JPS5943845A - 熱間加工性と強度を改良した低合金耐熱鋼 - Google Patents
熱間加工性と強度を改良した低合金耐熱鋼Info
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- JPS5943845A JPS5943845A JP15460282A JP15460282A JPS5943845A JP S5943845 A JPS5943845 A JP S5943845A JP 15460282 A JP15460282 A JP 15460282A JP 15460282 A JP15460282 A JP 15460282A JP S5943845 A JPS5943845 A JP S5943845A
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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】
本発明は高温強度と熱間加工性を改良したＭ。
系およびＣｒ −Ｍｏ系低合金鋼に係わるものである。
ＩＶＩｏ系、Ｃｒ−Ｍｏ系低合金耐熱鋼は、火力発電用
ボイラユニットや石油相製装置などの１冑温部゛材とし
て多く用いられて（・る。これまで、これら高温構造部
材に要求される材料特注としては、常温乃至は両温の引
張強さ、耐力あるいはクリープ強度、クリープ破げ「強
度などの強さがずぐれていることが主体であった。その
ため−収約にはＮを固定するＡ１は添加しないか又は惟
めて微量に抑えるのが常識であった。
ボイラユニットや石油相製装置などの１冑温部゛材とし
て多く用いられて（・る。これまで、これら高温構造部
材に要求される材料特注としては、常温乃至は両温の引
張強さ、耐力あるいはクリープ強度、クリープ破げ「強
度などの強さがずぐれていることが主体であった。その
ため−収約にはＮを固定するＡ１は添加しないか又は惟
めて微量に抑えるのが常識であった。
所で、強度は構造物にとって確かに重要な要素ではある
が、構造物に製造する際の加工性も製造技術の一環とし
てまた経済性の見地からも重要な因子である。特に大型
の筒温Ｐ６圧反応容器のように、極厚の鋼板を使用する
場合には熱間加工を用いるケースが多い。一方極厚鋼板
は熱処理時の冷却速度が遅いため、高温強度の確保も鑓
かしい上に靭性が充分に確保できにくいことから、近年
卸１粒化による靭Ｖに向上を図るためにやむを得ずＡｌ
を添加することも多くなって来た。しかしながらＡＩが
過度に含イイされると熱間加工性を損うことがどれまで
Ｊ：＜知られている。
が、構造物に製造する際の加工性も製造技術の一環とし
てまた経済性の見地からも重要な因子である。特に大型
の筒温Ｐ６圧反応容器のように、極厚の鋼板を使用する
場合には熱間加工を用いるケースが多い。一方極厚鋼板
は熱処理時の冷却速度が遅いため、高温強度の確保も鑓
かしい上に靭性が充分に確保できにくいことから、近年
卸１粒化による靭Ｖに向上を図るためにやむを得ずＡｌ
を添加することも多くなって来た。しかしながらＡＩが
過度に含イイされると熱間加工性を損うことがどれまで
Ｊ：＜知られている。
本発明者らはｌν１ｏ鋼、Ｃｒ−ＩＶｉｏ鋼についてＡ
ｔの効果を基砿的に検討したところ、Ａｌはそれ自身で
強度向上に非常に効果のある新１１′１実を見出し、こ
の知見を熱同加工性を損わずにイイ効に生かすことを考
えた。そのためにＮ駄に者目し、通常のＮレベルにくら
べ極反に低いレベルに抑えることにより、高温強度と熱
間加工性を改良した’ＬＶＬｏ系およびＣｒ−Ｍｏ系の
低合金耐熱鋼を開発することに成功したものである。
ｔの効果を基砿的に検討したところ、Ａｌはそれ自身で
