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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024002476
(43)【公開日】2024-01-11
(54)【発明の名称】コーティング材及びコーティング方法
(51)【国際特許分類】
B23K 35/30 20060101AFI20231228BHJP
C23C 4/08 20160101ALI20231228BHJP
C22C 19/03 20060101ALI20231228BHJP
【ＦＩ】
B23K35/30 340L
C23C4/08
C22C19/03 G
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022101671
(22)【出願日】2022-06-24
(71)【出願人】
【識別番号】390001801
【氏名又は名称】大阪富士工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100141852
【弁理士】
【氏名又は名称】吉本 力
(72)【発明者】
【氏名】辰巳 佳宏
(72)【発明者】
【氏名】林 良彦
(72)【発明者】
【氏名】土田 貴之
【テーマコード（参考）】
4K031
【Ｆターム（参考）】
4K031AA01
4K031CB21
4K031CB22
4K031CB24
4K031CB26
4K031CB28
4K031CB29
(57)【要約】
【課題】耐食性が向上したニッケル合金からなる肉盛用のコーティング材及びコーティング方法を提供する。
【解決手段】ニッケル合金からなる肉盛用のコーティング材であって、Ｃの含有量が０．３～０．５質量％、Ａｌの含有量が３．０～５．０質量％、Ｓｉの含有量が０．３～０．６質量％、Ｃｒの含有量が２５．０～３１．０質量％、Ｍｎの含有量が０．２～０．５質量％、Ｆｅの含有量が１４．０～１９．０質量％、Ｎｂの含有量が１．５～２．５質量％、Ｗの含有量が２．０～３．０質量％である。
【選択図】 図１
【解決手段】ニッケル合金からなる肉盛用のコーティング材であって、Ｃの含有量が０．３～０．５質量％、Ａｌの含有量が３．０～５．０質量％、Ｓｉの含有量が０．３～０．６質量％、Ｃｒの含有量が２５．０～３１．０質量％、Ｍｎの含有量が０．２～０．５質量％、Ｆｅの含有量が１４．０～１９．０質量％、Ｎｂの含有量が１．５～２．５質量％、Ｗの含有量が２．０～３．０質量％である。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ニッケル合金からなる肉盛用のコーティング材であって、
Ｃの含有量が０．３～０．５質量％、Ａｌの含有量が３．０～５．０質量％、Ｓｉの含有量が０．３～０．６質量％、Ｃｒの含有量が２５．０～３１．０質量％、Ｍｎの含有量が０．２～０．５質量％、Ｆｅの含有量が１４．０～１９．０質量％、Ｎｂの含有量が１．５～２．５質量％、Ｗの含有量が２．０～３．０質量％である、コーティング材。
Ｃの含有量が０．３～０．５質量％、Ａｌの含有量が３．０～５．０質量％、Ｓｉの含有量が０．３～０．６質量％、Ｃｒの含有量が２５．０～３１．０質量％、Ｍｎの含有量が０．２～０．５質量％、Ｆｅの含有量が１４．０～１９．０質量％、Ｎｂの含有量が１．５～２．５質量％、Ｗの含有量が２．０～３．０質量％である、コーティング材。
【請求項2】
Ａｌの含有量が３．８～４．６質量％である、請求項１に記載のコーティング材。
【請求項3】
Ｎｂの含有量が１．９～２．３質量％である、請求項１に記載のコーティング材。
【請求項4】
Ｆｅの含有量が１６．０～１９．０質量％である、請求項１に記載のコーティング材。
【請求項5】
Ｃｒの含有量が２８．０～３１．０質量％である、請求項１に記載のコーティング材。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか一項に記載のコーティング材を用いたコーティング方法であって、
