JP2003321752A - High strength ferritic heat resistant steel and production method thereof - Google Patents

High strength ferritic heat resistant steel and production method thereof

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JP2003321752A
JP2003321752A JP2002125821A JP2002125821A JP2003321752A JP 2003321752 A JP2003321752 A JP 2003321752A JP 2002125821 A JP2002125821 A JP 2002125821A JP 2002125821 A JP2002125821 A JP 2002125821A JP 2003321752 A JP2003321752 A JP 2003321752A
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JP
Japan
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cooling
temperature
steel
strength
resistant steel
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Application number
JP2002125821A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Suwa
稔 諏訪
Toyohisa Shingu
豊久 新宮
Nobuyuki Ishikawa
信行 石川
Shigeru Endo
茂 遠藤
Yoshimasa Funakawa
義正 船川
Takeshi Shiozaki
毅 塩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide high strength heat resistant steel which has reduced reduction of strength even in use at a high temperature for a long time, and to provide a production method thereof. <P>SOLUTION: The high strength ferritic heat resistant steel has a composition containing, by mass, 0.02 to 0.1% C, ≤0.6% Si, 0.5 to 2.0% Mn, 0.5 to 15% Cr, 0.1 to 1% Mo, 0 to 2% W, 0.01 to 0.1% Ti, 0 to 0.2% Nb and 0 to 0.1% V, and the balance substantially Fe. The steel has a metallic structure substantially consisting of a ferrite single phase, and in which carbides with a particle diameter of <10 nm containing Mo and Ti as bases are dispersedly precipitated, and the number of the carbides is ≥80% of the number of all precipitates other than TiN. In the production method, steel is reheated to ≥950°C, is thereafter cooled from a temperature equal to or higher than an Ar<SB>3</SB>point to 550 to 700°C at a cooling rate of ≥2°C/s, within 600 s, is held at 550 to 700°C for ≥30 s, and is subsequently air-cooled. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高温強度が高く、
耐高温酸化性、耐高温腐食性に優れ、高温機器用の部材
として用いられ、特に耐熱耐圧部材の材料として適して
いる高強度フェライト系耐熱鋼及びその製造方法に関す
るものである。
TECHNICAL FIELD The present invention has high high temperature strength,
The present invention relates to a high-strength ferritic heat-resistant steel that is excellent in high-temperature oxidation resistance and high-temperature corrosion resistance, is used as a member for high-temperature equipment, and is particularly suitable as a material for a heat-resistant pressure-resistant member, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ボイラ、化学工業などの分野で用いられ
るCr含有の耐熱鋼は、製造時には母相組織をマルテンサ
イト等の変態強化組織とすることで強度が確保されてい
るが、高温環境の使用条件下で高強度をできるだけ長時
間維持し、使用中の軟化を避けるために、基本的に下記
の(1)〜(4)ような方法が用いられている。
2. Description of the Prior Art Cr-containing heat-resistant steels used in the fields of boilers, chemical industry, etc., have their strength secured by a transformation strengthening structure such as martensite as the matrix structure at the time of manufacture. The following methods (1) to (4) are basically used in order to maintain high strength as long as possible under use conditions and avoid softening during use.

【0003】(1)Mo、W等の固溶強化元素を多量に添加
する。
(1) A large amount of solid solution strengthening elements such as Mo and W are added.

【0004】(2)使用中にM23C6、M6C等の炭化物析出に
よる析出物分散強化を利用する。
(2) Utilizing precipitation dispersion strengthening by precipitation of carbides such as M 23 C 6 and M 6 C during use.

【0005】(3)析出物として、比較的微細に分散析出
し強度への寄与が大きいNb、V等の特殊炭化物を活用す
る。
(3) As precipitates, special carbides such as Nb and V which are relatively finely dispersed and largely contribute to strength are utilized.

【0006】(4)析出物としてMo等を含む金属間化合物
の析出分散強化を利用する。
(4) Utilization of precipitation dispersion strengthening of an intermetallic compound containing Mo as a precipitate.

【0007】(1)に関して、特開平10−287960
号公報にはMoとWの量を適正化し、高温強度を確保しよ
うとする技術が開示されている。また(2)に関しても、
特開平10−287960号公報にMoやWの量を適正化
することにより、M23C6の粗大化を抑制する技術が開示
されている。(3)に関しては、特公平4−59369号
公報に製造時の熱処理を適正化することにより、Nb、V
の析出物を微細かつ均一に分散析出させる技術が、(4)
に関しては、特開平3−274223号公報に製造時の
熱処理の適正化により、金属間化合物を分散析出される
技術が開示されている。
Regarding (1), Japanese Patent Laid-Open No. 10-287960
The publication discloses a technique for optimizing the amounts of Mo and W to secure high temperature strength. Also regarding (2),
Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-287960 discloses a technique for suppressing the coarsening of M 23 C 6 by optimizing the amounts of Mo and W. Regarding (3), by optimizing the heat treatment during manufacturing in Japanese Patent Publication No. 4-59369, Nb, V
The technology for finely and uniformly dispersing the precipitates of (4)
With regard to the above, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-274223 discloses a technique in which an intermetallic compound is dispersed and precipitated by optimizing a heat treatment during manufacturing.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、MoとWの量を
適正化し、高温強度を確保しようとする特開平10−2
87960号公報に記載の技術は、高価な元素であるMo
とWを多量に添加しているわりには、析出分散強化に比
べてその効果が小さく、コストパフォーマンスが低い。
一方、析出分散強化を利用する特開平10−28796
0号公報、特公平4−59369号公報、特開平3−2
74223号公報に記載の技術は、ある程度の温度、時
間までは固溶強化よりは効果的であるが、時間の経過と
共に析出物の粗大化が起こり、長時間使用する場合には
その効果に限界がある。
However, the amount of Mo and W is optimized so as to secure high temperature strength.
The technique described in Japanese Patent Publication No. 87960 is Mo which is an expensive element.
In spite of adding a large amount of and W, its effect is smaller than that of precipitation dispersion strengthening, and cost performance is low.
On the other hand, JP-A-10-28796 utilizing precipitation dispersion strengthening
No. 0, Japanese Patent Publication No. 4-59369, Japanese Patent Laid-Open No. 3-2
The technique described in Japanese Patent No. 74223 is more effective than solid solution strengthening up to a certain temperature and time, but coarsening of precipitates occurs over time, and the effect is limited when used for a long time. There is.

【0009】上記のように、従来の技術ではいくつかの
強化機構を複合的に組合せた場合でも、なおも十分なも
のとはなっていないのが現状である。
As described above, in the conventional technique, even if a plurality of reinforcing mechanisms are combined in a complex manner, they are still not sufficient.