強度向上に非常に効果のある新１１′１実を見出し、こ
の知見を熱同加工性を損わずにイイ効に生かすことを考
えた。そのためにＮ駄に者目し、通常のＮレベルにくら
べ極反に低いレベルに抑えることにより、高温強度と熱
間加工性を改良した’ＬＶＬｏ系およびＣｒ−Ｍｏ系の
低合金耐熱鋼を開発することに成功したものである。
不発明の成分範囲を示せは第１表のごとくなる。
次に本発明の詳細な説明する。先ず最初に各成分を上記
の如く定めた限定理由について述べる。
の如く定めた限定理由について述べる。
Ｃは強度の保持に必要であるが、溶接性の点から上限を
０．２３％とした。
０．２３％とした。
Ｓｉは脱酸剤として添加されるものであるが、また強度
も向上させる元素である。しかし靭性を考慮して、それ
を損わない範囲で強度を向上させるために上限を１％と
定めた。なお、強度靭性の兼ね合いからは０１〜０．８
％が好ましい。
も向上させる元素である。しかし靭性を考慮して、それ
を損わない範囲で強度を向上させるために上限を１％と
定めた。なお、強度靭性の兼ね合いからは０１〜０．８
％が好ましい。
胤は脱酸のためのみでなく強度保持上も必要な成分であ
る。上限を１．５ ％としたのはこれを超すと靭性およ
び浴接性の点から好ましくないからであり、下限は強度
碓昧の点から０．２％とした。
る。上限を１．５ ％としたのはこれを超すと靭性およ
び浴接性の点から好ましくないからであり、下限は強度
碓昧の点から０．２％とした。
Ｐは、この種の低合金鋼において粒界に偏析してタリー
プルα化焼もどし脆化を著しく促進する元素である。上
記の脆化は高温で使用中に浴接部に割れを生じたり、長
時間使用後の靭性低下により、圧力テスト時の脆性破壊
をもたらしたすするため、容器の安全性確保のためには
、極力抑制されなくてはならなし・０そのためにはＰの
昔有景を０．０１％以下に低減することが効果的である
ので、上限を０．０１％とした。
プルα化焼もどし脆化を著しく促進する元素である。上
記の脆化は高温で使用中に浴接部に割れを生じたり、長
時間使用後の靭性低下により、圧力テスト時の脆性破壊
をもたらしたすするため、容器の安全性確保のためには
、極力抑制されなくてはならなし・０そのためにはＰの
昔有景を０．０１％以下に低減することが効果的である
ので、上限を０．０１％とした。
Ｓについても靭性の向上には少ない力かよいが、現在の
製鋼技術から考えて無理のない値として上限を０．０１
％とした。
製鋼技術から考えて無理のない値として上限を０．０１
％とした。
１ＶＩｏは固溶体硬化および炭化物析出により、高温強
度を顕著に尚める元素であるので耐熱鋼には不可欠の元
素であるが、０３％未７Ｎａでは効果が少な（、又１．
２％を超すと溶接性、イソ１件を損うので、上限を１．
２ ％、−ト限を０３％と定めた。
度を顕著に尚める元素であるので耐熱鋼には不可欠の元
素であるが、０３％未７Ｎａでは効果が少な（、又１．
２％を超すと溶接性、イソ１件を損うので、上限を１．
２ ％、−ト限を０３％と定めた。
Ｎｉは焼入性を高め、また靭性の向上に効果のある九紫
であるが、００５％未満では〃）果がなく、また０、３
係を超すと効果が飽オＬＩ Ｌ Ａ＊済的に不利となる
ので、上限を０．３％、下限を０．０５係とした。
であるが、００５％未満では〃）果がなく、また０、３
係を超すと効果が飽オＬＩ Ｌ Ａ＊済的に不利となる
ので、上限を０．３％、下限を０．０５係とした。
■は高温強度を顕著に面める元素であるが、０００５係
未満ではほとんど効果がなく、また０１０飴を超すと再
熱割れなど溶接性に悪影響が出るので、上限を０．１．
０ ％、下限を０．００５％とした。
未満ではほとんど効果がなく、また０１０飴を超すと再
