JPH0770681A - High chrome austenitic heat resistant alloy - Google Patents

High chrome austenitic heat resistant alloy

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JPH0770681A
JPH0770681A JP22015493A JP22015493A JPH0770681A JP H0770681 A JPH0770681 A JP H0770681A JP 22015493 A JP22015493 A JP 22015493A JP 22015493 A JP22015493 A JP 22015493A JP H0770681 A JPH0770681 A JP H0770681A
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JP
Japan
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less
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high temperature
resistant alloy
temperature strength
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Application number
JP22015493A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuyuki Senba
潤之 仙波
Yoshiatsu Sawaragi
義淳 椹木
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】高クロムオーステナイト耐熱合金を提供する。 【構成】C:0.02%を超え0.10%以下、Si:1.0%以下、
Mn:0.5%以下、Cr:28〜38%、Ni:35〜60%、Cu:2〜
6%、Ti:0.1〜1.0 %、N:0.05%以下およびAl:0.01
〜0.3 %を含有し、さらにB:0.001〜0.01%およびZr:
0.01〜0.1 %の1種以上ならびにMo:0.5〜3.0 %および
W:1.0〜6.0 %の1種以上を含有する高温強度と耐食性
に優れた高クロムオーステナイト耐熱合金。上記の合金
は加えてさらに、Nb:0.1〜1.0 %または/およびMg:0.0
01〜0.05%とCa:0.001〜0.05%のうちの1種以上を含有
することができる。 【効果】苛酷な高温腐食環境下においても優れた高温強
度をもつ安価な合金である。
(57) [Summary] [Objective] To provide a high chromium austenitic heat resistant alloy. [Constitution] C: more than 0.02% and 0.10% or less, Si: 1.0% or less,
Mn: 0.5% or less, Cr: 28-38%, Ni: 35-60%, Cu: 2-
6%, Ti: 0.1-1.0%, N: 0.05% or less and Al: 0.01
.About.0.3%, B: 0.001 to 0.01% and Zr:
A high chromium austenitic heat-resistant alloy excellent in high temperature strength and corrosion resistance, containing at least one of 0.01 to 0.1% and at least one of Mo: 0.5 to 3.0% and W: 1.0 to 6.0%. In addition to the above alloys, Nb: 0.1-1.0% or / and Mg: 0.0
One or more of 01 to 0.05% and Ca: 0.001 to 0.05% can be contained. [Effect] An inexpensive alloy that has excellent high-temperature strength even under severe high-temperature corrosive environments.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ボイラや化学プラント
などの苛酷な高温腐食環境下で、高温強度と耐食性に優
れる高クロムオーステナイト耐熱合金に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high chromium austenite heat resistant alloy which is excellent in high temperature strength and corrosion resistance in a severe high temperature corrosive environment such as a boiler or a chemical plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、火力発電プラントにおいて熱効率
の改善を目的とする超高温高圧ボイラが注目されてい
る。このボイラでは、従来のボイラに比較して蒸気条件
が高温・高圧化されているため、過熱器管材料としては
高温強度や耐食性に対する一段と厳しい要求性能を満た
さなければならない。このため、従来多く使用されてい
る18−8系ステンレス鋼より高い高温強度を有し、かつ
耐水蒸気酸化特性や耐高温腐食特性にも優れる高強度高
耐食オーステナイト鋼が要求される。
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to ultra-high temperature and high pressure boilers for improving thermal efficiency in thermal power plants. In this boiler, the steam conditions are higher in temperature and pressure than in conventional boilers, and therefore the superheater tube material must meet even more stringent requirements for high temperature strength and corrosion resistance. Therefore, a high-strength and high-corrosion-resistant austenitic steel having higher high-temperature strength than the conventionally used 18-8 series stainless steel and also excellent in steam oxidation resistance and high-temperature corrosion resistance is required.

【0003】一般に、耐食性を改善するためには鋼中の
Cr含有量を高めることが有効である。しかし、例えば、
25%程度のCrを含有するSUS310 STB鋼にみられる
ように、 600〜700 ℃での高温強度は18−8系ステンレ
ス鋼よりむしろ低めであり、かつσ相析出による靱性劣
化の問題がある。さらに25%程度のCr含有量では、厳し
い腐食環境下においては耐食性が十分ではない。
Generally, in order to improve corrosion resistance,
It is effective to increase the Cr content. But for example,
As seen in SUS310 STB steel containing about 25% Cr, the high temperature strength at 600 to 700 ° C is rather lower than that of 18-8 series stainless steel, and there is a problem of deterioration of toughness due to σ phase precipitation. Furthermore, when the Cr content is about 25%, the corrosion resistance is not sufficient in a severe corrosive environment.

