JPH0429735B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、比較的高い炭素含有量を有する気体
貯蔵シリンダ用低合金鋼に関するものであり、特
には現在使用されている気体貯蔵シリンダ用低合
金鋼を上回る改善されたシリンダ効率、最大引張
強さ、破壊靭性及び耐火性を示す気体貯蔵シリン
ダ用低合金鋼に関する。 （従来技術とその問題点） 酸素、窒素及びアルゴンのような気体は、多く
の方法で使用接点に供給される。こうした気体の
使用が金属切断、溶接、保護雰囲気形成或いは金
属加工作業におけるような一度に比較的少量のガ
スしか必要としないとき、気体は代表的にガスボ
ンベのような気体貯蔵シリンダに入れて使用地点
に送られそしてそこで保管される。 今日米国において使用されている大半のシリン
ダは、米国運輸省仕様3AAに従つて作製されて
おり、これは気体貯蔵シリンダがDOT4130X鋼
を含め指定された鋼種から作製されることを要求
している。この仕様3AAに従うシリンダは安全
と考えられそして許容された引張強さにおいて良
好な破壊靭性を示す。 輸送コストの増大に伴ない、改善された気体貯
蔵シリンダへの必要性が生じている。特に、仕様
3AAよりもはるかに良好なシリンダ効率即ちな
るたけ軽いシリンダで多量の気体を貯蔵出来る能
力を有する気体貯蔵シリンダに対する必要性が生
じている。しかし、こうしたシリンダ効率の増大
は、使用可能な引張強さにおけるシリンダ破壊靭
性を犠牲とするものであつてはならない。 引張強さ及び破壊靭性は主として、シリンダを
構成する材料に固有のものであるから、改善され
たシリンダ効率を有し同時に改善された引張強さ
及び破壊靭性を併せ持つ気体貯蔵シリンダ用鋼を
開発することが極めて所望されている。 特開昭58−1059号は、圧力容器用高強度高靭性
圧延鋼材を開示するが、そこでの炭素含有量は靭
性を損なわないため0.13〜0.30重量％と規定さ
れ、要求される水準の高強度を得ることが出来な
い。 （発明の課題） 本発明の課題は、従来の気体シリンダより増大
せるシリンダ効率を有し、しかも最大引張強さ、
焼き戻し耐性、高温強さ及び破壊靭性に優れる気
体貯蔵シリンダ用鋼を提供することである。 （課題を解決するための手段） 本発明者は、比較的高めの炭素を含有する、指
定された添加元素を含む低合金鋼が上記の目的を
満足することを見出した。 本発明は、重量％に基づいて、 (a) 0.32〜0.50％ 炭素 (b) 0.6〜0.9％ マンガン (c) 0.15〜0.35％ 珪素 (d) 0.8〜1.1％ クロム (e) 0.15〜0.25％ モリブデン (f) 0.005〜0.05％ アルミニウム (g) 0.04〜0.10％ バナジウム (h) 硫黄濃度の0.8〜３倍の濃度のカルシウ
ム、 (i) 残部 鉄 を含有し、随伴不純物として、燐が0.040％以下
そして硫黄が0.015％以下である気体貯蔵シリン
ダ用低合金鋼を提供する。 本発明低合金鋼から作製された気体貯蔵シリン
ダは、増大せるシリンダ効率、最大引張強さ、破
壊靭性、及び耐火性を具備し、更には後に定義す
るような「破壊に先立つての漏出」挙動を示す。 （用語の定義） 「シリンダ」は、圧力下の気体の貯蔵のための
任意の容器を意味し、ガスボンベのようなシリン
ダ形態を有する容器に限定されることを意図する
ものではない。 「破壊に先立つての漏出（leak−before−
break）挙動」とは、気体貯蔵シリンダが急激に
一瞬に破裂せずに、徐々に破損してガスを徐々に
