JPH04141516A - 高温特性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 - 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】 く産業上の利用分野〉 本発明は、高温特性に優れ、しがも通常行われる固溶化
熱処理を省略した安価なオーステナイト系ステンレス鋼
の製造方法に関するものである。

〈従来の技術〉 オーステナイト系ステンレス鋼は、優れた高温特性と耐
食性を有するところから原子力、火力発電プラントなど
の各種構造材料として広く使用されてきている。

従来オーステナイト系ステンレス鋼は熱間加工後、１０
１０〜１１５０℃に再加熱して急冷する、いわゆる固溶
化熱処理を施して製造されている．ところでこの再加熱
固溶化熱処理は熱間加工とは別のオフラインで行わなけ
ればならないため、設ぼコストが嵩むとともに処理能率
や省エネルギーの点で好ましくなかった．従って熱間加
工に引き続きオンラインで固溶化熱処理が出来れば、熱
処理費用の低減や設備の省略、工程の短縮などにより大
幅にオーステナイト系ステンレス鋼の製造コストを低減
できるものと期待される。

そこで、この固溶化熱処理を省略したオーステナイト系
ステンレス鋼の製造方法が、特開昭６０−２６６１９号
公報、特開昭６２−１２４２２０号公報に折本されてい
る。これらの方法は成分を限定し、さらに熱間圧延時の
累積圧下率、仕上温度および圧延後の冷却速度をそれぞ
れ所定の範囲に規制することによって熱間圧延後に改め
て再加熱による固溶化熱処理を行うことなく熱間圧延の
ままでＣｒ炭窒化物の析出のないオ・−ステナイト系ス
テンレス鋼を得ようとするものである。

しかしながら、これらの方法によれば、確かに熱間圧延
のままで再加熱面溶化熱処理材と同等以上の常温強度、
延性およびＣｒ炭化物の析出のないオーステナイト系ス
テンレス鋼を得ることは可能であるが、高温機器用鋼材
どして用いた場合の高温特性の点で不十分であるという
問題が残されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、再加
熱固溶化熱処理材と比較して、同等以上の高温特性を有
するオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法をｆｆ１
（バすることにある。

〈課題を解決するだめの手段〉 本発明は、重責比で、Ｃ二０．０２％以下、Ｓｉ：１．
０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ　：　１６．０〜
２０．０％、Ｎｉ：６．Ｏ〜１６．０％、Ｍｏ：　０．
１〜３．０％、Ｎ　：　０．０７−・・０．１２％及び
Ｐ　：　０．０３　＝０．１％を含有し、残部Ｆｅおよ
び不可避釣不純物からなるオーステナイト系ステン１ノ
ス崎を熱間加工するに際して、全圧下バス数の少なくと
も半数以上で加工率１０％以」−の加工を施１１、かつ
１０００工以」二の温度域で罵終の仕上加工を施した後
、直ちに５００℃以下まで５°Ｃ／ｍ以上の冷却速度で
冷却することを特徴とする特許造方法である。

〈作　用〉 本発明は、鋼成分および各製造工程の規制からなるが、
まず本発明における成分限定理由について説明する８ Ｃはオーステナイｌ・相を安定にし、強度を増加さ・セ
・るのに有効であるが、量が増大ずると高温長時間使用
時に多量のＣｒ炭化物の析出、凝集粗大化が起こり強度
低下を来すとともＵ：クリープ破断延性を低下させるの
で、０．０２％以下とした。

Ｓｉは通常脱酸元素として添加されるが、１．０％を超
える添加は熱間加工性を低下さ｛一るので、１、０％以
下に限定した。

！軸は脱酸と熱間加工性向上のため添加されるが、２、
０％を超える添加は耐食性を阻害するので、２．０％以
下に限定した。

Ｃｒは耐酸化性と高温強度を向上させるのに有効である
が、１６．０％未満ではその効果が不」一分であり、２
０％を超えて添加するとδフエライト量が増加し熱間加
工性を低下させるので、１６．０〜２０．０％の範囲に
限定した。

Ｎｉばオーステナイ１・形成元素であると共に耐食性を
向上ざせるのに有効であるが、６．０％未濡ではその効
果が不十分であり１６％を超える添加はコスト上昇にな
るので、６．０−１６．０％に限定した。

Ｍｏは高温強度、耐食性の向上に著しい効果のある元素
であるが、０．１％未満では効果がなく、また過剰に添
加するとコスト上昇およびクリープ破断延性を低下さ干
るので、０．１　＝３．０％に限定ｊ７た。

Ｎはクリープ破断強度改善乙こ有効な元素であり、Ｃ量
が低い場合にはこの効果を発揮さセ゛るために０、０７
％以上必要であるが、０．１２％を超えると製造性およ
びクリープ破断延性を低下させるので、Ｏｏ０６〜０。

１２％に限定した。

Ｐは炭化物を微細化し、かつ均一に析出さゼ、長時間の
加熱においてもその粗大化を抑制する元素であり、この
効果を得るためには０．０３％以」＝の添加が必要であ
るが、０．１２％を超えて添加すると溶接性を損なうの
で、０．０３〜０．１２％に限定した。

次に製造条件の限定理由について説明する。

オーステナイト系ステンレス鋼で均一な再結晶組織を得
、高温特性が良好な炉材を得るため乙．＝は熱間加工条
件の制御が重要であることが判明した。

すなわち熱間加工と再結晶？．こおいては、加工の初期
から大圧下あるいは累積で大圧下し、加工を進めること
が必要である。均一再結晶組織を得るためには、各バス
の圧下率は大きい方が望ましく、全圧下パス数の少なく
とも半数以上で１パス当たりの圧下率が１０％以上の加
工を実施しなければならない。

また各バス間の間隔を２０秒以上にするのが望ましい。

以上の通りの熱間加工を行った場合の最終の熱間仕上加
工は１０００℃以上の温度にしなければならない、熱間
仕上加工が１０００°Ｃ未満の場合、均一な再結晶組織
が得られないとともに、高強度が得られるものの延性の
低下が大きい。

また熱間加工後の冷却は、５００℃以下までの冷却速度
が５℃／Ｓ未満の場合は冷却中に粒界に炭化物が析出し
耐食性が劣化する。したがって熱間加工終了後５００℃
以下までの冷却速度を５°Ｃ／　ｓ以上に限定した。

次に実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。

〈実施例〉 第１表に示す５ｍ種のオーステナイト系ステンレス鋼を
用いて、第２表に示す加工条件および冷却条件で熱間加
工を行い、厚み１２ｍｇｍの鋼板を得た。

そしてこれらの鋼材に高温引張試験、クリープ試験及び
１０％しゅう酸電解エッチ試験を実施し、その結果を同
じく第２表に示した。

第２表において供試材阻１．９は本発明側石３．４．５
．６．７．８は比較例、阻２は従来例である。

比較例３は仕上温度が１０００°Ｃ未満であるため高温
強度は高いが延性が著しく低い。

比較例４は全圧下パス数に対して１０％／バス以上の圧
下率でのバス数が半数以上に達していないため、混粒と
なり延性が劣っている。

比較例５は熱間加工終了後５００℃以下までの冷却速度
が１°Ｃ／　ｓと遅いため粒界に炭化物が析出し、耐食
性が劣るとともに粒界強度が低下し、クリープ破断強度
、延性が劣る。

比較例６はＣ量が０．０２ｍｇｍ％を超えており、比較
的短い時間で炭化物の析出、凝集粗大化が起こり、クリ
ープ破断強度、延性が低下している。

比較例７はＮ量が０．０７ｉ１ｔ％未満であるため、ク
リープ破断強度が低い。

比較例８はＰ量が０．０３ｗｔ％未満であるため、クリ
ープ破断強度が低い。

また従来例である随２は十分な高温強度が得られない、
これに対して本発明の条件を全て満足している本発明例
隘１．９は高温強度、延性に優れている。

〈発明の効果〉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量比で、Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：１．０％以下、
   Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：１６．０〜２０．０％、Ｎ
   ｉ：６．０〜１６．０％、Ｍｏ：０．１〜３．０％、Ｎ
   ：０．０７〜０．１２％及びＰ：０．０３〜０．１％を
   含有し、残部Ｆｅおよび不可避釣不純物からなるオース
   テナイト系ステンレス鋼を熱間加工するに際して、全圧
   下バス数の少なくとも半数以上で加工率１０％以上の加
   工を施し、かつ１０００℃以上の温度域で最終の仕上加
   工を施した後、直ちに５００℃以下まで５℃／ｓｅｃ以
   上の冷却速度で冷却することを特徴とする高温特性の優
   れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。