【0004】比較的、耐食性が良好な合金として、Cr含
有量を30%程度に高めた、例えば特開昭59−153858号公
報に開示されるような合金があるが、上述のような厳し
い条件下では単管として適用するには高温強度が不足す
る。また二重管とした場合には、製造コストや信頼性の
点で問題が多い。
As an alloy having relatively good corrosion resistance, there is an alloy having a Cr content increased to about 30%, for example, an alloy disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-153858. Below, the high temperature strength is insufficient to be applied as a single pipe. Further, when using a double pipe, there are many problems in terms of manufacturing cost and reliability.

【0005】さらにCr含有量を30%程度に高める一方、
Mo、Wを添加することにより強度向上を図ったものとし
て、特開昭60−100640号公報、同61−174350号公報、同
61−276948号公報および同64−55352 号公報などに開示
されるような耐熱合金があるが、いずれもその強度は十
分とはいいがたい。
While further increasing the Cr content to about 30%,
As those intended to improve the strength by adding Mo and W, there are disclosed in JP-A-60-100640, 61-174350,
There are heat-resistant alloys such as those disclosed in JP-A-61-276948 and JP-A-64-55352, but their strengths are not sufficient.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、苛酷
な高温腐食環境下においても十分な耐食性と優れた高温
強度を有し、しかも経済的にも有利な高クロムオーステ
ナイト耐熱合金を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high chromium austenitic heat resistant alloy which has sufficient corrosion resistance even in a severe high temperature corrosive environment and excellent high temperature strength and is economically advantageous. Especially.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は次の (1)
〜(4) の耐熱合金にある。
Means for Solving the Problems The gist of the present invention is as follows (1)
It is in the heat-resistant alloy of (4).

【0008】(1)重量%で、C:0.02%を超え0.10%以
下、Si:1.0%以下、Mn:0.5%以下、Cr:28〜38%、Ni:
35〜60%、Cu:2〜6%、Ti:0.1〜1.0 %、N:0.05%
以下およびAl:0.01〜0.3 %を含有し、さらにB:0.001
〜0.01%およびZr:0.01〜0.1%の1種以上ならびにMo:
0.5〜3.0 %およびW:1.0〜6.0 %の1種以上を含有
し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる高温強度と
耐食性に優れた高クロムオーステナイト耐熱合金。
(1) By weight%, C: more than 0.02% and 0.10% or less, Si: 1.0% or less, Mn: 0.5% or less, Cr: 28 to 38%, Ni:
35-60%, Cu: 2-6%, Ti: 0.1-1.0%, N: 0.05%
The following and Al: 0.01 to 0.3%, and B: 0.001
~ 0.01% and one or more of Zr: 0.01 to 0.1% and Mo:
A high chromium austenitic heat resistant alloy containing 0.5 to 3.0% and one or more of W: 1.0 to 6.0%, the balance being Fe and inevitable impurities and having excellent high temperature strength and corrosion resistance.

【0009】(2)上記(1) の成分に加えてさらに重量%
で、Nb:0.1〜1.0 %を含有し、残部はFeおよび不可避的
不純物からなる高温強度と耐食性に優れた高クロムオー
ステナイト耐熱合金。 (3)上記(1) の成分に加えてさらに重量%で、Mg:0.001
〜0.05%およびCa:0.001〜0.05%の1種以上を含有し、
残部はFeおよび不可避的不純物からなる高温強度と耐食
性に優れた高クロムオーステナイト耐熱合金。
(2) In addition to the components of (1) above, further weight%
A high chromium austenite heat resistant alloy containing 0.1 to 1.0% of Nb, the balance being Fe and inevitable impurities and having excellent high temperature strength and corrosion resistance. (3) In addition to the above-mentioned component (1), further by weight%, Mg: 0.001
~ 0.05% and Ca: 0.001 ~ 0.05% containing one or more,
The balance is a high chromium austenitic heat resistant alloy consisting of Fe and unavoidable impurities with excellent high temperature strength and corrosion resistance.

