JPH1046290A - 熱間加工性および耐クリープ特性に優れたボイラー用鋼およびボイラー用継目無鋼管 - Google Patents
熱間加工性および耐クリープ特性に優れたボイラー用鋼およびボイラー用継目無鋼管Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 550 ℃以上での耐クリープ特性と熱間加工性
に優れたボイラ用鋼、継目無鋼管および継目無鋼管の製
造方法を提案する。 【解決手段】 Cr：1.5 〜3.5 ％、Mo：0.1 〜0.5 ％に
Ｖ、Nb、Ｂを含有する鋼にＷを少量添加し、さらに、低
Ｓ化し、Caを添加する。さらに、Ni：1.5 ％以下、Cu：
1.5 ％以下の群、Ti：0.2 ％以下、Zr：0.2 ％以下、T
a：0.15％以下の群、Mg：0.01％以下、REM ：0.05％以
下の群の少なくとも１群から選ばれた１種または２種以
上を含有できる。
に優れたボイラ用鋼、継目無鋼管および継目無鋼管の製
造方法を提案する。 【解決手段】 Cr：1.5 〜3.5 ％、Mo：0.1 〜0.5 ％に
Ｖ、Nb、Ｂを含有する鋼にＷを少量添加し、さらに、低
Ｓ化し、Caを添加する。さらに、Ni：1.5 ％以下、Cu：
1.5 ％以下の群、Ti：0.2 ％以下、Zr：0.2 ％以下、T
a：0.15％以下の群、Mg：0.01％以下、REM ：0.05％以
下の群の少なくとも１群から選ばれた１種または２種以
上を含有できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電あるいは
化学工業において使用される高温機器に適用される高温
圧力容器用鋼に関し、とくにボイラー用鋼管に好適な高
温用鋼に関する。
化学工業において使用される高温機器に適用される高温
圧力容器用鋼に関し、とくにボイラー用鋼管に好適な高
温用鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】火力発電あるいは化学工業における高温
機器には、2 1/4Cr-1 Mo系の低合金鋼が一般的に使用さ
れていた。しかし、最近の火力発電用ボイラーでは、高
温・高圧化が進み、550 ℃以上の温度で使用されるよう
になり、550 ℃以上の高温でのクリープ強度が低い2 1/
4Cr-1 Mo鋼に代わり、高温でのクリープ強度に優れたオ
ーステナイト系ステンレス鋼の使用が増加している。
機器には、2 1/4Cr-1 Mo系の低合金鋼が一般的に使用さ
れていた。しかし、最近の火力発電用ボイラーでは、高
温・高圧化が進み、550 ℃以上の温度で使用されるよう
になり、550 ℃以上の高温でのクリープ強度が低い2 1/
4Cr-1 Mo鋼に代わり、高温でのクリープ強度に優れたオ
ーステナイト系ステンレス鋼の使用が増加している。
【０００３】しかしながら、オーステナイト系ステンレ
ス鋼は高価であり、コスト面から、より安価なクリープ
特性に優れた鋼材が要求されている。クリープ特性を向
上させるためには、Crの増量が有効であり、すでに9 〜
12％Cr系の鋼材が開発されている。しかし、Crの増量
は、鋼材の溶接性を劣化させ、これら高Cr鋼を使用した
場合には、さらに、溶接後熱処理の追加が必要となる。
ス鋼は高価であり、コスト面から、より安価なクリープ
特性に優れた鋼材が要求されている。クリープ特性を向
上させるためには、Crの増量が有効であり、すでに9 〜
12％Cr系の鋼材が開発されている。しかし、Crの増量
は、鋼材の溶接性を劣化させ、これら高Cr鋼を使用した
場合には、さらに、溶接後熱処理の追加が必要となる。
【０００４】例えば、特開平2-217439号公報、特開平5-
311345号公報には、Ｗを添加し、クリープ特性を向上さ
せた鋼材が提案されている。しかし、これらの鋼材は、
Ｗを多量に添加しているため、パイプ圧延時の熱間加工
性が著しく低下し、熱間押出法では比較的容易に継目無
鋼管とすることができるが、マンネスマンミル等の傾斜
圧延方式では、継目無鋼管への圧延が困難であるという
問題があった。
311345号公報には、Ｗを添加し、クリープ特性を向上さ
せた鋼材が提案されている。しかし、これらの鋼材は、
Ｗを多量に添加しているため、パイプ圧延時の熱間加工
性が著しく低下し、熱間押出法では比較的容易に継目無
鋼管とすることができるが、マンネスマンミル等の傾斜
圧延方式では、継目無鋼管への圧延が困難であるという
問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
有利に解決し、耐クリープ特性と熱間加工性に優れたボ
イラ用鋼、継目無鋼管および継目無鋼管の製造方法を提
案することを目的とする。
有利に解決し、耐クリープ特性と熱間加工性に優れたボ
イラ用鋼、継目無鋼管および継目無鋼管の製造方法を提
案することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を有利に解決し、耐クリープ特性と熱間加工性が共に
優れたボイラー用鋼を開発するため、鋭意検討した結
果、Ｗに加えて低Ｓ化し、Caを添加することにより、55
0 ℃以上での耐クリープ特性に優れ、マンネスマン穿孔
法等による継目無鋼管の製造も可能な鋼材となることを
知見した。本発明は上記知見をもとに構成されたもので
ある。
点を有利に解決し、耐クリープ特性と熱間加工性が共に
優れたボイラー用鋼を開発するため、鋭意検討した結
果、Ｗに加えて低Ｓ化し、Caを添加することにより、55
0 ℃以上での耐クリープ特性に優れ、マンネスマン穿孔
法等による継目無鋼管の製造も可能な鋼材となることを
知見した。本発明は上記知見をもとに構成されたもので
ある。
【０００７】本発明は、重量％で、Ｃ：0.02〜0.15％、
Si：0.5 ％以下、Mn：0.1 〜1.5 ％、Ｐ：0.03％以下、
Ｓ：0.005 ％以下、Cr：1.5 〜3.5 ％、Mo：0.1 〜0.5
％、Ｗ：0.5 〜3.0 ％、Ｖ：0.03〜0.5 ％、Nb：0.01〜
0.25％、Al：0.05％以下、Ｎ：0.005 〜0.05％、Ｂ：0.
