JP2001335835A - 耐熱鋼の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直接焼入と再加熱焼入の前後2回にわたる焼
入処理を行う必要がなく、優れた強度、靭性を付与する
ことが可能な耐熱鋼の製造方法を提供する。 【解決手段】 mass％で、C：0.03〜0.20％，Si：≦0.4
％，Mn：≦1％，P：≦0.02％，S：≦0.005％，Cr：2.0
〜3.5％，Mo：0.8〜1.6％，Nb：0.01〜0.04％，V：0.10
〜0.40％，Al：≦0.08％，N：≦0.005％，Ｏ：≦0.004
％，Cu：≦0.5％，Ni：0.05〜1.0％を含有し、かつ0.25
％≦Cu+Ni≦1.0％を満足し、残部は実質的に鉄からなる
鋼を、1050℃以上の温度に加熱して熱間圧延を行い、圧
延温度が1000℃以下での合計圧下量が30％以上の圧下を
加えて冷却し、その後870〜1100℃に加熱して冷却し、
次いで焼戻すことを特徴とする耐熱鋼の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、優れた溶接性およ
び強度、靭性を付与することが可能な耐熱鋼の製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】石油化学、石油精製等の化学プラント設
備やボイラや原子力等の発電プラント設備では、圧力容
器や鋼管、配管等の用途に溶接性および強度、靭性に優
れた鋼が使用されている。その中でも、プラント用圧力
容器やボイラ配管等には、2 1/4 Cr-1Mo鋼などのCr-Mo
鋼が多く使われている。近年、プラントの高効率化のた
め、装置の大型化あるいは操業条件の高温化、高圧化の
傾向にある。また、現行の操業条件のプラントであって
も、部材の薄肉化により建設時の材料コストを下げよう
とする動きがある。さらに、これらのプラントは工場あ
るいは現地にて溶接施工が行われるため、溶接性の向上
も求められている。

【０００３】このようなユーザーからの要求に応えるた
めには強度の高い耐熱鋼が必要である。また、プラント
部材においては、何らかの原因で亀裂が発生したとして
も破壊につながらないことが安全面から重要であり、高
温の操業温度だけでなく、常温あるいは低温での靭性に
も優れていることが要求される。さらに、溶接性を向上
することも不可欠である。

【０００４】特開平5-339629号公報に提案されているよ
うに、Cr-Mo鋼の靭性を高めるための製造方法として、
圧延仕上げ温度を比較的低温にし、熱間圧延後直接焼入
れし、その後、焼入れ焼戻しを行う方法が提案されてい
る。これによると、鋼の成分系は、C:0.05〜0.20％、S
i:0.40％以下、Mn:0.1〜1.0 ％、Cu+Ni:0.5％以下、Cr:
2.0〜3.5％、Mo:0.8〜1.6％、V:0.10〜0.40％、Nb:0.01
5〜0.030％、Ti:0.005〜0.035％、Al:0.08％以下を含
み、P:0.010％以下、S:0.004％以下、N:0.006％以下で
あり、B:0.0005〜0.004％、REM:0.03％以下、Ca:0.03％
以下のうち1種以上を含むというものである。

【０００５】同公報の実施例として、記載されている一
部の化学成分を示すと、Si:0.10％、Cu:0〜0.15、Ni:0.
16〜0.08％、Cu+Ni:0.16〜0.23％である。このような鋼
素材に対して、この従来技術では、圧延終了温度が900
℃以下となる熱間圧延をした後、直接焼入れし、その後
850〜1150℃の温度に再加熱して再度焼入れし、焼き戻
し処理または応力除去焼なまし処理を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平5-3396
29号公報記載の製造方法では熱間圧延後の水冷および、
その後の焼入れが必須である。このように熱間圧延後の
直接焼入と再加熱焼入の２度の焼入処理を行うことは、
圧延後空冷しその後焼ならしで製造する場合に比べ経済
的でない。それとともに、焼入れの際には歪が発生し易
いという点や、焼入れ設備を持たない場合に製造が不可
能であるという問題点を含んでいる。