【0010】(4)上記(1) の成分に加えてさらに重量%
で、Nb:0.1〜1.0 %ならびにMg:0.001〜0.0
5%およびCa:0.001〜0.05%の1種以上を含有し、残部
はFeおよび不可避的不純物からなる高温強度と耐食性に
優れた高クロムオーステナイト耐熱合金。
(4) In addition to the components of (1) above, further wt%
And Nb: 0.1 to 1.0% and Mg: 0.001 to 0.0
A high chromium austenitic heat resistant alloy containing 5% and at least one of Ca: 0.001 to 0.05%, the balance being Fe and inevitable impurities, and having excellent high temperature strength and corrosion resistance.

【0011】前記のような苛酷な高温腐食環境下で十分
な耐食性を得るには、28%以上のCrを含有させることが
必要である。このような高Cr含有のCr−Ni−Fe系合金に
おいては、所定のNi含有量の範囲でα相が析出し、強度
に影響を及ぼす。
In order to obtain sufficient corrosion resistance under the severe hot corrosion environment as described above, it is necessary to contain 28% or more of Cr. In such a Cr-Cr-Ni-Fe-based alloy having a high Cr content, the α phase precipitates within a predetermined Ni content range, which affects the strength.

【0012】本発明者らは、前記の従来の高Cr含有オー
ステナイト鋼のクリープ破断強度の飛躍的向上を目指し
て研究を行った結果、次の〜の知見を得た。
The present inventors have conducted the research aiming at a dramatic improvement in the creep rupture strength of the conventional high Cr content austenitic steel, and as a result, obtained the following findings.

【0013】Ti添加はクリープ破断強度を大きく向上
させる。これは、Tiがα相の析出を促進することによ
る。
Addition of Ti greatly improves creep rupture strength. This is because Ti promotes the precipitation of α phase.

【0014】Cu添加はクリープ破断強度を著しく向上
させる。これは、Cu富化相が析出し、高温強度向上に大
きく寄与するとともに、α相の成長が抑制され、長時間
使用後もα相が粗大化しないためである。
Addition of Cu significantly improves creep rupture strength. This is because the Cu-rich phase precipitates and contributes greatly to the high temperature strength improvement, the growth of the α phase is suppressed, and the α phase does not become coarse even after long-term use.

【0015】TiとCuを複合添加することにより、特開
昭60−100640号公報などに開示されているような合金以
上の高温強度を有する高耐食性合金を得ることができ
る。しかも、安価なCuの添加により高温強度を大きく改
善することができるので、この合金は経済的にも非常に
優れている。
By adding Ti and Cu in combination, it is possible to obtain a highly corrosion-resistant alloy having a high temperature strength higher than that of the alloy disclosed in JP-A-60-100640. Moreover, since the high temperature strength can be greatly improved by the addition of inexpensive Cu, this alloy is economically excellent.

【0016】[0016]

【作用】以下、本発明の合金を構成する成分の作用効果
と、その適正含有量を前記のように定めた理由について
説明する。%は重量%を意味する。
The function and effect of the constituents of the alloy of the present invention and the reason why the proper content is determined as described above will be described below. % Means% by weight.

【0017】C:0.02%を超え0.10%以下 Cは、炭化物を形成して耐熱鋼として必要な引張強さや
クリープ破断強度を向上させるために有効な元素であ
る。C含有量が0.02%以下ではこれらの所望の効果が得
られない。一方、0.10%を超えると合金の延性および靱
性の低下が大きくなる。よって、C含有量の範囲は0.02
%を超え0.10%以下とした。
C: more than 0.02% and 0.10% or less C is an element effective for forming carbides and improving the tensile strength and creep rupture strength required for heat-resistant steel. If the C content is 0.02% or less, these desired effects cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 0.10%, the ductility and toughness of the alloy are greatly deteriorated. Therefore, the range of C content is 0.02
% And 0.10% or less.

【0018】Si:1.0 %以下 Siは、脱酸のために必要な元素であるとともに、耐酸化
性改善にも寄与する元素である。しかし、Siが1.0 %を
超えて過剰に存在すると、溶接性や組織安定性が悪化す
る。これらの作用を考慮してSi含有量は1.0 %以下とし
た。
Si: 1.0% or less Si is an element necessary for deoxidation and also contributes to improvement of oxidation resistance. However, if Si is present in excess of 1.0%, weldability and structural stability deteriorate. Considering these effects, the Si content is set to 1.0% or less.