【0010】したがって本発明の目的は、このような従
来技術の課題を解決し、高温での長時間の使用において
も強度の低下が少ない、高強度の耐熱鋼及びその製造方
法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a high-strength heat-resisting steel and a manufacturing method thereof, in which the strength is less likely to decrease even when used at a high temperature for a long time. is there.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るための本発明の特徴は以下の通りである。
The features of the present invention for solving the above problems are as follows.

【0012】(1) 質量%で、C:0.02〜0.1%、Si:
0.6%以下、Mn:0.5〜2%、Cr:0.5〜15%、Mo:0.1〜1
%、W:0〜2%、Ti:0.01〜 0.1%、Nb:0〜0.2%、V:0〜
0.1%を含有し、残部が実質的にFeからなり、金属組織が
実質的にフェライト単相であり、MoとTiとを基本として
含有する粒径10nm未満の炭化物が分散析出し、前記炭化
物の個数がTiNを除いた全析出物の個数の80%以上であ
ることを特徴とする、高強度フェライト系耐熱鋼。
(1) C: 0.02 to 0.1% by mass%, Si:
0.6% or less, Mn: 0.5-2%, Cr: 0.5-15%, Mo: 0.1-1
%, W: 0 to 2%, Ti: 0.01 to 0.1%, Nb: 0 to 0.2%, V: 0 to
Containing 0.1%, the balance substantially consisting of Fe, the metal structure is substantially ferrite single phase, the carbide having a particle size of less than 10 nm containing Mo and Ti as a base is dispersed and precipitated, and the carbide High-strength ferritic heat-resistant steel, characterized in that the number is 80% or more of the total number of precipitates excluding TiN.

【0013】(2) 成形された鋼材を加熱温度:950
℃以上に再加熱し、再加熱後の冷却を、冷却開始温度:
Ar3点以上、冷却終了温度:550〜700℃、冷却速度2℃/s
以上で冷却し、前記冷却終了後600s以内に、550〜700
℃で30s以上保持し、その後空冷することを特徴とす
る、(1)に記載の高強度フェライト系耐熱鋼の製造方
法。
(2) Heating temperature of the formed steel material: 950
Reheating to ℃ or above, cooling after reheating, cooling start temperature:
Ar 3 points or more, cooling end temperature: 550 to 700 ℃, cooling rate 2 ℃ / s
Cool the above, within 550 seconds after the end of the cooling, 550 ~ 700
The method for producing a high-strength ferritic heat-resistant steel as set forth in (1), which is characterized by holding at 30 ° C. for 30 s or more and then air cooling.

【0014】(3) 鋼を加熱温度:950℃以上、圧延
仕上温度:Ar3点以上で熱間圧延し、熱間圧延後の冷却
を、冷却開始温度:Ar3点以上、冷却終了温度:550〜70
0℃、冷却速度2℃/s以上で加速冷却し、前記加速冷却終
了後600s以内に、550〜700℃で30s以上保持し、その
後空冷することを特徴とする、(1)に記載の高強度フ
ェライト系耐熱鋼の製造方法。
(3) Steel is hot-rolled at a heating temperature of 950 ° C. or higher and a rolling finishing temperature: Ar 3 points or higher, and cooling after hot rolling is performed by cooling start temperature: Ar 3 points or higher, cooling end temperature: 550-70
Accelerated cooling at 0 ° C. and a cooling rate of 2 ° C./s or more, holding at 550 to 700 ° C. for 30 s or more within 600 s after completion of the accelerated cooling, and then performing air cooling, high temperature according to (1) Method for producing high-strength ferritic heat-resistant steel.

【0015】(4) 鋼を加熱温度:950℃以上、圧延
仕上温度:Ar3点以上で熱間圧延し、熱間圧延後の冷却
を、冷却開始温度:Ar3点以上、冷却終了温度:600〜70
0℃、冷却速度2℃/s以上で加速冷却し、その後空冷する
ことを特徴とする、(1)記載の高強度フェライト系耐
熱鋼の製造方法。
(4) Steel is hot-rolled at a heating temperature of 950 ° C. or higher and a rolling finishing temperature: Ar 3 points or more, and cooling after hot rolling is performed by cooling start temperature: Ar 3 points or more, cooling end temperature: 600-70
The method for producing a high-strength ferritic heat-resistant steel as described in (1), characterized in that accelerated cooling is performed at 0 ° C. and a cooling rate of 2 ° C./s or more, and then air cooling is performed.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明者らは、高温強度を確保す
る方法として、従来にはない熱的に非常に安定な析出物
を用いることに着目し、種々の析出物の熱的安定性を評
価し、700℃以下の温度であれば、製造時に析出させた
時の大きさがほとんど変化せず、したがって強度低下も
ほとんど起こらない析出物として、MoとTiの複合炭化物
が適していることを見出した。さらに、本析出物を製造
時に安定的かつ均一微細に分散析出させる方法を見出し
た。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As a method for ensuring high temperature strength, the inventors of the present invention have noticed that unprecedented thermally extremely stable precipitates are used, and the thermal stability of various precipitates is improved. If the temperature is 700 ° C or less, the composite carbide of Mo and Ti is suitable as a precipitate that hardly changes in size when precipitated during production and therefore hardly causes strength reduction. Found. Furthermore, the inventors have found a method of stably and uniformly dispersing and precipitating the present precipitate during production.

【0017】以下、本発明の高強度耐熱鋼について詳し
く説明する。
The high strength heat resistant steel of the present invention will be described in detail below.

【0018】本発明で用いる析出物は、MoとTiとを基本
として含有する粒径10nm未満の炭化物とする。この極め
て微細な析出物による分散強化の効果により高強度化が
達成される。また、この析出物は熱的に非常に安定であ
り、700℃以下の温度域ではほとんど粗大化しないこと
で高温強度が確保される。MoおよびTiはそれぞれ鋼中で
炭化物を形成する元素であり、その炭化物の析出により
鋼を強化することは従来より行われているが、本発明で
はMoとTiを複合添加して、MoとTiとを基本として含有す
る複合炭化物を鋼中に微細析出させることにより、Moお
よび/またはTi単独の析出強化の場合に比べて、より大
きな強度向上効果、熱的安定性を得ることが特徴であ
る。
The precipitate used in the present invention is a carbide containing Mo and Ti as a base and having a particle size of less than 10 nm. High strength is achieved by the effect of dispersion strengthening by this extremely fine precipitate. Further, this precipitate is very stable thermally, and high temperature strength is secured by hardly coarsening in the temperature range of 700 ° C or lower. Mo and Ti are elements that form carbides in the steel, and it has been conventionally performed to strengthen the steel by precipitation of the carbides.However, in the present invention, Mo and Ti are added in combination to obtain Mo and Ti. Characteristically, by finely precipitating a composite carbide containing as a base material in steel, a greater strength improving effect and thermal stability are obtained compared with the case of precipitation strengthening Mo and / or Ti alone. .