【０００７】また、この従来技術では、厚物（板厚40mm
以上）を製造する場合、目標とする材質が得られないと
いう問題もある。これは、従来技術の成分系では、焼入
れを施しても十分な焼入れ組織とならないことが原因で
ある。さらに、圧延についても、圧延仕上げ温度の管理
のみであり、特に厚物の場合は十分な靭性が得られない
場合もある。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解決し、直接焼
入と再加熱焼入の前後2回にわたる焼入処理を行う必要
がなく、優れた強度、靭性を付与することを可能とす
る、耐熱鋼の製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題は次の発明に
より解決される。その発明は、mass％で、C：0.03〜0.2
0％，Si：≦0.4％，Mn：≦1％，P：≦0.02％，S：≦0.0
05％，Cr：2.0〜3.5％，Mo：0.8〜1.6％，Nb：0.01〜0.
04％，V：0.10〜0.40％，Al：≦0.08％，N：≦0.005
％，Ｏ：≦0.004％，Cu：≦0.5％，Ni：0.05〜1.0％を
含有し、かつ0.25％≦Cu+Ni≦1.0％を満足し、残部は実
質的に鉄からなる鋼を、1050℃以上の温度に加熱して熱
間圧延を行い、圧延温度が1000℃以下での合計圧下量が
30％以上の圧下を加えて冷却し、その後870〜1100℃に
加熱して冷却し、次いで焼戻すことを特徴とする耐熱鋼
の製造方法である。

【００１０】ここで、鋼の化学成分については、さら
に、mass％で、B：0.0005〜0.004％，Ti：0.005〜0.035
％を含有してもよい。また、鋼の化学成分としてさら
に、mass％で、Ca：0.0005〜0.005％，Mg：0.0005〜0.5
％，REM：0.0005〜0.02％のうち1種または2種以上含有
することもできる。あるいは、上記の耐熱鋼の製造方法
において、Mo：0.8〜1.6％に代えて、mass％で、Mo：≦
1.6％、W：≦3％を含有し、かつ、0.8％≦Mo+(1/2)W≦
1.6％を満足するようにしてもよい。

【００１１】本発明は、熱間圧延後の直接焼入および再
加熱後の焼入れを行わずとも、優れた強度と靭性を備え
た耐熱鋼の製造方法の開発を目的に、研究を重ねた結果
なされた。その過程で、熱間圧廷の際の圧延温度と圧下
量を管理することにより、熱間圧延後に焼ならし+焼戻
しを行っても優れた強度と靭性が得られる成分系を見い
だし、本発明に至った。

【００１２】本発明の基本的な考え方は下記の通りであ
る。 （1）焼ならし処理によっても、高い焼入性と良好な靭
性を両立するために、Cu,Niを添加し、0.25％≦Cu+Ni≦
1.0％を満足させる。 （2）熱間圧延の際、1050℃以上に加熱し、圧延では100
0℃以下の低温度域で、30％以上の圧下を加えることに
より、析出物を微細に分散させ、γ粒（オーステナイト
粒）の粗大化を抑制し、鋼の靭性を向上させる。

【００１３】これらの組合せにより、溶接性および強
度、靭性に優れた耐熱鋼の製造が可能である。以下に本
発明について詳しく説明する。まず、本発明の化学成分
の限定理由について説明する。

【００１４】C：0.03〜0.20％ Cは厚肉材（例えば、板厚40mm以上）における強度およ
び靭性確保の点から、0.03％以上必要である。しかし、
C 量が0.20％を超えると、増加に伴い靭性が劣化し、溶
接低温割れ性が増大するため、上限を0.20％とする。

