JPS6092454A - 熱間加工性，耐酸化性の優れたオ−ステナイト系耐熱鋼 - 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】 本発明は熱処坦治具、自動車排ガス処理装置などの、Ａ
温で−化され易い環視で用いる熱間加工性、耐酸化性に
優れたオーステナイト系耐熱鋼に関するものである。

熱処理冶具は高温の燃焼ガスに長時間さらされるため、
耐酸化性ｔこ優れていることか必要であり従来この軛求
ｔｒ一対して８ｉ含有着の高いオーステナイト系耐熱鋼
として、Ａｌ５Ｉ３Ｑ２Ｂ（ｌ１３ｃｒ−９Ｎシー２，
５ｓ；）、　Ａ１５Ｉ３１４（２５Ｃｒ−２ＯＮｉ−２
Ｓｉ）などがｌ！’用されている。これらの鋼は耐酸化
性については良好であるか１反面高８ｓｔ１４であるた
め、熱間圧延時に先端割れやコーナークラックが発生す
るなど熱間加工性１こ問題かあった。

また、上記のオーステナイト系耐熱鋼は高温での燃焼ガ
スふん囲気中で断続的に加熱を繰返した場合、τν化ス
スケール剥離して板厚の減少か進むケ という問題かあり、熱間加工性と合わせて耐ス＾−りン
グ性か優４じ（いることか要求されていた。

近年、上記の、１ＴＩＳ　ｉ　オーステナイト系耐熱鋼
の熱ｍ１加工性、耐改化性を改善するため、微量のＣｍ
、　Ｂ、１ｖｉｇｙｚどを片有させる試りかなされ一部
夾用−供されている。しかしＣｍ、Ｂ、Ｍｇは熱間加工
性、耐酸化性を若干向上させる作用を有するものの、い
まだ一部１分塊圧延において割れが発生しており、さら
に熱間加工性を安定的ｔこ向上させることか装求されて
いる。

本発明はかかる従来鋼の欠点をニーみてなしたもいるこ
とを究明し、圧延時ｔこ共存しているオーステナイトと
フェライトの変形低抗の差によることを見出した。

本発明はかかる知見のもとにＣｓ−希土類元素。

Ｍｇのうち１種ないし２種以上を含有させるとともに適
暖のＮの含有と−Ｎｉ当看の下限を限定することによっ
て熱間加工性、耐酸化性の向上を図り１分塊圧延での割
れの発生を防止したものである。

述 以下に本発明ｖ１４について詳細する。

％　１　ｍｄＡｔＲｔｔ、Ｈ縦比＝　Ｌ　テＣＯ，２５
＊　ＬＪ　下、　Ｓ　ｉｌ、５−３−５１６．　Ｍｎ　
２．０９１Ｌ下、　Ｎｉ　８．０−３５．ＯＳ　、　Ｃ
ｒ１５Ｊｊ−３Ｌ１．０＃、　Ｎ　Ｏ，１５％ＬＪ下、
＝、　Ｃｍ　ｌＪ、００Ｕ５−０．０２０＊、希−に類
几累０．０Ｕ５−ＯＪ　００９６．　Ｍｇ　Ｏ，０００
５〜０．０３０−のうちｔｒｉｌｌないし２種以上を含
有し。

残部Ｆｅならびに不純物冗累からなり、Ｎｉ当緻−１，
０以上であり、第２＠明鋼は第１発明鋼にＢＯ，０００
５〜０．０１５０％、Ｔｉ　０．０５〜１．０チ、Ｎｂ
０．０５−１．ＯＬ　Ｔｍ　Ｏ，００５−１，０％、　
ｚｒ　ｏ、ｏ５−ｔ、ｏ＊のうちＩＪｌｌないし２種以
上を含有し、第１発明鋼の高温強度をさらに向上させた
もので、第３発明鋼は第２発明鋼にＡｌＯ，０５〜６．
０チを含有し、第２発明鋼の耐酸化性さらに向上させた
ものである。