【0019】MoとTiとを基本として含有する複合炭化物
は、Mo、Ti、Cのみで構成される場合は、MoとTiとの合
計量とC量とが原子比でほぼ1:1でNaCl型として
化合しているものであり、高強度化には非常に効果があ
るが、鋼材中のTiの含有量が多くなる程、加熱時にTiの
炭化物の溶け残りが生じ、高強度化が頭打ちとなる問題
がある。本発明ではMo、Ti、Cのみで構成される複合炭
化物において、ある程度の量のTiが炭化物中に含有され
ていれば、他の元素もTiと同様の働きをし、微細析出物
の生成に寄与することを見出した。すなわち、Nbおよび
/またはVを添加することにより、MoとTiとNbおよび/
またはVとを含む複合炭化物が析出することを見出し
た。
When the composite carbide containing Mo and Ti as a base is composed of only Mo, Ti, and C, the total amount of Mo and Ti and the amount of C are approximately 1: 1 in atomic ratio, and NaCl. These are compounded as a mold, and are extremely effective in strengthening, but as the content of Ti in the steel material increases, undissolved carbides of Ti will be generated during heating, and strengthening will reach the ceiling. There is a problem that becomes. In the present invention, in the composite carbide composed only of Mo, Ti, C, if a certain amount of Ti is contained in the carbide, other elements also have the same function as Ti, and in the formation of fine precipitates. It was found to contribute. That is, by adding Nb and / or V, Mo, Ti, Nb and / or
It was also found that a composite carbide containing V or V was precipitated.

【0020】さらに、本発明のMoとTiとNbおよび/また
はVとを含む複合炭化物は、Moの一部をWと置換可能であ
る。WはMoと質量%比で2対1の割合で置き換えが可能
な元素であり、Moと、Wと、Tiと、を含む微細な複合炭
化物、またはMoと、Wと、Tiと、Nbおよび/またはVとを
含む微細な複合炭化物を形成し、強度上昇に大きく寄与
する。
Further, in the composite carbide containing Mo, Ti, Nb and / or V of the present invention, a part of Mo can be replaced with W. W is an element that can be replaced with Mo in a mass ratio of 2 to 1, and is a fine composite carbide containing Mo, W, and Ti, or Mo, W, Ti, Nb, and It forms a fine composite carbide containing V and / or V, and greatly contributes to the increase in strength.

【0021】次に、この微細析出物を鋼材中に均一に分
散析出させるためには、母相の組織が実質的にフェライ
ト単相であることが好ましいことを説明する。
Next, in order to uniformly disperse and precipitate the fine precipitates in the steel material, it is preferable that the structure of the parent phase is substantially a ferrite single phase.

【0022】本発明の微細析出物は、オーステナイトが
フェライトに変態するのと同時に析出する、いわゆる相
界面析出型の析出物であるため、母相組織のフェライト
分率が高いほどその析出強化能は効率的に発揮されるこ
とになる。一方、オーステナイトから直接ベイナイトま
たはマルテンサイトへ変態するような温度域に急冷した
場合は、本発明の微細析出物が析出する代わりに、炭化
物として粗大なセメンタイトの方が優先的に析出してし
まい、高強度化が達成されない。また、母相が部分的に
ベイナイトとなり、セメンタイトが析出している部分の
割合が多い場合、微細析出物が同時に存在しても、その
粗大化が起こる現象が認められる。したがって、微細析
出物を鋼材中に均一に析出させ、かつ粗大化の抑制を図
ろうとした場合は、母相が実質的にフェライト単相であ
る必要がある。しかし、フェライト以外の組織の体積分
率が低い場合は影響が無視できるため、トータルの体積
分率で10%以下の他の金属組織を、すなわちベイナイ
ト、マルテンサイト、セメンタイト、パーライト等を、
1種または2種以上を含有してもよい。
Since the fine precipitates of the present invention are so-called phase interface precipitation type precipitates which are precipitated at the same time that austenite is transformed into ferrite, the higher the ferrite fraction of the matrix phase structure, the higher the precipitation strengthening ability. It will be demonstrated efficiently. On the other hand, when rapidly cooled to a temperature range where it transforms directly from austenite to bainite or martensite, instead of depositing the fine precipitates of the present invention, coarse cementite as carbides preferentially precipitates, High strength cannot be achieved. Further, when the matrix is partially bainite and the ratio of the portion where cementite is precipitated is large, a phenomenon in which coarsening occurs even if fine precipitates are present at the same time is observed. Therefore, in order to uniformly precipitate fine precipitates in the steel material and suppress coarsening, it is necessary that the matrix phase is substantially a ferrite single phase. However, if the volume fraction of the structure other than ferrite is low, the effect can be ignored, so other metal structures with a total volume fraction of 10% or less, namely bainite, martensite, cementite, pearlite, etc.,
You may contain 1 type (s) or 2 or more types.

【0023】本発明の鋼は母相が実質的にフェライト単
相であり、母相中にMoとTiとを基本として含有する複合
炭化物(Moと、Tiと、を含む複合炭化物、Moと、Tiと、
Nbおよび/またはVと、を含む複合炭化物、Moと、Wと、
Tiと、を含む複合炭化物、Moと、Wと、Tiと、Nbおよび
/またはVと、を含む複合炭化物)が分散析出している
ものであるが、析出物として上記の複合炭化物以外にTi
N、NbTiCN等の析出物も含有している。その他の析出物
も本発明の高強度化の効果を損なわない限り含有可能で
ある。ただし前記の従来にない析出強化の効果を得るた
めには、析出物の個数のうち、80%以上が粒径10nm未満
のMoとTiとを基本として含有する炭化物を含む複合炭化
物であることが必要である。好ましくは95%以上とす
る。TiNは、MoとTiとを基本として含有する複合炭化物
よりも安定であり必ず析出しているので前記の析出物の
個数から除くものとする。TiNは形状が立方体状である
ので、容易に他の析出物と区別可能である。
In the steel of the present invention, the matrix phase is substantially a ferrite single phase, and the compound carbide containing Mo and Ti in the matrix basically (composite carbide containing Mo and Ti, Mo, Ti and
A composite carbide containing Nb and / or V, Mo, W, and
A composite carbide containing Ti, Mo, W, Ti, and a composite carbide containing Nb and / or V) are dispersed and precipitated, but as a precipitate, other than the above composite carbide, Ti
It also contains precipitates such as N and NbTiCN. Other precipitates may be contained as long as they do not impair the effect of increasing the strength of the present invention. However, in order to obtain the above-described effect of precipitation strengthening that is not conventional, 80% or more of the number of precipitates is a composite carbide containing carbides that basically contain Mo and Ti having a particle size of less than 10 nm. is necessary. It is preferably 95% or more. Since TiN is more stable than the composite carbide containing Mo and Ti as a base and is always precipitated, it is excluded from the number of the above-mentioned precipitates. Since TiN has a cubic shape, it can be easily distinguished from other precipitates.