【００１５】Si：≦0.4％ Siは強度の確保及び耐酸化性の向上に有効であるが、同
時にSi量が 0.4％を超えると靭性劣化および焼戻し脆化
感受性を増大させる。そこで、Siを添加する場合には上
限を0.4％とする。

【００１６】Mn：≦1％ Mnは強度・靭性を上昇させるのに有効であるが、同時に
Mn量が 1％を超えると、焼戻し脆化感受性を増大させ
る。そこで、Mnを添加する場合には1％以下とする。

【００１７】P：≦0.02％ Pは焼戻し脆性を助長し靭性を損ねると共に、再熱割れ
感受性を高めるため、0.02％以下に低く制限する。

【００１８】S：≦0.005％ Sは再熱割れ感受性を高めるため、0.005％以下と低く制
限する。

【００１９】Cr：2.0〜3.5％ Crは高温用鋼にとって重要な性能である高温強度、耐水
素侵食性、耐酸化性に対して有効であり、2.0％以上で
充分な効果が得られるが、一方、コスト及び溶接性の観
点から3.5％を上限とする。

【００２０】Mo：0.8〜1.6％ Moは安定的に炭化物を生成するためにCrと同様に高温強
度、クリープ強度、耐水素侵食性に対して有効である。
これらの効果は、Moの0.8％以上の添加で得られるが、
1.6％を超える極端な添加は溶接性を害し経済性を損な
う。従って、Moの添加量は0.8〜1.6％とする。

【００２１】W：≦3％， Mo+(1/2)W：0.8〜1.6％ Moと Wを複合添加する場合、あるいはMoの代りに Wを添
加する場合は、Mo≦1.6％、W≦3％かつ0.8％≦Mo+(1/2)
W≦1.6％とする。ここで、WはMoの2倍の原子量を有する
ことから、Moと(1/2)Wは等価であると考えられる。従っ
て、Moをその2倍のmass％のWで置き換えてもよい。

【００２２】Nb：0.01〜0.04％ Nbは安定な炭窒化物生成元素であり、0.01％以上の添加
で、常温および高温強度、クリープ破断強度、耐水素侵
食性を上昇させることができる。しかし、0.04％を超え
て過剰に含有させると靭性や溶接性を損ねるとともに、
再熱割れ感受性を高める。従って、Nbの添加量は0.01〜
0.04％とする。

【００２３】V：0.10〜0.40％ Vは炭化物生成元素であり、0.10％以上の添加で、常温
および高温強度、クリープ破断強度、および耐水素浸食
性を上昇させることができる。しかし、0.40％を超えて
のVの過剰な添加は、再熱割れ感受性を高める。従っ
て、Vの添加量は0.10〜0.40％とする。

【００２４】sol.Al：≦0.08％ sol.Al は脱酸材として添加され、また、Nの固定にも有
効である。しかし、sol.Alの添加量が0.08％を超える
と、溶接部の再熱割れ感受性を高め、高温延性を低下さ
せるため、添加量は0.08％以下に制限する。

【００２５】N：≦0.005％ NはBと結び付きやすく固溶B 量を減少させBの焼入性向
上効果を阻害する。この傾向はNが0.005％を超えると顕
著となるので、N量を0.005％以下とする。

【００２６】Ｏ：Ｏ(酸素)は酸化物系介在物の生成によ
る延性と靭性や溶接性を低下させる。このような材質の
低下を防止するため、Ｏ量を0.004％以下と低く抑え
る。また、CaやMg，REMを添加する場合、その効果を最
大限に引き出すためにも、0.004％以下とすることが望
ましい。

【００２７】Cu：≦0.50％，Ni：0.05〜1.0％，Cu+Ni：
0.25〜1.0％ CuおよびNiは焼入性を高め、十分な強度・靭性を得るの
に有効であり、そのためには合計添加量で0.25％以上の
添加が必要である。しかし、Niは高価であることと、Cu
は0.5％を超えて過剰に添加すると再熱割れ感受性を高
めるため、Niは1.0％以下、Cuは0.5％以下とし、Cuおよ
びNiの合計添加量は0.25〜1.0％とする。

