JPS5953662A - 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

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。

Description

【発明の詳細な説明】 認−・ 不発り月はフオーマーヂューフ゛やクラッキングデユー
プなど用途に供する特に百１浸炭骨、高温クリープ破断
強度にすぐ力だ剛作き四〈：ｊｌに門する。

石油化学工業におけるエチレンクラツギングチューフ゛
にけ、γ１ｊ告によって４ｔ′＋＋告さノ１．ン）直管
とペンＦ管の溶接組立品が用いらノ１．でおり、贅だ改
質炉内のリフオーマ−デユープｔｃ　Ｈ−同じ＜　ｊｊ
”ｊ　漬ｊ７１−管どレゾユーザーの溶接組立品が用い
らノ１でいる。そして、゛こり、らの用途にｉ：　Ｎｉ
　：Ｉ’＞よび（！ｒ　合・含むｌ１ｌ１４Ｊ（鋳鋼材
料の使用が一般的であり、代表的にｉＪ：　Ａ８ＴＭＨ
Ｋ４０４４−やＵＰ利などが用いｃ−、ｆ’ｌてきてい
る。

近年、操朶の高温化に伴い、この秤工業部利材料には更
なる高幅特性の改善が要求さ〕］つつある。

そこで、こノ］、に応乏−るイＡ料として、Ｈ：ｐ　４
（にト１１１、Ｗ、）ＡＯ外とを添加したものも１ノＩ
Ｉ　’ｒｉ’さノｌ　、　’Ｆ川にイＪ工゛さノ１てい
るＪ」（、状にある。しが（〜乍ら、使用環境の一層の
高温化、原才Ｉガスの重グ′ｆ化を７７景に、クラツキ
シグヂｎ−−ブやりフォーマーチニーブにす１２、））
１に高温’ｔ、’ｒ　ｆｉの改テｉ（に１１才らず、Ｉ
（ｌｊにイの、１７１福１使川トてのｌ１ｉｉｔ　ｉ’
、ｊ成性の向上が強く要望さｉ＋−ｃいＺ、。

かかる実情に鑑み、本発明ケ、ｊ、１゛と（、で１記ク
ラツ虚ングブーコー−ブやリフ牙−゛７−プーユーブの
ような！１′、′１に旧浸炭ゼ１が必要トｃ　ｆｌ、　
’６　）Ｒｉ　？Ｗ？＋　’、ｊＪ：　ｌ”ｆ部４−４
’　ｉＣｆｆ＃適グーものを４．′−供う゛る目的で、
高１？ｌ−，ｉクリ・−ブ破断強度の低下をイ゛１うこ
となく附浸炭イ′１を人＋ｉに改善できるようにした新
１．　イＮｉ　−Ｏｒ−Ｍｕ　−Ｎ　−Ｗ　　系耐熱９
１ｒ鋼を開発することに成功し／ζイ）σ）１゛ある。

すなわち、本発明に係る耐浸炭ｆ′Ｉと高〃ｌＡクリー
プ破断強度にすぐれた而ｔ　’Ｍ’ｙ　ｆ６ｉｉ　（ｉ
’Ａ　’ｒＪ、’、ＯＯ，２５〜０．７５゜５ｊ２０以
下、　Ｍｎ　５〜２０　、　Ｏｒ　２０〜８０　、　Ｎ
１１５〜４０　、　Ｎ　Ｏ，０１〜０．４０　、　Ｗ　
Ｏ，５〜８．０を各型（Ｎ係合み、残？’Ｆ＋５実ｆｌ
Ｉ的にＦａからなることを孕、ｒ徴とするものであり、
さらに又耐浸炭性の一層の向上全目的とし−Ｃ２上記成
分に加７ぐて、Ｃｏ、　０．５〜８．＋１　、１００１
〜・１０　　の−秤又−５二イ弔を゛各市Ｆツ：グ含む
ことを特徴とするものである。