【0024】析出強化を最大限に利用するためには、炭
化物を形成する元素の含有量の割合を以下のように制限
することが望ましい。すなわち、原子%でのC量とM
o、Ti、W、Nb、Vの合計量の比である、C/(M
o+Ti+W+Nb+V)は0.5〜3.0が好ましい。
本発明の複合析出物による析出強化を有効に利用するた
めには、C量と炭化物形成元素であるMo、Ti、W、
Nb、V量の関係が重要であり、これらの元素を適正な
バランスのもとで添加することによって、熱的に安定か
つ非常に微細な複合析出物を得ることが出来る。
In order to make the most of the precipitation strengthening, it is desirable to limit the content ratio of the elements forming the carbide as follows. That is, C content and M in atomic%
C / (M, which is the ratio of the total amount of o, Ti, W, Nb, and V
o + Ti + W + Nb + V) is preferably 0.5 to 3.0.
In order to effectively utilize the precipitation strengthening by the composite precipitate of the present invention, the C content and the carbide forming elements Mo, Ti, W,
The relationship between the amounts of Nb and V is important, and by adding these elements in a proper balance, a thermally stable and extremely fine composite precipitate can be obtained.

【0025】次に、本発明の高強度耐熱鋼の化学成分に
ついて説明する。
Next, the chemical composition of the high strength heat resistant steel of the present invention will be described.

【0026】C:0.02〜0.1%とする。Cは炭化物として析
出強化に寄与する元素であるが、0.02%未満では析出強
化に必要な複合炭化物を得る事ができず、十分な強度が
確保できない。0.1%を超えるとフェライト以外の低温変
態相が容易に生成するため、C含有量を0.02〜0.1%に規
定する。
C: 0.02 to 0.1% C is an element that contributes to precipitation strengthening as a carbide, but if it is less than 0.02%, a composite carbide required for precipitation strengthening cannot be obtained and sufficient strength cannot be secured. If it exceeds 0.1%, a low-temperature transformation phase other than ferrite easily forms, so the C content is specified to be 0.02 to 0.1%.

【0027】Si:0.6%以下とする。Siは脱酸と固溶強
化のために添加するが、0.6%を超えるとAr3点を上昇さ
せて高温析出を助長し、析出物の粗大化を招くので、Si
含有量を0.6%以下に規定する。
Si: 0.6% or less. Si is added for deoxidation and solid solution strengthening, but if it exceeds 0.6%, it raises the Ar 3 point to promote high temperature precipitation and causes coarsening of the precipitate.
The content is specified to be 0.6% or less.

【0028】Mn:0.5〜2%とする。Mnは固溶強化とAr3
低下のために添加するが、0.5%未満ではその効果が十分
でなく、2%を超えると低温変態相が生成しやすくなり、
フェライト以外の相が容易に生成するので、Mn含有量を
0.5〜2%に規定する。
Mn: 0.5 to 2% Mn is added for solid solution strengthening and Ar 3 point reduction, but if it is less than 0.5%, its effect is not sufficient, and if it exceeds 2%, a low temperature transformation phase is likely to be generated,
Since the phases other than ferrite easily form, change the Mn content.
Specify 0.5 to 2%.

【0029】Cr:0.5〜15%とする。Crは高温での酸化お
よび腐食を防止するために添加するが、0.5%未満ではそ
の効果が十分には得られない。使用温度と環境により添
加量は適宜調整することは可能であるが15%を超えると
溶接性、靭性等の強度、耐食性以外の特性を損ねるた
め、Cr含有量を0.5〜15%に規定する。
Cr: 0.5 to 15% Cr is added to prevent oxidation and corrosion at high temperatures, but if it is less than 0.5%, its effect cannot be sufficiently obtained. The addition amount can be appropriately adjusted depending on the use temperature and environment, but if it exceeds 15%, properties other than weldability, toughness, etc., and properties other than corrosion resistance are impaired, so the Cr content is specified to be 0.5-15%.

【0030】Mo:0.1〜1%とする。Moは本発明において
重要な元素であり、MoとTiとを基本として含有する微細
な複合炭化物を形成し、強度上昇に大きく寄与する。0.
1%未満では析出強化に必要な複合炭化物を得る事ができ
ず、十分な強度が確保できない。1%を超えるとフェライ
ト以外の低温変態相が容易に生成するため、Mo含有量を
0.02〜0.4%に規定する。
Mo: 0.1 to 1%. Mo is an important element in the present invention, and forms a fine composite carbide containing Mo and Ti as a base, and greatly contributes to the increase in strength. 0.
If it is less than 1%, the composite carbide required for precipitation strengthening cannot be obtained, and sufficient strength cannot be secured. If it exceeds 1%, a low temperature transformation phase other than ferrite easily forms, so the Mo content should be
Specify from 0.02 to 0.4%.

【0031】Ti:0.01〜0.1%とする。TiはMoと同様に本
発明において重要な元素であり、Moと複合炭化物を形成
し、強度上昇に大きく寄与する。0.01%未満では、析出
強化に必要な複合炭化物を得る事ができず、十分な強度
が確保できない。0.1%を超えて添加しても加熱時炭化物
の溶け残りが生じて強度上昇効果が飽和するため、Ti含
有量は0.01〜0.1%に規定する。
Ti: 0.01 to 0.1%. Ti, like Mo, is an important element in the present invention, forms a complex carbide with Mo, and greatly contributes to the increase in strength. If it is less than 0.01%, the composite carbide required for precipitation strengthening cannot be obtained, and sufficient strength cannot be secured. Even if added in excess of 0.1%, undissolved carbides will remain during heating and the strength increasing effect will be saturated, so the Ti content is specified to be 0.01 to 0.1%.

【0032】Nb:0〜0.2%とする。Nbは組織の微細粒化
により靭性を向上させるが、Ti及びMo、Wと共に複合炭
化物を形成し、強度上昇に寄与する。しかし、0.2%を超
えるとフェライト以外の低温変態相が容易に生成するた
め、Nbを含有する場合は含有量を0〜0.2%に規定する。
Nb: 0 to 0.2% Nb improves toughness by making the structure finer, but forms a composite carbide with Ti, Mo, and W, and contributes to strength increase. However, if it exceeds 0.2%, a low-temperature transformation phase other than ferrite easily forms, so when Nb is contained, the content is specified to be 0 to 0.2%.