【００２８】B：0.0005〜0.004％ Bは焼入性を向上させるのに有効な元素であり、0.0005
％以上でその効果が得られる。しかし、B の0.004％を
超える過剰な添加は、溶接性、靭性、あるいは溶接部の
耐再熱割れ性を低下させる。そのため、B を添加する場
合、その添加量は0.0005〜0.004％とする。

【００２９】Ti：0.005〜0.035％ Tiは強窒化物生成元素であり、0.005％以上の添加でB
と化合物を生成するするNを固定することにより、Bの焼
入性向上効果を高める。しかし、Ti の添加量が0.035％
を超えても、その効果は飽和する。従って、Tiを添加す
る場合、その添加量は0.005〜0.035％とする。

【００３０】Ca：0.0005〜0.005％，Mg：0.0005〜0.5％ Ca，Mgは強硫化物生成元素であり、鋼中の固溶Sの固定
や酸化物系介在物の分布の制御を通して再熱割れ感受性
を改善する。しかし、Caでは0.005％、Mgでは0.5％をそ
れぞれ超えて、過剰に添加してもその効果は飽和する。
そこでCaを添加する場合は0.0005〜0.005％、Mgを添加
する場合は0.0005〜0.5％とする。

【００３１】REM：原子番号が57番から71番までの希土
類元素（REM）についてもCa，Mgと同様に強硫化物生成
元素であり、合計0.0005％の添加で、鋼中の固溶Sの固
定や酸化物系介在物の分布の制御を通して再熱割れ性を
改善する。しかし、0.02％を超えての過剰な添加は、鋼
の清浄度を低下させる。そこで、REMを添加する場合
は、1種または2種以上の組合せで合計0.0005〜0.02％と
する。

【００３２】その他Sn，As，Sb等の不純物元素は再熱割
れ感受性およびクリープ脆化感受性を増大させるため、
0.01％以下（好ましくは0.005％以下）と低く制限する
ことが好ましい。

【００３３】なお、これらの手段において「残部が実質
的に鉄である」とは、本発明の作用・効果を無くさない
限り、不可避的不純物をはじめ、他の微量元素を含有す
るものが本発明の範囲に含まれることを意味する。

【００３４】次に、圧延条件および熱処理条件について
説明する。 圧延条件：1000℃以下の温度域で合計圧下率30％以上 圧延温度が1000℃を超える温度域では、オーステナイト
粒が微細化し難いので、1000℃以下の温度域での圧下を
確保する必要がある。圧下量としては、合計圧下率で30
％未満では、オーステナイト粒の微細化が不十分とな
る。従って、熱間圧延では、1000℃以下で30％以上の合
計圧下率を確保する必要がある。

【００３５】熱処理条件：870〜1100℃に加熱して冷却
後、焼戻し この熱処理は、まず、熱間圧延後の鋼をオーステナイト
域に再加熱することにより、材質を均質化し、その後の
冷却過程で正常な焼入組織を得る。加熱温度は、870℃
未満では上記の効果が得られないため強度が低下し、11
00℃を超えるとオーステナイト粒が粗大化するため靭性
が低下するので、870〜1100℃とする。その後の冷却に
おいては、冷却速度等の冷却条件は問わない。

【００３６】焼戻しは、上記の鋼を焼戻すことにより、
目的とする強度を得るとともに靭性を向上させる。焼戻
し温度等は、目的とする強度および応力除去等の要請に
応じて、適宜決定することができる。

