JPH0472040A - 耐熱ステンレス鋼 - 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） 本発明は耐熱ステンレス鋼に関し、更に詳しくは、耐酸
化性に優れ、加熱炉や均熱炉のレキュペレータ、熱電対
の保護管など高温の酸化性雰囲気に曝される部材の素材
に用いて有用な耐熱ステンレス鋼に関する。

（従来の技術） 鋼材の加熱炉や均熱炉の金属レキュペレータの素材とし
ては、従来から、１８％Ｃｒ　Ｑ　（ＳＵＳ４３０）が
用いられ、また、熱電対の保護管には２５％Ｃｒ−Ａｊ
！系のフェライト合金鋼（ＦＣＨｌまたはＦＣＨ２）が
用いられている。

（発明が解決しようとする課題） これら素材のうち、５ＵＳ４０３は高温下における耐性
に優れているが、しかし、−旦、炉を停止してその温度
が低下すると、燃焼時の灰分に蓄積されているＨｌＳと
大気中の水分とが反応してＨ２Ｓ　Ｏ＋のような腐食性
化合物が生成し、この化合物による腐食作用で、炉壁等
に孔があいたり、またはスケールとなって剥落するなど
の不都合が起こりやすい。

また２５％Ｃｒ−Ａｌ系のフェライト合金鋼の場合は、
１１００℃以上の高温に曝されると、その結晶粒が粗大
化して脆性となり破損しやすくなる。しかも、この合金
鋼は、Ｃｒ、ＡＩの含有量が多いので、冷間加工性に劣
り、所望形状へ冷間加工しにくいという欠点も有してい
る。

本発明は上記した問題を解決し、６００〜１３００°Ｃ
の高温下においても使用に耐え、乾食、湿食に対しても
耐性を備え、かつ、冷間加工性も優れている耐熱ステン
レス鋼の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段・作用） 上記した目的を達成するために、本発明においては、Ｃ
：　０．０３０重量％以下、Ｓｉ：０．１０〜２．００
重量％、Ｍｎ：０．１０〜０．５０重量％、Ｎｉ：０．
５重量％以下、Ｃｒ：２０．０〜３０．０重量％、Ｍｏ
：０．５〜３．０重量％、Ｎｂ　＋Ｔａ：０．０５〜１
．０重量％、ＡＩ！：１．０〜３．０重量％、Ｎ　：　
０．０１重量％以下、残部が実質的にＦｅであることを
特徴とする耐熱ステンレス鋼が提供される。

本発明の耐熱ステンレス鋼において、Ｃは鋼の強度向上
に資する成分であるが、しかし、その含有量が多すぎる
と、炭化物が生成して鋼の耐食性の極端な低下を招くの
で、含有量の上限は０．０３０重量％に規制する。好ま
しい含有量は０．００５〜０、０１０重量％である。

Ｓｉは、強力な脱酸剤であると同時に鋼の耐酸化性の向
上に寄与する成分である。その含有量が０．０１重量％
未満の場合は上記脱酸剤としての作用が低下し、逆に２
．００重量％を超える場合は、結晶粒の粗大化を招いて
脆性になり、加工性の低下を招（ので、含有量は０．１
０〜２．００重量％に設定される。好ましくは、１．０
０〜２．００重量％である。

ＭｎはＳｉと同様に脱酸剤として作用し、その含有量は
０．１０〜０．５０重量％に設定される。０．１０重量
％未満の場合は、脱酸効果が小さく、逆に０．５重量％
を超えると、Ｓｉの場合と同様に結晶粒の粗大化を招く
からである。好ましい含有量は０．２０〜０．４０　重
量％である。

Ｎｉは靭性の向上に寄与する成分であるが、その含有量
が多すぎると、得られる鋼の価格が高くなるので、含有
量の上限は０．５重量％に規制する。

好ましくは、０．１０〜０．２０重量％である。

Ｃｒは耐食性、耐スケール性を向上させるための成分で
、その含有量は２０．０〜３０．０重量％に設定される
。

含有量が２０．０重量％未満の場合は、良好な耐熱性が
得られず、耐食性の低下やスケール発生を招き、また３
０．０重量％を超える場合は、σ脆化などが起きる。好
ましい含有量は２４．０〜２８゜０重量％である。

Ｍｏは、耐スケール性、耐食性、更には高温強度の向上
に資する成分であり、その含有量は０．５〜３．０重量
％に設定される。

含有量が０．５重量％未満の場合は、上記した効果が発
揮されず、また、３．０重量％を超える場合は、上記効
果が飽和に達して無意味であるばかりではなく、徒に鋼
の製造コストを高めてしまう。

