【０００９】
次に、この発明のＮｉ基合金の合金組成における各元素の限定理由について詳述する．
【００１０】
Ｃｒ、Ｗ：
塩酸が混入する超臨界水環境では、ＣｒとＷが同時に含有することにより耐応力腐食割れ性が著しく向上するが、その場合、Ｃｒは２８％を越えて含有することが必要である。しかしＣｒが３４％以上含有するとＷとの組合せにおいて耐全面腐食性が低下することとなるのでＣｒ含有量を２８超〜３４％未満に定めた。一層好ましくは、２８．５〜３３％未満である。
同様にＷは０．１％を越えて含有することが必要であるが、１．０％以上含有するとＣｒとの組合せにおいて相安定性が劣化し、耐応力腐食割れ性が低下するので好ましくない。したがって、Ｗの含有量を０．１超〜１．０％未満（一層好ましくは０．１超〜０．５％）に定めた。
【００１１】
Ｎ、ＭｎおよびＭｇ：
Ｎ、ＭｎおよびＭｇを共存させることにより、相安定性を向上させることができる。すなわち、Ｎ、ＭｎおよびＭｇは母相であるＮｉ−ｆｃｃ相を安定化させ、第２層を析出しにくくする効果がある。しかし、Ｎの含有量が０．００１％未満では相安定化の効果はなく、一方、０．０４％を超えて含有すると窒化物を形成し超臨界水環境下での耐食性が劣化するためＮの含有量を０．００１〜０．０４％（一層好ましくは、０．００５〜０．０３％）とした。
同様に、Ｍｎの含有量が０．０５％未満では相安定化の効果はなく、一方、０．５％を超えて含有すると無機酸含有超臨界水環境における耐応力腐食割れ性が劣化するため、Ｍｎの含有量を０．０５〜０．５％（一層好ましくは、０．１〜０．４％）とした。
同様にＭｇも相安定性を向上させる成分であるが、その含有量が０．００１％未満では相安定化の効果はなく、一方、０．０５％を超えて含有すると無機酸含有超臨界水環境における耐応力腐食割れ性が劣化するため、Ｍｇの含有量を０．００１〜０．０５％（一層好ましくは、０．０１０％〜０．０４０％）とした。
【００１２】
Ｎｂ：
Ｎｂは、特に塩酸を含む超臨界水環境での耐全面腐食性を一層向上させる効果があるので必要に応じて添加するが、その場合、１．０％を越えて含有することで効果を示すが、６％を超えて含有すると相安定性が劣化する。従って、この発明のＮｉ基合金に含まれるＮｂは１．０超〜６％に定めた。一層好ましくは１．１〜３．０％未満である。
【００１３】
ＭｏおよびＨｆ：
ＭｏおよびＨｆは特に塩酸を含む超臨界水環境での耐応力腐食割れ性を一層向上させる効果があるので必要に応じて添加するが、Ｍｏは０．０１％を越えて含有することで効果を示すものの、０．５％以上含有すると相安定性が劣化するために無機酸含有超臨界水環境における耐応力腐食割れ性が劣化するので好ましくない。したがって、Ｍｏの含有量を０．０１超〜０．５％未満（一層好ましくは、０．１超〜０．５％未満）とした。
同様にＨｆは０．０１％以上含有することで効果を示すものの、０．１％を超えて含有すると無機酸含有超臨界水環境における耐応力腐食割れ性が劣化するので好ましくない。したがって、Ｈｆの含有量を０．０１％〜０．１％（一層好ましくは、０．０２〜０．０５％）とした。
【００１４】
ＦｅおよびＳｉ：
ＦｅおよびＳｉは強度を向上させる効果があるので必要に応じて添加するが、Ｆｅは０．１％以上含有することで効果を示すものの、１０％を超えて含有すると無機酸含有超臨界水環境における全面腐食に対する耐食性が劣化するので好ましくない。したがって、Ｆｅの含有量を０．１％〜１０％（一層好ましくは、０．５〜４．０％）とした。
同様にＳｉは０．０１％以上含有することで効果を示すものの、０．１％を超えて含有すると相安定性が劣化するために無機酸含有超臨界水環境における耐応力腐食割れ性が劣化するので好ましくない。したがって、Ｓｉの含有量を０．０１％〜０．１％（一層好ましくは、０．０２〜０．０５％）とした。
【００１５】
Ｃ：
Ｃは不可避不純物として含まれるが、Ｃが大量に含まれると結晶粒界近傍でＣｒと炭化物を形成し、全面腐食に対する耐食性が劣化するので好ましくない。そのため、Ｃの含有量は少ないほど好ましく、不可避不純物に含まれるＣの含有量の上限を０．０５％と定めた。
【００１６】
【発明の実施の形態】
通常の高周波溶解炉を用いて溶解し鋳造して、表１〜４に示される成分組成を有し、厚さ：１２ｍｍを有するインゴットを作製した。このインゴットを１２３０℃で１０時間保持の均質化熱処理を施し、１０００〜１２３０℃の範囲内に保持しながら、１回の熱間圧延で１ｍｍの厚さを減少させつつ、最終的に５ｍｍ厚とし、さらに１２００℃で３０分間保持し水焼入れすることにより固溶化処理を施したのち、表面をバフ研磨することにより、本発明Ｎｉ基合金板１〜４２、比較Ｎｉ基合金板１〜１１および従来Ｎｉ基合金板１〜３を用意した。