【００３７】なお、鋼がさらにB，Tiを含有する場合、
発明は次のように表される。すなわち、mass％で、C：
0.03〜0.20％，Si：≦0.4％，Mn：≦1％，P：≦0.02
％，S：≦0.005％，Cr：2.0〜3.5％，Mo：0.8〜1.6％，
Nb：0.01〜0.04％，V：0.10〜0.40％，Al：≦0.08％，
N：≦0.005％，Ｏ：≦0.004％，Cu：≦0.50％，Ni：0.0
5〜1.0％、を含有し、かつ0.25％≦Cu+Ni≦1.0％を満足
するとともに、B：0.0005〜0.004％，Ti：0.005〜0.035
％を含有し、残部は実質的に鉄からなる鋼を、1050℃以
上の温度に加熱して熱間圧延を行い、圧延温度が1000℃
以下での合計圧下量が30％以上の圧下を加えて冷却し、
その後870〜1100℃に加熱して冷却し、次いで焼戻すこ
とを特徴とする耐熱鋼の製造方法と表される。

【００３８】この発明は、鋼がさらにBを含有すること
により、前述のように焼入性が向上する。また、Tiを含
有することにより、NをTiNとして固定し、Bへの悪影響
を除去してBの焼入性向上効果を高め、鋼の焼入性を向
上させることができる。

【００３９】鋼がCa，Mg，REMを含有する場合、発明
は、mass％で、C：0.03〜0.20％，Si：≦0.4％，Mn：≦
1％，P：≦0.02％，S：≦0.005％，Cr：2.0〜3.5％，M
o：0.8〜1.6％，Nb：0.01〜0.04％，V：0.10〜0.40％，
Al：≦0.08％，N：≦0.005％，Ｏ：≦0.004％，Cu：≦
0.50％，Ni：0.05〜1.0％、を含有し、かつ0.25％≦Cu+
Ni≦1.0％を満足するとともに、Ca：0.0005〜0.005％，
Mg：0.0005〜0.5％，REM：0.0005〜0.02％の1種または2
種以上を含有し、残部は実質的に鉄からなる鋼を、1050
℃以上の温度に加熱して熱間圧延を行い、圧延温度が10
00℃以下での合計圧下量が30％以上の圧下を加えて冷却
し、その後870〜1100℃に加熱して冷却し、次いで焼戻
すことを特徴とする耐熱鋼の製造方法と表される。

【００４０】この発明では、鋼がさらにCa，Mg，REMを
含有するので、鋼中のSを固定して再熱割れ感受性を改
善することができる。

【００４１】鋼がBおよびTi，Ca，Mg，REMを含有する場
合、発明は、mass％で、C：0.03〜0.20％，Si：≦0.4
％，Mn：≦1％，P：≦0.02％，S：≦0.005％，Cr：2.0
〜3.5％，Mo：0.8〜1.6％，Nb：0.01〜0.04％，V：0.10
〜0.40％，Al：≦0.08％，N：≦0.005％，Ｏ：≦0.004
％，Cu：≦0.50％，Ni：0.05〜1.0％、を含有し、かつ
0.25％≦Cu+Ni≦1.0％を満足するとともに、B：0.0005
〜0.004％，Ti：0.005〜0.035％を含有し、さらに、C
a：0.0005〜0.005％，Mg：0.0005〜0.5％，REM：0.0005
〜0.02％の1種または2種以上を含有し、残部は実質的に
鉄からなる鋼を、1050℃以上の温度に加熱して熱間圧延
を行い、圧延温度が1000℃以下での合計圧下量が30％以
上の圧下を加えて冷却し、その後870〜1100℃に加熱し
て冷却し、次いで焼戻すことを特徴とする耐熱鋼の製造
方法と表される。

【００４２】この発明では、鋼がさらにB,Ti、およびC
a，Mg，REMを含有するので、Bの焼入性向上効果により
鋼の焼入性を向上させ、鋼中のSを固定して再熱割れ感
受性を改善することができる。

