JP4946758B2 - High temperature austenitic stainless steel with excellent workability after long-term use - Google Patents

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Description

本発明は、長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼に関し、詳しくは、ボイラの過熱器管や再熱器管、化学工業用の反応炉管などとして使用される鋼管、および耐熱耐圧部材として使用される鋼板、棒鋼、鍛鋼品などの素材として好適な長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼に関する。   The present invention relates to a high-temperature austenitic stainless steel excellent in workability after long-term use, and more specifically, a steel pipe used as a boiler superheater tube or reheater tube, a chemical reactor reactor tube, and the like, and The present invention relates to a high-temperature austenitic stainless steel excellent in workability after long-term use suitable as a material such as a steel plate, a bar steel, and a forged steel product used as a heat and pressure resistant member.

近年、高効率化のために蒸気の温度と圧力を高めた超々臨界圧ボイラの新設が世界中で進められている。具体的には、今までは600℃前後であった蒸気温度を650℃以上、さらには700℃以上にまで高めることも計画されている。これは、省エネルギーと資源の有効活用、および環境保全のためのCO2ガス排出量削減がエネルギー問題の解決課題の一つとなっており、重要な産業政策となっていることに基づく。そして、化石燃料を燃焼させる発電用ボイラや化学工業用の反応炉の場合には、効率の高い、超々臨界圧ボイラや反応炉が有利なためである。 In recent years, new super-critical pressure boilers with higher steam temperature and pressure have been developed all over the world for higher efficiency. Specifically, it is also planned to increase the steam temperature, which has been around 600 ° C. until now, to 650 ° C. or higher, and further to 700 ° C. or higher. This is based on the fact that energy conservation, effective utilization of resources, and reduction of CO 2 gas emissions for environmental conservation are one of the challenges for solving energy problems and are important industrial policies. In the case of a power generation boiler for burning fossil fuel or a reaction furnace for the chemical industry, a highly efficient ultra super critical pressure boiler or reaction furnace is advantageous.

蒸気の高温高圧化は、ボイラの過熱器管および化学工業用の反応炉管、ならびに耐熱耐圧部材としての鋼板、棒鋼および鍛鋼品などの実稼動時における温度を700℃以上に上昇させる。このため、このような過酷な環境において使用される鋼には、高温強度および高温耐食性のみならず、長期にわたる金属組織の安定性やクリープ破断延性および耐クリープ疲労特性が良好なことが要求される。   The high temperature and high pressure of steam raises the temperature in actual operation of a superheater tube of a boiler, a reaction furnace tube for the chemical industry, and a steel plate, a bar steel, a forged steel product, etc. as a heat and pressure resistant member to 700 ° C. or higher. For this reason, steels used in such harsh environments are required to have not only high-temperature strength and high-temperature corrosion resistance, but also good long-term stability of the microstructure, creep rupture ductility and creep fatigue resistance. .

さらに、長期使用後の補修等メンテナンスにおいては、長期経年変化した材料に対して切断、加工、溶接等の作業をする必要を生じ、新材としての特性だけでなく経年材としての健全性が最近強く求められるようになった。   Furthermore, in maintenance such as repair after long-term use, it becomes necessary to perform work such as cutting, processing, welding, etc. on materials that have changed over time, and not only the characteristics as a new material but also the soundness as an aging material has recently been It was strongly demanded.

オーステナイト系ステンレス鋼は、フェライト系の鋼に比べて高温強度と高温耐食性が優れる。このため、強度と耐食性の点からフェライト系の鋼が使えなくなる650℃以上の高温域では、オーステナイト系ステンレス鋼が使用される。代表的なものを挙げれば、SUS347HやSUS316Hに代表される18Cr−8Ni系(以下、「18−8系」という。)の鋼、SUS310に代表される25Cr系の鋼である。しかし、オーステナイト系ステンレス鋼といえども、高温強度と耐食性の点で使用温度に限界がある。また、従来の25Cr系のSUS310鋼は、18−8系の鋼に比べ、耐食性は優れるものの、600℃以上での高温強度が低い。   Austenitic stainless steel is superior in high-temperature strength and high-temperature corrosion resistance compared to ferritic steel. For this reason, austenitic stainless steel is used in a high temperature range of 650 ° C. or higher where ferritic steel cannot be used in terms of strength and corrosion resistance. Typical examples include 18Cr-8Ni steel (hereinafter referred to as “18-8 system”) represented by SUS347H and SUS316H, and 25Cr steel represented by SUS310. However, even with austenitic stainless steel, there is a limit to the operating temperature in terms of high temperature strength and corrosion resistance. Further, the conventional 25Cr SUS310 steel is superior in corrosion resistance to the 18-8 steel, but has a low high-temperature strength at 600 ° C. or higher.

そこで、従来から高温強度と耐食性の両方を高めるための様々な工夫がなされており、以下に示すようなオーステナイト系ステンレス鋼が提案されている。   In view of this, various attempts have been made to increase both high-temperature strength and corrosion resistance, and austenitic stainless steels as described below have been proposed.

(1)特許文献1には、Nの多量添加に加えて、AlとMgを複合添加することによって高温クリープ強度を高めた鋼が開示されている。   (1) Patent Document 1 discloses a steel whose high-temperature creep strength is increased by adding Al and Mg in addition to adding a large amount of N.

(2)特許文献2には、Bの適量添加に加えて、AlとNを複合添加し、さらに、O(酸素)を0.004%以下に制限することによって高温強度と熱間加工性を高めた鋼が開示されている。   (2) In Patent Document 2, in addition to adding an appropriate amount of B, a combination of Al and N is added, and further, O (oxygen) is limited to 0.004% or less to increase the high temperature strength and hot workability. Enhanced steel is disclosed.

(3)特許文献3には、Al、N、MgおよびCaを複合添加し、さらに、O(酸素)を0.007%以下に制限することによって熱間加工性を高めた鋼が開示されている。   (3) Patent Document 3 discloses a steel in which hot workability is improved by adding Al, N, Mg and Ca in combination and further limiting O (oxygen) to 0.007% or less. Yes.

(4)特許文献4には、N添加によって窒化物による析出強化や固溶強化を図るとともに、Cr、Mn、Mo、W、V、Si、Ti、Nb、Ta、NiおよびCoの含有量を相互に関連づけて特定量以下に制限してσ相の析出を抑制することにより、高温強度を損なうことなく長時間使用後の靱性を向上させた鋼が開示されている。   (4) Patent Document 4 includes precipitation strengthening and solid solution strengthening by nitride by adding N, and contents of Cr, Mn, Mo, W, V, Si, Ti, Nb, Ta, Ni and Co. A steel is disclosed in which the toughness after use for a long time is improved without impairing the high temperature strength by limiting the precipitation of the σ phase by limiting it to a specific amount or less in correlation with each other.

(5)特許文献5には、Ti、Nb、ZrおよびTaの一種以上を、いずれも、C含有量の1〜10倍の範囲内において合計でC含有量の1〜13倍添加し、さらにその金属組織をJISのオーステナイト結晶粒度番号で3〜5の組織とすることによって高温強度を高めた鋼が開示されている。   (5) In Patent Document 5, one or more of Ti, Nb, Zr and Ta are added in a range of 1 to 10 times the C content, and 1 to 13 times the C content in total. A steel whose high-temperature strength is increased by making the metal structure a structure of 3 to 5 in terms of JIS austenite grain size number is disclosed.

(6)特許文献6〜9には、18Cr−8Ni系の化学成分をベースに特殊な成分や金属組織を工夫して高温におけるクリープ破断特性、とりわけ強度や延性、耐脆化性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼が開示されている。   (6) Patent Documents 6 to 9 disclose austenite that is excellent in creep rupture properties at high temperatures, particularly strength, ductility, and brittleness resistance by devising special components and metal structures based on 18Cr-8Ni chemical components. Stainless steel is disclosed.

(7)特許文献10には、REMなどの特殊元素添加による高温腐食と長時間時効後の靭性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼が開示されている。   (7) Patent Document 10 discloses an austenitic stainless steel excellent in high temperature corrosion due to addition of a special element such as REM and toughness after prolonged aging.

(8)特許文献11には、耐溶接割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼が開示されている。   (8) Patent Document 11 discloses an austenitic stainless steel having excellent weld crack resistance.

(9)特許文献12には、本発明者らが提案した微量Tiと酸素からなる複合酸化物の析出による金属組織の制御によって、高温強度とクリープ破断延性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼が開示されている。   (9) Patent Document 12 discloses an austenitic stainless steel excellent in high temperature strength and creep rupture ductility by controlling the metal structure by precipitation of a complex oxide composed of a small amount of Ti and oxygen proposed by the present inventors. ing.

しかし、上記(1)〜(9)に代表される従来技術の鋼には、以下に述べる問題がある。すなわち、いかに優れた高温強度や延性を持った材料であっても、実際に長期間使用される(例えば、本発明が対象とする火力発電に使用される熱交換器管や配管では、30年以上継続使用される)と経年変化を生じ、新材の特性が変化(劣化)して実用上問題になることが多い。   However, the conventional steels represented by the above (1) to (9) have the following problems. That is, even a material having excellent high-temperature strength and ductility is actually used for a long period of time (for example, 30 years for heat exchanger tubes and pipes used for thermal power generation targeted by the present invention). In many cases, it will cause a change over time and the characteristics of the new material will change (deteriorate) and become a practical problem.

具体的には、長期使用後の定期検査や使用中の事故、不具合により行うメンテナンス作業においては、不具合のある一部材料を切り出して新材と交換しなければならず、この場合は継続使用する経年材と溶接しなければならない。また、状況によっては部分的に曲げ加工なども行う必要がある。   Specifically, in periodic inspections after long-term use and maintenance work due to accidents and malfunctions during use, it is necessary to cut out some defective materials and replace them with new materials. Must be welded with aged material. Further, depending on the situation, it may be necessary to partially perform bending work.

この時、経年使用材が溶接割れや加工割れを生じ、施工の不具合を生じやすく、新たに継続使用しようとするとプラントの運転中に破裂などの重大な事故になりかねない。   At this time, the materials used over time tend to cause weld cracks and work cracks, which can easily lead to construction problems. If you try to continue using them, it may cause a serious accident such as a burst during plant operation.

こういった経年使用にともなう材料の劣化をいかに抑制するかという課題に材料側から取り組むことについては、上記の従来技術においてはなんら開示されていないのが実状である。そして、過去のプラントにはない、高温や高圧化する昨今の大型プラントにおいては、新材の特性以上に経年劣化をいかに抑制し、安全かつ信頼性のある材料を保証するかが大きな課題となってきた。   In fact, the above-mentioned prior art does not disclose anything about tackling from the material side the problem of how to suppress the deterioration of the material with such aging. And in recent large-scale plants that are not in the past, high temperatures and high pressures, the major issue is how to suppress material deterioration over the characteristics of new materials and guarantee safe and reliable materials. I came.

特開昭57−164971号公報JP 57-164971 A 特開平11−61345号公報JP 11-61345 A 特開平11−293412号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-293212 特開2001−11583号公報JP 2001-11583 A 特開昭59−23855号公報JP 59-23855 A 特開昭61−143562号公報JP-A 61-143562 特開平2−99295号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-99295 特開平3−153846号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-153846 特開平3−169497号公報JP-A-3-169497 特開平7−278757号公報JP 7-278757 A 特開昭55−28307号公報JP-A-55-28307 特開2004−250783号公報JP 2004-250783 A

本発明は、上記の実状に鑑みてなされたもので、第1の目的は、次の第2の目的の鋼が確実に得られる次世代の高温高圧ボイラなどに使用される機器の素材として好適なオーステナイト系ステンレス鋼を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the first object is suitable as a material for equipment used in next-generation high-temperature and high-pressure boilers and the like that can surely obtain the second object steel. Is to provide an austenitic stainless steel.

第2の目的は、700℃以上の高温かつ高圧下での強度に優れ、しかも、そのような高温高圧下で100000h以上使用した場合であっても、強度、延性、靱性や溶接性といった特性に経年劣化が起こりにくく、長期使用後に不可欠なメンテナンスにおいて、溶接や加工などの作業を健全に実施することができるオーステナイト系ステンレス鋼を提供することにある。より具体的には、温度750℃での10000hを超えるクリープ破断伸びが15%以上で、しかも、750℃で10000hの長期加熱を受けた場合の0℃での衝撃値(具体的には、幅10mmのVノッチシャルピー衝撃試験片を用いた衝撃値)が50J/cm2以上である、経年劣化をおこしにくく溶接性や切断性などの長期使用後の加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼を提供することにある。 The second object is excellent in strength under high temperature and high pressure of 700 ° C. or higher, and even when used for over 100,000 hours under such high temperature and high pressure, it has characteristics such as strength, ductility, toughness and weldability. It is an object of the present invention to provide austenitic stainless steel that is unlikely to deteriorate over time and that can perform operations such as welding and processing in an indispensable maintenance after long-term use. More specifically, the creep rupture elongation exceeding 10,000 h at a temperature of 750 ° C. is 15% or more, and the impact value at 0 ° C. (specifically, the width when subjected to long-term heating at 750 ° C. for 10000 h) Provides an austenitic stainless steel with an impact value using a 10 mm V-notch Charpy impact test piece) of 50 J / cm 2 or more, which is less likely to deteriorate over time and has excellent workability after long-term use, such as weldability and cutability. There is to do.

本発明者らは、700℃以上の高温かつ高圧の下で100000h以上という長期使用した場合であっても、強度、延性、靱性や溶接性といった特性に経年劣化が起こりにくく、長期使用後に不可欠なメンテナンスにおいて、溶接や加工などの作業を健全に実施できることが要求される次世代の高温高圧ボイラなどに使用される機器の素材として好適なオーステナイト系ステンレス鋼について種々の検討を行った。   The present inventors hardly aged deterioration in properties such as strength, ductility, toughness and weldability even when used at a high temperature of 700 ° C. or higher and a high pressure of 100,000 hours or longer, which is indispensable after long-term use. In the maintenance, various studies were conducted on austenitic stainless steel suitable as a material for equipment used in next-generation high-temperature and high-pressure boilers and the like that are required to perform operations such as welding and processing soundly.

なお、前記「次世代の高温高圧ボイラ」における圧力は、環境や設計思想にもよるが想定されるのは20MPa以上の超超臨界圧である。このため、前記「次世代の高温高圧ボイラ」とは一般に「超々臨界圧ボイラ」と称されている。   The pressure in the “next-generation high-temperature high-pressure boiler” is assumed to be a super supercritical pressure of 20 MPa or more, although it depends on the environment and design concept. For this reason, the “next-generation high-temperature high-pressure boiler” is generally referred to as “super-supercritical boiler”.

そして、上記検討の結果、先ず、前記の過酷な環境にさらされる次世代の高温高圧ボイラになどに使用される機器の素材としてのオーステナイト系ステンレス鋼にはいわゆる「22〜30Crオーステナイト系ステンレス鋼」が適していることが明らかになった。   And as a result of the above examination, first, the austenitic stainless steel as a material of equipment used for the next generation high-temperature high-pressure boiler exposed to the harsh environment is a so-called “22-30Cr austenitic stainless steel”. Was found to be suitable.

そして、上記オーステナイト系ステンレス鋼に要求される経年特性が次の(a)〜(c)であることが判明し、(a)および(b)の特性を満たす場合に、長期の経年使用後の溶接や曲げなどの加工において不具合を生じず、これらに加えてさらに(c)の特性も満たす場合には、長期経年材の溶接や曲げなどの加工性が著しく向上することが明らかになった。   And when it turned out that the aged characteristic requested | required of the said austenitic stainless steel is the following (a)-(c), and satisfy | fills the characteristic of (a) and (b), it is after long-term use. It has been clarified that workability such as welding and bending of long-term aged materials is remarkably improved when defects such as welding and bending do not occur, and in addition to these, the characteristics of (c) are also satisfied.

(a)700℃またはそれ以上の温度におけるクリープ破断強度が10000h以上、すなわち100000h以上の使用に対しても安定して低下しないこと。   (A) The creep rupture strength at a temperature of 700 ° C. or higher is not stably lowered even when used for 10,000 h or more, that is, 100,000 h or more.

(b)750℃での10000hを超えるクリープ破断伸びが15%以上であること。   (B) The creep rupture elongation exceeding 10000 h at 750 ° C. is 15% or more.

(c)750℃で10000hの長期加熱を受けた場合の、幅10mmのVノッチシャルピー衝撃試験片を用いた0℃での衝撃値が50J/cm2以上で長期の経年使用後にも構造材として十分な衝撃性能を有していること。 (C) When subjected to long-term heating at 750 ° C. for 10000 hours, the impact value at 0 ° C. using a V-notch Charpy impact test piece having a width of 10 mm is 50 J / cm 2 or more, and it is used as a structural material even after long-term use. Has sufficient impact performance.

そこでさらに、本発明者らは、種々の「22〜30Crのオーステナイト系ステンレス鋼」を高温長時間のクリープ破断試験および時効試験に供した。その結果、下記(d)〜(f)の重要な知見を得た。   Therefore, the present inventors further used various “22-30Cr austenitic stainless steels” for a high temperature long time creep rupture test and an aging test. As a result, the following important findings (d) to (f) were obtained.

(d)22〜30Crのオーステナイト系ステンレス鋼は、その原料に市中スクラップを含むのでSn、Pb、Sb、ZnおよびAsが不純物として管理できずに必然的に混入してしまう。そして、これらの不純物は高温で昇華しやすいZnを除いて電気炉がほとんどを占める溶解時に精錬除去できないため、製品に残存してしまう。   (D) Since 22-30Cr austenitic stainless steel contains commercial scrap in its raw materials, Sn, Pb, Sb, Zn, and As cannot be managed as impurities and are inevitably mixed. These impurities remain in the product because they cannot be refined and removed at the time of melting, which accounts for most of the electric furnace, except for Zn, which is easily sublimated at high temperatures.

(e)700℃以上かつ10000h以上の長時間クリープ破断試験材およびそれと同等の長時間時効試験材においては、上記の不純物こそが長期の経年劣化や経年材の加工性に重要な影響を及ぼす。   (E) In a long-time creep rupture test material of 700 ° C. or higher and 10,000 h or longer and a long-time aging test material equivalent thereto, the above-mentioned impurities have an important influence on long-term aging and workability of the aging material.

(f)既に述べた(a)〜(c)の経年特性を満足させて、長期の経年材に良好な溶接性や切断性などの加工性を具備させるためには、「22〜30Crのオーステナイト系ステンレス鋼」を構成する主要元素の含有量の適正化はもちろんのこと、不純物中のP、Sと上記Sn、Pb、Sb、ZnおよびAsのそれぞれの含有量ならびに「Sn(%)+Pb(%)」の値および「Sb(%)+Zn(%)+As(%)」の値を規制する必要がある。   (F) In order to satisfy the aging characteristics already described in (a) to (c) and to provide long-term aging materials with good workability such as weldability and cutability, “22-30Cr austenite In addition to optimizing the contents of the main elements constituting the "system stainless steel", the contents of P and S in the impurities and the above-mentioned Sn, Pb, Sb, Zn and As and "Sn (%) + Pb ( %) ”And“ Sb (%) + Zn (%) + As (%) ”need to be regulated.

なお、前記した22〜30Crのオーステナイト系ステンレス鋼について、従来技術を詳しく調査したが、上述した不純物元素を管理規制することを具体的に示唆したものはなく、まして、700℃以上の高温で100000h以上の使用を前提に既に述べた経年劣化を抑制することを示唆した技術は見当たらなかった。   The above-described 22-30Cr austenitic stainless steel has been investigated in detail for the prior art, but there is no specific suggestion that the above-mentioned impurity elements are controlled and controlled. No technology has been found that suggests the suppression of aging as already described.

本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、下記(1)〜(5)に示す長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼にある。   This invention is completed based on said knowledge, The summary exists in the high temperature austenitic stainless steel excellent in the workability after long-term use shown to following (1)-(5).

(1)質量%で、C:0.03〜0.12%、Si:0.2〜2%、Mn:0.1〜3%、Ni:18%を超え25%未満、Cr:22%を超え30%未満、Nb:0.1〜1%、V:0.01〜1%、B:0.0005%を超え0.2%以下、sol.Al:0.0005%以上で0.03%未満、N:0.1〜0.35%、O(酸素):0.001〜0.008%を含み、残部はFeおよび不純物からなり、不純物中のP、S、Sn、Pb、Sb、ZnおよびAsがそれぞれ、P:0.03%以下、S:0.01%以下、Sn:0.020%以下、Pb:0.010%以下、Sb:0.005%以下、Zn:0.005%以下およびAs:0.005%以下で、かつSn(%)+Pb(%)≦0.025%およびSb(%)+Zn(%)+As(%)≦0.010%を満たすことを特徴とする長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼。   (1) By mass%, C: 0.03-0.12%, Si: 0.2-2%, Mn: 0.1-3%, Ni: more than 18% and less than 25%, Cr: 22% And less than 30%, Nb: 0.1 to 1%, V: 0.01 to 1%, B: more than 0.0005% and 0.2% or less, sol. Al: not less than 0.0005% and less than 0.03%, N: 0.1 to 0.35%, O (oxygen): 0.001 to 0.008%, the balance being Fe and impurities, impurities P, S, Sn, Pb, Sb, Zn and As in each of P: 0.03% or less, S: 0.01% or less, Sn: 0.020% or less, Pb: 0.010% or less, Sb: 0.005% or less, Zn: 0.005% or less and As: 0.005% or less, and Sn (%) + Pb (%) ≦ 0.025% and Sb (%) + Zn (%) + As ( %) ≦ 0.010% A high temperature austenitic stainless steel excellent in workability after long-term use.

(2)Feの一部に代えて、質量%で、Mo:5%以下、W:5%以下およびCu:5%以下のうちから選んだ1種以上を、単独または合計で5%以下含むことを特徴とする上記(1)に記載の長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼。   (2) Instead of a part of Fe, in mass%, one or more selected from Mo: 5% or less, W: 5% or less, and Cu: 5% or less are contained alone or in total of 5% or less The high-temperature austenitic stainless steel having excellent workability after long-term use as described in (1) above.

(3)Feの一部に代えて、質量%で、Co:0.8%以下およびTi:0.1%以下のうちの1種または2種を含むことを特徴とする上記(1)または(2)に記載の長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼。   (3) The above (1) or characterized in that, instead of a part of Fe, by mass%, it contains one or two of Co: 0.8% or less and Ti: 0.1% or less A high temperature austenitic stainless steel excellent in workability after long-term use as described in (2).

(4)Feの一部に代えて、質量%で、Mg:0.02%以下、Ta:0.2%以下、Zr:0.2%以下、Ca:0.05%以下、REM:0.2%以下、Pd:0.2%以下およびHf:0.2%以下のうちの1種または2種以上を含むことを特徴とする上記(1)から(3)までのいずれかに記載の長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼。   (4) Instead of a part of Fe, by mass%, Mg: 0.02% or less, Ta: 0.2% or less, Zr: 0.2% or less, Ca: 0.05% or less, REM: 0 One of or more than 2%, Pd: 0.2% or less, and Hf: 0.2% or less are included, any one of (1) to (3) above High-temperature austenitic stainless steel with excellent workability after long-term use.

(5)上記(1)から(4)までのいずれかに記載の化学組成を有し、750℃での10000hを超えるクリープ破断伸びが15%以上であることを特徴とする長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼。   (5) Processing after long-term use characterized by having the chemical composition according to any one of (1) to (4) above and having a creep rupture elongation at 750 ° C. exceeding 10,000 h of 15% or more. High-temperature austenitic stainless steel with excellent properties.

本発明でいうREM、つまり、希土類元素とは、Sc、Yおよびランタノイドの17元素を指す。   In the present invention, REM, that is, a rare earth element refers to 17 elements of Sc, Y and lanthanoid.

以下、上記(1)〜(5)に示す長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼に係る発明を、それぞれ、「本発明(1)」〜「本発明(5)」という。また、総称して「本発明」ということがある。   Hereinafter, the inventions related to high-temperature austenitic stainless steels having excellent workability after long-term use as shown in the above (1) to (5) are referred to as “present invention (1)” to “present invention (5)”, respectively. . Also, it may be collectively referred to as “the present invention”.

本発明によれば、従来の18−8系や25Cr系の鋼に比べて700℃以上でのクリープ破断強度、クリープ破断延性および長期使用後の靱性に優れるので、長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼を確実に提供することができる。このため、近年の発電用ボイラなどの高温高圧化の促進に対して、極めて大きい効果が得られる。   According to the present invention, since it has excellent creep rupture strength at 700 ° C. or higher, creep rupture ductility and toughness after long-term use compared to conventional 18-8 and 25Cr steels, it is excellent in workability after long-term use. In addition, it is possible to reliably provide high-temperature austenitic stainless steel. For this reason, the great effect is acquired with respect to acceleration | stimulation of high temperature / high pressure, such as a power generation boiler in recent years.

以下、本発明の長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼における成分元素の限定理由について詳しく説明する。なお、以下の説明において、各元素の含有量の「%」表示は「質量%」を意味する。   Hereinafter, the reason for limitation of the component elements in the high temperature austenitic stainless steel excellent in workability after long-term use of the present invention will be described in detail. In the following description, “%” display of the content of each element means “mass%”.

C:0.03〜0.12%
Cは、炭化物を生成させる主要な元素である。高温用のオーステナイト系ステンレス鋼としての適正な引張強さおよび高温クリープ破断強度を確保する上で最低限必要なCの含有量は0.03%である。一方、過剰なCは、加工中に未固溶炭化物を多量に形成し、製品の炭化物総量が増えて溶接性が低下する。特に、Cの含有量が0.12%を超えると、溶接性の低下が著しくなる。したがって、Cの含有量を、0.03〜0.12%とした。なお、C含有量の下限値として好ましいのは0.04%で、より好ましいのは0.05%である。また、C含有量の上限値として好ましいのは0.08%で、より好ましいのは0.07%である。
C: 0.03-0.12%
C is a main element that generates carbides. The content of C that is necessary for securing the appropriate tensile strength and high temperature creep rupture strength as a high temperature austenitic stainless steel is 0.03%. On the other hand, excessive C forms a large amount of undissolved carbides during processing, increases the total amount of carbides in the product, and decreases weldability. In particular, when the C content exceeds 0.12%, the weldability is significantly lowered. Therefore, the content of C is set to 0.03 to 0.12%. Note that the lower limit of the C content is preferably 0.04%, and more preferably 0.05%. Moreover, 0.08% is preferable as the upper limit of the C content, and 0.07% is more preferable.

Si:0.2〜2%
Siは、脱酸元素として添加される。また、Siは耐水蒸気酸化性を高めるためにも重要な元素である。これらの効果を得るには0.2%以上のSi含有量が必要である。一方、2%を超えると、加工性を損なうだけでなく、高温での組織の安定性も悪くなる。したがって、Siの含有量を、0.2〜2%とした。なお、Si含有量の下限値として好ましいのは0.25%で、より好ましいのは0.3%である。また、Si含有量の上限値として好ましいのは0.6%で、より好ましいのは0.5%である。
Si: 0.2-2%
Si is added as a deoxidizing element. Si is also an important element for improving the steam oxidation resistance. In order to obtain these effects, a Si content of 0.2% or more is required. On the other hand, if it exceeds 2%, not only the workability is impaired, but also the stability of the structure at high temperature is deteriorated. Therefore, the Si content is set to 0.2 to 2%. Note that the lower limit of the Si content is preferably 0.25%, and more preferably 0.3%. Further, the upper limit of the Si content is preferably 0.6%, and more preferably 0.5%.

Mn:0.1〜3%
Mnは、Sと硫化物(MnS)を形成し、熱間加工性を改善する。しかし、その含有量が0.1%未満では前記の効果が得られない。一方、過剰なMnは硬度を高くして鋼を脆くし、かえって加工性や溶接性を損なう。特に、Mnの含有量が3%を超えると、加工性や溶接性の低下が著しくなる。したがって、Mnの含有量を、0.1〜3%とした。なお、Mn含有量の下限値として好ましいのは0.2%で、より好ましいのは0.5%である。また、Mn含有量の上限値として好ましいのは1.5%で、より好ましいのは1.3%である。
Mn: 0.1 to 3%
Mn forms sulfur and sulfide (MnS) and improves hot workability. However, if the content is less than 0.1%, the above effect cannot be obtained. On the other hand, excessive Mn increases the hardness and makes the steel brittle, and on the other hand, the workability and weldability are impaired. In particular, when the content of Mn exceeds 3%, workability and weldability are significantly deteriorated. Therefore, the Mn content is set to 0.1 to 3%. Note that the lower limit of the Mn content is preferably 0.2%, and more preferably 0.5%. The upper limit of the Mn content is preferably 1.5%, and more preferably 1.3%.

Ni:18%を超え25%未満
Niは、オーステナイト組織を安定にする元素であり、耐食性確保のためにも重要な元素である。次に述べるCr量とのバランスから、18%を超える含有量が必要である。一方、25%以上のNiはコスト上昇を招くだけでなく、かえってクリープ強度を低下させる。したがって、Niの含有量を、18%を超え25%未満とした。なお、Ni含有量の下限値として好ましいのは18.5%である。また、Ni含有量の上限値として好ましいのは23%である。
Ni: more than 18% and less than 25% Ni is an element that stabilizes the austenite structure, and is also an important element for ensuring corrosion resistance. From the balance with the amount of Cr described below, a content exceeding 18% is required. On the other hand, Ni of 25% or more not only causes an increase in cost but also decreases the creep strength. Therefore, the Ni content is more than 18% and less than 25%. The lower limit of the Ni content is preferably 18.5%. The upper limit of the Ni content is preferably 23%.

Cr:22%を超え30%未満
Crは、耐酸化性、耐水蒸気酸化性および耐食性を確保する上で重要な元素である。また、Cr系の炭窒化物をつくり強度の向上に寄与する。特に、700℃以上の高温耐食性を18−8系の鋼以上に高めるためには、22%を超えるCr含有量が必要である。一方、過剰なCrは組織の安定性を低下させ、σ相などの金属間化合物の生成を容易にし、クリープ強度を低下させる。また、Crの増量はオーステナイト組織の安定化のための高価なNiの増量を招き、コスト上昇を招く。特に、Crの含有量が30%以上になると、クリープ強度の低下とコスト上昇が著しくなる。したがって、Crの含有量を、22%を超え30%未満とした。なお、Cr含有量の下限値として好ましいのは23%で、より好ましいのは24%である。また、Cr含有量の上限値として好ましいのは28%で、より好ましいのは26%である。
Cr: more than 22% and less than 30% Cr is an important element in securing oxidation resistance, steam oxidation resistance and corrosion resistance. In addition, it produces Cr-based carbonitrides and contributes to improvement of strength. In particular, in order to increase the high temperature corrosion resistance at 700 ° C. or higher to 18-8 steel or higher, a Cr content exceeding 22% is required. On the other hand, excessive Cr decreases the stability of the structure, facilitates the formation of intermetallic compounds such as the σ phase, and decreases the creep strength. Further, an increase in Cr causes an increase in expensive Ni for stabilizing the austenite structure, leading to an increase in cost. In particular, when the Cr content is 30% or more, the creep strength decreases and the cost increases remarkably. Therefore, the Cr content is more than 22% and less than 30%. Note that the lower limit of the Cr content is preferably 23%, and more preferably 24%. Further, the upper limit of the Cr content is preferably 28%, and more preferably 26%.

Nb:0.1〜1%
Nbは、炭窒化物として微細に分散析出してクリープ強化に寄与する。このためには、少なくとも0.1%のNb含有量が必要である。しかし、Nbの多量添加は溶接性を損ない、特に、その含有量が1%を超えると溶接性の低下が著しくなる。したがって、Nbの含有量を、0.1〜1%とした。なお、Nb含有量の下限値として好ましいのは0.3%で、より好ましいのは0.4%である。また、Nb含有量の上限値として好ましいのは0.6%で、より好ましいのは0.5%である。
Nb: 0.1 to 1%
Nb finely disperses and precipitates as carbonitride and contributes to creep strengthening. For this purpose, an Nb content of at least 0.1% is required. However, the addition of a large amount of Nb impairs the weldability. In particular, when the content exceeds 1%, the weldability is significantly reduced. Therefore, the Nb content is set to 0.1 to 1%. Note that the lower limit of the Nb content is preferably 0.3%, and more preferably 0.4%. Further, the upper limit of the Nb content is preferably 0.6%, and more preferably 0.5%.

V:0.01〜1%
Vは、炭窒化物として析出し、クリープ強度を向上させる。しかし、その含有量が0.01%未満では前記の効果が得られず、一方、1%を超えると脆化相を生じる。したがって、Vの含有量を、0.01〜1%とした。なお、V含有量の下限値として好ましいのは0.03%で、より好ましいのは0.04%である。また、V含有量の上限値として好ましいのは0.5%で、より好ましいのは0.2%である。
V: 0.01 to 1%
V precipitates as carbonitride and improves the creep strength. However, if the content is less than 0.01%, the above effect cannot be obtained. On the other hand, if the content exceeds 1%, an embrittled phase is generated. Therefore, the content of V is set to 0.01 to 1%. Note that the lower limit of the V content is preferably 0.03%, and more preferably 0.04%. Moreover, 0.5% is preferable as the upper limit of the V content, and 0.2% is more preferable.

B:0.0005%を超え0.2%以下
Bは、炭窒化物を形成するC(炭素)の一部に置き換わって炭窒化物中に存在するか、またはB単体で粒界に存在し、700℃以上の高温で生じる粒界すべりクリープを抑制する効果がある。しかし、その含有量が0.0005%以下では効果がなく、一方、0.2%を超えると溶接性を損なう。したがって、Bの含有量を、0.0005%を超え0.2%以下とした。なお、B含有量の下限値として好ましいのは0.001%で、より好ましいのは0.0013%である。また、B含有量の上限値として好ましいのは0.005%で、より好ましいのは0.003%である。
B: More than 0.0005% and 0.2% or less B is present in carbonitride by replacing part of C (carbon) forming carbonitride, or B is present at grain boundaries by itself. There is an effect of suppressing grain boundary sliding creep occurring at a high temperature of 700 ° C. or higher. However, if the content is 0.0005% or less, there is no effect, while if it exceeds 0.2%, the weldability is impaired. Therefore, the content of B is set to exceed 0.0005% and not more than 0.2%. Note that 0.001% is preferable as the lower limit of the B content, and 0.0013% is more preferable. Further, the upper limit of the B content is preferably 0.005%, and more preferably 0.003%.

sol.Al:0.0005%以上で0.03%未満
Alは、脱酸元素として添加される。脱酸効果を得るには、sol.Alで0.0005%以上の含有量が必要である。一方、Alの多量添加によって組織の安定性が悪くなり、σ相脆化が生じ、特に、sol.Alで0.03%を超えるAlを含有するとσ相脆化が著しくなる。したがって、Alの含有量をsol.Alで、0.0005%以上で0.03%未満とした。なお、sol.AlでのAl含有量の下限値として好ましいのは0.005%である。また、上限値として好ましいのは0.02%で、より好ましいのは0.015%である。
sol. Al: 0.0005% or more and less than 0.03% Al is added as a deoxidizing element. To obtain a deoxidizing effect, the sol. A content of 0.0005% or more is required for Al. On the other hand, the addition of a large amount of Al deteriorates the stability of the structure and causes σ phase embrittlement. If the Al content exceeds 0.03%, σ phase embrittlement becomes significant. Therefore, the content of Al is sol. Al content is set to 0.0005% or more and less than 0.03%. Note that sol. The lower limit value of the Al content in Al is preferably 0.005%. The upper limit is preferably 0.02% and more preferably 0.015%.

N:0.1〜0.35%
Nは、炭窒化物による析出強化と高価なNiの一部に代替してオーステナイト組織の高温安定性を確保するために添加する。引張強さと高温クリープ強度を高めるためには、Nの含有量は0.1%以上とする必要がある。しかし、Nの多量添加は延性、溶接性および靱性を損ない、特に、その含有量が0.35%を超えると、延性、溶接性および靱性の低下が著しくなる。したがって、Nの含有量を、0.1〜0.35%とした。なお、N含有量の下限値として好ましいのは0.15%で、より好ましいのは0.2%である。また、N含有量の上限値として好ましいのは0.3%で、より好ましいのは0.27%である。
N: 0.1 to 0.35%
N is added in order to secure the high-temperature stability of the austenite structure in place of precipitation strengthening by carbonitride and a part of expensive Ni. In order to increase the tensile strength and the high temperature creep strength, the N content needs to be 0.1% or more. However, addition of a large amount of N impairs ductility, weldability, and toughness. In particular, when the content exceeds 0.35%, the ductility, weldability, and toughness are significantly reduced. Therefore, the N content is set to 0.1 to 0.35%. Note that the lower limit of the N content is preferably 0.15%, and more preferably 0.2%. Moreover, 0.3% is preferable as the upper limit of the N content, and 0.27% is more preferable.

O(酸素):0.001〜0.008%
O(酸素)は、非金属介在物として微細分散する場合、クリープ強度や延性に寄与する。この効果を得るためには、O(酸素)の含有量を0.001%以上とする必要がある。しかしながら、Oの含有量が過剰になり、特に0.008%を超えると、非金属介在物の量が多くなりすぎてかえってクリープ破断延性やクリープ疲労特性が損なわれる。したがって、O(酸素)の含有量を、0.001〜0.008%とした。O(酸素)含有量の下限値として好ましいのは0.004%で、より好ましいのは0.005%であり、また、上限値として好ましいのは0.007%である。
O (oxygen): 0.001 to 0.008%
O (oxygen) contributes to creep strength and ductility when finely dispersed as non-metallic inclusions. In order to obtain this effect, the O (oxygen) content needs to be 0.001% or more. However, if the content of O becomes excessive, especially exceeding 0.008%, the amount of non-metallic inclusions becomes too large, and the creep rupture ductility and creep fatigue characteristics are impaired. Therefore, the content of O (oxygen) is set to 0.001 to 0.008%. The lower limit value of O (oxygen) content is preferably 0.004%, more preferably 0.005%, and the upper limit value is preferably 0.007%.

本発明においては、先ず、不純物中のPおよびSの含有量をそれぞれ、特定の値以下に制限する必要がある。以下、このことについて説明する。   In the present invention, first, it is necessary to limit the contents of P and S in impurities to a specific value or less. This will be described below.

P:0.03%以下
Pは、不純物として不可避的に混入し、過剰なPは溶接性、加工性を著しく害するので、その含有量の上限値を0.03%とした。好ましいPの含有量は0.02%以下であり、極力少なくするのがよい。
P: 0.03% or less P is inevitably mixed as an impurity, and excessive P significantly impairs weldability and workability. Therefore, the upper limit of the content is set to 0.03%. The preferable P content is 0.02% or less, and it is preferable to reduce it as much as possible.

S:0.01%以下
Sも不純物として不可避的に混入し、過剰なSは溶接性、加工性を害するので、その含有量の上限値を0.01%とした。好ましいSの含有量は0.005%以下であり、Sも極力少なくするのがよい。
S: 0.01% or less S is inevitably mixed as an impurity, and excessive S impairs weldability and workability, so the upper limit of its content was set to 0.01%. The preferable S content is 0.005% or less, and S should be reduced as much as possible.

本発明においては、さらに、不純物中のSn、Pb、Sb、ZnおよびAsのそれぞれの含有量ならびに「Sn(%)+Pb(%)」の値および「Sb(%)+Zn(%)+As(%)」の値を特定の値以下に制限する必要がある。以下、このことについて説明する。   In the present invention, the contents of Sn, Pb, Sb, Zn and As in the impurities, the value of “Sn (%) + Pb (%)” and “Sb (%) + Zn (%) + As (% ) "Must be limited to a certain value. This will be described below.

上記のSn、Pb、Sb、ZnおよびAsいずれも、22〜30Crのオーステナイト系ステンレス鋼の原料としてのスクラップ中に含まれ、低融点金属であるがゆえに凝固時に粒界等に偏析して割れを誘発し、延性や靱性を阻害する。しかも、本発明者らの詳細な検討によって、上記の元素の含有量がそれぞれ、Snで0.020%、Pbで0.010%、Sbで0.005%、Znで0.005%およびAsで0.005%を超えるとともに、「Sn(%)+Pb(%)」の値および「Sb(%)+Zn(%)+As(%)」の値がそれぞれ、0.025%および0.010%を超えると、700℃以上、10000h以上のクリープや時効中に形成される析出物に呼応して著しくクリープ破断伸びや破断絞り、長時間時効材の衝撃性質が劣化し、ひいてはこれが長期の経年劣化や経年材の加工性低下を引き起こすことが判明した。   Any of the above Sn, Pb, Sb, Zn, and As is contained in scrap as a raw material for 22-30Cr austenitic stainless steel, and because it is a low melting point metal, it segregates at grain boundaries during solidification and cracks. Induces and inhibits ductility and toughness. Moreover, as a result of detailed investigations by the present inventors, the contents of the above elements are 0.020% for Sn, 0.010% for Pb, 0.005% for Sb, 0.005% for Zn, and As. And the values of “Sn (%) + Pb (%)” and “Sb (%) + Zn (%) + As (%)” are 0.025% and 0.010%, respectively. If it exceeds 1, the creep properties of creep rupture elongation, squeezing, and long-term aging material deteriorate significantly in response to creep of 700 ° C. or more and 10,000 h or more of precipitates formed during aging. It has been found that it causes deterioration of workability of aged materials.

したがって、既に述べた(a)〜(c)の経年特性を満足させて、長期の経年材に良好な溶接性や切断性などの加工性を具備させるために、不純物中のSn、Pb、Sb、ZnおよびAsの含有量をそれぞれ、Sn:0.020%以下、Pb:0.010%以下、Sb:0.005%以下、Zn:0.005%以下およびAs:0.005%以下とし、さらに、Sn(%)+Pb(%)≦0.025%およびSb(%)+Zn(%)+As(%)≦0.010%を満たすことと規定した。   Therefore, Sn, Pb, Sb in impurities are used in order to satisfy the aging characteristics (a) to (c) described above and to provide long-term aging materials with good workability such as weldability and cutability. The Zn and As contents are Sn: 0.020% or less, Pb: 0.010% or less, Sb: 0.005% or less, Zn: 0.005% or less, and As: 0.005% or less, respectively. Further, it was defined that Sn (%) + Pb (%) ≦ 0.025% and Sb (%) + Zn (%) + As (%) ≦ 0.010% were satisfied.

上記の理由から、本発明(1)に係る長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼は、上述した範囲のCからO(酸素)までの元素を含み、残部はFeおよび不純物からなり、不純物中のP、S、Sn、Pb、Sb、ZnおよびAsがそれぞれ、上述した範囲にあり、かつSn(%)+Pb(%)≦0.025%およびSb(%)+Zn(%)+As(%)≦0.010%を満たすことと規定した。   For the above reasons, the high-temperature austenitic stainless steel excellent in workability after long-term use according to the present invention (1) contains elements from C to O (oxygen) in the above-mentioned range, with the balance being Fe and impurities. P, S, Sn, Pb, Sb, Zn and As in the impurities are in the above-mentioned ranges, and Sn (%) + Pb (%) ≦ 0.025% and Sb (%) + Zn (% ) + As (%) ≦ 0.010%.

なお、本発明(1)に係る長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼は、そのFeの一部に代えて、必要に応じてさらに、
第1群:Mo:5%以下、W:5%以下およびCu:5%以下のうちから選んだ1種以上を、単独または合計で5%以下、
第2群:Co:0.8%以下およびTi:0.1%以下のうちの1種または2種、
第3群:Mg:0.02%以下、Ta:0.2%以下、Zr:0.2%以下、Ca:0.05%以下、REM:0.2%以下、Pd:0.2%以下およびHf:0.2%以下のうちの1種または2種以上、
の各グループの元素の1種以上を選択的に含有させることができる。
In addition, the high temperature austenitic stainless steel excellent in workability after long-term use according to the present invention (1) is replaced with a part of the Fe, if necessary,
First group: Mo: 5% or less, W: 5% or less, and Cu: 5% or less, alone or in total of 5% or less,
Second group: one or two of Co: 0.8% or less and Ti: 0.1% or less,
Third group: Mg: 0.02% or less, Ta: 0.2% or less, Zr: 0.2% or less, Ca: 0.05% or less, REM: 0.2% or less, Pd: 0.2% And Hf: one or more of 0.2% or less,
One or more elements of each group can be selectively contained.

すなわち、前記第1群から第3群までのいずれかのグループの元素の1種以上を任意元素として添加し、含有させてもよい。   That is, one or more elements of any group from the first group to the third group may be added and contained as optional elements.

以下、上記の任意元素に関して説明する。   Hereinafter, the above optional elements will be described.

第1群:Mo:5%以下、W:5%以下およびCu:5%以下のうちから選んだ1種以上を、単独または合計で5%以下
第1群の元素であるMo、WおよびCuは、高温クリープ強度を向上させるのに有効な元素である。このため、この効果を得たい場合にはMo、WおよびCuの1種以上を積極的に添加してもよく、単独または合計の含有量が0.1%以上で効果が得られる。一方、Mo、WおよびCuの多量添加は靱性、強度および延性を損なうので、それらの含有量の上限値は、それぞれ5%とするのがよい。MoおよびWおよびCuの下限値として好ましいのはそれぞれ、0.5%で、より好ましいのは1%である。また、上限値として好ましいのはそれぞれ3%で、より好ましいのは2%である。
Group 1: Mo: 5% or less, W: 5% or less, and Cu: 5% or less, alone or in total 5% or less Mo, W and Cu as elements of the first group Is an element effective for improving the high temperature creep strength. For this reason, when it is desired to obtain this effect, one or more of Mo, W and Cu may be positively added, and the effect can be obtained when the total content is 0.1% or more. On the other hand, addition of a large amount of Mo, W and Cu impairs toughness, strength and ductility, so the upper limit of their content is preferably 5%. The lower limit values of Mo, W, and Cu are each preferably 0.5%, and more preferably 1%. The upper limit is preferably 3% and more preferably 2%.

第2群:Co:0.8%以下およびTi:0.1%以下のうちの1種または2種
第2群の元素であるCoおよびTiは700℃以上でのクリープ破断強度を高める作用を有するので、この効果を得るために上記の元素を添加し、含有させてもよい。以下、第2群の元素について個別に説明する。
Group 2: Co: 0.8% or less and Ti: 0.1% or less One or two of the following: Group 2 elements, Co and Ti, increase the creep rupture strength at 700 ° C. or higher. Therefore, in order to obtain this effect, the above elements may be added and contained. Hereinafter, the second group of elements will be individually described.

Co:0.8%以下
Coは、700℃以上でのクリープ破断強度を向上させる作用を有する。Coには、Niを助けてオーステナイト組織を安定にする作用もある。このため、こうした効果を得たい場合には、Coを積極的に添加してもよく、Coの含有量が0.04%以上で前記の効果が得られる。一方、放射性元素として溶解炉などを汚染しないように、含有量の上限値は0.8%とした。なお、Co含有量の下限値として好ましいのは0.05%で、より好ましいのは0.1%である。また、Co含有量の上限値として好ましいのは0.5%で、より好ましいのは0.45%である。
Co: 0.8% or less Co has the effect of improving the creep rupture strength at 700 ° C. or higher. Co also has the effect of helping Ni to stabilize the austenite structure. For this reason, when it is desired to obtain such an effect, Co may be positively added, and the above effect can be obtained when the Co content is 0.04% or more. On the other hand, the upper limit of the content was set to 0.8% so as not to contaminate the melting furnace as a radioactive element. Note that the lower limit of the Co content is preferably 0.05%, and more preferably 0.1%. Moreover, 0.5% is preferable as the upper limit of the Co content, and 0.45% is more preferable.

Ti:0.1%以下
Tiは、700℃以上でのクリープ破断強度を向上させる作用を有する。この効果を得るためには、Tiの含有量は0.002%以上とすることが好ましい。しかしながら、Tiを多量に添加すると、未固溶のTiの炭窒化物を形成し、結晶粒を混粒にしたり、不均一なクリープ変形や延性低下の原因となり、また、特に、Tiの含有量が0.1%を超えると、不要な炭窒化物を生成して、クリープ破断延性とクリープ疲労特性を損なう。したがって、添加する場合のTiの含有量は、0.1%以下とした。添加する場合のTi含有量の下限値として好ましいのは0.002%、より好ましいのは0.004%で、さらに一層好ましいのは0.005%である。また、添加する場合のTi含有量の上限値として好ましいのは0.05%で、より好ましいのは0.01%未満である。
Ti: 0.1% or less Ti has the effect of improving the creep rupture strength at 700 ° C. or higher. In order to obtain this effect, the Ti content is preferably 0.002% or more. However, when a large amount of Ti is added, undissolved Ti carbonitrides are formed, causing crystal grains to be mixed, causing uneven creep deformation and ductility deterioration, and in particular, the Ti content If it exceeds 0.1%, unnecessary carbonitrides are produced, and the creep rupture ductility and creep fatigue properties are impaired. Therefore, when Ti is added, the content of Ti is set to 0.1% or less. The lower limit of the Ti content when added is preferably 0.002%, more preferably 0.004%, and still more preferably 0.005%. Further, the upper limit value of the Ti content when added is preferably 0.05%, and more preferably less than 0.01%.

なお、上記のCoおよびTiは、そのうちのいずれか1種のみ、または2種の複合で含有することができる。   In addition, said Co and Ti can be contained only in any 1 type in them, or 2 types of composites.

第3群:Mg:0.02%以下、Ta:0.2%以下、Zr:0.2%以下、Ca:0.05%以下、REM:0.2%以下、Pd:0.2%以下およびHf:0.2%以下のうちの1種または2種以上
第3群の元素であるMg、Ta、Zr、Ca、REM、PdおよびHfは、いずれも、Sを固定して熱間加工性を向上させるのに有効な元素である。また、Mgには極微量の添加で脱酸効果がある。
Third group: Mg: 0.02% or less, Ta: 0.2% or less, Zr: 0.2% or less, Ca: 0.05% or less, REM: 0.2% or less, Pd: 0.2% 1 or 2 or more of Hf: 0.2% or less The elements of the third group, Mg, Ta, Zr, Ca, REM, Pd, and Hf are all hot while fixing S. It is an effective element for improving workability. Further, Mg has a deoxidizing effect when added in a very small amount.

このため、その効果を得たい場合には1種以上を積極的に添加してもよく、上記の効果は、いずれの元素も0.0005%以上の含有量で得られる。一方、0.02%を超える含有量のMgは鋼質を害し、クリープ強度やクリープ疲労特性、延性を損なう。0.2%を超える含有量のTaやZrは酸化物や窒化物を形成して混粒の原因になるだけでなく、鋼質を害し、クリープ強度やクリープ疲労特性、さらには延性を損なう。0.05%を超える含有量のCaはかえって延性および加工性を損なう。0.2%を超える含有量のREM、PdおよびHfは酸化物などの介在物が多くなって加工性、溶接性を損なうだけでなく、コスト上昇をも招く。   For this reason, when it is desired to obtain the effect, one or more kinds may be positively added, and the above effect can be obtained with a content of 0.0005% or more for any element. On the other hand, a Mg content exceeding 0.02% impairs steel quality and impairs creep strength, creep fatigue properties, and ductility. Ta and Zr whose content exceeds 0.2% not only forms oxides and nitrides and causes mixed grains, but also harms the steel quality and impairs creep strength, creep fatigue properties, and ductility. If the Ca content exceeds 0.05%, ductility and workability are impaired. REM, Pd, and Hf with a content exceeding 0.2% increase not only the oxide and other inclusions, but also deteriorate the workability and weldability, and also increase the cost.

したがって、添加する場合の含有量は、Mg:0.02%以下、Ta:0.2%以下、Zr:0.2%以下、Ca:0.05%以下、REM:0.2%以下、Pd:0.2%以下およびHf:0.2%以下とした。添加する場合の上記元素の含有量は、Mgは0.0005〜0.02%、Ta、Zr、REM、PdおよびHfはいずれも、0.0005〜0.2%、Caは0.0005〜0.05%とするのがよい。   Therefore, when added, the content is Mg: 0.02% or less, Ta: 0.2% or less, Zr: 0.2% or less, Ca: 0.05% or less, REM: 0.2% or less, Pd: 0.2% or less and Hf: 0.2% or less. The content of the above elements when added is as follows: Mg is 0.0005 to 0.02%, Ta, Zr, REM, Pd and Hf are all 0.0005 to 0.2%, and Ca is 0.0005. It should be 0.05%.

含有量の下限値として好ましいのは次のとおりである。   Preferred as the lower limit of the content is as follows.

Mg、Ta、ZrおよびCa:いずれも、0.001%で、より好ましいのは0.002%。REM、PdおよびHf:いずれも、0.01%で、より好ましいのは0.02%。   Mg, Ta, Zr and Ca: All are 0.001%, more preferably 0.002%. REM, Pd and Hf: All are 0.01%, more preferably 0.02%.

また、含有量の上限値として好ましいのは次のとおりである。   Further, the upper limit of the content is preferably as follows.

Mg:0.008%で、より好ましいのは0.006%。TaおよびZr:0.1%で、より好ましいのは0.05%。Ca:0.03%で、より好ましいのは0.01%。REM、PdおよびHf:いずれも、0.15%で、より好ましいのは0.1%。   Mg: 0.008%, more preferably 0.006%. Ta and Zr: 0.1%, more preferably 0.05%. Ca: 0.03%, more preferably 0.01%. REM, Pd and Hf: All are 0.15%, more preferably 0.1%.

ここで、本発明でいうREM、つまり、希土類元素が、Sc,Yおよびランタノイドの17元素を指すことは、既に述べたとおりである。   Here, as described above, REM in the present invention, that is, the rare earth element indicates 17 elements of Sc, Y and lanthanoid.

なお、上記のMg、Ta、Zr、Ca、REM、PdおよびHfは、そのうちのいずれか1種のみ、または2種以上の複合で含有することができる。   In addition, said Mg, Ta, Zr, Ca, REM, Pd, and Hf can contain only any 1 type in them, or 2 or more types of composites.

上記の理由から、本発明(2)に係る長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼は、本発明(1)に係る長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼のFeの一部に代えて、上記第1群の元素であるMo、WおよびCuのうちの1種以上を、単独または合計で5%以下含むことと規定した。   For the above reasons, the high-temperature austenitic stainless steel excellent in workability after long-term use according to the present invention (2) is the high-temperature austenitic stainless steel excellent in workability after long-term use according to the present invention (1). Instead of a part of Fe of steel, it was specified that one or more of Mo, W and Cu, which are the elements of the first group, were contained alone or 5% or less in total.

また、本発明(3)に係る長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼は、本発明(1)または本発明(2)に係る長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼のFeの一部に代えて、上記第2群の元素であるCoおよびTiのうちの1種または2種を含むことと規定した。   Moreover, the high temperature austenitic stainless steel excellent in workability after long-term use according to the present invention (3) is used for high temperature excellent in workability after long-term use according to the present invention (1) or the present invention (2). Instead of a part of Fe of the austenitic stainless steel, it is defined that one or two of Co and Ti as elements of the second group are included.

さらに、本発明(4)に係る長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼は、本発明(1)から本発明(3)までのいずれかに係る長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼のFeの一部に代えて、上記第3群の元素であるMg、Ta、Zr、Ca、REM、PdおよびHfのうちの1種または2種以上を含むことと規定した。   Furthermore, the high-temperature austenitic stainless steel excellent in workability after long-term use according to the present invention (4) has high workability after long-term use according to any of the present invention (1) to the present invention (3). Instead of a part of Fe of excellent high-temperature austenitic stainless steel, one or more of Mg, Ta, Zr, Ca, REM, Pd and Hf, which are the elements of the third group, are included. Stipulated.

本発明(1)から本発明(4)までのいずれかに係る化学組成を有するオーステナイト系ステンレス鋼は、750℃での10000hを超えるクリープ破断伸びが15%以上であれば、容易に前記(a)の特性、すなわち、700℃またはそれ以上の温度におけるクリープ破断強度が10000h以上、すなわち100000h以上の使用に対しても安定して低下しないという特性を満たすことができるので、長期の経年使用後の溶接や曲げなどの加工において不具合を生じることがない。   The austenitic stainless steel having the chemical composition according to any one of the present invention (1) to the present invention (4) can be easily obtained as long as the creep rupture elongation exceeding 10,000 h at 750 ° C. is 15% or more. ), That is, the creep rupture strength at a temperature of 700 ° C. or higher is 10000 h or more, that is, the property that it does not decrease stably even when used for 100,000 h or more. There is no problem in processing such as welding and bending.

したがって、本発明(5)に係る長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼は、本発明(1)から本発明(4)までのいずれかに記載の化学組成を有し、750℃での10000hを超えるクリープ破断伸びが15%以上であることと規定した。   Therefore, the high temperature austenitic stainless steel excellent in workability after long-term use according to the present invention (5) has the chemical composition according to any one of the present invention (1) to the present invention (4), It was stipulated that the creep rupture elongation exceeding 10,000 h at 750 ° C. was 15% or more.

本発明(1)〜本発明(4)に係る長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼は、溶解に使用する原料について綿密詳細な分析を実施して、特に不純物中のSn、Pb、Sb、ZnおよびAsの含有量がそれぞれ、前述のSn:0.020%以下、Pb:0.010%以下、Sb:0.005%以下、Zn:0.005%以下およびAs:0.005%以下で、かつSn(%)+Pb(%)≦0.025%およびSb(%)+Zn(%)+As(%)≦0.010%を満たすものを選択した後、電気炉、AOD炉やVOD炉などを用いて溶製して製造することができる。   The high temperature austenitic stainless steel excellent in workability after long-term use according to the present invention (1) to the present invention (4) is subjected to a thorough detailed analysis on the raw materials used for melting, and particularly Sn in impurities. , Pb, Sb, Zn, and As, respectively, Sn: 0.020% or less, Pb: 0.010% or less, Sb: 0.005% or less, Zn: 0.005% or less, and As: After selecting 0.005% or less and satisfying Sn (%) + Pb (%) ≦ 0.025% and Sb (%) + Zn (%) + As (%) ≦ 0.010%, an electric furnace, It can be manufactured by melting using an AOD furnace or a VOD furnace.

次いで、溶製された溶湯を、いわゆる「造塊法」でインゴットに鋳造した後の熱間鍛造または連続鋳造によってスラブ、ブルームやビレットにし、これらを素材として、板材に加工する場合は、例えば、熱間圧延でプレートやコイル状に加工し、また管材に加工する場合は、例えば、熱間押出製管法やマンネスマン製管法で管状に熱間加工する。   Next, when the molten metal is made into a slab, bloom or billet by hot forging or continuous casting after casting into an ingot by the so-called “ingot-making method”, and using these as raw materials, In the case of processing into a plate or coil by hot rolling and processing into a tube material, for example, it is hot processed into a tube by a hot extrusion tube manufacturing method or a Mannesmann tube manufacturing method.

すなわち、熱間加工はどのような加工であってもよく、例えば、最終製品が鋼管の場合では、ユジーンセジュルネ法に代表される熱間押出製管法や、マンネスマンプラグミル法やマンネスマンマンドレルミル法などに代表されるロール圧延製管法(マンネスマン製管法)を挙げることができ、最終製品が鋼板の場合では、通常の厚鋼板や熱延鋼帯の製造方法を挙げることができる。   That is, any type of hot working may be used. For example, when the final product is a steel pipe, the hot extrusion pipe making method represented by the Eugene Sejurne method, the Mannesmann plug mill method, the Mannesmann mandrel mill, etc. Examples thereof include a roll rolling pipe manufacturing method (Mannesmann pipe manufacturing method) typified by a method, and in the case where the final product is a steel plate, a normal method for manufacturing a thick steel plate or a hot-rolled steel strip can be mentioned.

熱間加工の加工終了温度は、特に規定しないが、1150℃以上とするのがよい。これは、加工終了温度が1150℃未満になると、Nb、TiおよびVの炭窒化物の固溶が不十分になって、クリープ強度や延性が損なわれるためである。   The processing end temperature of the hot processing is not particularly specified, but is preferably 1150 ° C. or higher. This is because when the processing end temperature is less than 1150 ° C., the solid solution of Nb, Ti and V carbonitrides becomes insufficient, and the creep strength and ductility are impaired.

なお、熱間加工後に冷間加工を行ってもよく、冷間加工としては、例えば、最終製品が鋼管の場合では、上記の熱間加工により製造された素管に引き抜き加工を施す冷間抽伸製管法やコールドピルガーミルによる冷間圧延製管法を挙げることができ、最終製品が鋼板の場合では、通常の冷延鋼帯の製造方法を挙げることができる。また、組織を均一にして強度のより一層の安定化を図るためには、加工歪みを与えて熱処理時に再結晶・整粒化させるのがよいため、冷間加工の場合では最後の加工を断面減少率10%以上で行って、歪みを付与するのが望ましい。   The cold working may be performed after the hot working. For example, when the final product is a steel pipe, the cold drawing is performed by drawing the raw pipe manufactured by the hot working described above. Examples thereof include a pipe manufacturing method and a cold rolling pipe manufacturing method using a cold pilger mill. When the final product is a steel plate, a normal method for manufacturing a cold-rolled steel strip can be used. In addition, in order to make the structure uniform and to further stabilize the strength, it is better to recrystallize and size-size during heat treatment by giving processing strain. It is desirable to apply distortion by performing the reduction rate of 10% or more.

また、上記の熱間加工後の最終熱処理の加熱温度、または熱間加工後にさらに冷間加工を行った後の最終熱処理の加熱温度は、1150℃以上で行えばよい。上記加熱温度の上限は特に規定しないが、1350℃を超えると、高温粒界割れや延性低下を引き起こしやすくなるだけでなく、結晶粒が極めて大きくなり、さらに、加工性も著しく低下する。このため、上記加熱温度の上限は1350℃とするのがよい。   Further, the heating temperature of the final heat treatment after the hot working described above or the heating temperature of the final heat treatment after further cold working after the hot working may be performed at 1150 ° C. or higher. The upper limit of the heating temperature is not particularly specified, but if it exceeds 1350 ° C., not only is it likely to cause high-temperature grain boundary cracking or a decrease in ductility, but the crystal grains become extremely large, and the workability is significantly reduced. For this reason, the upper limit of the heating temperature is preferably 1350 ° C.

上述したような方法によって、本発明(5)に係る長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼を製造することができる。   By the method as described above, the high-temperature austenitic stainless steel excellent in workability after long-term use according to the present invention (5) can be produced.

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited to these Examples.

表1および表2に示す化学組成を有する27種類の鋼を容量50kgの真空溶解炉を用いて溶製し、得られた鋼塊を熱間鍛造して15mm厚さの板材に仕上げた。   Twenty-seven kinds of steels having the chemical compositions shown in Tables 1 and 2 were melted using a vacuum melting furnace with a capacity of 50 kg, and the obtained steel ingot was hot forged into a 15 mm thick plate.

なお、表1および表2中の鋼1〜18は化学組成が本発明で規定する範囲内にある鋼(以下、「本発明鋼」という。)である。一方、鋼19〜27は成分元素の含有量、「Sn(%)+Pb(%)」の値および「Sb(%)+Zn(%)+As(%)」の値のいずれかが、本発明で規定する条件から外れた比較例の鋼(以下、「比較鋼」という。)である。   Steels 1 to 18 in Tables 1 and 2 are steels whose chemical compositions are within the range defined by the present invention (hereinafter referred to as “the present invention steel”). On the other hand, each of the steels 19 to 27 has a component element content, either “Sn (%) + Pb (%)” or “Sb (%) + Zn (%) + As (%)”. It is a comparative steel (hereinafter referred to as “comparative steel”) that deviates from the specified conditions.

Figure 0004946758
Figure 0004946758

Figure 0004946758
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上記の厚さ15mmの板材に1220℃で1h保持後水冷の熱処理を施した。以下、この熱処理を施した板材を「母材」と称す。   The plate material having a thickness of 15 mm was held at 1220 ° C. for 1 h and then subjected to a water-cooling heat treatment. Hereinafter, the plate material subjected to the heat treatment is referred to as a “base material”.

なお、鋼1〜3および鋼25〜27については、溶接熱影響部(以下、「HAZ」という。)を模擬した素材として、上記熱処理した母材から20mm幅、20mm厚さ、100mm長さの小片を切り出し、これに1300℃で2分保持後水冷の熱処理を施したサンプルを作製した。以下、この熱処理を施した小片を「粗粒HAZ材」と称す。   In addition, about the steel 1-3 and the steel 25-27, as a raw material which simulated the welding heat affected zone (henceforth "HAZ"), it is 20 mm width, 20 mm thickness, and 100 mm length from the heat-treated base material. A small piece was cut out, held at 1300 ° C. for 2 minutes, and then subjected to a water-cooled heat treatment. Hereinafter, this heat-treated piece is referred to as “coarse-grained HAZ material”.

次いで、クリープ破断試験とシャルピー衝撃試験を行った。   Next, a creep rupture test and a Charpy impact test were performed.

すなわち、クリープ破断試験は、上記のようにして得た母材および粗粒HAZ材から、外径が6mmで標点距離が30mmの丸棒クリープ試験片を採取し、試験温度750℃、負荷応力70MPaの条件で行い、クリープ破断時間(h)とクリープ破断伸び(%)を測定した。   That is, the creep rupture test was performed by taking a round bar creep test piece having an outer diameter of 6 mm and a gauge distance of 30 mm from the base material and the coarse HAZ material obtained as described above, a test temperature of 750 ° C., and a load stress. The creep rupture time (h) and creep rupture elongation (%) were measured under the condition of 70 MPa.

また、シャルピー衝撃試験は、上記のようにして得た母材およびこの母材を750℃で10000h加熱後空冷して得た長時間時効処理材のそれぞれから、幅10mmのVノッチシャルピー衝撃試験片(長さ55mm、高さ10mm、幅10mmでノッチ下高さ8mmのVノッチ試験片)を採取し、0℃での衝撃値を測定した。   In addition, the Charpy impact test was performed using a V-notch Charpy impact test piece having a width of 10 mm from each of the base material obtained as described above and a long-term aging treatment material obtained by heating the base material at 750 ° C. for 10000 hours and then air-cooling. (A V-notch test piece having a length of 55 mm, a height of 10 mm, a width of 10 mm, and a height of 8 mm under the notch) was collected, and the impact value at 0 ° C. was measured.

表3に、上記の試験結果をまとめて示す。なお、表3の「0℃シャルピー衝撃値」欄においては、上記の長時間時効処理していない母材を「新材」と表記し、また長時間時効処理した母材を「時効材」と表記した。   Table 3 summarizes the above test results. In addition, in the “0 ° C. Charpy impact value” column of Table 3, the above-mentioned base material that has not been subjected to long-term aging treatment is referred to as “new material”, and the base material that has been subjected to long-term aging treatment is referred to as “aging material”. Indicated.

Figure 0004946758
Figure 0004946758

表3から明らかなように、0℃におけるシャルピー衝撃値は、新材の場合、本発明鋼1〜27と比較鋼28〜36の差異はなく、ほぼ200J/cm2以上の高い値である。一方、750℃で10000h時効処理した後の衝撃値は、本発明鋼1〜27が50J/cm2以上の実用上十分な靱性であるのに対し、比較鋼28〜36の衝撃値は24J/cm2以下であって、著しい低下が認められた。 As is apparent from Table 3, the Charpy impact value at 0 ° C. is a high value of about 200 J / cm 2 or more without any difference between the inventive steels 1 to 27 and the comparative steels 28 to 36 in the case of the new material. On the other hand, the impact value after aging at 750 ° C. for 10,000 h is that the steels of the present invention 1 to 27 have practically sufficient toughness of 50 J / cm 2 or more, whereas the impact values of the comparative steels 28 to 36 are 24 J / It was below cm 2 and a significant decrease was observed.

すなわち、高温で長時間加熱された比較鋼(従来鋼)は長期使用による経年劣化が著しいのに比べ、本発明鋼は大幅に靱性改善されることがわかった。   That is, it was found that the comparative steel (conventional steel) heated at a high temperature for a long time is significantly deteriorated by long-term use, while the steel of the present invention is greatly improved in toughness.

次に、クリープ破断特性については、母材のクリープ破断時間は、本発明鋼がいずれも10000h以上の破断時間であるのに対し、比較鋼は約8000h以下で破断している。特に、クリープ破断伸びの差が大きく、本発明鋼は10000h以上で破断したものでも15%以上の破断伸びを示したが、比較鋼は15%を下回る小さい破断伸びであってクリープ破断伸びの劣化が大きいことがわかった。   Next, regarding the creep rupture characteristics, the creep rupture time of the base material is rupture time of 10000 h or more for all of the steels of the present invention, whereas the comparative steel is broken at about 8000 h or less. In particular, the difference in creep rupture elongation was large, and the steel of the present invention showed a rupture elongation of 15% or more even when ruptured at 10000 h or more, but the comparative steel had a small rupture elongation of less than 15% and deteriorated creep rupture elongation. Was found to be large.

さらに、粗粒HAZ材の傾向として、本発明鋼の場合は母材とのクリープ破断時間の差があまりなく、クリープ破断伸びも15%以上であるのに対し、比較鋼の場合はクリープ破断時間そのものがその母材より著しく短く、かつクリープ破断伸びも一桁に劣化していた。   Further, as a tendency of the coarse-grained HAZ material, in the case of the steel of the present invention, there is not much difference in creep rupture time from the base material, and the creep rupture elongation is 15% or more, whereas in the case of the comparative steel, the creep rupture time It itself was significantly shorter than the base metal, and the creep rupture elongation was deteriorated by an order of magnitude.

すなわち、本発明鋼の長時間使用によるクループ破断強度とクリープ破断伸びの経年劣化は比較鋼に比べ大幅に改善することがわかった。   That is, it was found that the aging degradation of the rupture strength and creep rupture elongation of the steel of the present invention over a long period of time is significantly improved compared to the comparative steel.

本発明によれば、従来の18−8系や25Cr系の鋼に比べて700℃以上でのクリープ破断強度、クリープ破断延性および長期使用後の靱性に優れるので、長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼を確実に提供することができる。このため、近年の発電用ボイラなどの高温高圧化の促進に対して、極めて大きい効果が得られる。   According to the present invention, since it has excellent creep rupture strength at 700 ° C. or higher, creep rupture ductility and toughness after long-term use compared to conventional 18-8 and 25Cr steels, it is excellent in workability after long-term use. In addition, it is possible to reliably provide high-temperature austenitic stainless steel. For this reason, the great effect is acquired with respect to acceleration | stimulation of high temperature / high pressure, such as a power generation boiler in recent years.

Claims (5)

質量%で、C:0.03〜0.12%、Si:0.2〜2%、Mn:0.1〜3%、Ni:18%を超え25%未満、Cr:22%を超え30%未満、Nb:0.1〜1%、V:0.01〜1%、B:0.0005%を超え0.2%以下、sol.Al:0.0005%以上で0.03%未満、N:0.1〜0.35%、O(酸素):0.001〜0.008%を含み、残部はFeおよび不純物からなり、不純物中のP、S、Sn、Pb、Sb、ZnおよびAsがそれぞれ、P:0.03%以下、S:0.01%以下、Sn:0.020%以下、Pb:0.010%以下、Sb:0.005%以下、Zn:0.005%以下およびAs:0.005%以下で、かつSn(%)+Pb(%)≦0.025%およびSb(%)+Zn(%)+As(%)≦0.010%を満たすことを特徴とする長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼。   In mass%, C: 0.03-0.12%, Si: 0.2-2%, Mn: 0.1-3%, Ni: more than 18% and less than 25%, Cr: more than 22% and more than 30 %, Nb: 0.1 to 1%, V: 0.01 to 1%, B: more than 0.0005% and 0.2% or less, sol. Al: not less than 0.0005% and less than 0.03%, N: 0.1 to 0.35%, O (oxygen): 0.001 to 0.008%, the balance being Fe and impurities, impurities P, S, Sn, Pb, Sb, Zn and As in each of P: 0.03% or less, S: 0.01% or less, Sn: 0.020% or less, Pb: 0.010% or less, Sb: 0.005% or less, Zn: 0.005% or less and As: 0.005% or less, and Sn (%) + Pb (%) ≦ 0.025% and Sb (%) + Zn (%) + As ( %) ≦ 0.010% A high temperature austenitic stainless steel excellent in workability after long-term use. Feの一部に代えて、質量%で、Mo:5%以下、W:5%以下およびCu:5%以下のうちから選んだ1種以上を、単独または合計で5%以下含むことを特徴とする請求項1に記載の長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼。   Instead of a part of Fe, it contains one or more selected from Mo: 5% or less, W: 5% or less, and Cu: 5% or less, alone or in total 5% or less in mass%. The high-temperature austenitic stainless steel excellent in workability after long-term use according to claim 1. Feの一部に代えて、質量%で、Co:0.8%以下およびTi:0.1%以下のうちの1種または2種を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼。   It replaces with a part of Fe and contains 1 type or 2 types of Co: 0.8% or less and Ti: 0.1% or less in the mass%, The Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. High-temperature austenitic stainless steel with excellent workability after long-term use. Feの一部に代えて、質量%で、Mg:0.02%以下、Ta:0.2%以下、Zr:0.2%以下、Ca:0.05%以下、REM:0.2%以下、Pd:0.2%以下およびHf:0.2%以下のうちの1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼。   Instead of a part of Fe, by mass%, Mg: 0.02% or less, Ta: 0.2% or less, Zr: 0.2% or less, Ca: 0.05% or less, REM: 0.2% The processing after long-term use according to any one of claims 1 to 3, wherein one or more of Pd: 0.2% or less and Hf: 0.2% or less are included. High-temperature austenitic stainless steel with excellent properties. 請求項1から4までのいずれかに記載の化学組成を有し、750℃での10000hを超えるクリープ破断伸びが15%以上であることを特徴とする長期使用後の加工性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼。   It has the chemical composition according to any one of claims 1 to 4 and has a creep rupture elongation exceeding 10000h at 750 ° C of 15% or more, and is excellent in workability after long-term use. Austenitic stainless steel.
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