JPS62238355A - 耐時効脆化性に優れた高強度オ−ステナイト鋼 - Google Patents
耐時効脆化性に優れた高強度オ−ステナイト鋼Info
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- JPS62238355A JPS62238355A JP61080031A JP8003186A JPS62238355A JP S62238355 A JPS62238355 A JP S62238355A JP 61080031 A JP61080031 A JP 61080031A JP 8003186 A JP8003186 A JP 8003186A JP S62238355 A JPS62238355 A JP S62238355A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、核融合炉の第１壁用鋼材に係るもので、丈
用中の脆化が少なく、高強度を有するオーステナイト耐
熱鋼に関するものである。
用中の脆化が少なく、高強度を有するオーステナイト耐
熱鋼に関するものである。
核融合炉の第１壁用材料としては、溝造材料としての高
温強度、耐食性の他丈用中の脆化が少ないことが求めら
れている。
温強度、耐食性の他丈用中の脆化が少ないことが求めら
れている。
現在、高速増殖炉炉心材料として醍用されてきた合金を
改良した１５Ｃｒ１６Ｎｉ２．５Ｍｏ０．３Ｔｉ鋼が将
来の第一壁用材料として−ａ力であろと老友られている
。
改良した１５Ｃｒ１６Ｎｉ２．５Ｍｏ０．３Ｔｉ鋼が将
来の第一壁用材料として−ａ力であろと老友られている
。
その他７．１ライト鋼では、ＨＴ−９ｆｌ （１２Ｃｒ
ｌλ！ｏＶｌ’Ｉ、Ｎｉ鋼）等が研究されている。
ｌλ！ｏＶｌ’Ｉ、Ｎｉ鋼）等が研究されている。
前述の１５Ｃｒ１６Ｎｉ２．５Ｍｏ０．３Ｔｉ ｆｆ４
は、材料製作時の強度、靭性、耐穴性に浸れているが、
時効に伴なって著しく脆化する欠点がある。
は、材料製作時の強度、靭性、耐穴性に浸れているが、
時効に伴なって著しく脆化する欠点がある。
更に炉心の［（１ではこの脆化が加速される心配がある
。
。
フェライト鋼のＩＴ−９は、概して靭性が低い。
フェライト鋼の靭性と強度を改善した材料として＆１ｏ
ｄｉ（ｉｅｄ ９Ｃｒ１Ｍｏｉｌが最近発表され、ＡＳ
ＴＭ Ａ２１３Ｔ−９１にＱ録されている。
ｄｉ（ｉｅｄ ９Ｃｒ１Ｍｏｉｌが最近発表され、ＡＳ
ＴＭ Ａ２１３Ｔ−９１にＱ録されている。
然し、之等のフエライ）・清の欠点は時効中に脆化する
ことである。即ち、フエライ！・鋼は、使用中の脆化と
いう点でオーステナイト鋼に比べれば不利である。
ことである。即ち、フエライ！・鋼は、使用中の脆化と
いう点でオーステナイト鋼に比べれば不利である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、前述の従来技術に於ける問題点を用′決する
、オーステナイ）−鋼の範囲で、その１菱れｌこ強度を
損なうことなく、耐時効脆化性を改澄した、核融合炉の
第１壁用として最適な、耐時効脆化性に侵れた高強度オ
ーステナイト鋼を提供ずろことを目的とするものである
。
、オーステナイ）−鋼の範囲で、その１菱れｌこ強度を
損なうことなく、耐時効脆化性を改澄した、核融合炉の
第１壁用として最適な、耐時効脆化性に侵れた高強度オ
ーステナイト鋼を提供ずろことを目的とするものである
。
本発明の第１発明は、
重量基準にて、Ｃ； ０．００５〜０．０５ｚ、ＳＮ
； ０．１２Ｘ以下、Ｓｉ４．０Ｘ以下、 Ｍ ｎ ＋
５− ＯＸ以下、Ｃｒ ； ８〜２６Ｘ、 Ｎ ｉ
； ７〜２２Ｘを含有し、更にＴ ｉ ； ０，０１〜
