JPH0499806A - 鋼板表面にオーステナイト系ステンレス鋼をクラッドした耐食性・加工性に優れる含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents
鋼板表面にオーステナイト系ステンレス鋼をクラッドした耐食性・加工性に優れる含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法Info
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- JPH0499806A JPH0499806A JP2211679A JP21167990A JPH0499806A JP H0499806 A JPH0499806 A JP H0499806A JP 2211679 A JP2211679 A JP 2211679A JP 21167990 A JP21167990 A JP 21167990A JP H0499806 A JPH0499806 A JP H0499806A
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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〕
この発明は、使用済み核燃料の輸送乃至貯蔵用キャスク
の燃料バスケット等の原子力用材料として使用される耐
食性・加工性に優れる含ボロンオーステナイト系ステン
レス鋼板の製造方法に関する。
の燃料バスケット等の原子力用材料として使用される耐
食性・加工性に優れる含ボロンオーステナイト系ステン
レス鋼板の製造方法に関する。
ボロンを０．３〜３．Ｏｕｔ％含有したオーステナイト
系ステンレス鋼は、熱中性子吸収性に優れ、使用済み核
燃料の輸送及び貯蔵用キャスクの燃焼バスケット用材料
として使用され、通常の鋼と同様、溶解→鋳造→圧延プ
ロセスで製造される。しかし、この鋼は、一般に熱間延
性が低く、圧延時、耳割れが発生し易いので、この種鋼
板の製造方法では割れを抑制するため圧延温度が厳しく
制限される（例えば特開昭６４−８２２１号、特開昭６
３−５０４２９号）。
系ステンレス鋼は、熱中性子吸収性に優れ、使用済み核
燃料の輸送及び貯蔵用キャスクの燃焼バスケット用材料
として使用され、通常の鋼と同様、溶解→鋳造→圧延プ
ロセスで製造される。しかし、この鋼は、一般に熱間延
性が低く、圧延時、耳割れが発生し易いので、この種鋼
板の製造方法では割れを抑制するため圧延温度が厳しく
制限される（例えば特開昭６４−８２２１号、特開昭６
３−５０４２９号）。
一方、含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼板は、上
記バスケット用に角パイプに成形加工される場合が多い
。ボロンを０．１〜３．０ｗｔ％含有したオーステナイ
ト系ステンレス鋼は凝固時ホウ化物（（Ｆｅ、ｃｒ）、
Ｂ）を晶出する。ホウ化物は硬くて脆いので、加工する
とホウ化物それ自身が割れたり、地鉄との界面が剥離し
易く、晶出したホウ化物が粗大なほど、上記の割れや剥
離は大型化し、加工性や延性・靭性が劣る結果となる。
記バスケット用に角パイプに成形加工される場合が多い
。ボロンを０．１〜３．０ｗｔ％含有したオーステナイ
ト系ステンレス鋼は凝固時ホウ化物（（Ｆｅ、ｃｒ）、
Ｂ）を晶出する。ホウ化物は硬くて脆いので、加工する
とホウ化物それ自身が割れたり、地鉄との界面が剥離し
易く、晶出したホウ化物が粗大なほど、上記の割れや剥
離は大型化し、加工性や延性・靭性が劣る結果となる。
従って圧延時に耳割れが発生するほか、常温で角パイプ
に曲げ成形を行なう時に割れが発生したりする。そのた
め最近ではこの含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼
の加工性を向上せしめる新しい製造方法として、粉末冶
金による製造方法の技術がいくつか提案されている。例
えば、 ■特開昭６３−２９３１３９号は、オーステナイト系ス
テンレス粉とボロンナイトライド（Ｂ Ｎ）粉を混合し
た後、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）にて鋼片に成形し、こ
れを圧延するという技術である。
に曲げ成形を行なう時に割れが発生したりする。そのた
め最近ではこの含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼
の加工性を向上せしめる新しい製造方法として、粉末冶
金による製造方法の技術がいくつか提案されている。例
えば、 ■特開昭６３−２９３１３９号は、オーステナイト系ス
テンレス粉とボロンナイトライド（Ｂ Ｎ）粉を混合し
た後、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）にて鋼片に成形し、こ
れを圧延するという技術である。
■特開平１−１７２５４３号では、オーステナイト系ス
テンレス粉とフェロボロン粉の混合粉の周囲にオーステ
ナイト系ステンレス粉の囲繞層を形成し、ＨＩＰにて固
