JP7131318B2 - austenitic stainless steel - Google Patents
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Description
本開示は、ステンレス鋼に関し、さらに詳しくは、オーステナイト系ステンレス鋼に関する。 TECHNICAL FIELD This disclosure relates to stainless steels, and more particularly to austenitic stainless steels.
従来、高温浸炭環境下で使用される火力発電ボイラ及び化学プラント等の設備では、耐熱鋼として、Cr含有量及びNi含有量を高めたオーステナイト系ステンレス鋼、又は、Cr含有量を高めたNi基合金が使用されている。これらの耐熱鋼は、20~40質量%程度のCr及び20~70質量%程度のNiを含有するオーステナイト系ステンレス鋼又はNi基合金である。 Conventionally, in equipment such as thermal power boilers and chemical plants used in a high-temperature carburizing environment, austenitic stainless steel with increased Cr content and Ni content, or Ni-based stainless steel with increased Cr content is used as heat-resistant steel. alloy is used. These heat-resistant steels are austenitic stainless steels or Ni-based alloys containing about 20-40% by mass of Cr and about 20-70% by mass of Ni.
火力発電ボイラ及び化学プラント等の設備の配管は、上述のオーステナイト系ステンレス鋼又はNi基合金が溶製された後、熱間加工されて管の形状に製造される。管の形状に製造された後、火力発電ボイラ及び化学プラント等の設備の配管は、1000℃以上の高温環境で使用される。そのため、上述の耐熱鋼には、長寿命化を目的として、1000℃以上での高温でのクリープ強度(以下、高温クリープ強度ともいう)に優れることが求められる。 Piping for facilities such as thermal power boilers and chemical plants is manufactured into a tube shape by hot working after the austenitic stainless steel or Ni-based alloy described above is melted. After being manufactured into a tube shape, the piping of facilities such as thermal power boilers and chemical plants is used in a high temperature environment of 1000° C. or higher. Therefore, the heat-resistant steel described above is required to have excellent creep strength at high temperatures of 1000° C. or higher (hereinafter also referred to as high-temperature creep strength) for the purpose of extending the service life.
ところで、最近では、いわゆるシェール革命により、安価なシェールガスが生産されている。化学プラント等の設備において、シェールガスを原料ガスとして使用する場合、ナフサ等の従来原料と比較して、原料ガス由来の炭素(C)により、化学プラント等の設備で用いられる金属管(たとえば反応管)の腐食現象である浸炭が生じやすい。そのため、化学プラント等の設備に使用される鋼には、優れた耐浸炭性も求められる。 By the way, recently, cheap shale gas is being produced due to the so-called shale revolution. When shale gas is used as a raw material gas in facilities such as chemical plants, the carbon (C) derived from the raw material gas reduces the amount of metal pipes used in facilities such as chemical plants (for example, reaction Carburization, which is a corrosion phenomenon of pipes), is likely to occur. Therefore, steels used in facilities such as chemical plants are required to have excellent carburization resistance.
高温浸炭環境下で使用可能なオーステナイト系ステンレス鋼がたとえば、国際公開第2017/119415号(特許文献1)、特開2018-3064号公報(特許文献2)及び国際公開第2010/113830号(特許文献3)に提案されている。 Examples of austenitic stainless steels that can be used in high-temperature carburizing environments include International Publication No. 2017/119415 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Publication No. 2018-3064 (Patent Document 2), and International Publication No. 2010/113830 (Patent Document 2). 3).
特許文献1に開示されたオーステナイト系耐熱合金は、質量%で、C:0.03~0.25%未満、Si:0.01~2.0%、Mn:2.0%以下、Cr:10~30%未満、Ni:25超~45%、Al:2.5超~4.5%未満、Nb:0.2~3.5%、N:0.025%以下、Ti:0~0.2%未満、W:0~6%、Mo:0~4%、Zr:0~0.1%、B:0~0.01%、Cu:0~5%、希土類元素:0~0.1%、Ca:0~0.05%、及び、Mg:0~0.05%を含有し、残部がFe及び不純物からなり、不純物中のP及びSが各々、P:0.04%以下、及びS:0.01%以下の化学組成を有し、組織中において、円相当径が6μm以上の析出物の総体積率が5%以下であることを特徴とする。 The austenitic heat-resistant alloy disclosed in Patent Document 1 has, in mass %, C: 0.03 to less than 0.25%, Si: 0.01 to 2.0%, Mn: 2.0% or less, Cr: 10 to less than 30%, Ni: more than 25 to 45%, Al: more than 2.5 to less than 4.5%, Nb: 0.2 to 3.5%, N: 0.025% or less, Ti: 0 to Less than 0.2%, W: 0-6%, Mo: 0-4%, Zr: 0-0.1%, B: 0-0.01%, Cu: 0-5%, Rare earth element: 0- Contains 0.1%, Ca: 0 to 0.05%, and Mg: 0 to 0.05%, the balance is Fe and impurities, and P and S in the impurities are each P: 0.04 % or less, and S: 0.01% or less, and the total volume fraction of precipitates having an equivalent circle diameter of 6 μm or more in the structure is 5% or less.
特許文献2に開示されたオーステナイト系ステンレス鋼は、質量%で、C:0.25~0.7%、Si:0.01~2.0%、Mn:2.0%以下、P:0.04%以下、S:0.01%以下、Cr:10~19%、Ni:20~40%、Al:2.5超~4.5%未満、Nb:0.01~3.5%、N:0.03%以下、Ti:0~0.2%未満、Ca:0~0.05%、及び、Mg:0~0.05%を含有し、残部がFe及び不純物からなる化学組成を有し、式(1)を満たす。0.4≦(CCr´/CAl´)/(CCr/CAl)≦0.8 (1)。ここで、式(1)中のCCr´にはオーステナイト系ステンレス鋼の表面から2μm深さまでの範囲におけるCr濃度(質量%)が代入される。CAl´にはオーステナイト系ステンレス鋼の表面から2μm深さまでの範囲におけるAl濃度(質量%)が代入される。また、CCrにはオーステナイト系ステンレス鋼母材のCr濃度(質量%)が代入される。CAlにはオーステナイト系ステンレス鋼母材のAl濃度(質量%)が代入される。 The austenitic stainless steel disclosed in Patent Document 2 has, in mass %, C: 0.25 to 0.7%, Si: 0.01 to 2.0%, Mn: 2.0% or less, P: 0 .04% or less, S: 0.01% or less, Cr: 10 to 19%, Ni: 20 to 40%, Al: more than 2.5 to less than 4.5%, Nb: 0.01 to 3.5% , N: 0.03% or less, Ti: 0 to less than 0.2%, Ca: 0 to 0.05%, and Mg: 0 to 0.05%, the balance being Fe and impurities It has a composition and satisfies formula (1). 0.4≤ (CCr'/ CAl ')/( CCr /CAl) ≤0.8 (1). Here, the Cr concentration (% by mass) in the range from the surface of the austenitic stainless steel to a depth of 2 μm is substituted for C Cr ' in equation (1). The Al concentration (% by mass) in the range from the surface of the austenitic stainless steel to a depth of 2 μm is substituted for C Al '. Also, the Cr concentration (% by mass) of the austenitic stainless steel base material is substituted for C Cr . The Al concentration (% by mass) of the austenitic stainless steel base material is substituted for C Al .
