JP2016216815A - 高Crフェライト系耐熱鋼 - Google Patents
高Crフェライト系耐熱鋼 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016216815A JP2016216815A JP2016030163A JP2016030163A JP2016216815A JP 2016216815 A JP2016216815 A JP 2016216815A JP 2016030163 A JP2016030163 A JP 2016030163A JP 2016030163 A JP2016030163 A JP 2016030163A JP 2016216815 A JP2016216815 A JP 2016216815A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- content
- less
- precipitates
- creep strength
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
C:0.01〜0.13%、
Si:0.1〜0.5%、
Mn:2.0%以下、
P:0.03%以下、
S:0.01%以下、
Cr:8.0〜12.0%、
W:1.0〜4.0%、
Co:1.0〜5.0%、
V:0.1〜0.5%、
Nb:0.01〜0.10%、
Al:0.05%以下、
B:0.002〜0.02%、
N:0.005〜0.020%、
Nd:0.005〜0.050%、
Ca:0〜0.05%、
Cu:0〜1.0%、
Ni:0〜1.0%、
Mo:0〜1.0%、
Ta:0〜1.0%、
残部:Feおよび不純物であり、
結晶粒内に存在するMX析出物のうち、粒子径が20nm以上であるものの平均粒子間距離λが20nm以上100nm以下である高Crフェライト系耐熱鋼。
Ca:0.0005〜0.05%
を含有する、上記(1)に記載の高Crフェライト系耐熱鋼。
Cu:0.05〜1.0%、および
Ni:0.05〜1.0%
から選択される1種以上の元素を含有する、上記(1)または(2)に記載の高Crフェライト系耐熱鋼。
Mo:0.005〜1.0%、および
Ta:0.01〜1.0%
から選択される1種以上の元素を含有する、上記(1)から(3)までのいずれか一つに記載の高Crフェライト系耐熱鋼。
本発明の鋼の化学組成の限定理由は次のとおりである。以下の説明において各元素の含有量についての「%」は、「質量%」を意味する。
Cは、オーステナイト安定化元素として鋼の組織を安定化する。また合金元素の炭化物および/または炭窒化物を形成して、鋼のクリープ強度の向上に寄与する。しかし、C含有量が0.01%未満であると、上記の効果が十分に得られない上に、δフェライト量が多くなり鋼の強度を低下させることがある。一方、C含有量が0.13%を超えると、鋼の加工性および溶接性が低下するとともに、使用初期から炭化物の凝集、粗大化が生じ、長時間クリープ強度の低下を招く。このため、C含有量は0.01〜0.13%とする。C含有量は、0.08%以上が好ましく、0.11%以下が好ましい。
Siは、鋼の脱酸および耐水蒸気酸化性能の向上に必要な元素である。Si含有量が0.1%未満であると、脱酸が不十分となることおよび/または鋼の耐水蒸気酸化性が十分に得られないことがある。一方、Si含有量が0.5%を超えると鋼のクリープ強度の低下が著しくなる。このため、Si含有量は0.1〜0.5%とする。特に高い耐水蒸気酸化性を得るには、Si含有量の下限を0.25%とすることが好ましい。Si含有量の上限は0.4%が好ましい。
Mnは、鋼の脱酸およびオーステナイトの安定化に寄与する元素である。また、Mnは、MnSを形成してSを固定する。しかし、Mn含有量が過剰な場合には、鋼のクリープ強度の低下を招く。このため、Mn含有量は2.0%以下とする。ただし、上記の効果を十分に得るため、Mn含有量は0.01%以上とするのが好ましく、より好ましいのは0.1%以上である。Mn含有量は1.0%以下とするのが好ましい。
Pは、不純物として鋼中に存在する元素であり、鋼の熱間加工性、溶接性、クリープ強度、クリープ疲労強度等を悪化させる。そのため、P含有量は低いほど好ましい。しかし、P含有量を過度に低下させる場合、大幅なコストアップとなるため、P含有量は0.03%以下とする。
SもPと同様に、不純物として鋼中に存在する元素であり、鋼の熱間加工性、溶接性、クリープ強度、クリープ疲労強度等を悪化させる。そのため、S含有量は低いほど好ましい。しかし、S含有量を過度に低下させる場合、大幅なコストアップとなるため、S含有量は0.01%以下とする。
Crは、鋼の高温における耐食性、耐酸化性および耐水蒸気酸化性を確保するのに不可欠な元素である。さらに、Crは、炭化物を形成して鋼のクリープ強度を向上させる。Cr含有量が8.0%未満ではこれらの効果が十分に得られない。一方、Cr含有量が12.0%を超えると、長時間クリープ強度の低下を招く。このため、Cr含有量は8.0〜12.0%とする。Cr含有量は、8.5%以上が好ましく、10.0%未満が好ましい。
