JPS6123862B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6123862B2 JPS6123862B2 JP16270781A JP16270781A JPS6123862B2 JP S6123862 B2 JPS6123862 B2 JP S6123862B2 JP 16270781 A JP16270781 A JP 16270781A JP 16270781 A JP16270781 A JP 16270781A JP S6123862 B2 JPS6123862 B2 JP S6123862B2
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- Japan
- Prior art keywords
- less
- alloy
- corrosion resistance
- temperature
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- Prior art date
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- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
本発明は、Ni−Cr合金の製造法、特に耐食性
にすぐれたNi−Cr合金の製造法に関する。 Ni−Cr合金、例えばAlloy600（75Ni−15Cr−
Fe）、A11oy690（60Ni−30Cr−Fe）等は原子力
プラント、あるいは化学プラント等の圧力容器や
その付属品の材料として使用される。しかしこれ
らの従来合金は0.2％耐力で25Kg／mm2を満足さ
せるためには0.06％程度のＣ含有量が必要である
と考えられており、例えばAlloy600でもＣを約
0.06％含有しており、高Ｃということで、耐食性
の劣化は免がれない。したがつて、従来、一般に
は、熱間加工の後、1050℃〜1100℃で焼鈍してか
ら急冷、未固溶のCr炭化物のない状態で使用さ
れていた。 したがつて、従来合金でも熱処理ままでは、耐
食性は良好であつた。しかし、加工時あるいは溶
接時に導入された歪除去を目的に行なう応力除去
焼鈍（SR、例えば500〜600℃に１〜20時間加
熱）によつて、また200〜400℃程度に加熱される
使用環境によつて、あるいは溶接をする場合には
溶接時の加熱によつて、粒界にCr炭化物が析出
してしまい、鋭敏化はさけられなかつた。 かくして、本発明の目的は、SR等の熱処理あ
るには溶接によるかかる耐食性の劣化を防止す
る、Ni−Cr合金の製造法を提供することであ
る。 本発明のさらに具体的な目的は、耐食性の劣化
を防止するためにＣ量を0.05％以下に制限すると
ともに、Ｃ量低下による0.2％耐力低下を補償す
るNi−Cr合金の製造法を提供することである。 かくして、本発明者らは永年の研究の結果、従
来技術の知見と異なり未固溶のCr炭化物を積極
的に粒内に残留させることにより強度が上昇し、
しかも粒内の炭化物は耐食性を劣化させず、むし
ろ母相のＣ量を低く抑えるため、SRあるいは溶
接処理等によつて新らしくCr炭化物が粒界に析
出しても鋭敏化を阻止することを見い出し、本発
明を完成した。 ここに本発明は、 Ｃ ：0.05％以下 Si：1.0％以下 Mn：1.0％以下 Ｐ ：0.03％以下 Ｓ ：0.005％以下 Ni：50％〜80％ Cr：15〜35％ Al：0.01〜0.5％ 更に必要に応じTi0.5％以下を含有し、残部は
実質的にFeよりなる合金を1050℃〜1250℃に加
熱後、熱間圧延を開始し、700℃以上、950℃以下
の加工終了までに全体で50％以上の加工率を与
え、その間950℃以下の温度範囲における加工率
を15％以上とし、次いでＣ量に応じ850℃〜980℃
の温度で15分以上、２時間以内焼鈍し、その後30
℃／min以上の冷却速度で冷却をすることを特徴
とする、耐食性にすぐれたNi−Cr合金の製造法
である。 本発明において各合金成分範囲を限定した理由
は次の通りである。 Ｃ：炭素は強度上昇に有効であるが、SRによ