以下ｔこ本発明鋼の成分限定増巾について説明する。

ＣＩｉメーステナイト形ａ元素であるとともに高温強度
を向−１ニさせる主快な元素である。しかし。

＠有量か多］ぎる。！熱間加工性および耐酸化性か低下
するのでその上限な（Ｌ２５−とした。

Ｓｉ　は＋ｔ％ｍでの耐酸化性、耐デスケーリ／グ性を
向上させる重要な元素である。特に−Ｃｓ、希土類元素
１Ｍｇとの促合添加でさらに優れた耐酸化性か得られる
。これらの効果な得るＩＣ＋工１．′Ｊ％？）’ｌ　Ｌ
　’＞　ｅ　力ｈ”　”Ｊ　Ｊ　７”　ｈ　ソ、ｆｔｑ
　”’ｆ（’ｌ　Ｅ　／４１とした。しかし−３，５％
を超えて含有させると３フグ エフイトや六相か生成し、熱曲加工性や高温での機械的
性質を低下させるのでその上限を３．５チとした。

Ｍｎはオーステナイト形成元素であるか、耐酸化性ｔ−
害する元素でもあり、多＠１こ含有することは好ましく
ないのでその上限を２．０　％とした。

Ｎｉはオーステナイト系耐熱鋼の基本元素の一つであり
、かつ８ｉ含有によるＳフェライト生成を抑制する元素
でもあり、ａ、ｏｓＩｉ上の含有が必要である。しかし
、３５０チを越えて含有させても効果の向上か小さく、
不Ｍｆｆｉであるのでその上限を３５０チとした。

Ｏｒは高温での耐酸化性を向上させる主要な元させると
３フエライトか生成し、熱間加工性や高温での機械的性
質を低下させるのでその上限を３０．０うとした。

Ｎはオーステナイト形成元素であるとともｔこ高温強度
を高める主餐な元素である。しかし、　０．１５チを越
えて含有させると熱間加工性を劣化させるのでその上限
なＯ，＋５＊とした。

Ｃ＠は熱間加工性および耐酸化性を向上させる善する元
素であり、上記効果を得るには０．０００５チ以上の含
有か必要である。しかし、０．０２１を越えて含有させ
るとかえって軌間加工性を害するのでその上限を０．０
２０％とした。

Ｃｏ、Ｌｍ、Ｙなどの希土類元素はＣｍ同様に熱間加工
性および耐酸化性を向上させる元素である。

また、希土類元素は０．Ｓ等との親和性か強く。

脱酸脱硫作用を有して粒界などを浄化する元素でもあり
、これらの効果を得るには０．００５１以上の含有か必
要である。しかし、０．＋００チを越えて含有させると
かえって熱間加工性を害するのでその上＠１ｋｏ、＋ｏ
ｕチとした。

ＭｇはＣｍ、希土類元素同様に熱間加工性、耐酸化性を
改善するととも−こ脱酸脱硫作用を有し。

Ｓ、不純物元素か粒界にｍ枦するのを抑制する元素であ
り、これらの効果を得るには０．０００５％以上の含有
か必要である。しかし、０．０３０−な越えて含有させ
ると低融点化合物を生成して熱間加工性を害するのでそ
の上限を０．０３０ｓとした。

Ｂは熱間加工性、高温強度を向上させる元素である。す
なわち、Ｂは粒界拡散を遅滞し、０．Ｓなどの不純物元
素の粒界濃化および粒界析出を抑制して粒界部の延性を
高めて熱間加工性を向上させるものであり、これらの効
果を得るには、０．０００５％以上の含有が必要である
。しかし。

０．０１５０％を越えて含有すると１２００℃以上での
熱間加工性を害するのでその上限を０．０＋５０＊とし
た。Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔ＠、Ｚｒはいずれも安定な炭化物窒
化物を形成して高ｍ強度を向上させる元素であり、これ
らの効果を得るにはそれぞれ０．０５！＃　以上のき有
か必要である。　− −〜　−―禰４Ａ１１４４４； 上限を１．０％とした。