以１・本発明の画Ｉ熱σＩｊぐ「１をｔ、Ｉ、ｌｊ成す
る成分元素について、その特徴とともに成分１・ｉ’ｉ
　ｒ’ｎのＣ（ｖ定理由を、°１丁、述する。

００．２５〜０７５係 Ｃ（まｉｉ！’、’＋併１の釧剪青１十４よくするイ山
、に、什に４ホベるＯｒ、Ｎとの共存士で一次炭窒（に
’ｉ！・Ｊ、−次ノ、（化′吻を形成し、クリープ１詩
断強ＩＪ°（の向上Ｖこ寄−リする。このため少なくど
も（）２５チ以上の含有を必四とする。

しかし、その効果ｔＪ　（！　ｌｉ＋の増加々共に、ｊ
＋７．’めら）１、るものの、過度に多く便１上ると、
二次炭化物の過剰析出により使用７ノ：・の靭性低１：
が著しくなり、同時に溶接性も劣化するブこめ０．７５
係苓、・上限とする。

８ｊ、　２．０以下 ＳｌけＲｔ’Ｍ溶製時の脱酸剤とし２ての役割をイ１す
る他に、耐浸炭（′１：の改善に効！￥折・も／こ口す
。ただし７、多量に含有すると’ｈ・：　、ｊ５：Ｊ　
＋′＋がＪｔ）わカイ、のて、２．０チを上限とする。

Ｍｎ　　５〜２０　係 Ｍｎ＋ｊオーステナイト相を安定化するとともに、特Ｖ
Ｃ千史”な効果に耐浸炭（ど４改善への寄りである。

そして、５チ未満で−−その効果が少なく、−・）ｊ２
０チを紹えると拐料の延性を劣化させ、溶Ｊｇ　Ｐ＋’
を著しく損う／ζめである。

Ｏｒ　２０〜８０　％ ＯｒはＭｎおよび後のＮｌとの共存「で金属組織をオル
ステナイト化し、高温強度やｉ１酸化性を高める効果を
有する。特に、１００（）”Ｃ以上の高ｍＡ域で所要の
強度、而」酸化性を得るだめの含有１１惰ま少々くとも
２０％以上であることを要する。このような効！Ｔ′：
ｆｉ　（！ｒ含有能の増加とともに強化さ）１皮、が、
反面あ才り多くなると使用後の靭Ｖトの低１・が著しく
なるため、８０係をその上限とする。

Ｎ１１５〜４０　％ Ｎ１は上記の、ＬうｉＣＣ！ｒ、Ｍｎと共存してオース
ブナイトに（１織を保ち、ぞの組織的安定性を与ズ、耐
浸炭性、耐酸化性」７へよび高温強度を確保するのに有
効な元素である。そして、１０００″Ｃ以上の高温度域
で良り１号る面１酸化に１４．・よび高７（８１強度を
得るためには、１５係Ｊふ１、上の含有をガ“す２）。

上記特性１７１：Ｎｉ含有Ｄ１の増加とともに向上ず２
）が、４（）チをパイ（えると添加効果が飽和し２経済
的に不利と庁るため、４０係を上限どする。

ＮＯ，０１〜０８４０ヂ Ｎは固溶窄素の形態で１卸を含むオーステナイト相を安
定強化するとどもに、・ｔ（ｔｒ、　Ｏｒとる；ｑ化物
、炭窒化物の形成に門−１−ｉシ、この化合物が微卸１
に分散析出することによって結晶粒が微１ｆｌｌ化し、
粒成長が阻１」ユさ〕１、クリープ破（１７１強度が高
められる。

この効果をｆｌｔ棒的に発揮せしめるため、Ｎ含有ｆ＾
は０．０１係以上とする。ただし、））含有ｈ）が余υ
多くなると、ら凄化物、炭窒化物の過剰の析出並びに粗
大化を招き、溶接性が低下するので０４０係をその上１
沢とする。