化してクラッド銅片とした後、熱間圧延するというもの
である。
テンレス粉とフェロボロン粉の混合粉の周囲にオーステ
ナイト系ステンレス粉の囲繞層を形成し、ＨＩＰにて固
化してクラッド銅片とした後、熱間圧延するというもの
である。
■特開平１−１７２５４４号では、オーステナイト系ス
テンレス粉とＮｉＢ粉の混合粉の周囲にオーステナイト
系ステンレス粉の囲繞層を形成し、ＨＩＰにて固化して
クラツド鋼片とした後、熱間圧延するというも３〜 のである。
テンレス粉とＮｉＢ粉の混合粉の周囲にオーステナイト
系ステンレス粉の囲繞層を形成し、ＨＩＰにて固化して
クラツド鋼片とした後、熱間圧延するというも３〜 のである。
■特開平１−１７２５４５号では、含ボロンオーステナ
イト系ステンレス粉の周囲にオーステナイト系ステンレ
ス粉の囲繞層を形成し、ＨＩＰにて固化してクラッド鋼
片とした後、熱間圧延するというものである。
イト系ステンレス粉の周囲にオーステナイト系ステンレ
ス粉の囲繞層を形成し、ＨＩＰにて固化してクラッド鋼
片とした後、熱間圧延するというものである。
■特願昭６４−１８２４３１号では、急速凝固含ボロン
オーステナイト系ステンレス粉を素材として、ＨＩＰ或
いは熱間押出にて鋼片に成形した後、熱間圧延する技術
である。
オーステナイト系ステンレス粉を素材として、ＨＩＰ或
いは熱間押出にて鋼片に成形した後、熱間圧延する技術
である。
これらの技術は含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼
板が延性で劣るため、粉末冶金による新たな製造方法を
提供し、それによって該延性の向上を図ったものである
が、これらは夫々次のような欠点を有している。
板が延性で劣るため、粉末冶金による新たな製造方法を
提供し、それによって該延性の向上を図ったものである
が、これらは夫々次のような欠点を有している。
■■■の技術に共通なことであるが、熱中性子の吸収が
目的であるキャスク用バスケット材としては、ＢＮ粉、
フェロボロン粉或いはＮｉＢ粉が均一に分散していなけ
ればならない。
目的であるキャスク用バスケット材としては、ＢＮ粉、
フェロボロン粉或いはＮｉＢ粉が均一に分散していなけ
ればならない。
しかしオーステナイト系ステンレス粉とこれらの粉を均
一混合することは技術的に困難である。
一混合することは技術的に困難である。
又、■の技術では、ＢＮ粉とステンレス粉とは濡れ性が
悪く、ＨＩＰをもって固化させても真密度に到達させる
ことは困難である。
悪く、ＨＩＰをもって固化させても真密度に到達させる
ことは困難である。
更に■■■の技術では、粉末の回りに別粉末の囲繞層を
形成することが難しい。なぜなら、狭い間隙（５〜１５
Ｉ）の中に、粉末を充填しようとすると、粉末同士がブ
リッジングを起こし、大きな空隙を発生してしまうから
である。
形成することが難しい。なぜなら、狭い間隙（５〜１５
Ｉ）の中に、粉末を充填しようとすると、粉末同士がブ
リッジングを起こし、大きな空隙を発生してしまうから
である。
一方、■の技術では、１００％の真密度を得るための採
用粉末粒度、ＨＩＰ条件、熱間押出条件を明確に規定し
ており、含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼で圧延
時の耳割れや成形時の割れ等の発生がなく、加工性を向
上せしめることができる点で優れたものである。しかし
。
用粉末粒度、ＨＩＰ条件、熱間押出条件を明確に規定し
ており、含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼で圧延
時の耳割れや成形時の割れ等の発生がなく、加工性を向
上せしめることができる点で優れたものである。しかし
。
前述のように含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼で
は、凝固時のホウ化物生成のために、耐食性に有効な固
溶Ｃｒ量が低下してしまう。
は、凝固時のホウ化物生成のために、耐食性に有効な固
溶Ｃｒ量が低下してしまう。
例えば１％ボロン含有のＳＵＳ３０４鋼の場合、５．３
％Ｃｒがポライド生成のために消費されてしまい、固溶
Ｃｒ量としては１３〜１５％にまで低減する。従って、
ボロン無添加のＳＵＳ３０４鋼に比較するとその耐食性
は著しく劣化している。
％Ｃｒがポライド生成のために消費されてしまい、固溶
Ｃｒ量としては１３〜１５％にまで低減する。従って、
ボロン無添加のＳＵＳ３０４鋼に比較するとその耐食性
は著しく劣化している。
本発明は従来技術の以上のような問題に鑑み創案された
もので、上記の■の技術を更に発展させて、加工性の向
上のみならず含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の
耐食性についても優れたものが得られるようにするもの
である。
もので、上記の■の技術を更に発展させて、加工性の向
上のみならず含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の
耐食性についても優れたものが得られるようにするもの