Wは、固溶強化元素として、鋼のクリープ強度の向上に寄与する元素である。さらに、Wは、一部がCr炭化物中に固溶して、炭化物の凝集、粗大化を抑制し、これによってもクリープ強度の向上に寄与する。W含有量が1.0%未満では、これらの効果が十分に得られない。一方、W含有量が4.0%を超えると、δフェライトの生成が促進され、クリープ強度の低下を招く。このため、W含有量は1.0〜4.0%とする。W含有量は、1.5%を超えることが好ましく、3.0%以下が好ましい。
Coは、オーステナイトの安定化に寄与する元素である。Co含有量が1.0%未満ではこの効果が十分に得られない。一方、Co含有量が5.0%を超えると、鋼のクリープ強度の低下を招く。このため、Co含有量は1.0〜5.0%とする。Co含有量は1.5%以上が好ましく、4.5%以下が好ましい。
Vは、固溶強化作用により、および微細な炭窒化物を形成することにより、鋼のクリープ強度の向上に寄与する元素である。V含有量が0.1%未満では、この効果が十分に得られない。一方、V含有量が0.5%を超えると、δフェライトの生成が促進され、長時間クリープ強度の低下を招く。このため、V含有量は0.1〜0.5%とする。V含有量は0.15%以上が好ましく、0.25%以下が好ましい。
Nbは、微細な炭窒化物を形成することにより、鋼の長時間クリープ強度の向上に寄与する元素である。Nb含有量が0.01%未満では、この効果が十分に得られない。一方、Nb含有量が0.10%を超えると、δフェライトの生成が促進され、長時間クリープ強度の低下を招く。このため、Nb含有量は0.01〜0.10%とする。Nb含有量は0.04%以上が好ましく、0.08%以下が好ましい。
Alは、鋼の脱酸に用いられる元素である。Al含有量が0.05%を超えると、クリープ強度の低下を招く。このため、Al含有量は0.05%以下とする。Al含有量は、0.01%以下が好ましい。Alの脱酸性を安定して発揮させるには、Al含有量は0.001%以上が好ましく、0.005%以上がより好ましい。なお、本発明のAl含有量とは、酸可溶Al(所謂「sol.Al」)での含有量を指す。
Bは、鋼の焼入れ性を高めるとともに、高温での強度特性を向上させる元素である。B含有量が0.002%未満では、これらの効果が十分に得られない。一方、B含有量が0.02%を超えると鋼の溶接性および長時間クリープ強度の低下を招く。このため、B含有量は0.002〜0.02%とする。B含有量は0.005%以上が好ましく、0.015%以下が好ましい。
Nは、オーステナイト安定化元素として鋼の組織を安定化させる。また、Nは窒化物および/または炭窒化物を析出させて鋼の高温での強度特性を向上させる。N含有量が0.005%未満では、これらの効果が十分に得られない。一方、N含有量が0.020%を超えると、鋼が溶解した際にブローホールを生成させたり、溶接欠陥の原因となったりするだけでなく、窒化物および炭窒化物の粗大化により長時間クリープ強度の低下を招く。このため、N含有量は0.005〜0.020%とする。N含有量は、0.010%以上が好ましく、0.015%以下が好ましい。
Ndは、粒界脆化を生じさせるSを硫化物として固定し、クリープ破断延性およびクリープ疲労強度を大幅に向上させる元素である。Nd含有量が0.005%未満では、この効果が十分に得られない。一方、Nd含有量が0.050%を超えると粗大な窒化物を形成し、鋼のクリープ強度の低下を招く。このため、Nd含有量は0.005〜0.050%とする。Nd含有量は0.010%以上が好ましく、0.040%以下が好ましい。
Caは、鋼の熱間加工性を向上させる元素であり、必要に応じて含有させてもよい。しかし、Ca含有量が0.05%を超えると、鋼のクリープ強度の低下を招く。このため、Caを含有させる場合の含有量は0.05%以下とする。Ca含有量は0.04%以下が好ましい。一方、熱間加工性の向上効果を顕著に得るには、Ca含有量は0.0005%以上が好ましく、0.001%以上がより好ましい。
Cuは、オーステナイト安定化元素であり、必要に応じて含有させてもよい。しかし、Cu含有量が1.0%を超えると、鋼のクリープ強度を低下させる。このため、Cuを含有させる場合の含有量は1.0%以下とする。Cu含有量は0.8%以下が好ましい。一方、オーステナイトの安定化効果を安定して得るには、Cu含有量は0.05%以上が好ましく、0.1%以上がより好ましい。
Niは、オーステナイト安定化元素であり、必要に応じて含有させてもよい。しかし、Ni含有量が1.0%を超えると、鋼のクリープ強度を低下させる。このため、Niを含有させる場合の含有量は1.0%以下とする。Ni含有量は0.8%以下が好ましい。一方、オーステナイトの安定化効果を安定して得るには、Ni含有量は0.05%以上が好ましく、0.1%以上がより好ましい。
Moは、固溶強化元素として鋼のクリープ強度を向上させる元素であり、必要に応じて含有させてもよい。しかし、Mo含有量が1.0%を超えると、長時間クリープ強度の低下を招く。このため、Moを含有させる場合の含有量は1.0%以下とする。Mo含有量は0.8%以下が好ましく、0.1%以下がより望ましい。一方、クリープ強度の向上効果を安定して得るには、Mo含有量を0.005%以上とすることが好ましい。