Ｗ　０．５〜８．０チ Ｗはクリープ破断強度の向上と高温のクリープ変形能の
向−ににγイ与する。その含イ■狽１ｓｔ：　０．５％
未６１・智では後者の性質向上に与える効果が不十分て
に、す、一方８．０係を超えるとか乏って前者の１１−
質が劣化するためである。

本発明の耐熱？ハ鋼は、基本的にに１．以」の成分を含
み、残部は実質的にＦｏ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面１浸炭性を一層
向」ニする目的で、Ｆｏに代えて更に次のＯｕ。

Ａ／の一種又は二種を各々適ｈ４含有せしめる場合を併
有している。

ＣｕＯ３〜８０％ Ｃにｌ上記基本化学成分による４＝、ｌ　＄１特性を・
１１１うことなく、さらにその耐浸炭性の改善を１１す
るために有効な添加元素である。この場合ぞの添加ｈ）
は、０５係以下では耐浸炭性の改善に貼るべきものがな
く、他方３．０係を超えて添加さハると延１ノ１低１・
に伴う溶接性の劣化をきだし−Ｃ好寸しくない。

Ａ／’　０．０１〜１．（）係 Ａｊ？は耐酸化１Ｆの改善向上に効果があ２）他に、特
に耐浸炭性の改善に有効な元素である。その場合Ｏｕ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Ｆｌ、（着を目的とする本発明でｆ；Ｆ、　
ＡＩ添加により所期のα）着効果を収めムブこめにｔ；
Ｉ−５そのａ有ｆｉｔＪ、少なくとも００１係以上とす
る。そして、その含有惜の増加とともに百１浸Ｊ、÷ｊ
　＋’１．　ｕ、１次善される。

しかし、Ａ／添加尾が１０飴を超えると溶く（１のｂｌ
「１動件が低下し、著しく別造性か」ｔｌわ）するので
、１０係をその上限とする。なお、Ａ／の穏イ１）マ；
が（１，０５係以−トの微ｒｌ−１の場合で（ま、Ｏｕ
とＰａ添加することによりＯｕの耐浸炭性改善効果をよ
りに７自岸”１′ｆ：ｒらしめる。

本発明の面１熱ｍ〕を鋼けその溶１（す時に、その他、
Ｐ。

Ｓ等の不純物を不用材的に混入するｊＪ％合があるが、
この秤の年利に通常＋１′１容さ）する範囲内であ；？
１．　ｉ、ｌ：、ぞの存在を妨げない。

次に本発明の実ｈｉ１例を比較例と共［Ｊｔ、’＋　ｖ
Ｊ、そのすぐ）また特性を明Ｌ）かにする。

〈実施例〉 高周波溶解炉（大＜４ｊ　Ｉ’１１）で各（Φ２１１ぐ
ｒ号を溶月１′」シ、遠心鋳造法により・？５）【賀イ
゛４（外杆１３６門、肉厚２０　　　　・問、長さ５０
０問）をｉ＋！’ｊ造しプこ。これＦつの各１」１試利
の化学成分を２Ｒ１表に示す。ｈ卦イノ！、試片中、μ
ｍ、２　ｆａｔ比較（Ａであり、朋３〜１６が本発明（
〕ｌ　ｊ！ｊｉぐ’ｊ’ｌ　’；’Ａである。

各（Ｊｔ；試料から試験片を採取し、クリープ破新作Ｉ
ｒｅ’および面ｊ浸炭イ／１の４川定にイ肛した。その
結果を第２表に示す。な」ぐ各試、験の要領（」次の通
りである。

［１クリ一プ破断強度 Ｊ　Ｉ　Ｓ　Ｚ２２７２の規定による。ただし、（Ａ）
温度１０９８°０、荷重１．９　ｋ（ｇ　ｆ　／ｒｎｔ
ｌ　、（Ｂ）　ｆ７．度８５０−Ｃ，、荷重７．８ｋｇ
ｆ／−の２通りの条件で実Ｍｌｉ　Ｌだ。