0003〜0.01％、Ca：0.001 〜0.007 ％を含み、かつCa／
Ｓ：0.3 以上を満足し、残部Feおよび不可避的不純物か
らなる熱間加工性および耐クリープ特性に優れたボイラ
ー用鋼である。
Si：0.5 ％以下、Mn：0.1 〜1.5 ％、Ｐ：0.03％以下、
Ｓ：0.005 ％以下、Cr：1.5 〜3.5 ％、Mo：0.1 〜0.5
％、Ｗ：0.5 〜3.0 ％、Ｖ：0.03〜0.5 ％、Nb：0.01〜
0.25％、Al：0.05％以下、Ｎ：0.005 〜0.05％、Ｂ：0.
0003〜0.01％、Ca：0.001 〜0.007 ％を含み、かつCa／
Ｓ：0.3 以上を満足し、残部Feおよび不可避的不純物か
らなる熱間加工性および耐クリープ特性に優れたボイラ
ー用鋼である。
【０００８】また、本発明は、重量％で、Ｃ：0.02〜0.
15％、Si：0.5 ％以下、Mn：0.1 〜1.5 ％、Ｐ：0.03％
以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：1.5 〜3.5 ％、Mo：0.1
〜0.5 ％、Ｗ：0.5 〜3.0 ％、Ｖ：0.03〜0.5 ％、Nb：
0.01〜0.25％、Al：0.05％以下、Ｎ：0.005 〜0.05％、
Ｂ：0.0003〜0.01％、Ca：0.001 〜0.007 ％を含み、か
つCa／Ｓ：0.3 以上を満足し、さらに、Ａ群：Ni：1.5
％以下、Cu：1.5 ％以下、Ｂ群：Ti：0.2 ％以下、Zr：
0.2 ％以下、Ta：0.15％以下、Ｃ群：Mg：0.01％以下、
REM ：0.05％以下、の各群の少なくとも１群から選ばれ
た１種または２種以上を含有し、残部Feおよび不可避的
不純物からなる熱間加工性および耐クリープ特性に優れ
たボイラー用鋼である。
15％、Si：0.5 ％以下、Mn：0.1 〜1.5 ％、Ｐ：0.03％
以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：1.5 〜3.5 ％、Mo：0.1
〜0.5 ％、Ｗ：0.5 〜3.0 ％、Ｖ：0.03〜0.5 ％、Nb：
0.01〜0.25％、Al：0.05％以下、Ｎ：0.005 〜0.05％、
Ｂ：0.0003〜0.01％、Ca：0.001 〜0.007 ％を含み、か
つCa／Ｓ：0.3 以上を満足し、さらに、Ａ群：Ni：1.5
％以下、Cu：1.5 ％以下、Ｂ群：Ti：0.2 ％以下、Zr：
0.2 ％以下、Ta：0.15％以下、Ｃ群：Mg：0.01％以下、
REM ：0.05％以下、の各群の少なくとも１群から選ばれ
た１種または２種以上を含有し、残部Feおよび不可避的
不純物からなる熱間加工性および耐クリープ特性に優れ
たボイラー用鋼である。
【０００９】また、本発明は、重量％で、Ｃ：0.02〜0.
15％、Si：0.5 ％以下、Mn：0.1 〜1.5 ％、Ｐ：0.03％
以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：1.5 〜3.5 ％、Mo：0.1
〜0.5 ％、Ｗ：0.5 〜3.0 ％、Ｖ：0.03〜0.5 ％、Nb：
0.01〜0.25％、Al：0.05％以下、Ｎ：0.005 〜0.05％、
Ｂ：0.0003〜0.01％、Ca：0.001 〜0.007 ％を含み、か
つCa／Ｓ：0.3 以上を満足し、残部Feおよび不可避的不
純物からなり、マンネスマンミル等の傾斜圧延方式によ
り製造された熱間加工性および耐クリープ特性に優れた
ボイラー用継目無鋼管である。
15％、Si：0.5 ％以下、Mn：0.1 〜1.5 ％、Ｐ：0.03％
以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：1.5 〜3.5 ％、Mo：0.1
〜0.5 ％、Ｗ：0.5 〜3.0 ％、Ｖ：0.03〜0.5 ％、Nb：
0.01〜0.25％、Al：0.05％以下、Ｎ：0.005 〜0.05％、
Ｂ：0.0003〜0.01％、Ca：0.001 〜0.007 ％を含み、か
つCa／Ｓ：0.3 以上を満足し、残部Feおよび不可避的不
純物からなり、マンネスマンミル等の傾斜圧延方式によ
り製造された熱間加工性および耐クリープ特性に優れた
ボイラー用継目無鋼管である。
【００１０】また、本発明は、重量％で、Ｃ：0.02〜0.