特許文献3に開示された鋳造製品は、質量%にて、C:0.05~0.7%、Si:0%を超えて2.5%以下、Mn:0%を超えて3.0%以下、Cr:15~50%、Ni:18~70%、Al:2~4%、希土類元素:0.005~0.4%、並びに、W:0.5~10%及び/又はMo:0.1~5%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる耐熱合金の鋳造体を有し、高温雰囲気と接触する鋳造体の表面にバリア層が形成されており、バリア層は、厚さ0.5μm以上のAl2O3層であって、該バリア層の最表面の80面積%以上がAl2O3であり、Al2O3層と鋳造体との界面に、合金の基地よりもCr濃度が高いCr基粒子が分散していることを特徴とする。 The cast product disclosed in Patent Document 3 has C: 0.05 to 0.7%, Si: more than 0% and 2.5% or less, and Mn: more than 0% and 3.0% by mass. % or less, Cr: 15 to 50%, Ni: 18 to 70%, Al: 2 to 4%, rare earth elements: 0.005 to 0.4%, and W: 0.5 to 10% and / or Mo A barrier layer is formed on the surface of the cast body that is in contact with a high-temperature atmosphere, and the barrier layer is An Al 2 O 3 layer having a thickness of 0.5 μm or more, wherein 80 area % or more of the outermost surface of the barrier layer is Al 2 O 3 , and an alloy is present at the interface between the Al 2 O 3 layer and the casting. It is characterized by dispersing Cr-based particles having a Cr concentration higher than that of the matrix.
上述の特許文献1~特許文献3に開示された技術により、高温浸炭環境で使用可能なオーステナイト系ステンレス鋼が得られる。 The techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 above provide austenitic stainless steels that can be used in high-temperature carburizing environments.
特に、上述の特許文献1及び特許文献2に開示された技術によれば、優れた耐浸炭性及び高い高温クリープ強度を有するオーステナイト系ステンレス鋼が得られる。しかしながら、特許文献1及び特許文献2の技術とは異なる方法によっても、オーステナイト系ステンレス鋼の耐浸炭性及び高温クリープ強度を高めることができれば望ましい。 In particular, according to the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, austenitic stainless steel having excellent carburization resistance and high high-temperature creep strength can be obtained. However, it would be desirable if the carburization resistance and high-temperature creep strength of austenitic stainless steel could be improved by a method different from the techniques of Patent Documents 1 and 2.
特許文献3の技術では、常温環境における延性については評価しているものの、高温環境における高温クリープ強度については評価していない。 The technique of Patent Document 3 evaluates the ductility in a room temperature environment, but does not evaluate the high temperature creep strength in a high temperature environment.
本開示の目的は、耐浸炭性に優れ、高い高温クリープ強度を有するオーステナイト系ステンレス鋼を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide an austenitic stainless steel with excellent carburization resistance and high high temperature creep strength.
本開示のオーステナイト系ステンレス鋼は、質量%で、C:0.250~0.700%、Si:0.01~2.00%、Mn:2.00%以下、P:0.040%以下、S:0.010%以下、Cr:10.00~25.00%未満、Ni:30.00~60.00%、Al:2.50%超~3.50%、Nb:0.20~3.50%を含有し、さらに、Zr:0.0001~0.1000%、Hf:0.0001~0.1000%、Sn:0.0001~0.1000%及びAs:0.0001~0.1000%からなる群から選択される1種又は2種以上、Ti:0~0.20%未満、Mo:0~0.10%、W:0~0.20%、B:0~0.1000%、V:0~0.500%、Cu:0~5.0%、Ca:0~0.0500%、Mg:0~0.0500%、REM:0~0.1000%、N:0~0.030%を含有し、残部はFe及び不純物からなり、式(1)を満たす化学組成を有する。
0.06≦1.96×Zr+Hf+1.50×Sn+2.38×As≦0.55 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
The austenitic stainless steel of the present disclosure has, in mass%, C: 0.250 to 0.700%, Si: 0.01 to 2.00%, Mn: 2.00% or less, P: 0.040% or less , S: 0.010% or less, Cr: 10.00 to less than 25.00%, Ni: 30.00 to 60.00%, Al: more than 2.50% to 3.50%, Nb: 0.20 ~ 3.50%, further Zr: 0.0001 ~ 0.1000%, Hf: 0.0001 ~ 0.1000%, Sn: 0.0001 ~ 0.1000% and As: 0.0001 ~ One or more selected from the group consisting of 0.1000%, Ti: 0 to less than 0.20%, Mo: 0 to 0.10%, W: 0 to 0.20%, B: 0 to 0.1000%, V: 0-0.500%, Cu: 0-5.0%, Ca: 0-0.0500%, Mg: 0-0.0500%, REM: 0-0.1000%, It contains N: 0 to 0.030%, the balance being Fe and impurities, and has a chemical composition that satisfies formula (1).
0.06≦1.96×Zr+Hf+1.50×Sn+2.38×As≦0.55 (1)
Here, the content (% by mass) of the corresponding element is substituted for the symbol of the element in formula (1).
本開示のオーステナイト系ステンレス鋼は、耐浸炭性に優れ、高い高温クリープ強度を有する。 The austenitic stainless steel of the present disclosure has excellent carburization resistance and high high temperature creep strength.
本発明者らは、高温浸炭環境におけるオーステナイト系ステンレス鋼の耐浸炭性、及び、高温クリープ強度について調査及び検討を行い、次の知見を得た。高温浸炭環境とは、炭化水素ガス雰囲気での1000℃以上の環境のことをいう。 The present inventors have investigated and studied the carburization resistance and high-temperature creep strength of austenitic stainless steel in a high-temperature carburizing environment, and obtained the following findings. A high-temperature carburizing environment refers to an environment of 1000° C. or higher in a hydrocarbon gas atmosphere.
