JP2001234276A - 高靭性かつ耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼 - Google Patents
高靭性かつ耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼Info
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- JP2001234276A JP2001234276A JP2000046120A JP2000046120A JP2001234276A JP 2001234276 A JP2001234276 A JP 2001234276A JP 2000046120 A JP2000046120 A JP 2000046120A JP 2000046120 A JP2000046120 A JP 2000046120A JP 2001234276 A JP2001234276 A JP 2001234276A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、厚肉材で高温長時間の溶接後熱
処理が要求される厳しい使用条件においても、優れた靭
性と優れた耐再熱割れ性を有するＣｒ−Ｍｏ鋼を提供す
る。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１５％、
Ｓｉ：０．０１〜０．８％、Ｍｎ：１％以下、Ｐ：０．
０１５％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｃｒ：０．８〜
１．６％、Ｍｏ：０．２〜１％、Ｔｉ：０．００２〜
０．００５％、Ｂ：０．０００３〜０．００３％、ｓｏ
ｌ．Ａｌ：０．０４％以下、Ｎ：０．００２０％未満、
Ｏ：０．００３％以下、更にＣｕ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｃａ，
Ｍｇ，ＲＥＭの一種または二種以上を含有し、残部は実
質的にＦｅ及び不可避不純物からなる靭性及び耐再熱割
れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
処理が要求される厳しい使用条件においても、優れた靭
性と優れた耐再熱割れ性を有するＣｒ−Ｍｏ鋼を提供す
る。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１５％、
Ｓｉ：０．０１〜０．８％、Ｍｎ：１％以下、Ｐ：０．
０１５％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｃｒ：０．８〜
１．６％、Ｍｏ：０．２〜１％、Ｔｉ：０．００２〜
０．００５％、Ｂ：０．０００３〜０．００３％、ｓｏ
ｌ．Ａｌ：０．０４％以下、Ｎ：０．００２０％未満、
Ｏ：０．００３％以下、更にＣｕ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｃａ，
Ｍｇ，ＲＥＭの一種または二種以上を含有し、残部は実
質的にＦｅ及び不可避不純物からなる靭性及び耐再熱割
れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石油化学、石油精
製等の化学プラント設備やボイラ、原子力等の発電プラ
ント設備の圧力容器や鋼管、配管等に用いられるＣｒ−
Ｍｏ鋼に関し、特に焼戻しパラメータの大きいＰＷＨＴ
後において靭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼に関する。
製等の化学プラント設備やボイラ、原子力等の発電プラ
ント設備の圧力容器や鋼管、配管等に用いられるＣｒ−
Ｍｏ鋼に関し、特に焼戻しパラメータの大きいＰＷＨＴ
後において靭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧力容器やボイラ配管等には、現在、Ｊ
ＩＳ ＳＣＭＶ２に代表される１Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼や
ＳＣＭＶ３に代表される１ １／４Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼
が幅広く用いられている。ところがこれらの鋼種はＪＩ
Ｓ ＳＣＭＶ４に代表される２１／４Ｃｒ−１Ｍｏ鋼と
比較して溶接性やコストに優れるものの靭性が劣り、特
に厚肉材や、焼ならし後加速冷却を実施できない場合、
あるいは、高温長時間のＰＷＨＴを受ける場合にはその
劣化が著しく、改善が課題となっている。また、これら
の鋼種は、Ｃｒ−Ｍｏ鋼の中で溶接部の再熱割れ感受性
やクリープ脆化感受性が比較的高く、問題となることが
ある。
ＩＳ ＳＣＭＶ２に代表される１Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼や