15％、Si：0.5 ％以下、Mn：0.1 〜1.5 ％、Ｐ：0.03％
以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：1.5 〜3.5 ％、Mo：0.1
〜0.5 ％、Ｗ：0.5 〜3.0 ％、Ｖ：0.03〜0.5 ％、Nb：
0.01〜0.25％、Al：0.05％以下、Ｎ：0.005 〜0.05％、
Ｂ：0.0003〜0.01％、Ca：0.001 〜0.007 ％を含み、か
つCa／Ｓ：0.3 以上を満足し、さらに、Ａ群：Ni：1.5
％以下、Cu：1.5 ％以下、Ｂ群：Ti：0.2 ％以下、Zr：
0.2 ％以下、Ta：0.15％以下、Ｃ群：Mg：0.01％以下、
REM ：0.05％以下、の各群の少なくとも１群から選ばれ
た１種または２種以上を含有し、残部Feおよび不可避的
不純物からなり、マンネスマンミル等の傾斜圧延方式に
より製造された熱間加工性および耐クリープ特性に優れ
たボイラー用継目無鋼管である。
15％、Si：0.5 ％以下、Mn：0.1 〜1.5 ％、Ｐ：0.03％
以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：1.5 〜3.5 ％、Mo：0.1
〜0.5 ％、Ｗ：0.5 〜3.0 ％、Ｖ：0.03〜0.5 ％、Nb：
0.01〜0.25％、Al：0.05％以下、Ｎ：0.005 〜0.05％、
Ｂ：0.0003〜0.01％、Ca：0.001 〜0.007 ％を含み、か
つCa／Ｓ：0.3 以上を満足し、さらに、Ａ群：Ni：1.5
％以下、Cu：1.5 ％以下、Ｂ群：Ti：0.2 ％以下、Zr：
0.2 ％以下、Ta：0.15％以下、Ｃ群：Mg：0.01％以下、
REM ：0.05％以下、の各群の少なくとも１群から選ばれ
た１種または２種以上を含有し、残部Feおよび不可避的
不純物からなり、マンネスマンミル等の傾斜圧延方式に
より製造された熱間加工性および耐クリープ特性に優れ
たボイラー用継目無鋼管である。
【００１１】また、本発明は、重量％で、Ｃ：0.02〜0.
15％、Si：0.5 ％以下、Mn：0.1 〜1.5 ％、Ｐ：0.03％
以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：1.5 〜3.5 ％、Mo：0.1
〜0.5 ％、Ｗ：0.5 〜3.0 ％、Ｖ：0.03〜0.5 ％、Nb：
0.01〜0.25％、Al：0.05％以下、Ｎ：0.005 〜0.05％、
Ｂ：0.0003〜0.01％、Ca：0.001 〜0.007 ％を含み、か
つCa／Ｓ：0.3 以上を満足し、残部Feおよび不可避的不
純物からなる素材を、マンネスマンミル等の傾斜圧延方
式により継目無鋼管とすることを特徴とする熱間加工性
および耐クリープ特性に優れたボイラー用継目無鋼管の
製造方法である。
15％、Si：0.5 ％以下、Mn：0.1 〜1.5 ％、Ｐ：0.03％
以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：1.5 〜3.5 ％、Mo：0.1
〜0.5 ％、Ｗ：0.5 〜3.0 ％、Ｖ：0.03〜0.5 ％、Nb：
0.01〜0.25％、Al：0.05％以下、Ｎ：0.005 〜0.05％、
Ｂ：0.0003〜0.01％、Ca：0.001 〜0.007 ％を含み、か
つCa／Ｓ：0.3 以上を満足し、残部Feおよび不可避的不
純物からなる素材を、マンネスマンミル等の傾斜圧延方
式により継目無鋼管とすることを特徴とする熱間加工性
および耐クリープ特性に優れたボイラー用継目無鋼管の
製造方法である。
【００１２】また、本発明は、重量％で、Ｃ：0.02〜0.
15％、Si：0.5 ％以下、Mn：0.1 〜1.5 ％、Ｐ：0.03％
以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：1.5 〜3.5 ％、Mo：0.1
〜0.5 ％、Ｗ：0.5 〜3.0 ％、Ｖ：0.03〜0.5 ％、Nb：
0.01〜0.25％、Al：0.05％以下、Ｎ：0.005 〜0.05％、
Ｂ：0.0003〜0.01％、Ca：0.001 〜0.007 ％を含み、か
つCa／Ｓ：0.3 以上を満足し、さらに、Ａ群：Ni：1.5
％以下、Cu：1.5 ％以下、Ｂ群：Ti：0.2 ％以下、Zr：
0.2 ％以下、Ta：0.15％以下、Ｃ群：Mg：0.01％以下、
REM ：0.05％以下、の各群の少なくとも１群から選ばれ
た１種または２種以上を含有し、残部Feおよび不可避的
不純物からなる素材を、マンネスマンミル等の傾斜圧延
方式により継目無鋼管とすることを特徴とする熱間加工
性および耐クリープ特性に優れたボイラー用継目無鋼管
の製造方法である。
15％、Si：0.5 ％以下、Mn：0.1 〜1.5 ％、Ｐ：0.03％
以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：1.5 〜3.5 ％、Mo：0.1
〜0.5 ％、Ｗ：0.5 〜3.0 ％、Ｖ：0.03〜0.5 ％、Nb：
0.01〜0.25％、Al：0.05％以下、Ｎ：0.005 〜0.05％、
Ｂ：0.0003〜0.01％、Ca：0.001 〜0.007 ％を含み、か
つCa／Ｓ：0.3 以上を満足し、さらに、Ａ群：Ni：1.5
％以下、Cu：1.5 ％以下、Ｂ群：Ti：0.2 ％以下、Zr：