０．５Ｘ、Ｎ ｂ ； ０．０１〜１．ＯＪＴ ａ ；
０．０１〜１．ＯＪＺ ｒ ； ０．００５〜０．３
のうち一種以上を含有し、且つ次式で示されるＴｉ当量
；１．θ〜２０．０で Ｔｉ当量＝ （Ｔｉ＋Ｎｌ＋＋１７２Ｔａ＋２Ｚｒ）
／ （Ｃ＋Ｎ）残部が不可避不純物を除き鉄から成る耐
時効脆化性に擾れた高強度オーステナイト鋼であり、本
発明の第２発明は、 重量基準にて、Ｃ； Ｏ，ＯＯ５〜０．０５Ｊ Ｎ ；
０．−１２Ｘ以下、Ｓｉ、１．０Ｘ以下、 Ｍ ｎ
； ５．０ Ｘ以下、Ｃｒ；８〜２（ｉＸ、 Ｎ ｉ
； ７〜２２Ｘを含有し、更にＴ ｉ ； ０．０１〜
０．５Ｘ、Ｎ ｂ ； ０．０１〜１．ＯＸ、Ｔ ａ
； ０．０１〜１．０ＪＺ ｒ ； ０．００５
〜０．２ｚのうち一種以上を含有し、更にＭｏ；１．８
Ｘ以下、Ｗ；１．８Ｘ以下の一種又は二種を含有し、且
つ次式で示されるＴＩ当ｆｆｌ； １．（１〜２０．０
でＴｉ当Ｈ＝ （Ｔｉ＋Ｎｂ＋１／２Ｔａ＋２Ｚｒ）
／ （Ｃ＋Ｎ）残部が不可避不純物を除き鉄から成る耐
時効脆化性に優れた高強度オーステナイト鋼である。
； ０．１２Ｘ以下、Ｓｉ４．０Ｘ以下、 Ｍ ｎ ＋
５− ＯＸ以下、Ｃｒ ； ８〜２６Ｘ、 Ｎ ｉ
； ７〜２２Ｘを含有し、更にＴ ｉ ； ０，０１〜
０．５Ｘ、Ｎ ｂ ； ０．０１〜１．ＯＪＴ ａ ；
０．０１〜１．ＯＪＺ ｒ ； ０．００５〜０．３
のうち一種以上を含有し、且つ次式で示されるＴｉ当量
；１．θ〜２０．０で Ｔｉ当量＝ （Ｔｉ＋Ｎｌ＋＋１７２Ｔａ＋２Ｚｒ）
／ （Ｃ＋Ｎ）残部が不可避不純物を除き鉄から成る耐
時効脆化性に擾れた高強度オーステナイト鋼であり、本
発明の第２発明は、 重量基準にて、Ｃ； Ｏ，ＯＯ５〜０．０５Ｊ Ｎ ；
０．−１２Ｘ以下、Ｓｉ、１．０Ｘ以下、 Ｍ ｎ
； ５．０ Ｘ以下、Ｃｒ；８〜２（ｉＸ、 Ｎ ｉ
； ７〜２２Ｘを含有し、更にＴ ｉ ； ０．０１〜
０．５Ｘ、Ｎ ｂ ； ０．０１〜１．ＯＸ、Ｔ ａ
； ０．０１〜１．０ＪＺ ｒ ； ０．００５
〜０．２ｚのうち一種以上を含有し、更にＭｏ；１．８
Ｘ以下、Ｗ；１．８Ｘ以下の一種又は二種を含有し、且
つ次式で示されるＴＩ当ｆｆｌ； １．（１〜２０．０
でＴｉ当Ｈ＝ （Ｔｉ＋Ｎｂ＋１／２Ｔａ＋２Ｚｒ）
／ （Ｃ＋Ｎ）残部が不可避不純物を除き鉄から成る耐
時効脆化性に優れた高強度オーステナイト鋼である。
本発明においては、前述の如くオーステナイト鋼の組成
を限定したことにより、高強度及び高・靭性が得られ、
核融合炉の第１壁用として最適なものである。次に２等
合金組成の成分の限定理由について述べる。
を限定したことにより、高強度及び高・靭性が得られ、
核融合炉の第１壁用として最適なものである。次に２等
合金組成の成分の限定理由について述べる。
Ｃ，０，００５だ （重量基準以下同じ）未満では強度
低下が著しく、但しｏ、 ｏｓｘを結文ると脆化が著し
いので、その範囲を０．００５〜０．０５％とした。
低下が著しく、但しｏ、 ｏｓｘを結文ると脆化が著し
いので、その範囲を０．００５〜０．０５％とした。
Ｎ；Ｎば、必須元素ではないが１、ｆ！ＥＬ鋼上混入は
避けられない。強度上昇も期待できるが、０．１２Ｘを
越えると脆化が著しいので、その範囲を０．１２に以下
とした。。
避けられない。強度上昇も期待できるが、０．１２Ｘを
越えると脆化が著しいので、その範囲を０．１２に以下
とした。。
Ｓｉ及びＭｎ；Ｓｉ及びＭｎは製鋼上必須な元素である
が、夫々１および５％をＩｔ！Ｓ丸ると脆化ずろのでそ
の範囲を夫々１．０ｚ以下、５．０ｚ以下とした１゜Ｃ
ｒ；耐酸化性を確保するためには、最低８％は必要であ
る。但し２６Ｘを４左ると時効脆化し易く成る。従って
その範囲を８〜２６Ｘとした。
