JPH02122051A - 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼 - Google Patents
耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼Info
- Publication number
- JPH02122051A JPH02122051A JP27659288A JP27659288A JPH02122051A JP H02122051 A JPH02122051 A JP H02122051A JP 27659288 A JP27659288 A JP 27659288A JP 27659288 A JP27659288 A JP 27659288A JP H02122051 A JPH02122051 A JP H02122051A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- resistant steel
- carburization resistance
- carburization
- resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
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。
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、石油化学工業におけるナフサ、エタン等の炭
化水素の熱分解、改質反応に使用される反応管、鉄鋼の
熱処理ハースロール等の材料として好適な耐浸炭性にす
ぐれる耐熱鋼に関する。
化水素の熱分解、改質反応に使用される反応管、鉄鋼の
熱処理ハースロール等の材料として好適な耐浸炭性にす
ぐれる耐熱鋼に関する。
（従来技術とその問題点）
石油（ヒ学工業における炭化水素の熱分解、改質反応で
は、炭ｆヒノに索類の化学反応に伴い、カーボンが反応
管の壁面に（［着し、そのカーボンが管の内部に拡散し
ていくため、いわゆる浸炭現象が生じて反応管の材質が
著しく劣化１−る問題がある。
は、炭ｆヒノに索類の化学反応に伴い、カーボンが反応
管の壁面に（［着し、そのカーボンが管の内部に拡散し
ていくため、いわゆる浸炭現象が生じて反応管の材質が
著しく劣化１−る問題がある。
鉄鋼の熱処理炉の場きも炉内の部品は保護雰囲気ガスと
反応して浸炭される問題がある９上記用途に１重用され
る材料として、（、゛（来がら、ＡＳＴＭに規定された
耐浸炭性にすぐれるＨ Ｋ２Ｏ材（２５Ｃｒ−２ＯＮｉ
）、１−Ｉ Ｐ −４０材（２５Ｃ「−３５Ｎｉ）、又
はＮｂ、Ｗ、Ｍｏ等を更に含有Ｌ ｆ、： ＨＫ −４
０材及びＩ−（Ｐ−４０材の改良材等が広く使用されて
いる。
反応して浸炭される問題がある９上記用途に１重用され
る材料として、（、゛（来がら、ＡＳＴＭに規定された
耐浸炭性にすぐれるＨ Ｋ２Ｏ材（２５Ｃｒ−２ＯＮｉ
）、１−Ｉ Ｐ −４０材（２５Ｃ「−３５Ｎｉ）、又
はＮｂ、Ｗ、Ｍｏ等を更に含有Ｌ ｆ、： ＨＫ −４
０材及びＩ−（Ｐ−４０材の改良材等が広く使用されて
いる。
ところで、近年における操業温度の高温化によって１１
００℃を超える温度域での使用が一般化しており、この
ような温度域で前述の材料を使用すると浸炭が加速され
、材質が劣化する問題がある。
００℃を超える温度域での使用が一般化しており、この
ような温度域で前述の材料を使用すると浸炭が加速され
、材質が劣化する問題がある。
このため、特に高温における耐浸炭性にすぐれる材ｆ′
Ｉの出現が要請されている。
Ｉ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材料を提供するも
のである。
のである。
（技術的手段及び１ヤ川）
本発明にかかる耐熱鋼は、重量％にて、Ｃ：０゜３〜．
０ 、７％、Ｓｉ：２〜４９≦、Ｍｎ：５〜１０％、Ｃ
ｒ：２３〜３０％、Ｎｉ：５〜３０％、Ａｌ：０．５〜
５０％、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄの少なくとも１種口０゜０１
〜０．３％（但し２種以上含有する場き、会計にて０．
０１〜０．３％）、およびＮｂ：０．２〜２゜０％、Ｗ
：０．２〜２．０％の１種又は２種、残部実質的にＦｅ