熱割れなど溶接性に悪影響が出るので、上限を０．１．
０ ％、下限を０．００５％とした。
ＡＩはＮとともに本発明の主眼をなすところであるが、
０．０４％以上含有すると、オーステナイト化温度から
の冷却の際に生ずる変態生成物量か増大し、著しい強度
上昇が１■もれることが分っている。また０、１０％を
超すと靭性に悪影響が出てくることと、後述するＮ ｉ
ｌｊ’、との関係でＮ量を０．００４％未満に抑えたと
しても熱間加工性を著るしく阻害するので、上１次を０
．１０係、下限を０．０４％とした。
０．０４％以上含有すると、オーステナイト化温度から
の冷却の際に生ずる変態生成物量か増大し、著しい強度
上昇が１■もれることが分っている。また０、１０％を
超すと靭性に悪影響が出てくることと、後述するＮ ｉ
ｌｊ’、との関係でＮ量を０．００４％未満に抑えたと
しても熱間加工性を著るしく阻害するので、上１次を０
．１０係、下限を０．０４％とした。
Ｎについては、通常の製鋼法においては０．００５〜０
．００６以上含有されるのが普通であるが、本発明鋼で
は上述のＡ１のＡ ｊ？有１による熱間加工筏の低下を
補うためには、０００４チ未満に抑えることが不可欠で
あるという知見にもとづき上限を０００４％未満と定め
た。しかしＡＩとＮ ７の関係は上述の範囲内にあれば
よいだけでなく、加工性の点でＡ１が０．０６％を超す
とそれに応じてＮ量を下げる必要があり、結局第１図の
多角形ＡＢＣＤＥのΦ［３１１月１内（１りしＡＢＣは
線上を含まず）に抑えることが必要である。
．００６以上含有されるのが普通であるが、本発明鋼で
は上述のＡ１のＡ ｊ？有１による熱間加工筏の低下を
補うためには、０００４チ未満に抑えることが不可欠で
あるという知見にもとづき上限を０００４％未満と定め
た。しかしＡＩとＮ ７の関係は上述の範囲内にあれば
よいだけでなく、加工性の点でＡ１が０．０６％を超す
とそれに応じてＮ量を下げる必要があり、結局第１図の
多角形ＡＢＣＤＥのΦ［３１１月１内（１りしＡＢＣは
線上を含まず）に抑えることが必要である。
即ち第１図はＣ０２１％、Ｓｉ０．２５％、扁０．８２
％、ＷＣｏ ０．５４％、Ｎｉ ０．１％、Ｖｏ、００
７係の鋼についてＮとＡ１の値を榎々変史した場合の高
温引張り償）さ、靭性、熱１ｆｊｉ加工性の１ｃｅｄ点
から処理したものであって、この純囲にある連用は上記
特性をいずれも満足している。
％、ＷＣｏ ０．５４％、Ｎｉ ０．１％、Ｖｏ、００
７係の鋼についてＮとＡ１の値を榎々変史した場合の高
温引張り償）さ、靭性、熱１ｆｊｉ加工性の１ｃｅｄ点
から処理したものであって、この純囲にある連用は上記
特性をいずれも満足している。
とべてＡ Ｂ Ｃｌ） Ｅの点はそれぞれ（’ＡＩ顛、
Ｎ量）で（０，０４，０，００４，）、（００６，０，
００４）、（０１０，０，００２）、（０，１，０１Ｏ
）、（０，０４、Ｏ）であり、線分ＡＢはＮ量の上限、
純分ＣＩＪ。
Ｎ量）で（０，０４，０，００４，）、（００６，０，
００４）、（０１０，０，００２）、（０，１，０１Ｏ
）、（０，０４、Ｏ）であり、線分ＡＢはＮ量の上限、
純分ＣＩＪ。
ＡＥはそれぞれＡｌ量の上下限、紡分ＢＣはＡＩとＮ俵
の関係で熱間加工性を良好に保つための」二限の筐線で
ある。
の関係で熱間加工性を良好に保つための」二限の筐線で
ある。
以上本発明鋼の端本成分の限定理由について述べたが、
本発明においてはこれ以外に耐酸化性、耐水素侵食性を
向上させるためにＣｒを含有させることができる。即ち
Ｃｒは０．５％未満ではその効果は十分発揮されず、１
８係以上では靭性、溶接性を阻害するので上限を１８％
未満、下限を０．５係とした。
本発明においてはこれ以外に耐酸化性、耐水素侵食性を