【0033】V:0〜0.1%とする。VもNbと同様にTi及びM
o、Wと共に複合析出物を形成し、強度上昇に寄与する。
しかし、0.1%を超えるとフェライト以外の低温変態相が
容易に生成するため、Vを含有する場合は含有量を0〜0.
1%に規定する。
V: 0 to 0.1% V is Ti and M as well as Nb
It forms a complex precipitate with o and W and contributes to the strength increase.
However, if it exceeds 0.1%, a low-temperature transformation phase other than ferrite easily forms, so when V is contained, the content is 0 to 0.
Specify 1%.

【0034】W:0〜2%とする。WはMoと質量%比で2対
1の割合で置き換えが可能な元素であり、Moと、Wと、T
iとを基本として含有する微細な複合炭化物を形成し、
強度上昇に大きく寄与する。2%を超えるとフェライト以
外の低温変態相が容易に生成するため、Wを含有する場
合は含有量を0〜2%に規定する。
W: 0 to 2% W is an element that can be replaced with Mo in a mass ratio of 2: 1, and Mo, W, and T
to form a fine composite carbide containing i and
It greatly contributes to the strength increase. If it exceeds 2%, a low temperature transformation phase other than ferrite is easily formed, so when W is contained, the content is specified to be 0 to 2%.

【0035】上記以外の残部は実質的にFeからなる。
残部が実質的にFeからなるとは、本発明の作用効果を
無くさない限り、不可避不純物をはじめ、他の微量元素
を含有するものが本発明の範囲に含まれ得ることを意味
する。
The balance other than the above is substantially Fe.
The fact that the balance consists essentially of Fe means that those containing other trace elements including unavoidable impurities can be included in the scope of the present invention unless the effects of the present invention are lost.

【0036】次に、本発明の高強度耐熱鋼の製造方法に
ついて説明する。
Next, a method for producing the high strength heat resistant steel of the present invention will be described.

【0037】本発明の高強度耐熱鋼は上記の成分組成を
有する鋼を用い、通常の成形方法を用いて鋼材を製造し
た後、成形された鋼材を、再加熱温度:950℃以上、再
加熱後の冷却を、冷却開始温度:Ar3点以上、冷却終了
温度:550〜700℃、冷却速度2℃/s以上で冷却し、前記
冷却終了後600s以内に、550〜700℃で30s以上保持
し、その後空冷することで、MoとTiとを基本として含有
する微細な複合炭化物を分散析出させて製造できる(第
一の製造方法)。また、上記の成分組成を有する鋼を用
い、加熱温度:950℃以上、圧延仕上(終了)温度:Ar3
以上で熱間圧延を行い、熱間圧延後の加速冷却を、冷却
開始温度:Ar3点以上、冷却速度:2℃/s以上、冷却終了
温度:550〜700℃で行い、加速冷却終了から600s以内
に、550〜700℃で30s以上保持することで、MoとTiとを
基本として含有する微細な複合炭化物を分散析出させて
製造できる(第二の製造方法)。また、上記の成分組成
を有する鋼を用い、加熱温度:950℃以上、圧延仕上(終
了)温度:Ar3点以上で熱間圧延を行い、熱間圧延後の加
速冷却を、冷却開始温度:Ar3点以上、冷却速度:2℃/s
以上、冷却終了温度:600〜700℃で行い、加速冷却終了
後に空冷することで、MoとTiとを基本として含有する微
細な複合炭化物を分散析出させて製造できる(第三の製
造方法)。
The high-strength heat-resistant steel of the present invention uses a steel having the above-described composition and is manufactured by a conventional forming method, and then the formed steel material is reheated at a reheating temperature of 950 ° C. or higher. Subsequent cooling is performed at a cooling start temperature of Ar 3 points or more, a cooling end temperature of 550 to 700 ° C., and a cooling rate of 2 ° C./s or more. Within 600 s after completion of the cooling, hold at 550 to 700 ° C. for 30 s or more. Then, by cooling with air, fine composite carbide containing Mo and Ti as a base can be dispersed and precipitated to be manufactured (first manufacturing method). Further, using a steel having the above-mentioned composition, heating temperature: 950 ° C. or higher, rolling finishing (end) temperature: hot rolling with Ar 3 points or more, accelerated cooling after hot rolling, cooling start temperature: Ar 3 points or more, cooling rate: 2 ° C / s or more, cooling end temperature: 550 to 700 ° C, and by holding at 550 to 700 ° C for 30s or more within 600s from the end of accelerated cooling, Mo and Ti are combined. It can be manufactured by dispersing and precipitating the fine composite carbide contained as a base (second manufacturing method). Further, using a steel having the above-mentioned composition, heating temperature: 950 ° C. or higher, rolling finishing (end) temperature: hot rolling with Ar 3 points or more, accelerated cooling after hot rolling, cooling start temperature: Ar 3 points or more, cooling rate: 2 ℃ / s
As described above, by performing cooling at a cooling end temperature of 600 to 700 ° C. and air-cooling after completion of accelerated cooling, it is possible to disperse and precipitate fine composite carbide containing Mo and Ti as a base (third manufacturing method).

【0038】以下、各製造方法について詳しく説明す
る。まず、第一の製造方法を説明する。
Each manufacturing method will be described in detail below. First, the first manufacturing method will be described.

【0039】成形工程:耐熱鋼の通常の製造方法を用い
て鋼材の成形を行なう。通常の耐熱鋼は成形後、焼なら
し、焼戻し処理を行なうが、本発明では以下の熱処理を
行なうことで鋼材を高強度化する。
Forming step: A steel material is formed by using a normal method for producing heat-resistant steel. Ordinary heat-resisting steel is subjected to normalizing and tempering treatments after forming, but in the present invention, the steel material is strengthened by performing the following heat treatment.

【0040】再加熱温度:950℃以上とする。成形され
た鋼材の再加熱温度が950℃未満では炭化物の固溶が不
十分で必要な強度が得られないので、950℃以上とす
る。
Reheating temperature: 950 ° C. or higher. If the reheating temperature of the formed steel material is lower than 950 ° C, the solid solution of carbide is insufficient and the required strength cannot be obtained.

【0041】再加熱後の冷却については、放冷または徐
冷を行うと高温域から析出物が析出するので、析出物が
容易に粗大化し強度が低下する。従って、析出強化に最
適な温度まで急冷(加速冷却)を行い、高温域からの析
出を防止する。冷却方法については水冷設備等、任意の
冷却設備を用いることが可能である。加速冷却後、550
〜700℃で一定以上の時間保持してMoとTiとを基本とし
て含有する複合炭化物を析出させる。
As for cooling after reheating, if cooling is carried out by cooling or gradual cooling, precipitates are precipitated from a high temperature range, so the precipitates are easily coarsened and the strength is lowered. Therefore, rapid cooling (accelerated cooling) is performed to an optimum temperature for precipitation strengthening to prevent precipitation from a high temperature range. As for the cooling method, any cooling equipment such as water cooling equipment can be used. After accelerated cooling, 550
The composite carbide containing Mo and Ti as a base is precipitated by holding at a temperature of 700 ° C. for a certain period of time or more.