オーステナイト系ステンレス鋼又はNi基合金にCrを含有させれば、鋼表面に保護皮膜であるCr2O3が形成され、耐浸炭性が高まる。しかしながら、Cr2O3は熱力学的に不安定である。そこで本発明においては、Alを含有させ、鋼表面にAl2O3皮膜を形成する。Al2O3は保護皮膜として働く。Al2O3は、高温浸炭環境において、Cr2O3よりも熱力学的に安定である。つまり、Al2O3であれば、1000℃以上の環境であっても、オーステナイト系ステンレス鋼の耐浸炭性を高めることができる。 If the austenitic stainless steel or Ni-based alloy contains Cr, a protective film of Cr 2 O 3 is formed on the surface of the steel, increasing carburization resistance. However, Cr 2 O 3 is thermodynamically unstable. Therefore, in the present invention, Al is added to form an Al 2 O 3 coating on the steel surface. Al 2 O 3 acts as a protective coating. Al 2 O 3 is thermodynamically more stable than Cr 2 O 3 in high temperature carburizing environments. That is, Al 2 O 3 can improve the carburization resistance of the austenitic stainless steel even in an environment of 1000° C. or higher.
一方で、オーステナイト系ステンレス鋼又はNi基合金にAlが過剰に含有された場合、粗大なγ’-Ni3Alが析出する。粗大なγ’-Ni3Alは、オーステナイト系ステンレス鋼又はNi基合金の高温クリープ強度を著しく低下させる。したがって、Al含有量は一定量以下に制限する必要がある。 On the other hand, if the austenitic stainless steel or Ni-based alloy contains excessive Al, coarse γ'-Ni 3 Al precipitates. Coarse γ'-Ni 3 Al significantly reduces the high-temperature creep strength of austenitic stainless steels or Ni-based alloys. Therefore, it is necessary to limit the Al content to a certain amount or less.
そこで本発明者らは、Al含有量を一定量以下に抑制したうえで、Al2O3皮膜の形成を促進する方法を検討した。その結果、Zr、Hf、Sn及びAsを適切に添加することで、保護性のある均一なAl2O3の形成が促進されることがわかった。これにより、Al含有量を過剰に高めなくとも、オーステナイト系ステンレス鋼又はNi基合金の耐浸炭性を向上することができる。 Therefore, the present inventors investigated a method of promoting the formation of the Al 2 O 3 coating while suppressing the Al content to a certain amount or less. As a result, it was found that the proper addition of Zr, Hf, Sn and As promotes the formation of protective uniform Al 2 O 3 . As a result, the carburization resistance of the austenitic stainless steel or Ni-based alloy can be improved without excessively increasing the Al content.
Zr、Hf、Sn及びAsが、Al2O3皮膜の均一な形成を促進する理由は定かではない。Alは、Al2O3形成を阻害するC、N及びOと結合し、炭窒化物及び酸化物を形成することで、Alの外部酸化を促進することにより、Al2O3皮膜の均一な形成を促進すると推測される。 It is not clear why Zr, Hf , Sn and As promote uniform formation of the Al2O3 coating. Al combines with C, N, and O, which inhibit Al 2 O 3 formation, to form carbonitrides and oxides, thereby promoting the external oxidation of Al, thereby improving the uniformity of the Al 2 O 3 coating. Presumed to promote formation.
一方で、Zr、Hf、Sn及びAsが過剰に含有された場合、オーステナイト系ステンレス鋼又はNi基合金のミクロ組織中に粗大な析出物が形成される。粗大な析出物は、オーステナイト系ステンレス鋼又はNi基合金の高温クリープ強度を著しく低下させる。したがって、優れた耐浸炭性と、高い高温クリープ強度とを両立するためには、Zr、Hf、Sn及びAsの含有量を適切に調整する必要がある。具体的には、Zr、Hf、Sn及びAsの含有量が式(1)を満たせば、優れた耐浸炭性と、高い高温クリープ強度とを両立したオーステナイト系ステンレス鋼又はNi基合金が得られる。
0.06≦1.96×Zr+Hf+1.50×Sn+2.38×As≦0.55 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
On the other hand, when Zr, Hf, Sn and As are contained in excess, coarse precipitates are formed in the microstructure of the austenitic stainless steel or Ni-based alloy. Coarse precipitates significantly reduce the high-temperature creep strength of austenitic stainless steels or Ni-based alloys. Therefore, in order to achieve both excellent carburization resistance and high high temperature creep strength, it is necessary to appropriately adjust the contents of Zr, Hf, Sn and As. Specifically, when the contents of Zr, Hf, Sn and As satisfy the formula (1), an austenitic stainless steel or Ni-based alloy having both excellent carburization resistance and high high-temperature creep strength can be obtained. .
0.06≦1.96×Zr+Hf+1.50×Sn+2.38×As≦0.55 (1)
Here, the content (% by mass) of the corresponding element is substituted for the symbol of the element in formula (1).
以上の知見に基づいて完成した、本開示のオーステナイト系ステンレス鋼は、質量%で、C:0.250~0.700%、Si:0.01~2.00%、Mn:2.00%以下、P:0.040%以下、S:0.010%以下、Cr:10.00~25.00%未満、Ni:30.00~60.00%、Al:2.50%超~3.50%、Nb:0.20~3.50%を含有し、さらに、Zr:0.0001~0.1000%、Hf:0.0001~0.1000%、Sn:0.0001~0.1000%及びAs:0.0001~0.1000%からなる群から選択される1種又は2種以上、Ti:0~0.20%未満、Mo:0~0.10%、W:0~0.20%、B:0~0.1000%、V:0~0.500%、Cu:0~5.0%、Ca:0~0.0500%、Mg:0~0.0500%、REM:0~0.1000%、N:0~0.030%を含有し、残部はFe及び不純物からなり、式(1)を満たす化学組成を有する。
0.06≦1.96×Zr+Hf+1.50×Sn+2.38×As≦0.55 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
The austenitic stainless steel of the present disclosure, which was completed based on the above findings, has C: 0.250 to 0.700%, Si: 0.01 to 2.00%, and Mn: 2.00% by mass. Below, P: 0.040% or less, S: 0.010% or less, Cr: 10.00 to less than 25.00%, Ni: 30.00 to 60.00%, Al: more than 2.50% to 3 50%, Nb: 0.20-3.50%, Zr: 0.0001-0.1000%, Hf: 0.0001-0.1000%, Sn: 0.0001-0. 1000% and As: one or more selected from the group consisting of 0.0001 to 0.1000%, Ti: 0 to less than 0.20%, Mo: 0 to 0.10%, W: 0 to 0.20%, B: 0-0.1000%, V: 0-0.500%, Cu: 0-5.0%, Ca: 0-0.0500%, Mg: 0-0.0500%, It contains REM: 0 to 0.1000%, N: 0 to 0.030%, and the balance consists of Fe and impurities, and has a chemical composition that satisfies formula (1).
0.06≦1.96×Zr+Hf+1.50×Sn+2.38×As≦0.55 (1)
Here, the content (% by mass) of the corresponding element is substituted for the symbol of the element in formula (1).
本開示のオーステナイト系ステンレス鋼は、式(1)を満たす。そのため、耐浸炭性に優れ、高い高温クリープ強度を有する。 The austenitic stainless steel of the present disclosure satisfies formula (1). Therefore, it has excellent carburization resistance and high high-temperature creep strength.
上述のオーステナイト系ステンレス鋼の化学組成は、質量%で、Ti:0.005~0.20%未満、Mo:0.005~0.10%、W:0.005~0.20%、B:0.0001~0.1000%、V:0.001~0.500%、及び、Cu:0.005~5.0%からなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。 The chemical composition of the austenitic stainless steel described above is, in mass%, Ti: 0.005 to less than 0.20%, Mo: 0.005 to 0.10%, W: 0.005 to 0.20%, B : 0.0001 to 0.1000%, V: 0.001 to 0.500%, and Cu: 0.005 to 5.0% good too.
上述のオーステナイト系ステンレス鋼の化学組成は、質量%で、Ca:0.0001~0.0500%、Mg:0.0001~0.0500%、及び、REM:0.0005~0.1000%からなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。 The chemical composition of the austenitic stainless steel described above is, in mass%, Ca: 0.0001 to 0.0500%, Mg: 0.0001 to 0.0500%, and REM: 0.0005 to 0.1000%. You may contain 1 type(s) or 2 or more types selected from the group which becomes.
上述のオーステナイト系ステンレス鋼の化学組成は、質量%で、N:0.0005~0.030%を含有してもよい。 The chemical composition of the austenitic stainless steel described above may contain N: 0.0005 to 0.030% in mass %.
以下、本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼について詳述する。元素に関する「%」は、特に断りがない限り質量%を意味する。 The austenitic stainless steel according to this embodiment will be described in detail below. "%" for elements means % by weight unless otherwise specified.
[化学組成]
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼の化学組成は、次の元素を含有する。
[Chemical composition]
The chemical composition of the austenitic stainless steel according to this embodiment contains the following elements.
C:0.250~0.700%
炭素(C)は主にCrと結合して鋼中にCr炭化物を形成し、高温浸炭環境での使用時における高温クリープ強度を高める。C含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、C含有量が高すぎれば、鋼の鋳造後の凝固組織中に粗大な共晶炭化物を多数形成し、鋼の靭性を低下する。したがって、C含有量は0.250~0.700%である。C含有量の好ましい下限は0.280%であり、より好ましくは0.300%である。C含有量の好ましい上限は0.650%であり、より好ましくは0.600%である。
C: 0.250-0.700%
Carbon (C) primarily combines with Cr to form Cr carbides in the steel, enhancing high temperature creep strength during use in high temperature carburizing environments. If the C content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the C content is too high, a large number of coarse eutectic carbides are formed in the solidified structure of the steel after casting, reducing the toughness of the steel. Therefore, the C content is 0.250-0.700%. A preferred lower limit for the C content is 0.280%, more preferably 0.300%. A preferable upper limit of the C content is 0.650%, more preferably 0.600%.
Si:0.01~2.00%
シリコン(Si)は鋼を脱酸する。他の元素で脱酸を十分に実施できる場合、Siの含有量はできるだけ少なくてもよい。一方、Si含有量が高すぎれば、熱間加工性が低下する。したがって、Si含有量は0.01~2.00%である。Si含有量の好ましい下限は0.02%であり、さらに好ましくは0.03%である。Si含有量の好ましい上限は1.00%である。
Si: 0.01-2.00%
Silicon (Si) deoxidizes steel. If other elements can sufficiently deoxidize, the Si content may be as low as possible. On the other hand, if the Si content is too high, the hot workability deteriorates. Therefore, the Si content is 0.01-2.00%. A preferred lower limit for the Si content is 0.02%, more preferably 0.03%. A preferred upper limit for the Si content is 1.00%.
Mn:2.00%以下
マンガン(Mn)は不可避に含有される。Mnは鋼中に含まれるSと結合してMnSを形成し、鋼の熱間加工性を高める。しかしながら、Mn含有量が高すぎれば、鋼が硬くなりすぎ、熱間加工性及び溶接性が低下する。したがって、Mn含有量は2.00%以下である。上記効果を安定して得る場合、Mn含有量の好ましい下限は0.05%であり、さらに好ましくは0.10%である。Mn含有量の好ましい上限は1.50%であり、さらに好ましくは1.30%である。
Mn: 2.00% or less Manganese (Mn) is inevitably contained. Mn combines with S contained in steel to form MnS and enhances the hot workability of steel. However, if the Mn content is too high, the steel will be too hard, resulting in poor hot workability and weldability. Therefore, the Mn content is 2.00% or less. When stably obtaining the above effect, the lower limit of the Mn content is preferably 0.05%, more preferably 0.10%. A preferable upper limit of the Mn content is 1.50%, more preferably 1.30%.
P:0.040%以下
燐(P)は不純物である。Pは鋼の溶接性及び熱間加工性を低下する。したがって、P含有量は0.040%以下である。P含有量の好ましい上限は0.030%である。P含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、P含有量を過剰に低減するとコストが高くなる。そのため、P含有量の下限はたとえば、0.0005%である。
P: 0.040% or less Phosphorus (P) is an impurity. P deteriorates the weldability and hot workability of steel. Therefore, the P content is 0.040% or less. A preferable upper limit of the P content is 0.030%. The lower the P content is, the better. However, excessively reducing the P content increases the cost. Therefore, the lower limit of the P content is, for example, 0.0005%.
S:0.010%以下
硫黄(S)は不純物である。Sは鋼の溶接性及び熱間加工性を低下する。したがって、S含有量は0.010%以下である。S含有量の好ましい上限は0.008%である。S含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、S含有量を過剰に低減するとコストが高くなる。そのため、S含有量の下限はたとえば、0.001%である。
S: 0.010% or less Sulfur (S) is an impurity. S reduces the weldability and hot workability of steel. Therefore, the S content is 0.010% or less. A preferable upper limit of the S content is 0.008%. It is preferable that the S content is as low as possible. However, excessively reducing the S content increases the cost. Therefore, the lower limit of the S content is, for example, 0.001%.
Cr:10.00~25.00%未満
クロム(Cr)は、熱処理工程中及び高温浸炭環境下でAl2O3皮膜の形成を促進する。Crはさらに、鋼中のCと結合して鋼中にCr炭化物を形成し、高温クリープ強度を高める。Cr含有量が低すぎれば、これらの効果が得られない。一方、Cr含有量が高すぎれば、高温浸炭環境下で、Crは雰囲気ガス(炭化水素ガス)由来のCと結合し、鋼表面にCr炭化物を形成する。鋼表面にCr炭化物が形成されると鋼表面のCrが局所的に欠乏する。この場合、いわゆるTEE効果(Third Element Effect)が得られず、均一なAl2O3皮膜が形成されない。Cr含有量が高すぎればさらに、鋼表面のCr炭化物が均一なAl2O3皮膜の形成を物理的に阻害する。したがって、Cr含有量は10.00~25.00%未満である。Cr含有量の好ましい下限は11.00%であり、さらに好ましくは12.00%である。Cr含有量の好ましい上限は24.00%であり、さらに好ましくは23.00%である。
Cr: 10.00 to less than 25.00% Chromium (Cr) promotes the formation of an Al 2 O 3 film during the heat treatment process and in a high-temperature carburizing environment. Cr also combines with C in the steel to form Cr carbides in the steel, increasing the high temperature creep strength. If the Cr content is too low, these effects cannot be obtained. On the other hand, if the Cr content is too high, in a high-temperature carburizing environment, Cr combines with C from the atmospheric gas (hydrocarbon gas) to form Cr carbides on the steel surface. When Cr carbide is formed on the steel surface, Cr on the steel surface is locally depleted. In this case, a so-called TEE effect (Third Element Effect) is not obtained, and a uniform Al 2 O 3 film is not formed. Furthermore, if the Cr content is too high, Cr carbides on the steel surface physically impede the formation of a uniform Al 2 O 3 coating. Therefore, the Cr content is between 10.00 and less than 25.00%. A preferable lower limit of the Cr content is 11.00%, more preferably 12.00%. A preferable upper limit of the Cr content is 24.00%, more preferably 23.00%.
Ni:30.00%~60.00%
ニッケル(Ni)は、オーステナイトを安定化させ、高温クリープ強度を高める。Niはさらに、鋼の耐浸炭性を高める。Ni含有量が低すぎれば、これらの効果が得られない。一方、Ni含有量が高すぎれば、これらの効果が飽和するだけでなく、原料コストが高くなる。Ni含有量が高すぎればさらに、製造工程中に、たとえばγ‘-Ni3Alなどの、Alを含有する金属間化合物が析出し、熱間加工性が著しく低下する。したがって、Ni含有量は30.00%~60.00%である。Ni含有量の好ましい下限は31.00%であり、さらに好ましくは32.00%である。Ni含有量の好ましい上限は55.00%であり、さらに好ましくは50.00%である。
Ni: 30.00% to 60.00%
Nickel (Ni) stabilizes austenite and increases high temperature creep strength. Ni further enhances the carburization resistance of steel. If the Ni content is too low, these effects cannot be obtained. On the other hand, if the Ni content is too high, not only will these effects saturate, but raw material costs will increase. If the Ni content is too high, intermetallic compounds containing Al, such as γ'-Ni 3 Al, precipitate during the manufacturing process, and the hot workability is significantly reduced. Therefore, the Ni content is 30.00% to 60.00%. A preferable lower limit of the Ni content is 31.00%, more preferably 32.00%. A preferable upper limit of the Ni content is 55.00%, more preferably 50.00%.
Al:2.50%超~3.50%
アルミニウム(Al)は、熱処理工程中及び高温浸炭環境下で鋼表面にAl2O3皮膜を形成し、鋼の耐浸炭性を高める。特に本発明にて想定している高温浸炭環境においては、従来用いられているCr2O3皮膜と比較して、Al2O3皮膜は熱力学的に安定である。Al含有量が低すぎれば、これらの効果が得られない。一方、Al含有量が高すぎれば、製造工程中に、たとえばγ’-Ni3Alなどの、Alを含有する金属間化合物が粗大に析出する。粗大な金属間化合物は、鋼の高温クリープ強度を著しく低下させる。したがって、Al含有量は2.50%超~3.50%である。Al含有量の好ましい下限は2.55%であり、さらに好ましくは2.60%である。Al含有量の好ましい上限は3.45%であり、さらに好ましくは3.40%である。本発明によるオーステナイト系ステンレス鋼において、Al含有量は、鋼材中に含有する全Al量を意味する。
Al: more than 2.50% to 3.50%
Aluminum (Al) forms an Al 2 O 3 film on the steel surface during the heat treatment process and in a high-temperature carburizing environment, increasing the carburizing resistance of the steel. Especially in the high-temperature carburizing environment assumed in the present invention, the Al 2 O 3 coating is thermodynamically more stable than the conventionally used Cr 2 O 3 coating. If the Al content is too low, these effects cannot be obtained. On the other hand, if the Al content is too high, intermetallic compounds containing Al, such as γ'-Ni 3 Al, are coarsely precipitated during the manufacturing process. Coarse intermetallic compounds significantly reduce the high temperature creep strength of steel. Therefore, the Al content is more than 2.50% to 3.50%. A preferable lower limit of the Al content is 2.55%, more preferably 2.60%. A preferable upper limit of the Al content is 3.45%, more preferably 3.40%. In the austenitic stainless steel according to the present invention, the Al content means the total amount of Al contained in the steel material.
Nb:0.20~3.50%
ニオブ(Nb)は、析出強化相となる金属間化合物(ラーベス相及びNi3Nb相)を形成して、結晶粒界及び結晶粒内を析出強化し、鋼のクリープ強度を高める。一方、Nb含有量が高すぎれば、金属間化合物が過剰に生成して、鋼の靭性が低下する。Nb含有量が高すぎればさらに、長時間時効後の靭性も低下する。したがって、Nb含有量は0.20~3.50%である。Nb含有量の好ましい下限は0.25%であり、さらに好ましくは0.30%である。Nb含有量の好ましい上限は3.20%未満であり、さらに好ましくは3.00%である。
Nb: 0.20-3.50%
Niobium (Nb) forms intermetallic compounds (Laves phase and Ni 3 Nb phase) that serve as precipitation strengthening phases, strengthens grain boundaries and grain interiors, and increases the creep strength of steel. On the other hand, if the Nb content is too high, an excessive amount of intermetallic compounds will be formed and the toughness of the steel will be lowered. If the Nb content is too high, the toughness after long-term aging also decreases. Therefore, the Nb content is 0.20-3.50%. A preferred lower limit for the Nb content is 0.25%, more preferably 0.30%. A preferable upper limit of the Nb content is less than 3.20%, more preferably 3.00%.