ボイラー管の表面に対して、肉盛溶接、溶射又はレーザークラッディングにより前記コーティング材をコーティングする、コーティング方法。
ボイラー管の表面に対して、肉盛溶接、溶射又はレーザークラッディングにより前記コーティング材をコーティングする、コーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ニッケル合金からなる肉盛用のコーティング材、及び、これを用いたコーティング方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
例えばボイラー管などの対象物の表面を肉盛によりコーティングする方法として、溶射を用いた方法が知られている。溶射を用いた方法では、成膜速度が速く、単位時間当たりの成膜面積が広いため、低コストでコーティングを行うことができる。また、対象物の表面に形成される膜の厚さを薄くすることができ、膜の厚さを調整することも可能である。しかしながら、溶射により形成される膜の寿命は、一般的に１～２年程度であり、耐久性が低い。
【0003】
別のコーティング方法として、肉盛溶接を用いた方法も考えられる（例えば、下記特許文献１参照）。肉盛溶接を用いた方法では、耐久性が高い膜を形成することはできるものの、成膜速度が遅く、膜の厚さを薄くすることが困難である。対象物がボイラー管である場合には、コーティングの膜厚が大きくなると、ボイラー管の厚みが増し、熱伝達が悪くなるといった問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第５５２９４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
肉盛用のコーティング材としては、インコネル６２５（「インコネル」は登録商標）が知られている。この種のニッケル合金からなる肉盛用のコーティング材は、６００℃未満かつ硫化腐食の環境下では使用可能であるが、６００℃以上又は塩化物腐食の環境下などでは、腐食しやすいという問題があった。
【0006】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、耐食性が向上したニッケル合金からなる肉盛用のコーティング材及びコーティング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
（１）本発明に係るコーティング材は、ニッケル合金からなる肉盛用のコーティング材であって、Ｃの含有量が０．３～０．５質量％、Ａｌの含有量が３．０～５．０質量％、Ｓｉの含有量が０．３～０．６質量％、Ｃｒの含有量が２５．０～３１．０質量％、Ｍｎの含有量が０．２～０．５質量％、Ｆｅの含有量が１４．０～１９．０質量％、Ｎｂの含有量が１．５～２．５質量％、Ｗの含有量が２．０～３．０質量％である。
【0008】
このような構成によれば、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｂ及びＷを含有するニッケル合金からなる肉盛用のコーティング材において、耐久性を向上することができる。特に、Ｃｒの含有量が２５．０～３１．０質量％である高クロムのニッケル合金において、肉盛時の作業性を向上しつつ、耐久性を向上することができる。
【0009】
（２）Ａｌの含有量が３．８～４．６質量％であってもよい。
【0010】
このような構成によれば、Ａｌ２Ｏ３の酸化被膜を形成するＡｌの含有量を最適化し、さらに耐久性を向上することができる。
【0011】
（３）Ｎｂの含有量が１．９～２．３質量％であってもよい。
【0012】
このような構成によれば、多量添加すると脆化を生じる一方で高温強度及び耐摩耗性に有効なＮｂの含有量を最適化し、さらに耐食性を向上することができる。
【0013】
（４）Ｆｅの含有量が１６．０～１９．０質量％であってもよい。
【0014】
このような構成によれば、多量添加すると組織安定性を低下させる一方で耐食性、塑性加工性及び靭性に有効なＦｅの含有量を最適化し、さらに耐食性を向上することができる。