0.2 ％以下、Ta：0.15％以下、Ｃ群：Mg：0.01％以下、
REM ：0.05％以下、の各群の少なくとも１群から選ばれ
た１種または２種以上を含有し、残部Feおよび不可避的
不純物からなる素材を、マンネスマンミル等の傾斜圧延
方式により継目無鋼管とすることを特徴とする熱間加工
性および耐クリープ特性に優れたボイラー用継目無鋼管
の製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】まず、本発明鋼の組成について説
明する。 Ｃ：0.02〜0.15％ Ｃは、母材の常温強度を増加するとともに、炭化物を形
成して高温強度を増加させる元素である。0.02％未満で
はその効果が期待できず、0.15％を超えると母材の靱
性、溶接性を低下させるため、Ｃは、0.02〜0.15％とし
た。
明する。 Ｃ：0.02〜0.15％ Ｃは、母材の常温強度を増加するとともに、炭化物を形
成して高温強度を増加させる元素である。0.02％未満で
はその効果が期待できず、0.15％を超えると母材の靱
性、溶接性を低下させるため、Ｃは、0.02〜0.15％とし
た。
【００１４】Si：0.5 ％以下 Siは、脱酸剤として添加され、また、鋼中に固溶され強
度を増加させるが、0.5 ％を超えると靱性が劣化するた
め、Siは0.5 ％以下とした。 Mn：0.1 〜1.5 ％ Mnは、脱酸、および強度確保に必要な元素であり、ま
た、母材および溶接部の靱性を向上させる。0.1 ％未満
ではその効果が期待できず、1.5 ％を超えると溶接部の
靱性を劣化させるため、Mnは、0.1 〜1.5 ％の範囲とし
た。
度を増加させるが、0.5 ％を超えると靱性が劣化するた
め、Siは0.5 ％以下とした。 Mn：0.1 〜1.5 ％ Mnは、脱酸、および強度確保に必要な元素であり、ま
た、母材および溶接部の靱性を向上させる。0.1 ％未満
ではその効果が期待できず、1.5 ％を超えると溶接部の
靱性を劣化させるため、Mnは、0.1 〜1.5 ％の範囲とし
た。
【００１５】Ｐ：0.03％以下 Ｐは、焼戻し脆化感受性、再熱割れ感受性を増加する元
素であり、0.03％以下に低減する。 Ｓ：0.005 ％以下 Ｓは、鋼材の耐食性を劣化し、さらに熱間加工性も低下
させるため、0.005 ％以下に低減する。
素であり、0.03％以下に低減する。 Ｓ：0.005 ％以下 Ｓは、鋼材の耐食性を劣化し、さらに熱間加工性も低下
させるため、0.005 ％以下に低減する。
【００１６】Cr：1.5 〜3.5 ％ Crは、耐酸化性、高温耐食性、耐クリープ特性を向上す
るために重要な元素である。1.5 ％未満では、その効果
が充分でなく、3.5 ％を超えると溶接性を劣化させ、溶
接後の熱処理が必要となり、さらに、靱性を劣化させる
ため、Crは、1.5 〜3.5 ％の範囲とした。
るために重要な元素である。1.5 ％未満では、その効果
が充分でなく、3.5 ％を超えると溶接性を劣化させ、溶
接後の熱処理が必要となり、さらに、靱性を劣化させる
ため、Crは、1.5 〜3.5 ％の範囲とした。
【００１７】Mo：0.1 〜0.5 ％ Moは、耐ＳＳＣ性を向上させる元素である。この効果を
得るためには、少なくとも0.1 ％以上の添加が必要であ
る。しかし、0.5 ％を超える添加は、フェライトの生成
を促進するため、強度が低下する。このため、Moは0.1
〜0.5 ％の範囲とした。
得るためには、少なくとも0.1 ％以上の添加が必要であ
る。しかし、0.5 ％を超える添加は、フェライトの生成
を促進するため、強度が低下する。このため、Moは0.1
〜0.5 ％の範囲とした。
【００１８】Ｗ：0.5 〜3.0 ％ Ｗは、固溶して鋼材の強度を増加するとともに、微細炭
化物を形成し析出強化により鋼材の強度を増加する。さ
らに、クリープ強度を増加させる効果も有している。こ
のような効果を得るためには、0.5 ％以上の添加が必要
である。しかし、3.0 ％を超える添加は、鋼の強度を増
加し靱性を劣化させる。このため、Ｗは0.5 〜3.0 ％の
範囲とした。
化物を形成し析出強化により鋼材の強度を増加する。さ
らに、クリープ強度を増加させる効果も有している。こ
のような効果を得るためには、0.5 ％以上の添加が必要
である。しかし、3.0 ％を超える添加は、鋼の強度を増
加し靱性を劣化させる。このため、Ｗは0.5 〜3.0 ％の
範囲とした。
【００１９】Ｖ：0.03〜0.5 ％ Ｖは、炭窒化物を形成し、クリープ強度を増加させる。
この効果は、0.03％以上の添加で認められるが、0.5 ％
を超えて添加すると、靱性の低下を生ずる。このため、
Ｖは0.03〜0.5 ％の範囲とした。 Nb：0.01〜0.25％ Nbは、Ｖと同様に、炭窒化物を形成し、高温におけるク
リープ強度を増加させる。この効果は、0.01％以上の添
加で認められるが、0.25％を超えて添加すると、靱性の
低下を生ずる。このため、Ｖは0.01〜0.25％の範囲とし
た。
この効果は、0.03％以上の添加で認められるが、0.5 ％
を超えて添加すると、靱性の低下を生ずる。このため、
Ｖは0.03〜0.5 ％の範囲とした。 Nb：0.01〜0.25％ Nbは、Ｖと同様に、炭窒化物を形成し、高温におけるク
リープ強度を増加させる。この効果は、0.01％以上の添
加で認められるが、0.25％を超えて添加すると、靱性の
低下を生ずる。このため、Ｖは0.01〜0.25％の範囲とし
た。