Zr:0.0001~0.1000%、Hf:0.0001~0.1000%、Sn:0.0001~0.1000%及びAs:0.0001~0.1000%からなる群から選択される1種又は2種以上
本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼の化学組成は、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、錫(Sn)及び砒素(As)からなる群から選択される1種又は2種以上を含有する。含有される場合のZr、Hf、Sn及びAsの各含有量は、以下のとおりである。ただし、Zr、Hf、Sn及びAsの含有量は、後述する式(1)を満たす。
Zr: 0.0001 to 0.1000%, Hf: 0.0001 to 0.1000%, Sn: 0.0001 to 0.1000% and As: selected from the group consisting of 0.0001 to 0.1000% One or more kinds The chemical composition of the austenitic stainless steel of the present embodiment is one or two selected from the group consisting of zirconium (Zr), hafnium (Hf), tin (Sn) and arsenic (As). contains more than The respective contents of Zr, Hf, Sn and As when contained are as follows. However, the contents of Zr, Hf, Sn and As satisfy formula (1) described later.
Zr:0.0001~0.1000%
ジルコニウム(Zr)は熱処理工程中及び高温浸炭環境下で、Al2O3形成の阻害要因となるC、N、Oと結合し、炭窒化物及び酸化物を形成する。その結果、Al2O3皮膜の形成を促進する。一方、Zr含有量が高すぎれば、鋼中の短窒化物及び酸化物の体積率が過剰に高くなり、熱間加工性が低下する。したがって、Zr含有量は0.0001~0.1000%である。Zr含有量の好ましい下限は0.0010%であり、さらに好ましくは0.0020%である。Zr含有量の好ましい上限は0.0800%であり、さらに好ましくは0.0500%である。
Zr: 0.0001 to 0.1000%
Zirconium (Zr) combines with C, N, and O, which inhibit the formation of Al 2 O 3 , to form carbonitrides and oxides during the heat treatment process and in a high-temperature carburizing environment. As a result, it promotes the formation of the Al 2 O 3 film. On the other hand, if the Zr content is too high, the volume fraction of short nitrides and oxides in the steel becomes excessively high, deteriorating hot workability. Therefore, the Zr content is 0.0001-0.1000%. A preferred lower limit for the Zr content is 0.0010%, more preferably 0.0020%. A preferred upper limit for the Zr content is 0.0800%, more preferably 0.0500%.
Hf:0.0001~0.1000%
ハフニウム(Hf)は熱処理工程中及び高温浸炭環境下で、Al2O3形成の阻害要因となるC、N、Oと結合し、炭窒化物及び酸化物を形成する。その結果、Al2O3皮膜の形成を促進する。一方、Hf含有量が高すぎれば、鋼中の短窒化物及び酸化物の体積率が過剰に高くなり、熱間加工性が低下する。したがって、Hf含有量は0.0001~0.1000%である。Hf含有量の好ましい下限は0.0010%であり、さらに好ましくは0.0020%である。Hf含有量の好ましい上限は0.0800%であり、さらに好ましくは0.0500%である。
Hf: 0.0001-0.1000%
Hafnium (Hf) combines with C, N, and O, which inhibit Al 2 O 3 formation, to form carbonitrides and oxides during the heat treatment process and in a high-temperature carburizing environment. As a result, it promotes the formation of the Al 2 O 3 film. On the other hand, if the Hf content is too high, the volume fraction of short nitrides and oxides in the steel becomes excessively high, deteriorating hot workability. Therefore, the Hf content is 0.0001-0.1000%. A preferable lower limit of the Hf content is 0.0010%, more preferably 0.0020%. A preferred upper limit of the Hf content is 0.0800%, more preferably 0.0500%.
Sn:0.0001~0.1000%
錫(Sn)は熱処理工程中及び高温浸炭環境下で、Al2O3形成の阻害要因となるC、N、Oと結合し、炭窒化物及び酸化物を形成する。その結果、Al2O3皮膜の形成を促進する。一方、Sn含有量が高すぎれば、鋼中の短窒化物及び酸化物の体積率が過剰に高くなり、熱間加工性が低下する。したがって、Sn含有量は0.0001~0.1000%である。Sn含有量の好ましい下限は0.0010%であり、さらに好ましくは0.0020%である。Sn含有量の好ましい上限は0.0500%であり、さらに好ましくは0.0100%である。
Sn: 0.0001-0.1000%
Tin (Sn) combines with C, N, and O, which inhibit the formation of Al 2 O 3 , to form carbonitrides and oxides during the heat treatment process and in a high-temperature carburizing environment. As a result, it promotes the formation of the Al 2 O 3 film. On the other hand, if the Sn content is too high, the volume fraction of short nitrides and oxides in the steel becomes excessively high, deteriorating hot workability. Therefore, the Sn content is 0.0001-0.1000%. A preferred lower limit for the Sn content is 0.0010%, more preferably 0.0020%. A preferable upper limit of the Sn content is 0.0500%, more preferably 0.0100%.
As:0.0001~0.1000%
砒素(As)は熱処理工程中及び高温浸炭環境下で、Al2O3形成の阻害要因となるC、N、Oと結合し、炭窒化物及び酸化物を形成する。その結果、Al2O3皮膜の形成を促進する。一方、As含有量が高すぎれば、鋼中の短窒化物及び酸化物の体積率が過剰に高くなり、熱間加工性が低下する。したがって、As含有量は0.0001~0.1000%である。As含有量の好ましい下限は0.0010%であり、さらに好ましくは0.0020%である。As含有量の好ましい上限は0.0500%であり、さらに好ましくは0.0100%である。
As: 0.0001-0.1000%
Arsenic (As) combines with C, N, and O, which inhibit the formation of Al 2 O 3 , to form carbonitrides and oxides during the heat treatment process and in a high-temperature carburizing environment. As a result, it promotes the formation of the Al 2 O 3 film. On the other hand, if the As content is too high, the volume fraction of short nitrides and oxides in the steel becomes excessively high, deteriorating hot workability. Therefore, the As content is 0.0001-0.1000%. A preferable lower limit of the As content is 0.0010%, more preferably 0.0020%. A preferable upper limit of the As content is 0.0500%, more preferably 0.0100%.
Zr、Hf、Sn及びAsからなる群から選択される1種又は2種以上が含有されればよい。したがって、Zr、Hf、Sn及びAsのうちいずれかの元素が含有されれば、Zr、Hf、Sn及びAsのうち他の元素については含有されなくても良い。 One or more selected from the group consisting of Zr, Hf, Sn and As may be contained. Therefore, if one of Zr, Hf, Sn and As is contained, other elements out of Zr, Hf, Sn and As need not be contained.