【００４３】さらに、鋼に含有されるMoの一部あるいは
全部をWで置き換える場合、発明は、上記の耐熱鋼の製
造方法において、Mo：0.8〜1.6％に代えて、mass％で、
Mo：≦1.6％、W：≦3％を含有し、かつ、0.8％≦Mo+(1/
2)W≦1.6％を満足するとしたことを特徴とする耐熱鋼の
製造方法と表される。

【００４４】この発明では、Moの一部あるいは全部をW
に置換している。この場合、Moと(1/2)Wは等価であると
考えられることから、Moをその2倍のmass％のWに置換す
ることにより、Moのみ添加した鋼と同等の効果を得るこ
とができる。

【００４５】

【発明の実施の形態】本発明による耐熱鋼を製造するに
は、通常の鋼の製造と同様、転炉や電炉により前述の成
分系に調製する。熱間圧延においては、特に高温加熱と
せずに実施し、1000℃以上の温度域についても、適宜結
晶粒が微細になるように通常の圧延を行えばよい。圧延
の際は、1000℃以下の低温域で、合計圧下量が30％以上
の圧下を加え、組織の微細化を図る。また、圧延後の冷
却については、空冷で十分な性能が得られる。水冷（直
接焼入）しても空冷とほぼ同等の性能が得られるので、
材質面では特に急冷する必要はないが、冷却時間の短縮
等の要請から水冷しても差し支えない。

【００４６】その後、必要とする機械的性質に応じて焼
ならし焼戻しを行えばよい。本発明の鋼の成分は、加速
冷却を行わない焼ならしにおいても高靭性の得られる成
分であるが、焼ならしの代わりに焼入を行うか、また、
焼ならし時に加速冷却を行ってもよい。この場合、焼な
らしと同等ないし同等以上の性能が得られる。

【００４７】本発明の鋼で、優れた材質が得られるメカ
ニズムは、次のように考えられる。熱間圧延の際、1000
℃以下の温度域、即ちγ（オーステナイト）域の低温域
で、合計圧下量が30％以上の圧下を加えることにより、
圧延後において多くの転位が鋼に導入される。それが、
次工程の再加熱の際にNbなどの微細析出物の析出サイ
ト、ならびにγ粒（オーステナイト粒）の生成サイトと
なり、その結果、析出物は微細に分散し、γ粒の粗大化
を抑制し、鋼の靭性は向上する。

【００４８】圧延温度が1000℃を超える温度域では、圧
延時に導入された転位において動的あるいは静的に回復
が起こり、再加熱の際にγ粒の粗大化を抑制する析出物
が微細分散しにくくなり、その結果γ粒が微細化し難
い。圧下量としては、合計圧下率で30％未満では、導入
される転位が不十分となる。

【００４９】これらの知見から種々研究を重ねた結果、
1050℃以上に加熱し、1000℃以下の温度域で30％以上の
圧下を加える熱間圧延を行うことにより、その後870〜1
100℃に再加熱して焼ならしを実施し、その後の焼き戻
しあるいはPWHT（応力除去焼きなまし処理）後に、優れ
た強度と靭性が得られることを見いだした。またその場
合、Cu，Niを0.25％≦Cu+Ni≦1.0％とすることとの組合
せにより、圧延および再加熱熱処理時に水冷（直接焼
入）せずとも、優れた強度と靭性が得られることを見出
した。前述の発明はこれらの知見に基づきなされたもの
である。

【００５０】

【実施例】供試鋼は表1に示す各種成分の実験室溶解材
を用い、板厚50mmあるいは150mmまで、種々の圧延条件
で圧延して鋼板を製造した。その後空冷し、930℃また
は980℃で焼ならし、その後、720℃の焼戻しを実施し
た。応力除去焼きなまし処理(PWHT)は705℃x30hとし
た。