【0019】Mn:0.5 %以下 Mnは脱酸のために有効な元素である。しかし、Mn含有量
が0.5 %を超えると耐熱特性が劣化する。よって、Mn含
有量は0.5 %以下とした。
Mn: 0.5% or less Mn is an element effective for deoxidation. However, if the Mn content exceeds 0.5%, the heat resistance property deteriorates. Therefore, the Mn content is set to 0.5% or less.

【0020】Cr:28〜38% Crは耐酸化性、耐水蒸気酸化性あるいは耐高温腐食性な
どの耐食性改善に優れた作用を発揮し、さらに本発明に
おいては高温強度を担うα相を形成する重要な元素であ
る。しかし、その含有量が28%未満ではこれらの所望の
効果が得られない。一方、38%を超えると加工性の劣化
や組織の不安定化を招く。よって、Cr含有量の範囲は28
〜38%とした。
Cr: 28-38% Cr exerts an excellent action for improving corrosion resistance such as oxidation resistance, steam oxidation resistance or high temperature corrosion resistance, and in the present invention, forms an α phase which bears high temperature strength. It is an important element. However, if the content is less than 28%, these desired effects cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 38%, workability is deteriorated and the structure is destabilized. Therefore, the Cr content range is 28
~ 38%.

【0021】Ni:35〜60% Niは安定なオーステナイト組織を得るために必要不可欠
な元素である。さらにα相の析出を抑制する作用を有す
る元素である。しかし、Ni含有量が35%未満であると、
オーステナイト組織の確保が不安定になる。一方、60%
を超えるとα相の析出が抑制され、高温強度が不足する
上に経済的にも多大な不利を招く。よって、Ni含有量の
範囲は35〜60%とした。
Ni: 35-60% Ni is an essential element for obtaining a stable austenite structure. Further, it is an element having an action of suppressing the precipitation of α phase. However, if the Ni content is less than 35%,
Securing of austenite structure becomes unstable. On the other hand, 60%
If it exceeds, the precipitation of the α phase is suppressed, the high temperature strength becomes insufficient, and a great economical disadvantage is brought about. Therefore, the range of Ni content is set to 35 to 60%.

【0022】Cu:2〜6% Cuは高温強度、特にクリープ破断強度を改善する元素で
ある。これは、Cu富化相が析出し、高温強度向上に大き
く寄与するとともに、α相の成長が抑制され、長時間使
用後もα相が粗大化しないためである。しかし、その含
有量が2%未満では上記の所望の効果が得られない。一
方、6%を超えると延性が低下し、加工性も悪化する。
よって、Cu含有量の範囲は2〜6%とした。
Cu: 2 to 6% Cu is an element that improves high temperature strength, especially creep rupture strength. This is because the Cu-rich phase precipitates and contributes greatly to the high temperature strength improvement, the growth of the α phase is suppressed, and the α phase does not become coarse even after long-term use. However, if the content is less than 2%, the desired effect described above cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 6%, the ductility decreases and the workability also deteriorates.
Therefore, the range of the Cu content is set to 2 to 6%.

【0023】Ti: 0.1〜1.0 % Tiはα相の析出に大きな影響を及ぼす元素である。Tiを
含有させるとα相の析出は促進される。しかし、0.1 %
未満ではこの効果が得られない。一方、1.0 %を超える
とα相の析出が過多となって時効後すなわち長時間使用
後の靱性を阻害する。よって、Ti含有量の範囲は 0.1〜
1.0 %とした。
Ti: 0.1 to 1.0% Ti is an element which has a great influence on the precipitation of α phase. The inclusion of Ti promotes the precipitation of α phase. But 0.1%
If it is less than, this effect cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 1.0%, the precipitation of α-phase becomes excessive, which impairs the toughness after aging, that is, after long-term use. Therefore, the Ti content range is 0.1-
It was set to 1.0%.

【0024】N:0.05%以下 Nは高温強度を改善するとともにオーステナイト組織を
安定化する作用を有する元素である。このため、高価な
元素であるNiの一部として代替するのに有効である。し
かし、N含有量が0.05%を超えると、高温長時間使用後
に窒化物が析出し、長時間使用後の靱性の劣化をもたら
す。よって、N含有量は0.05%以下とした。
N: 0.05% or less N is an element having an effect of improving high temperature strength and stabilizing an austenite structure. Therefore, it is effective as a substitute for Ni, which is an expensive element. However, if the N content exceeds 0.05%, nitrides will precipitate after long-term use at high temperature, resulting in deterioration of toughness after long-term use. Therefore, the N content is set to 0.05% or less.

【0025】Al: 0.01〜0.3 % Alは脱酸剤として有効な元素であり、その効果を得るに
は0.01%以上含有させる必要がある。一方、0.3 %を超
えると加工性を阻害する。よって、Al含有量の範囲は
0.01〜0.3 %とした。
Al: 0.01 to 0.3% Al is an effective element as a deoxidizing agent, and it is necessary to contain Al by 0.01% or more in order to obtain the effect. On the other hand, if it exceeds 0.3%, the workability is impaired. Therefore, the range of Al content is
It was set to 0.01 to 0.3%.

【0026】BおよびZr: Bは 0.001〜0.01%、Zrは0.
01〜0.1 % これらの元素は主として合金の粒界強化に有効な元素で
ある。しかし、Bではその含有量が0.001 %未満、Zrで
はその含有量が0.01%未満であると、この効果が得られ
ない。一方、B含有量が0.01%、Zr含有量が0.1 %をそ
れぞれ超えるとクリープ破断強度が低下し、溶接性も劣
化する。よって、Bではその含有量の範囲を 0.001〜0.
01%、Zrではその含有量の範囲を0.01〜0.1 %とした。
これらの元素は1種だけ含有させてもよいし、2種複合
して含有させてもよい。
B and Zr: B is 0.001 to 0.01% and Zr is 0.
01 to 0.1% These elements are mainly effective for strengthening the grain boundaries of the alloy. However, if the content of B is less than 0.001% and the content of Zr is less than 0.01%, this effect cannot be obtained. On the other hand, when the B content exceeds 0.01% and the Zr content exceeds 0.1%, the creep rupture strength decreases and the weldability also deteriorates. Therefore, the content range of B is 0.001 to 0.
In the case of 01% and Zr, the content range was set to 0.01 to 0.1%.
These elements may be contained alone or in combination of two.

【0027】MoおよびW:Moは 0.5〜3.0 %、Wは 1.0
〜6.0 % MoおよびWは主として固溶強化元素として有効であり、
クリープ破断強度を向上させる。しかし、Moではその含
有量が0.5 %未満、Wではその含有量が1.0 %未満であ
るとこれらの効果が得られない。一方、Mo含有量が3.0
%、W含有量が6.0 %をそれぞれ超えると、耐食性、加
工性を劣化させる。よって、Moではその含有量の範囲を
0.5〜3.0 %、Wではその含有量の範囲を 1.0〜6.0 %
とした。
Mo and W: Mo is 0.5 to 3.0%, W is 1.0
~ 6.0% Mo and W are mainly effective as solid solution strengthening elements,
Improves creep rupture strength. However, these effects cannot be obtained if the Mo content is less than 0.5% and the W content is less than 1.0%. On the other hand, Mo content is 3.0
%, W content exceeding 6.0% deteriorates corrosion resistance and workability. Therefore, for Mo, the content range should be
0.5-3.0%, W content range 1.0-6.0%
And

【0028】これらの元素は1種だけ含有させてもよい
し、2種複合して含有させてもよい。ただし、2種併用
する場合には、合計含有量をMo+ (1/2)Wで3.0 %以下
に抑えるのが望ましい。
These elements may be contained alone or in combination of two. However, when using two kinds in combination, it is desirable to keep the total content of Mo + (1/2) W to 3.0% or less.

【0029】本発明合金は上記の各成分の他に、さらに
次に述べる成分を含有することができる。
The alloy of the present invention may further contain the following components in addition to the above components.

【0030】Nb: 0.1〜1.0 % Nbは結晶粒を微細化し、延性を向上させる。さらにオー
ステナイト相中やCr炭化物中に固溶してクリープ破断強
度の向上に寄与する。しかし、Nb含有量が 0.1%未満で
はこれらの効果が得られない。一方、1.0 %を超えると
靱性の劣化を招く。よって、Nb含有量の範囲は 0.1〜1.
0 %とした。
Nb: 0.1 to 1.0% Nb refines crystal grains and improves ductility. Further, it forms a solid solution in the austenite phase and Cr carbide and contributes to the improvement of creep rupture strength. However, if the Nb content is less than 0.1%, these effects cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 1.0%, toughness is deteriorated. Therefore, the range of Nb content is 0.1 to 1.
It was set to 0%.

【0031】MgおよびCa:それぞれ 0.001〜0.05% MgおよびCaは加工性改善に有効な元素である。しかし、
それぞれの含有量が0.001 %未満ではこの効果が得られ
ない。一方、0.05%を超えると逆に加工性を劣化させ
る。よって、MgおよびCaの含有量の範囲は、ともに 0.0
01〜0.05%とした。これらの元素は1種だけ含有させて
もよいし、2種複合して含有させてもよい。ただし、2
種併用の場合にはMgとCaの含有量の合計においても 0.0
01〜0.05%とするのが望ましい。
Mg and Ca: 0.001 to 0.05% Mg and Ca are effective elements for improving workability. But,
If the content of each is less than 0.001%, this effect cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 0.05%, the workability is deteriorated. Therefore, the content range of Mg and Ca are both 0.0
It was set to 01 to 0.05%. These elements may be contained alone or in combination of two. However, 2
When combined with other species, the total content of Mg and Ca is 0.0
It is desirable to set it to 01 to 0.05%.

【0032】なお、P、Sは合金中に不可避的に混入す
る元素であるが、溶接性と高温強度を確保する観点か
ら、Pは0.03%以下、Sは0.01%以下とすることが望ま
しい。
Although P and S are elements inevitably mixed in the alloy, it is desirable that P is 0.03% or less and S is 0.01% or less from the viewpoint of ensuring weldability and high temperature strength.

【0033】[0033]

【実施例】表1(1) 、表1(2) および表1(3) に示す化
学組成の合金を高周波真空溶解炉で溶製して得た20kgイ
ンゴットを鍛造、冷間圧延し、さらに1200℃で固溶化熱
処理を施した供試材から、各試験片を作製し、クリープ
破断試験と時効後のシャルピー衝撃試験を行った。
EXAMPLE A 20 kg ingot obtained by melting alloys having the chemical compositions shown in Table 1 (1), Table 1 (2) and Table 1 (3) in a high frequency vacuum melting furnace was forged, cold rolled, and Each test piece was prepared from the test material that had been subjected to solution heat treatment at 1200 ° C, and a creep rupture test and a Charpy impact test after aging were performed.

【0034】クリープ破断試験は、外径6mm、標点間距
離30mmの試験片を用いて750 ℃で行い、103 時間と104
時間の破断強度を求めた。時効後のシャルピー衝撃試験
は、750 ℃、300 時間の条件で時効処理した供試材から
作製した厚さ5mm×幅10mm×長さ55mmの2mmVノッチ形
成試験片を用いて0℃で行った。
The creep rupture test was conducted at 750 ° C. using a test piece having an outer diameter of 6 mm and a gauge length of 30 mm for 10 3 hours and 10 4
The breaking strength over time was determined. The Charpy impact test after aging was performed at 0 ° C. using a 2 mm V notch forming test piece having a thickness of 5 mm × a width of 10 mm × a length of 55 mm, which was prepared from a test material aged at 750 ° C. for 300 hours.

【0035】表2(1) 、表2(2) および表2(3) に、10
3 時間と104 時間の破断強度と時効後のシャルピー衝撃
値を示す。No.1〜44は本発明例、A〜Wは比較例であ
る。なお、比較例A〜Fは特開昭61−276948号公報に開
示される従来合金、比較例GとHは特開昭59−153858号
公報に開示される従来合金である。比較例I〜Wは、表
中*印の成分が本発明で定める範囲外の合金である。
In Table 2 (1), Table 2 (2) and Table 2 (3), 10
3 hours and showing the Charpy impact value after breaking strength and aging of 10 4 hours. Nos. 1 to 44 are examples of the present invention, and A to W are comparative examples. Comparative Examples A to F are conventional alloys disclosed in JP-A-61-276948, and Comparative Examples G and H are conventional alloys disclosed in JP-A-59-153858. Comparative Examples I to W are alloys whose components marked with * in the table are out of the range defined by the present invention.

【0036】[0036]

【表1(1)】 [Table 1 (1)]

【0037】[0037]

【表1(2)】 [Table 1 (2)]

【0038】[0038]

【表1(3)】 [Table 1 (3)]

【0039】[0039]

【表2(1)】 [Table 2 (1)]

【0040】[0040]

【表2(2)】 [Table 2 (2)]

【0041】[0041]

【表2(3)】 [Table 2 (3)]

【0042】図1はクリープ破断強度に及ぼすTiとCuの
含有量の影響を示す図である。図2はクリープ破断強度
に及ぼすCu含有量の影響を示す図である。図3は、表2
の結果から本発明例と比較例の合金についてクリープ破
断強度を比較した例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the influence of the contents of Ti and Cu on the creep rupture strength. FIG. 2 is a diagram showing the influence of Cu content on creep rupture strength. FIG. 3 shows Table 2.
It is a figure which shows the example which compared the creep rupture strength about the alloy of this invention example and the comparative example from the result of this.

【0043】図1から、TiとCuの含有量が本発明で定め
る範囲にある合金は、優れたクリープ破断強度を示すこ
とが明らかである。図1、図2および表2から、Cuを2
%以上含有させることによってクリープ破断強度の改善
効果が顕著になり、一方、6%を超えてもクリープ破断
強度は本発明例合金のそれと差がなく、しかも靱性が大
きく低下することがわかる。
From FIG. 1, it is clear that the alloys having the Ti and Cu contents within the range defined by the present invention exhibit excellent creep rupture strength. From Figure 1, Figure 2 and Table 2, Cu
%, The effect of improving the creep rupture strength becomes conspicuous. On the other hand, even if it exceeds 6%, the creep rupture strength is not different from that of the inventive alloys and the toughness is significantly reduced.

【0044】さらに表2と図3から明らかなように、本
発明例合金は、Ti、Cuを含有していない比較例合金Aと
Bに比べ、非常に高いクリープ破断強度を示す。また、
Tiを含有していてもCuを含有しない比較例合金C〜Fに
比べても、高いクリープ破断強度を示す。これは、Tiが
α相の析出を促進し、さらにCuによって析出したCu富化
相が高温強度向上に大きく寄与するとともに、α相の成
長を抑制し、長時間使用後もα相が粗大化しないためで
ある。
Further, as is clear from Table 2 and FIG. 3, the inventive alloys of the present invention exhibit a very high creep rupture strength as compared with the comparative alloys A and B containing no Ti or Cu. Also,
Higher creep rupture strength is exhibited even when compared with Comparative Example alloys C to F containing Ti but not containing Cu. This is because Ti promotes the precipitation of the α phase, and the Cu-rich phase precipitated by Cu contributes greatly to the improvement of the high temperature strength.Also, the growth of the α phase is suppressed and the α phase becomes coarse even after long-term use. This is because it does not.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明の高クロムオーステナイト耐熱合
金は、苛酷な高温腐食環境下においても優れた高温強度
を有する安価な合金である。この合金製単管は、従来合
金製の二重管よりもコスト的に有利で、しかも信頼性の
高いものとなる。
The high chromium austenite heat resistant alloy of the present invention is an inexpensive alloy having excellent high temperature strength even in a severe high temperature corrosive environment. This alloy single pipe is more cost effective and more reliable than the conventional alloy double pipe.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】クリープ破断強度に及ぼすTiとCuの含有量の影
響を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the influence of Ti and Cu contents on creep rupture strength.

【図2】クリープ破断強度に及ぼすCu含有量の影響を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the effect of Cu content on creep rupture strength.

【図3】 本発明例と比較例の合金についてクリープ破
断強度を比較した例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example in which creep rupture strengths of alloys of the present invention example and the comparative example are compared.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】重量%で、C:0.02%を超え0.10%以下、
Si:1.0%以下、Mn:0.5%以下、Cr:28〜38%、Ni:35〜
60%、Cu:2〜6%、Ti:0.1〜1.0 %、N:0.05%以下
およびAl:0.01〜0.3 %を含有し、さらにB:0.001〜0.
01%およびZr:0.01〜0.1 %の1種以上ならびにMo:0.5
〜3.0 %およびW:1.0〜6.0 %の1種以上を含有し、残
部はFeおよび不可避的不純物からなる高温強度と耐食性
に優れた高クロムオーステナイト耐熱合金。
1. By weight%, C: more than 0.02% and 0.10% or less,
Si: 1.0% or less, Mn: 0.5% or less, Cr: 28-38%, Ni: 35-
60%, Cu: 2 to 6%, Ti: 0.1 to 1.0%, N: 0.05% or less and Al: 0.01 to 0.3%, and B: 0.001 to 0.
01% and Zr: 0.01 to 0.1% or more and Mo: 0.5
-3.0% and W: 1.0-6.0%, and the balance is Fe and inevitable impurities. High chromium austenitic heat resistant alloy with excellent high temperature strength and corrosion resistance.
【請求項2】重量%で、C:0.02%を超え0.10%以下、
Si:1.0%以下、Mn:0.5%以下、Cr:28〜38%、Ni:35〜
60%、Cu:2〜6%、Ti:0.1〜1.0 %、N:0.05%以
下、Al:0.01〜0.3 %およびNb:0.1〜1.0 %を含有し、
さらにB:0.001〜0.01%およびZr:0.01〜0.1 %の1種
以上ならびにMo:0.5〜3.0 %およびW:1.0〜6.0 %の1
種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からな
る高温強度と耐食性に優れた高クロムオーステナイト耐
熱合金。
2. By weight%, C: more than 0.02% and 0.10% or less,
Si: 1.0% or less, Mn: 0.5% or less, Cr: 28-38%, Ni: 35-
60%, Cu: 2 to 6%, Ti: 0.1 to 1.0%, N: 0.05% or less, Al: 0.01 to 0.3% and Nb: 0.1 to 1.0%,
Furthermore, one or more of B: 0.001 to 0.01% and Zr: 0.01 to 0.1% and 1 of Mo: 0.5 to 3.0% and W: 1.0 to 6.0%.
A high-chromium austenitic heat-resistant alloy that contains at least one of the above and the balance is Fe and unavoidable impurities and has excellent high-temperature strength and corrosion resistance.
【請求項3】重量%で、C:0.02%を超え0.10%以下、
Si:1.0%以下、Mn:0.5%以下、Cr:28〜38%、Ni:35〜
60%、Cu:2〜6%、Ti:0.1〜1.0 %、N:0.05%以下
およびAl:0.01〜0.3 %を含有し、さらにB:0.001〜0.
01%およびZr:0.01〜0.1 %の1種以上ならびにMo:0.5
〜3.0 %およびW:1.0〜6.0 %の1種以上ならびにMg:
0.001〜0.05%およびCa:0.001〜0.05%の1種以上を含
有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる高温強度
と耐食性に優れた高クロムオーステナイト耐熱合金。
3. By weight%, C: more than 0.02% and 0.10% or less,
Si: 1.0% or less, Mn: 0.5% or less, Cr: 28-38%, Ni: 35-
60%, Cu: 2 to 6%, Ti: 0.1 to 1.0%, N: 0.05% or less and Al: 0.01 to 0.3%, and B: 0.001 to 0.
01% and Zr: 0.01 to 0.1% or more and Mo: 0.5
~ 3.0% and W: 1.0-6.0% or more and Mg:
A high chromium austenitic heat resistant alloy containing 0.001 to 0.05% and one or more of Ca: 0.001 to 0.05%, the balance being Fe and unavoidable impurities and having excellent high temperature strength and corrosion resistance.
【請求項4】重量%で、C:0.02%を超え0.10%以下、
Si:1.0%以下、Mn:0.5%以下、Cr:28〜38%、Ni:35〜
60%、Cu:2〜6%、Ti:0.1〜1.0 %、N:0.05%以
下、Al:0.01〜0.3 %およびNb:0.1〜1.0 %を含有し、
さらにB:0.001〜0.01%およびZr:0.01〜0.1 %の1種
以上ならびにMo:0.5〜3.0 %およびW:1.0〜6.0 %の1
種以上ならびにMg:0.001〜0.05%およびCa:0.001〜0.05
%の1種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物
からなる高温強度と耐食性に優れた高クロムオーステナ
イト耐熱合金。
4. By weight%, C: more than 0.02% and 0.10% or less,
Si: 1.0% or less, Mn: 0.5% or less, Cr: 28-38%, Ni: 35-
60%, Cu: 2 to 6%, Ti: 0.1 to 1.0%, N: 0.05% or less, Al: 0.01 to 0.3% and Nb: 0.1 to 1.0%,
Furthermore, one or more of B: 0.001 to 0.01% and Zr: 0.01 to 0.1% and 1 of Mo: 0.5 to 3.0% and W: 1.0 to 6.0%.
Species and above and Mg: 0.001-0.05% and Ca: 0.001-0.05
%, A high chromium austenite heat-resistant alloy that is excellent in high temperature strength and corrosion resistance and contains the balance of Fe and inevitable impurities.
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