JPS5953660A - 耐浸炭性と高温クリ−プ破断強度にすぐれた耐熱鋳鋼 - Google Patents
耐浸炭性と高温クリ−プ破断強度にすぐれた耐熱鋳鋼Info
- Publication number
- JPS5953660A JPS5953660A JP16531982A JP16531982A JPS5953660A JP S5953660 A JPS5953660 A JP S5953660A JP 16531982 A JP16531982 A JP 16531982A JP 16531982 A JP16531982 A JP 16531982A JP S5953660 A JPS5953660 A JP S5953660A
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- JP
- Japan
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- superior
- creep rupture
- cast steel
- resistant cast
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- Prior art date
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
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】
チューブなど用途に供する／Ｐににｆｆｉトｌ浸炭＋／
１、高温クリープ破断強度にすぐれた耐熱Φｌ鋼に関す
る。
１、高温クリープ破断強度にすぐれた耐熱Φｌ鋼に関す
る。
石油化学工業におけるエチレンクラッキングチューブに
は、釘ｆ造によって製造される１白管とベンド管の溶接
組立品が用いられており、寸だ改質炉内のりフォーマ−
チューブにｄ、回じ〈Φ）ｆ造直管とレテューサーの溶
接組立品が用いられている。そして、これらの用途には
ＮｉおよびＣｒを含むｍｌｌ熱鋼鋼材料使用が一般的で
あり、代表的にけＡＢＴＭＨＫ４０材やＵＰ材などが用
いられてきている。
は、釘ｆ造によって製造される１白管とベンド管の溶接
組立品が用いられており、寸だ改質炉内のりフォーマ−
チューブにｄ、回じ〈Φ）ｆ造直管とレテューサーの溶
接組立品が用いられている。そして、これらの用途には
ＮｉおよびＣｒを含むｍｌｌ熱鋼鋼材料使用が一般的で
あり、代表的にけＡＢＴＭＨＫ４０材やＵＰ材などが用
いられてきている。
近年、操業の高温化に伴い、この種工秦部材拐料には更
なる高温特性の改善が要求さ！１つつある。
なる高温特性の改善が要求さ！１つつある。
そこで、これに応える月ｆ、１として、ＨＰ利にＮｂ、
Ｗ、ＭＯなどを添加したものも開発さノ１、実用に供
されている現状にある。しかし乍ら、使用環境の一層の
高温化、ル料ガスの重質化を７１ｉ′景に、クラッキン
グチューブやリフＡ−マーチューブには、単に高温暦性
の改善に１１才らず、特にその高湛使用下での耐浸炭性
の向上が強く要望されている。
Ｗ、ＭＯなどを添加したものも開発さノ１、実用に供
されている現状にある。しかし乍ら、使用環境の一層の
高温化、ル料ガスの重質化を７１ｉ′景に、クラッキン
グチューブやリフＡ−マーチューブには、単に高温暦性
の改善に１１才らず、特にその高湛使用下での耐浸炭性
の向上が強く要望されている。
かかる実情に鑑み、本発明け↑とし２て上記クラッキン
グチューブやりフォーマ−チューブのような特に耐浸炭
性が８戚とさｆ′Ｉる高温装置部材に最適のものを提供