【0015】
（５）Ｃｒの含有量が２８．０～３１．０質量％であってもよい。
【0016】
このような構成によれば、Ｃｒ酸化物を含む被膜を形成するＣｒの含有量を最適化し、さらに耐久性を向上することができる。
【0017】
（６）本発明に係るコーティング方法は、前記コーティング材を用いたコーティング方法であって、ボイラー管の表面に対して、肉盛溶接、溶射又はレーザークラッディングにより前記コーティング材をコーティングする。
【0018】
このような構成によれば、耐食性が向上したニッケル合金からなる肉盛用のコーティング材を用いて、ボイラー管の表面をコーティングし、ボイラー管の耐久性を向上することができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、耐食性が向上したニッケル合金からなる肉盛用のコーティング材及びコーティング方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【発明を実施するための形態】
【0021】
１．耐久性試験
ニッケル合金からなる肉盛用のコーティング材として、Ｎｉ（ニッケル）以外に、Ｃ（炭素）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｆｅ（鉄）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｏ（コバルト）、Ｖ（バナジウム）などを添加し、それらの含有量を変化させた各材料を用いて耐久性試験を行った。
ニッケル合金からなる肉盛用のコーティング材として、Ｎｉ（ニッケル）以外に、Ｃ（炭素）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｆｅ（鉄）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｏ（コバルト）、Ｖ（バナジウム）などを添加し、それらの含有量を変化させた各材料を用いて耐久性試験を行った。
【0022】
耐久性試験は、ＪＩＳ（日本産業規格）Ｚ２２９０をベースにした溶融塩腐食試験（耐食性評価）であり、セラミック製の坩堝内に、２５．７質量％のＮａＣｌと７４．３質量％のＮａ２ＳＯ４からなる混合塩を溜めて、この混合塩に接触しないように試験片を坩堝内に配置した上で蓋をし、６５０℃の気化雰囲気において５０時間の腐食試験を行った。
【0023】
試験片としては、１０ｍｍ×１０ｍｍで厚みが３ｍｍの形状とした。各材料からなる試験片は、基材の表面に各材料で肉盛を行うことにより肉盛層を形成し、その肉盛層の一部を切り出すことにより得た。
【0024】
腐食試験後は、試験片の表面にスケールが付着するため、１８．０質量％のＮａＯＨと３．０質量％のＫＭｎＯ４の混合液にて試験片を煮沸した後、１０．０質量％のＣ６Ｈ１４Ｎ２Ｏ７（クエン酸水素二アンモニウム）にて煮沸を行うことによりスケールを除去し、その後に試験片の体積減少量を測定した。具体的には、試験前及び脱スケール後のそれぞれの状態における試験片の断面観察により、体積減少量を測定した。同時に、試験前及び脱スケール後のそれぞれの状態における試験片の外観、寸法及び重量変化も観察した。
【0025】
２．試験結果
試験片の材料として、９種類（実施例１～４及び比較例１～５）の材料を用いて試験を行った結果、図１に示すように、各材料における体積減少量の測定結果が得られた。以下では、図１を用いて体積減少量の測定結果について説明する。
試験片の材料として、９種類（実施例１～４及び比較例１～５）の材料を用いて試験を行った結果、図１に示すように、各材料における体積減少量の測定結果が得られた。以下では、図１を用いて体積減少量の測定結果について説明する。
【0026】
（１）実施例１
実施例１では、Ｎｉを４０．６３質量％、Ｃを０．４６質量％、Ａｌを４．５３質量％、Ｓｉを０．５１質量％、Ｃｒを３０．２６質量％、Ｍｎを０．３２質量％、Ｆｅを１８．３６質量％、Ｎｂを２．２６質量％、Ｗを２．６７質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は０．００％となり、極めて高い耐食性が確認された。