【００２０】Al：0.05％以下 Alは、脱酸剤として添加されるが、0.05％を超える添加
は靱性を劣化させる。このため、Alは0.05％以下とし
た。 Ｎ：0.005 〜0.05％ Ｎは、窒化物形成元素と結合し、窒化物を形成して高温
のクリープ強度を増加する。この効果を得るためには、
0.005 ％以上必要とするが、0.05％を超えると窒化物が
粗大化するため、Ｎは、0.005 〜0.05％の範囲とした。
なお、好ましくは、0.005 〜0.03％である。
は靱性を劣化させる。このため、Alは0.05％以下とし
た。 Ｎ：0.005 〜0.05％ Ｎは、窒化物形成元素と結合し、窒化物を形成して高温
のクリープ強度を増加する。この効果を得るためには、
0.005 ％以上必要とするが、0.05％を超えると窒化物が
粗大化するため、Ｎは、0.005 〜0.05％の範囲とした。
なお、好ましくは、0.005 〜0.03％である。
【００２１】Ｂ：0.0003〜0.01％ Ｂは、高温強度を増加する効果を有している。この効果
を得るためには、0.0003％以上の添加を必要とするが、
0.01％を超えると、母材の溶接性が劣化する。このた
め、Ｂは0.0003〜0.01％の範囲とした。なお、好ましく
は、0.0003〜0.003 ％である。
を得るためには、0.0003％以上の添加を必要とするが、
0.01％を超えると、母材の溶接性が劣化する。このた
め、Ｂは0.0003〜0.01％の範囲とした。なお、好ましく
は、0.0003〜0.003 ％である。
【００２２】Ca：0.001 〜0.007 ％、かつ Ca／Ｓ：0.
3 以上 Caは、CaS を形成し、耐食性および熱間加工性を向上さ
せる効果を有している。この効果を得るためには、0.00
1 ％以上の添加を必要とするが、0.007 ％を超えると、
クラスター状介在物が生成し、靱性が低下し、かつ熱間
加工性も低下する。このため、Caは0.001 〜0.007 ％の
範囲とした。なお、好ましくは、0.001〜0.005 ％であ
る。さらに、本発明では、熱間加工性に有害な硫化物を
減少させるために、Ca／Ｓが0.3 以上となるように、Ca
の添加量を調整する。
3 以上 Caは、CaS を形成し、耐食性および熱間加工性を向上さ
せる効果を有している。この効果を得るためには、0.00
1 ％以上の添加を必要とするが、0.007 ％を超えると、
クラスター状介在物が生成し、靱性が低下し、かつ熱間
加工性も低下する。このため、Caは0.001 〜0.007 ％の
範囲とした。なお、好ましくは、0.001〜0.005 ％であ
る。さらに、本発明では、熱間加工性に有害な硫化物を
減少させるために、Ca／Ｓが0.3 以上となるように、Ca
の添加量を調整する。
【００２３】Ａ群：Ni：1.5 ％以下、Cu：1.5 ％以下 Ｂ群：Ti：0.2 ％以下、Zr：0.2 ％以下、Ta：0.15％以
下 Ｃ群：Mg：0.01％以下、REM ：0.05％以下 の各群の少なくとも１群から選ばれた１種または２種以
上を含有する。 Ａ群：Ni：1.5 ％以下、Cu：1.5 ％以下 Niは、強度および靱性を向上させる元素である。強度お
よび靱性を向上させるためには、少なくとも0.1 ％以上
の添加が好ましいが、1.5 ％を超えると、強度が高くな
りすぎ、溶接性も劣化する。このため、Niは、1.5 ％以
下、好ましくは0.1 〜1.0 ％の範囲とした。
下 Ｃ群：Mg：0.01％以下、REM ：0.05％以下 の各群の少なくとも１群から選ばれた１種または２種以
上を含有する。 Ａ群：Ni：1.5 ％以下、Cu：1.5 ％以下 Niは、強度および靱性を向上させる元素である。強度お
よび靱性を向上させるためには、少なくとも0.1 ％以上
の添加が好ましいが、1.5 ％を超えると、強度が高くな
りすぎ、溶接性も劣化する。このため、Niは、1.5 ％以
下、好ましくは0.1 〜1.0 ％の範囲とした。
【００２４】Cuは、Niと同様強度および靱性を向上させ
るが、このためには、好ましくは0.1 ％以上の添加が必
要である。しかし、1.5 ％を超えると、赤熱脆性を生ず
るため、Cuは、1.5 ％を上限とした。なお、好ましく
は、0.1 〜1.0 ％である。 Ｂ群：Ti：0.2 ％以下、Zr：0.2 ％以下、Ta：0.15％以
下 Tiは、炭窒化物を形成し、高温強度を増加させる効果を
有している。この効果を得るためには、好ましくは0.00
5 ％以上の添加を必要とする。しかし、0.2 ％を超える
と、母材の靱性を劣化させるため0.2 ％を上限とした。
なお、好ましくは、0.005 〜0.1 ％の範囲である。
るが、このためには、好ましくは0.1 ％以上の添加が必
要である。しかし、1.5 ％を超えると、赤熱脆性を生ず
るため、Cuは、1.5 ％を上限とした。なお、好ましく
は、0.1 〜1.0 ％である。 Ｂ群：Ti：0.2 ％以下、Zr：0.2 ％以下、Ta：0.15％以
下 Tiは、炭窒化物を形成し、高温強度を増加させる効果を
有している。この効果を得るためには、好ましくは0.00
5 ％以上の添加を必要とする。しかし、0.2 ％を超える
と、母材の靱性を劣化させるため0.2 ％を上限とした。
なお、好ましくは、0.005 〜0.1 ％の範囲である。
【００２５】Zrは、Tiと同様に、炭窒化物を形成し、高
温強度を増加させ、さらに母材の靱性を向上させる効果
を有している。この効果を得るためには、好ましくは0.
