JPH0196349A - 耐熱鋳鋼 - Google Patents

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〉 この発明は、加熱炉の炉床レール等として好適な高温強
度並びに耐酸化性に優れた耐熱鋳鋼に関するものである
。

く背景技術〉 一般に、加熱炉の炉床レール等は、高温雰囲気に曝され
ることに加えて重量物の繰り返し負荷が加わるなど使用
条件が非常に苛酷なものであるが、従来、これらの点を
踏まえてＵＭＣｏ５０（ユニオンミニエル社規格）に代
表されるＣｒ　−Ｃｏ　−Ｆｅ合金が使用されてきた。

しかしながら、近年、加熱炉の使用条件は一段と苛酷の
度合いを高めており、それに使用される炉床レールには
更に優れた高温強度（特に高温圧縮強度）や耐酸化性が
望まれ、より高温特性の改善された、それでいて格別な
コストアップを招くことのない材料の開発が待たれてい
た。

〈発明の目的〉 本発明者らは、上述のような観点から、加熱炉レール用
材料等のような苛酷な高温雰囲気下での使用においても
十分に満足できる強度並びに耐酸化性を発揮し、しかも
極端な価格的な不利を招くことのない鋳鋼を提供すべく
研究を行ったところ、「従来から加熱炉レール材として
使用されていた前記Ｃｒ　−Ｃｏ　−Ｆｅ合金の成分調
整を行うと共に、これに所定量のＮｉを添加し、更に少
量のＮｂ＋　Ｍｏ及びＷの３成分を複合添加すると、圧
縮強度を始めとする高温強度並びに高温耐酸化性が一段
と改善された耐熱鋳鋼が得られ、高温下で長期に亘って
大きな荷重が加わるような装置・機器材料に適用した場
合にはその使用寿命を向上することが可能となる。」と
の知見を得たのである。

〈発明の構成〉 この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、 ［耐熱鋳鋼を、 ｃ　：　ｏ、ｏｓ〜０．２％（以降、成分割合を表わす
％は重量％とする）。

Ｓｉ　：　０．５〜２．０％、　　　　Ｍｎ　：　０．
５〜１．５％。

Ｃｒ：２５〜３２％、　　Ｎｉ：５〜ｌＯ％。

Ｃｏ：４３〜４７％、　　Ｎｂ　：　０．５〜２．５％
。

Ｍｏ　：　０．５〜３％、　　　　Ｗ　？　２．０〜４
．０％を含み、残部が実質的にＦｅより成る成分組成に
構成することにより、−段と優れた高温強度と耐酸化性
とを備えしめた点」 に特徴を有するものである。

く構成成分の作用〉 なお、本発明の耐熱鋳鋼において、各成分の含有割合を
前記の如くに数値限定したのは次の理由によるものであ
る。

＋ａ）　　ｃ Ｃ成分には、鋳造性を改善する作用の他に、Ｎｂ。

Ｗ、Ｃｒ等と結合して炭化物を形成し、素地に析出する
か或いは超高温（１２５０℃程度）では固溶化するが、
何れにしても高温強度を高める作用がある。

しかしながら、その含有量が０．０５％未満では前記作
用による所望の効果が期待できず、一方、０．２％を超
えて含有させると靭性の低下が著しくなることから、Ｃ
含有量は０．０５〜０．２％と定めた。

（ｂｌ　　５ｉ Ｓｉは溶鋼精錬の際に脱酸剤として添加される成分であ
ると共に、湯流れ性を向上する作用を有するものである
が、その含有量が０．５％未満では前記作用による所望
の効果が得られず、一方、２．０％を超えて含有させる
と靭性の低下及び溶接性の劣化を招くことから、Ｓｉ含
有量は０．５〜２．０％と定めた。

（ｃｌ　　Ｍｎ Ｍｎも、溶鋼精錬の際に脱酸剤として添加される成分で
あるが、それと共に不純物元素であるＳをＭｎＳとして
固定しＳの害を抑える作用がある′が、その含有量が０
．５％未満では前記作用による所望の効果が得られず、
一方、１．５％を超えて含有させると耐酸化性の低下を
招くことから、Ｍｎ含有量は０．５〜１．５％と定めた
。

（ｄｉ　　Ｃｒ Ｃｒは鋼に高温強度並びに耐酸化性を確保する上で必須
の成分であり、１１００℃以上の高温雰囲気下で所望の
高温強度及び耐酸化性を発揮させるためには２５％以上
の含有量を確保する必要がある。一方、３２％を超えて
含有させると靭性の劣化が著しくなることから、Ｃｒ含
有量は２５〜３２％と定めた。