本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼の化学組成の残部は、Fe及び不純物からなる。ここで、不純物とは、オーステナイト系ステンレス鋼を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、又は製造環境などから混入されるものであって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。 The rest of the chemical composition of the austenitic stainless steel of this embodiment consists of Fe and impurities. Here, impurities are those that are mixed from ore, scrap, or the manufacturing environment as raw materials when austenitic stainless steel is industrially manufactured, and are allowed within a range that does not adversely affect the present invention. means to be
[任意元素について]
上述のオーステナイト系ステンレス鋼の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Ti、Mo、W、B、V及びCuからなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素であり、いずれも鋼のクリープ強度を高める。
[Regarding arbitrary elements]
The chemical composition of the austenitic stainless steel described above may further contain one or more selected from the group consisting of Ti, Mo, W, B, V and Cu in place of part of Fe. . All of these elements are optional elements, and all increase the creep strength of steel.
Ti:0~0.20%未満
チタン(Ti)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Tiは、析出強化相となる金属間化合物(ラーベス相及びNi3Ti相)を形成して、析出強化によりクリープ強度を高める。一方、Ti含有量が高すぎれば、金属間化合物が過剰に生成して、高温延性及び熱間加工性が低下する。Ti含有量が高すぎればさらに、長時間時効後の靭性が低下する。したがって、Ti含有量は0~0.20%未満である。Ti含有量の好ましい下限は0.005%であり、さらに好ましくは、0.010%である。Ti含有量の好ましい上限は0.15%であり、さらに好ましくは、0.10%である。
Ti: 0 to less than 0.20% Titanium (Ti) is an optional element and may not be contained. When included, Ti forms intermetallic compounds (Laves phase and Ni 3 Ti phase) that become precipitation-strengthening phases and increases creep strength by precipitation strengthening. On the other hand, if the Ti content is too high, an excessive amount of intermetallic compounds is produced, resulting in deterioration of hot ductility and hot workability. If the Ti content is too high, the toughness after long-term aging is further reduced. Therefore, the Ti content is between 0 and less than 0.20%. A preferred lower limit for the Ti content is 0.005%, more preferably 0.010%. A preferable upper limit of the Ti content is 0.15%, more preferably 0.10%.
Mo:0~0.10%
モリブデン(Mo)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Moは、母相であるオーステナイトに固溶する。固溶したMoは、固溶強化によりクリープ強度を高める。一方、Mo含有量が高すぎれば、熱間加工性が低下する。したがって、Mo含有量は0~0.10%である。Mo含有量の好ましい下限は0.005%であり、さらに好ましくは0.010%である。Mo含有量の好ましい上限は0.08%であり、さらに好ましくは0.05%である。
Mo: 0-0.10%
Molybdenum (Mo) is an optional element and may not be contained. When contained, Mo forms a solid solution in the mother phase, austenite. The dissolved Mo increases the creep strength by solid solution strengthening. On the other hand, if the Mo content is too high, the hot workability deteriorates. Therefore, the Mo content is 0-0.10%. A preferable lower limit of the Mo content is 0.005%, more preferably 0.010%. A preferred upper limit for the Mo content is 0.08%, more preferably 0.05%.
W:0~0.20%
タングステン(W)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Wは、母相であるオーステナイトに固溶する。固溶したWは、固溶強化によりクリープ強度を高める。一方、W含有量が高すぎれば、熱間加工性が低下する。したがって、W含有量は0~0.20%である。W含有量の好ましい下限は0.005%であり、さらに好ましくは0.010%である。W含有量の好ましい上限は0.15%であり、さらに好ましくは0.10%である。
W: 0-0.20%
Tungsten (W) is an optional element and may not be contained. When contained, W forms a solid solution in austenite, which is the mother phase. Solid-soluted W increases the creep strength by solid-solution strengthening. On the other hand, if the W content is too high, the hot workability deteriorates. Therefore, the W content is 0-0.20%. A preferable lower limit of the W content is 0.005%, more preferably 0.010%. A preferable upper limit of the W content is 0.15%, more preferably 0.10%.
B:0~0.1000%
ボロン(B)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Bは粒界に偏析して、粒界での金属間化合物の析出を促進する。これにより、鋼のクリープ強度を高める。一方、B含有量が高すぎれば、鋼の溶接性及び熱間加工性が低下する。したがって、B含有量は0~0.1000%である。B含有量の好ましい下限は0.0001%であり、さらに好ましくは0.0005%である。B含有量の好ましい上限は0.0800%であり、さらに好ましくは0.0600%である。
B: 0 to 0.1000%
Boron (B) is an optional element and may not be contained. When included, B segregates at grain boundaries and promotes precipitation of intermetallic compounds at grain boundaries. This increases the creep strength of the steel. On the other hand, if the B content is too high, the weldability and hot workability of the steel deteriorate. Therefore, the B content is 0-0.1000%. A preferable lower limit of the B content is 0.0001%, more preferably 0.0005%. A preferable upper limit of the B content is 0.0800%, more preferably 0.0600%.
V:0~0.500%
バナジウム(V)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Vは、Tiと同様に金属間化合物を形成し、鋼のクリープ強度を高める。一方、V含有量が高すぎれば、鋼中の金属間化合物の堆積率が過剰に高くなり、熱間加工性が低下する。したがって、V含有量は0~0.500%である。V含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。V含有量の好ましい上限は0.300%であり、さらに好ましくは0.100%である。
V: 0-0.500%
Vanadium (V) is an optional element and may not be contained. When included, V forms intermetallic compounds similar to Ti and enhances the creep strength of steel. On the other hand, if the V content is too high, the deposition rate of intermetallic compounds in the steel becomes excessively high, degrading the hot workability. Therefore, the V content is 0-0.500%. A preferable lower limit of the V content is 0.001%, more preferably 0.002%. A preferable upper limit of the V content is 0.300%, more preferably 0.100%.
Cu:0~5.0%
銅(Cu)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Cuはオーステナイトを安定化する。Cuはさらに、析出強化により鋼の強度及びクリープ強度を高める。一方で、Cu含有量が高すぎれば、鋼の延性及び熱間加工性が低下する。したがって、Cu含有量は0~5.0%である。Cu含有量の好ましい下限は0.005%であり、さらに好ましくは0.010%である。Cu含有量の好ましい上限は3.0%であり、さらに好ましくは1.0%である。
Cu: 0-5.0%
Copper (Cu) is an optional element and may not be contained. When included, Cu stabilizes austenite. Cu also increases the strength and creep strength of steel through precipitation strengthening. On the other hand, if the Cu content is too high, the ductility and hot workability of the steel are reduced. Therefore, the Cu content is 0-5.0%. A preferred lower limit for the Cu content is 0.005%, more preferably 0.010%. A preferable upper limit of the Cu content is 3.0%, more preferably 1.0%.