005％以上の添加を必要とする。しかし、0.2 ％を超え
ると、母材の靱性を劣化させるため0.2 ％を上限とし
た。なお、好ましくは、0.005 〜0.1 ％の範囲である。
Taは、Ti、Zrと同様に、炭窒化物を形成し、高温強度を
増加させ、さらに、クリープ強度を増加させる効果を有
している。この効果を得るためには、好ましくは0.005
％以上の添加を必要とする。しかし、0.15％を超える
と、母材の靱性を劣化させるため0.15％を上限とした。
なお、好ましくは、0.005 〜0.10％の範囲である。
温強度を増加させ、さらに母材の靱性を向上させる効果
を有している。この効果を得るためには、好ましくは0.
005％以上の添加を必要とする。しかし、0.2 ％を超え
ると、母材の靱性を劣化させるため0.2 ％を上限とし
た。なお、好ましくは、0.005 〜0.1 ％の範囲である。
Taは、Ti、Zrと同様に、炭窒化物を形成し、高温強度を
増加させ、さらに、クリープ強度を増加させる効果を有
している。この効果を得るためには、好ましくは0.005
％以上の添加を必要とする。しかし、0.15％を超える
と、母材の靱性を劣化させるため0.15％を上限とした。
なお、好ましくは、0.005 〜0.10％の範囲である。
【００２６】Ｃ群：Mg：0.01％以下、REM ：0.05％以下 Mgは、Ｓを固定し、耐水素侵食性を向上させ、さらに、
靱性を向上させる効果を有している。この効果を得るた
めには、好ましくは0.001 ％以上の添加を必要とする。
しかし、0.01％を超えると、熱間加工性を劣化させるた
め0.01％を上限とした。なお、好ましくは、0.001 〜0.
005 ％の範囲である。
靱性を向上させる効果を有している。この効果を得るた
めには、好ましくは0.001 ％以上の添加を必要とする。
しかし、0.01％を超えると、熱間加工性を劣化させるた
め0.01％を上限とした。なお、好ましくは、0.001 〜0.
005 ％の範囲である。
【００２７】REM は、Ｓを固定し、耐水素侵食性を向上
させる効果を有している。この効果を得るためには、好
ましくは0.001 ％以上の添加を必要とする。しかし、0.
05％を超えると、介在物量を増加させ、母材の靱性を劣
化させるため0.05％を上限とした。なお、好ましくは、
0.001 〜0.01％の範囲である。REM は、La、Ce、Ｙ、Sc
あるいはそれらの混合物を使用するのが好ましい。
させる効果を有している。この効果を得るためには、好
ましくは0.001 ％以上の添加を必要とする。しかし、0.
05％を超えると、介在物量を増加させ、母材の靱性を劣
化させるため0.05％を上限とした。なお、好ましくは、
0.001 〜0.01％の範囲である。REM は、La、Ce、Ｙ、Sc
あるいはそれらの混合物を使用するのが好ましい。
【００２８】本発明鋼は、転炉、電気炉、真空溶解炉等
通常公知の溶製方法で溶製し、連鋳あるいは造塊法で凝
固させ、圧延素材とする。さらにこれら圧延素材を、通
常公知の熱間圧延により、厚板、薄板、条鋼等に加工す
る。また、本発明鋼の組成範囲の圧延素材を、マンネス
マンプラグミル方式、マンネスマンマンドレルミル方式
などの公知な傾斜圧延方式により継目無鋼管とする。本
発明鋼の組成範囲であれば、継目無鋼管の圧延条件は特
に限定する必要がなく、通常公知の条件で十分継目無鋼
管とすることができる。
通常公知の溶製方法で溶製し、連鋳あるいは造塊法で凝
固させ、圧延素材とする。さらにこれら圧延素材を、通
常公知の熱間圧延により、厚板、薄板、条鋼等に加工す
る。また、本発明鋼の組成範囲の圧延素材を、マンネス
マンプラグミル方式、マンネスマンマンドレルミル方式
などの公知な傾斜圧延方式により継目無鋼管とする。本
発明鋼の組成範囲であれば、継目無鋼管の圧延条件は特
に限定する必要がなく、通常公知の条件で十分継目無鋼
管とすることができる。
【００２９】鋼材、鋼管はそれぞれ用途におうじ、適切
な熱処理、例えば、焼ならし、焼戻し等の熱処理を施す
ことができる。これら鋼材はボイラーおよびその他の高
温機器に適用できる。
な熱処理、例えば、焼ならし、焼戻し等の熱処理を施す
ことができる。これら鋼材はボイラーおよびその他の高
温機器に適用できる。
【００３０】
（実施例１）表１に示す成分組成の鋼を溶解炉で溶製
し、50kg小型鋼塊として、熱間圧延により15mm厚の鋼板
とした。これら鋼板に焼ならし、焼戻し処理を施した。
これらの鋼板について、熱間加工性および耐クリープ特
性を調査した。
し、50kg小型鋼塊として、熱間圧延により15mm厚の鋼板
とした。これら鋼板に焼ならし、焼戻し処理を施した。
これらの鋼板について、熱間加工性および耐クリープ特
性を調査した。
【００３１】耐クリープ特性は、600 ℃×10000 時間に
おけるクリープ破断強度で評価した。熱間加工性は、６
mmφ丸棒試験片を用い、その両端を引張試験機に取りつ
け1250℃の雰囲気で100 秒保持したのち、高速（100mm/
sec ）で引張り、破断させて丸棒断面の直径減少率を算
出した。本発明では、この直径減少率が60％以上であれ
ば、傾斜圧延方式で継目無鋼管に加工するための十分な
熱間加工性を有していると評価する。
おけるクリープ破断強度で評価した。熱間加工性は、６
mmφ丸棒試験片を用い、その両端を引張試験機に取りつ
け1250℃の雰囲気で100 秒保持したのち、高速（100mm/
sec ）で引張り、破断させて丸棒断面の直径減少率を算
出した。本発明では、この直径減少率が60％以上であれ
ば、傾斜圧延方式で継目無鋼管に加工するための十分な
熱間加工性を有していると評価する。
【００３２】その結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】CaあるいはＳ含有量が本発明の範囲を外れ
る比較例No.14 、No.15 、No.16 、No.17 、No.19 で
は、直径減少率が低く、Ｗ含有量が本発明の範囲を外れ
る比較例No.18 ではクリープ強度が低いのに比べ、本発
明例は、優れた耐クリープ特性、熱間加工性を有してい
る。さらに、Ｂ、Crが本発明の範囲を外れる比較例No.1
3 でクリープ強度が低い。
る比較例No.14 、No.15 、No.16 、No.17 、No.19 で