からなる成分組成を有している。
０ 、７％、Ｓｉ：２〜４９≦、Ｍｎ：５〜１０％、Ｃ
ｒ：２３〜３０％、Ｎｉ：５〜３０％、Ａｌ：０．５〜
５０％、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄの少なくとも１種口０゜０１
〜０．３％（但し２種以上含有する場き、会計にて０．
０１〜０．３％）、およびＮｂ：０．２〜２゜０％、Ｗ
：０．２〜２．０％の１種又は２種、残部実質的にＦｅ
からなる成分組成を有している。
本発明の耐熱鋼は、１１００℃を超える温度域において
すぐれた耐浸炭性を具備している。
すぐれた耐浸炭性を具備している。
本発明の耐熱鋼の成分限定理由は次の通りである。
（’Ｔ ： ０ 、３〜０．７２≦
（二〕は、鋳造性を良好にし、高温クリープ破断強度を
高める１ヤ川がある。このため、少なくとも０゜３°ご
を要する。しかし、Ｃ量が多くなると二次炭化物が過剰
に析出し、延性の低下、熱疲労による耐久性の低下を招
く、このため、上限は０．７％にする。
高める１ヤ川がある。このため、少なくとも０゜３°ご
を要する。しかし、Ｃ量が多くなると二次炭化物が過剰
に析出し、延性の低下、熱疲労による耐久性の低下を招
く、このため、上限は０．７％にする。
Ｓｉ：２〜４％
Ｓｌは、溶湯の流動性及び耐浸炭性の改善に有効に作用
する。このため、少なくとも２％を要する。しかし、４
％より多く含有すると、高温における使用中にてシグマ
相が現われやすく、組織が不安定になって脱化を招く。
する。このため、少なくとも２％を要する。しかし、４
％より多く含有すると、高温における使用中にてシグマ
相が現われやすく、組織が不安定になって脱化を招く。
このため、上限は４％にする。
Ｍ盲１：５〜１０％
Ｍｎは、オーステナイト相を安定化し、耐浸炭性の改善
に大きく寄与する。５％に満たないとその効果は小さい
、一方、あまりに多く含有すると、高温における使用中
にてシグマ相が現われやすく、組織が不安定になって脱
化を招く、このため、上限は１０２≦に規定する。
に大きく寄与する。５％に満たないとその効果は小さい
、一方、あまりに多く含有すると、高温における使用中
にてシグマ相が現われやすく、組織が不安定になって脱
化を招く、このため、上限は１０２≦に規定する。
Ｃｒ：２３〜３０％
Ｃ「は、Ｍｎ及び後記するＮｉとの共存下で金属組織を
オーステナイト化し、高温強度や耐酸化性を高める作用
を有する。前述のＭｎの成分範囲及び後記するＮｉの成
分範囲の場き、１１００’ｃ以上の高温域で所定の強度
及び耐酸化性を確保するには少なくとも２３？≦以上含
有する必要がある。
オーステナイト化し、高温強度や耐酸化性を高める作用
を有する。前述のＭｎの成分範囲及び後記するＮｉの成
分範囲の場き、１１００’ｃ以上の高温域で所定の強度
及び耐酸化性を確保するには少なくとも２３？≦以上含
有する必要がある。
この効果はＣｒの含有量の増加と共に高められるが、あ
まり多く含有すると鋳造時及び使用陵の靭性３招く。こ
のため、上限は３０２≦とする。
まり多く含有すると鋳造時及び使用陵の靭性３招く。こ
のため、上限は３０２≦とする。
Ｎｉ：５〜３０％
Ｎ１は、Ｃｒ、Ｍ＋＋との共存によってオーステナイト
組織を安定化させる作用があり、耐浸炭性、耐酸化性及
び高温強度を確保する上で重要な元素である。１１００
’Ｃ以上の高温域で良好な耐酸化性、耐浸炭性を得るに
は少なくとも５％含有する・ピ・要がある。しかし、３
０％を超える量を含有しても増加層に対応する効果が得
られず、経済的に不利である。このため、上限は３０％
とする。
組織を安定化させる作用があり、耐浸炭性、耐酸化性及
び高温強度を確保する上で重要な元素である。１１００
’Ｃ以上の高温域で良好な耐酸化性、耐浸炭性を得るに
は少なくとも５％含有する・ピ・要がある。しかし、３
０％を超える量を含有しても増加層に対応する効果が得
られず、経済的に不利である。このため、上限は３０％
とする。
Ａｌ：０．５％〜５ 、０ ％
Ａｌは、耐酸化性を改善すると共に、耐浸炭性の向上に
有効な元素である。１１００℃以上の使用温度にて十分
な耐浸炭性の向上効果を得るには少なくとも０．５％以
上含有する必要がある３その含有量の増加と共に耐浸炭
性は向上するが、あまりに多く含有すると、鋳造時及び
使用後において著しい靭性の低下を招く。このため、上
限は５゜０°沼とする。
有効な元素である。１１００℃以上の使用温度にて十分
な耐浸炭性の向上効果を得るには少なくとも０．５％以
上含有する必要がある３その含有量の増加と共に耐浸炭
性は向上するが、あまりに多く含有すると、鋳造時及び
使用後において著しい靭性の低下を招く。このため、上
限は５゜０°沼とする。
Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄの少なくとも１種：０．Ｏ１〜０゜３
％ 希土類元素のうち、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄは耐熱鋼の表面に
強固な酸１ヒ被覆を形成し、耐浸炭性の向上にすぐれた
効果を発揮する。このため少なくとも１種を０．０１％
以上含有する必要がある。しかし、多量に含有すると酸
化被覆が剥離しやすくなり、材料は浸炭されやすくなる
と同時に延性が劣１ヒする。このため、上限は０．３２
６に規定する。なお、これら３元素の作用、効果は略同
じであるため、２種以上含有する場合、き計にて０．０
１−〇。３％とする。なお、これら３元素はミツシュメ
タルの主成分であり、実用的には３元素を含む場合が多
い。
％ 希土類元素のうち、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄは耐熱鋼の表面に
強固な酸１ヒ被覆を形成し、耐浸炭性の向上にすぐれた
効果を発揮する。このため少なくとも１種を０．０１％
以上含有する必要がある。しかし、多量に含有すると酸
化被覆が剥離しやすくなり、材料は浸炭されやすくなる
と同時に延性が劣１ヒする。このため、上限は０．３２
６に規定する。なお、これら３元素の作用、効果は略同
じであるため、２種以上含有する場合、き計にて０．０
１−〇。３％とする。なお、これら３元素はミツシュメ
タルの主成分であり、実用的には３元素を含む場合が多
い。
Ｎｂ：０．２〜２，０％及び／又はＷ：０．２〜２０％
Ｎｂ、Ｗはクリープ破断強度及び高温におけるクリープ
変形能の向上に寄与する。このため、少なくともいずれ
か１種を０．２％以上含有する必要がある。しかし、多
く含有するとクリープ破断強度が却って低下し、耐酸化
性が劣化する。このため、両元素とも、上限は２．０％
とする。
変形能の向上に寄与する。このため、少なくともいずれ
か１種を０．２％以上含有する必要がある。しかし、多
く含有するとクリープ破断強度が却って低下し、耐酸化
性が劣化する。このため、両元素とも、上限は２．０％
とする。
本発明の耐熱鋼は、前述したき金成分を含み、残部実質
的にＦｅからなる。なお、鋼の溶製時に不可避的に含有
するＰ、Ｓその他の不純物であっても、この種の鋼材に
通常許容される範囲であれば存在しても横わない。
的にＦｅからなる。なお、鋼の溶製時に不可避的に含有
するＰ、Ｓその他の不純物であっても、この種の鋼材に
通常許容される範囲であれば存在しても横わない。
次に実施例を挙げて本発明の耐熱鋼における耐浸炭性の
向上効果を具体的に説明する。
向上効果を具体的に説明する。
（実施例）
高周波誘導加熱炉にて各種成分の合金を溶製し、遠心鋳
造にてｇ（外径８０１に内径６０輸輪に長さ１００端耐
を製造した。各供試管の合金成分組成を第１表に示す。
造にてｇ（外径８０１に内径６０輸輪に長さ１００端耐
を製造した。各供試管の合金成分組成を第１表に示す。
これらについて浸炭試験を行ない、その結果を第１図に
示す。
示す。
浸炭試験は、供試管の内面側に固体浸炭剤（テグサＫＧ
３０、Ｂ ａ ＣＯ３含有）を充填し、１１５０℃の温
度にて３００時間保持後、供試管の内壁面からの浸炭量
を７１ｔ１１定することにより行ない、′Ｃ の浸炭量を評価した。
３０、Ｂ ａ ＣＯ３含有）を充填し、１１５０℃の温
度にて３００時間保持後、供試管の内壁面からの浸炭量
を７１ｔ１１定することにより行ない、′Ｃ の浸炭量を評価した。
（以下余白）
萌記第１表において、供試管Ｎｏ、１及びＮｏ、２は本
発明の耐熱鋼、供試管Ｎｏ、３は？足末鋼である。
発明の耐熱鋼、供試管Ｎｏ、３は？足末鋼である。
第１（２１から明らかなに口＜、供試管Ｎｏ、３のＣ増
加量は本発明の耐熱鋼を用いた供試管Ｎｏ、１及びＮｏ
、２に較べてＣの増加量は極めて多い０本発明の耐熱鋼
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１．０％前後と極めて軽微であり、耐浸