Taは、微細な炭窒化物を形成して鋼のクリープ強度を向上させる元素であり、必要に応じて含有させてもよい。しかし、Ta含有量が1.0%を超えると、その効果は飽和し、却ってクリープ強度を低下させる。そのため、Taを含有させる場合の含有量は1.0%以下とする。Ta含有量は0.8%以下が好ましく、0.1%以下がより望ましい。一方、クリープ強度を向上させる効果を安定して得るには、Ta含有量は0.01%以上が好ましく、0.02%以上がより好ましい。Ta含有量は、0.05%以上がさらに好ましい。
本発明の高Crフェライト系耐熱鋼の金属組織はMX析出物を有し、結晶粒内に存在するMX析出物のうち、粒子径が20nm以上であるものの平均粒子間距離λが20nm以上100nm以下である。「MX」の「M」は金属元素、「X」はCおよびNの少なくとも一方であり、「MX」は金属元素の炭化物、窒化物または炭窒化物を意味する。なお、MX析出物についての「粒子径」とは、円相当径を指す。
本発明の高Crフェライト系耐熱鋼は、例えば、以下の方法により製造することができるが、この方法には限定されない。
T1a≦T1≦T1b …(i)
t1a≦t1≦t1b …(ii)
T2a≦T2≦T2b …(iii)
t2a≦t2≦t2b …(iv)
ここで、T1a、T1b、t1a、t1b、T2a、T2b、t2aおよびt2b
は、下記(v)〜(xii)で定義される値である。
T1a=105×{50×Nb+10×V+60×(C+N)} …(v)
T1b=110×{50×Nb+10×V+60×(C+N)} …(vi)
t1a=0.05×{50×Nb+10×V+60×(C+N)} …(vii)
t1b=0.2×{50×Nb+10×V+60×(C+N)} …(viii)
T2a=72×{50×Nb+10×V+60×(C+N)} …(ix)
T2b=76×{50×Nb+10×V+60×(C+N)} …(x)
t2a=0.2×{50×Nb+10×V+60×(C+N)} …(xi)
t2b=0.8×{50×Nb+10×V+60×(C+N)} …(xii)
ただし、各元素記号は、高Crフェライト系耐熱鋼のそれぞれの元素の含有量(質量%)を意味する。
Claims (4)
- 化学組成が、質量%で、
C:0.01〜0.13%、
Si:0.1〜0.5%、
Mn:2.0%以下、
P:0.03%以下、
S:0.01%以下、
Cr:8.0〜12.0%、
W:1.0〜4.0%、
Co:1.0〜5.0%、
V:0.1〜0.5%、
Nb:0.01〜0.10%、
Al:0.05%以下、
B:0.002〜0.02%、
N:0.005〜0.020%、
Nd:0.005〜0.050%、
Ca:0〜0.05%、
Cu:0〜1.0%、
Ni:0〜1.0%、
Mo:0〜1.0%、
Ta:0〜1.0%、
残部:Feおよび不純物であり、
結晶粒内に存在するMX析出物のうち、粒子径が20nm以上であるものの平均粒子間距離λが20nm以上100nm以下である高Crフェライト系耐熱鋼。 - 前記化学組成が、質量%で、
Ca:0.0005〜0.05%
を含有する、請求項1に記載の高Crフェライト系耐熱鋼。 - 前記化学組成が、質量%で、
Cu:0.05〜1.0%、および
Ni:0.05〜1.0%
から選択される1種以上の元素を含有する、請求項1または2に記載の高Crフェライト系耐熱鋼。 - 前記化学組成が、質量%で、
Mo:0.005〜1.0%、および
Ta:0.01〜1.0%、
から選択される1種以上の元素を含有する、請求項1から3までのいずれか一つに記載の高Crフェライト系耐熱鋼。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015101816 | 2015-05-19 | ||
JP2015101816 | 2015-05-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016216815A true JP2016216815A (ja) | 2016-12-22 |
JP6575392B2 JP6575392B2 (ja) | 2019-09-18 |
Family
ID=57580051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016030163A Active JP6575392B2 (ja) | 2015-05-19 | 2016-02-19 | 高Crフェライト系耐熱鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6575392B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020104141A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 日本製鉄株式会社 | フェライト系耐熱鋼溶接金属およびそれを備えた溶接継手 |
JPWO2020189789A1 (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | ||