実施例１では、Ｎｉを４０．６３質量％、Ｃを０．４６質量％、Ａｌを４．５３質量％、Ｓｉを０．５１質量％、Ｃｒを３０．２６質量％、Ｍｎを０．３２質量％、Ｆｅを１８．３６質量％、Ｎｂを２．２６質量％、Ｗを２．６７質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は０．００％となり、極めて高い耐食性が確認された。
【0027】
（２）実施例２
実施例２では、Ｎｉを４３．３２質量％、Ｃを０．３９質量％、Ａｌを３．８５質量％、Ｓｉを０．４４質量％、Ｃｒを２８．０４質量％、Ｍｎを０．２７質量％、Ｆｅを１６．５３質量％、Ｎｂを１．９２質量％、Ｗを２．７９質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は０．０３％となり、極めて高い耐食性が確認された。
実施例２では、Ｎｉを４３．３２質量％、Ｃを０．３９質量％、Ａｌを３．８５質量％、Ｓｉを０．４４質量％、Ｃｒを２８．０４質量％、Ｍｎを０．２７質量％、Ｆｅを１６．５３質量％、Ｎｂを１．９２質量％、Ｗを２．７９質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は０．０３％となり、極めて高い耐食性が確認された。
【0028】
（３）実施例３
実施例３では、Ｎｉを４７．５４質量％、Ｃを０．３７質量％、Ａｌを３．６２質量％、Ｓｉを０．４９質量％、Ｃｒを２７．３１質量％、Ｍｎを０．４２質量％、Ｆｅを１６．２９質量％、Ｎｂを１．８１質量％、Ｗを２．１４質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は０．２３％となり、高い耐食性が確認された。
実施例３では、Ｎｉを４７．５４質量％、Ｃを０．３７質量％、Ａｌを３．６２質量％、Ｓｉを０．４９質量％、Ｃｒを２７．３１質量％、Ｍｎを０．４２質量％、Ｆｅを１６．２９質量％、Ｎｂを１．８１質量％、Ｗを２．１４質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は０．２３％となり、高い耐食性が確認された。
【0029】
（４）実施例４
実施例４では、Ｎｉを４６．００質量％、Ｃを０．３３質量％、Ａｌを３．１７質量％、Ｓｉを０．３６質量％、Ｃｒを２５．８１質量％、Ｍｎを０．２３質量％、Ｆｅを１４．６９質量％、Ｎｂを１．５８質量％、Ｗを２．９１質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は０．４３％となり、高い耐食性が確認された。
実施例４では、Ｎｉを４６．００質量％、Ｃを０．３３質量％、Ａｌを３．１７質量％、Ｓｉを０．３６質量％、Ｃｒを２５．８１質量％、Ｍｎを０．２３質量％、Ｆｅを１４．６９質量％、Ｎｂを１．５８質量％、Ｗを２．９１質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は０．４３％となり、高い耐食性が確認された。
【0030】
（５）比較例１
比較例１では、Ｎｉを４９．２１質量％、Ｃを０．２４質量％、Ａｌを２．２７質量％、Ｓｉを０．２６質量％、Ｃｒを２４．１６質量％、Ｍｎを０．１６質量％、Ｆｅを１１．６２質量％、Ｎｂを１．１３質量％、Ｗを２．９８質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は０．７７％となり、０．５％を超える体積減少量が確認された。
比較例１では、Ｎｉを４９．２１質量％、Ｃを０．２４質量％、Ａｌを２．２７質量％、Ｓｉを０．２６質量％、Ｃｒを２４．１６質量％、Ｍｎを０．１６質量％、Ｆｅを１１．６２質量％、Ｎｂを１．１３質量％、Ｗを２．９８質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は０．７７％となり、０．５％を超える体積減少量が確認された。
【0031】
（６）比較例２