である。
そのため本発明は、加工性の優れたものが得られる前記
■の技術と同様に、急速凝固含ボロンオーステナイト系
ステンレス粉末を素材とすると共に、その粉末を充填す
る缶の材質にＳＵＳ３０４．（Ｌ）或いはＳＵＳ３１６
（Ｌ）を用い、この粉末の充填された缶を鋼片に固化成
形することで、表面がＳＵＳ３０４（Ｌ）或いはＳＵＳ
３１６（Ｌ）層、内部が含ボロンオーステナイト系ステ
ンレス鋼のクラッド鋼片を製造し、更にそれを熱間圧延
することで耐食性及び加工性に優れた含ボロンオーステ
ナイト系ステンレス鋼板を得るというものである。
■の技術と同様に、急速凝固含ボロンオーステナイト系
ステンレス粉末を素材とすると共に、その粉末を充填す
る缶の材質にＳＵＳ３０４．（Ｌ）或いはＳＵＳ３１６
（Ｌ）を用い、この粉末の充填された缶を鋼片に固化成
形することで、表面がＳＵＳ３０４（Ｌ）或いはＳＵＳ
３１６（Ｌ）層、内部が含ボロンオーステナイト系ステ
ンレス鋼のクラッド鋼片を製造し、更にそれを熱間圧延
することで耐食性及び加工性に優れた含ボロンオーステ
ナイト系ステンレス鋼板を得るというものである。
本発明の構成を詳細に説明すれば、まず第１発明では、
重量％にしてＢ ： ０．３〜３．０％、Ｃ：０．０８
％以下、Ｓ ｉ ： ０．０１〜２．０％、Ｍｎ：２．
０％以下、Ｃｒ ： １６．０−２０．０％、Ｎｉ ：
８．０〜１５．０％、Ｎ ： ０．２％以下を含有し
、残部が鉄及び不可避的不純物よりなるアトマイズ粉末
を、板厚２〜５０ｒｍのＳＵＳ３０４（Ｌ）或いはＳＵ
Ｓ３１６（Ｌ）製の角缶に入れ熱間等方圧加圧又は熱間
押出にてクラッド鋼片にした後、熱間圧延することを基
本的特徴としている。又、第２発明では、上記アトマイ
ズ粉末に更にＭＯを３．０％以下含有し、同様にしてク
ラッド鋼片を製造した後、熱間圧延するものである。
重量％にしてＢ ： ０．３〜３．０％、Ｃ：０．０８
％以下、Ｓ ｉ ： ０．０１〜２．０％、Ｍｎ：２．
０％以下、Ｃｒ ： １６．０−２０．０％、Ｎｉ ：
８．０〜１５．０％、Ｎ ： ０．２％以下を含有し
、残部が鉄及び不可避的不純物よりなるアトマイズ粉末
を、板厚２〜５０ｒｍのＳＵＳ３０４（Ｌ）或いはＳＵ
Ｓ３１６（Ｌ）製の角缶に入れ熱間等方圧加圧又は熱間
押出にてクラッド鋼片にした後、熱間圧延することを基
本的特徴としている。又、第２発明では、上記アトマイ
ズ粉末に更にＭＯを３．０％以下含有し、同様にしてク
ラッド鋼片を製造した後、熱間圧延するものである。
以上の方法で得られる含ボロンオーステナイト系ステン
レス鋼板は、優れた耐食性を有し、且つ常温・高温の加
工性にも優れたものとなる。
レス鋼板は、優れた耐食性を有し、且つ常温・高温の加
工性にも優れたものとなる。
以下、上記構成の各構成要件の限定理由につき説明する
。
。
まず、含ボロンオーステナイト系ステンレス急速凝固粉
の成分の限定理由について述べる。
の成分の限定理由について述べる。
Ｂ：ボロンは自然状態では約２０％の同位元素１０Ｂを
含んでおり、”Ｂは中性子吸収断面積の大きい元素であ
る。従って中性子遮断のために使用する本鋼板において
は最も重要な元素である。しかし重量％（以下、省略）
で０．３％未満では熱中性子の吸収性能が十分でなく、
３．０％を超えるとホウ化物の体積率が４０％以上にも
達し、熱間加工性や常温の延性・靭性が著しく劣化する
ので、０．３〜３．０％に限定した。
含んでおり、”Ｂは中性子吸収断面積の大きい元素であ
る。従って中性子遮断のために使用する本鋼板において
は最も重要な元素である。しかし重量％（以下、省略）
で０．３％未満では熱中性子の吸収性能が十分でなく、
３．０％を超えるとホウ化物の体積率が４０％以上にも
達し、熱間加工性や常温の延性・靭性が著しく劣化する
ので、０．３〜３．０％に限定した。
Ｃ：カーボンは０．０８％を超えると炭化物が生成し易
く、そのため耐食性が劣化するので、０．０８％以下と
限定した。
く、そのため耐食性が劣化するので、０．０８％以下と
限定した。
Ｓｉ：シリコンは脱酸のために添加する必要があるが、
０．０１％未満では脱酸が十分でなく、２．０％を超え
ると脆化が生じるため、０．０１〜２．０％に限定した
。
０．０１％未満では脱酸が十分でなく、２．０％を超え
ると脆化が生じるため、０．０１〜２．０％に限定した
。
Ｍｎ：マンガンも脱酸効果を持つ元素であるが、２．０
％を超えると耐食性が低下するので、２．０％以下と限
定した。
％を超えると耐食性が低下するので、２．０％以下と限
定した。
Ｃｒ：クロームは耐食性を保持するために１６．０％以
上は必要であり、２０．０％を超えるとσ相が析出し脆
化し易くなるので、１６．０〜２０．０％に限定した。
上は必要であり、２０．０％を超えるとσ相が析出し脆
化し易くなるので、１６．０〜２０．０％に限定した。
Ｎｉ：ニッケルは組織をオーステナイトにするのに必要
な元素であり、そのためには８．０％以上必要である。
な元素であり、そのためには８．０％以上必要である。
しかし、高価な元素であるため８．０〜１５．０％に限
定した。
定した。
ＭＯ＝モリブデンは耐食性の中でも耐孔食性に有効な元