これら本発明Ｎｉ基合金板１〜４２、比較Ｎｉ基合金板１〜１１および従来Ｎｉ基合金板１〜３に内部応力および内部歪を付与するために２０％の圧下率で冷間圧延し、それぞれ４ｍｍ厚さの板を作製した。この板を切断して縦：４ｍｍ、横：４ｍｍ、高さ：４ｍｍの寸法を有する立方体形状を有する固溶化材試験片を作製した。
さらに、無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に及ぼす相安定性の影響を評価するために、前記本発明Ｎｉ基合金板１〜４２、比較Ｎｉ基合金板１〜１１および従来Ｎｉ基合金板１〜３を５００℃に１０００時間保持の時効処理を施したのち、内部応力および内部歪を付与するために２０％の圧下率で冷間圧延してそれぞれ４ｍｍ厚さの板を作製し、この板を切断して縦：４ｍｍ、横：４ｍｍ、高さ：４ｍｍの寸法を有する立方体形状を有する時効材試験片を作製した。
【００１７】
次に、内側：チタン、外側：ハステロイＣ−２７６からなるチタン／ハステロイＣ−２７６の２重管をオートクレーブとした流通型の腐食試験装置を用意した。この流通型の腐食試験装置は、前記２重管の一端から高圧ポンプにより試験溶液を圧入し、管端に設けられたヒーターにより試験溶液を加熱することにより所定の腐食試験条件を形成し、もう一端から出た試験溶液は減圧弁を経てリザーバータンクに回収されるようになっている。
【００１８】
流体温度：５００℃、圧力：６０ＭＰａ、溶存酸素量：８００ｐｐｍ（過酸化水素として添加）の超臨界水に塩酸：０．０３ｍｏｌ／ｋｇを混合した超臨界水を試験溶液として用意した。
この塩酸を混合した超臨界水は、ＰＣＢまたはダイオキシンを超臨界水で分解・酸化したときに生成されると予想される超臨界水溶液であり、以下、この塩酸含有超臨界水溶液をＰＣＢまたはダイオキシン分解模擬液という。
前記ＰＣＢまたはダイオキシン分解模擬液を先に用意した流通型の腐食試験装置におけるチタン／ハステロイＣ−２７６の２重管に圧入し、２重管内部のＰＣＢまたはダイオキシン分解模擬液が流量：６ｇ／ｍｉｎで流れるように制御して無機酸含有超臨界水環境を形成し、この環境下において前記本発明Ｎｉ基合金板１〜４２、比較Ｎｉ基合金板１〜１１および従来Ｎｉ基合金板１〜３からなる固溶化材試験片を１００時間保持することにより試験片の表面における応力腐食割れの有無を確認し、そこ結果を表１〜４に示した。
【００１９】
さらに、無機酸含有超臨界水環境下での耐応力腐食割れ性に及ぼす相安定性の影響を評価するために、前記本発明Ｎｉ基合金板１〜４２、比較Ｎｉ基合金板１〜１１および従来Ｎｉ基合金板１〜３からなる時効材試験片を上述の無機酸含有超臨界水環境に１００時間保持することにより時効材試験片の表面における応力腐食割れの有無を確認し、そこ結果を表１〜４に示した。
【００２０】
【表１】
2004068133.tif 000002
【００２１】
【表２】
2004068133.tif 000003
【００２２】
【表３】
2004068133.tif 000004
【００２３】
【表４】
2004068133.tif 000005
【００２４】
表１〜４に示された結果から、本発明Ｎｉ基合金板１〜４２は、固溶化材試験片も時効材試験片も、従来Ｎｉ基合金板１および２に見られるような応力腐食割れの発生がなく、したがって耐応力腐食割れ性が優れていることが分かる。しかし、この発明から外れた成分組成を有する比較Ｎｉ基合金板１〜１１の固溶化材試験片および時効材試験片の少なくともいずれかに応力腐食割れが発生するか著しい全面腐食が発生するところから好ましくないことが分かる。
【００２５】
【発明の効果】
上述のように、この発明のＮｉ基合金は塩酸を含む超臨界水環境下において耐応力腐食割れ性に優れているところから長期間の使用が可能となり、ＰＣＢまたはダイオキシンの無害化処分などの環境産業上優れた効果をもたらすものである。
なお、この発明のＮｉ基合金は、上述の如く、塩酸を含む超臨界水環境下で使用することが最も有効であるが、これに限定されるものではなく、硫酸、燐酸、フッ酸、硝酸を含む超臨界水環境や塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム等塩化物塩を含む超臨界水環境、アンモニアを含む超臨界水環境でも使用可能であり、従って、宇宙関連廃棄物、原子力関連廃棄物、電子力関連廃棄物、一般産業廃棄物の処分用の超臨界水装置材料にも適用できる。
また、この発明のＮｉ基合金を装置本体の反応チャンバーとして使用する際、外側をステンレス鋼等の強度用材料とし、内面にこの発明のＮｉ基合金をクラッドやライニングしてもよい。