【0042】具体的には、冷却を、冷却開始温度:Ar3
点以上、冷却速度:2℃/s以上、冷却終了温度:550〜70
0℃で行い、加速冷却終了から600s以内に、550〜700℃
で30s以上保持する。Ar3点から700℃の温度域での冷却
速度が2℃/s未満であると、炭化物が析出して粗大化す
るため、この範囲を2℃/s以上で冷却する必要がある。
しかし550℃未満まで冷却すると、ベイナイトまたはマ
ルテンサイト変態が進行するため、冷却終了温度は550
〜700℃とする。加速冷却後に550〜700℃で30s以上保
持する。この温度範囲に保持するために適宜加熱、冷却
等の手段を用いる事ができる。30s以上保持することに
より、MoとTiとを基本として含有する析出物が分散析出
したフェライト単一組織を得ることができる。550℃未
満ではベイナイトが生成し、700℃を超えると析出物が
粗大化して十分な強度が得られないため、保持温度を55
0〜700℃とする。550〜700℃で保持できれば、この温度
範囲内で昇温または降温することは差し支えなく、必ず
しも一定温度で保持する必要はない。また、保持時間が
30s未満ではフェライト変態が完了せず、その後の冷却
でベイナイトまたはパーライトを生成するため、保持時
間は30s以上とする。なお、550〜700℃での保持によっ
てフェライト変態が完了していれば、その後の冷却速度
は任意の速度で構わない。ただし、冷却終了後、空冷に
より温度が低下して550℃未満の状態が600sを超えて継
続すると、ベイナイト変態が進行するので、加速冷却終
了から600s以内に、550〜700℃で30s以上保持する必
要がある。高温保持のためには雰囲気加熱、誘導加熱等
の任意の設備を用いれば良い。
Specifically, the cooling is started at a cooling start temperature: Ar 3
Point or more, cooling rate: 2 ℃ / s or more, cooling end temperature: 550 to 70
Performed at 0 ℃, within 600s after the completion of accelerated cooling, 550-700 ℃
Hold for 30s or more. If the cooling rate in the temperature range from Ar 3 point to 700 ° C. is less than 2 ° C./s, carbide precipitates and coarsens. Therefore, it is necessary to cool this range at 2 ° C./s or more.
However, when cooled to below 550 ° C, bainite or martensite transformation proceeds, so the cooling end temperature is 550
~ 700 ℃ After accelerated cooling, hold at 550-700 ° C for 30s or longer. Means such as heating and cooling can be appropriately used to maintain the temperature range. By holding for 30 s or more, it is possible to obtain a ferrite single structure in which precipitates containing Mo and Ti as a base are dispersed and precipitated. If the temperature is lower than 550 ° C, bainite is formed, and if it exceeds 700 ° C, the precipitates become coarse and sufficient strength cannot be obtained.
0 to 700 ° C. If it can be maintained at 550 to 700 ° C, the temperature can be raised or lowered within this temperature range, and it is not always necessary to maintain it at a constant temperature. Also, the retention time
If it is less than 30 s, the ferrite transformation is not completed, and bainite or pearlite is generated in the subsequent cooling, so the holding time is set to 30 s or more. If the ferrite transformation is completed by holding at 550 to 700 ° C, the subsequent cooling rate may be any rate. However, after the cooling is finished, if the temperature drops due to air cooling and the state of less than 550 ° C continues for more than 600s, bainite transformation proceeds. There is a need. To maintain the high temperature, any equipment such as atmosphere heating and induction heating may be used.

【0043】次に第二の製造方法を説明する。第二の製
造方法は鋼材の成形工程として熱間圧延を以下の条件で
行ない、冷却工程以降を第一の製造方法と同様に行なう
ものである。
Next, the second manufacturing method will be described. In the second manufacturing method, hot rolling is performed under the following conditions as a steel material forming step, and the cooling step and the subsequent steps are performed in the same manner as the first manufacturing method.

【0044】加熱温度:950℃以上とする。加熱温度が9
50℃未満では炭化物の固溶が不十分で必要な強度が得ら
れないので、950℃以上とする。
Heating temperature: 950 ° C. or higher. The heating temperature is 9
If the temperature is less than 50 ° C, the solid solution of carbide is insufficient and the required strength cannot be obtained.

【0045】圧延仕上(終了)温度:Ar3点以上とする。A
r3点未満であると、冷却開始温度もAr3点未満となり、
炭化物が析出して粗大化するため、圧延仕上温度をAr3
点以上とする。
Rolling finishing (end) temperature: Ar 3 points or more. A
If it is less than r 3 points, the cooling start temperature will also be less than Ar 3 points,
Since carbides precipitate and coarsen, the rolling finish temperature is set to Ar 3
It is more than a point.

【0046】熱間圧延後の加速冷却の冷却開始温度:Ar
3点以上、冷却速度:2℃/s以上、冷却終了温度:550〜7
00℃とする。Ar3点から700℃の温度域での冷却速度が2
℃/s未満であると、炭化物が析出して粗大化するため、
この範囲を2℃/s以上で冷却する必要がある。しかし550
℃未満まで冷却すると、ベイナイトまたはマルテンサイ
ト変態が進行するため、冷却終了温度は550〜700℃とす
る。
Cooling start temperature of accelerated cooling after hot rolling: Ar
3 points or more, cooling rate: 2 ° C / s or more, cooling end temperature: 550 to 7
Set to 00 ° C. The cooling rate in the temperature range from Ar 3 point to 700 ° C is 2
If it is less than ° C / s, carbides precipitate and coarsen,
It is necessary to cool this range at 2 ° C / s or more. But 550
Bainite or martensitic transformation proceeds when cooled to below ℃, so the cooling end temperature is set to 550 to 700 ℃.

【0047】加速冷却終了から600s以内に、550〜700
℃で30s以上保持する。30s以上保持することにより、
MoとTiとを基本として含有する析出物が分散析出したフ
ェライト単一組織を得ることができる。550℃未満では
ベイナイトが生成し、700℃を超えると析出物が粗大化
して十分な強度が得られないため、保持温度を550〜700
℃とする。
Within 600 seconds after the completion of accelerated cooling, 550 to 700
Hold at ℃ for 30s or more. By holding for 30s or more,
It is possible to obtain a ferrite single structure in which precipitates containing Mo and Ti as a base are dispersed and precipitated. If the temperature is lower than 550 ° C, bainite is generated, and if it exceeds 700 ° C, the precipitates become coarse and sufficient strength cannot be obtained.
℃.