向上させるためにＣｒを含有させることができる。即ち
Ｃｒは０．５％未満ではその効果は十分発揮されず、１
８係以上では靭性、溶接性を阻害するので上限を１８％
未満、下限を０．５係とした。
本発明鋼は通常の転炉溶製と真空脱ガス処理、真空中或
いはアルゴン雰囲気下で注入等の処理を行うことによっ
て得られるものであり、最近の製鋼技術で容易に製造で
きる。
いはアルゴン雰囲気下で注入等の処理を行うことによっ
て得られるものであり、最近の製鋼技術で容易に製造で
きる。
次に本発明鋼の効果を実施例について述べる。
第２表は供試鋼の化学組成、板ｊツ１００ｍｍの極厚鋼
板の常温および篩温（４５０℃）の引張り特性、０℃の
衝撃吸収エネルギー、５５０℃、２０Ｋｇ／−でのクリ
ープ破断試験における破断時間、熱間加工性を代表する
８５０℃での熱間衝撃試験における絞り値を示す。
板の常温および篩温（４５０℃）の引張り特性、０℃の
衝撃吸収エネルギー、５５０℃、２０Ｋｇ／−でのクリ
ープ破断試験における破断時間、熱間加工性を代表する
８５０℃での熱間衝撃試験における絞り値を示す。
本発明第１項の鋼は規準、浴接後熱処理（６２５℃×４
時間）、同第２項の鋼は規準、焼もどしく６３０℃×３
０分）、溶接後熱処理（６７５℃×１６時間）を受けて
いる。
時間）、同第２項の鋼は規準、焼もどしく６３０℃×３
０分）、溶接後熱処理（６７５℃×１６時間）を受けて
いる。
−２；
第２表に示すもののうち、Ｄ、Ｅ、、Ｆ、Ｉ、Ｋ、Ｌ鋼
は第１項の、Ｑ、Ｓ、Ｕ、Ｖ鋼は第２項に属する本発明
鋼であり、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｇ、Ｈ，ＪＸＭ鋼は第１項に、
Ｎ、ＯｌＰ、ＲＸＴ鋼は第２項の鋼に関する比較鋼であ
る。
は第１項の、Ｑ、Ｓ、Ｕ、Ｖ鋼は第２項に属する本発明
鋼であり、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｇ、Ｈ，ＪＸＭ鋼は第１項に、
Ｎ、ＯｌＰ、ＲＸＴ鋼は第２項の鋼に関する比較鋼であ
る。
Ａ鋼は通常のボイラ鋼材である１／２Ｍｏ鋼であり、Ａ
ｌ量が低く抑えられている。又Ｎ量も本発明より高い通
常の転炉溶製で１斗られる中程度の含有量であって、板
厚が厚いためＡｓＴＭ−Ａ２０４Ａ鋼のＡＳＭＥ Ｓｅ
ｃ ｖｌｌｌ ＤｉＶ １の４５０℃の許容応力の４倍
である４ ２．８ ＫＶ／ｍＡを満足できない。
ｌ量が低く抑えられている。又Ｎ量も本発明より高い通
常の転炉溶製で１斗られる中程度の含有量であって、板
厚が厚いためＡｓＴＭ−Ａ２０４Ａ鋼のＡＳＭＥ Ｓｅ
ｃ ｖｌｌｌ ＤｉＶ １の４５０℃の許容応力の４倍
である４ ２．８ ＫＶ／ｍＡを満足できない。
Ｃ鋼は中程度のＮ量の鋼に、Ａｌ量を００４３係と高め
たものであるが、強度的にＡｌの効果が認められない上
に、熱間加工性の指数となる熱間衝撃試験における絞り
値が５０％以下に低下する。これに対してＢＸＤ−Ｆ、
Ｈ〜Ｍ鋼はＮ量を０．００４％以下に低減させたもので
あるが、Ｂ鋼のようにＡｌ量が０．３５ｑ６と低いとほ
とんど強度上昇に結びつかない。
たものであるが、強度的にＡｌの効果が認められない上
に、熱間加工性の指数となる熱間衝撃試験における絞り
値が５０％以下に低下する。これに対してＢＸＤ−Ｆ、
Ｈ〜Ｍ鋼はＮ量を０．００４％以下に低減させたもので
あるが、Ｂ鋼のようにＡｌ量が０．３５ｑ６と低いとほ
とんど強度上昇に結びつかない。
ＤＸＥ、Ｆ、ＩｍはＢ鋼と比較して分るように、Ａｔ量
が本発明の範囲にあって常温強度、茜温強度、クリープ
強度の顕著な上昇が認められる。その上熱間衝撃引張り
試験における絞り値が５０％以上あって、充分な熱向加
１°性が確保されている。
