JP5835079B2 - Method for producing ferritic heat resistant steel - Google Patents

Method for producing ferritic heat resistant steel Download PDF

Info

Publication number
JP5835079B2
JP5835079B2 JP2012097265A JP2012097265A JP5835079B2 JP 5835079 B2 JP5835079 B2 JP 5835079B2 JP 2012097265 A JP2012097265 A JP 2012097265A JP 2012097265 A JP2012097265 A JP 2012097265A JP 5835079 B2 JP5835079 B2 JP 5835079B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel
content
less
ferritic
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.)
Active
Application number
JP2012097265A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013224468A (en
Inventor
貞弘 連川
貞弘 連川
木下 優
優 木下
日高 康善
康善 日高
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2012097265A priority Critical patent/JP5835079B2/en
Publication of JP2013224468A publication Critical patent/JP2013224468A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5835079B2 publication Critical patent/JP5835079B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

本発明は、フェライト系耐熱鋼の製造方法に関し、詳しくは、高温強度に優れたCr含有量が8〜10%のフェライト系耐熱鋼の製造方法に関する。なお、本発明における「フェライト系耐熱鋼」とは、金属組織がいわゆる「焼戻しマルテンサイト組織」を主体とする、すなわち、「焼戻しマルテンサイト」が面積割合で金属組織の80%以上である耐熱鋼を指す。本発明において、「フェライト鋼」という場合の金属組織も同様である。   The present invention relates to a method for producing a ferritic heat resistant steel, and more particularly, to a method for producing a ferritic heat resistant steel having an excellent high temperature strength and a Cr content of 8 to 10%. The “ferritic heat-resistant steel” in the present invention is a heat-resistant steel whose metal structure is mainly a so-called “tempered martensite structure”, that is, “tempered martensite” is 80% or more of the metal structure in area ratio. Point to. In the present invention, the same applies to the metal structure in the case of “ferritic steel”.

近年、火力発電プラント等において、蒸気の温度と圧力をより高めた運転が増加する状況にあり、こうした蒸気の高温・高圧化によって、ボイラ管等の構成素材である耐熱鋼に対しても、より高い性能が求められている。   In recent years, in thermal power plants, etc., there has been an increase in operation with higher steam temperature and pressure. Due to the higher temperature and pressure of such steam, even heat-resistant steel, which is a constituent material of boiler tubes, is more High performance is required.

ボイラ管等に用いられる耐熱鋼としては、例えば、2.25%Cr−1%Mo鋼等の低合金鋼、Cr含有量が5〜13%のフェライト系耐熱鋼およびオーステナイト系耐熱鋼等が知られている。   As heat-resistant steel used for boiler tubes, for example, low alloy steel such as 2.25% Cr-1% Mo steel, ferritic heat-resistant steel having 5 to 13% Cr content and austenitic heat-resistant steel are known. It has been.

上記のうちで、2.25%Cr−1%Mo鋼は、Cr含有量が5〜13%のフェライト系耐熱鋼やオーステナイト系耐熱鋼に比べて高温強度およびクリープ破断強度が低く、耐水蒸気酸化特性も550℃を超える環境では不十分である。   Among the above, 2.25% Cr-1% Mo steel has lower high-temperature strength and creep rupture strength than ferritic heat-resistant steel and austenitic heat-resistant steel having a Cr content of 5 to 13%, and steam oxidation resistance. The characteristics are also insufficient in an environment exceeding 550 ° C.

オーステナイト系耐熱鋼は、600℃以上の高温においても優れた高温強度およびクリープ破断強度を有し、耐水蒸気酸化性も比較的良好である。しかしながら、熱膨張率が大きいことや応力腐食割れを生じる虞があることに加えて、高価でもある。   Austenitic heat-resistant steel has excellent high-temperature strength and creep rupture strength even at a high temperature of 600 ° C. or higher, and relatively good steam oxidation resistance. However, in addition to the fact that the coefficient of thermal expansion is large and stress corrosion cracking may occur, it is also expensive.

一方、Cr含有量が5〜13%のフェライト系耐熱鋼(以下、単に「Cr系フェライト鋼」ということがある。)は、固溶強化や析出強化を利用して高温特性を確保するものであり、例えば、9%Cr−1%Mo鋼、改良9%Cr−1%Mo鋼および12%Cr鋼は、600℃以上の温度においてもオーステナイト系耐熱鋼に匹敵する高温強度とクリープ破断強度を有することが知られており、蒸気条件が600℃前後の超超臨界圧ボイラにも用いられている。   On the other hand, ferritic heat-resistant steel having a Cr content of 5 to 13% (hereinafter sometimes simply referred to as “Cr-based ferritic steel”) ensures high-temperature characteristics using solid solution strengthening or precipitation strengthening. For example, 9% Cr-1% Mo steel, improved 9% Cr-1% Mo steel and 12% Cr steel have high temperature strength and creep rupture strength comparable to austenitic heat resistant steel even at temperatures of 600 ° C. or higher. It is known to have, and it is used also for the super supercritical pressure boiler whose steam conditions are around 600 ° C.

しかしながら、地球環境問題から、さらなる高温・高圧化の環境で使用できる耐熱鋼が求められている。そして、上記のCr系フェライト鋼を、蒸気温度が600℃を超える超超臨界圧ボイラに適用できるように改良する動きもある。さらに、ボイラだけではなく、原子力プラント、化学工業プラント等における耐熱材料として用いるためにも、Cr系フェライト鋼の高性能化に対する期待は大きい。   However, due to global environmental problems, there is a demand for heat resistant steel that can be used in higher temperature and higher pressure environments. There is also a movement to improve the Cr-based ferritic steel so that it can be applied to a super supercritical pressure boiler having a steam temperature exceeding 600 ° C. Furthermore, the use of Cr-based ferritic steels as a heat-resistant material not only in boilers but also in nuclear power plants and chemical industrial plants is highly expected.

Cr系フェライト鋼の耐熱特性を高める技術としては、B、W、Mo等の添加もしくはNbとVの複合添加等の合金組成に着眼したもの、または結晶粒度に着眼したもの等が知られており、例えば、特許文献1には、W、Mo、V、NbおよびBを含むフェライト系耐熱鋼が開示されている。WおよびMoには固溶強化作用が、NbおよびVには析出強化作用が、Bにはクリープ強度向上作用がある。   Known techniques for improving the heat resistance of Cr-based ferritic steels include those that focus on alloy compositions such as the addition of B, W, and Mo, or the combined addition of Nb and V, or those that focus on the crystal grain size. For example, Patent Document 1 discloses a ferritic heat resistant steel containing W, Mo, V, Nb and B. W and Mo have a solid solution strengthening action, Nb and V have a precipitation strengthening action, and B has a creep strength improving action.

他方、Cr系フェライト鋼の加工熱処理も検討され、例えば、特許文献2および特許文献3には、5〜13%のCrを含有する鋼の最終熱間加工において、鋼材を900〜1300℃に特定時間保持した後、熱間加工し、急冷する工程を含む加工熱処理方法が開示されている。ただし、これらの特許文献で開示された加工熱処理技術は、当時の「従来の技術」である熱間加工後の再加熱による焼準を行う方法の工程合理化とコスト低減を意図したものでしかない。特許文献4にも、特許文献2および特許文献3と類似の目的を有する技術が開示されている。   On the other hand, work heat treatment of Cr-based ferritic steel has also been studied. For example, Patent Document 2 and Patent Document 3 specify a steel material at 900 to 1300 ° C. in the final hot working of steel containing 5 to 13% Cr. A thermomechanical processing method including a step of hot working and rapid cooling after holding for a time is disclosed. However, the thermomechanical technology disclosed in these patent documents is only intended to streamline the process and reduce the cost of the method of performing normalization by reheating after hot working, which is the “conventional technology” at that time. . Patent Document 4 also discloses a technique having an object similar to that of Patent Document 2 and Patent Document 3.

一方、オーステナイト系ステンレス鋼あるいはオーステナイト系合金に関しては、従来、加工熱処理を用いて強度等の特性の向上を図ることが行われている。   On the other hand, with respect to austenitic stainless steel or austenitic alloy, conventionally, improvement of properties such as strength has been performed by using thermomechanical processing.

例えば、特許文献5に、NおよびNbを含有する低Cの18Cr−8Ni型オーステナイトステンレス鋼に加工熱処理を施し、微細結晶組織でかつ降伏強さの高いオーステナイトステンレス鋼を得る技術が開示されている。   For example, Patent Document 5 discloses a technology for obtaining austenitic stainless steel having a fine crystal structure and high yield strength by subjecting a low C 18Cr-8Ni type austenitic stainless steel containing N and Nb to a heat treatment. .

特許文献6には、オーステナイトステンレス鋼のオーステナイト組織安定化および高温強度安定化のために、熱間加工あるいは固溶化熱処理後、50℃を超え、600℃以下の温度域で仕上げ加工を行なう、オーステナイトステンレス鋼の加工熱処理法が開示されている。   Patent Document 6 discloses that austenite is subjected to finishing in a temperature range of 50 ° C. or more and 600 ° C. or less after hot working or solution heat treatment for stabilizing the austenitic structure and high temperature strength of austenitic stainless steel. A stainless steel thermomechanical process is disclosed.

さらに、オーステナイト系ステンレス鋼あるいはオーステナイト系合金に関しては、加工熱処理によって粒界構造を制御し、より望ましい特性を達成しようとする技術も提案されている。   Furthermore, with respect to austenitic stainless steel or austenitic alloy, a technique has been proposed in which grain boundary structure is controlled by thermomechanical processing to achieve more desirable characteristics.

例えば、特許文献7には、双晶発生頻度(変形双晶の発生した結晶粒の割合)が70%以上の組織とすることによって、耐応力腐食割れ性耐および耐水素脆化割れ性に優れた高Ni基合金を得る技術が開示されている。   For example, Patent Document 7 discloses that a structure having a twinning frequency (the ratio of crystal grains in which deformation twins are generated) of 70% or more is excellent in resistance to stress corrosion cracking and resistance to hydrogen embrittlement. A technique for obtaining a high Ni-based alloy is disclosed.

また、特許文献8には、加工度5〜30%の冷間加工工程および900〜1050℃の温度で2〜10分のアニール(焼なまし)工程を繰り返すことにより、“特殊”粒界フラクション(“特殊”粒界割合)を60%以上に増加させることで、オーステナイトステンレス合金に良好な耐粒界劣化性を具備させる技術が開示されている。   Further, Patent Document 8 discloses that a “special” grain boundary fraction is obtained by repeating a cold working process with a working degree of 5 to 30% and an annealing (annealing) process at a temperature of 900 to 1050 ° C. for 2 to 10 minutes. A technique is disclosed in which an austenitic stainless alloy is provided with good grain boundary degradation resistance by increasing (the “special” grain boundary ratio) to 60% or more.

特開平4−354856号公報JP-A-4-354856 特開昭64―39323公報JP-A 64-39323 特開平1―139717号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-139717 特開平2―138417号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-138417 特開昭54−51923号公報JP 54-51923 A 特開昭61−270332号公報Japanese Patent Laid-Open No. Sho 61-270332 特開平7−3368号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-3368 国際公開第94/14986号International Publication No. 94/14986

上述のとおり、オーステナイト系ステンレス鋼あるいはオーステナイト系合金の場合には、粒界構造の制御も含め、より優れた特性を得ることを意図して、積極的に加工熱処理を適用することが提案されている。   As described above, in the case of austenitic stainless steel or austenitic alloy, it has been proposed to actively apply thermomechanical treatment with the intention of obtaining better properties, including control of the grain boundary structure. Yes.

これに対して、Cr系フェライト鋼の場合には、加工熱処理の目的は、単なる工程合理化とコスト低減であり、より優れた特性を得るために積極的に加工熱処理を適用するというものではない。   On the other hand, in the case of Cr-based ferritic steel, the purpose of the thermomechanical treatment is simply streamlining the process and reducing the cost, and does not actively apply the thermomechanical treatment in order to obtain better properties.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたもので、その目的は、Cr系フェライト鋼、なかでもCr含有量が8〜10%のフェライト系耐熱鋼に、より優れた高温強度を具備させることができる製造方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above situation, and its purpose is to provide a Cr-based ferritic steel, in particular, a ferritic heat-resistant steel having a Cr content of 8 to 10%, with higher temperature strength. It is to provide a manufacturing method that can be used.

フェライト鋼は、高温域でオーステナイトに変態する。そこで、本発明者らは、Cr含有量が8〜10%のフェライト系耐熱鋼により優れた高温強度を具備させるために、オーステナイト温度領域において、熱処理と熱間加工を組み合わせて種々の条件で加工熱処理を行った。その結果、下記(a)〜(c)の知見を得た。   Ferritic steel transforms to austenite at high temperatures. Therefore, the present inventors have worked in various conditions by combining heat treatment and hot working in the austenite temperature region in order to provide excellent high temperature strength to the ferritic heat resistant steel having a Cr content of 8 to 10%. Heat treatment was performed. As a result, the following findings (a) to (c) were obtained.

(a)Cr含有量が8〜10%のフェライト系耐熱鋼に対して、焼戻しの前に、次に述べる一連の工程を連続して実施すると、従来の製品に比べて高温強度が改善する。
・上記フェライト系耐熱鋼をオーステナイト温度域に加熱する。
・オーステナイト温度域で特定の範囲の圧下率で熱間加工を施す。
・上記熱間加工を施した後、直ちに、再び適切な熱処理および冷却を実施する。
(A) When a series of steps described below are continuously performed on a ferritic heat resistant steel having a Cr content of 8 to 10% before tempering, the high temperature strength is improved as compared with a conventional product.
-Heat the ferritic heat-resistant steel to the austenite temperature range.
-Hot working is performed at a specific range of reduction in the austenite temperature range.
-Immediately after the above hot working, perform appropriate heat treatment and cooling again.

(b)上記熱間加工の圧下率が15〜30%のときに、高温強度の増加が最も著しくなる。   (B) When the reduction ratio of the hot working is 15 to 30%, the increase in high-temperature strength is most remarkable.

(c)Cr含有量が8〜10%のフェライト系耐熱鋼においては、上記(b)の熱間加工を施した際に、粒界移動のための駆動力が蓄積されるものと推定される。そして、(b)の熱間加工後、直ちに加熱を行いその後冷却を行う場合には、対応粒界よりも安定性が高いと推定される低角粒界の頻度が顕著に増加しており、これが高温強度の向上に寄与していると考えられる。   (C) In the ferritic heat resistant steel having a Cr content of 8 to 10%, it is estimated that the driving force for moving the grain boundary is accumulated when the hot working of (b) is performed. . And, after the hot working of (b), when heating immediately and then cooling, the frequency of low-angle grain boundaries that are estimated to be more stable than the corresponding grain boundaries has increased significantly, This is considered to contribute to the improvement of the high temperature strength.

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)〜(3)に示すフェライト系耐熱鋼の製造方法にある。   This invention is completed based on said knowledge, The summary exists in the manufacturing method of the ferritic heat resistant steel shown to following (1)-(3).

(1)質量%で、C:0.05〜0.35%、Si:0.05〜0.60%、Mn:0.10〜0.80%、Cr:8〜10%、Mo:0.60〜1.50%、W:0.01〜2.5%、V:0.10〜0.30%、Nb:0.01〜0.12%、Al:0.02%以下、N:0.015〜0.080%およびCu:0.20%以下を含有し、残部がFeおよび不純物からなり、不純物中のP、SおよびNiがそれぞれ、P:0.020%以下、S:0.010%以下およびNi:0.40%以下であるフェライト系耐熱鋼を、950〜1200℃に加熱し、オーステナイト温度域で1〜30%の圧下率で熱間加工した後、直ちに、900〜1200℃の温度域で20分以上保持して冷却し、その後、Ac1点以下の温度で焼戻しを行うことを特徴とする、フェライト系耐熱鋼の製造方法。 (1) By mass%, C: 0.05 to 0.35%, Si: 0.05 to 0.60%, Mn: 0.10 to 0.80%, Cr: 8 to 10%, Mo: 0 .60 to 1.50%, W: 0.01 to 2.5%, V: 0.10 to 0.30%, Nb: 0.01 to 0.12%, Al: 0.02% or less, N : 0.015-0.080% and Cu: 0.20% or less, with the balance being Fe and impurities, P, S and Ni in the impurities are respectively P: 0.020% or less, S: A ferritic heat-resistant steel having 0.010% or less and Ni: 0.40% or less is heated to 950 to 1200 ° C. and hot-worked at a reduction rate of 1 to 30 % in the austenite temperature range, and immediately thereafter 900 and held at 1200 temperature range of ° C. 20 minutes or more to cool, then, to perform the tempering at a temperature of Ac 1 point Wherein, manufacturing method of ferritic heat resistant steels.

(2)オーステナイト温度域での熱間加工前に、鋼を950〜1200℃の温度範囲で保持する工程を含む上記(1)に記載のフェライト系耐熱鋼の製造方法。   (2) The method for producing a ferritic heat resistant steel according to the above (1), including a step of holding the steel in a temperature range of 950 to 1200 ° C. before hot working in the austenite temperature range.

(3)熱間加工における圧下率が15〜30%の範囲である上記(1)または(2)に記載のフェライト系耐熱鋼の製造方法。   (3) The method for producing a ferritic heat resistant steel according to the above (1) or (2), wherein the rolling reduction in hot working is in the range of 15 to 30%.

本発明の製造方法によれば、Cr含有量が8〜10%の、優れた高温強度を備えるフェライト系耐熱鋼を得ることができる。   According to the production method of the present invention, it is possible to obtain a ferritic heat resistant steel having an excellent high temperature strength with a Cr content of 8 to 10%.

以下、本発明の各要件について詳しく説明する。なお、以下の説明における各元素の含有量の「%」表示は「質量%」を意味する。   Hereinafter, each requirement of the present invention will be described in detail. In the following description, “%” of the content of each element means “mass%”.

(A)鋼の化学組成:
Cr:8〜10%
本発明の製造方法においては、Crを8〜10%含有するフェライト鋼を、焼戻しの前に行う一連の加工熱処理の素材鋼として用いる必要がある。すなわち、Crは、高温における耐食性や耐酸化性、特に、耐水蒸気酸化特性を確保するために不可欠な元素である。さらに、Crは、炭化物を形成してクリープ強度の向上にも寄与する。これらの効果は、Cr含有量が8%以上で安定して得られる。しかしながら、Cr含有量が過剰になるとδフェライトを形成して靱性を低下させるとともに、M236型炭化物の析出とその粗大化により、クリープ強度の低下を招く場合がある。このため、上限を設けて、Crの含有量を8〜10%とする。好ましいCr含有量は、8.3〜9.7%であり、さらに好ましくは8.6〜9.5%である。
(A) Chemical composition of steel:
Cr: 8 to 10%
In the production method of the present invention, it is necessary to use ferritic steel containing 8 to 10% of Cr as material steel for a series of thermomechanical treatments performed before tempering. That is, Cr is an indispensable element for ensuring corrosion resistance and oxidation resistance at high temperatures, in particular, steam oxidation resistance. Furthermore, Cr contributes to the improvement of creep strength by forming carbides. These effects are stably obtained when the Cr content is 8% or more. However, when the Cr content is excessive, δ ferrite is formed to reduce toughness, and precipitation and coarsening of M 23 C 6 type carbide may cause a decrease in creep strength. For this reason, an upper limit is set so that the Cr content is 8 to 10%. A preferable Cr content is 8.3 to 9.7%, and more preferably 8.6 to 9.5%.

本発明の製造方法で素材鋼として用いる鋼は、Crを8〜10%含有するフェライト鋼でありさえすればよい。すなわち、本発明の製造方法で素材鋼として用いる鋼は、Cr含有量が8〜10%のフェライト鋼であることを除き、その化学組成は必ずしも限定されるものではない。   The steel used as the material steel in the production method of the present invention only needs to be ferritic steel containing 8 to 10% of Cr. That is, the chemical composition of the steel used as the material steel in the production method of the present invention is not necessarily limited except that it is a ferritic steel having a Cr content of 8 to 10%.

なお、ボイラ等の耐熱鋼用途を想定した場合の好ましいフェライト鋼としては、上記の量のCrの他に、例えば、C:0.05〜0.35%、Si:0.05〜0.60%、Mn:0.10〜0.80%、Mo:0.60〜1.50%、W:0.01〜2.5%、V:0.10〜0.30%、Nb:0.01〜0.12%、Al:0.02%以下、N:0.015〜0.080%およびCu:0.20%以下を含有し、残部がFeおよび不純物からなり、不純物中のP、SおよびNiがそれぞれ、P:0.020%以下、S:0.010%以下およびNi:0.40%以下であるフェライト鋼が挙げられる。   In addition, as preferable ferritic steel when heat-resistant steel applications such as boilers are assumed, in addition to the above amount of Cr, for example, C: 0.05 to 0.35%, Si: 0.05 to 0.60 %, Mn: 0.10 to 0.80%, Mo: 0.60 to 1.50%, W: 0.01 to 2.5%, V: 0.10 to 0.30%, Nb: 0.0. 01 to 0.12%, Al: 0.02% or less, N: 0.015 to 0.080% and Cu: 0.20% or less, with the balance being Fe and impurities, Examples include ferritic steels in which S and Ni are P: 0.020% or less, S: 0.010% or less, and Ni: 0.40% or less, respectively.

以下、ボイラ等の耐熱鋼用途を想定した場合の好ましいフェライト鋼における上記CからNiまでの元素について説明する。   Hereinafter, the elements from C to Ni in a preferable ferritic steel when heat-resistant steel applications such as boilers are assumed will be described.

C:0.05〜0.35%
Cは、焼入れ性を向上し、強度を確保する作用を有し、その含有量が0.05%以上で上記の作用が安定して得られる。一方、Cの含有量が0.35%を超えると、靱性が低下する傾向がみられる。したがって、Cの含有量は、0.05〜0.35%とすることが好ましい。なお、溶接性を重視する場合は、Cの含有量は0.20%以下にすることが好ましい。より好ましいCの含有量は0.07〜0.20%であり、さらに好ましくは0.08〜0.13%である。
C: 0.05 to 0.35%
C has the effect of improving hardenability and ensuring strength, and the above effect can be stably obtained when the content is 0.05% or more. On the other hand, when the C content exceeds 0.35%, the toughness tends to decrease. Therefore, the C content is preferably 0.05 to 0.35%. When emphasizing weldability, the C content is preferably 0.20% or less. The more preferable content of C is 0.07 to 0.20%, and further preferably 0.08 to 0.13%.

Si:0.05〜0.60%
Siは、脱酸効果を有する元素であり、その含有量が0.05%以上で上記の効果が安定して得られる。一方、Si含有量が過剰になって、0.60を超えると靱性の低下を招く場合がある。したがって、脱酸作用および靱性の確保の点から、Siの含有量は0.05〜0.60%とすることが好ましい。より好ましいSiの含有量は、0.15〜0.50%である。
Si: 0.05-0.60%
Si is an element having a deoxidizing effect, and the above effect can be stably obtained when its content is 0.05% or more. On the other hand, if the Si content becomes excessive and exceeds 0.60, the toughness may be reduced. Therefore, from the viewpoint of ensuring deoxidation and toughness, the Si content is preferably 0.05 to 0.60%. A more preferable Si content is 0.15 to 0.50%.

Mn:0.10〜0.80%
Mnは、脱酸作用および焼入性を確保する作用を有し、その含有量が0.10%以上で上記の作用が安定して得られる。一方、Mnの含有量量が0.80%を超えると、靱性、クリープ強度等の低下を引き起す場合がある。したがって、Mnの含有量は0.10〜0.80%とすることが好ましい。より好ましいMnの含有量は0.15〜0.75%であり、さらに好ましくは0.25〜0.65%である。
Mn: 0.10 to 0.80%
Mn has an action of ensuring deoxidation action and hardenability, and the above action can be stably obtained when the content is 0.10% or more. On the other hand, if the content of Mn exceeds 0.80%, the toughness, creep strength and the like may be lowered. Therefore, the Mn content is preferably 0.10 to 0.80%. The content of Mn is more preferably 0.15 to 0.75%, and further preferably 0.25 to 0.65%.

Mo:0.60〜1.50%
Moは、固溶強化元素としてクリープ強度の向上に寄与するとともに、Cr炭化物中に一部固溶して、炭化物の凝集と粗大化を抑制してクリープ強度の向上に寄与する。さらに、Moは、焼戻し脆化防止の効果も有する。これらの効果は、Moの含有量が0.60%以上で安定して得られる。一方、Moの含有量が1.50%を超えると、δフェライトが生成して、クリープ強度が低下する場合がある。したがって、Moの含有量は0.60〜1.50%とすることが好ましい。Moの含有量は、より好ましくは0.75〜1.20%であり、さらに好ましくは0.85〜1.15%である。
Mo: 0.60 to 1.50%
Mo contributes to the improvement of creep strength as a solid solution strengthening element and partly dissolves in the Cr carbide, thereby suppressing the aggregation and coarsening of the carbide and contributing to the improvement of the creep strength. Furthermore, Mo also has an effect of preventing temper embrittlement. These effects are stably obtained when the Mo content is 0.60% or more. On the other hand, if the Mo content exceeds 1.50%, δ ferrite may be generated and the creep strength may be lowered. Therefore, the Mo content is preferably 0.60 to 1.50%. The content of Mo is more preferably 0.75 to 1.20%, and further preferably 0.85 to 1.15%.

W:0.01〜2.5%
Wは、Moと同様に、高温強度向上および焼戻し脆化防止の効果を有する。これらの効果は、Wの含有量が0.01%以上で安定して得られる。一方、2.5%を超える多量のWを含有すると、靱性が低下したり、δフェライトの生成によるクリープ強度の低下が生じたりする場合がある。したがって、Wの含有量は0.01〜2.5%とすることが好ましい。
W: 0.01 to 2.5%
W, like Mo, has the effect of improving high-temperature strength and preventing temper embrittlement. These effects are stably obtained when the W content is 0.01% or more. On the other hand, when a large amount of W exceeding 2.5% is contained, the toughness may be lowered or the creep strength may be lowered due to the formation of δ ferrite. Therefore, the W content is preferably 0.01 to 2.5%.

なお、δフェライトの生成を抑制するために、MoとWの含有量は、「Mo+0.5W」で1.5%以下にすることが望ましい。   In order to suppress the formation of δ ferrite, the contents of Mo and W are preferably “Mo + 0.5 W” and 1.5% or less.

V:0.10〜0.30%
Vは、焼戻しの工程で結晶粒内に微細な炭化物を析出させ、高温強度と靱性を確保するのに有効な元素であり、その含有量が0.10%以上で上記の作用が安定して得られる。一方、Vを0.30%を超えて含有させても効果が飽和してコストが嵩んでしまう場合がある。したがって、Vの含有量は、0.10〜0.30%とすることが好ましい。Vの含有量は、より好ましくは0.15〜0.28%であり、さらに好ましくは0.18〜0.27%である。
V: 0.10 to 0.30%
V is an element effective for precipitating fine carbides in the crystal grains in the tempering process and ensuring high-temperature strength and toughness. can get. On the other hand, even if it contains V exceeding 0.30%, the effect may be saturated and the cost may increase. Therefore, the V content is preferably 0.10 to 0.30%. The content of V is more preferably 0.15 to 0.28%, and further preferably 0.18 to 0.27%.

Nb:0.01〜0.12%
Nbは、炭窒化物として析出し、強度を高めるのに有効な元素であり、その含有量が0.01%以上で上記の作用が安定して得られる。一方、0.12%を超える量のNbを含有すると、δフェライトの生成を促進し、長時間クリープ強度の低下を招くことがある。したがって、Nbの含有量は0.01〜0.12%とすることが好ましい。より好ましいNbの含有量は0.03〜0.08%である。
Nb: 0.01 to 0.12%
Nb is an element that precipitates as carbonitride and is effective in increasing the strength, and the above action can be stably obtained when the content is 0.01% or more. On the other hand, when Nb is contained in an amount exceeding 0.12%, the formation of δ ferrite is promoted, and the creep strength may be lowered for a long time. Therefore, the Nb content is preferably 0.01 to 0.12%. A more preferable Nb content is 0.03 to 0.08%.

Al:0.02%以下
Alは、脱酸作用を有するが、その含有量が、0.02%を超えると、クリープ強度の低下を生じやすくなる場合がある。したがって、Alの含有量は0.02%以下とすることが好ましい。Alの含有量が0.005%以上であると、脱酸作用が安定して得られるので、Alの含有量は0.005〜0.02%とすることがより好ましい。なお、本発明における上記のAl含有量は、sol.Al(酸可溶Al)の量である。
Al: 0.02% or less Al has a deoxidizing action, but if its content exceeds 0.02%, the creep strength may be easily lowered. Therefore, the Al content is preferably 0.02% or less. If the Al content is 0.005% or more, the deoxidation effect can be obtained stably, so the Al content is more preferably 0.005 to 0.02%. In addition, said Al content in this invention is sol. This is the amount of Al (acid-soluble Al).

N:0.015〜0.080%
Nは、クリープ破断強度を確保し、δフェライトの生成を防止する上で効果があり、その含有量が0.015%以上で上記の効果が安定して得られる。しかしながら、Nの含有量が0.080%を超えると、靱性の低下あるいはクリープ破断強度の低下を生じる場合がある。したがって、Nの含有量は0.015〜0.080%とすることが好ましい。Nの含有量は、より好ましくは0.020〜0.070%であり、さらに好ましくは0.025〜0.060%である。
N: 0.015-0.080%
N is effective in securing creep rupture strength and preventing the formation of δ ferrite, and the above effect can be stably obtained when the content is 0.015% or more. However, if the N content exceeds 0.080%, the toughness or creep rupture strength may be reduced. Therefore, the N content is preferably 0.015 to 0.080%. The N content is more preferably 0.020 to 0.070%, still more preferably 0.025 to 0.060%.

Cu:0.20%以下
Cuは、耐酸化性を改善する作用を有するが、その含有量が0.20%を超えると、靱性および熱間加工性が損なわれる場合がある。したがって、Cuの含有量は0.20%以下とすることが好ましい。なお、Cuの含有量が0.05%以上であると、耐酸化性の改善作用が安定して得られるので、Cuの含有量は0.005〜0.20%とすることがより好ましい。
Cu: 0.20% or less
Cu has the effect of improving the oxidation resistance, but if its content exceeds 0.20%, the toughness and hot workability may be impaired. Therefore, the Cu content is preferably 0.20% or less. If the Cu content is 0.05% or more, the effect of improving the oxidation resistance can be obtained stably, so the Cu content is more preferably 0.005 to 0.20%.

P:0.020%以下
Pは、不可避的不純物であり、良好な、熱間加工性、溶接性、クリープ強度、クリープ疲労強度等の確保の観点から、その含有量は0.02%以下とすることが好ましい。不純物中のPの含有量は、さらに好ましくは0.015%以下である。
P: 0.020% or less P is an unavoidable impurity, and its content is 0.02% or less from the viewpoint of securing good hot workability, weldability, creep strength, creep fatigue strength, and the like. It is preferable to do. The content of P in the impurities is more preferably 0.015% or less.

S:0.010%以下
Sも不純物であり、良好な、熱間加工性、溶接性、クリープ強度、クリープ疲労強度等の確保の観点から、その含有量は0.010%以下とすることが好ましい。不純物中のSの含有量は、より好ましくは0.005%以下である。
S: 0.010% or less S is also an impurity, and from the viewpoint of ensuring good hot workability, weldability, creep strength, creep fatigue strength, etc., its content should be 0.010% or less. preferable. The content of S in the impurities is more preferably 0.005% or less.

Ni:0.4%以下
Niも、溶解原料からの混入を避けられない不純物であり、良好なクリープ強度確保の観点から、その含有量は0.4%以下とすることが好ましい。不純物中のNiの含有量は、より好ましくは0.2%以下であり、さらに好ましくは0.1%以下である。
Ni: 0.4% or less
Ni is also an inevitable impurity from the melting raw material, and its content is preferably 0.4% or less from the viewpoint of ensuring good creep strength. The content of Ni in the impurities is more preferably 0.2% or less, and further preferably 0.1% or less.

(B)製造条件
本発明の製造方法においては、(A)項で述べたCrを8〜10%含有するフェライト鋼を、950〜1200℃に加熱し、オーステナイト温度域で30%以下の圧下率で熱間加工した後、直ちに、900〜1200℃の温度域で20分以上保持して冷却し、その後、焼戻しを行う必要がある。なお、「圧下率」とは断面減少率を指す。
(B) Production conditions In the production method of the present invention, the ferritic steel containing 8 to 10% of Cr described in the item (A) is heated to 950 to 1200 ° C, and the rolling reduction is 30% or less in the austenite temperature range. Immediately after hot working, it is necessary to hold and cool in the temperature range of 900 to 1200 ° C. for 20 minutes or more, and then temper. The “rolling rate” refers to the cross-sectional reduction rate.

以下、便宜のために、上述の本発明の製造方法において、オーステナイト温度域での熱間加工前の加熱を「1次加熱」、熱間加工後、直ちに行う900〜1200℃での20分以上の保持を「2次加熱」と称することがある。   Hereinafter, for convenience, in the above-described production method of the present invention, heating before hot working in the austenite temperature range is “primary heating”, and is performed immediately after hot working at 900 to 1200 ° C. for 20 minutes or more. This holding may be referred to as “secondary heating”.

本発明者らは、上記本発明の製造方法において、焼戻しの前に、1次加熱、熱間加工、2次加熱の一連の工程を連続して実施することで、粒界の移動が生じ、特に、低角粒界の頻度が増加するものと推定する。   In the production method of the present invention, the present inventors continuously perform a series of steps of primary heating, hot working, and secondary heating before tempering, thereby causing grain boundary movement. In particular, it is estimated that the frequency of low-angle grain boundaries increases.

ここで、「低角粒界」は、後述の「対応粒界」等とともに、結晶粒界の性格を示す用語である。   Here, the “low angle grain boundary” is a term indicating the character of the grain boundary together with the “corresponding grain boundary” described later.

結晶粒界は、粒界をはさんで隣接する2つの結晶粒の結晶方位差によって、その角度が15°以下の「低角粒界(「小角粒界」とも称される。)」と、15°より大きい「大角粒界」に分けられる。   The crystal grain boundary is referred to as a “low angle grain boundary (also referred to as“ small angle grain boundary ”) having an angle of 15 ° or less due to a difference in crystal orientation between two adjacent crystal grains across the grain boundary. It is divided into “large-angle grain boundaries” larger than 15 °.

また、粒界での原子配列の規則性を示すために、粒界をはさんで隣接する2つの結晶粒の結晶格子が作る対応格子点の密度の逆数で定義される「Σ値」が用いられている。一般に、Σ値が小さいほど粒界での規則性の乱れが小さく、粒界エネルギーが低いと考えられている。一般に、大角粒界のうちで、上記のΣ値が29以下の粒界を「対応粒界」と称する。なお、上記大角粒界のうちの「対応粒界」と「低角粒界」とを除いた粒界は、「ランダム粒界」といわれる。   Also, in order to show the regularity of atomic arrangement at the grain boundary, the “Σ value” defined by the reciprocal of the density of the corresponding lattice point formed by the crystal lattice of two crystal grains adjacent across the grain boundary is used. It has been. In general, it is considered that the smaller the Σ value, the smaller the disorder of regularity at the grain boundary and the lower the grain boundary energy. In general, among the large-angle grain boundaries, the above-described grain boundary having a Σ value of 29 or less is referred to as a “corresponding grain boundary”. The grain boundaries excluding the “corresponding grain boundaries” and the “low angle grain boundaries” among the large angle grain boundaries are referred to as “random grain boundaries”.

本発明の製造方法で素材鋼として用いるフェライト鋼は、通常の方法によって準備すれればよく、特段の制約はない。例えば、溶製後の鋳塊または鋳片を、分塊圧延あるいは鍛造等の熱間加工によって所定形状寸法とし、これを用いることができる。   The ferritic steel used as the material steel in the production method of the present invention is not particularly limited as long as it is prepared by an ordinary method. For example, the ingot or slab after melting can be made into a predetermined shape by hot working such as ingot rolling or forging, and this can be used.

本発明において、フェライト鋼の1次加熱は、炭化物等を固溶させる固溶化処理および素材鋼における前工程履歴による歪を除去する意義も有する。したがって、前記1次加熱前のフェライト鋼の製造工程上の履歴に関しては特段の制限はない。   In the present invention, the primary heating of the ferritic steel also has the significance of removing the strain due to the solid solution treatment in which carbides and the like are dissolved and the previous process history in the raw steel. Therefore, there is no particular limitation regarding the history of the ferritic steel manufacturing process before the primary heating.

ただし、1次加熱温度が950℃を下回ると、炭化物等の固溶化が十分に進行しない。一方、1次加熱温度が1200℃を超えると、δフェライトが生成して熱間での機械的特性が低下する。したがって、熱間加工前にフェライト鋼を、950〜1200℃に加熱することとした。なお、熱間加工前の1次加熱温度は、1000〜1150℃であることが好ましい。   However, when the primary heating temperature is lower than 950 ° C., solid solution of carbides does not proceed sufficiently. On the other hand, when the primary heating temperature exceeds 1200 ° C., δ ferrite is generated and the mechanical properties between the heats are lowered. Therefore, it was decided to heat the ferritic steel to 950 to 1200 ° C. before hot working. In addition, it is preferable that the primary heating temperature before hot processing is 1000-1150 degreeC.

さらに、炭化物等の固溶化処理の目的を安定して達成するために、950〜1200に加熱する熱間加工前の1次加熱においては、上記950〜1200℃の温度範囲で保持することが望ましい。上記の保持温度範囲は、1000〜1150℃であることがより好ましい。   Furthermore, in order to stably achieve the purpose of the solid solution treatment of carbide or the like, it is desirable to maintain the temperature range of 950 to 1200 ° C. in the primary heating before hot working to be heated to 950 to 1200. . The holding temperature range is more preferably 1000 to 1150 ° C.

そして、特に、加熱速度が大きい場合には、950〜1200℃の温度範囲一定の保持時間を確保することが望ましい。950〜1200℃の温度範囲で保持する時間は、20〜60分であることが望ましい。   In particular, when the heating rate is high, it is desirable to ensure a holding time with a constant temperature range of 950 to 1200 ° C. The holding time in the temperature range of 950 to 1200 ° C. is desirably 20 to 60 minutes.

上述のように、950〜1200℃に加熱され、好ましくは、さらに950〜1200℃で保持されたフェライト鋼を、オーステナイト温度域で熱間加工するが、その際の圧下率は30%以下とする必要がある。   As described above, the ferritic steel heated to 950 to 1200 ° C. and preferably held at 950 to 1200 ° C. is hot-worked in the austenite temperature range, but the reduction ratio at that time is 30% or less. There is a need.

これは、熱間加工の圧下率が30%を超えると、再結晶が起こりやすくなり、高温強度が向上しないからである。この原因は、熱間加工の圧下率が30%を超えると、低角粒界の頻度が減少するためと推定される。なお、上記の圧下率は1%以上であることが望ましく、15〜25%であればさらに望ましい。   This is because if the rolling reduction ratio of hot working exceeds 30%, recrystallization tends to occur and the high-temperature strength is not improved. This is presumably because the frequency of low-angle grain boundaries decreases when the reduction ratio of hot working exceeds 30%. The rolling reduction is preferably 1% or more, and more preferably 15 to 25%.

本発明の製造方法においては、上記の950〜1200℃に加熱され、好ましくは、さらに950〜1200℃で保持され、オーステナイト温度域で30%以下の圧下率で熱間加工されたフェライト鋼は、低角粒界の頻度を増やすために、上記の熱間加工後、直ちに2次加熱、すなわち、900〜1200℃の温度域で20分以上の保持を施される。   In the production method of the present invention, the ferritic steel heated to 950 to 1200 ° C., preferably held at 950 to 1200 ° C. and hot-worked at a reduction rate of 30% or less in the austenite temperature range, In order to increase the frequency of low-angle grain boundaries, secondary heating is performed immediately after the hot working, that is, holding for 20 minutes or more in a temperature range of 900 to 1200 ° C.

2次加熱の温度が900℃を下回っても、あるいは1200℃を上回っても、低角粒界の頻度が増加しないので、高温強度が向上しない。また、たとえ2次加熱の温度が900〜1200℃であっても、保持時間が20分を下回ると、低角粒界の頻度が増加しないので、高温強度が向上しない。   Even if the temperature of the secondary heating is below 900 ° C. or above 1200 ° C., the frequency of low-angle grain boundaries does not increase, so the high-temperature strength is not improved. Moreover, even if the temperature of secondary heating is 900-1200 degreeC, since the frequency of a low angle grain boundary will not increase if holding time is less than 20 minutes, high temperature intensity | strength does not improve.

上記の2次加熱を終えたフェライト鋼は、一旦冷却された後、焼戻しを施される。2次加熱後の冷却は、金属組織をマルテンサイトを主体とした組織、具体的には、マルテンサイトが面積割合で80%以上である組織にするために、800〜500℃の範囲を8℃/分以上の冷却速度で行うことが望ましい。冷却速度が小さい場合は、フェライトが生じて高温強度が低下する場合がある。 The ferritic steel after the secondary heating is cooled once and then tempered . After the secondary heating and cooling, the metallic structure mainly composed of martensite, in particular, to tissue martensite is 80% or more in area ratio, 8 ° C. The range of 800 to 500 ° C. It is desirable to carry out at a cooling rate of at least 1 minute. When the cooling rate is low, ferrite may be generated and the high-temperature strength may be reduced.

なお、マルテンサイトは転位密度が高く、高温で組織安定性に欠けるので、焼戻しを行う。焼戻し温度がAc1点を超えると、オーステナイトへの逆変態が生じるので、焼戻しはAc1点以下の温度で行う。 Note that martensite is tempered because it has a high dislocation density and lacks structural stability at high temperatures. When the tempering temperature exceeds the Ac 1 point, reverse transformation to austenite occurs, and therefore tempering is performed at a temperature of the Ac 1 point or lower.

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に示す化学組成を有する鋼を溶製後、通常の方法で熱間鍛造し、次いで、1000℃で45分の固溶化処理をした鋼板から、100mm×100mm×200mmのブロックを採取して供試材として用いた。なお、上記鋼のAc1点はおよそ820℃であり、また、オーステナイトへの逆変態が完了する温度(Ac3点)はおよそ920℃である。 After melting steel having the chemical composition shown in Table 1, hot forging was performed by a normal method, and then a block of 100 mm × 100 mm × 200 mm was taken from a steel plate subjected to solution treatment at 1000 ° C. for 45 minutes. Used as test material. The Ac 1 point of the steel is about 820 ° C., and the temperature at which the reverse transformation to austenite is completed (Ac 3 point) is about 920 ° C.

Figure 0005835079
Figure 0005835079

上記100mm×100mm×200mmのブロックを、表2に示す加熱温度にて45分加熱した後、直ちに、オーステナイト温度域にて1〜35%の圧下率の熱間圧延を施し、引き続いて、2次加熱として表2に示す温度で20〜60分保持する一連の工程からなる加工熱処理を行い、さらに770℃で60分焼戻しして鋼板を得た(試験番号2〜19)。   After the block of 100 mm × 100 mm × 200 mm was heated at the heating temperature shown in Table 2 for 45 minutes, it was immediately subjected to hot rolling at a reduction rate of 1-35% in the austenite temperature range, followed by secondary A heat treatment comprising a series of steps of holding for 20 to 60 minutes at the temperature shown in Table 2 was performed as heating, and tempering was further performed at 770 ° C. for 60 minutes to obtain steel plates (test numbers 2 to 19).

なお、特性調査の基準として、上記サイズのブロックに加工熱処理を施すことなく770℃で焼戻ししたものを用いた(試験番号1)。   In addition, as a standard for characteristic investigation, a block tempered at 770 ° C. without subjecting it to a heat treatment of the above size was used (Test No. 1).

このようにして得た各鋼板およびブロックの長手方向から、直径が6mmで標点間距離が60mmの試験片を採取して、歪速度が、0.001/秒および0.00001/秒の2条件で、600℃での引張試験を行い、高温強度特性を調査した。   A test piece having a diameter of 6 mm and a distance between gauge points of 60 mm was taken from the longitudinal direction of each steel plate and block thus obtained, and strain rates of 0.001 / second and 0.00001 / second were 2. Under the conditions, a tensile test at 600 ° C. was conducted to investigate the high temperature strength characteristics.

なお、焼戻しによって、供試材の粒界構造が変わることはないと考えられるので、加工熱処理を行わなかった試験番号1ならびに、加工熱処理を行ったうちで試験番号2、4、7、10、15および18の合計7条件については、上記770℃での焼戻しを行う前の状態で、走査電子顕微鏡(以下「SEM」という。)で電子線後方散乱回折(以下、「EBSD」という。)を用いて、粒界構造の解析を行った。   In addition, since it is considered that the grain boundary structure of the test material does not change by tempering, test number 1 in which the heat treatment was not performed and test numbers 2, 4, 7, 10, For a total of seven conditions of 15 and 18, electron beam backscatter diffraction (hereinafter referred to as “EBSD”) was performed with a scanning electron microscope (hereinafter referred to as “SEM”) in the state before tempering at 770 ° C. It was used to analyze the grain boundary structure.

具体的には、Hitachi FEG−SEM(S−4200)を用いて、加速電圧30kV、ビーム電流8μA、0.25μmのステップ条件で実施した。   Specifically, it was carried out using Hitachi FEG-SEM (S-4200) under step conditions of an acceleration voltage of 30 kV, a beam current of 8 μA, and 0.25 μm.

なお、EBSD観察のための試料は、酢酸と過塩素酸を77:23の比率で混合した溶液を用いて電解研磨し、予め試料表面の歪を除去した。   A sample for EBSD observation was electropolished using a solution in which acetic acid and perchloric acid were mixed at a ratio of 77:23 to remove distortion on the sample surface in advance.

また、解析に当たっては結晶解析ソフトウエア“TSL OIM analysis 5.2”を用いた。   For the analysis, crystal analysis software “TSL OIM analysis 5.2” was used.

表2に、上記の引張試験の結果を併せて示す。なお、表2において高温強度特性は、0.2%耐力(σ0.2)を600℃のヤング率(以下、「E」で表す。)で除した数値を[a](歪速度が0.001/秒の場合)および[b](歪速度が0.00001/秒の場合)として示した。また、各試験番号についての[a]と[b]をそれぞれ、試験番号1の[a]と[b]で除した数値も示した。ここで、600℃のEは、常温から550℃における測定から外挿して求めた値の「1400GPa」を用いた。 Table 2 also shows the results of the above tensile test. In Table 2, the high-temperature strength characteristics are obtained by dividing the numerical value obtained by dividing the 0.2% proof stress (σ 0.2 ) by the Young's modulus (hereinafter referred to as “E”) at 600 ° C. (strain rate is 0.001). / B) (when the strain rate is 0.00001 / second). In addition, numerical values obtained by dividing [a] and [b] for each test number by [a] and [b] of test number 1 are also shown. Here, for E at 600 ° C., “1400 GPa”, which is a value obtained by extrapolation from measurements at room temperature to 550 ° C., was used.

また、表3に、上記粒界構造の解析結果を、加工熱処理および焼戻しの条件とともに示す。   Table 3 shows the analysis result of the grain boundary structure together with the conditions for the heat treatment and tempering.

Figure 0005835079
Figure 0005835079

Figure 0005835079
Figure 0005835079

表2から、本発明の製造方法で規定する条件から外れた試験番号17〜19の場合、加工熱処理を行わないで焼戻しした基準の試験番号1に比べて、高強度の向上は認められない。   From Table 2, in the case of test numbers 17 to 19 that deviate from the conditions defined by the production method of the present invention, no improvement in high strength is observed as compared with the standard test number 1 that was tempered without performing the heat treatment.

これに対して、本発明の製造方法で規定する条件を満たす試験番号2〜16の場合には、優れた高温強度が得られることが明らかである。なお、本発明例の場合には、歪速度が小さい場合に、より一層顕著な高温強度の向上が認められる。   On the other hand, when the test numbers 2 to 16 satisfy the conditions defined by the production method of the present invention, it is apparent that excellent high temperature strength can be obtained. In the case of the present invention example, when the strain rate is small, a further remarkable improvement in high-temperature strength is recognized.

本発明の製造方法によれば、Cr含有量が8〜10%の、優れた高温強度を備えるフェライト系耐熱鋼を得ることができる。   According to the production method of the present invention, it is possible to obtain a ferritic heat resistant steel having an excellent high temperature strength with a Cr content of 8 to 10%.

Claims (3)

質量%で、C:0.05〜0.35%、Si:0.05〜0.60%、Mn:0.10〜0.80%、Cr:8〜10%、Mo:0.60〜1.50%、W:0.01〜2.5%、V:0.10〜0.30%、Nb:0.01〜0.12%、Al:0.02%以下、N:0.015〜0.080%およびCu:0.20%以下を含有し、残部がFeおよび不純物からなり、不純物中のP、SおよびNiがそれぞれ、P:0.020%以下、S:0.010%以下およびNi:0.40%以下であるフェライト系耐熱鋼を、950〜1200℃に加熱し、オーステナイト温度域で1〜30%の圧下率で熱間加工した後、直ちに、900〜1200℃の温度域で20分以上保持して冷却し、その後、Ac1点以下の温度で焼戻しを行うことを特徴とする、フェライト系耐熱鋼の製造方法。 In mass%, C: 0.05 to 0.35%, Si: 0.05 to 0.60%, Mn: 0.10 to 0.80%, Cr: 8 to 10%, Mo: 0.60 1.50%, W: 0.01 to 2.5%, V: 0.10 to 0.30%, Nb: 0.01 to 0.12%, Al: 0.02% or less, N: 0.00. 015 to 0.080% and Cu: 0.20% or less, the balance is made of Fe and impurities, and P, S and Ni in the impurities are respectively P: 0.020% or less, S: 0.010 % And Ni: 0.40% or less ferritic heat-resisting steel is heated to 950 to 1200 ° C. and hot-worked at a reduction rate of 1 to 30 % in the austenite temperature range, and then immediately 900 to 1200 ° C. in a temperature range and held to cool 20 minutes or more, then, characterized by performing tempering at a temperature of Ac 1 point To method of ferritic heat resistant steels. オーステナイト温度域での熱間加工前に、鋼を950〜1200℃の温度範囲で保持する工程を含む請求項1に記載のフェライト系耐熱鋼の製造方法。   The manufacturing method of the ferritic heat-resistant steel of Claim 1 including the process of hold | maintaining steel in the temperature range of 950-1200 degreeC before hot working in an austenite temperature range. 熱間加工における圧下率が15〜30%の範囲である請求項1または2に記載のフェライト系耐熱鋼の製造方法。   The method for producing a ferritic heat resistant steel according to claim 1 or 2, wherein the rolling reduction in hot working is in a range of 15 to 30%.
JP2012097265A 2012-04-23 2012-04-23 Method for producing ferritic heat resistant steel Active JP5835079B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012097265A JP5835079B2 (en) 2012-04-23 2012-04-23 Method for producing ferritic heat resistant steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012097265A JP5835079B2 (en) 2012-04-23 2012-04-23 Method for producing ferritic heat resistant steel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013224468A JP2013224468A (en) 2013-10-31
JP5835079B2 true JP5835079B2 (en) 2015-12-24

Family

ID=49594714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012097265A Active JP5835079B2 (en) 2012-04-23 2012-04-23 Method for producing ferritic heat resistant steel

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5835079B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113399461B (en) * 2021-06-15 2023-01-31 山西太钢不锈钢股份有限公司 Method for processing niobium-containing austenitic heat-resistant stainless steel round pipe billet

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6267113A (en) * 1985-09-20 1987-03-26 Nippon Chiyuutankou Kk Production of heat resisting steel having excellent creep rupture resistance characteristic
JP3319222B2 (en) * 1995-06-12 2002-08-26 日本鋼管株式会社 Manufacturing method of high chromium ferritic steel with excellent creep characteristics of welded joint
JP3214351B2 (en) * 1996-04-09 2001-10-02 住友金属工業株式会社 Method for producing Cr-Mo based seamless steel pipe excellent in high temperature strength
JP4507494B2 (en) * 2003-01-17 2010-07-21 Jfeスチール株式会社 Method for producing high strength steel with excellent fatigue strength

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013224468A (en) 2013-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6819700B2 (en) Ni-based heat-resistant alloy member and its manufacturing method
JP4609491B2 (en) Ferritic heat resistant steel
JP4431905B2 (en) Austenitic heat-resistant alloy, heat-resistant pressure-resistant member made of this alloy, and manufacturing method thereof
JP4709944B2 (en) Case-hardened steel, carburized parts, and method for producing case-hardened steel
JP6562476B2 (en) Ferritic heat resistant steel and its manufacturing method
US10597760B2 (en) High-strength steel material for oil well and oil well pipes
JP6017341B2 (en) High strength cold-rolled steel sheet with excellent bendability
JP5332646B2 (en) Manufacturing method of carburizing steel with excellent cold forgeability
CN109072377B (en) Austenitic stainless steel material
TWI776050B (en) A steel wire, a method for manufacturing the same, and method for manufacturing a spring or medical wire products
JP5633489B2 (en) Ni-base alloy and method for producing Ni-base alloy
KR20190065352A (en) NiCrFe alloy
WO2016013205A1 (en) Low-alloy steel pipe for oil well
WO2016059763A1 (en) Low alloy steel pipe for oil wells
WO2018146783A1 (en) Austenitic heat-resistant alloy and method for producing same
JP6482074B2 (en) Duplex stainless steel sheet and its manufacturing method
JP6520546B2 (en) Austenitic heat-resistant alloy member and method of manufacturing the same
CN108431246B (en) Method for producing stainless steel pipe for oil well and stainless steel pipe for oil well
JP6315076B2 (en) Manufacturing method of high strength stainless steel seamless steel pipe for oil well
JP7264596B2 (en) steel material
JP5782753B2 (en) Manufacturing method of high Cr high Ni alloy tube and high Cr high Ni alloy
JP2018059135A (en) Ni-BASED HEAT-RESISTANT ALLOY MEMBER AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
JP5835079B2 (en) Method for producing ferritic heat resistant steel
JP2017179478A (en) Austenitic heat resistant alloy member and manufacturing method therefor
JP4321434B2 (en) Low alloy steel and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140811

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150615

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150623

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150805

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20150805

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150825

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150910

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: 20151006

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151019

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5835079

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350