つて、あるいは溶接時熱影響部において、Cr炭
化物の粒界への析出を容易にし、得られた合金を
鋭敏化させる。したがつて、本発明ではＣを0.05
％以下に制限する。 Si，Mn： これらの元素はいずれも脱酸元素とし1.0〜以
下を必要とし、これらの量を越えてもその効果は
飽和してしまい、むしろ合金の清浄度を劣化させ
る。 Al： これも脱酸元素として0.01％以上を必要とし、
0.5％を越えるとその効果は飽和してしまい、合
金の清浄度を劣化させる。 Ni： Niは耐食性を向上させるに有効な元素であ
り、特にCl-を含む高温水におけるSCC性（耐応
力腐食割れ性）を改善させる。このためNiは50
％以上が必要。一方、80％を越えるとその効果は
飽和し、添加できるCr量が制限を受けるもので
80％以下とした。 Cr： Crは耐食性向上に必須の元素である。15％未
満ではその効果は少ない。一方、35％を越えると
熱間加工性が著しく劣化する。 Ｐ： Ｐは耐水素脆化を防止するために0.03％以下に
制限する。 Ｓ： Ｓは熱間加工性を劣化させる元素である。本発
明においては、低温圧延を実施するために、
0.005％以下に制限する。 Ti： Tiは脱酸元素として所要により添加される
が、0.5％を越えて添加されてもその効果は飽和
してしまい、むろ合金の清浄度を劣化させる。 なお、本発明にあつて、不純物として含まれる
ことのあるＢは0.0020％以下に制限するが、これ
は0.0020％を越えると炭化物の析出が促進され、
耐食性が劣化するからである。 本発明においては上記組成のNi−Cr合金を
1050℃以上に加熱して熱間圧延を行なうが、これ
は1050℃未満では熱間圧延の変形抵抗が大きくな
り、50％以上の加工を行なうことが困難となるた
めである。 熱間圧延の際、加工率の上昇とともに結晶粒が
微細化し、強度が上昇する。熱間加工後に焼鈍し
た状態で25Kg／mm2以上の0.2％耐力を得るには
熱間加工による全体で50％以上の加工率が必要。
ここに加工率は肉厚あるいは板厚減少率をいう。 なお、本発明において950℃以下での熱間圧延
を制限したのは、950℃以下では熱間圧延中に再
結晶化が行なわれにくいため、したがつて、熱間
圧延後に未再結晶化組織が得られるからである。
かかる未再結晶化組織は、その後に行なう熱処理
による再結晶化によつて、微細な結晶粒が得ら
れ、しかもCr炭化物が粒内に取残された再結晶
化組織となる。一方、本発明における温度範囲で
そのような効果を得るためには950℃以下の温度
範囲における加工率を15％以上とすることが必
要。この加工率が15％未満のときには、その後の
熱処理でも上述のような再結晶化が十分期待でき
ず、Cr炭化物が粒界に残るため耐食性が劣化す
る。 仕上温度が700℃未満では変形抵抗が著しく大
きくなり、熱間加工が困難になると共に、変形能
も低下して熱間圧延時割れが発生する。仕上温度
が950℃を越えると、その後の熱処理で十分な再
結晶化が行なわれず、材料の延性が低下し、しか
も炭化物が粒界に取り残され、耐食性が著しく劣
化する。 次に本発明によれば、熱間加工後、焼鈍処理を
行なうが、850℃より低い温度で15分未満の時間
のときは再結晶化が十分でなく粒界にCr炭化物
が残留して耐食性が劣化する。一方、980℃を越
えた温度で２時間より長い時間の焼鈍を行なう
と、Cr炭化物が母相に固溶してしまい、25Kg
／mm2以上の0.2％耐力を確保するのが、難しく
なるとともに、SR等の加熱処理によつて粒界に
再びCr炭化物が析出して鋭敏化が起こる。焼鈍
後の冷却は、30℃／min以上に制限するが、これ
より低いと、冷却時、特に500℃以上の温度で、
Cr炭化物が粒界に析出し、耐食性が劣化する。
なお0.2％耐力と耐食性を考慮すると焼鈍温度は
Ｃ量が低い場合には低くすることが好ましく、例
えば、Ｃ量が0.025％以下では焼鈍温度は850℃〜
950℃とすることが望ましい。 次に、実施例によつて本発明をさらに説明す
る。 実施例 第１表に示す組成の合金を10トン電気炉で溶製
後、造塊、分塊後150mm厚のスラブとし、次いで
第２表に示す熱間圧延条件により熱間圧延を行な
い、次いで焼鈍を行なつた。 得られた板材より直径14mmの引張試験片と、
1.0mm厚×10mm巾×40mm長さの腐食試験片とを採
取した。腐食試験は、40％硝酸の沸騰液中に試験
片を浸漬して行なつた。 浸漬してから24時間後に試験片を取り出し、腐
食速度（ｇ／m2．hr）を測定した。 引張試験および腐食試験の結果をまとめて、製
造条件とともに第２表に示す。 第２表に示す結果からも分かるように、本発明
方法により得た合金は、いずれも25Kg／mm2以上
の0.2％耐力を有し、腐食試験の結果も良好であ
る。また、実験No.７，８，９のように本発明の熱
間圧延条件をはずれると0.2％耐力が25Kg／mm2
未満になるか、耐食性が著しく劣化する。Ｃ量の
高い従来合金は良好な引張特性を有するが、耐食
性、特に溶接熱影響部の耐食性が劣る。
にすぐれたNi−Cr合金の製造法に関する。 Ni−Cr合金、例えばAlloy600（75Ni−15Cr−
Fe）、A11oy690（60Ni−30Cr−Fe）等は原子力
プラント、あるいは化学プラント等の圧力容器や
その付属品の材料として使用される。しかしこれ
らの従来合金は0.2％耐力で25Kg／mm2を満足さ
せるためには0.06％程度のＣ含有量が必要である
と考えられており、例えばAlloy600でもＣを約
0.06％含有しており、高Ｃということで、耐食性
の劣化は免がれない。したがつて、従来、一般に
は、熱間加工の後、1050℃〜1100℃で焼鈍してか
ら急冷、未固溶のCr炭化物のない状態で使用さ
れていた。 したがつて、従来合金でも熱処理ままでは、耐
食性は良好であつた。しかし、加工時あるいは溶
接時に導入された歪除去を目的に行なう応力除去
焼鈍（SR、例えば500〜600℃に１〜20時間加
熱）によつて、また200〜400℃程度に加熱される
使用環境によつて、あるいは溶接をする場合には
溶接時の加熱によつて、粒界にCr炭化物が析出
してしまい、鋭敏化はさけられなかつた。 かくして、本発明の目的は、SR等の熱処理あ
るには溶接によるかかる耐食性の劣化を防止す
る、Ni−Cr合金の製造法を提供することであ
る。 本発明のさらに具体的な目的は、耐食性の劣化
を防止するためにＣ量を0.05％以下に制限すると
ともに、Ｃ量低下による0.2％耐力低下を補償す
るNi−Cr合金の製造法を提供することである。 かくして、本発明者らは永年の研究の結果、従
来技術の知見と異なり未固溶のCr炭化物を積極
的に粒内に残留させることにより強度が上昇し、
しかも粒内の炭化物は耐食性を劣化させず、むし
ろ母相のＣ量を低く抑えるため、SRあるいは溶
接処理等によつて新らしくCr炭化物が粒界に析
出しても鋭敏化を阻止することを見い出し、本発
明を完成した。 ここに本発明は、 Ｃ ：0.05％以下 Si：1.0％以下 Mn：1.0％以下 Ｐ ：0.03％以下 Ｓ ：0.005％以下 Ni：50％〜80％ Cr：15〜35％ Al：0.01〜0.5％ 更に必要に応じTi0.5％以下を含有し、残部は
実質的にFeよりなる合金を1050℃〜1250℃に加
熱後、熱間圧延を開始し、700℃以上、950℃以下
の加工終了までに全体で50％以上の加工率を与
え、その間950℃以下の温度範囲における加工率
を15％以上とし、次いでＣ量に応じ850℃〜980℃
の温度で15分以上、２時間以内焼鈍し、その後30
℃／min以上の冷却速度で冷却をすることを特徴
とする、耐食性にすぐれたNi−Cr合金の製造法
である。 本発明において各合金成分範囲を限定した理由
は次の通りである。 Ｃ：炭素は強度上昇に有効であるが、SRによ
つて、あるいは溶接時熱影響部において、Cr炭
化物の粒界への析出を容易にし、得られた合金を
鋭敏化させる。したがつて、本発明ではＣを0.05
％以下に制限する。 Si，Mn： これらの元素はいずれも脱酸元素とし1.0〜以
下を必要とし、これらの量を越えてもその効果は
飽和してしまい、むしろ合金の清浄度を劣化させ
る。 Al： これも脱酸元素として0.01％以上を必要とし、
0.5％を越えるとその効果は飽和してしまい、合
金の清浄度を劣化させる。 Ni： Niは耐食性を向上させるに有効な元素であ