比較例２では、Ｎｉを３９．４１質量％、Ｃを０．６１質量％、Ａｌを４．３９質量％、Ｓｉを０．４９質量％、Ｃｒを２９．３５質量％、Ｍｎを０．３１質量％、Ｆｅを１７．８１質量％、Ｎｂを２．１９質量％、Ｗを５．２３質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は０．８６％となり、０．５％を超える体積減少量が確認された。
比較例２では、Ｎｉを３９．４１質量％、Ｃを０．６１質量％、Ａｌを４．３９質量％、Ｓｉを０．４９質量％、Ｃｒを２９．３５質量％、Ｍｎを０．３１質量％、Ｆｅを１７．８１質量％、Ｎｂを２．１９質量％、Ｗを５．２３質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は０．８６％となり、０．５％を超える体積減少量が確認された。
【0032】
（７）比較例３
比較例３では、Ｎｉを３８．１９質量％、Ｃを０．７７質量％、Ａｌを４．２６質量％、Ｓｉを０．４８質量％、Ｃｒを２８．４４質量％、Ｍｎを０．３０質量％、Ｆｅを１７．２６質量％、Ｎｂを２．１２質量％、Ｗを７．７９質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は１．０３％となり、１．００％を超える体積減少量が確認された。
比較例３では、Ｎｉを３８．１９質量％、Ｃを０．７７質量％、Ａｌを４．２６質量％、Ｓｉを０．４８質量％、Ｃｒを２８．４４質量％、Ｍｎを０．３０質量％、Ｆｅを１７．２６質量％、Ｎｂを２．１２質量％、Ｗを７．７９質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は１．０３％となり、１．００％を超える体積減少量が確認された。
【0033】
（８）比較例４
比較例４では、Ｎｉを４５．０７質量％、Ｃを０．４５質量％、Ａｌを３．０４質量％、Ｓｉを０．３５質量％、Ｃｒを２４．９８質量％、Ｍｎを０．２２質量％、Ｆｅを１４．１８質量％、Ｎｂを１．５１質量％、Ｗを５．０５質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は１．１３％となり、１．００％を超える体積減少量が確認された。
比較例４では、Ｎｉを４５．０７質量％、Ｃを０．４５質量％、Ａｌを３．０４質量％、Ｓｉを０．３５質量％、Ｃｒを２４．９８質量％、Ｍｎを０．２２質量％、Ｆｅを１４．１８質量％、Ｎｂを１．５１質量％、Ｗを５．０５質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は１．１３％となり、１．００％を超える体積減少量が確認された。
【0034】
（９）比較例５
比較例５では、Ｎｉを４０．２２質量％、Ｃを０．０１質量％、Ａｌを４．４７質量％、Ｓｉを０．５２質量％、Ｃｒを３０．７２質量％、Ｍｎを０．３３質量％、Ｆｅを１８．７４質量％、Ｎｂを２．３０質量％、Ｗを２．６９質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は１．７８％となり、１．００％を超える体積減少量が確認された。
比較例５では、Ｎｉを４０．２２質量％、Ｃを０．０１質量％、Ａｌを４．４７質量％、Ｓｉを０．５２質量％、Ｃｒを３０．７２質量％、Ｍｎを０．３３質量％、Ｆｅを１８．７４質量％、Ｎｂを２．３０質量％、Ｗを２．６９質量％で含有する材料を用いた。その結果、体積減少量は１．７８％となり、１．００％を超える体積減少量が確認された。
【0035】
（１０）検討結果
上述した合金元素のうち、Ｎｉ、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｂ及びＷは、肉盛用のコーティング材に用いる場合、耐食性を向上するうえで重要な元素である一方で、その含有量によっては十分な耐食性を発揮できないという検討結果が得られた。具体的には、各合金元素の含有量は、図２に示すように、Ｃが０．３～０．５質量％（０．３質量％以上０．５質量％以下）、Ａｌが３．０～５．０質量％（３．０質量％以上５．０質量％以下）、Ｓｉが０．３～０．６質量％（０．３質量％以上０．６質量％以下）、Ｃｒが２５．０～３１．０質量％（２５．０質量％以上３１．０質量％以下）、Ｍｎが０．２～０．５質量％（０．２質量％以上０．５質量％以下）、Ｆｅが１４．０～１９．０質量％（１４．０質量％以上１９．０質量％以下）、Ｎｂが１．５～２．５質量％（１．５質量％以上２．５質量％以下）、Ｗが２．０～３．０質量％（２．０質量％以上３．０質量％以下）であれば、体積減少量が０．５％以下という高い耐食性が得られる。