ＳＣＭＶ３に代表される１ １／４Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼
が幅広く用いられている。ところがこれらの鋼種はＪＩ
Ｓ ＳＣＭＶ４に代表される２１／４Ｃｒ−１Ｍｏ鋼と
比較して溶接性やコストに優れるものの靭性が劣り、特
に厚肉材や、焼ならし後加速冷却を実施できない場合、
あるいは、高温長時間のＰＷＨＴを受ける場合にはその
劣化が著しく、改善が課題となっている。また、これら
の鋼種は、Ｃｒ−Ｍｏ鋼の中で溶接部の再熱割れ感受性
やクリープ脆化感受性が比較的高く、問題となることが
ある。
【０００３】１Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼、１ １／４Ｃｒ−
１／２Ｍｏ鋼の靭性を改善する技術として、特公昭６２
−５０５４７号公報に、Ｃ量を低減し、Ｂ添加する技術
が開示されている。しかし、Ｃ量の低減は靭性の改善に
有効なものの、厚肉材でＰＷＨＴ条件が（１）式の焼戻
しパラメータにおいて２０．３×１０3を超えるような
高温・長時間の場合では強度・靭性の確保がより困難と
なる。
１／２Ｍｏ鋼の靭性を改善する技術として、特公昭６２
−５０５４７号公報に、Ｃ量を低減し、Ｂ添加する技術
が開示されている。しかし、Ｃ量の低減は靭性の改善に
有効なものの、厚肉材でＰＷＨＴ条件が（１）式の焼戻
しパラメータにおいて２０．３×１０3を超えるような
高温・長時間の場合では強度・靭性の確保がより困難と
なる。
【０００４】 Ｔ．Ｐ．＝（Ｔ＋２７３．１５）（ｌｏｇｔ＋２０） （１） 但し、Ｔ：温度（℃）、ｔ：時間（ｈ） また、特公昭６２−５０５４７号公報のＢ添加系は、Ｂ
による焼入れ性を確保するためＴｉを添加するとともに
低ＮとしたＴｉ−Ｂ−低Ｎ系であるが１Ｃｒ−１／２Ｍ
ｏ鋼、１ １／４Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼を焼ならし処理し
たミクロ組織ではそれほど安定して高い靭性は得られて
いない。
による焼入れ性を確保するためＴｉを添加するとともに
低ＮとしたＴｉ−Ｂ−低Ｎ系であるが１Ｃｒ−１／２Ｍ
ｏ鋼、１ １／４Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼を焼ならし処理し
たミクロ組織ではそれほど安定して高い靭性は得られて
いない。
【０００５】更にＴｉの代わりにＡｌでＮを固定するＡ
ｌ−Ｂ−低Ｎ系も提案されているが、Ａｌは９００℃近
傍の焼ならし温度ではＮを完全に固定できず、また不安
定なため、安定した焼入れ性確保が困難で、靭性も一定
しない場合がある。また、Ａｌ，Ｔｉはともに溶接部の
再熱割れ感受性を高める元素でもあり、必ずしも添加が
望ましいわけではない。
ｌ−Ｂ−低Ｎ系も提案されているが、Ａｌは９００℃近
傍の焼ならし温度ではＮを完全に固定できず、また不安
定なため、安定した焼入れ性確保が困難で、靭性も一定
しない場合がある。また、Ａｌ，Ｔｉはともに溶接部の
再熱割れ感受性を高める元素でもあり、必ずしも添加が
望ましいわけではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
技術では１Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼、１ １／４Ｃｒ−１／
２Ｍｏ鋼が厚肉材であって、かつ高温・長時間ＰＷＨＴ
が要求される条件の場合、優れた靭性と優れた耐再熱割
れ性を安定して兼ね備えることは困難で、特に最近の−
３０℃等の低温における靭性要求を満足することはでき
ない。
技術では１Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼、１ １／４Ｃｒ−１／
２Ｍｏ鋼が厚肉材であって、かつ高温・長時間ＰＷＨＴ
が要求される条件の場合、優れた靭性と優れた耐再熱割
れ性を安定して兼ね備えることは困難で、特に最近の−
３０℃等の低温における靭性要求を満足することはでき
ない。
【０００７】そこで、本発明者らは特に焼戻しパラメー
タの大きいＰＷＨＴ条件（例えば、６９０℃×２４ｈ
ｒ，Ｔ．Ｐ．＝２０．６×１０3）においても優れた強
度と靭性が得られ、且つ耐再熱割れ性に優れた厚肉材
（主に板厚４０ｍｍ以上）の１〜１ １／４Ｃｒ−１／
２Ｍｏ鋼及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
タの大きいＰＷＨＴ条件（例えば、６９０℃×２４ｈ
ｒ，Ｔ．Ｐ．＝２０．６×１０3）においても優れた強
度と靭性が得られ、且つ耐再熱割れ性に優れた厚肉材
（主に板厚４０ｍｍ以上）の１〜１ １／４Ｃｒ−１／
２Ｍｏ鋼及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、Ｃｒ−Ｍ
ｏ系鋼種において、焼入れ性を確保し、優れた強度およ