炭性が極めて良好であることを示している。
加量は本発明の耐熱鋼を用いた供試管Ｎｏ、１及びＮｏ
、２に較べてＣの増加量は極めて多い０本発明の耐熱鋼
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１．０％前後と極めて軽微であり、耐浸
炭性が極めて良好であることを示している。
（発明の効果）
本発明の耐熱鋼は、１１００℃を超える高温域における
陸用においてすぐれた耐浸炭性を備えている。従って、
本発明の耐熱鋼は、石油化学工業における炭化水素の反
応管、鉄鋼熱処理炉の炉内部品等の材料として好適であ
る。
陸用においてすぐれた耐浸炭性を備えている。従って、
本発明の耐熱鋼は、石油化学工業における炭化水素の反
応管、鉄鋼熱処理炉の炉内部品等の材料として好適であ
る。
第１図は供試管内部ｌ＼の浸炭によるＣの増加量を示す
グラフである。 管の内壁面からの距離 （ｍｍ） 手粘芒：？ｌＩＴ正書 （自発） 事件の表示 特願昭６３−２７６５９２ 発明の名称 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼 久保田鉄工株式会社 ５゜ 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書節１頁１７行目 「、鉄鋼の熱処理ハースロール」 （２）明細書節２頁５〜６行目 を削除。
グラフである。 管の内壁面からの距離 （ｍｍ） 手粘芒：？ｌＩＴ正書 （自発） 事件の表示 特願昭６３−２７６５９２ 発明の名称 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼 久保田鉄工株式会社 ５゜ 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書節１頁１７行目 「、鉄鋼の熱処理ハースロール」 （２）明細書節２頁５〜６行目 を削除。
Claims (1)
- 重量％にて、Ｃ：０．３〜０．７％、Ｓｉ：２〜４％、
Ｍｎ：５〜１０％、Ｃｒ：２３〜３０％、Ｎｉ：５〜３
０％、Ａｌ：０．５〜５．０％、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄの少
なくとも１種：０．０１〜０．３％（但し２種以上含有
する場合、合計にて０．０１〜０．３％）、およびＮｂ
：０．２〜２．０％、Ｗ：０．２〜２．０％の１種又は
２種、残部実質的にＦｅからなる耐浸炭性にすぐれる耐
熱鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27659288A JPH02122051A (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27659288A JPH02122051A (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02122051A true JPH02122051A (ja) | 1990-05-09 |
Family
ID=17571596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27659288A Pending JPH02122051A (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02122051A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115074626A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-09-20 | 青岛新力通工业有限责任公司 | 一种合金及其制备方法 |
-
1988
- 1988-10-31 JP JP27659288A patent/JPH02122051A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115074626A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-09-20 | 青岛新力通工业有限责任公司 | 一种合金及其制备方法 |
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