上述した合金元素のうち、Ｎｉ、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｂ及びＷは、肉盛用のコーティング材に用いる場合、耐食性を向上するうえで重要な元素である一方で、その含有量によっては十分な耐食性を発揮できないという検討結果が得られた。具体的には、各合金元素の含有量は、図２に示すように、Ｃが０．３～０．５質量％（０．３質量％以上０．５質量％以下）、Ａｌが３．０～５．０質量％（３．０質量％以上５．０質量％以下）、Ｓｉが０．３～０．６質量％（０．３質量％以上０．６質量％以下）、Ｃｒが２５．０～３１．０質量％（２５．０質量％以上３１．０質量％以下）、Ｍｎが０．２～０．５質量％（０．２質量％以上０．５質量％以下）、Ｆｅが１４．０～１９．０質量％（１４．０質量％以上１９．０質量％以下）、Ｎｂが１．５～２．５質量％（１．５質量％以上２．５質量％以下）、Ｗが２．０～３．０質量％（２．０質量％以上３．０質量％以下）であれば、体積減少量が０．５％以下という高い耐食性が得られる。
【0036】
上記のような各合金元素の含有量の範囲は、試験により得られた以下の知見に基づくものである。まず、Ｃは、高温強度及び耐摩耗性の向上に有効であるが、多量添加するとＣｒ炭化物の粒界析出などを促進させ、脆化及び耐食性の劣化を促進する。そのため、０．３～０．５質量％の含有量であることが好ましく、０．３３～０．４６質量％の含有量であることがより好ましく、０．３９～０．４６質量％の含有量であることがさらに好ましい。
【0037】
Ａｌは、Ａｌ２Ｏ３の酸化被膜を形成し、耐食性の向上に有効であるが、多量添加すると脆化を促進する。そのため、３．０～５．０質量％の含有量であることが好ましく、３．１７～４．５３質量％の含有量であることがより好ましく、３．８５～４．５３質量％の含有量であることがさらに好ましい。
【0038】
Ｓｉは、ＳｉＯ２の酸化被膜を形成し、耐食性の向上に有効であるが、高クロムのニッケル合金において多量添加すると、偏析により溶接性及び組織安定性を低下させる。そのため、０．３～０．６質量％の含有量であることが好ましく、０．３６～０．５１質量％の含有量であることがより好ましく、０．４４～０．５１質量％の含有量であることがさらに好ましい。
【0039】
Ｃｒは、Ｃｒ酸化物を含む被膜を形成し、耐食性の向上に有効であるが、溶接性などの観点からＳｉの含有量を抑えた場合には、２５．０～３１．０質量％の含有量であることが好ましく、２５．８１～３０．２６質量％の含有量であることがより好ましく、２８．０４～３０．２６質量％の含有量であることがさらに好ましい。
【0040】
Ｍｎは、塑性加工性などの向上や、不純物として出やすいＳの除去に有効であるが、耐食性を低下させるため０．２～０．５質量％の含有量であることが好ましく、０．２３～０．４２質量％の含有量であることがより好ましく、０．２７～０．３２質量％の含有量であることがさらに好ましい。
【0041】
Ｆｅは、耐食性、塑性加工性及び靭性の向上に有効であるが、多量添加すると組織安定性を低下させ、耐食性も逆に低下させてしまう。そのため、１４．０～１９．０質量％の含有量であることが好ましく、１４．６９～１８．３６質量％の含有量であることがより好ましく、１６．５３～１８．３６質量％の含有量であることがさらに好ましい。
【0042】
Ｎｉは、オーステナイト単層組織を得るためや、Ｃｌに対する耐食性を向上するために不可欠である。なお、Ｎｉは、他の全ての合金元素を除く含有量となるが、４０．０～４８．０質量％であることが好ましい。
【0043】
Ｎｂは、高温強度及び耐摩耗性の向上に有効であるが、多量添加すると脆化を生じる。そのため、１．５～２．５質量％の含有量であることが好ましく、１．５８～２．２６質量％の含有量であることがより好ましく、１．９２～２．２６質量％の含有量であることがさらに好ましい。
【0044】
Ｗは、耐食性及び強度の向上に有効であるが、多量添加すると機械加工性に悪影響を与える。そのため、２．０～３．０質量％の含有量であることが好ましく、２．１４～２．９１質量％の含有量であることがより好ましく、２．６７～２．７９質量％の含有量であることがさらに好ましい。
【0045】
上記のような各合金元素の含有量とすれば、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｂ及びＷを含有するニッケル合金からなる肉盛用のコーティング材において、耐久性を向上することができる。特に、Ｃｒの含有量が２５．０～３１．０質量％である高クロムのニッケル合金において、肉盛時の作業性を向上しつつ、耐久性を向上することができる。
【0046】
ただし、体積減少量が０．１％以下という極めて高い耐食性が確認された実施例１及び実施例２を考慮すると、Ａｌの含有量は３．８～４．６質量％であることが好ましい。この場合、Ａｌ２Ｏ３の酸化被膜を形成するＡｌの含有量を最適化し、さらに耐久性を向上することができる。
【0047】
Ｎｂの含有量は１．９～２．３質量％であることが好ましい。この場合、多量添加すると脆化を生じる一方で高温強度及び耐摩耗性に有効なＮｂの含有量を最適化し、さらに耐食性を向上することができる。
【0048】
Ｆｅの含有量は１６．０～１９．０質量％であることが好ましい。この場合、多量添加すると組織安定性を低下させる一方で耐食性、塑性加工性及び靭性に有効なＦｅの含有量を最適化し、さらに耐食性を向上することができる。
【0049】
Ｃｒの含有量は２８．０～３１．０質量％であることが好ましい。この場合、Ｃｒ酸化物を含む被膜を形成するＣｒの含有量を最適化し、さらに耐久性を向上することができる。
【0050】
その他の合金元素であるＭｏ（モリブデン）、Ｃｏ（コバルト）、Ｖ（バナジウム）の含有量は任意であるが、Ｍｏは５．０質量％以下で含有されるか、又は、含有されないことが好ましい。Ｃｏは、含有されないことが好ましい。Ｖは、０．１質量％以下で含有されるか、又は、含有されないことが好ましい。
【0051】
３．コーティング方法
上記のようなコーティング材を用いてボイラー管の表面に対してコーティングを行う場合、肉盛溶接、溶射又はレーザークラッディングによりコーティングすれば、耐食性が向上したニッケル合金からなる肉盛用のコーティング材を用いて、ボイラー管の表面をコーティングし、ボイラー管の耐久性を向上することができる。肉盛溶接、溶射又はレーザークラッディングの具体的な方法は周知であるため、その説明を省略するが、肉盛層の厚さは、０．１～５．０ｍｍであることが好ましく、０．１～３．０ｍｍであることがさらに好ましい。
上記のようなコーティング材を用いてボイラー管の表面に対してコーティングを行う場合、肉盛溶接、溶射又はレーザークラッディングによりコーティングすれば、耐食性が向上したニッケル合金からなる肉盛用のコーティング材を用いて、ボイラー管の表面をコーティングし、ボイラー管の耐久性を向上することができる。肉盛溶接、溶射又はレーザークラッディングの具体的な方法は周知であるため、その説明を省略するが、肉盛層の厚さは、０．１～５．０ｍｍであることが好ましく、０．１～３．０ｍｍであることがさらに好ましい。
【0052】
コーティングの対象となるボイラー管の外径は、３８～６０ｍｍ程度である。また、ボイラー管は、冷却された状態で使用されるため、６５０℃以下の環境下で使用可能であればよく、上述の各合金元素の含有量は、その条件を満たしている。ただし、本発明に係るコーティング材は、６５０℃を超える高温環境下でも耐食性を発揮できるため、そのような高温環境下でも使用可能である。
【図1】
【図2】