び高温強度とともに、更に優れた靭性と耐再熱割れ性の
得られる成分組成について鋭意検討を行い、以下の知見
を得た。
ｏ系鋼種において、焼入れ性を確保し、優れた強度およ
び高温強度とともに、更に優れた靭性と耐再熱割れ性の
得られる成分組成について鋭意検討を行い、以下の知見
を得た。
【０００９】１．焼入れ性の確保には適量のＴｉ及びＢ
の添加とＮの低減が有効である。しかし、Ｔｉは靭性に
対し大きな悪影響を与え、また耐再熱割れ性を劣化させ
るため、０．００２％以上、０．００５％以下の極微量
の添加とする。Ｂは焼入れ性に有効な固溶Ｂを確保する
ため、０．０００３％以上とし、過剰Ｂは、耐再熱割れ
性を劣化させるため、０．００３％以下とする。Ｎは、
０．００２％未満とする。
の添加とＮの低減が有効である。しかし、Ｔｉは靭性に
対し大きな悪影響を与え、また耐再熱割れ性を劣化させ
るため、０．００２％以上、０．００５％以下の極微量
の添加とする。Ｂは焼入れ性に有効な固溶Ｂを確保する
ため、０．０００３％以上とし、過剰Ｂは、耐再熱割れ
性を劣化させるため、０．００３％以下とする。Ｎは、
０．００２％未満とする。
【００１０】２．耐再熱割れ性の観点からは、更にｓｏ
ｌ．Ａｌを０．０４％以下とする。また、酸素レベルを
低くし、酸化物系介在物の分布を制御し、再熱割れ性を
改善する。更に、必要に応じてＣａやＲＥＭを添加し、
Ｓを固定するとともに、酸化物系介在物の分布を制御
し、改善することができる。Ｖは耐再熱割れ性には有害
で添加しない。
ｌ．Ａｌを０．０４％以下とする。また、酸素レベルを
低くし、酸化物系介在物の分布を制御し、再熱割れ性を
改善する。更に、必要に応じてＣａやＲＥＭを添加し、
Ｓを固定するとともに、酸化物系介在物の分布を制御
し、改善することができる。Ｖは耐再熱割れ性には有害
で添加しない。
【００１１】３．厚肉材の焼きならし後（空冷後）にお
いて、十分な強度靭性を確保するため必要に応じてＣ
ｕ，Ｎｉ，Ｎｂを添加する。
いて、十分な強度靭性を確保するため必要に応じてＣ
ｕ，Ｎｉ，Ｎｂを添加する。
【００１２】本発明はこれら知見に更に検討を加えてな
されたものであり、すなわち、本発明は、 １．質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１５％、Ｓｉ：０．
０１〜０．８％、Ｍｎ：１％以下、Ｐ：０．０１５％以
下、Ｓ：０．００３％以下、Ｃｒ：０．８〜１．６％、
Ｍｏ：０．２〜１％、Ｔｉ：０．００２〜０．００５
％、Ｂ：０．０００３〜０．００３％、ｓｏｌ．Ａｌ：
０．０４％以下、Ｎ：０．００２０％未満、Ｏ：０．０
０３％以下を含有し、残部は実質的にＦｅ及び不可避不
純物からなる靭性及び耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ
鋼。
されたものであり、すなわち、本発明は、 １．質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１５％、Ｓｉ：０．
０１〜０．８％、Ｍｎ：１％以下、Ｐ：０．０１５％以
下、Ｓ：０．００３％以下、Ｃｒ：０．８〜１．６％、
Ｍｏ：０．２〜１％、Ｔｉ：０．００２〜０．００５
％、Ｂ：０．０００３〜０．００３％、ｓｏｌ．Ａｌ：
０．０４％以下、Ｎ：０．００２０％未満、Ｏ：０．０
０３％以下を含有し、残部は実質的にＦｅ及び不可避不
純物からなる靭性及び耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ
鋼。
【００１３】２．更に、質量％で、Ｃｕ：０．０５〜
０．５％を含有する１記載の靭性及び耐再熱割れ性に優
れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
０．５％を含有する１記載の靭性及び耐再熱割れ性に優
れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
【００１４】３．更に、質量％で、Ｎｉ：０．０５〜
０．８％を含有する１又は２記載の靭性及び耐再熱割れ
性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
０．８％を含有する１又は２記載の靭性及び耐再熱割れ
性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
【００１５】４．更に、質量％で、Ｎｂ：０．００５〜
０．０３％を含有する１乃至３の何れかに記載の靭性及
び耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
０．０３％を含有する１乃至３の何れかに記載の靭性及
び耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
【００１６】５．更に，質量％で、Ｃａ：０．０００５
〜０．００５％、Ｍｇ：０．０００５〜０．００５％、