JP2023530808A (ja) * | 2020-07-30 | 2023-07-20 | シャンハイ エレクトリック パワー ジェネレーション エクィップメント カンパニー リミテッド | 鋼管及び鋳造品用耐熱鋼 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000026940A (ja) * | 1998-07-08 | 2000-01-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高Crフェライト系耐熱鋼 |
JP2001192781A (ja) * | 2000-01-13 | 2001-07-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温強度に優れた高Crフェライト系耐熱鋼およびその製造方法 |
JP2002235154A (ja) * | 2001-02-07 | 2002-08-23 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高Crフェライト系耐熱鋼材 |
WO2008149703A1 (ja) * | 2007-06-04 | 2008-12-11 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | フェライト系耐熱鋼 |
JP2010007094A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | フェライト系耐熱鋼材 |
CN103290184A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-09-11 | 清华大学 | 一种含铬铁素体耐热钢的热处理方法 |
-
2016
- 2016-02-19 JP JP2016030163A patent/JP6575392B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000026940A (ja) * | 1998-07-08 | 2000-01-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高Crフェライト系耐熱鋼 |
JP2001192781A (ja) * | 2000-01-13 | 2001-07-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温強度に優れた高Crフェライト系耐熱鋼およびその製造方法 |
JP2002235154A (ja) * | 2001-02-07 | 2002-08-23 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高Crフェライト系耐熱鋼材 |
WO2008149703A1 (ja) * | 2007-06-04 | 2008-12-11 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | フェライト系耐熱鋼 |
JP2010007094A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | フェライト系耐熱鋼材 |
CN103290184A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-09-11 | 清华大学 | 一种含铬铁素体耐热钢的热处理方法 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020104141A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 日本製鉄株式会社 | フェライト系耐熱鋼溶接金属およびそれを備えた溶接継手 |
JP7218573B2 (ja) | 2018-12-27 | 2023-02-07 | 日本製鉄株式会社 | フェライト系耐熱鋼溶接金属およびそれを備えた溶接継手 |
JPWO2020189789A1 (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | ||
WO2020189789A1 (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 日本製鉄株式会社 | フェライト系耐熱鋼 |
CN113574198A (zh) * | 2019-03-19 | 2021-10-29 | 日本制铁株式会社 | 铁素体系耐热钢 |
KR20210137184A (ko) | 2019-03-19 | 2021-11-17 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 페라이트계 내열강 |
JP7136325B2 (ja) | 2019-03-19 | 2022-09-13 | 日本製鉄株式会社 | フェライト系耐熱鋼 |
EP3943634A4 (en) * | 2019-03-19 | 2023-04-05 | Nippon Steel Corporation | HEAT RESISTANT FERRITIC STEEL |