好ましくは１．０〜２．０重量％である。

Ｎｂ、Ｔａはいずれも結晶粒を微細化して耐力をを高め
て鋼の強度を向上させる成分である。これらはそれぞれ
単独で含まれていてもよいし、両者が一緒に含まれてい
てもよく、その含有量は、両者の合量で０．０５〜１．
０重量％に設定される。含有量が０．０５重量％未満の
場合は、上記効果が発揮されず、また、１．０重量％を
超える場合は、鋼の清浄度の低下を招く。好ましくは、
０．１〜０．４重量％である。

Ａ１は、高温の酸化性雰囲気下で、緻密で安定なＡ１５
Ｏｓ膜を生成し、この膜によって鋼を保護するために添
加される成分で、その含有量は１．０〜３．０重量％に
設定される。

含有量が１．０重量％未満の場合は、上記した効果が発
揮されず、また、３．０重量％を超えると、結晶粒の粗
大化を招きその加工性が低下する。好ましくは、１．５
０〜２．５０重量％である。

Ｎは強度向上に資する成分であるが、その含有量が多す
ぎると、鋼の靭性と耐食性の低下を招くので、その上限
は０，０１重量％に規制する。好ましくは０．００５０
〜０．００８０重量％である。

本発明の鋼は、以上の成分を必須として構成されるが、
更に、Ｗ、　Ｖ、　Ｔｉ、Ｂのいずれか１種または２種
以上を含有していてもよい。

その場合、Ｗは、Ｍｏと同様の効果を発揮する成分であ
るが、多量に含有しすぎるとＭｏの場合と同様の問題が
生ずるので、その含有量は１．０重量％を上限とする。

ＶはＮｂと同様の効果を発揮する成分であるが、Ｎｂの
場合と同様の理由で、その含有量は１．０重量％を上限
とする。

Ｔｉ　もＮｂと同様に結晶粒を微細化して靭性の向上に
資する成分であるが、その含有量が０．０５重量％未満
の場合は上記効果が発揮されず、また１、０重量％を超
えると鋼の清浄度が低下するので、その含有量は０．０
５〜１．０重量％にする。好ましくは、０．０５〜０，
４重量％である。

Ｂは粒界に偏析して靭性の劣化を防止するに有効な成分
である。その含有量が０．０００１重量％未膚の場合は
、上記効果か発揮されず、また０、０１重量％を超える
と、熱間加工性の低下を招くので、その含有量はｏ、ｏ
ｏｏｉ〜０．０１重量％にする。好ましくは、０．００
０５〜０．００１０重量％である。

（発明の実施例） 実施例１〜４ 第１表に示した組成の鋼塊を鍛伸して各実施例の鋼種を
調製した。比較材として５ＵＳ４３０゜ＦＣＨ］の鋼種
を用意した。

（以下余白） 以上の６種類の鋼種につき、室温下における機械的特性
と表示の温度における大気中での酸化増量（ｇ／ｍ’ｈ
ｒ）を測定した、その結果を第２表に示した。

（以下余白） 第２表から明らかなように、本発明の鋼種は、その引張
強さが５ＵＳ４３０よりも高く展延性に富み、冷間加工
性が優れている。また、耐酸化性はＦＣＨＩより劣ると
はいえ、１２００℃の高温下でも約１　ｇ／ｍ”ｈｒ程
度であって、その耐酸化性は優れているといえる。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明の耐熱ステンレス
鋼は、酸化増量が少なく耐酸化性に優れ、また低炭素鋼
であるため耐食性も良好で、しかも冷間加工性が優れて
いるので、５ＵＳ４０３やＦＣ旧などに代わって、鋼材
の加熱炉や均熱炉のレキュペレータ、熱電対の保護管な
どの素材としてその工業的価値は大である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃ：０．０３０重量％以下、Ｓｉ：０．１０〜２
   ．００重量％、Ｍｎ：０．１０〜０．５０重量％、Ｎｉ
   ：０．５重量％以下、Ｃｒ：２０．０〜３０．０重量％
   、Ｍｏ：０．５〜３．０重量％、Ｎｂ＋Ｔａ：０．０５
   〜１．０重量％、Ａｌ：１．０〜３．０重量％、Ｎ：０
   ．０１重量％以下、残部が実質的にＦｅであることを特
   徴とする耐熱ステンレス鋼。
2. （２）Ｃ：０．０３０重量％以下、Ｓｉ：０．１０〜２
   ．００重量％、Ｍｎ：０．１０〜０．５０重量％、Ｎｉ
   ：０．５重量％以下、Ｃｒ：２０．０〜３０．０重量％
   、Ｍｏ：０．５〜３．０重量％、Ｎｂ＋Ｔａ：０．０５
   〜１．０重量％、Ａｌ：１．０〜３．０重量％、Ｎ：０
   ．０１重量％以下を必須成分とし、更に、Ｗ：１．０重
   量％以下、Ｖ：１．０重量以下、Ｔｉ：０．０５〜１．
   ０重量％、Ｂ：０．０００１〜０．０１重量％の群から
   選ばれる少なくとも１種を含み、残部が実質的にＦｅで
   あることを特徴とする耐熱ステンレス鋼。