が、夫々１および５％をＩｔ！Ｓ丸ると脆化ずろのでそ
の範囲を夫々１．０ｚ以下、５．０ｚ以下とした１゜Ｃ
ｒ；耐酸化性を確保するためには、最低８％は必要であ
る。但し２６Ｘを４左ると時効脆化し易く成る。従って
その範囲を８〜２６Ｘとした。
Ｎｌ；オーステナイトを安定させろｔこめに最小限７ｚ
は必要であるが２２Ｘを越丸ろと炭化物が析出しやすく
なり、脆化の要因となる池経済性を損なうのでその範囲
を７〜２２２とした。
は必要であるが２２Ｘを越丸ろと炭化物が析出しやすく
なり、脆化の要因となる池経済性を損なうのでその範囲
を７〜２２２とした。
次に
Ｔ ｉ ； ０．０１〜０．５Ｊ Ｎ ｂ ； ０．０
１〜１．０＊。
１〜１．０＊。
Ｔ ａ ； ０．０１〜１．ＯＫ、Ｚ ｒ ； ０．０
０５〜０．２Ｊ上記元素は、夫々強化元素であり、上記
の元素のうち一種以上を下記の関係を満たすように添加
する。夫々の上限値を越えると連接性を害するので、夫
々の範囲を上記の如く定めた。
０５〜０．２Ｊ上記元素は、夫々強化元素であり、上記
の元素のうち一種以上を下記の関係を満たすように添加
する。夫々の上限値を越えると連接性を害するので、夫
々の範囲を上記の如く定めた。
Ｔ ｉ当量＝ （Ｔｉ＋Ｎｂ＋１／２Ｔａ＋２Ｚｒ）
／ （Ｃ＋Ｎ）１旦し １．０≦Ｔｉ当量≦２０ Ｔｉ当量が２０を越すとび柑の析出が誘起され、１児化
を招く、５またＴｉ当蚤が１．０未１〕ηては十分な強
化作用を示さない。
／ （Ｃ＋Ｎ）１旦し １．０≦Ｔｉ当量≦２０ Ｔｉ当量が２０を越すとび柑の析出が誘起され、１児化
を招く、５またＴｉ当蚤が１．０未１〕ηては十分な強
化作用を示さない。
第１発明は、上に述−・た含有元素の他は製造上不可避
不純物以外はＦＣである。
不純物以外はＦＣである。
本発明の第２発明は、前記第１発明の組成にＭ。
及びＷを夫々１．８ｚ以下を一種又は二種の；ｔ１１合
で添加する。Ｍｏ及びＷは強度を改善するために添加す
るが、夫々１．８％を越えるとび相等の析出物が析出し
、脆化を示すので夫々の範囲を１．８ｚ以下と定めた。
で添加する。Ｍｏ及びＷは強度を改善するために添加す
るが、夫々１．８％を越えるとび相等の析出物が析出し
、脆化を示すので夫々の範囲を１．８ｚ以下と定めた。
残部は製造上不可避不純物以外はＦｅである。、
次に本発明の実施例について述へる。
次に本発明の実施例について述へる。
第１表に示す、本発明の合金組成を有する合金（Ｎｏ、
１〜＋１）及び比較材（Ｎｏ、１２〜２１）を溶製し、
６５０℃で１０００時間時効後シャ／Ｌビー試験を０℃
で行い、また６５０℃でクリープ破断試験を行った。そ
の結果を第１表に示す。
１〜＋１）及び比較材（Ｎｏ、１２〜２１）を溶製し、
６５０℃で１０００時間時効後シャ／Ｌビー試験を０℃
で行い、また６５０℃でクリープ破断試験を行った。そ
の結果を第１表に示す。
又、時効後の（）℃の吸収−Ｔ−Ａ Ｊ１ギーｖＥ６
（２＋＋ｒｌｌｌＶノツグ一付フルサイズ試験片１史用
）、及び６５０℃、１０００時間の破断強度の関係を図
に示した１、図に示す如く、本発明鋼は、いずれも比較
鋼に比へ高強度、１１″Ｓ靭性であることは明らかであ
る。
（２＋＋ｒｌｌｌＶノツグ一付フルサイズ試験片１史用
）、及び６５０℃、１０００時間の破断強度の関係を図
に示した１、図に示す如く、本発明鋼は、いずれも比較
鋼に比へ高強度、１１″Ｓ靭性であることは明らかであ
る。
Ｎａ１ｇ鋼は、高靭性であるが、Ｔｉ、Ｎｂ等の強化元
素を含まないために強度が十分てない１．。
素を含まないために強度が十分てない１．。
Ｎｏ、 １２．１３．１７．１９は低炭素或いはＴｉ
、 Ｎｂ、 Ｔａ、 Ｚｒが入っていないため又はオー
ステナイＩ・相が安定でないために、低強度であり、靭