【００５１】

【表１】

【００５２】表１に示す鋼A〜Eは発明鋼、鋼Fは比較鋼
である。鋼Aはベースとした2 1/4Cr-1Mo鋼であり、鋼B
はCu無添加のTi,B添加系、鋼CはTi，B，Ca，REM添加
系、鋼DはTi，B，Mg，REM添加系、鋼EはTi，B，W添加系
の鋼である。また、鋼FはTi，B 添加系ではあるがCu+Ni
＜0.25％と本発明の化学成分を満たしておらず、比較例
として用いた。

【００５３】表2に圧延条件および熱処理条件を示す。
圧延は、いずれも1200℃に加熱し、圧延仕上げ温度を85
0，900，950℃とし、それぞれの場合において1000℃以
下の温度域で種々の圧下を加えた。

【００５４】

【表２】

【００５５】No.1〜13は鋼A（2 1/4Cr-1Moのベース
鋼）、No.14〜16は鋼B（Cu無添加、Ti,B添加系）、No.1
7は鋼C（Ti，B，Ca，REM添加系）、No.18は鋼D（Ti，
B，Mg，REM添加系）、No.19は鋼E（Ti，B，W添加系）、
No.20は鋼F （Ti，B添加系、但しCu+Ni＜0.25％）をそ
れぞれ用いた。

【００５６】各製造条件の鋼板について常温引張試験お
よびシャルピー衝撃試験を実施した。強度は常温引張試
験の引張強さ（TS）で、また、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（vTs）で評
価した。試験は、いずれも1/2t、C方向より試験片を採
取して行った。試験結果として得られた材料特性を、前
述の表2に併せて示す。

【００５７】表2に示すように、No.3，5，8，11，13〜1
9は本発明の製造方法を実施した発明例であり、いずれ
も、1000℃以下の温度域で30％以上の圧下が加わってい
る。その結果、仕上げ温度によらず、また、圧延後の熱
処理が焼きならしあるいは焼入のいずれの場合も高強度
で、かつ良好な靭性が得られている。なおこの中で、N
o.5，16は、圧延後焼入を行っている。また、No. 14，1
5は板厚150mm、他は板厚50mmである。

【００５８】比較例のNo.1，2，4，6，7，9，10,12は10
00℃以下の温度域で圧下量が10〜22％で30％以上の圧下
が加わっていないために、いずれの仕上げ温度、圧延後
の熱処理条件においても靭性は劣化している。なお、N
o.4は、圧延後焼入を行っているが、それだけでは靭性
の劣化が避けられないことが分かる。

【００５９】比較例のNo.20は、1000℃以下の温度域で3
0％以上の圧下を加えたが、Cu+Ni≧0.25％を満足してい
ないため、十分な焼入性を確保できず、強度、靭性とも
に劣化している。

【００６０】

【発明の効果】この発明は、Cr-Mo鋼にCu，Niを添加
し、0.25％≦Cu+Ni≦1.0％を満足させることにより、高
い焼入性と良好な靭性を両立することを可能としてい
る。さらに、熱間圧延の際、1000℃以下の温度域で、30
％以上の圧下を加えることにより、析出物を微細に分散
させ、γ粒の粗大化を抑制し、鋼の靭性を向上させるこ
とにより、耐熱鋼の製造において、優れた強度、靭性を
付与することを可能としている。

