JPS6293352A - オ−ステナイト系耐熱鋼 - Google Patents
オ−ステナイト系耐熱鋼Info
- Publication number
- JPS6293352A JPS6293352A JP22980585A JP22980585A JPS6293352A JP S6293352 A JPS6293352 A JP S6293352A JP 22980585 A JP22980585 A JP 22980585A JP 22980585 A JP22980585 A JP 22980585A JP S6293352 A JPS6293352 A JP S6293352A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strength
- austenitic heat
- heat resisting
- steel
- resisting steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (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】
〔発明の技術分野〕
本発明はオーステナイト系耐熱鋼に関し、ざらに詳しく
は、作動流体温度６００°Ｃ以上のタービン羽根・ボル
ト等に好適なオーステナイト系耐熱鋼に関する。
は、作動流体温度６００°Ｃ以上のタービン羽根・ボル
ト等に好適なオーステナイト系耐熱鋼に関する。
従来蒸気タービンは、蒸気温度が５６６°Ｃ以下でラシ
、羽根・ボルト用材料としては１２０ｒ基鋼が主として
使用されてきた。しかしながら、熱効率向上の見地から
蒸気タービンの蒸気条件は高温化の傾向にらる。この場
合 蒸気温度が６００°Ｃ以上の高温蒸気タービンにお
いては、従来の１２Ｏｒ基鋼ではクリープ破断強度が十
分でなく、よシ優れた高温強度の材料が必要となる。６
００°Ｃ以上の高温で優れた高温強度をもつ材料として
は、γ′相（Ｎｉ３（Ａｌ、Ｔｉ））によって強化され
たＦｅ基耐熱合金ＪＩＳＳＵＨ６６０があるが、これを
蒸気温度６００００以上のタービン羽根・ボルトとして
使用するためには、高温強度をよシ向上させる必要が生
じる。一般にγ′相によって強化されたＦｅ基耐熱合金
の強度を向上させるには）Ｉｏ ｒ Ｔ ｔ ＊Ａｌ
の増量が有効であるが、一方オーステナイト母相の不
安低化や、延性・靭性の低下を伴う。
、羽根・ボルト用材料としては１２０ｒ基鋼が主として
使用されてきた。しかしながら、熱効率向上の見地から
蒸気タービンの蒸気条件は高温化の傾向にらる。この場
合 蒸気温度が６００°Ｃ以上の高温蒸気タービンにお
いては、従来の１２Ｏｒ基鋼ではクリープ破断強度が十
分でなく、よシ優れた高温強度の材料が必要となる。６
００°Ｃ以上の高温で優れた高温強度をもつ材料として
は、γ′相（Ｎｉ３（Ａｌ、Ｔｉ））によって強化され
たＦｅ基耐熱合金ＪＩＳＳＵＨ６６０があるが、これを
蒸気温度６００００以上のタービン羽根・ボルトとして
使用するためには、高温強度をよシ向上させる必要が生
じる。一般にγ′相によって強化されたＦｅ基耐熱合金
の強度を向上させるには）Ｉｏ ｒ Ｔ ｔ ＊Ａｌ
の増量が有効であるが、一方オーステナイト母相の不
安低化や、延性・靭性の低下を伴う。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、作動流
体温度６００°Ｃ以上のタービン羽根・ボルトに使用さ
れて好適な高温強度・延性の優れたオーステナイト系耐
熱鋼を提供することを目的とする。
体温度６００°Ｃ以上のタービン羽根・ボルトに使用さ
れて好適な高温強度・延性の優れたオーステナイト系耐
熱鋼を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明のオーステナイト系耐
熱鋼は、重量パーセントで、Ｃ０，１以下、Ｓｉ ０．
５以下、Ｍ、ｎ２．Ｏ以下、０ｒ１０〜２０、Ｎｌ ３
０を越え５０マで、Ｍｏ １．２〜４．０ 、 Ｔｉ
２．０〜４．０゜Ａｆｆｌｏ、３〜１．０ 、 Ｖ ０
．１〜０，５ 、 Ｂ ０．００１〜０．０１゜Ｚｒ０
．１以下、残部Ｆｅおよび付随的不純物よりなるＦｅ基
オーステナイト系耐熱鋼である。
熱鋼は、重量パーセントで、Ｃ０，１以下、Ｓｉ ０．
５以下、Ｍ、ｎ２．Ｏ以下、０ｒ１０〜２０、Ｎｌ ３
０を越え５０マで、Ｍｏ １．２〜４．０ 、 Ｔｉ
２．０〜４．０゜Ａｆｆｌｏ、３〜１．０ 、 Ｖ ０
．１〜０，５ 、 Ｂ ０．００１〜０．０１゜Ｚｒ０
．１以下、残部Ｆｅおよび付随的不純物よりなるＦｅ基
オーステナイト系耐熱鋼である。
合金中の各成分の添加目的ならびに組成限定の理由は次
の通シでらる。
の通シでらる。
Ｃは、高温強度を高めるために必要不可欠の元素でロシ
、Ｃ量の増加とともに高温強度は向上するが、一方Ｃが
多すぎるとＴｉと反応してＭｏ型の粗大炭化物を形成し