ＲＥＭ：０．０００５〜０．０２％の一種又は二種以上
を含有する１乃至４の何れかに記載の靭性及び耐再熱割
れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
〜０．００５％、Ｍｇ：０．０００５〜０．００５％、
ＲＥＭ：０．０００５〜０．０２％の一種又は二種以上
を含有する１乃至４の何れかに記載の靭性及び耐再熱割
れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の化学成分の限定理
由について詳細に述べる。
由について詳細に述べる。
【００１８】Ｃ：０．０３％以上、０．１５％以下 Ｃは厚肉材（主に板厚４０ｍｍ以上）における強度及び
靭性を確保するため、０．０３％以上添加する。０．１
５％を超えると靭性や溶接低温割れ性を低下させるた
め、０．０３％以上、０．１５％以下とする。
靭性を確保するため、０．０３％以上添加する。０．１
５％を超えると靭性や溶接低温割れ性を低下させるた
め、０．０３％以上、０．１５％以下とする。
【００１９】Ｓｉ：０．０１％以上、０．８％以下 Ｓｉは強度、耐酸化性を向上させるため、０．０１％以
上添加する。０．８％を超えると靭性を劣化させ、焼戻
し脆化感受性を増大させるため０．８％以下とする。
上添加する。０．８％を超えると靭性を劣化させ、焼戻
し脆化感受性を増大させるため０．８％以下とする。
【００２０】Ｍｎ：１％以下 Ｍｎは強度、靭性を改善させるため添加するが、焼戻し
脆化感受性を増大させるため１％以下とする。
脆化感受性を増大させるため１％以下とする。
【００２１】Ｐ：０．０１５％以下 Ｐは焼戻し脆性を助長し、靭性を損ねると共に再熱割れ
感受性を増大させるため、０．０１５％以下とする。
感受性を増大させるため、０．０１５％以下とする。
【００２２】Ｓ：０．００３％以下 Ｓは再熱割れ感受性を増大させるため、０．００３％以
下とする。
下とする。
【００２３】Ｃｒ：０．８％以上、１．６％以下 Ｃｒは高温用鋼として重要な高温強度、耐水素侵食性、
及び耐酸化性の増大に有効で、０．８％以上添加する。
１．６％を超えるとコスト及び溶接性が劣化するため、
０．８％以上、１．６％以下とする。
及び耐酸化性の増大に有効で、０．８％以上添加する。
１．６％を超えるとコスト及び溶接性が劣化するため、
０．８％以上、１．６％以下とする。
【００２４】Ｍｏ：０．２％以上、１％以下 Ｍｏは安定的に炭化物を生成し、高温用鋼として重要な
高温強度、クリープ強度、及び耐水素侵食性の増大に有
効で、０．２％以上添加する。１％を超えると溶接性を
劣化し、経済性を損なうため、０．２％以上、１％以下
とする。
高温強度、クリープ強度、及び耐水素侵食性の増大に有
効で、０．２％以上添加する。１％を超えると溶接性を
劣化し、経済性を損なうため、０．２％以上、１％以下
とする。
【００２５】Ｔｉ：０．００２％以上、０．００５％以
下 Ｔｉは強窒化物生成元素であり、Ｎを固定し、Ｂの焼入
れ性向上効果を高めるため０．００２％以上添加させ
る。Ｃｒが１〜１．６％程度のＣｒ−Ｍｏ鋼の焼きなら
し材では、靭性を低下させ、０．００５％を超えて添加
すると、その劣化度が大きくなるため、０．００２％以
上、０．００５％以下を添加する。
下 Ｔｉは強窒化物生成元素であり、Ｎを固定し、Ｂの焼入
れ性向上効果を高めるため０．００２％以上添加させ
る。Ｃｒが１〜１．６％程度のＣｒ−Ｍｏ鋼の焼きなら
し材では、靭性を低下させ、０．００５％を超えて添加
すると、その劣化度が大きくなるため、０．００２％以
上、０．００５％以下を添加する。
【００２６】Ｂ：０．０００３％以上、０．００３％以
下 Ｂは焼入れ性に有効な元素であり、０．０００３％以上
添加する。しかし、０．００３％を超える過剰な添加は
溶接性や、靭性、溶接部の耐再熱割れ性を低下させるた
め、０．０００３％以上、０．００３％以下とする。
下 Ｂは焼入れ性に有効な元素であり、０．０００３％以上
添加する。しかし、０．００３％を超える過剰な添加は
溶接性や、靭性、溶接部の耐再熱割れ性を低下させるた
め、０．０００３％以上、０．００３％以下とする。
【００２７】ｓｏｌ．Ａｌ：０．０４％以下 Ａｌは脱酸材として添加され、また、焼ならし時のＮの
固定にも有効であるが、溶接部の再熱割れ感受性や高温
延性を低下させるため、ｓｏｌ．Ａｌとして０．０４％
以下とする。
固定にも有効であるが、溶接部の再熱割れ感受性や高温
延性を低下させるため、ｓｏｌ．Ａｌとして０．０４％
以下とする。
【００２８】Ｎ：０．００２０％未満 ＮはＢと結びつきやすく、固溶Ｂを減少させ、Ｂの焼入
れ性効果を阻害するため、ＢよりＮとの結合力が強いＴ
ｉ添加により、Ｂとの結合を防止する。本発明ではＴｉ
添加量が０．００２％以上、０．００５％以下と低いた
め、Ｎも０．００２％未満とする。
れ性効果を阻害するため、ＢよりＮとの結合力が強いＴ
ｉ添加により、Ｂとの結合を防止する。本発明ではＴｉ
