JPH01298137A

JPH01298137A - 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋳鋼

Info

Publication number: JPH01298137A
Application number: JP12887188A
Authority: JP
Inventors: Koji Tsuchida; 土田　公司
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1988-05-26
Filing date: 1988-05-26
Publication date: 1989-12-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、耐熱鋳鋼に関し、より具体的には、石油化学
工業におけるナフサ等の炭化水素類の熱分解・改質反応
に使用される反応用管、浸炭熱処理炉の炉内材！４等と
して好適な耐浸炭性にすぐれる耐熱鋳鋼に関する。

（従来技術とその問題点）石油化学工業における炭化水素類の熱分解・改質反応で
は、炭化水素類の化学反応に伴ってカーボンが反応管の
管壁表面に析出し、このカーボンが管の金属材料中へ拡
散していき、いわゆる浸炭現象が生じる。浸炭が生ずる
と、管の材質が著しく脆化する。

前記反応管の材料として従来からＡ　Ｓ　Ｔ　Ｍ規格の
ＨＫ　４．　Ｏ材やＨＰ材などが使用されている。又、
Ｎｂ、Ｗ、ＭＯなどをＨＰ材に添加した所謂ＨＰＰ改良
材開発されて、実用に供されている。しかし、これらＨ
Ｋ　４０、ＨＰ又はｌ−Ｉ　Ｐ改良材の場き、１１００
℃を超える高温域では浸炭が加速されて、材質が劣化す
るため、これらの材料では浸炭の問題について対応が困
難になってきている。一方、最近では操業温度が高温化
しており、高温における耐浸炭性にすぐれた材料の出現
が要請されている。

本発明はかかる要請を満たした新規な耐熱鋳鋼を提供す
るものである。

（技術的手段及び作用）本発明にかかる耐熱鋳鋼は、Ｃ：０．３〜０．７％、Ｓ
に３〜５％、Ｍｌｌ：５〜１５０％％、Ｃｒ：３０？１
丁を超え５０％以下、Ｎｉ：３０％を超え５０％以下、
ＡＩ＋０．５〜５．０％を含有すると共に、Ｎｌ＋：０
．２〜２．０％及び／又はＷ：０．２〜２．０％を′　
含有し、残部実質的にＦｅから成る成分組成を有してい
る。尚、上記の「？５」は全て重置「％」であり、以下
の説明においても同様である。

本発明の耐熱鋳鋼は、例えば１１００℃を超える高温域
において、耐酸化性、クリープ破断強度等に関する所定
の高温特性を具備すると共に、すぐれた耐浸炭性を備え
るものである。

本発明の耐熱１２ｉｊ！４の成分限定理由は次のとおり
である。

０．０３〜０７％Ｃは、き金の鋳造性を良好にするだけでなく、高温にお
けるクリープ破断強度を高める作用がある。このため、
少なくとも０．３？、；を含有する必要がある。しかし
、Ｃｆｉが過度に多くなると、Ｃｒ等との二次炭化物が
多量に析出することにより、延性、熱疲労に対する耐久
性の低下が著しくなる。

従って０　、７　％を上限とする。

Ｓ　ｉ：３〜５％Ｓｌは、耐浸炭性の改善に欠くことのできない元素であ
る。しかし、３９．：ｉｕ、下では耐浸炭性のｍ著な改
善効果を期待できない。又、５％を超えると、高温での
使用中にσ相が現われ、組織が不安定になって脆化しや
すくなる。このため、３〜５２１；に規定する。

Ｍ　ｎ　＋　５〜１５５％Ｍｎは、オーステナイト相を安定化させる作用のほか、
耐浸炭性の改善に大きく寄しトする。５？０よりも少な
いとその効果が十分でな・【、１５？５を超えると高温
便用中にσ相が現われ、材ト１を脆化させる。このため
、５〜１５％に規定する。

Ｃｒ：３０％を超え５０？５以「Ｃ「は、Ｍｎ及び後記するＮ１と共に、金属組織をオー
ステナイト化し、高温強度や耐酸化性を高める効果を有
する。特に１１００℃以上の高温域での使用における強
度及び耐酸化性を十分なものとするには、３０％を超え
るＣｒ１ｌを含有させる必要がある。この効果は、Ｃｒ
ｊｔの増加とともに高められるが、余り多く含有すると
、鋳造時及び使用後の靭性の低下を招くこともあるので
、上限は５０％とする。

Ｎｉ：３０％を超え５０２≦以下Ｎｉは、Ｃｒ、Ｍｎと共存してオーステナイト組織を安
定化させる作用があり、更に耐浸炭性と耐酸化性及び高
温強度を確保するのに有効な元素である。特に、１１０
０°Ｃ以上の高温域での使用において良好な耐酸１ヒ性
及び耐浸炭性を確保するには３０％を超えるＮｉ、ｉを
含有させる必要がある。

この効果はＮ１呈の増加と共に高められるが、５０２ｇ
を超えるとその効果は飽和し、経済的にも不刊となるた
め、５０％を上限とする。

Ａｌ：０．５〜５．０％Ａ１は、耐酸化性の向上に有効であると同時に、耐浸炭
性の向上にら非常に有効な元素である。

１１００℃以上の高温での使用における耐浸炭性の向上
を図るには、少なくとも０．５％以上含有する必要があ
る。その含有層の増加と共に耐浸炭性は改善されるが、
余りに多く含有するとｉ口造時及び使用後の靭性を著し
く低下させるため、５，０％を上限とする。

本発明の耐熱鋳鋼は、更にＮｂ、Ｗの一種又は二種をｆ
記のとおり含有している。

Ｎｂ：０．２〜２．０％Ｎｂは、クリープ破断強度の向上及び高温におけるクリ
ープ変形の向上に寄与する。ＮＩＩｆ！：添加する場合
、含有量がｏ　、　２　？ｇよりも少ないとそグ）効果
が１分でなく、一方２．０％を超えるとクリープ破断強
度及び耐酸化性が劣化する。従って、０．２〜２．０９
１＋に規定する。

Ｗ：０．２〜２．０％Ｗら、Ｎｂと同様、クリープ破断強度の向上及び高温に
おけるクリープ変形の向上に寄与する。

Ｗを添加する場合、含有量が０．２％より少ないとその
効咀が十分でなく、一方２．０９．；を超疋るとクリー
プ破断強度及び耐酸化性に悪影響を及ぼす。ｖｅって、
０．２〜２．０°６に規定する。

本発明の耐熱鋳鋼は、上記の成分元素を含有し、残部は
実質的にＦｃから成る。なお、合金の溶製時に不可避的
に混入ずろＰ、Ｓ等の不純物であっても、この種の鋼（
４に通常許容される範囲内であれば存在しても構わない
。

次に実施例を挙げて本発明の耐熱ｉ！Ｊ鋼の耐浸炭性の
向」−効果を具体的に説明する。

（実施例）高周波誘導溶解炉で各種成分のき金を溶製し、遠心鋳造
にて管（外径１１００ＩｌＩＩ／内径８０ｎｍ＞：長さ
６０ＩＩＩｍ）を製造した。各供試管のき金成分組成を
第１人に示す。こｈらについて浸炭試験を行ない、第１
図にその結果を示す。

浸炭試験は、供試管を固体浸炭材くデグザＫ　Ｇ３０、
Ｂ　ａ　（ｇ：　Ｏ：ｌ　＆　ｆｌ　）中、温度１１５
０’Ｃで１０００時間保持漫の浸炭量をａｔす定するこ
とにより行なった。

（以下余白）１１η記第１ｋにおいて、供試管Ｎｏ、１及びＮｏ、２
は本発明の耐熱鋳鋼、Ｎｏ、３は従来のＨＰ改良材であ
る。第１図から明らかなごとく、供試管Ｎｏ。

３のＣ増加量は本発明の耐熱鋳鋼を用いた供試管Ｎｏ、
Ｌ及びＮｏ、２に比べてＣの増加量は極めて多い。本発
明Ｊ）耐熱鋳…を用いた供試管Ｎｏ、１及びＮｏ、２の
浸炭量は管の表面においても約１．ｏｒ。

程度と（支）めで軽微であり、耐浸炭性が極めて良好で
あることを示している。

く斃明の効果）本発明の耐熱鋳鋼は、１１００℃を超える高温域におけ
る使用においてずぐれた耐浸炭性を備えている。促って
、本発明の耐熱ｉ７ｉ鋼は、石油化学Ｔ業におけるクラ
ラギングチューブやリフォーミングチューブの材トｌと
して、更には浸炭熱処理炉の炉内部品材料としても好適
である。

【図面の簡単な説明】

第１Ｉ２Ｉは供試管内部への浸炭によるＣの増加量を示
ずグラフである。＋′ｆ壁面からのｉ巨萬匡

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％にて、Ｃ：０．３〜０．７％、Ｓｉ：３〜
５％、Ｍｎ：５〜１５％、Ｃｒ：３０％を超え５０％以
下、Ｎｉ：３０％を超え５０％以下、Ａｌ：０．５〜５
．０％を含有すると共に、Ｎｂ：０．２〜２．０％及び
／又はＷ：０．２〜２．０％を含有し、残部実質的にＦ
ｅから成る耐浸炭性にすぐれる耐熱鋳鋼。