は、直径減少率が低く、Ｗ含有量が本発明の範囲を外れ
る比較例No.18 ではクリープ強度が低いのに比べ、本発
明例は、優れた耐クリープ特性、熱間加工性を有してい
る。さらに、Ｂ、Crが本発明の範囲を外れる比較例No.1
3 でクリープ強度が低い。
【００３５】（実施例２）表２に示す成分組成の鋼を転
炉で溶製し、連続鋳造で260 ×710mm の鋳片とし、熱間
圧延により190mm φの鋼片とした。この鋼片を1300℃に
加熱し、マンネスマンプラグミル方式により、204mm φ
の継目無鋼管とした。鋼管には、加工による表面欠陥の
発生はみられなかった。この鋼管に焼ならし、焼戻し処
理を施した。この鋼管について、耐クリープ特性を調査
し、表２に示す。耐クリープ特性は、600 ℃×10000 時
間におけるクリープ破断強度で評価した。
炉で溶製し、連続鋳造で260 ×710mm の鋳片とし、熱間
圧延により190mm φの鋼片とした。この鋼片を1300℃に
加熱し、マンネスマンプラグミル方式により、204mm φ
の継目無鋼管とした。鋼管には、加工による表面欠陥の
発生はみられなかった。この鋼管に焼ならし、焼戻し処
理を施した。この鋼管について、耐クリープ特性を調査
し、表２に示す。耐クリープ特性は、600 ℃×10000 時
間におけるクリープ破断強度で評価した。
【００３６】
【表２】
【００３７】表２から、これら鋼管は、優れた耐クリー
プ特性を有している。
プ特性を有している。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、耐クリープ特性、熱間
加工性に優れた鋼を安価に提供することができ、しかも
マンネスマンミル等の傾斜圧延方式により継目無鋼管と
することができるため、経済的効果は大きく、産業の発
展に多大の寄与を奏することができる。
加工性に優れた鋼を安価に提供することができ、しかも
マンネスマンミル等の傾斜圧延方式により継目無鋼管と
することができるため、経済的効果は大きく、産業の発
展に多大の寄与を奏することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小関 智也 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 豊岡 高明 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内
Claims (6)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ：0.02〜0.15％、 Si：0.5 ％以下、 Mn：0.1 〜1.5 ％、 Ｐ：0.03％以下、 Ｓ：0.005 ％以下、 Cr：1.5 〜3.5 ％、 Mo：0.1 〜0.5 ％、 Ｗ：0.5 〜3.0 ％、 Ｖ：0.03〜0.5 ％、 Nb：0.01〜0.25％、 Al：0.05％以下、 Ｎ：0.005 〜0.05％、 Ｂ：0.0003〜0.01％、 Ca：0.001 〜0.007 ％ を含み、かつCa／Ｓ：0.3 以上を満足し、残部Feおよび
不可避的不純物からなる熱間加工性および耐クリープ特
性に優れたボイラー用鋼。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｃ：0.02〜0.15％、 Si：0.5 ％以下、 Mn：0.1 〜1.5 ％、 Ｐ：0.03％以下、 Ｓ：0.005 ％以下、 Cr：1.5 〜3.5 ％、 Mo：0.1 〜0.5 ％、 Ｗ：0.5 〜3.0 ％、 Ｖ：0.03〜0.5 ％、 Nb：0.01〜0.25％、 Al：0.05％以下、 Ｎ：0.005 〜0.05％、 Ｂ：0.0003〜0.01％、 Ca：0.001 〜0.007 ％ を含み、かつCa／Ｓ：0.3 以上を満足し、さらに、下記
Ａ〜Ｃ群の少なくとも１群から選ばれた１種または２種
以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる熱
間加工性および耐クリープ特性に優れたボイラー用鋼。 記 Ａ群：Ni：1.5 ％以下、Cu：1.5 ％以下 Ｂ群：Ti：0.2 ％以下、Zr：0.2 ％以下、Ta：0.15％以
下 Ｃ群：Mg：0.01％以下、REM ：0.05％以下 - 【請求項３】 重量％で、 Ｃ：0.02〜0.15％、 Si：0.5 ％以下、 Mn：0.1 〜1.5 ％、 Ｐ：0.03％以下、 Ｓ：0.005 ％以下、 Cr：1.5 〜3.5 ％、 Mo：0.1 〜0.5 ％、 Ｗ：0.5 〜3.0 ％、 Ｖ：0.03〜0.5 ％、 Nb：0.01〜0.25％、 Al：0.05％以下、 Ｎ：0.005 〜0.05％、 Ｂ：0.0003〜0.01％、 Ca：0.001 〜0.007 ％ を含み、かつCa／Ｓ：0.3 以上を満足し、残部Feおよび
不可避的不純物からなり、マンネスマンミル等の傾斜圧
延方式により製造された熱間加工性および耐クリープ特
性に優れたボイラー用継目無鋼管。 - 【請求項４】 重量％で、 Ｃ：0.02〜0.15％、 Si：0.5 ％以下、 Mn：0.1 〜1.5 ％、 Ｐ：0.03％以下、 Ｓ：0.005 ％以下、 Cr：1.5 〜3.5 ％、 Mo：0.1 〜0.5 ％、 Ｗ：0.5 〜3.0 ％、 Ｖ：0.03〜0.5 ％、 Nb：0.01〜0.25％、 Al：0.05％以下、 Ｎ：0.005 〜0.05％、 Ｂ：0.0003〜0.01％、 Ca：0.001 〜0.007 ％ を含み、かつCa／Ｓ：0.3 以上を満足し、さらに、下記
Ａ〜Ｃ群の少なくとも１群から選ばれた１種または２種
以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、
マンネスマンミル等の傾斜圧延方式により製造された熱
間加工性および耐クリープ特性に優れたボイラー用継目
無鋼管。 記 Ａ群：Ni：1.5 ％以下、Cu：1.5 ％以下 Ｂ群：Ti：0.2 ％以下、Zr：0.2 ％以下、Ta：0.15％以