て、合金の延性を低下させるので、Ｃ量は０．１％以下
とする。
、Ｃ量の増加とともに高温強度は向上するが、一方Ｃが
多すぎるとＴｉと反応してＭｏ型の粗大炭化物を形成し
て、合金の延性を低下させるので、Ｃ量は０．１％以下
とする。
Ｓｉは、脱酸剤として作用するが、多量に添加するとＮ
ｉ、Ｔｉと結合して、粒界にＧ相として析出し、合金の
延性を低下させるので０．５ ％以下とする。
ｉ、Ｔｉと結合して、粒界にＧ相として析出し、合金の
延性を低下させるので０．５ ％以下とする。
Ｍｎは、脱酸剤として作用するが、多量に添加すると耐
酸化性を劣化させるので、添加量は２．０−以下とする
。
酸化性を劣化させるので、添加量は２．０−以下とする
。
Ｏｒは健全な耐酸化性被膜を形成し、材料に耐酸化・耐
腐食性を付与するのに有効な元素であるが、１０ｑ６未
満では十分な面１酸化・耐食性はＩＩられず、一方２０
ｑ６を越えると高温で長時間使用に際し、脆化相である
Ｏ相を生成するため、１０〜２０ ％とする。
腐食性を付与するのに有効な元素であるが、１０ｑ６未
満では十分な面１酸化・耐食性はＩＩられず、一方２０
ｑ６を越えると高温で長時間使用に際し、脆化相である
Ｏ相を生成するため、１０〜２０ ％とする。
Ｍｏは、オーステナイト相に固溶して固溶強化に有効な
元素であるが、１．２チ未満ではその効果は得られず、
また多量に添加するとオーステナイト母相を不安定にし
て、高温延性を低下するので、その範囲を１．２〜４．
０チとする。
元素であるが、１．２チ未満ではその効果は得られず、
また多量に添加するとオーステナイト母相を不安定にし
て、高温延性を低下するので、その範囲を１．２〜４．
０チとする。
Ｔｉは本発明合金の高温強度をｊ’ＩＱ大させるため最
も重要な元素でらり、Ｎｉ、Ａｌと共に金属間化合物γ
′相（Ｎｉ、（Ｔｉ 、ＡＡ） ）を生成し、基体合金
中に微細に分布して本発明合金の高温強度を高める。し
かして、２．０％以下ではその効果は少なく、多量に添
加するとη相（Ｎｉ３Ｔｉ）が粒界から層状に析出して
延性を損なうので４％以下とする。
も重要な元素でらり、Ｎｉ、Ａｌと共に金属間化合物γ
′相（Ｎｉ、（Ｔｉ 、ＡＡ） ）を生成し、基体合金
中に微細に分布して本発明合金の高温強度を高める。し
かして、２．０％以下ではその効果は少なく、多量に添
加するとη相（Ｎｉ３Ｔｉ）が粒界から層状に析出して
延性を損なうので４％以下とする。
Ａｌは上記Ｔｉと同様、本発明合金の温湿強度を高める
ために重要な元素であり、Ｎｉと結合してγ′相（Ｎｉ
、 （Ｔｉ 、Ａｆｆｌ） ）を形成する。また、耐酸
化性を付与するためにも有益な元素であるが、０．３％
以下ではその効果は少な（’、１．０％以上となると加
工性を悪化させる。
ために重要な元素であり、Ｎｉと結合してγ′相（Ｎｉ
、 （Ｔｉ 、Ａｆｆｌ） ）を形成する。また、耐酸
化性を付与するためにも有益な元素であるが、０．３％
以下ではその効果は少な（’、１．０％以上となると加
工性を悪化させる。
Ｎｉはオーステナイト安定化のために必要な元素であり
、かつＴｉおよびＡＡと結合して金属間化合物γ′相（
Ｎｉ３（Ｔｉ 、Ａｌ） ）を形成して、高温強度を向
上するのに必要である。このためには、上記Ｏｒ及びＭ
ｏ量の範囲に対して３０チを越える量が必要で多いほど
好ましいが、高価となるので５０％を上限とする。
、かつＴｉおよびＡＡと結合して金属間化合物γ′相（
Ｎｉ３（Ｔｉ 、Ａｌ） ）を形成して、高温強度を向
上するのに必要である。このためには、上記Ｏｒ及びＭ
ｏ量の範囲に対して３０チを越える量が必要で多いほど
好ましいが、高価となるので５０％を上限とする。
■は、高温切欠しん性を増すとともに炭化物を形成して
高温強度を向上するのに有効な元素でらるが、０．１％
未満ではその効果は十分でない。また多量に添加しても
強度向上には寄与しないので、０．１〜０．５％とする
。
高温強度を向上するのに有効な元素でらるが、０．１％
未満ではその効果は十分でない。また多量に添加しても
強度向上には寄与しないので、０．１〜０．５％とする
。
Ｂは、粒界に偏析して粒界を強化するのに有効で、高温
延性を向上する。そのためには０．００１％以上が必要
でらるが、多すぎると熱間加工性を損うので、上限を０
．０１％とする。
延性を向上する。そのためには０．００１％以上が必要
でらるが、多すぎると熱間加工性を損うので、上限を０
．０１％とする。
Ｚｒは粒界を強化して、ラブチャー強度とともに高温延
性を向上させるのに有効な元素でらるが、一方多量に添
加すると熱間加工性を損うので、０．１チ以下とする。
性を向上させるのに有効な元素でらるが、一方多量に添
加すると熱間加工性を損うので、０．１チ以下とする。
本発明のオーステナイト系耐熱鋼は以下の手順で得られ
る。
る。
まず原料となる各素材金属を真空あるいは大気下で混合
溶解し、脱酸後において実質的に上記組成のＦｅ基耐熱
合金溶易を得る。ついでこれを鋳造して鋼塊とするが、