フロントページの続き (72)発明者 畠山 耕太郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4K032 AA01 AA02 AA04 AA05 AA08 AA12 AA14 AA16 AA19 AA20 AA21 AA22 AA23 AA26 AA27 AA29 AA31 AA35 AA36 AA37 AA40 BA01 CA02 CA03 CF03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 mass％で、C：0.03〜0.20％，Si：≦0.4
   ％，Mn：≦1％，P：≦0.02％，S：≦0.005％，Cr：2.0
   〜3.5％，Mo：0.8〜1.6％，Nb：0.01〜0.04％，V：0.10
   〜0.40％，Al：≦0.08％，N：≦0.005％，Ｏ：≦0.004
   ％，Cu：≦0.50％，Ni：0.05〜1.0％を含有し、かつ0.2
   5％≦Cu+Ni≦1.0％を満足し、残部は実質的に鉄からな
   る鋼を、1050℃以上の温度に加熱して熱間圧延を行い、
   圧延温度が1000℃以下での合計圧下量が30％以上の圧下
   を加えて冷却し、その後870〜1100℃に加熱して冷却
   し、次いで焼戻すことを特徴とする耐熱鋼の製造方法。
2. 【請求項２】 mass％で、C：0.03〜0.20％，Si：≦0.4
   ％，Mn：≦1％，P：≦0.02％，S：≦0.005％，Cr：2.0
   〜3.5％，Mo：0.8〜1.6％，Nb：0.01〜0.04％，V：0.10
   〜0.40％，Al：≦0.08％，N：≦0.005％，Ｏ：≦0.004
   ％，Cu：≦0.50％，Ni：0.05〜1.0％を含有し、かつ0.2
   5％≦Cu+Ni≦1.0％を満足するとともに、B：0.0005〜0.
   004％，Ti：0.005〜0.035％を含有し、残部は実質的に
   鉄からなる鋼を、1050℃以上の温度に加熱して熱間圧延
   を行い、圧延温度が1000℃以下での合計圧下量が30％以
   上の圧下を加えて冷却し、その後870〜1100℃に加熱し
   て冷却し、次いで焼戻すことを特徴とする耐熱鋼の製造
   方法。
3. 【請求項３】 mass％で、C：0.03〜0.20％，Si：≦0.4
   ％，Mn：≦1％，P：≦0.02％，S：≦0.005％，Cr：2.0
   〜3.5％，Mo：0.8〜1.6％，Nb：0.01〜0.04％，V：0.10
   〜0.40％，Al：≦0.08％，N：≦0.005％，Ｏ：≦0.004
   ％，Cu：≦0.50％，Ni：0.05〜1.0％を含有し、かつ0.2
   5％≦Cu+Ni≦1.0％を満足するとともに、Ca：0.0005〜
   0.005％，Mg：0.0005〜0.5％，REM：0.0005〜0.02％の
   うち1種または2種以上を含有し、残部は実質的に鉄から
   なる鋼を、1050℃以上の温度に加熱して熱間圧延を行
   い、圧延温度が1000℃以下での合計圧下量が30％以上の
   圧下を加えて冷却し、その後870〜1100℃に加熱して冷
   却し、次いで焼戻すことを特徴とする耐熱鋼の製造方
   法。
4. 【請求項４】 mass％で、C：0.03〜0.20％，Si：≦0.4
   ％，Mn：≦1％，P：≦0.02％，S：≦0.005％，Cr：2.0
   〜3.5％，Mo：0.8〜1.6％，Nb：0.01〜0.04％，V：0.10
   〜0.40％，Al：≦0.08％，N：≦0.005％，Ｏ：≦0.004
   ％，Cu：≦0.50％，Ni：0.05〜1.0％を含有し、かつ0.2
   5％≦Cu+Ni≦1.0％を満足するとともに、B：0.0005〜0.
   004％，Ti：0.005〜0.035％を含有し、さらに、Ca：0.0
   005〜0.005％，Mg：0.0005〜0.5％，REM：0.0005〜0.02
   ％のうち1種または2種以上を含有し、残部は実質的に鉄
   からなる鋼を、1050℃以上の温度に加熱して熱間圧延を
   行い、圧延温度が1000℃以下での合計圧下量が30％以上
   の圧下を加えて冷却し、その後870〜1100℃に加熱して
   冷却し、次いで焼戻すことを特徴とする耐熱鋼の製造方
   法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４記載の耐熱鋼の
   製造方法において、Mo：0.8〜1.6％に代えて、mass％
   で、Mo：≦1.6％、W：≦3％を含有し、かつ0.8％≦Mo+
   (1/2)W≦1.6％を満足するとしたことを特徴とする耐熱
   鋼の製造方法。