性も不十分である。
、 Ｎｂ、 Ｔａ、 Ｚｒが入っていないため又はオー
ステナイＩ・相が安定でないために、低強度であり、靭
性も不十分である。
残る５つの比較鋼は、炭素、窒素の添加量が多すぎ且っ
Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒが多すぎろために、高強度であ
るが靭性が不十分である。
Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒが多すぎろために、高強度であ
るが靭性が不十分である。
本発明鋼は、低炭素の安定化元素（Ｎｂ、Ｔｉ、Ｔａ。
Ｚｒｌを含むイーステナイＩ−鋼であり、にれた耐食性
が期待出来る。
が期待出来る。
次に高温水中及びストライカテスＩ・の結果を第２表に
示す。
示す。
第 ２ 表 発明鋼の耐食性
本発明鋼は、第２表に示す如く低炭素スデノしス鋼と同
等の耐食性を有するので、本発明鋼のもつ高強度、高靭
性の性能と合わせて考えると、次の分母での応用が４人
られろ。
等の耐食性を有するので、本発明鋼のもつ高強度、高靭
性の性能と合わせて考えると、次の分母での応用が４人
られろ。
■ ボイラ管
■ 軽水炉配管、熱交換器
■ 高速炉配管
■ 燃料電池用セパレータ
■ 化学用熱交換器
〔発明の効果〕
本発明の耐時効脆化性に潰れた高強度オーステナイト鋼
は、核融合炉の第１壁用鋼材としての現在の候補材より
も、高靭性、高強度の材料であり、核融合炉の建設をよ
り、具体化出来ろものであり、現在の５ＵＳ３０４Ｌ
鋼に替わる汎用鋼としても適性を有ずろものである。
は、核融合炉の第１壁用鋼材としての現在の候補材より
も、高靭性、高強度の材料であり、核融合炉の建設をよ
り、具体化出来ろものであり、現在の５ＵＳ３０４Ｌ
鋼に替わる汎用鋼としても適性を有ずろものである。
図は、実施例におけろ時効後の０℃の吸収エネルギーｖ
Ｅ（、（２ｍｍ Ｖノツチ付フルサイズ試験片１史用）
、及び６５０℃、１０００時間の破断強度との関係グラ
フである。
Ｅ（、（２ｍｍ Ｖノツチ付フルサイズ試験片１史用）
、及び６５０℃、１０００時間の破断強度との関係グラ
フである。
Claims (2)
- （１）重量基準にて、Ｃ；０．００５〜０．０５％、Ｎ
；０．１２％以下、Ｓｉ；１．０％以下、Ｍｎ；５．０
％以下、Ｃｒ；８〜２６％、Ｎｉ；７〜２２％を含有し
、更にＴｉ；０．０１〜０．５％、Ｎｂ；０．０１〜１
．０％、Ｔａ；０．０１〜１．０％、Ｚｒ；０．００５
〜０．２％のうち一種以上を含有し、且つ次式で示され
るＴｉ当量；１．０〜２０．０で Ｔｉ当量＝（Ｔｉ＋Ｎｂ＋１／２Ｔａ＋２Ｚｒ）／（Ｃ
＋Ｎ）残部が不可避不純物を除き鉄から成ることを特徴
とする耐時効脆化性に優れた高強度オーステナイト鋼。 - （２）重量基準にて、Ｃ；０．００５〜０．０５％、Ｎ
；０．１２％以下、Ｓｉ；１．０％以下、Ｍｎ；５．０
％以下、Ｃｒ；８〜２６％、Ｎｉ；７〜２２％を含有し
、更にＴｉ；０．０１〜０．５％、Ｎｂ；０．０１〜１
．０％、Ｔａ；０．０１〜１．０％、Ｚｒ；０．００５
〜０．２％のうち一種以上を含有し、更にＭｏ；１．８
％以下、Ｗ；１．８％以下の一種又は二種を含有し、且
つ次式で示されるＴｉ当量；１．０〜２０．０でＴｉ当
量＝（Ｔｉ＋Ｎｂ＋１／２Ｔａ＋２Ｚｒ）／（Ｃ＋Ｎ）
残部が不可避不純物を除き鉄から成ることを特徴とする