添加量が０．００２％以上、０．００５％以下と低いた
め、Ｎも０．００２％未満とする。
【００２９】Ｏ：０．００３％以下 Ｏは酸化物系介在物を生成し、延靭性や溶接性、耐再熱
割れ性を低下させるため、また、Ｃａの効果を最大限に
引き出すため、０．００３％以下とする。
割れ性を低下させるため、また、Ｃａの効果を最大限に
引き出すため、０．００３％以下とする。
【００３０】尚、Ｖは再熱割れ感受性を増大させるた
め、本発明では不純物として扱い、積極的に添加せず、
０．０２％以下に規制することが望ましい。本発明では
更にＳｎ，Ａｓ，Ｓｂ等の再熱割れ感受性およびクリー
プ脆化感受性を増大させる不純物元素を０．０１％以
下、更に０．００５％以下に低くすることが好ましい。
め、本発明では不純物として扱い、積極的に添加せず、
０．０２％以下に規制することが望ましい。本発明では
更にＳｎ，Ａｓ，Ｓｂ等の再熱割れ感受性およびクリー
プ脆化感受性を増大させる不純物元素を０．０１％以
下、更に０．００５％以下に低くすることが好ましい。
【００３１】本発明は以上の成分組成の規定で十分その
作用効果を発揮するが、更にその特性を向上させるた
め、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｃａ，Ｍｇ，ＲＥＭの一種また
は二種以上を添加することが可能である。
作用効果を発揮するが、更にその特性を向上させるた
め、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｃａ，Ｍｇ，ＲＥＭの一種また
は二種以上を添加することが可能である。
【００３２】Ｃｕ：０．０５％以上、０．５％以下 Ｃｕは、焼入れ性を高め、また、固溶強化元素として強
度を高めるため、所望する特性に応じて０．０５％以上
添加する。過剰に添加すると再熱割れ性を高め、クリー
プ延性や熱間加工性を低下させるので０．５％以下とす
る。
度を高めるため、所望する特性に応じて０．０５％以上
添加する。過剰に添加すると再熱割れ性を高め、クリー
プ延性や熱間加工性を低下させるので０．５％以下とす
る。
【００３３】Ｎｉ：０．０５％以上、１％以下 Ｎｉは、焼入れ性を高め、靭性の改善に有効であるため
所望する特性に応じて０．０５％以上添加する。高価な
元素であり、過剰に添加すると再熱割れ感受性を増大さ
せるため、１％以下とする。
所望する特性に応じて０．０５％以上添加する。高価な
元素であり、過剰に添加すると再熱割れ感受性を増大さ
せるため、１％以下とする。
【００３４】Ｎｂ：０．００５％以上、０．０３％以下 Ｎｂは安定な炭窒化物生成元素であり、常温、高温強度
およびクリープ破断強度を上昇させるため、０．００５
％以上とする。過剰に含有すると靭性や溶接性を損ね、
再熱割れ感受性を増大させるので０．０３％以下とす
る。
およびクリープ破断強度を上昇させるため、０．００５
％以上とする。過剰に含有すると靭性や溶接性を損ね、
再熱割れ感受性を増大させるので０．０３％以下とす
る。
【００３５】Ｃａ：０．０００５〜０．００５％、Ｍ
ｇ：０．０００５〜０．００５％、ＲＥＭ：０．０００
５〜０．０２％の一種又は二種以上 これらの元素は、強硫化物生成元素であり、鋼中の固溶
Ｓを固定し、また更に酸化物系介在物の分布を制御し、
再熱割れ感受性を改善する。このような効果を期待する
場合、Ｃａ：０．０００５％以上、０．００５％以下、
Ｍｇ：０．０００５％以上、０．００５％以下を添加す
る。希土類元素（ＲＥＭ）は原子番号が５７番から７１
番までの１種または2種以上の組み合わせで、合計量と
して０．０００５％以上、０．０２％以下とする。本発
明鋼は、その化学成分に関する規定を満足すれば作用効
果が得られ、特に製造条件は規定せず、所望する機械的
性質に応じて適宜選定することができる。例えば、熱間
圧延及び／あるいは熱間加工後焼きならしを行ない、焼
戻しを行うか、熱間圧延や熱間加工後空冷し、焼戻しを
行うことができる。
ｇ：０．０００５〜０．００５％、ＲＥＭ：０．０００
５〜０．０２％の一種又は二種以上 これらの元素は、強硫化物生成元素であり、鋼中の固溶
Ｓを固定し、また更に酸化物系介在物の分布を制御し、
再熱割れ感受性を改善する。このような効果を期待する
場合、Ｃａ：０．０００５％以上、０．００５％以下、
Ｍｇ：０．０００５％以上、０．００５％以下を添加す
る。希土類元素（ＲＥＭ）は原子番号が５７番から７１
番までの１種または2種以上の組み合わせで、合計量と
して０．０００５％以上、０．０２％以下とする。本発
明鋼は、その化学成分に関する規定を満足すれば作用効
果が得られ、特に製造条件は規定せず、所望する機械的
性質に応じて適宜選定することができる。例えば、熱間
圧延及び／あるいは熱間加工後焼きならしを行ない、焼
戻しを行うか、熱間圧延や熱間加工後空冷し、焼戻しを
行うことができる。
【００３６】更に、焼きならし時加速冷却を行うか、ま
た、熱間圧延あるいは熱間加工後水冷（直接焼入れ）を