り、特にCl-を含む高温水におけるSCC性（耐応
力腐食割れ性）を改善させる。このためNiは50
％以上が必要。一方、80％を越えるとその効果は
飽和し、添加できるCr量が制限を受けるもので
80％以下とした。 Cr： Crは耐食性向上に必須の元素である。15％未
満ではその効果は少ない。一方、35％を越えると
熱間加工性が著しく劣化する。 Ｐ： Ｐは耐水素脆化を防止するために0.03％以下に
制限する。 Ｓ： Ｓは熱間加工性を劣化させる元素である。本発
明においては、低温圧延を実施するために、
0.005％以下に制限する。 Ti： Tiは脱酸元素として所要により添加される
が、0.5％を越えて添加されてもその効果は飽和
してしまい、むろ合金の清浄度を劣化させる。 なお、本発明にあつて、不純物として含まれる
ことのあるＢは0.0020％以下に制限するが、これ
は0.0020％を越えると炭化物の析出が促進され、
耐食性が劣化するからである。 本発明においては上記組成のNi−Cr合金を
1050℃以上に加熱して熱間圧延を行なうが、これ
は1050℃未満では熱間圧延の変形抵抗が大きくな
り、50％以上の加工を行なうことが困難となるた
めである。 熱間圧延の際、加工率の上昇とともに結晶粒が
微細化し、強度が上昇する。熱間加工後に焼鈍し
た状態で25Kg／mm2以上の0.2％耐力を得るには
熱間加工による全体で50％以上の加工率が必要。
ここに加工率は肉厚あるいは板厚減少率をいう。 なお、本発明において950℃以下での熱間圧延
を制限したのは、950℃以下では熱間圧延中に再
結晶化が行なわれにくいため、したがつて、熱間
圧延後に未再結晶化組織が得られるからである。
かかる未再結晶化組織は、その後に行なう熱処理
による再結晶化によつて、微細な結晶粒が得ら
れ、しかもCr炭化物が粒内に取残された再結晶
化組織となる。一方、本発明における温度範囲で
そのような効果を得るためには950℃以下の温度
範囲における加工率を15％以上とすることが必
要。この加工率が15％未満のときには、その後の
熱処理でも上述のような再結晶化が十分期待でき
ず、Cr炭化物が粒界に残るため耐食性が劣化す
る。 仕上温度が700℃未満では変形抵抗が著しく大
きくなり、熱間加工が困難になると共に、変形能
も低下して熱間圧延時割れが発生する。仕上温度
が950℃を越えると、その後の熱処理で十分な再
結晶化が行なわれず、材料の延性が低下し、しか
も炭化物が粒界に取り残され、耐食性が著しく劣
化する。 次に本発明によれば、熱間加工後、焼鈍処理を
行なうが、850℃より低い温度で15分未満の時間
のときは再結晶化が十分でなく粒界にCr炭化物
が残留して耐食性が劣化する。一方、980℃を越
えた温度で２時間より長い時間の焼鈍を行なう
と、Cr炭化物が母相に固溶してしまい、25Kg
／mm2以上の0.2％耐力を確保するのが、難しく
なるとともに、SR等の加熱処理によつて粒界に
再びCr炭化物が析出して鋭敏化が起こる。焼鈍
後の冷却は、30℃／min以上に制限するが、これ
より低いと、冷却時、特に500℃以上の温度で、
Cr炭化物が粒界に析出し、耐食性が劣化する。
なお0.2％耐力と耐食性を考慮すると焼鈍温度は
Ｃ量が低い場合には低くすることが好ましく、例
えば、Ｃ量が0.025％以下では焼鈍温度は850℃〜
950℃とすることが望ましい。 次に、実施例によつて本発明をさらに説明す
る。 実施例 第１表に示す組成の合金を10トン電気炉で溶製
後、造塊、分塊後150mm厚のスラブとし、次いで
第２表に示す熱間圧延条件により熱間圧延を行な
い、次いで焼鈍を行なつた。 得られた板材より直径14mmの引張試験片と、
1.0mm厚×10mm巾×40mm長さの腐食試験片とを採
取した。腐食試験は、40％硝酸の沸騰液中に試験
片を浸漬して行なつた。 浸漬してから24時間後に試験片を取り出し、腐
食速度（ｇ／m2．hr）を測定した。 引張試験および腐食試験の結果をまとめて、製
造条件とともに第２表に示す。 第２表に示す結果からも分かるように、本発明
方法により得た合金は、いずれも25Kg／mm2以上
の0.2％耐力を有し、腐食試験の結果も良好であ
る。また、実験No.７，８，９のように本発明の熱