CN113574198B (zh) * | 2019-03-19 | 2023-06-09 | 日本制铁株式会社 | 铁素体系耐热钢 |
KR20240064053A (ko) | 2019-03-19 | 2024-05-10 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 페라이트계 내열강 |
JP2023530808A (ja) * | 2020-07-30 | 2023-07-20 | シャンハイ エレクトリック パワー ジェネレーション エクィップメント カンパニー リミテッド | 鋼管及び鋳造品用耐熱鋼 |
JP7428822B2 (ja) | 2020-07-30 | 2024-02-06 | シャンハイ エレクトリック パワー ジェネレーション エクィップメント カンパニー リミテッド | 鋼管及び鋳造品用耐熱鋼 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6575392B2 (ja) | 2019-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11090755B2 (en) | Welding material for ferritic heat-resistant steel, welded joint for ferritic heat-resistant steel, and method for producing welded joint for ferritic heat-resistant steel | |
JP6819700B2 (ja) | Ni基耐熱合金部材およびその製造方法 | |
JP5988008B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼板 | |
JP6904359B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼 | |
KR101842825B1 (ko) | 오스테나이트계 스테인리스 강 및 그 제조 방법 | |
JP6289941B2 (ja) | オーステナイト系耐熱鋼 | |
JP5589965B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼管の製造方法及びオーステナイト系ステンレス鋼管 | |
JP6201724B2 (ja) | Ni基耐熱合金部材およびNi基耐熱合金素材 | |
JP7114998B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼 | |
JP2018048399A (ja) | 耐摩耗鋼板およびその製造方法 | |
JP6816779B2 (ja) | オーステナイト系耐熱合金部材およびその製造方法 | |
US20190127832A1 (en) | Austenitic Stainless Steel | |
JP6575392B2 (ja) | 高Crフェライト系耐熱鋼 | |
JP2013227644A (ja) | オーステナイト系耐熱合金 | |
WO2019069998A1 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼 | |
JP6540131B2 (ja) | フェライト系耐熱鋼 | |
JP6439579B2 (ja) | オーステナイト系耐熱合金溶接継手の製造方法およびそれを用いて得られる溶接継手 | |
JP2014148702A (ja) | Ni基耐熱合金部材 | |
JP2013142197A (ja) | −196℃におけるシャルピー試験値が母材、溶接継手共に100J以上である靭性と生産性に優れたNi添加鋼板およびその製造方法 | |
JP6459681B2 (ja) | 高温クリープ特性に優れた高Crフェライト系耐熱鋼 | |
JPWO2018066573A1 (ja) | オーステナイト系耐熱合金およびそれを用いた溶接継手 | |
JP6627662B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼 | |
JP2017202495A (ja) | オーステナイト系耐熱鋼用溶接材料 | |
JP2016169406A (ja) | フェライト鋼 | |
JP6597450B2 (ja) | 耐摩耗鋼板及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181003 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190717 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190723 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190805 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6575392 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |