JPH0778268B2 - 高クロムフエライト系合金鋼 - Google Patents
高クロムフエライト系合金鋼Info
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- JPH0778268B2 JPH0778268B2 JP61247379A JP24737986A JPH0778268B2 JP H0778268 B2 JPH0778268 B2 JP H0778268B2 JP 61247379 A JP61247379 A JP 61247379A JP 24737986 A JP24737986 A JP 24737986A JP H0778268 B2 JPH0778268 B2 JP H0778268B2
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「発明の目的」 （産業上の利用分野） 本発明はボイラー、化学プラントもしくは原子力設備用
として使用される高温強度および耐食性並びに耐酸化性
のすぐれた高クロムフェライト系合金鋼に関するもので
ある。
として使用される高温強度および耐食性並びに耐酸化性
のすぐれた高クロムフェライト系合金鋼に関するもので
ある。
（従来の技術） ボイラー、化学プラントもしくは原子力設備用鋼材とし
て従来から使用されている著名な鋼種に、SUS304に代表
されるオーステナイト系ステンレス鋼がある。しかし乍
らこの系列の鋼は550℃以上の高温では安定した性能を
有するもののNiを重量％（以下単に％と云う）で８％以
上含有せしめるためコスト高は否めない。一方安価なフ
ェライト系耐熱鋼としては、STBA26鋼（９％Cr−１％M
o）もしくはSTBA24鋼（21/4％Cr−１％Mo）等が代替使
用されることもあるが、高温強度や耐食性が不足するた
め520℃近辺が使用上限とされていた。もっともフェラ
イト鋼の高温強度と耐酸化性を向上せしめる努力も従来
から多く試みられておりASTM A213 T91鋼（９％Cr−１
％Mo−VNb鋼）特公昭49-8765（９％Cr−１％Mo−VNb
鋼）、 （９％Cr−２％Mo鋼）等が開発されており、昨今ではこ
れらフェライト系耐熱鋼の適用上限は600℃程度まで拡
大されてきている。尚前述の他に高温強度向上のために
Moを増量したものとしては特開昭54-112718、特公昭57-
28743、同61-417等が、Nbを添加したものとして特開昭5
7-207161、特公昭57-45822等が、又、Niを添加して靱性
の向上を図った例として特開昭56-44758、同58-110661
等が提案されている。しかしこのように合金元素の添加
量を増加することは、結局コスト高を招き、オーステナ
イト鋼に比較して安価であるというフェライト鋼の特徴
が薄れつつあるのが問題となっている。
て従来から使用されている著名な鋼種に、SUS304に代表
されるオーステナイト系ステンレス鋼がある。しかし乍
らこの系列の鋼は550℃以上の高温では安定した性能を
有するもののNiを重量％（以下単に％と云う）で８％以
上含有せしめるためコスト高は否めない。一方安価なフ
ェライト系耐熱鋼としては、STBA26鋼（９％Cr−１％M
o）もしくはSTBA24鋼（21/4％Cr−１％Mo）等が代替使
用されることもあるが、高温強度や耐食性が不足するた
め520℃近辺が使用上限とされていた。もっともフェラ
イト鋼の高温強度と耐酸化性を向上せしめる努力も従来
から多く試みられておりASTM A213 T91鋼（９％Cr−１
％Mo−VNb鋼）特公昭49-8765（９％Cr−１％Mo−VNb
鋼）、 （９％Cr−２％Mo鋼）等が開発されており、昨今ではこ
れらフェライト系耐熱鋼の適用上限は600℃程度まで拡
大されてきている。尚前述の他に高温強度向上のために
Moを増量したものとしては特開昭54-112718、特公昭57-
28743、同61-417等が、Nbを添加したものとして特開昭5
7-207161、特公昭57-45822等が、又、Niを添加して靱性
の向上を図った例として特開昭56-44758、同58-110661
等が提案されている。しかしこのように合金元素の添加
量を増加することは、結局コスト高を招き、オーステナ
イト鋼に比較して安価であるというフェライト鋼の特徴
が薄れつつあるのが問題となっている。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、前述した従来技術の問題点を解決するために
創案されたものであって従来鋼に比較して前述の強化元
素の添加量は略同量もしくはむしろ少なくして、添加元
素の特殊な成分組成と組合せに特徴を持たせることによ
り、比較的低コストに高温強度、耐食性、耐酸化性の何
れもが従来のフェライト系合金鋼よりも遥かにすぐれた
ものを提供することを目的とする。
創案されたものであって従来鋼に比較して前述の強化元
素の添加量は略同量もしくはむしろ少なくして、添加元
素の特殊な成分組成と組合せに特徴を持たせることによ
り、比較的低コストに高温強度、耐食性、耐酸化性の何
れもが従来のフェライト系合金鋼よりも遥かにすぐれた
ものを提供することを目的とする。
「発明の構成」 （問題点を解決するための手段） 前述の目的を達成するための手段として本発明は、 （１）重量％で C:0.06〜0.15％ Si:0.50％以下 Cr:8.0〜15.0％ Mo:0.35〜0.85％ W:0.90％以下 V:0.15〜0.30％ Nb:0.01％から0.10％未満 N:0.02〜0.08％ を含み、且つ Mo＋1/2W:0.80〜1.3％ を満足し、残部はFeおよび不可避的な不純物よりなる高
温強度および耐食性のすぐれた高クロムフェライト系合
金鋼。
温強度および耐食性のすぐれた高クロムフェライト系合
金鋼。
（２）重量％で C:0.06〜0.15％ Si:0.50％以下 Cr:8.0〜15.0％ Mo:0.35〜0.85％ W:0.90％以下 V:0.15〜0.30％ Nb:0.01％から0.10％未満 N:0.02〜0.08％ を含み、且つ Mo＋1/2W:0.80〜1.3％ を満足し、更らにAl:0.05％以下、Ti:0.1％以下の何れ
か１種もしくは２種を含む残部はFeおよび不可避的な不
純物よりなる高温強度および耐食性のすぐれた高クロム
フェライト系合金鋼。
か１種もしくは２種を含む残部はFeおよび不可避的な不
純物よりなる高温強度および耐食性のすぐれた高クロム
フェライト系合金鋼。
をここに提供する。
すなわち、この組成により高温強度および耐食性、耐酸
化性のすぐれた高クロムフェライト系合金鋼を得ること
ができる。
化性のすぐれた高クロムフェライト系合金鋼を得ること
ができる。
（作用） 先ず請求範囲第１項の発明における各添加元素の範囲を
限定した理由を述べる。
限定した理由を述べる。
C:0.06〜0.15％ Ｃは0.06％未満の添加では高温強度の効果がみられず、
又、過度の添加は溶接性を著しく害するため0.15％を上
限とした。
又、過度の添加は溶接性を著しく害するため0.15％を上
限とした。
Si:0.50％以下 Siの添加は脱酸作用の効果がありしかも良好な湯流れを
確保できる。しかし多量の添加は強度の低下、第二相析
出の促進を招くので0.50％を上限とした。
確保できる。しかし多量の添加は強度の低下、第二相析
出の促進を招くので0.50％を上限とした。
Cr:8.0〜15.0％ 高温度、特に600℃以上で十分な耐食性、耐酸化性を保
持するためには少なくとも8.0％以上の添加が必要であ
る。しかし15.0％を超える添加では靱性および長時間の
クリープ強度が著しく低下する。
持するためには少なくとも8.0％以上の添加が必要であ
る。しかし15.0％を超える添加では靱性および長時間の
クリープ強度が著しく低下する。
Mo:0.35〜0.85％ Moの添加は固溶強化元素として高温強度向上に寄与す
る。
る。
Ｗと併用しない単独の添加では0.35％以下では効果が期
待できず、一方0.85％を超えて添加すると使用時に脆化
相の析出が促進されるのでこれを上限とした。
待できず、一方0.85％を超えて添加すると使用時に脆化
相の析出が促進されるのでこれを上限とした。
W:0.90％以下 固溶強化元素として高温強度向上に寄与する。Moとの複
合効果が大きい。上限の0.9％はMoの添加量の関係から
規制される数字。
合効果が大きい。上限の0.9％はMoの添加量の関係から
規制される数字。
Mo＋1/2W:0.80〜1.3％ Mo、Ｗは夫々高温強度向上に寄与するが、複合添加ほど
その効果が大きい。しかしMo＋1/2Wが1.3％を越えても
添加に伴なう強度の向上はみられずコスト高を招く。
又、0.8％未満の添加では0.8％以上の添加に比較して強
度の低下が著しいので0.80％を下限とした。
その効果が大きい。しかしMo＋1/2Wが1.3％を越えても
添加に伴なう強度の向上はみられずコスト高を招く。
又、0.8％未満の添加では0.8％以上の添加に比較して強
度の低下が著しいので0.80％を下限とした。
V:0.15〜0.30％ 炭化物形成元素として高温強度向上に寄与する。0.15％
以下では効果が少なく、0.30％を超えると溶接性を損な
い強度も低下する。
以下では効果が少なく、0.30％を超えると溶接性を損な
い強度も低下する。
Nb:0.01から0.10％未満 Ｖと同様に高温強度を向上させる。0.01％未満の添加で
は0.01％以上に比較して強度の低下が著しい。また0.10
％以上では高価となると共に靱性を著しく害する他高温
強度も低下する。
は0.01％以上に比較して強度の低下が著しい。また0.10
％以上では高価となると共に靱性を著しく害する他高温
強度も低下する。
N:0.02〜0.08％ Ｎは他の元素と化合し窒化物や炭窒化物を形成し高温強
度の向上に寄与する。但し0.02％未満ではその効果が十
分でなく、又、0.08％を越すと靱性および強度の低下が
著しいためこれを上限とした。
度の向上に寄与する。但し0.02％未満ではその効果が十
分でなく、又、0.08％を越すと靱性および強度の低下が
著しいためこれを上限とした。
上記のようにすることにより本発明の目的とする高温強
度、耐食性のすぐれた所望の高クロムフェライト系合金
鋼が得られるが、これらの成分組成の他に更らに下記の
元素の何れか１成分もしくは双方を添加したのが、第２
発明であり、第１発明と同一の目的を達成し、更らに靱
性の改良を図ったものである。下記に数値限定の理由を
記載する。尚、本発明における耐食性とは耐酸化性も含
めた広義の解釈で記載したものである。
度、耐食性のすぐれた所望の高クロムフェライト系合金
鋼が得られるが、これらの成分組成の他に更らに下記の
元素の何れか１成分もしくは双方を添加したのが、第２
発明であり、第１発明と同一の目的を達成し、更らに靱
性の改良を図ったものである。下記に数値限定の理由を
記載する。尚、本発明における耐食性とは耐酸化性も含
めた広義の解釈で記載したものである。
Al:0.05％以下 Alの添加は鋼の清浄化が図られて靱性が向上するので有
効であるが、0.05％を超える添加は強度の低下を招く。
効であるが、0.05％を超える添加は強度の低下を招く。
Ti:0.10％以下 Tiは靱性の向上に有効である。但し、0.10％以上の添加
は強度の低下を招くので0.10％を上限とした。
は強度の低下を招くので0.10％を上限とした。
（実施例） 次に150kg真空炉で溶製した本発明鋼８チャージ、比較
のための公知の高クロムフェライト系合金鋼（比較鋼）
13チャージの化学組成と実験結果を第１表に示す。
のための公知の高クロムフェライト系合金鋼（比較鋼）
13チャージの化学組成と実験結果を第１表に示す。
試験片はインゴットを1150℃に加熱し熱間圧延（圧下率
約93％）し板厚13mmに仕上げた。
約93％）し板厚13mmに仕上げた。
各試験材とも1050℃で40分焼準した後、780℃で90分の
焼戻を行ない、圧延方向にクリープ、シャルピー、腐食
試験の各片を切り出した。クリープ試験は各材600℃で
応力水準を４〜５レベルにふらし、104時間破断応力を
外挿した。シャルピー試験は焼準、焼戻材を対象に15〜
20本行ない被面遷移温度を求めた。又、大気酸化試験は
各材とも25×15×5mmの小片を全面＃800まで湿式研磨を
施した後、直示天秤で秤量後、流量１/minの80％N2−
20％O2ガスを循環させた電気炉中で600℃で500時間保持
した。そして試験後再秤量を行ない試験前の重量と比較
した。
焼戻を行ない、圧延方向にクリープ、シャルピー、腐食
試験の各片を切り出した。クリープ試験は各材600℃で
応力水準を４〜５レベルにふらし、104時間破断応力を
外挿した。シャルピー試験は焼準、焼戻材を対象に15〜
20本行ない被面遷移温度を求めた。又、大気酸化試験は
各材とも25×15×5mmの小片を全面＃800まで湿式研磨を
施した後、直示天秤で秤量後、流量１/minの80％N2−
20％O2ガスを循環させた電気炉中で600℃で500時間保持
した。そして試験後再秤量を行ない試験前の重量と比較
した。
第１図は縦軸に酸化増量（g/m2、500h）、横軸に600℃
×104時間クリープ破断応力をとり、実験に供した本発
明鋼並びに比較鋼の実験結果をプロットしたものであ
る。実験結果では、本発明鋼Ａ〜Ｈは何れも600℃×104
時間クリープ破断応力が13.5kgf/mm2以上の高強度を示
している。しかし乍ら比較鋼Ｉ（低Ｃ）、Ｊ（高Mn）、
Ｌ（高Cr）、Ｍ（Ｗ無添加）、Ｐ（低Ｖ）、Ｑ（高
Ｖ）、Ｒ（Nb無添加）、Ｓ（高Nb）、Ｔ（低Ｎ）、Ｕ
（高Ｎ）は、全部前記破断応力は13.5kgf/mm2より低い
位置にある。
×104時間クリープ破断応力をとり、実験に供した本発
明鋼並びに比較鋼の実験結果をプロットしたものであ
る。実験結果では、本発明鋼Ａ〜Ｈは何れも600℃×104
時間クリープ破断応力が13.5kgf/mm2以上の高強度を示
している。しかし乍ら比較鋼Ｉ（低Ｃ）、Ｊ（高Mn）、
Ｌ（高Cr）、Ｍ（Ｗ無添加）、Ｐ（低Ｖ）、Ｑ（高
Ｖ）、Ｒ（Nb無添加）、Ｓ（高Nb）、Ｔ（低Ｎ）、Ｕ
（高Ｎ）は、全部前記破断応力は13.5kgf/mm2より低い
位置にある。
又、比較鋼Ｎ、Ｏ、Ｋの３種は高強度を有しているが、
Ｎ、Ｏ、についてはMo＋1/2Wが2.0％を越えており、M
o、Ｗの過剰な添加は高温強度の改善には寄与していな
いことを裏づけている。ＫはCr量が7.1％であるが大気
酸化試験の酸化増量が1g/m2500hを越えており耐食性、
耐酸化性が12％Cr鋼より劣ることが認められた。
Ｎ、Ｏ、についてはMo＋1/2Wが2.0％を越えており、M
o、Ｗの過剰な添加は高温強度の改善には寄与していな
いことを裏づけている。ＫはCr量が7.1％であるが大気
酸化試験の酸化増量が1g/m2500hを越えており耐食性、
耐酸化性が12％Cr鋼より劣ることが認められた。
「発明の効果」 本発明鋼は、従来の高クロムフェライト系合金鋼に比較
して高価な強化元素の添加量は略同量もしくはむしろ少
いにも拘らず各主要元素の適格な成分組成の選択と組合
せにより、従来鋼よりも高温強度、耐食性並びに耐酸化
性が遥かにすぐれた高クロムフェライト系合金鋼の特性
が得られるので、ボイラー、化学プラント、原子力設備
用等として最適な鋼材を市場に提供することができる。
して高価な強化元素の添加量は略同量もしくはむしろ少
いにも拘らず各主要元素の適格な成分組成の選択と組合
せにより、従来鋼よりも高温強度、耐食性並びに耐酸化
性が遥かにすぐれた高クロムフェライト系合金鋼の特性
が得られるので、ボイラー、化学プラント、原子力設備
用等として最適な鋼材を市場に提供することができる。
第１図は各供試鋼のクリープ破断特性と酸化増量の関係
を示す図表である。
を示す図表である。
Claims (2)
- 【請求項１】重量％で C:0.06〜0.15％ Si:0.50％以下 Cr:8.0〜15.0％ Mo:0.35〜0.85％ W:0.90％以下 V:0.15〜0.30％ Nb:0.01％から0.10％未満 N:0.02〜0.08％ を含み、且つ Mo＋1/2W:0.80〜1.3％ を満足し、残部はFeおよび不可避的な不純物よりなる高
温強度および耐食性のすぐれた高クロムフェライト系合
金鋼。 - 【請求項２】重量％で C:0.06〜0.15％ Si:0.50％以下 Cr:8.0〜15.0％ Mo:0.35〜0.85％ W:0.90％以下 V:0.15〜0.30％ Nb:0.01％から0.10％未満 N:0.02〜0.08％ を含み、且つ Mo＋1/2W:0.80〜1.3％ を満足し、更らにAl:0.05％以下、Ti:0.1％以下、の何
れか１種もしくは２種を含み残部はFeおよび不可避的な
不純物よりなる高温強度および耐食性のすぐれた高クロ
ムフェライト系合金鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61247379A JPH0778268B2 (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 高クロムフエライト系合金鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61247379A JPH0778268B2 (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 高クロムフエライト系合金鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63103053A JPS63103053A (ja) | 1988-05-07 |
| JPH0778268B2 true JPH0778268B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=17162550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61247379A Expired - Fee Related JPH0778268B2 (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 高クロムフエライト系合金鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0778268B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109735759A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-10 | 河钢股份有限公司承德分公司 | 一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5817820B2 (ja) * | 1979-02-20 | 1983-04-09 | 住友金属工業株式会社 | 高温用クロム鋼 |
| JPS5745822A (en) * | 1980-09-03 | 1982-03-16 | Mitsuharu Yamaguchi | Carpet |
-
1986
- 1986-10-20 JP JP61247379A patent/JPH0778268B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109735759A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-10 | 河钢股份有限公司承德分公司 | 一种含钒高铬铁水冶炼高耐腐蚀铁路车辆用钢的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63103053A (ja) | 1988-05-07 |
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