耐時効脆化性に優れた高強度オーステナイト鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61080031A JPS62238355A (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | 耐時効脆化性に優れた高強度オ−ステナイト鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61080031A JPS62238355A (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | 耐時効脆化性に優れた高強度オ−ステナイト鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62238355A true JPS62238355A (ja) | 1987-10-19 |
Family
ID=13706897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61080031A Pending JPS62238355A (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | 耐時効脆化性に優れた高強度オ−ステナイト鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62238355A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6481096A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-27 | Gakken Co Ltd | Parking place management control system |
| JPH01275740A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-11-06 | General Electric Co <Ge> | オーステナイト系ステンレス鋼合金 |
| US5583900A (en) * | 1993-03-18 | 1996-12-10 | Hitachi, Ltd. | Structural member having superior resistance to neutron irradiation embrittlement, austenitic steel for use in same, and use thereof |
-
1986
- 1986-04-09 JP JP61080031A patent/JPS62238355A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6481096A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-27 | Gakken Co Ltd | Parking place management control system |
| JPH01275740A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-11-06 | General Electric Co <Ge> | オーステナイト系ステンレス鋼合金 |
| US5583900A (en) * | 1993-03-18 | 1996-12-10 | Hitachi, Ltd. | Structural member having superior resistance to neutron irradiation embrittlement, austenitic steel for use in same, and use thereof |
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