ざらにこの鋼塊に真空アーク再熔解あるいはエレクトロ
スラグ再溶解を適用することは、高温延性を向上する上
で好ましい。このようにして製造された鋼塊を鍛造また
は圧延し、必要な熱処理を施すことにより、本発明のオ
ーステナイト系耐熱鋼が得られる。
溶解し、脱酸後において実質的に上記組成のＦｅ基耐熱
合金溶易を得る。ついでこれを鋳造して鋼塊とするが、
ざらにこの鋼塊に真空アーク再熔解あるいはエレクトロ
スラグ再溶解を適用することは、高温延性を向上する上
で好ましい。このようにして製造された鋼塊を鍛造また
は圧延し、必要な熱処理を施すことにより、本発明のオ
ーステナイト系耐熱鋼が得られる。
以下に本発明を実施例によシサらに詳細に説明する。
第１表に示す組成を有する３種の合金試料を高周波炉に
て各２００４溶製し、これを電極として工レフトロスラ
グ再溶解を行なって鋼塊を得た。これを圧延し、９８０
０Ｃにおいて４時間の溶体化処理および７２０°Ｃにお
いて１６時間の時効処理を施した素材から試験片を採取
し、引張試験、クリープラブチャー試験を実施した。そ
の結果は第２表と第３表に示す通シである。本発明より
なる実施例１．２は比較例と比べて室温と６５０°Ｃに
おける引強さや耐力は同等または向上しておシ、かつ伸
び・絞りは同等で延性に低下は見られない。一方策３表
のクリープ破断寿命も実施例１．２は比較例に比し著し
く向上しているのに対し、破断伸び、絞シは同等である
ことが理解される。
て各２００４溶製し、これを電極として工レフトロスラ
グ再溶解を行なって鋼塊を得た。これを圧延し、９８０
０Ｃにおいて４時間の溶体化処理および７２０°Ｃにお
いて１６時間の時効処理を施した素材から試験片を採取
し、引張試験、クリープラブチャー試験を実施した。そ
の結果は第２表と第３表に示す通シである。本発明より
なる実施例１．２は比較例と比べて室温と６５０°Ｃに
おける引強さや耐力は同等または向上しておシ、かつ伸
び・絞りは同等で延性に低下は見られない。一方策３表
のクリープ破断寿命も実施例１．２は比較例に比し著し
く向上しているのに対し、破断伸び、絞シは同等である
ことが理解される。
（以下余白）
第 ２ 表
第 ３ 表
〔発明の効果〕
上記実施例の試験結果から明らかなようにに、本発明の
オーステナイト系耐熱鋼は従来材よりも優れた高温強度
を示し、かつ十分な高温延性を備えている。したがって
本発明のオーステナイト系耐熱鋼は、６００°Ｃ以上の
高温で作動する蒸気タービンの羽根やボルト材として信
頼性が高く好適でおる。
オーステナイト系耐熱鋼は従来材よりも優れた高温強度
を示し、かつ十分な高温延性を備えている。したがって
本発明のオーステナイト系耐熱鋼は、６００°Ｃ以上の
高温で作動する蒸気タービンの羽根やボルト材として信
頼性が高く好適でおる。
代理人 弁理士 則 近 憲 佑
同 三俣弘文
Claims (1)
- 重量比で、Ｃ０．１％以下、Ｓｉ０．５％以下、Ｍｎ２
．０％以下、Ｃｒ１０〜２０％、Ｎｉ３０を越え５０％
まで、Ｍｏ１．２〜４．０％、Ｔｉ２．０〜４．０％、
Ａｌ０．３〜１．０％、Ｖ０．１〜０．５％、Ｂ０．０
０１〜０．０１％、Ｚｒ０．１％以下、残部Ｆｅおよび
付随的不純物よりなるオーステナイト系耐熱鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22980585A JPS6293352A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | オ−ステナイト系耐熱鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22980585A JPS6293352A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | オ−ステナイト系耐熱鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6293352A true JPS6293352A (ja) | 1987-04-28 |
Family
ID=16897942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22980585A Pending JPS6293352A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | オ−ステナイト系耐熱鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6293352A (ja) |
-
1985
- 1985-10-17 JP JP22980585A patent/JPS6293352A/ja active Pending
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