する目的で、高温クリープ破断強度の低下を伴うことな
く耐浸炭性を犬ｒｌＪに改善できるようにした新しいＮ
ｉ −Ｃｒ −Ｍｎ −Ｎ −Ｎｂ系耐熱鋳鋼を開発す
ることに成功したものである。
グチューブやりフォーマ−チューブのような特に耐浸炭
性が８戚とさｆ′Ｉる高温装置部材に最適のものを提供
する目的で、高温クリープ破断強度の低下を伴うことな
く耐浸炭性を犬ｒｌＪに改善できるようにした新しいＮ
ｉ −Ｃｒ −Ｍｎ −Ｎ −Ｎｂ系耐熱鋳鋼を開発す
ることに成功したものである。
すなわち、本発明に係る耐浸炭性とｉ１温りＩＪ−プ破
断強度にすぐれた耐熱鋳鋼１ｑｌ１、Ｃ０，２５〜０．
７５、Ｓｉ ２．０以下、Ｍｎ ５−２０．、Ｏｒ ２
０−３０、Ｎｉ １５〜４０、Ｎ Ｏ，０１〜０．４０
、Ｎｂ Ｏ，３〜２．０を各ＩＩ含み、残部実質的にＦ
ｅからなることを特徴とするものであり、さらに又耐浸
炭性の一層の向上を目的として上記成分に加えて、Ｃｕ
Ｏ，５−３，０、ＡｅＯ，０］−１，０の一種又し１
−二種を各重量チ含むことをｌ特徴とするものである。
断強度にすぐれた耐熱鋳鋼１ｑｌ１、Ｃ０，２５〜０．
７５、Ｓｉ ２．０以下、Ｍｎ ５−２０．、Ｏｒ ２
０−３０、Ｎｉ １５〜４０、Ｎ Ｏ，０１〜０．４０
、Ｎｂ Ｏ，３〜２．０を各ＩＩ含み、残部実質的にＦ
ｅからなることを特徴とするものであり、さらに又耐浸
炭性の一層の向上を目的として上記成分に加えて、Ｃｕ
Ｏ，５−３，０、ＡｅＯ，０］−１，０の一種又し１
−二種を各重量チ含むことをｌ特徴とするものである。
以下本発明の耐熱鋳鋼を構成する成分元素について、そ
の特徴とともに成分範囲の限定理由を詳述する。
の特徴とともに成分範囲の限定理由を詳述する。
ＣＯ，２５〜０．７５％
Ｃｉｌ″１鋳鋼の鋳造性をよく・する他に、後に述べる
Ｎｂ、 Ｃｒ、 Ｎとの共存下で一次炭窒化物、−火災
化物を形成し、クリープ破断強度の向上に寄！ａ、する
。
Ｎｂ、 Ｃｒ、 Ｎとの共存下で一次炭窒化物、−火災
化物を形成し、クリープ破断強度の向上に寄！ａ、する
。
このため少なくとも０．２５％以上の含有な一必要とす
る。しかし、その効果はｃ−１の増加と共に高められる
ものの、過度に多く含まれると、二次炭化物の過剰析出
により使用後の靭性低下が著しくかり、同時に溶接性も
劣化するため０．７５ ％を上限とする。
る。しかし、その効果はｃ−１の増加と共に高められる
ものの、過度に多く含まれると、二次炭化物の過剰析出
により使用後の靭性低下が著しくかり、同時に溶接性も
劣化するため０．７５ ％を上限とする。
Ｓｉ ２．０以下
Ｓｉは鋳鋼溶製時の脱酸剤としての役割を自する他に、
耐浸炭性の改善に効果をもたらす。たたし １多量に
含有すると溶接性が損われるので、２．０係を上限とす
る。
耐浸炭性の改善に効果をもたらす。たたし １多量に
含有すると溶接性が損われるので、２．０係を上限とす
る。
Ｍｎ ５ − ２０ ％
Ｍｎはオーステナイト相を安定化するとともに、特に重
要な効果は飾１浸炭性改善への寄与である。
要な効果は飾１浸炭性改善への寄与である。
そして、５％未謹ではその効果が少なく、一方２０係を
超えると材料の延性を劣化させ、溶接性を著しく接つた
めである。
超えると材料の延性を劣化させ、溶接性を著しく接つた
めである。
Ｃｒ ２０−３０ ％
ＣｒはＭｎおよび後のＮ１との共存下で金属組織をオー
スブナイト化し、高温強度や耐酸化性を高める効果を有
する。特に、１０００℃以上の高湛域で所要の強度、耐
酸化性を得るだめの含有Ｆ−は少なくとも２０ヴ以」二
であるこ七を要する。このような効果ｌｉにｒ含有量の
増加とともに強化されるが、反面あまり多くなると使用
後のＮｒＥｊ性の低下が著しくなるため、３０係をその
、上限とする。
スブナイト化し、高温強度や耐酸化性を高める効果を有
する。特に、１０００℃以上の高湛域で所要の強度、耐
酸化性を得るだめの含有Ｆ−は少なくとも２０ヴ以」二
であるこ七を要する。このような効果ｌｉにｒ含有量の
増加とともに強化されるが、反面あまり多くなると使用
後のＮｒＥｊ性の低下が著しくなるため、３０係をその
、上限とする。
旧１５〜４０係
Ｎｉ ｉｄ ｌ記のようにＯｒ、 Ｍｎと共存してオー
ステナイト組織を保ち、その組織的安定性を与え、耐浸
炭性、耐酸化性および高温強度を確保するのに有効な元
素である。そして、］０００℃以上の高温度域で良好な
る耐酸化性および高温強度を得るためには、１５係以」
この含有を要する。上ｎ［：特（’Ｌ １ｃｌＩｑｊ含
有州の増加とともに向上するが、４０％を紹えると添加
効果が飽和し紅済的に不利となるため、４０係を上限と
する。
ステナイト組織を保ち、その組織的安定性を与え、耐浸
炭性、耐酸化性および高温強度を確保するのに有効な元
素である。そして、］０００℃以上の高温度域で良好な
る耐酸化性および高温強度を得るためには、１５係以」
この含有を要する。上ｎ［：特（’Ｌ １ｃｌＩｑｊ含
有州の増加とともに向上するが、４０％を紹えると添加
効果が飽和し紅済的に不利となるため、４０係を上限と
する。
Ｎ Ｏ，０１〜０．４０係
Ｎは固溶窒素の形態でＭｎを含むオーステナイト相を安
定強化するとともに、Ｎｂ、 Ｏｒと窒化物、快窒化物
の形成に関’Ｔｊシ、この化合物が３１９組に分散析出
することによって結晶粒が微細化し７、粒成長が阻止さ
れ、クリープ破断強度が高められる。この効果を積極的
に発揮せしめるため、１１含有Ｍ−〇、Ｏｌチ以上とす
る。たたし、Ｎ含有用が余り多くなると、窒化物、炭窒
化物の過剰の１’＋出並びに粗大化を招き、溶接性が低
下するの１′０．ｌｊ、０係をその」二限とする。
定強化するとともに、Ｎｂ、 Ｏｒと窒化物、快窒化物
の形成に関’Ｔｊシ、この化合物が３１９組に分散析出
することによって結晶粒が微細化し７、粒成長が阻止さ
れ、クリープ破断強度が高められる。この効果を積極的
に発揮せしめるため、１１含有Ｍ−〇、Ｏｌチ以上とす
る。たたし、Ｎ含有用が余り多くなると、窒化物、炭窒
化物の過剰の１’＋出並びに粗大化を招き、溶接性が低
下するの１′０．ｌｊ、０係をその」二限とする。
Ｎｂ Ｏ，３〜２．ｏ ％
Ｎｂはクリープ破断強度を高める効果を有する。
そしてこの効果をイ４するためにけ０．３％にＩ土の含
有を必要とする。たたし、含有邦が余り多いと却つてク
リープ破断強度の低下を来たすことになるため、２，０
％を上限とする。なお＋ｉＪＪ通常これと同効の元素で
あるＴａを随伴するものであるが、その場合ににｌ’Ｔ
ａとの合計計が０．３〜２．０係であわ、ばよい。、本
発明の耐熱ｒＦ鋼は、基本的に附以上の成分を含み、残
部Ｃｊ実質的にＦｅからなるものである。
有を必要とする。たたし、含有邦が余り多いと却つてク
リープ破断強度の低下を来たすことになるため、２，０
％を上限とする。なお＋ｉＪＪ通常これと同効の元素で
あるＴａを随伴するものであるが、その場合ににｌ’Ｔ
ａとの合計計が０．３〜２．０係であわ、ばよい。、本
発明の耐熱ｒＦ鋼は、基本的に附以上の成分を含み、残
部Ｃｊ実質的にＦｅからなるものである。
ところで、本発明では上記耐熱鋳鋼の耐浸炭性を一層向
上する目的で、Ｆｅに代えて更に次のＣｕ、Ａｅの一種
又は二種を各々連邦含有せしめる場合を併有している。
上する目的で、Ｆｅに代えて更に次のＣｕ、Ａｅの一種
又は二種を各々連邦含有せしめる場合を併有している。
ｃｕ ０．５−３．０％
Ｃｕは上記基本化学成分による材料特性を伊うことなく
、さらにそのｉｌｌ？１個炭慴゛の改善を劃るために有
効な添加元素でＪ・る。この場合その添加量は、０．５
係以下では耐？Ｊ炭イ／１゛の改善に見るべきものがな
く、他方３．０ ’％を超えて添加されると延性低下に
伴う溶接性の劣化をきたして好ましくない○ｊＭ？
０．０１〜１．０係 Ａｅけ耐酸化性の改善向上に効果がある他に、肋に耐浸
炭性の改善に有効な元素である。その場合Ｃｕと複合添
加すると、より顕著な改善効果を示す。
、さらにそのｉｌｌ？１個炭慴゛の改善を劃るために有
効な添加元素でＪ・る。この場合その添加量は、０．５
係以下では耐？Ｊ炭イ／１゛の改善に見るべきものがな
く、他方３．０ ’％を超えて添加されると延性低下に
伴う溶接性の劣化をきたして好ましくない○ｊＭ？
０．０１〜１．０係 Ａｅけ耐酸化性の改善向上に効果がある他に、肋に耐浸
炭性の改善に有効な元素である。その場合Ｃｕと複合添
加すると、より顕著な改善効果を示す。
耐浸炭性の改善を目的とする本発明では、Ａｅ添加によ
り所期の改善効果を収めるためＫ ｉ＋、その含有量は
少なくとも０．０１％以上とする。そして、その含有量
の増加とともに耐浸炭＋１は改善される。
り所期の改善効果を収めるためＫ ｉ＋、その含有量は
少なくとも０．０１％以上とする。そして、その含有量
の増加とともに耐浸炭＋１は改善される。
しかし、Ａｅ添加量が１．Ｏ係を超えると溶鋼の流動性
が低下し、著しく鋳造性が禎われるので、１．０チをそ
の上限とする。なお、ＡＩの含有メが（、）、０５ Ｌ
ｌ）以下の微量の場合では、Ｃｕと複合添加することに
よりＣｕの耐浸炭性改善効果をより顕著ならしめる。
が低下し、著しく鋳造性が禎われるので、１．０チをそ
の上限とする。なお、ＡＩの含有メが（、）、０５ Ｌ
ｌ）以下の微量の場合では、Ｃｕと複合添加することに
よりＣｕの耐浸炭性改善効果をより顕著ならしめる。
本発明の耐熱鋳鋼はその溶製時に、その他Ｐ、Ｓ等の不
純物を不可避的に溝入する場合があるがこの種の鋼材に
通常許容される範、凹円びあれば、その存在を妨げがい
。
純物を不可避的に溝入する場合があるがこの種の鋼材に
通常許容される範、凹円びあれば、その存在を妨げがい
。
次に本発明の実施例を比較例と共に掲げ、そのすぐれた
特性を明らかにする。
特性を明らかにする。
〈実施例さ
高周波溶解炉（大気中）で各ｍＨ？鋼を溶製し、遠心鋳
造法により各々賃料（外径］３６門、肉厚２０闘、長さ
５００Ｍ）を鋳造した。これらの各供試材の化学成分を
第１表に示す。なお供試材中、）ｒ（ａ １．２は比較
月であり、虎３〜１６が本発明の帖鋼相である。
造法により各々賃料（外径］３６門、肉厚２０闘、長さ
５００Ｍ）を鋳造した。これらの各供試材の化学成分を
第１表に示す。なお供試材中、）ｒ（ａ １．２は比較
月であり、虎３〜１６が本発明の帖鋼相である。
各供試料から試験片を採取し、クリープ破断強度および
耐浸炭ｔｔの測定に供した。その結果を第２表に示す。
耐浸炭ｔｔの測定に供した。その結果を第２表に示す。
なお各試験の要領ｄ゛次の辿りである。
〔■〕クリープ破断強度
’ ＪＩＳ Ｚ ２２’ｔ’２ ノ規９Ｋｊ る。ｋ
だ’Ｌ、（Ａ）温度コ０９３°Ｃ１荷重１．９ Ｋ９ｆ
／帰、ｔＢ）温度８５０°Ｃ１荷７ｉ’ ７．３にろ創
の２通りの条件で実施しだ。
だ’Ｌ、（Ａ）温度コ０９３°Ｃ１荷重１．９ Ｋ９ｆ
／帰、ｔＢ）温度８５０°Ｃ１荷７ｉ’ ７．３にろ創
の２通りの条件で実施しだ。
ＣＩｌ、ｌ］耐浸炭性試験
試片（直径１２闘、長さ６ｏｍｍ）を固定浸炭剤（テグ
ザＫＧ ３０、ＢａＣＯ３含有）中で温度１１００℃の
下に３００時間保持したのち、試片の表面から深さ１ｍ
ｍ才での層と、表面から深さ１〜２闘の層より゛各々切
粉を採取し、Ｃ量分析を行って増加Ｃｊ）Ｊ第１表
供試材の化学成分（ｗｔ係）第２表 試 験
結 果上記第２表の試験結果から明らかなまりに
、本発明鋳鋼（供試拐廂３〜１６）にあってしｊ、−面
において従来材のうちでも高温クリープ破断強度にすぐ
れているとされるＮｂ含有ＨＰ拐（供試材塵１）と同等
のクリープ破断強度を備えていることが紹められ、他方
、耐浸炭性試駆結果においてはそＯｃｔ増加は従来材の
半分乃至それ以下であり、非常にすぐれた耐浸炭性を具
備しているのが確認される。
ザＫＧ ３０、ＢａＣＯ３含有）中で温度１１００℃の
下に３００時間保持したのち、試片の表面から深さ１ｍ
ｍ才での層と、表面から深さ１〜２闘の層より゛各々切
粉を採取し、Ｃ量分析を行って増加Ｃｊ）Ｊ第１表
供試材の化学成分（ｗｔ係）第２表 試 験
結 果上記第２表の試験結果から明らかなまりに
、本発明鋳鋼（供試拐廂３〜１６）にあってしｊ、−面
において従来材のうちでも高温クリープ破断強度にすぐ
れているとされるＮｂ含有ＨＰ拐（供試材塵１）と同等
のクリープ破断強度を備えていることが紹められ、他方
、耐浸炭性試駆結果においてはそＯｃｔ増加は従来材の
半分乃至それ以下であり、非常にすぐれた耐浸炭性を具
備しているのが確認される。
このように本発明に係るＮｉ −Ｃｒ −Ｍｎ−Ｎ −
Ｎｂ系耐熱鋳鋼は、従来のＮｂ含有ＨＰ材などと比較す
ると高温クリープ破断強度を排うことなく ／ｌ’、’
ｉにすぐれた耐浸炭性を得ることができるのが特徴であ
る。
Ｎｂ系耐熱鋳鋼は、従来のＮｂ含有ＨＰ材などと比較す
ると高温クリープ破断強度を排うことなく ／ｌ’、’
ｉにすぐれた耐浸炭性を得ることができるのが特徴であ
る。
従って、本発明鋳鋼は耐浸炭性と高温クリープ破断強度
が要求される石油化学工業用のエチレンクラッキングチ
ューブや改質炉内のりフォーマ−チューブをはじめとし
て、鉄鋼間連設（ｊｒ！ｉに赴けるハースロールやラジ
アントチューブなど−１，０００℃を紹 。
が要求される石油化学工業用のエチレンクラッキングチ
ューブや改質炉内のりフォーマ−チューブをはじめとし
て、鉄鋼間連設（ｊｒ！ｉに赴けるハースロールやラジ
アントチューブなど−１，０００℃を紹 。
える高温域で使用される各秤設備部拐の好適な材料とし
て供することができる。
て供することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 Ｇ Ｏ，２５〜 Ｏ，’ｉ’５２．
０以下 Ｍｎ ５ 〜２０ Ｃｒ ２Ｑ −、− Ｎｉ ’１５〜４Ｏ Ｎ Ｏ，０１〜 ０，４Ｏ Ｎｂ Ｏ，３〜 ２．０ を各取量係合み、残部実質的にＦｅからなることを特徴
とする耐浸炭性と高温クリープ破断強度にすぐれた耐熱
鋳鋼。 ２、 Ｇ Ｏ，２５〜 ０．７５Ｓｉ
２．０以下 Ｍｎ ５ 〜２０ Ｃｒ ２０ − ３Ｏ Ｎｊ コ５〜４Ｏ Ｎ Ｏ，０１〜 ０．４Ｏ Ｎｂ Ｏ，３〜 ２．０ とＣｕ Ｏ，５−３，０、ＡＩ？ ０．０１−１．０の
−Ｊ１１ｉ又に二種を各市創チ含み、残部実質的にＦｅ
からなることを特徴とするｔｒｙ浸炭性と高温クリープ
破断強度にすぐれた耐熱鋳鍋。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16531982A JPS5953660A (ja) | 1982-09-22 | 1982-09-22 | 耐浸炭性と高温クリ−プ破断強度にすぐれた耐熱鋳鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16531982A JPS5953660A (ja) | 1982-09-22 | 1982-09-22 | 耐浸炭性と高温クリ−プ破断強度にすぐれた耐熱鋳鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5953660A true JPS5953660A (ja) | 1984-03-28 |
| JPS6210295B2 JPS6210295B2 (ja) | 1987-03-05 |
Family
ID=15810064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16531982A Granted JPS5953660A (ja) | 1982-09-22 | 1982-09-22 | 耐浸炭性と高温クリ−プ破断強度にすぐれた耐熱鋳鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5953660A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3015527A1 (fr) * | 2013-12-23 | 2015-06-26 | Air Liquide | Alliage avec microstructure stable pour tubes de reformage |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5040099A (ja) * | 1973-07-16 | 1975-04-12 | ||
| JPS55152158A (en) * | 1979-05-17 | 1980-11-27 | Daido Steel Co Ltd | Free-cutting steel excellent in cold forging property |
-
1982
- 1982-09-22 JP JP16531982A patent/JPS5953660A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5040099A (ja) * | 1973-07-16 | 1975-04-12 | ||
| JPS55152158A (en) * | 1979-05-17 | 1980-11-27 | Daido Steel Co Ltd | Free-cutting steel excellent in cold forging property |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3015527A1 (fr) * | 2013-12-23 | 2015-06-26 | Air Liquide | Alliage avec microstructure stable pour tubes de reformage |
| WO2015097379A1 (fr) * | 2013-12-23 | 2015-07-02 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Alliage avec microstructure stable pour tubes de reformage |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6210295B2 (ja) | 1987-03-05 |
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