が本発明の範囲にあって常温強度、茜温強度、クリープ
強度の顕著な上昇が認められる。その上熱間衝撃引張り
試験における絞り値が５０％以上あって、充分な熱向加
１°性が確保されている。
これに反してＧ、Ｈ１Ｊ鋼は、Ａ１、Ｎ量が第１図の多
角形の範囲外にあるため、熱間加工性は劣化している。
角形の範囲外にあるため、熱間加工性は劣化している。
特にＪ鋼のようにＡｌ量が０．１０％を超すとＮ量が０
．００２５％と積置に低くても熱間加工性に難がある。
．００２５％と積置に低くても熱間加工性に難がある。
Ｋ、Ｌ、■鋼はｈｌ−ｉｔ、Ｎ量およびその他の成分も
すべて本発明の範囲にあって強度、靭性、熱間加工性と
もにすぐれた鋼である。Ｍ鋼はＭｏが本発明の上限を超
えたものであって、靭性の劣化が署るしいことを示して
いる。
すべて本発明の範囲にあって強度、靭性、熱間加工性と
もにすぐれた鋼である。Ｍ鋼はＭｏが本発明の上限を超
えたものであって、靭性の劣化が署るしいことを示して
いる。
次にＯ鋼は通常の１１／４ Ｃｒ −１／２１ＶＩｏ
４ｉ１ｆｔであって、Ａｌ ｉは低くＮ量はや〜高目に
含有されている。このように現用鋼は板厚１００ｍｍと
もなると強度が低く、ＡＳＴＭＡ３８７−１１−のＡＳ
ＭＥ５ｅｃｔｉｏｎ■の許容応力を充たすに足る４５０
℃の引張り強さ４４．６ Ｋｙ／−を満足できない。
４ｉ１ｆｔであって、Ａｌ ｉは低くＮ量はや〜高目に
含有されている。このように現用鋼は板厚１００ｍｍと
もなると強度が低く、ＡＳＴＭＡ３８７−１１−のＡＳ
ＭＥ５ｅｃｔｉｏｎ■の許容応力を充たすに足る４５０
℃の引張り強さ４４．６ Ｋｙ／−を満足できない。
Ｒ鋼はＡＩを０．０４５％に高めたものであるが、Ｎ量
が０．００６５％と高いため、強度に及ぼすＡＩの効果
がほとんどなく、その上Ａｌ、Ｎが同時に高いため、熱
間衝撃引張り試験における絞り値が低く、熱間加工性が
悪い。
が０．００６５％と高いため、強度に及ぼすＡＩの効果
がほとんどなく、その上Ａｌ、Ｎが同時に高いため、熱
間衝撃引張り試験における絞り値が低く、熱間加工性が
悪い。
Ｐ鋼はＮ量を本発明の範囲内に低下さぜたものであるが
、Ａ１量が０．０３５％と充分に高くないため、強度上
昇がほとんどない。Ｑ ＆＋ｉｌｉばＡｌ量を０．０４
５％に高めたものであるか、Ｐ鋼にくらべ急激に強度が
上昇し、前述の４．４．６ Ｋ９／ａｊを満足するよう
になる。Ｒ鋼はＡＩ ”４（とＮ１１【の関係が第１図
の多角形の範囲外となるためＮ ｆｌ（が低くても熱間
加工性に悪影響が出てくる１、Ｔ鋼はＭｏ量が１．２５
％と高ずぎるために靭性を著しく損うことが分る。ＵＸ
Ｖ＊はＡｌ量、Ｎ量およびその他の成分もすべて本発明
の範囲にあって、強度、靭性、熱間加工性ともにすぐれ
た鋼である。
、Ａ１量が０．０３５％と充分に高くないため、強度上
昇がほとんどない。Ｑ ＆＋ｉｌｉばＡｌ量を０．０４
５％に高めたものであるか、Ｐ鋼にくらべ急激に強度が
上昇し、前述の４．４．６ Ｋ９／ａｊを満足するよう
になる。Ｒ鋼はＡＩ ”４（とＮ１１【の関係が第１図
の多角形の範囲外となるためＮ ｆｌ（が低くても熱間
加工性に悪影響が出てくる１、Ｔ鋼はＭｏ量が１．２５
％と高ずぎるために靭性を著しく損うことが分る。ＵＸ
Ｖ＊はＡｌ量、Ｎ量およびその他の成分もすべて本発明
の範囲にあって、強度、靭性、熱間加工性ともにすぐれ
た鋼である。
以上要するに本発明鋼は、近年とみに需讐が増大して来
た低合金鋼極厚鋼板として、旨い常温および高温の強度
、靭性、熱同加工性を兼ね備えた鋼である。
た低合金鋼極厚鋼板として、旨い常温および高温の強度
、靭性、熱同加工性を兼ね備えた鋼である。
第１図は本発明におけるＡ１、Ｎ量の適正範囲を示す図
表である。