行ってもよい。また、本発明は特に板厚４０ｍｍ以上の
厚肉材を対象とし、加速冷却を行わない焼きならしにお
いて好ましい特性が得られるが、薄肉材に適用しても何
ら問題はない。
た、熱間圧延あるいは熱間加工後水冷（直接焼入れ）を
行ってもよい。また、本発明は特に板厚４０ｍｍ以上の
厚肉材を対象とし、加速冷却を行わない焼きならしにお
いて好ましい特性が得られるが、薄肉材に適用しても何
ら問題はない。
【００３７】
【実施例】表１に示す各種成分の実験室溶製材を、圧延
後板厚２０ｍｍとし供試鋼とした。１２００℃加熱、仕
上り温度約１０００℃で圧延後、加熱速度、冷却速度を
変化させた焼きならし（９２０℃）、焼戻し（７１０
℃）を実施した。焼きならし時の冷却速度は板厚１２０
ｍｍ材の１／２ｔ及び板厚３０ｍｍ材の空冷速度と同等
となるように制御した。加熱速度は５℃／ｍｉｎを標準
とし、一部、１５℃／ｍｉｎとした。溶接後熱処理（Ｐ
ＷＨＴ）は６９０℃×２４ｈの高温長時間で強度・靭性
に厳しい条件とし母材に付与した。Ｔ．Ｐ．（テンパー
パラメータ）は２０．６×１０3に相当する。 但し、Ｔ．Ｐ．＝（Ｔ＋２７３．１５）（ｌｏｇｔ＋２
０） Ｔ：温度（℃）、ｔ：時間（ｈ） 常温強度及び４５０℃における高温強度は６φ×３０Ｇ
Ｌの試験片による引張試験で求めた。靭性はシャルピー
衝撃試験により、フルカーブを求め、破面遷移温度（ｖ
Ｔｓ）で評価した。試験はいずれも、１／２ｔ，Ｃ方向
で行った。
後板厚２０ｍｍとし供試鋼とした。１２００℃加熱、仕
上り温度約１０００℃で圧延後、加熱速度、冷却速度を
変化させた焼きならし（９２０℃）、焼戻し（７１０
℃）を実施した。焼きならし時の冷却速度は板厚１２０
ｍｍ材の１／２ｔ及び板厚３０ｍｍ材の空冷速度と同等
となるように制御した。加熱速度は５℃／ｍｉｎを標準
とし、一部、１５℃／ｍｉｎとした。溶接後熱処理（Ｐ
ＷＨＴ）は６９０℃×２４ｈの高温長時間で強度・靭性
に厳しい条件とし母材に付与した。Ｔ．Ｐ．（テンパー
パラメータ）は２０．６×１０3に相当する。 但し、Ｔ．Ｐ．＝（Ｔ＋２７３．１５）（ｌｏｇｔ＋２
０） Ｔ：温度（℃）、ｔ：時間（ｈ） 常温強度及び４５０℃における高温強度は６φ×３０Ｇ
Ｌの試験片による引張試験で求めた。靭性はシャルピー
衝撃試験により、フルカーブを求め、破面遷移温度（ｖ
Ｔｓ）で評価した。試験はいずれも、１／２ｔ，Ｃ方向
で行った。
【００３８】再熱割れ性は、ＪＩＳ Ｚ ３１５８によ
るｙ形溶接割れ試験法に準拠し、試験溶接後、６５０℃
×８ｈの溶接後熱処理を実施後、５断面の断面割れ率を
計測し、平均割れ率により評価した。
るｙ形溶接割れ試験法に準拠し、試験溶接後、６５０℃
×８ｈの溶接後熱処理を実施後、５断面の断面割れ率を
計測し、平均割れ率により評価した。
【００３９】表１において、鋼１〜１０までが本発明成
分を満足する発明鋼で、鋼１〜８までは1１／４Ｃｒ−
１／２Ｍｏ鋼を基本成分系とし、鋼２はＮｉ添加系、鋼
３はＣｕ，Ｎｉ添加系、鋼５はＮｂ添加系、鋼６，７，
８はそれぞれ、Ｎｉ−Ｃａ系、Ｎｉ−Ｍｇ系、Ｎｉ−Ｒ
ＥＭ系となっている。
分を満足する発明鋼で、鋼１〜８までは1１／４Ｃｒ−
１／２Ｍｏ鋼を基本成分系とし、鋼２はＮｉ添加系、鋼
３はＣｕ，Ｎｉ添加系、鋼５はＮｂ添加系、鋼６，７，
８はそれぞれ、Ｎｉ−Ｃａ系、Ｎｉ−Ｍｇ系、Ｎｉ−Ｒ
ＥＭ系となっている。
【００４０】鋼９、鋼１０は１Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼を基
本成分系とし、鋼１０はＣｕ−Ｎｉ添加系となってい
る。鋼１１〜２０は成分組成の何れかが本発明範囲外で
比較例となっている。鋼１１〜１３はＴｉ量が、鋼１
４，１５はＮ量、鋼１６はＡｌ量、鋼１７はＴｉ量、鋼
１８はＯ量、鋼２０はＳ量がそれぞれ本発明範囲外とな
っている。鋼１９はＶが添加されているため、比較鋼と
なっている。
本成分系とし、鋼１０はＣｕ−Ｎｉ添加系となってい
る。鋼１１〜２０は成分組成の何れかが本発明範囲外で
比較例となっている。鋼１１〜１３はＴｉ量が、鋼１
４，１５はＮ量、鋼１６はＡｌ量、鋼１７はＴｉ量、鋼
１８はＯ量、鋼２０はＳ量がそれぞれ本発明範囲外とな
っている。鋼１９はＶが添加されているため、比較鋼と
なっている。
【００４１】表２に各供試鋼に用いた熱処理条件および
材料特性を示す。熱処理条件Ａは通常の焼きならしー焼
戻し熱処理であり、冷却速度は板厚１２０ｍｍの空冷相
当とし、熱処理条件Ｂは板厚３０ｍｍの空冷相当の冷却
速度とし、加熱速度はいずれも５℃／ｍｉｎとした。熱
処理条件Ｃは、冷却速度を板厚１２０ｍｍの空冷相当と
し、加熱速度を１５℃／ｍｉｎと速くしている。
材料特性を示す。熱処理条件Ａは通常の焼きならしー焼
戻し熱処理であり、冷却速度は板厚１２０ｍｍの空冷相
当とし、熱処理条件Ｂは板厚３０ｍｍの空冷相当の冷却
速度とし、加熱速度はいずれも５℃／ｍｉｎとした。熱
処理条件Ｃは、冷却速度を板厚１２０ｍｍの空冷相当と