ＡＩは耐酸化性、耐スケ−りング性を改善する元素であ
り、これらの効果を得るには０．０５−１以上の含有か
必要である。しかしＡｔは強力なフェフイト生成元素で
もあり６．０　％を越えて含有させるとδフェライトを
生成し易（なり、熱間加工性を害するのでその上限を６
．０１とした。

Ｎｉ当量は凝固組織のγ相形成能力と３相形成能力のバ
ランスを示すもので、Ｎｉ当ｔ＝Ｎｉ−１−３０Ｃ＋１
５Ｎ＋１４．５’−１，３Ｃｒ−２８ｉ　−３（Ａ１　
＋Ｔｉ）−２（Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｚｒ）で示され、Ｎｉ当量
が低いと８フエフイトの生成か多くなりすぎ１分塊圧延
において割れが発生し易くなるので、少なくとも−１，
０以上にする必要があり、その下限を−１，０とした。

つぎに本発明綱の特徴を従来鋼、比蚊鋼と比べて寮施例
でもって明らかにする。

第１表は従来鋼、比做鋼１本発明鋼の化学成分を示すも
のである。

第１表をこおいてＡ、Ｂｍは従来鋼で、Ａ鋼はＡｌ８Ｉ
３０２Ｂ、Ｂｍ）！Ａｌ５１３１４で、Ｃ−Ｆｍ）ｉ比
較鋼で、Ｇ−１ζ鋼は本発明鋼である。

第２表は第１表の試供ｍＡ−Ｒ鋼について熱間加工性を
調べたものである。熱間加工性調査に際しては、平行部
１０φ×３０同の試片を作製して。

試験条件としては加熱温度を１０００℃、１１００℃。

１２００℃、１２５０℃とし１回転Ｐｉ　２５　ｒ、ｐ
、ｍ　Ｔ−破断捻回数を測定した。

第２表より明らかなように、従来鋼であるＡ。

Ｂｉｅｌｔ！ｌ０ＬＩＯ℃、１１００℃、１２０回℃、
１２５０℃の各温度ともに破断捻回数は低く、熱間加工
性か悪いものであり、また、比較鋼であるＣ　、ｌ）　
、　Ｅ　、　Ｆ鋼についてはＣａ、ＫｋｌＶｌ、Ｍｇを
含有するもののＮｉ当量が−１，０未−と低いため、＃
：来鋼であるＡ、ＢｇＩ４に比べると苔干良いか今−歩
、破断捻回数が低いものである。

これらに対して本発明鋼であるＧ−Ｒｗ４はＣｍＲＥＭ
、Ｍｇ　を１種以上含有するとともにＮｉ当量を−１，
０以上としたことにより、破断捻回数は１０００℃で５
回以上、１１００℃で８．６回以上。

１２００℃で１０．２回以上と高い値な示しており１本
発明鋼か従来鋼、比ｖｆＩａＩｃ比べて優れた熱間加工
性を有していることか明らかである。

＠３表は第１表の試供鋼Ａ−Ｒ鋼について耐酸化性、特
にスケールの耐はく雌性を調べたものである。

耐酸化性調ｆに際しては、繰り返し酸化試験装置により
１尺気中、１１００℃で２５分間加熱し。

５分間空冷するという操作を繰り返し、その重量変化を
測定した。

第３表　（繰り返し酸化試験結果） 第３表より明らかなように、従来鋼であるＡ。

Ｂｙ４はＣｍ、希土類元素１Ｍｇなどを含有しないこと
により各回数ともに一酸化減緻か多（耐酸化性か劣るも
のである。これらに対−して本発明鋼であるＧ−Ｒ鋼は
必！！蝋のＣａ、布土鎮元累１Ｍｇを含有したことによ
り、いすｆＬも１００回の繰返しによる酸化減量か０．
２ｍｇ／ｄ以下であり、２００回−こおいては２ｍｇ／
ｄ以下、３００回においては５ｍｇ／ｄ以下といずれも
酸化減量か従来鋼に比べて少ないもので、本発明鋼は熱
間加工性のみならず耐酸化性ｔこりいても優れているこ
とは明らかである。