素である。従って耐孔食性が要求される場合には同元素
を添加するが、３．０％を超える場合にはσ相の析出に
より脆化し易くなるので３．０％以下に限定した。
素である。従って耐孔食性が要求される場合には同元素
を添加するが、３．０％を超える場合にはσ相の析出に
より脆化し易くなるので３．０％以下に限定した。
Ｎ：窒素は耐孔食性及び強度上昇に有効な元素である。
しかし、０．２％を超えると脆化が著しいので０．２％
以下と限定した。
以下と限定した。
次に、上記成分のアトマイズ粉を素材とじて使用する理
由について述べる。ホウ化物は凝固時に晶出するもので
あり、凝固速度をあげることで細かくなる傾向にあるが
、通常のインゴット鋳造や連続鋳造のプロセスでは、凝
固速度をあげるにしても限界があり、顕著なホウ化物の
微細化は達成できない、一方、アトマイズ処理は、細孔
から溶鋼を流出させ、その溶鋼流に高圧の水、ガス、油
等を吹き付け、粉状に急速凝固せしめるプロセスであり
、１００℃／ｓｅｅ以上の凝固速度を容易に達成するこ
とができる。アトマイズ処理された含ボロンオーステナ
イト系ステンレス鋼では、１μｍ以下のサイズの微細ホ
ウ化物（ポライド）が均一に分布していることを見い出
した。又、アトマイズ処理は大量生産が可能なプロセス
である。そこで、本発明ではアトマイズ処理された含ボ
ロンオーステナイト系ステンレス銅粉を素材として使用
することにした。
由について述べる。ホウ化物は凝固時に晶出するもので
あり、凝固速度をあげることで細かくなる傾向にあるが
、通常のインゴット鋳造や連続鋳造のプロセスでは、凝
固速度をあげるにしても限界があり、顕著なホウ化物の
微細化は達成できない、一方、アトマイズ処理は、細孔
から溶鋼を流出させ、その溶鋼流に高圧の水、ガス、油
等を吹き付け、粉状に急速凝固せしめるプロセスであり
、１００℃／ｓｅｅ以上の凝固速度を容易に達成するこ
とができる。アトマイズ処理された含ボロンオーステナ
イト系ステンレス鋼では、１μｍ以下のサイズの微細ホ
ウ化物（ポライド）が均一に分布していることを見い出
した。又、アトマイズ処理は大量生産が可能なプロセス
である。そこで、本発明ではアトマイズ処理された含ボ
ロンオーステナイト系ステンレス銅粉を素材として使用
することにした。
上記粉末（２）を第１図（ａ） （ｂ）に示すような鋼
製の缶（１）に充填し、真空脱気・封入後ＨＩＰ処理す
れば粉末は固化すると同時に缶（１）と接合し、第２図
のような断面を有する所謂クラッド銅片Ｘ′となる。又
そのクラッド鋼片Ｘ′をそのまま熱間圧延すれば、第３
図の圧延方向に直角な面で切った断面図に示されるよう
なりラッド鋼片Ｘとなる。
製の缶（１）に充填し、真空脱気・封入後ＨＩＰ処理す
れば粉末は固化すると同時に缶（１）と接合し、第２図
のような断面を有する所謂クラッド銅片Ｘ′となる。又
そのクラッド鋼片Ｘ′をそのまま熱間圧延すれば、第３
図の圧延方向に直角な面で切った断面図に示されるよう
なりラッド鋼片Ｘとなる。
本発明では粉末（２）の充填容器として、板厚２〜５０
■のＳＵＳ３０４（Ｌ）或いはＳＵＳ３１６（Ｌ）の角
缶（１）を用いている。
■のＳＵＳ３０４（Ｌ）或いはＳＵＳ３１６（Ｌ）の角
缶（１）を用いている。
そのうち、缶（１）の材質をＳＵＳ３０４（Ｌ）、５Ｏ
３３１６（Ｌ）に限定した理由は、その優れた耐食性、
延性及びコストにある。キャスク用バスケット材には耐
食性が要求されるが、上記缶（１）に炭素鋼を使用して
表面が炭素鋼の含ボロンオーステナイト系ステンレスク
ラッド鋼板を製造したのでは耐食性が非常に劣ったもの
になってしまう、即ち、耐食性を向上させる観点からは
、缶（１）の材質はステンレス鋼であることが必要であ
る。このステンレス鋼の中でもフェライト系のものはオ
ーステナイト系に比較して延性、靭性が劣るので本発明
の缶（１）材質から除外すると共に、オーステナイト系
のステンレス鋼の中でも入手が容易で低価格の５ｔｌＳ
３０４（Ｌ）、ＳＵＳ３１６（Ｌ）に限定した。
３３１６（Ｌ）に限定した理由は、その優れた耐食性、
延性及びコストにある。キャスク用バスケット材には耐
食性が要求されるが、上記缶（１）に炭素鋼を使用して
表面が炭素鋼の含ボロンオーステナイト系ステンレスク
ラッド鋼板を製造したのでは耐食性が非常に劣ったもの
になってしまう、即ち、耐食性を向上させる観点からは
、缶（１）の材質はステンレス鋼であることが必要であ
る。このステンレス鋼の中でもフェライト系のものはオ
ーステナイト系に比較して延性、靭性が劣るので本発明
の缶（１）材質から除外すると共に、オーステナイト系
のステンレス鋼の中でも入手が容易で低価格の５ｔｌＳ
３０４（Ｌ）、ＳＵＳ３１６（Ｌ）に限定した。
次に缶（１）の形状の限定理由について述べると、一般
にはＨＩＰ処理する時に円筒形の容器に粉末（２）を充
填すのが一般的である。しかし、本発明では、圧延時の
耳割れを防止するために角形に限定した。即ち、円筒形
の缶（１）を使用すれば当然円筒形の鋼片ができる。そ
れを板圧延に供した場合、ロールに接しない自由表面が
広くなり、該自由表面には引張応力が作用するため、角
形の鋼片Ｘ′に比べ耳割れが発生し易くなる。よって、
ここでは缶（１）の形状を角形にするものとする。前述
の第１図（ａ）（ｂ）にはこのような角形の缶（１）の
構成が図示されており、−側面に開口を有する箱状の缶
本体（１ａ）と、その開口を閉塞する缶蓋（１ｂ）から
なり、缶本体（１ａ）の中に粉末（２）を充填した後、
缶蓋（１ｂ）で閉塞せしめてその周囲を溶接することで
取付け、該缶蓋（ｌｂ）に設けられた脱気孔（１０）か
ら缶（１）内部を真空脱気してこれを圧着封止する。
にはＨＩＰ処理する時に円筒形の容器に粉末（２）を充
填すのが一般的である。しかし、本発明では、圧延時の
耳割れを防止するために角形に限定した。即ち、円筒形
の缶（１）を使用すれば当然円筒形の鋼片ができる。そ
れを板圧延に供した場合、ロールに接しない自由表面が
広くなり、該自由表面には引張応力が作用するため、角
形の鋼片Ｘ′に比べ耳割れが発生し易くなる。よって、
ここでは缶（１）の形状を角形にするものとする。前述
の第１図（ａ）（ｂ）にはこのような角形の缶（１）の
構成が図示されており、−側面に開口を有する箱状の缶
本体（１ａ）と、その開口を閉塞する缶蓋（１ｂ）から
なり、缶本体（１ａ）の中に粉末（２）を充填した後、
缶蓋（１ｂ）で閉塞せしめてその周囲を溶接することで
取付け、該缶蓋（ｌｂ）に設けられた脱気孔（１０）か
ら缶（１）内部を真空脱気してこれを圧着封止する。
又、缶の板厚については次のような理由から限定される
。そもそも本発明でクラッド化を図っているのは、耐食
性の向上、耳割れの抑制、角曲げ時の割れ防止のためで
あるが、含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼で耳割
れが発生し易い理由を考えてみると、同調は、ポライド
の融点が１１７０℃付近にあるため、クラッド鋼片Ｘ′
の圧延を行なう時はそれ以下の温度に限られ、更に温度
が低くなるに従って延性を急激に失う。特に鋼片Ｘ′の
幅端部の表面付近は、圧延中冷え易く、そのうえ上述し
たように引張応力場にあるため、耳割れが発生するので
ある。
。そもそも本発明でクラッド化を図っているのは、耐食
性の向上、耳割れの抑制、角曲げ時の割れ防止のためで
あるが、含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼で耳割
れが発生し易い理由を考えてみると、同調は、ポライド
の融点が１１７０℃付近にあるため、クラッド鋼片Ｘ′
の圧延を行なう時はそれ以下の温度に限られ、更に温度
が低くなるに従って延性を急激に失う。特に鋼片Ｘ′の
幅端部の表面付近は、圧延中冷え易く、そのうえ上述し
たように引張応力場にあるため、耳割れが発生するので
ある。
従って一般に含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の
圧延可能な範囲は、非常に狭い温度範囲に限られる。表
面がＳＵＳ３０４（Ｌ）、ＳＵＳ３１６（Ｌ）に覆われ
た含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼片Ｘ′の場合
には、圧延中湿度低下の大きい引張応力の作用する幅端
部に延性の高い５Ｏ３３０４（Ｌ）、ＳＵＳ３１６（Ｌ
）が位置しているので、耳割れが抑制される。しかし、
後述する試験結果から明らかなように、缶（１）の厚さ
が２画より簿い場合にはその効果が小さいので、２ｍ以
上とした。又、缶（１）の厚さが厚くなるほど、耳割れ
抑制には効果があるものの、５０ｍｎを超えると缶（１
）の剛性が大きくなり、ＨＩＰ処理時、缶（１）のコー
ナ部分に圧力が十分にかからず、その部分の粉末（２）
の同化が不十分になってしまう。一方、熱間押出におい
ても、缶厚が５０ｍｎを超えるとコーナ部分の欠は落ち
が顕著になる。従って、缶（１）の厚さの上限を５０＋
ｎｍに限定した。又、鋼板Ｘをバスケットに曲げ成形す
る時、鋼板Ｘ表面付近は、最も引張応力がかかる部分で
ある。延性に優れたＳＵＳ３０４（Ｌ）、ＳＵＳ３１６
（Ｌ）のクラッド鋼板Ｘの場合には、上記の曲げ加工時
の割れが抑制されることになる。
圧延可能な範囲は、非常に狭い温度範囲に限られる。表
面がＳＵＳ３０４（Ｌ）、ＳＵＳ３１６（Ｌ）に覆われ
た含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼片Ｘ′の場合
には、圧延中湿度低下の大きい引張応力の作用する幅端
部に延性の高い５Ｏ３３０４（Ｌ）、ＳＵＳ３１６（Ｌ
）が位置しているので、耳割れが抑制される。しかし、
後述する試験結果から明らかなように、缶（１）の厚さ
が２画より簿い場合にはその効果が小さいので、２ｍ以
上とした。又、缶（１）の厚さが厚くなるほど、耳割れ
抑制には効果があるものの、５０ｍｎを超えると缶（１
）の剛性が大きくなり、ＨＩＰ処理時、缶（１）のコー
ナ部分に圧力が十分にかからず、その部分の粉末（２）
の同化が不十分になってしまう。一方、熱間押出におい
ても、缶厚が５０ｍｎを超えるとコーナ部分の欠は落ち
が顕著になる。従って、缶（１）の厚さの上限を５０＋
ｎｍに限定した。又、鋼板Ｘをバスケットに曲げ成形す
る時、鋼板Ｘ表面付近は、最も引張応力がかかる部分で
ある。延性に優れたＳＵＳ３０４（Ｌ）、ＳＵＳ３１６
（Ｌ）のクラッド鋼板Ｘの場合には、上記の曲げ加工時
の割れが抑制されることになる。
本発明の具体的実施例につき説明する。
下記第１表に示す成分組成を有するアトマイズ粉及びイ
ンゴットを用いて、更に下記第２表に示される本発明法
及び従来法の各製造方法により、クラッド鋼板及びソリ
ッド鋼板を製造した。
ンゴットを用いて、更に下記第２表に示される本発明法
及び従来法の各製造方法により、クラッド鋼板及びソリ
ッド鋼板を製造した。
一１５＝
−１６＝
尚、第１表に示されるアトマイズ粉としては、＝４２メ
ツシュ以下のガスアトマイズ粉を使用している。又、鋳
造法の素材としては５ ｔｏｎインゴットを使用した。
ツシュ以下のガスアトマイズ粉を使用している。又、鋳
造法の素材としては５ ｔｏｎインゴットを使用した。
又、第２表に示されたＨＩＰソリッド法及び熱押ソリッ
ド法は上記アトマイズ粉末をＨＩ Ｐ或いは熱間押出で
固化した後、缶の部分を研削除去してＢ−８Ｏ８だけの
ソリッド鋼片とし、これを熱間圧延することでソリッド
鋼板とするものである。
ド法は上記アトマイズ粉末をＨＩ Ｐ或いは熱間押出で
固化した後、缶の部分を研削除去してＢ−８Ｏ８だけの
ソリッド鋼片とし、これを熱間圧延することでソリッド
鋼板とするものである。
まず、本発明の特徴である粉末を充填する容器の厚さを
限定した根拠となる実施例について述べる。素材として
は、第１表のＮｎ ５のアトマイズ粉を使用した。その
アトマイズ粉を厚み０．５〜８０画のＳＵＳ３０４（Ｌ
）製の角形の缶に充填・真空密封後、１１５０℃Ｘ ２
０００気圧×２時間保持の条件でＨＩＰ処理し、鋼片を
製造した。その鋼片のコーナ部分（元粉末の部分）より
密度測定サンプルを採取し、到達密度を測定した。その
結果を第４図に示す。同図より缶の厚みが５０ｍｍを超
えると真密度に到達しないことが明らかであり、缶厚の
上限を５０冊に限定した。
限定した根拠となる実施例について述べる。素材として
は、第１表のＮｎ ５のアトマイズ粉を使用した。その
アトマイズ粉を厚み０．５〜８０画のＳＵＳ３０４（Ｌ
）製の角形の缶に充填・真空密封後、１１５０℃Ｘ ２
０００気圧×２時間保持の条件でＨＩＰ処理し、鋼片を
製造した。その鋼片のコーナ部分（元粉末の部分）より
密度測定サンプルを採取し、到達密度を測定した。その
結果を第４図に示す。同図より缶の厚みが５０ｍｍを超
えると真密度に到達しないことが明らかであり、缶厚の
上限を５０冊に限定した。
尚、第４図中相対審度とは、固化した後のコーナ部から
採取した試料の密度を真密度（＝７．９２ｇ／ｃｃ）で
除したものである。
採取した試料の密度を真密度（＝７．９２ｇ／ｃｃ）で
除したものである。
又、上記のＨＩＰ鋼片（ＳＵＳ３０４（Ｌ）とクラット
化している）を１１５０°Ｃ加熱後、１０％／パスの連
続熱間圧延し、耳割れ発生温度について調べた。その結
果を第５図に示す。缶厚が２ｍまでは、缶の部分を除去
したソリッド鋼片の場合と比較し、顕著な耳割れの発生
温度の低下は認められない。従って、缶厚の下限を２ｎ
ｎに限定した。
化している）を１１５０°Ｃ加熱後、１０％／パスの連
続熱間圧延し、耳割れ発生温度について調べた。その結
果を第５図に示す。缶厚が２ｍまでは、缶の部分を除去
したソリッド鋼片の場合と比較し、顕著な耳割れの発生
温度の低下は認められない。従って、缶厚の下限を２ｎ
ｎに限定した。
下記第３表は、第１表及び第２表に示した素材及びプロ
セスにより製造した鋼板の耳割れの発生状況、曲げ時の
割れの発生の有無及び孔食電位について示している。そ
のうち曲げ試験は、曲げ半径２ｔ〜４ｔ （ｔ ：厚み
）の９０°の密着曲げであり、常温にて実施した。又、
孔食電位の測定は、ＪＩＳ ＧＯ５７７に従って実施
した。この表中の孔食電位は、飽和甘こう照合電極を使
用した場合の電流密度１００μＡ ／ ａｎ ２に対応
する値（Ｖｖｓ ＳＣＥ ａｔ １００μＡ／ ａｎ２
）を用いている。
セスにより製造した鋼板の耳割れの発生状況、曲げ時の
割れの発生の有無及び孔食電位について示している。そ
のうち曲げ試験は、曲げ半径２ｔ〜４ｔ （ｔ ：厚み
）の９０°の密着曲げであり、常温にて実施した。又、
孔食電位の測定は、ＪＩＳ ＧＯ５７７に従って実施
した。この表中の孔食電位は、飽和甘こう照合電極を使
用した場合の電流密度１００μＡ ／ ａｎ ２に対応
する値（Ｖｖｓ ＳＣＥ ａｔ １００μＡ／ ａｎ２
）を用いている。
本発明法による鋼板は、耳割れ発生が皆無であり、曲げ
試験においても２を曲げ可能であり、孔食電位も０．２
ｖ以上の良好な値を示す。
試験においても２を曲げ可能であり、孔食電位も０．２
ｖ以上の良好な値を示す。
以上のように本発明はによれば、含ボロンオーステナイ
ト系ステンレスアトマイズ粉を適正な厚みのＳＵＳ３０
４ （Ｌ）、ＳＵＳ３１６（Ｌ）製の角缶に充填し、Ｈ
ＩＰ及び熱間押出にて固化し、クラッド鋼片にした後熱
間圧延して表面：ＳＵＳ３０４（Ｌ）又はＳＵＳ３１６
（Ｌ）／内部二含ボロンオーステナイト系ステンレスの
クラッド鋼板が製造されることになり、このような製造
方法で作られたクラッド鋼板は、圧延時の耳割れの抑制
及び使用済み核燃料貯蔵・輸送用キャスクのバスケット
に曲げ成形する時に小さな曲げ半径で成形できる等加工
性の面で顕著な効果があるだけでなく、耐食性の向上が
著しく、使用時の腐食の問題を大いに軽減する効果があ
る。
ト系ステンレスアトマイズ粉を適正な厚みのＳＵＳ３０
４ （Ｌ）、ＳＵＳ３１６（Ｌ）製の角缶に充填し、Ｈ
ＩＰ及び熱間押出にて固化し、クラッド鋼片にした後熱
間圧延して表面：ＳＵＳ３０４（Ｌ）又はＳＵＳ３１６
（Ｌ）／内部二含ボロンオーステナイト系ステンレスの
クラッド鋼板が製造されることになり、このような製造
方法で作られたクラッド鋼板は、圧延時の耳割れの抑制
及び使用済み核燃料貯蔵・輸送用キャスクのバスケット
に曲げ成形する時に小さな曲げ半径で成形できる等加工
性の面で顕著な効果があるだけでなく、耐食性の向上が
著しく、使用時の腐食の問題を大いに軽減する効果があ
る。
その他、アトマイズ粉を素材とすること及びＳＵＳ３０
４（Ｌ）、５Ｏ３３１６（Ｌ）とクラッド化することで
、靭性も改善されており、安全の上においても効果が期
待される。
４（Ｌ）、５Ｏ３３１６（Ｌ）とクラッド化することで
、靭性も改善されており、安全の上においても効果が期
待される。
本発明は今後、需要の増加が予想され、又、社会的にも
意義の大きい原子力廃棄物の貯蔵や輸送のために使用さ
れる含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の性能を飛
躍的に向上させるものであり、その社会的価値は非常に
高い。
意義の大きい原子力廃棄物の貯蔵や輸送のために使用さ
れる含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の性能を飛
躍的に向上させるものであり、その社会的価値は非常に
高い。
第１図（ａ）（ｂ）は本発明法で用いられる粉末充填缶
の模式図、第２図は本発明法の製造過程で作られたクラ
ッド鋼片の断面模式図、第３図は本発明法のクラッド鋼
板の断面図、第４図は粉末充填缶の厚みとＨＩＰ鋼片コ
ーナ部の到達相対密度の関係を示すグラフ図、第５図は
粉末充填缶の厚みと熱間圧延時の耳割れ発生温度との関
係を示すグラフ図である。 図中、（１）は缶、（２）は粉末、Ｘ′はクラッド鋼片
、Ｘはクラッド鋼板を各示す。 第１図 第２ＦＩＡ
の模式図、第２図は本発明法の製造過程で作られたクラ
ッド鋼片の断面模式図、第３図は本発明法のクラッド鋼
板の断面図、第４図は粉末充填缶の厚みとＨＩＰ鋼片コ
ーナ部の到達相対密度の関係を示すグラフ図、第５図は
粉末充填缶の厚みと熱間圧延時の耳割れ発生温度との関
係を示すグラフ図である。 図中、（１）は缶、（２）は粉末、Ｘ′はクラッド鋼片
、Ｘはクラッド鋼板を各示す。 第１図 第２ＦＩＡ
Claims (2)
- （１）重量％にしてＢ：０．３〜３．０％、Ｃ：０．０
８％以下、Ｓｉ：０．０１〜２．０％、Ｍｎ：２．０％
以下、Ｃｒ：１６．０〜２０．０％、Ｎｉ：８．０〜１
５．０％、Ｎ：０．２％以下を含有し、残部が鉄及び不
可避的不純物よりなるアトマイズ粉末を、板厚２〜５０
ｍｍのＳＵＳ３０４（Ｌ）或いはＳＵＳ３１６（Ｌ）製
の角缶に入れ熱間等方圧加圧又は熱間押出にてクラッド
鋼片にした後、熱間圧延することを特徴とする鋼板表面
にオーステナイト系ステンレス鋼をクラッドした耐食性
・加工性に優れる含ボロンオーステナイト系ステンレス
鋼板の製造方法。 - （２）重量％にしてＢ：０．３〜３．０％、Ｃ：０．０
８％以下、Ｓｉ：０．０１〜２．０％、Ｍｎ：２．０％
以下、Ｃｒ：１６．０〜２０．０％、Ｎｉ：８．０〜１
５．０％、Ｍｏ：３．０％以下、Ｎ：０．２％以下を含
有し、残部が鉄及び不可避的不純物よりなるアトマイズ
粉末を、板厚２〜５０ｍｍのＳＵＳ３０４（Ｌ）或いは
ＳＵＳ３１６（Ｌ）製の角缶に入れ熱間等方圧加圧又は
熱間押出にてクラッド鋼片にした後、熱間圧延すること
を特徴とする鋼板表面にオーステナイト系ステンレス鋼
をクラッドした耐食性・加工性に優れる含ボロンオース
テナイト系ステンレス鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2211679A JPH0499806A (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 鋼板表面にオーステナイト系ステンレス鋼をクラッドした耐食性・加工性に優れる含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2211679A JPH0499806A (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 鋼板表面にオーステナイト系ステンレス鋼をクラッドした耐食性・加工性に優れる含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499806A true JPH0499806A (ja) | 1992-03-31 |
Family
ID=16609798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2211679A Pending JPH0499806A (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 鋼板表面にオーステナイト系ステンレス鋼をクラッドした耐食性・加工性に優れる含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0499806A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0678877A1 (fr) * | 1994-02-11 | 1995-10-25 | Mecanique De Precision Paul Vanderschueren S.A. | Méthode de conception et de fabrication de râteliers de stockage de combustibles irradiés provenant de centrales nucléaires |
| WO1998038725A1 (fr) * | 1997-02-26 | 1998-09-03 | Seiko Instruments Inc. | Moteur pas a pas |
| JP2002161341A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-06-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Ｂ含有オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 |
| CN102294484A (zh) * | 2010-06-22 | 2011-12-28 | 宝山钢铁股份有限公司 | 18-8型奥氏体不锈钢-碳钢覆层钢板的制造方法 |
| CN105499582A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-04-20 | 中国核动力研究设计院 | 一种高硼含量的硼不锈钢的制备方法 |
| CN106392077A (zh) * | 2016-10-09 | 2017-02-15 | 中国核动力研究设计院 | 一种高硼不锈钢板的制备方法 |
| CN117600468A (zh) * | 2023-11-29 | 2024-02-27 | 中南大学 | 一种粉末冶金Fe-6.5%Si高硅钢薄板的制备方法 |
-
1990
- 1990-08-13 JP JP2211679A patent/JPH0499806A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0678877A1 (fr) * | 1994-02-11 | 1995-10-25 | Mecanique De Precision Paul Vanderschueren S.A. | Méthode de conception et de fabrication de râteliers de stockage de combustibles irradiés provenant de centrales nucléaires |
| WO1998038725A1 (fr) * | 1997-02-26 | 1998-09-03 | Seiko Instruments Inc. | Moteur pas a pas |
| JP2002161341A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-06-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Ｂ含有オーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 |
| CN102294484A (zh) * | 2010-06-22 | 2011-12-28 | 宝山钢铁股份有限公司 | 18-8型奥氏体不锈钢-碳钢覆层钢板的制造方法 |
| CN105499582A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-04-20 | 中国核动力研究设计院 | 一种高硼含量的硼不锈钢的制备方法 |
| CN106392077A (zh) * | 2016-10-09 | 2017-02-15 | 中国核动力研究设计院 | 一种高硼不锈钢板的制备方法 |
| CN106392077B (zh) * | 2016-10-09 | 2019-03-19 | 中国核动力研究设计院 | 一种高硼不锈钢板的制备方法 |
| CN117600468A (zh) * | 2023-11-29 | 2024-02-27 | 中南大学 | 一种粉末冶金Fe-6.5%Si高硅钢薄板的制备方法 |
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