し、加熱速度を１５℃／ｍｉｎと速くしている。
【００４２】鋼１は熱処理条件Ａ，Ｂ，Ｃのいずれの場
合でも、常温強度、高温強度、靭性及び再熱割れ性のい
ずれもが優れた特性を示し、例えば表２に示す客先仕様
の一例である目標値を十分満足している。また、鋼２〜
１０までの発明鋼についても、熱処理条件Ａで、いずれ
も優れた特性が得られている。鋼１１〜２０は、いずれ
も熱処理条件Ａによるもので、鋼１７は更に熱処理条件
Ｃによる製造も行った。鋼１１はＴｉが低いため焼入れ
性が確保されず、常温強度、高温強度が低く、靭性も良
好でない。鋼１２はＴｉ添加量が高く、焼入れ性が十分
確保されるため、常温強度、高温強度は高いものの、靭
性および再熱割れ性はそれほど良好でない。
合でも、常温強度、高温強度、靭性及び再熱割れ性のい
ずれもが優れた特性を示し、例えば表２に示す客先仕様
の一例である目標値を十分満足している。また、鋼２〜
１０までの発明鋼についても、熱処理条件Ａで、いずれ
も優れた特性が得られている。鋼１１〜２０は、いずれ
も熱処理条件Ａによるもので、鋼１７は更に熱処理条件
Ｃによる製造も行った。鋼１１はＴｉが低いため焼入れ
性が確保されず、常温強度、高温強度が低く、靭性も良
好でない。鋼１２はＴｉ添加量が高く、焼入れ性が十分
確保されるため、常温強度、高温強度は高いものの、靭
性および再熱割れ性はそれほど良好でない。
【００４３】鋼１３は更にＴｉ添加量が高く、靭性が悪
く、再熱割れ性にも劣る。鋼１４，１５はＮ量が高いた
め、焼入れ性が十分でなく、常温強度、高温強度が低
く、靭性も低い。
く、再熱割れ性にも劣る。鋼１４，１５はＮ量が高いた
め、焼入れ性が十分でなく、常温強度、高温強度が低
く、靭性も低い。
【００４４】鋼１６はＡｌ添加量が高く、常温強度、高
温強度および靭性は良好であるが、再熱割れ性に劣る。
鋼１７はＴｉの添加されないＡｌ−Ｂ系で、熱処理条件
Ａでは常温強度、高温強度および靭性は良好であるが、
再熱割れ性に劣る。熱処理条件Ｃでは、焼入れ性が不足
し、常温強度、高温強度が低下し、靭性が劣化する。鋼
１８は酸素量が高く、鋼１９はＶが添加されているた
め、鋼２０はＳ量が高いため、靭性が良好でなく、再熱
割れ性が劣化している。
温強度および靭性は良好であるが、再熱割れ性に劣る。
鋼１７はＴｉの添加されないＡｌ−Ｂ系で、熱処理条件
Ａでは常温強度、高温強度および靭性は良好であるが、
再熱割れ性に劣る。熱処理条件Ｃでは、焼入れ性が不足
し、常温強度、高温強度が低下し、靭性が劣化する。鋼
１８は酸素量が高く、鋼１９はＶが添加されているた
め、鋼２０はＳ量が高いため、靭性が良好でなく、再熱
割れ性が劣化している。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】
【表３】
【００４８】
【発明の効果】以上、本発明によれば、厚肉材で高温長
時間の溶接後熱処理が要求される厳しい使用条件におい
ても、優れた靭性と優れた耐再熱割れ性を安定して得る
ことができ、産業上、極めて有用である。
時間の溶接後熱処理が要求される厳しい使用条件におい
ても、優れた靭性と優れた耐再熱割れ性を安定して得る
ことができ、産業上、極めて有用である。
Claims (5)
- 【請求項１】 質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１５％、
Ｓｉ：０．０１〜０．８％、Ｍｎ：１％以下、Ｐ：０．
０１５％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｃｒ：０．８〜
１．６％、Ｍｏ：０．２〜１％、Ｔｉ：０．００２〜
０．００５％、Ｂ：０．０００３〜０．００３％、ｓｏ
ｌ．Ａｌ：０．０４％以下、Ｎ：０．００２０％未満、
Ｏ：０．００３％以下を含有し、残部は実質的にＦｅ及
び不可避不純物からなる靭性及び耐再熱割れ性に優れた
Ｃｒ−Ｍｏ鋼。 - 【請求項２】 更に、質量％で、Ｃｕ：０．０５〜０．
５％を含有する請求項１記載の靭性及び耐再熱割れ性に
優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。 - 【請求項３】 更に、質量％で、Ｎｉ：０．０５〜０．
８％を含有する請求項１又は２記載の靭性及び耐再熱割
れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。 - 【請求項４】 更に、質量％で、Ｎｂ：０．００５〜
０．０３％を含有する請求項１乃至３の何れかに記載の
靭性及び耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。 - 【請求項５】 更に，質量％で、Ｃａ：０．０００５〜
０．００５％、Ｍｇ：０．０００５〜０．００５％、Ｒ
ＥＭ：０．０００５〜０．０２％の一種又は二種以上を
含有する請求項１乃至４の何れかに記載の靭性及び耐再
熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000046120A JP2001234276A (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | 高靭性かつ耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000046120A JP2001234276A (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | 高靭性かつ耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001234276A true JP2001234276A (ja) | 2001-08-28 |
Family
ID=18568597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000046120A Pending JP2001234276A (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | 高靭性かつ耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001234276A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005060768A (ja) * | 2003-08-12 | 2005-03-10 | Jfe Steel Kk | 合金鋼熱延材の製造方法 |
| CN105695859A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-22 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种高韧性抗回火大厚度Cr-Mo钢板及其生产方法 |
| CN107345288A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-11-14 | 张家港海锅新能源装备股份有限公司 | 一种核电设备用钢及其锻件的制造方法 |
| CN113166900A (zh) * | 2018-11-29 | 2021-07-23 | 株式会社Posco | 高温强度优异的用于中高温的钢板及其制备方法 |
-
2000
- 2000-02-23 JP JP2000046120A patent/JP2001234276A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005060768A (ja) * | 2003-08-12 | 2005-03-10 | Jfe Steel Kk | 合金鋼熱延材の製造方法 |
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| CN107345288A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-11-14 | 张家港海锅新能源装备股份有限公司 | 一种核电设备用钢及其锻件的制造方法 |
| CN107345288B (zh) * | 2017-06-29 | 2018-09-18 | 张家港海锅新能源装备股份有限公司 | 一种核电设备用钢及其锻件的制造方法 |
| CN113166900A (zh) * | 2018-11-29 | 2021-07-23 | 株式会社Posco | 高温强度优异的用于中高温的钢板及其制备方法 |
| JP2022510209A (ja) * | 2018-11-29 | 2022-01-26 | ポスコ | 高温強度に優れた中高温用鋼板及びその製造方法 |
| EP3889303A4 (en) * | 2018-11-29 | 2022-03-09 | Posco | STEEL PLATE FOR HIGH TEMPERATURE APPLICATIONS HAVING EXCELLENT HIGH TEMPERATURE RESISTANCE, AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF |
| JP7277584B2 (ja) | 2018-11-29 | 2023-05-19 | ポスコ カンパニー リミテッド | 高温強度に優れた中高温用鋼板及びその製造方法 |
| CN113166900B (zh) * | 2018-11-29 | 2023-11-24 | 浦项股份有限公司 | 高温强度优异的用于中高温的钢板及其制备方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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