上述のように１本発明鋼は高Ｓｉ　オーステナイト系耐
熱鋼の欠点である熱間加工性を改稗するためＣ＠、希土
類元素、Ｍｇ、Ｂなとを適宜含有させ、かつＮｉ当看の
下限？ｌ−限定したことにより優れた熱間加工性を得る
とともに耐酸化性についてもさらに改善したもので１本
発明鋼は分塊圧延での割れの発生を防止し得る１、熱処
理用治具、自動車排ガス処理装置ｔｒ−最適な鋼で商い
実用性を有するものである。

特許出願人 手続補正店、（方式） ％式％ ２、発明の名称 熱間加工性、耐酸化性 の優れたオーステナイト系耐熱鋼 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 アイチ　トウカイ　アラ　オ 愛知県東海市荒尾町ワノ割１番地 昭和５９年１月１１０ （発送口　昭和５９年１月３１目） ５、補正の対象 明細書　−−゛ ６、補正の内容　別紙のとおり 明細書の浄書（内容に宋更奏し）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量比ケこしてＣ０，２５チ以下、　Ｓｉ　ｌ、５
   〜３．５％　、　Ｍｎ　２．０％以下、Ｎｉ　８．０−
   ３５．０％、Ｃｒ　１５．０〜３０．０チ、ＮＯ，＋５
   チ以下と、　Ｃｓ　ｏ、０’ｏ５〜０．０２０％、希土
   ｍｙｃＲＯ，００５−０，１００％、Ｍｇ　０．０００
   ５−０．０３０％のうち１種ないし２塊以上を含有し、
   残部Ｆｓならびをこ不純物元素からなり−Ｎｉ　５情−
   １，０以上であることを特徴とする熱間加工性、耐酸化
   性の優れたオーステナイト系耐熱鋼。 ２．３１１比にしてＣα２５チ以下、　８ｉ　ｉ、５〜
   ３．５Ｗｔ±１１４ｙ’ｃ＊　（ＬＯＯ５−Ｕ、１００
   ％、　ＭｇＯ，０００５−０，０３０−のうち１柚ない
   し２塊以上を含有し、ざらにＢＯ，０ＯＬ１５−０．Ｕ
   　１５０％　、Ｔ　ｉ　αｌ−１，ＵＳ、”Ｎｂ　ロ、
   ０５−１．０％、　Ｔａ　（ＬＯ５−１，０ＩＪ１．Ｚ
   ｒ　Ｏ，０５−１，０％のりち１塊ないし２１１Ｏ１以
   上を含有し、残部Ｆ・ならびに不純物元素からなり−Ｎ
   ｉ当１ｔ−１，０以上である　′ことを特徴とする１ｌ
   ｌｉ間加工性、耐酸化性の穫れたオーステナイト系耐熱
   鋼。 ３、　ｔｌ比ｉシテｃ　ａ２５ＬＬＪ下、　Ｓｉ　１．
   ５−３．５チ、Ｍｎｚ、ｏｓ以下、　Ｎｉ　８．０−３
   ！ａＯ−、Ｃｒ　ｔ５．０〜３０．０チ、ＮＯ，１５％
   以下と、　Ｃｆｉ　Ｏ，Ｏ′０５〜０．０２０チ、希土
   類元素Ｑ、００５〜Ｑ、１００チー　Ｍｇ　０．０００
   ５〜０．０３０％のうち１種ないし２１１以上を含有し
   、さらにＢｏ、０００５〜［ＬＯ１５０チ、Ｔｉα０５
   〜１．０チ、ＮｂＯ，０５−１，０％−Ｔｌ　Ｏ，０５
   −１，０％、Ｚｒ　Ｏ，０５−１，０１のうち１ｆＩｆ
   Ｉないし２１＃ｉ以上と、Ａ凰０．０５〜６．０チとを
   含有し、残部Ｆｅならびｔこ不純物元素からなりＮｉ当
   量−１，０以上であることを特徴とする熱間加工性、耐
   酸化性の優れたオーステナイト系耐熱鋼。