下 Ｃ群：Mg：0.01％以下、REM ：0.05％以下 - 【請求項５】 重量％で、 Ｃ：0.02〜0.15％、 Si：0.5 ％以下、 Mn：0.1 〜1.5 ％、 Ｐ：0.03％以下、 Ｓ：0.005 ％以下、 Cr：1.5 〜3.5 ％、 Mo：0.1 〜0.5 ％、 Ｗ：0.5 〜3.0 ％、 Ｖ：0.03〜0.5 ％、 Nb：0.01〜0.25％、 Al：0.05％以下、 Ｎ：0.005 〜0.05％、 Ｂ：0.0003〜0.01％、 Ca：0.001 〜0.007 ％ を含み、かつCa／Ｓ：0.3 以上を満足し、残部Feおよび
不可避的不純物からなる素材を、マンネスマンミル等の
傾斜圧延方式により継目無鋼管とすることを特徴とする
熱間加工性および耐クリープ特性に優れたボイラー用継
目無鋼管の製造方法。 - 【請求項６】 重量％で、 Ｃ：0.02〜0.15％、 Si：0.5 ％以下、 Mn：0.1 〜1.5 ％、 Ｐ：0.03％以下、 Ｓ：0.005 ％以下、 Cr：1.5 〜3.5 ％、 Mo：0.1 〜0.5 ％、 Ｗ：0.5 〜3.0 ％、 Ｖ：0.03〜0.5 ％、 Nb：0.01〜0.25％、 Al：0.05％以下、 Ｎ：0.005 〜0.05％、 Ｂ：0.0003〜0.01％、 Ca：0.001 〜0.007 ％ を含み、かつCa／Ｓ：0.3 以上を満足し、さらに、下記
Ａ〜Ｃ群の少なくとも１群から選ばれた１種または２種
以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる素
材を、マンネスマンミル等の傾斜圧延方式により継目無
鋼管とすることを特徴とする熱間加工性および耐クリー
プ特性に優れたボイラー用継目無鋼管の製造方法。 記 Ａ群：Ni：1.5 ％以下、Cu：1.5 ％以下 Ｂ群：Ti：0.2 ％以下、Zr：0.2 ％以下、Ta：0.15％以
下 Ｃ群：Mg：0.01％以下、REM ：0.05％以下
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19886296A JP3454027B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 熱間加工性および耐クリープ特性に優れたボイラー用鋼およびボイラー用継目無鋼管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19886296A JP3454027B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 熱間加工性および耐クリープ特性に優れたボイラー用鋼およびボイラー用継目無鋼管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1046290A true JPH1046290A (ja) | 1998-02-17 |
| JP3454027B2 JP3454027B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=16398165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19886296A Ceased JP3454027B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 熱間加工性および耐クリープ特性に優れたボイラー用鋼およびボイラー用継目無鋼管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3454027B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8882936B2 (en) | 2004-08-24 | 2014-11-11 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | High-tensile steel with excellent weldability and toughness and with tensile strength of 550 MPa class or more and method of production of the same |
| US9005520B2 (en) | 2006-06-09 | 2015-04-14 | V & M France | Steel compositions for special uses |
| CN117551934A (zh) * | 2023-09-22 | 2024-02-13 | 盛德鑫泰新材料股份有限公司 | 能源石化多齿型内螺纹管及其加工工艺 |
-
1996
- 1996-07-29 JP JP19886296A patent/JP3454027B2/ja not_active Ceased
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8882936B2 (en) | 2004-08-24 | 2014-11-11 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | High-tensile steel with excellent weldability and toughness and with tensile strength of 550 MPa class or more and method of production of the same |
| US9005520B2 (en) | 2006-06-09 | 2015-04-14 | V & M France | Steel compositions for special uses |
| CN117551934A (zh) * | 2023-09-22 | 2024-02-13 | 盛德鑫泰新材料股份有限公司 | 能源石化多齿型内螺纹管及其加工工艺 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3454027B2 (ja) | 2003-10-06 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RVOP | Cancellation by post-grant opposition |