逃して安全性を保証する能力を意味する。シリン
ダの「破壊に先立つての漏出」能力は、例えば
Prentice Hall Inc.社「構造物における破壊と疲
労コントロール−破壊機構の応用」13.6節（1977
年）に記載されるような確立された手法に従つて
決定される。 「シリンダ効率」とは、標準状態で計算された
貯蔵気体最大容積対シリンダ重量の比率を意味す
る。 「最大引張強さ」は、材料が破壊することなく
耐えうる最大応力を意味する。 「焼入れ硬化性」とは、オーステナイト化処理
或いには溶体化処理と続いての油或いは合成ポリ
マー基焼入れ冷却剤のような冷却媒体中への焼入
れから成る熱処理により完全にマルテンサイト鋼
ミクロ組成を生成しうる能力を言及する。焼入れ
硬化性は、ASM（1977年）「鋼の焼入れ硬化性」
により記述されるようなジヨミニー端焼入れ試験
により測定されうる。 「介在物」とは、すべての鋼において見出され
る、酸化物及び硫化物型式から主として成る非金
属相を意味する。 「焼戻し耐性」とは、焼入れマルテンサイト組
織を有する鋼が昇温への曝露に際して軟化に対し
て抵抗する能力を意味する。 「破断靭性（K_1c）」とは例えばASTM E616−
81に記載されるような鋭尖なクラツク或いは傷の
伝播に対する材料の抵抗のめやすである。破壊靭
性はASTM E813−81に記載される標準化方法に
より測定される。 「フープ応力」とは、内部圧によりシリンダ壁
中に存在する周回方向での応力を云う。 「シヤルピー衝撃強さ」とは、クラツクの伝播
中材料がエネルギーを吸収販しうる能力のめやす
でありそしてASTM E26−81に記載される方法
により測定される。 「耐火性」とは、高温への曝露による気体圧力
の増加が、不充分な高温強さによるシリンダの破
裂によるよりも、弁或いはデイスクのような安全
逃し装置により安全に減少少されるよう、火災中
におけるような高温への曝露にシリンダが耐える
能力を表す。 （発明の具体的説明） 第１図を参照すると、気体貯蔵シリンダ１０
は、比較的一様な側壁厚さを有する筒状中央区画
１１と、側壁より幾分厚い底部１３と、シリンダ
への気体充填及びそこからの気体放出のため必要
とされるような気体弁及び調節器を担持するため
の狭小化された首部分を形成する頂部１２とから
成るシエルから構成される。底部１３は、シリン
ダの内部圧力負荷に一層好適に耐えうるようにす
るために内方に凹んだ断面でもつて形成されてい
る。シリンダ自体は底部において直立しうる。こ
れは、一般にガスボンベと呼ばれるものである。 第１図に示されるようなシリンダは、製造業者
或いは充填地点から使用地点まで多くの様々の気
体を保管しそして輸送するのに広範に使用されて
いる。シリンダに所望の気体が空である時、シリ
ンダは再充填のため返送される。こうした頻繁な
取扱の過程で、傷、へこみ及び溶接アーク焼け跡
の形でのかなりの損傷がシリンダに発生する。こ
うした使用中での損傷は、製造時点からシリンダ
に既に存在することの多い傷と合さつて、シリン
ダに多くの欠陥を形成する。これら元々の或いは
使用下で発生する傷は、シリンダが受ける高圧、
放出、再加圧等の反覆的負荷並びに腐食誘発環境
への曝露により悪化される。 シリンダが通常の使用中それが受ける荒い取扱
いにもかかわらず爆発的に破損してはならないこ
とは明らかである。気体貯蔵シリンダの性能に対
する主たる寄与因子はそれらが作製された材料で
ある。本発明の高炭素低鋼合金は気体貯蔵シリン
ダが通常直面する問題のすべてに好都合に対処で
き、同時に従来からのシリンダよりも向上せる引
張強さ及び破壊靭性を示す。本発明の鋼合金の改
善された性能はシリンダを作製するのに要する材
料量の低減化をもたらす。 シリンダ使用中生ずる特定の問題にこのように
完全に適合する本発明鋼合金は、鉄に加えて、比
較的多量の炭素と、厳密に定義された量の幾種か
の特定元素から構成される。本合金を気体貯蔵シ
リンダ作製用材料としての使用に理想的な適合せ
しめるのは合金の成分の厳密に定義された組成で
ある。 本発明鋼合金は、0.32〜0.50重量％、好ましく
は0.32〜0.42重量％、もつとも好ましくは0.32〜
0.36重量％の炭素を含有している。炭素は、焼入
及び焼戻マルテンサイト鋼の硬さ及び引張強さに
影響を与えるもつとも重要な元素である。0.32重
量％より少ない炭素含量は、DOT4130Xに対し
て可能であつた温度より高い温度において焼戻後
105〜122.5Kg／mm²の所望範囲における引張強さを
与えるに充分でない。この昇温下での焼戻しは、
本発明鋼合金がこれまで一般に使用されたシリン
ダ用鋼よりも増大せる耐火性を持つことを可能な
らしめる。0.50重量％を越える炭素含量は焼（入
れ））割れを発生する恐れがある。従つて、この
定義された範囲の炭素濃度が、焼戻し後の所望の
引張強さを与えるに充分量の炭素を保証し同時に
マルテンサイトを生成するためのシリンダ焼入れ
操作中割れ発生を阻止するに充分低い炭素含量及
び焼入れ時硬さを保証する。炭素はまた、指定さ
れた量において、焼入れ硬化性にも寄与しそして
シリンダが完全にマルテンサイト組織を持つこと
を確実化する。 最終組織がシリンダ肉厚全体を通して焼戻しマ
ルテンサイトから実質成るものであることを保証
することが重要である。このようなミクロ組織は
関心のある強さ水準において最大限の破壊靭性を
提供する。 焼入れ硬化性は、油或いはDOT仕様3AAによ
り規定されるような油焼入れを模擬する合成ポリ
マ焼入れ冷却剤いずれかにおける一面焼入れ後、
シリンダ壁全体を通して少なくとも約90％マルテ
ンサイトを与えるに充分でなければならない。も
つとも酷しい水焼入れは、容器の構造的無傷性を
著しく劣化する焼割れを導入する確率を高めるの
で推奨されない。炭素含量は、こうした焼割れの
可能性を更に減じるためにも0.50重量％に制限さ
れた。当業者は、理想臨界直径を計算することに
より或いにはジヨミニー試験のような端焼入れ試
験を実施することにより与えられた鋼の焼入れ硬
化性を評価する方法を熟知しているはずである。
所要水準の焼入れ硬化性は、肉厚、焼入れ媒体及
び条件、表面状態、シリンダ寸法並びに温度に依
存するから、許容しうる焼入れ硬化性水準及びそ
うした焼入れ硬化性を与えるに適当な合金含量を
確立するのにこうした経験的方法が使用されねば
ならない。光学顕微鏡やＸ線回折のような標準的
技術がマルテンサイト含量を確認するのに使用さ
れうる。 合金が満足せねばならないまた別の材料要件は
充分なる焼戻し耐性である。少なくとも538℃、
好ましくは少なくとも593℃の焼戻し温度を保証
することが所望される。この焼戻し温度範囲を使
用して、関心のある105〜122.5Kg／mm²強さ範囲に
焼戻しうることは、熱処理中最適に焼入れされた
後充分に焼戻されたミクロ組織の発現を更に保証
する。このような焼戻し温度範囲はまた、低い温
度で焼戻すことにより充分な焼戻しマルテンサイ
ト組織を得られない恐れを排除する。こうした熱
処理は一層低い破壊靭性と傷許容限をもたらそ
う。焼戻し耐性及び充分に高い焼戻し温度範囲は
また、シリンダが使用中昇温に曝される可能性が
あるために重要である。これは例えば、火災中或
いは溶接及び切断トーチとの不注意な接触により
起りうる。高い焼戻し温度はそうした高温曝露中
起るであろう軟化の程度を最小限としよう。更
に、高い焼戻し温度の使用を可能ならしめる合金
はまた優れた高温強さをも具備している。これ
は、シリンダが使用中こうした条件への曝露によ
る膨れや爆発的破壊への耐性を増加する。これら
目的を満足させるために、本合金は、少くとも
538℃の焼戻し温度が使用されることを可能なら
しめるように、マンガン、珪素、クロム、モリブ
デン、アルミニウム、バナジウムを充分量有しな
けねばならない。0.32重量％の最小炭素含量もま
た同じ理由のため指定された。 本発明合金は0.6〜0.9重量％マンガンを含有す
る。この指定量は、合金の他の元素及び量と組合
さつて、本合金鋼が焼割れを誘発しない焼入れ速
度において完全にマルテンサイト質の組織を与え
るに充分の焼入れ硬化性を持つことを可能ならし
める。これは、強さと破壊靭性の最適の組合せを
得るために重要である。マンガンはまた、硫化鉄
を形成しやすい硫黄と結びついて硫化マンガン介
在物の形で硫黄を固定する役目をなす。硫化鉄
は、オーステナイト結晶粒界において薄片として
鋼中に存在し、従つて破壊靭性に対してきわめて
有害である。 本発明の合金は、一般に形状制御されたカルシ
ウム含有オキシースルフアイドとして硫黄を存在
めしめている。しかし、すべての硫黄を絶対的に
この型式の介在物に組入れることを補償すること
は困難である。指定量におけるマンガンの存在は
この問題を克服しそして本合金から危険性を与え
る恐れの多い硫化鉄膜を排除する。 本発明合金は0.15〜0.35重量％珪素を含有す
る。珪素は、脱酸剤として作用し、爾後のアルミ
ニウム、カルシウム添加物の回収を促進する。珪
素はまた、焼戻し耐性に寄与し、そしてその結果
としてシリンダの耐火性を改善する。更に、珪素
は焼入れ硬化性に寄与する元素の一つである。
0.15重量％より少ない珪素含量は爾後添加物の良
好な回収を実現するに充分ではない。0.35重量％
より多い珪素含量は酸素含量のそれ以上の減少を
もたらさない。 本発明の鋼合金は0.8〜1.1重量％クロムを含有
する。クロムは鋼の焼入れ硬化性を増大するため
に添加される。クロムはまた、耐火性にとつて重
要である焼戻し耐性にも寄与する。0.8重量％よ
り少ないクロム含量は他の成分と組合さつて充分
な焼入れ硬化性を与えるに充分ではない。1.1重
量％を越えるクロム濃度において、焼焼入れ硬化
性をさらに増大する点でのクロムの有効性は著し
く減少する。 本発明合金は0.15〜0.25重量％モリブデンを含
有する。モリブデンは焼入れ硬化性増大にきわめ
て有効な元素でありそして焼戻し耐性及び高温強
度をも向上する。モリブデンは、クロムと組合せ
て、この能力において特に有効であり、そしてモ
リブデンに対する指定範囲は指定されたクロム濃
度範囲と共に有効なモリブデン量に対応する。 本発明の合金鋼は0.005〜0.05、より好ましく
は0.01〜0.03重量％アルミニウムを含有する。ア
ルミニウムは、脱酸剤としてそして介在物組成へ
のその有益な効果のために存在する。0.005重量
％より少ないアルミニウム含量は、凝固中酸化物
介在物の形成を最小限にするために所望される
20ppm以下の溶存酸素含量を生成するに充分でな
い。更に、0.05重量％より少ないアルミニウム含
量は、可塑性でありそして重要な横断方向での破
壊靭性を減ずる珪酸塩型酸化物介在物の形成を防
止するのに充分ではない。0.005重量％を越える
アルミニウム含量は、アルミナの銀河状分散物を
含む汚染された鋼をもたらす。 本発明合金は、0.04〜0.10、より好ましくは
0.07〜0.10重量％バナジウムを含有する。バナジ
ウムは、二次硬化を増進しそして本発明の増大せ
る焼戻し耐性に対する主たる因子である、その強
力な窒化物及び炭化物形成傾向の故に添加される
（後に第２図に明示される）。0.04重量％より少な
いバナジウム含量は他の成分との組合せにおいて
所望の焼戻し耐性の増加を実現するのに充分でな
い。しかし、高いバナジウム水準は焼入れ硬化性
を減少する傾向があるから、0.10重量％を越える
バナジウム含量は所望されずまた焼戻し耐性に関
する限り必要とされない。本発明の炭素及びマン
ガン濃度は、指定されたバナジウムの存在により
生じうる焼入れ硬化性の減少を補償するよう指定
されている。 本発明合金は、0.040重量％以下の、好ましく
は0.025重量％以下の燐しか含有しない。0.040重
量％を越える燐濃度は粒界脆化とその結果として
の靭性損失の危険性を増大する。 本発明合金は、0.015重量％以下、好ましくは
0.010重量％以下の硫黄しか含有しない。0.015重
量％を超える硫黄の存在は、特に横断方向及び短
い横断方向における破壊靭性を急激に減少する。
最大シリンダ応力はフープ応力であるから、横断
方向における破壊靭性が最大限とされることは絶
対必要である。硫黄含量を0.015重量％以下に制
限することは、殊にカルシウムによる形状制御と
関連して、105〜122.5Kg／mm²引張強さ範囲におい
ての「破壊に先立つての漏出」挙動を実現するた
め、少くとも245Kg／mm²（mm）^1/2、好ましくは298
Kg／mm²（mm）^1/2という所定のの横断破壊靭性を与
える。本発明合金は、硫黄の濃度の0.8〜３倍の
濃度におけるカルシウムを含有する。硫黄は、細
長い硫化マンガン介在物の存在により横断方向破
壊靭性に好ましからざる作用を持つ。硫黄量に実
質上等しい量のカルシウムの存在は、硫黄が細長
い硫化マンガン介在物としてではなく球状のオキ
シスルフアイド介在物の形態で存在する結果を生
み出す。これは、横断破壊靭性をきわめて顕著に
改善する。カルシウムの存在はまた、アルミナの
銀河状分散物でなく球状の形状制御された酸化物
介在物の形成をもたらす。これは横断破壊靭性に
おける一層の改善につながる。カルシウムまたは
鋼の流動性を改善し、これは再酸化を減少し、鋼
清浄性を改善しそして鋼生産効率を増大する。 本発明合金は好ましくは0.012重量％以下の窒
素しか含まない。0.012重量％を越える窒素は、
破壊靭性を減少し、粒界破壊様式をもたらしやす
くそして熱間加工性の減少につながる。 本発明合金は好ましくは、0.010重量％以下の
酸素しか含有しない。鋼中の酸素は酸化物介在物
として存在する。0.010重量％を越える酸素濃度
は、過剰数の介在物をもたらし、これは鋼の靭性
を減少しそしてそのミクロ清浄性を損う。 本発明の鋼合金は好ましくは0.20重量％以下の
銅しか含まない。0.20重量％を越える銅濃度は、
熱間加工性に有害な作用を有し従つて早期疲労破
壊をもたらす恐れのある高温割れをを生じやすい
ものとする。 少量において随伴的に存在する可能性のある他
の通常の鋼不純物は、鉛、ビスマス、錫、砒素、
アンチモン、亜鉛等である。 気体貯蔵シリンダは本鋼合金から斯界で周知の
任意の方式で作製される。当業者はこうした技術
に精通しているので、説明は省略する。 しばしば使用されるシリンダ作製法の一つは、
シリンダ状シエルの引抜きである。この技術は、
経済的にもそして技術的にも非常に有効であるけ
れども、シリンダの軸線方向における欠陥を引伸
す傾向がある。負荷下でのシリンダにおける主た
る材料応力はシリンダ壁におけるフープ応力であ
るから、こうした軸線方向に伸びた欠陥は主シリ
ンダ負荷に対して横断方向に配向されることにな
り、それによりシリンダ構造完全性へのその有害
作用を最大限とする。本発明の高強度合金は驚く
べき程一様な方向性強さ及び延性並びに優れた横
断方向靭性を示す。即ち本合金は驚くべき程低い
異方性しか有しない。この低い異方性が欠陥の引
伸しにより生じた構造完全性の僅かの損失を有効
に相殺する。本発明の鋼合金のこの品質は更に、
気体貯蔵シリンダ構造用材料としてのそのユニー
クな適合性を一層向上する。 （実施例及び比較例） 本発明高炭素低合金鋼製の気体貯蔵シリンダが
従来型式のものを上回る利点を持つことを実証す
るため、両者の材料の性質を比較する第２〜４図
を参照されたい。使用した合金の幾つかの例を次
の表Ａに示す。第２〜４図は合金番号１の多数の
シリンダ試験からのデータに対する最適曲線であ
る。個々のシリンダは、この線より若干上下に変
動する特定の材料性質を持ちうる。 ここでは、合金は微量のニツケルを含有してい
るが、これらを含まない場合でも実質上同等の性
能を示すシリンダが得られた。

【表】 第２図を参照すると、線Ａは本発明鋼合金の室
温最大引張強さを表し（焼戻し温度の関数とし
て）そして線ＢはDOT4130Xの焼戻し温度の関
数としての室温最大引張強さを表す。最大引張強
さは、材料の最大引張強さ従つて対応する設計応
力水準が高い程一定のシリンダ設計に対して必要
とされる材料が少くてすむから、非常に重要であ
る。使用材料量の減少は、それ自体経済的に有益
であるのみならず、重量減少は大巾に改善された
シリンダ効率をも生む。第２図からわかるよう
に、与えられた熱処理に対して、本発明の鋼合金
の最大引張強さはDOT4130Xのそれより著しく
大きい。DOT4130Xは、前述したように、気体
貯蔵シリンダの作製においてこれまで使用された
通常の材料である。本発明合金に対する改善され
た引張強さは、第第３図に示されるように、許容
しうる破壊靭性に伴つて得られる。これは、
DOT4130Xに対しては云えない。DOT4130Xは
高い引張強さにおいては許容しえない程に低い破
壊靭性しか持たない。更に、本発明合金に対する
最大引張強さ対焼戻し温度の関係はDOT4130X
に対するそれよりも小さな傾斜を有するので、所
望される最大引張強さ範囲を得るのに一層広い焼
戻し温度範囲を使用でき、これは製造上の一層大
きな融通性を与える。 第２図は、本発明合金のまた別の利点を示す。
図面からわかるように、593℃で焼戻された時の
本発明合金の最大引張強さは、僅か482℃で焼戻
された時のDOT4130Xの最大引張強さとほぼ同
じである。本発明の鋼合金がDOT4130Xに対し
てよりも一層高い焼戻し温度において所定の強さ
まで熱処理されうるから、本発明の鋼合金は昇温
下で一層高い強さを有し、従つてDOT4130Xよ
りはるかに良好な耐火性を有する。この特性は、
気体貯蔵シリンダ構造用材料としての本発明合金
のこの面からの適合性を更に向上する。 DOT4130Xを上回る本発明合金（表Ａの番号
１）の改善された耐火性は表を参照すると更に
証明される。表は、482℃で焼戻された
DOT4130X及び579℃で焼戻された本発明の鋼合
金について行われた試験の結果をまとめたもので
ある。4.8mm×9.5mmの公称断面を有する各鋼のバ
ーが指示温度において15分間誘導加熱されそして
後各バーの引張強さがインストロンサーボ−減圧
試験機を使用して測定された。本発明合金に対す
る結果（欄Ａ）とDOT4130Xに対する結果（欄
Ｂ）とが表に示されている。これからわかるよ
うに、本発明合金はDOT4130Xに較べて著しく
改善された耐火性を有する。

【表】 第３図を参照すると、線Ｃは本発明合金の室温
横断破壊靭性を室温最大引張強さの関数として表
したものであり、そして線ＤはDOT4130Xに対
する同様の関係を表したものである。破壊靭性
は、製造中存在しそして更に拡大されている可能
性のある傷並びに使用中に生じる傷跡、へこみ及
びアーク燃え跡にもかかわらずシリンダがその構
造一体性を保持しうる能力のめやすであるから、
重要なパラメータである。第３図からわかるよう
に、本発明の鋼合金の横断破壊靭性は
DOT4130Xのそれより著しく高い。 破壊靭性はまた別の理由のために重要なパラメ
ータである。圧力容器は「破壊に先立つての漏
出」挙動を示すことが所望される。即ち、もし圧
力容器が万一破損するとするなら、圧力容器はき
わめて危険な状況を生みだす突然の一瞬的爆発破
壊とは違つて容器内の加圧気体が危険なく逃出し
うるよう漸時的に破損すべきである。シリンダに
おいて、シエルに存在する僅かの小さな傷は、
元々存在するにせよ或いは使用中加えられるにせ
よ、シリンダが反復的に充填されるにつれ成長し
そして最終的にこのシリンダ壁の周期的負荷は傷
或いはクラツクが適用負荷の下でシリンダを破損
に至らしめる臨界寸法に達する事態を招く。こう
した傷はまた圧力下のままで腐食誘発環境への曝
露により拡大する可能性がある。一般に認められ
ている「破壊に先立つての漏出」挙動に対する基
準は、シリンダが壁厚の２倍に少くとも等しい長
さの壁貫通傷の存在下でその構造的一体性を維持
しなければならないことである。材料の破壊靭性
が適用応力水準と臨界傷寸法との間の関係を決定
する。本発明の合金は、少くとも105Kg／mm²の張
強さにおいて少くとも少くとも245Kg／mm²（mm）^1/
２、好ましくは298Kg／mm²（mm）^1/2の破壊靭性を有
する。従来からのシリンダ作製材料に較べて改善
された破壊靭性を有するｇの合金は、これまでよ
り一層大きな傷に対してまた一層高い応力に対し
て「破壊に先立つての漏出」挙動を維持すること
ができる。この能力は、気体貯蔵シリンダ構造用
材料としての本発明の合金鋼の好適性を更に示す
ものである。 本発明の合金鋼がDOT4130Xを上回る靭性を
持つことを例示するまた別の方法はシヤルピー衝
撃抵抗を測定することによる。このデータが第４
図にグラフとして示されている第４図を参照する
と、線Ｅは本発明合金鋼の室温におけるシヤルピ
ー衝撃抵抗を最大引張強さの関数として表わし、
そして線ＦはDOT4130Xに対する同じ関係を表
す。第４図からわかるように、本合金鋼のシヤル
ピー衝撃抵抗はDOT4130Xのそれよりも著しく
高い。 表は、酸素が内部に貯えられる気体である時
の、本発明合金（合金番号１）製のシリンダのパ
ラメータとDOT仕様3AAに従う匹敵寸法のシリ
ンダのパラメータを比較してまとめたものであ
る。酸素容積は21℃及び大気圧において計算され
た。

【表】 表からわかるように、本発明の気体貯蔵シリ
ンダは、従来のシリンダに較べて有意義な改善を
有する。特に、本発明の気体貯蔵シリンダは従来
のものの約2.3に較べて約3.4のシリンダ効率を示
す。これは約48％の性能改善である。 （発明の効果） 本発明の高炭素低合金鋼は、水素含有ガス、即
ち水素、硫化水素等以外の気体を貯蔵することを
目的とした気体貯蔵シリンダの作製に使用するに
きわめて適合する。本発明によつて、これまで可
能であつたよりはるかに高シリンダ効率のシリン
ダ製作が可能である。本発明の合金鋼から作製し
た気体貯蔵シリンダは、同時に、一層高い最大引
張強さにおいて著しく良好な破壊靭性を示しまた
これまでのものより改善された耐火性を示し、更
にはこれまでより一層大きな傷に対してまた一層
高い応力に対して「破壊に先立つての漏出」挙動
を維持することができる。これらの特性の組合せ
が気体貯蔵シリンダ用途にユニークに適合するの
である。本発明合金の改善された性能は、シリン
ダを作製するのに要する材料量の低減化をもたら
す。

【図面の簡単な説明】

第１図はガスボンベの形態の気体貯蔵シリンダ
の断面図であり、第２図は本発明及び
DOT4130X製シリンダに対して焼戻し温度の関
数としての室温最大引張強さを表すグラフであ
り、第３図は同じく室温最大強さに対する室温破
壊靭性を表すグラフであり、そして第４図は同じ
く室温最大引張強さの関数としての室温シヤルピ
ー衝撃抵抗を表すグラフである。 １０……気体貯蔵シリンダ、１１……中央区
画、１２……頂部、１３……底部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重量％に基づいて、 (a) 0.32〜0.50％ 炭素 (b) 0.6〜0.9％ マンガン (c) 0.15〜0.35％ 珪素 (d) 0.8〜1.1％ クロム (e) 0.15〜0.25％ モリブデン (f) 0.005〜0.05％ アルミニウム (g) 0.04〜0.10％ バナジウム (h) 残部 鉄 を含有し、随伴不純物として、燐が0.040％以下
   そして硫黄が0.015％以下であり、そして硫黄濃
   度の0.8〜３倍の濃度のカルシウムを含有する気
   体貯蔵シリンダ用低合金鋼。 ２ 0.32〜0.42重量％炭素を含有する特許請求の
   範囲第１項記載の気体貯蔵シリンダ用低合金鋼。 ３ 0.32〜0.36重量％炭素を含有する特許請求の
   範囲第１項記載の気体貯蔵シリンダ用低合金鋼。 ４ 0.01〜0.03重量％アルミニウムをを含有する
   特許請求の範囲第１項記載の気体貯蔵シリンダ用
   低合金鋼。 ５ 0.07〜0.10重量％バナジウムを含有する特許
   請求の範囲第１項記載の気体貯蔵シリンダ用低合
   金鋼。 ６ 燐含有量が0.025重量％以下である特許請求
   の範囲第１項記載の気体貯蔵シリンダ用低合金
   鋼。 ７ 窒素含有量が0.012重量％以下である特許請
   求の範囲第１項記載の気体貯蔵シリンダ用低合金
   鋼。 ８ 酸素含有量が0.010重量％以下である特許請
   求の範囲第１項記載の気体貯蔵シリンダ用低合金
   鋼。 ９ 銅含有量が0.20重量％以下である特許請求の
   範囲第１項記載の気体貯蔵シリンダ用低合金鋼。 １０ 少なくとも105Kg／mm²の最大引張強さと少
   なくとも245Kg／mm²（mm）^1/2の破壊靭性を有する特
   許請求の範囲第１項記載の気体貯蔵シリンダ用低
   合金鋼。 １１ 硫黄含有量が0.010重量％以下である特許
   請求の範囲第１項記載の気体貯蔵シリンダ用低合
   金鋼。