表である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｃ０，２３％以下、Ｓｉ１．０％以下、胤０．２〜
１．５％、Ｐｏ、０１％以下、５ｏｏｔ％以下、Ｍｏ
０．３〜１．２％、Ｎｉ Ｏ，０５〜０．３０％、ｖ
ｏ、ｏ Ｏ５〜０． ｉ ｏ％、Ａｌ Ｏ，Ｏ１１〜０
．１．０％、Ｎ Ｏ，ＯＯ４％未満、かつＡ１とＮの関
係が第１図の多角形ＡＢＣＤＥの範囲内（但しＡＢＣは
線上を含まず）にあり、残部Ｆ’ｅおよび不純物よりな
る熱間加工性と強度を改良した低合金耐熱鋼。 ２Ｃ０，２３％以下、Ｓｉ１．０％以下、Ｍｎ ０．２
〜１．５％以下、Ｐｏ、０１％以下、８０．０１％以下
、ｌ’ｖｉｏ ０．３〜１．２％、Ｃｒ０．５〜１．８
％未満、１’Ｊｉ ０．０５〜０．３０％、Ｖ Ｏ，０
０５〜０．１０チ、Ａｔ ０．０４〜０．１０％、ＮＯ
，００４％未満、かつＡｌとＮの関係が第１図の多角形
ＡＢＣＤＥの範囲内（但しＡＢＣは線上を含まず）にあ
り、残部Ｆｅおよび不純物よりなる熱間加工性と強度を
改良した低合金耐熱鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15460282A JPS5943845A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | 熱間加工性と強度を改良した低合金耐熱鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15460282A JPS5943845A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | 熱間加工性と強度を改良した低合金耐熱鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5943845A true JPS5943845A (ja) | 1984-03-12 |
| JPS6112017B2 JPS6112017B2 (ja) | 1986-04-05 |
Family
ID=15587765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15460282A Granted JPS5943845A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | 熱間加工性と強度を改良した低合金耐熱鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5943845A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02170943A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-02 | Nkk Corp | 建築用耐火鋼材 |
-
1982
- 1982-09-07 JP JP15460282A patent/JPS5943845A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02170943A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-02 | Nkk Corp | 建築用耐火鋼材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6112017B2 (ja) | 1986-04-05 |
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