間圧延条件をはずれると0.2％耐力が25Kg／mm2
未満になるか、耐食性が著しく劣化する。Ｃ量の
高い従来合金は良好な引張特性を有するが、耐食
性、特に溶接熱影響部の耐食性が劣る。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ ：0.05％以下 Si：1.0％以下 Mn：1.0％以下 Ｐ ：0.03％以下 Ｓ ：0.005％以下 Ni：50％〜80％ Cr：15〜35％ Al：0.01〜0.5％ 更に必要に応じTi0.5％以下を含有し、不純物
としてのＢを0.0020％以下に制限するとともに残
部は実質的にFeよりなる合金を1050℃〜1250℃
に加熱後、熱間圧延を開始し、700℃以上、950℃
以下の加工終了までに全体で50％以上の加工率を
与え、その間950℃以下の温度範囲における加工
率を15％以上とし、次いでＣ量に応じ、850℃〜
980℃の温度で15分以上、２時間以内焼鈍し、そ
の後30℃／min以上の冷却速度で冷却をすること
を特徴とする。耐食性にすぐれたNi−Cr合金の
製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16270781A JPS5864364A (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | 耐食性にすぐれたＮｉ−Ｃｒ合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16270781A JPS5864364A (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | 耐食性にすぐれたＮｉ−Ｃｒ合金の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5864364A JPS5864364A (ja) | 1983-04-16 |
| JPS6123862B2 true JPS6123862B2 (ja) | 1986-06-07 |
Family
ID=15759760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16270781A Granted JPS5864364A (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | 耐食性にすぐれたＮｉ−Ｃｒ合金の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5864364A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60100655A (ja) * | 1983-11-04 | 1985-06-04 | Mitsubishi Metal Corp | 耐応力腐食割れ性のすぐれた高Ｃｒ含有Νｉ基合金部材の製造法 |
| JPS61217561A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-09-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Ｎｉ基合金の製造方法 |
| JP4550080B2 (ja) | 2007-03-26 | 2010-09-22 | シャープ株式会社 | 半導体装置および液晶モジュール |
| CA2723522C (en) * | 2008-05-16 | 2014-02-18 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Ni-cr alloy material |
-
1981
- 1981-10-14 JP JP16270781A patent/JPS5864364A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5864364A (ja) | 1983-04-16 |
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