（ｅｌ　　　Ｎｉ Ｎｉはオーステナイトを安定化する成分であり、本発明
に係る系の鋳鋼に所定量を含有させることによって高温
強度を更に高める作用を発揮する上、靭性低下を抑制す
る作用をも有している。

しかしながら、その含有量が５％未満では前記作用によ
る所望の効果が得られず、また１０％を超えて含有させ
ることは経済性の面で不利となることから、経済性と効
果とのバランスを考慮してＮｉ含有量を５〜１０％と定
めた。

（ｆ）　　Ｃ。

Ｃｏには鋼のクリープ強度を著しく向上させる作用があ
り、超高温雰囲気下で使用する鋼材には重要な成分であ
るが、その含有量が４３％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方、４７％を超えて含有させると耐高
温酸化性の面で好ましくないことから、Ｃｏ含有量は４
３〜４７％と定めた。

（幻　Ｎｂ Ｎｂ成分には、炭化物を安定化しＭｏ及びＷと共に鋼の
高温強度を更に向上させる作用がある上、耐熱衝撃性の
向上作用をも有しているが、その含有量が０．５％未満
では上記作用に所望の効果が得られず、一方、２．５％
を超えて含有させるとクリープ強度に悪影響を及ぼすよ
うになることから、Ｎｂ含有量は０．５〜２．５％と定
めた。

（ｈ）　　　Ｍ。

Ｍｏ成分には、Ｎｂ及びＷと共に鋼の高温強度を更に向
上させる作用があるが、その含有量が０．５％未満では
上記作用による所望の効果が得られず、一方、３％を超
えて含有量させることは高温強度の向上につながりはす
るものの製造性の悪化や耐酸化性の低下を招く上、経済
性の面で不利となることから、ＭＯ含有量は９．５〜３
％と定めた。

（１）　　　Ｗ Ｗ成分には、Ｎｂと共に炭化物を形成し、ＭＯとの相互
作用とも相俟って鋼の高温強度、高温硬さを増加させる
作用があるが、その含有量が２６０％未満では上記作用
に所望の効果が得られず、一方、４．０％を超えて含有
させると高温強度は向上するものの製造性の悪化や耐酸
化性の低下を招くことから、Ｗ含有量は２．０〜４．０
％と定めた。

なお、本発明の鋳鋼を構成するＮｂ、　’Ｍｏ及びＷ成
分は、個々に含有させた場合には多量添加であっても添
加量に見合うだけの高温強度の向上がないばかりか、析
出物による高温特性への悪影響が出てくるが、これらの
３成分を複合して含有させた場合にはＮｂ、　Ｍｏ及び
Ｗ個々の場合に認められる析出物による悪影響が緩和さ
れ、これらの相乗効果と効率良く高温特性が改善される
のである。

次いで、この発明を実施例により比較例と対比しながら
説明する。

〈実施例〉 通常の方法によって第１表に示す如き成分組成の鋳鋼を
溶製し、その鋳造品から試験片を切り出して高温強度と
耐高温酸化性を調査した。

得られた結果を第１表に併せて示す。

第１表に示される結果からも明らかなように、本発明に
係る鋳鋼は極めて優れた高温強度と耐高温酸化性とを兼
備しているのに対して、成分組成が本発明で規定される
条件を満たしていない比較鋳鋼では高温強度或いは耐高
温酸化性が不十分で、例えばより苛酷な条件下に曝され
る炉床材等に適用したような場合には満足できる結果を
安定して得難いことが分かる。

く効果の総括〉 以上に説明した如く、この発萌によれば、高温強度並び
に耐高温酸化性等の高温特性に一段と優れた鋳鋼を比較
的コスト安く提供することができ、加熱炉等の高温装置
・機器類の性能を更に向上することが可能となるなど、
産業上優れた効果がもたらされるのである。

出願人　日本ステンレス株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重量割合にて、 Ｃ：０．０５〜０．２％、Ｓｉ：０．５〜２．０％、Ｍ
   ｎ：０．５〜１．５％、Ｃｒ：２５〜３２％、Ｎｉ：５
   〜１０％、Ｃｏ：４３〜４７％、 Ｎｂ：０．５〜２．５％、Ｍｏ：０．５〜３％、Ｗ：２
   ．０〜４．０％ を含み、残部が実質的にＦｅより成ることを特徴とする
   耐熱鋳鋼。