〔１１〕耐浸炭性試験 試片（直径１２間、長さ５Ｑｗｍ）を固定浸炭剤（テグ
サＫ　Ｏ８０１，Ｔ３ａＯ０３含有）中で温度１１００
”Ｃの下に３００時間保持したのち、試片の表面がら深
さ１開寸での層と、表面から深さＪ〜２πだの層より各
ノτ切粉を採取（−５Ｃ量分析を行って増加Ｃ用（ｗｔ
係）を求めた。第２表中、］耐浸炭性」の欄の数値Ｖ、
１．この増加Ｃ−４，ｉを意味し、勿ｌ１ｉ８ｉ該紗イ
１１′１が小さい稈面Ｉ浸炭ＰＩにずぐわ、ることに：
示す。

第１表　０；ＩＩ・（，Ｈの化学成分　（ｓｖ　ｔチ）
第２表　試験結果 」ニ記第２表の試ｊ険結呆から四ｆ）かかように、本発
明ｒ１鋼（供試Ｈ篇８〜１６）にズ・）つてｔ」７、−
面においで従来イ」のうちでも凸溝クリープ破断強度に
すぐ１１ているとされるＷ含有ＩＩ　Ｐ　＋４（供試Ｈ
扁１）と同等のクリープ破１６Ｆ強度を備えていること
が認められ、他力耐浸炭性試験結果においてはそのＣ邦
増加は従来利の半分乃至それ以下であり、非常にすぐれ
た耐浸炭性を昇備しているのが確認さハ、る。

このように本発明に係るＮＵ、　−Ｃｒ　−Ｍｎ　−Ｎ
　−Ｗ系耐熱鋳鋼は、従来のＷ含有ＨＰ月などと比較す
ると、ｉｒｆ＋温クリーり破１４１強度をＪｉ［うこと
なく特にすぐれた耐浸炭性を得ることができるのが’１
．’ｒ徴である。従って、本発明四作１は而１ｔで成性
と品温クリープ破断強度が要求される石油化学］ニ業用
のエチ１／ンクラツキングチューブやｕ、’＜　ｆ’（
炉内のリフオーマーヂューフ゛を＋ｊ：１；めとして、
６２′１、〈］４閂ｊ中１１号イａｊ１におケルハース
ロール（パンジアンｌ−ｌｒ−ｊ−−−７’々ト１（）
００′℃を超える高温域でｆｌ・川さｈる各オ重殻ゴ「
１１１部イ、イの好適な月利とし７て供′Ｊ−Ｚ）こと
ができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　ＯＯ，２５〜０．７５ Ｓｉ２，０以下 Ｍｎ　　５〜２０ Ｏｒ２０〜８Ｏ Ｎｊ、１５〜４Ｏ Ｎ　　Ｏ，０１〜０．４０ Ｗ　　　　０．５〜３．０ を各重量％含み、残部実質的にＦｅからなることを特徴
   とする面１浸炭性と高温クリープ破断強度にずぐ１１．
   た耐熱？１１鋼。 ２、　　　　ＣＯ，２５〜０．７５ ８ｉ　　２．０以下 Ｍｎ　　５〜２０ Ｃｒ　２０〜８Ｏ Ｎｉ、１１’ｉ〜４Ｏ Ｎ　　　ｏ０１〜０４０ Ｗ　　　　Ｏ，５〜８０ とＣｕ０．５〜Ｂ、０．　ｈｉ　Ｏ，０１〜１．０の一
   秤又−二秤を各重偵チ含み、残部実質的にＦＯからなる
   ことを特徴とする旧浸炭性と高温クリープ破１１ｉ強度
   にすぐハ　だ而］　奔へに１１併ｑ０