【0048】次に第三の製造方法を説明する。第三の製
造方法は、成形工程までは第二の製造方法と共通である
ことから、冷却方法のみ説明する。
Next, the third manufacturing method will be described. Since the third manufacturing method is common to the second manufacturing method up to the molding step, only the cooling method will be described.

【0049】熱間圧延後の加速冷却を、冷却開始温度:
Ar3点以上、冷却速度:2℃/s以上、冷却終了温度:600
〜700℃で行い、次いで空冷する。Ar3点から700℃の温
度域での冷却速度が2℃/s未満であると、炭化物が析出
して粗大化するため、この範囲を2℃/s以上で冷却する
必要がある。従って冷却終了温度は700℃以下とする。
上記のように、加速冷却終了後、550〜700℃で一定以上
の時間保持することで炭化物を微細に析出させる必要が
あり、第三の製造方法では空冷することにより炭化物を
析出させる。600℃以上から空冷するのであれば、550〜
700℃での保持時間が十分確保できるので、冷却終了温
度は600℃以上とする。従って、冷却終了温度を600〜70
0℃として、その後空冷することで、MoとTiとを基本と
して含有する微細な複合炭化物を析出させて、本発明の
高強度耐熱鋼を得る事ができる。
For the accelerated cooling after hot rolling, the cooling start temperature:
Ar 3 points or more, cooling rate: 2 ° C / s or more, cooling end temperature: 600
Perform at ~ 700 ° C, then air cool. If the cooling rate in the temperature range from Ar 3 point to 700 ° C. is less than 2 ° C./s, carbide precipitates and coarsens. Therefore, it is necessary to cool this range at 2 ° C./s or more. Therefore, the cooling end temperature should be 700 ° C or less.
As described above, after the accelerated cooling is completed, it is necessary to finely precipitate the carbides by maintaining the temperature at 550 to 700 ° C. for a certain time or longer, and in the third manufacturing method, the carbides are precipitated by air cooling. If air cooling from 600 ° C or higher, 550 ~
Since the holding time at 700 ℃ can be sufficiently secured, the cooling end temperature should be 600 ℃ or higher. Therefore, the cooling end temperature should be 600-70
By setting the temperature to 0 ° C. and then air-cooling, fine composite carbide containing Mo and Ti as a base is precipitated, and the high-strength heat-resistant steel of the present invention can be obtained.

【0050】上記の成分組成の鋼を用いて、上記の製造
方法で製造された本発明の鋼は、MoとTiとを基本として
含有する微細な複合炭化物がフェライト組織中に分散析
出しているので700℃以下の温度範囲で高強度を有す
る。
In the steel of the present invention produced by the above-mentioned production method using the steel having the above component composition, fine composite carbides containing Mo and Ti as basic elements are dispersed and precipitated in the ferrite structure. Therefore, it has high strength in the temperature range of 700 ° C or less.

【0051】[0051]

【実施例】表1に本実施例で用いた供試鋼(符号A〜
J)の成分を示す(表1に表示しない残部は実質的にFe
および不可避不純物よりなる)。符号A、C、E、G、
Iは化学成分が本発明範囲であり、符号B、D、F、
H、Jは比較例としての従来鋼である。符号A、Bは1%
Cr系鋼、符号C、Dは2.25%Cr系鋼、符号E、Fは5%Cr
系鋼、符号G、Hは9%Cr系鋼、符号I、Jは12%Cr系鋼
である。これらの化学成分を有する鋳片を加熱後、圧
延、冷却して、板厚12mmの鋼板を製造した。
[Examples] Table 1 shows the test steels used in this example (reference A to A).
J)) (the balance not shown in Table 1 is substantially Fe)
And unavoidable impurities). Reference signs A, C, E, G,
I has a chemical component within the scope of the present invention, and has the symbols B, D, F,
H and J are conventional steels as comparative examples. Symbols A and B are 1%
Cr-based steel, symbols C and D are 2.25% Cr-based steel, symbols E and F are 5% Cr
System steels, reference symbols G and H are 9% Cr system steels, and reference symbols I and J are 12% Cr system steels. A slab containing these chemical components was heated, rolled, and cooled to produce a steel plate having a plate thickness of 12 mm.

【0052】[0052]

【表1】 [Table 1]

【0053】本発明例である符号Aの鋼板は発明の実施
の形態で述べた第一の製造方法で製造したものであり、
符号C、G、Iの鋼板は第二の製造方法、符号Eの鋼板
は第三の製造方法で製造したものである。比較例である
符号B、D、F、H、Jの鋼板は、従来の耐熱鋼の製造
方法である、焼ならし、焼戻しプロセスにより製造し
た。なお、符号A、B、D、F、H、Jの鋼板は、加熱
温度1250℃、圧延仕上温度約900℃、圧延仕上後の冷却
は室温まで空冷の工程で板厚12mmまで圧延した鋼板を、
再加熱して製造したものである。各鋼板の製造条件を表
2、表3、表4に示す。
The steel sheet with the code A which is an example of the present invention is manufactured by the first manufacturing method described in the embodiment of the invention,
The steel plates designated by the reference signs C, G, and I are manufactured by the second manufacturing method, and the steel plate designated by the reference sign E is manufactured by the third manufacturing method. The steel plates with reference numerals B, D, F, H, and J, which are comparative examples, were manufactured by a normalizing and tempering process, which is a conventional heat-resistant steel manufacturing method. In addition, the steel plates with the reference numerals A, B, D, F, H, and J are heating temperatures of 1250 ° C., rolling finishing temperature of about 900 ° C., and cooling after the rolling finishing is performed by air cooling to room temperature. ,
It is manufactured by reheating. The production conditions of each steel sheet are shown in Tables 2, 3 and 4.

【0054】[0054]

【表2】 [Table 2]

【0055】[0055]

【表3】 [Table 3]

【0056】[0056]

【表4】 [Table 4]

【0057】製造した各鋼板のミクロ組織を観察し、特
性として、試験温度600℃または650℃における104時間
のクリープ破断強度を評価した。これらの結果を表5に
示す。
The microstructure of each manufactured steel sheet was observed and the creep rupture strength at a test temperature of 600 ° C. or 650 ° C. for 10 4 hours was evaluated as a property. The results are shown in Table 5.

【0058】[0058]

【表5】 [Table 5]

【0059】ミクロ組織は、光学顕微鏡、透過型電子顕
微鏡(TEM)により観察し、フェライト面積分率と析
出物の個数を測定した。析出物の個数測定は、試料の0.
5×0.5μmの領域4箇所について行った。また、析出物の
組成はエネルギー分散型X線分光法(EDX)により分
析した。
The microstructure was observed by an optical microscope and a transmission electron microscope (TEM) to measure the ferrite area fraction and the number of precipitates. The number of precipitates can be measured by using 0.
The measurement was performed on four areas of 5 × 0.5 μm. The composition of the precipitate was analyzed by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX).

【0060】1〜5%Cr系鋼(符号A、B、C、D、E、
F)においては600℃における104時間のクリープ破断強
度を、9〜12%Cr系鋼(符号G、H、I、J)においては
650℃における104時間のクリープ破断強度を評価するこ
とにより、本発明鋼と従来鋼の高温強度の比較を行っ
た。それぞれのCr含有水準において、本発明例は比較例
である従来鋼よりも優れた高温強度を有していた。本発
明鋼は微細な析出物が長時間熱処理後も粗大化しないた
め、104時間という長時間の試験後も強度の低下が少な
く、優れた高温強度を維持できた。
1-5% Cr system steel (symbols A, B, C, D, E,
The creep rupture strength of 10 4 hours at 600 ° C. in F), at 9 to 12% Cr steels (reference G, H, I, J) is
The high temperature strength of the steel of the present invention was compared with that of the conventional steel by evaluating the creep rupture strength at 650 ° C. for 10 4 hours. At each Cr content level, the inventive examples had higher high-temperature strength than the comparative conventional steels. Since the steel according to the present invention is not coarsened after heat treatment fine precipitates for a long time, after a long study of 10 4 hours decrease in strength is small, it can be maintained excellent high-temperature strength.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、70
0℃以下の温度範囲で従来にない高強度を長時間の使用
においても有するフェライト系の耐熱鋼が得られる。こ
のため、従来フェライト系の耐熱鋼を適用できなかった
温度、設計応力の部位への高強度鋼材の提供が可能とな
る。
As described above, according to the present invention, 70
In the temperature range of 0 ° C. or less, a ferritic heat-resistant steel having unprecedented high strength even during long-term use can be obtained. For this reason, it becomes possible to provide high-strength steel materials to the temperature and design stress sites where the conventional ferritic heat-resistant steel could not be applied.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 信行 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 (72)発明者 遠藤 茂 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 (72)発明者 船川 義正 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 (72)発明者 塩崎 毅 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 AA04 AA05 AA11 AA12 AA13 AA16 AA17 AA19 AA20 AA22 AA31 AA35 AA36 AA37 CA01 CA02 CA03 CC03 CC04 CD02 CD03 CE01    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Nobuyuki Ishikawa             1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Main Steel Pipe Co., Ltd. (72) Inventor Shigeru Endo             1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Main Steel Pipe Co., Ltd. (72) Inventor Yoshimasa Funakawa             1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Main Steel Pipe Co., Ltd. (72) Inventor Takeshi Shiozaki             1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Main Steel Pipe Co., Ltd. F-term (reference) 4K032 AA04 AA05 AA11 AA12 AA13                       AA16 AA17 AA19 AA20 AA22                       AA31 AA35 AA36 AA37 CA01                       CA02 CA03 CC03 CC04 CD02                       CD03 CE01

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 質量%で、C:0.02〜0.1%、Si:0.6%以
下、Mn:0.5〜2%、Cr:0.5〜15%、Mo:0.1〜1%、W:0〜
2%、Ti:0.01〜 0.1%、Nb:0〜0.2%、V:0〜0.1%を含有
し、残部が実質的にFeからなり、金属組織が実質的にフ
ェライト単相であり、MoとTiとを基本として含有する粒
径10nm未満の炭化物が分散析出し、前記炭化物の個数が
TiNを除いた全析出物の個数の80%以上であることを特
徴とする、高強度フェライト系耐熱鋼。
1. In mass%, C: 0.02 to 0.1%, Si: 0.6% or less, Mn: 0.5 to 2%, Cr: 0.5 to 15%, Mo: 0.1 to 1%, W: 0 to
2%, Ti: 0.01 to 0.1%, Nb: 0 to 0.2%, V: 0 to 0.1%, the balance is substantially Fe, the metal structure is substantially a ferrite single phase, and Mo Carbides having a particle size of less than 10 nm containing Ti as a base are dispersed and precipitated, and the number of the carbides is
High-strength ferritic heat-resistant steel, characterized in that it is 80% or more of the total number of precipitates excluding TiN.
【請求項2】 成形された鋼材を加熱温度:950℃以上
に再加熱し、再加熱後の冷却を、冷却開始温度:Ar3
以上、冷却終了温度:550〜700℃、冷却速度2℃/s以上
で冷却し、前記冷却終了後600s以内に、550〜700℃で3
0s以上保持し、その後空冷することを特徴とする、請
求項1に記載の高強度フェライト系耐熱鋼の製造方法。
2. The formed steel material is reheated to a heating temperature of 950 ° C. or higher and cooled after the reheating, cooling start temperature: Ar 3 points or higher, cooling end temperature: 550 to 700 ° C., cooling rate 2 ° C. Cool at above s / s, and within 3 seconds after the end of cooling, at 550-700 ℃, 3
The method for producing a high-strength ferritic heat-resistant steel according to claim 1, wherein the method is maintained for 0 s or more and then air-cooled.
【請求項3】 鋼を加熱温度:950℃以上、圧延仕上温
度:Ar3点以上で熱間圧延し、熱間圧延後の冷却を、冷
却開始温度:Ar3点以上、冷却終了温度:550〜700℃、
冷却速度2℃/s以上で加速冷却し、前記加速冷却終了後6
00s以内に、550〜700℃で30s以上保持し、その後空冷
することを特徴とする、請求項1に記載の高強度フェラ
イト系耐熱鋼の製造方法。
3. Steel is hot-rolled at a heating temperature of 950 ° C. or higher and a rolling finishing temperature: Ar 3 points or higher, and cooling after hot rolling is performed by cooling start temperature: Ar 3 points or higher, cooling end temperature: 550. ~ 700 ℃,
Accelerated cooling at a cooling rate of 2 ° C / s or more, and after completion of the accelerated cooling 6
The method for producing a high-strength ferritic heat-resistant steel according to claim 1, characterized in that it is held within 00 s at 550 to 700 ° C for 30 s or more and then air-cooled.
【請求項4】 鋼を加熱温度:950℃以上、圧延仕上温
度:Ar3点以上で熱間圧延し、熱間圧延後の冷却を、冷
却開始温度:Ar3点以上、冷却終了温度:600〜700℃、
冷却速度2℃/s以上で加速冷却し、その後空冷すること
を特徴とする、請求項1に記載の高強度フェライト系耐
熱鋼の製造方法。
4. Steel is hot-rolled at a heating temperature of 950 ° C. or higher and a rolling finishing temperature: Ar 3 points or more, and cooling after hot rolling is performed by cooling start temperature: Ar 3 points or more, cooling end temperature: 600. ~ 700 ℃,
The method for producing a high-strength ferritic heat-resistant steel according to claim 1, wherein accelerated cooling is performed at a cooling rate of 2 ° C / s or more, and then air cooling is performed.
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