上述のオーステナイト系ステンレス鋼の化学組成はさらに、Feの一部に代えてCa、Mg及びREMからなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素であり、鋼の熱間加工性を高める。 The chemical composition of the austenitic stainless steel described above may further contain one or more selected from the group consisting of Ca, Mg and REM in place of part of Fe. All of these elements are optional elements and improve the hot workability of steel.
Ca:0~0.0500%
カルシウム(Ca)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Caは、Sを硫化物として固定し、熱間加工性を高める。一方、Ca含有量が高すぎれば、靱性及び延性が低下する。そのため、熱間加工性が低下する。Ca含有量が高すぎればさらに、清浄性が低下する。したがって、Ca含有量は0~0.0500%である。Caの好ましい下限は0.0001%であり、さらに好ましくは0.0005%である。Ca含有量の好ましい上限は0.0300%であり、さらに好ましくは0.0100%である。
Ca: 0-0.0500%
Calcium (Ca) is an optional element and may not be contained. When included, Ca fixes S as a sulfide and enhances hot workability. On the other hand, if the Ca content is too high, toughness and ductility will decrease. Therefore, hot workability is deteriorated. If the Ca content is too high, the detergency is further reduced. Therefore, the Ca content is 0-0.0500%. A preferable lower limit of Ca is 0.0001%, more preferably 0.0005%. A preferable upper limit of the Ca content is 0.0300%, more preferably 0.0100%.
Mg:0~0.0500%
マグネシウム(Mg)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Mgは、Sを硫化物として固定し、鋼の熱間加工性を高める。一方、Mg含有量が高すぎれば、靱性及び延性が低下する。そのため、熱間加工性が低下する。Mg含有量が高すぎればさらに、清浄性が低下する。したがって、Mg含有量は0~0.0500%である。Mgの好ましい下限は0.0001%であり、さらに好ましくは0.0005%である。Mg含有量の好ましい上限は0.0300%であり、さらに好ましくは0.0100%である。
Mg: 0-0.0500%
Magnesium (Mg) is an optional element and may not be contained. When included, Mg fixes S as sulfides and enhances the hot workability of the steel. On the other hand, if the Mg content is too high, toughness and ductility will decrease. Therefore, hot workability is deteriorated. If the Mg content is too high, the detergency is further reduced. Therefore, the Mg content is 0-0.0500%. A preferred lower limit for Mg is 0.0001%, more preferably 0.0005%. A preferable upper limit of the Mg content is 0.0300%, more preferably 0.0100%.
REM:0~0.1000%
希土類元素(REM)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、REMは、Sを硫化物として固定し、熱間加工性を高める。REMはさらに、酸化物を形成して、耐食性、クリープ強度、及びクリープ延性を高める。しかしながら、REM含有量が高すぎれば、酸化物等の介在物が多くなり、熱間加工性及び溶接性を低下させ、製造コストが上昇する。したがって、REM含有量は0~0.1000%である。REM含有量の好ましい下限は0.0005%であり、さらに好ましくは0.0010%である。REM含有量の好ましい上限は0.0900%であり、さらに好ましくは0.0800%である。
REM: 0-0.1000%
A rare earth element (REM) is an optional element and may not be contained. When included, REM fixes S as a sulfide and enhances hot workability. REMs also form oxides to enhance corrosion resistance, creep strength, and creep ductility. However, if the REM content is too high, the amount of inclusions such as oxides increases, degrading hot workability and weldability and increasing manufacturing costs. Therefore, the REM content is 0-0.1000%. A preferred lower limit for the REM content is 0.0005%, more preferably 0.0010%. A preferred upper limit for the REM content is 0.0900%, more preferably 0.0800%.
本明細書において、REMとは、Sc、Y及びランタノイドの合計17元素の総称である。REM含有量は、オーステナイト系ステンレス鋼に含有されるREMがこれらの元素のうち1種である場合、その元素の含有量を意味する。オーステナイト系ステンレス鋼に含有されるREMが2種以上である場合、REM含有量は、それらの元素の総含有量を意味する。REMについては、一般的にミッシュメタルに含有される。このため、例えば、ミッシュメタルの形で添加して、REM含有量が上記の範囲となるように含有させてもよい。 As used herein, REM is a generic term for a total of 17 elements including Sc, Y and lanthanoids. When the REM contained in the austenitic stainless steel is one of these elements, the REM content means the content of that element. When two or more REMs are contained in the austenitic stainless steel, the REM content means the total content of those elements. REM is generally contained in misch metal. Therefore, for example, it may be added in the form of misch metal so that the REM content is within the above range.
上述のオーステナイト系ステンレス鋼の化学組成はさらに、Feの一部に代えてNを含有してもよい。Nは任意元素であり、オーステナイトを安定化する。 The chemical composition of the austenitic stainless steel described above may further contain N instead of part of Fe. N is an optional element and stabilizes austenite.
N:0~0.030%
窒素(N)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Nは、オーステナイトを安定化する。一方、N含有量が高すぎれば、熱処理後でも未固溶で残存する粗大な窒化物及び/又は炭窒化物が生成する。粗大な窒化物及び/又は炭窒化物は鋼の靱性を低下する。したがって、N含有量は0~0.030%である。Nの好ましい下限は0.0005%である。Nの好ましい上限は0.010%である。
N: 0-0.030%
Nitrogen (N) is an optional element and may not be contained. When included, N stabilizes austenite. On the other hand, if the N content is too high, coarse nitrides and/or carbonitrides remain undissolved even after the heat treatment. Coarse nitrides and/or carbonitrides reduce the toughness of steel. Therefore, the N content is 0-0.030%. A preferred lower limit for N is 0.0005%. A preferred upper limit for N is 0.010%.
本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼は、上述の化学組成を満たし、かつ、以下の式(1)を満たす。これによって初めて、耐浸炭性に優れ、高い高温クリープ強度を有するオーステナイト系ステンレス鋼が得られる。 The austenitic stainless steel of this embodiment satisfies the chemical composition described above and the following formula (1). Only then can an austenitic stainless steel having excellent carburization resistance and high high-temperature creep strength be obtained.
[式(1)について]
本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼は式(1)を満たす。
0.06≦1.96×Zr+Hf+1.50×Sn+2.38×As≦0.55 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
[Regarding formula (1)]
The austenitic stainless steel of this embodiment satisfies formula (1).
0.06≦1.96×Zr+Hf+1.50×Sn+2.38×As≦0.55 (1)
Here, the content (% by mass) of the corresponding element is substituted for the symbol of the element in formula (1).
オーステナイト系ステンレス鋼の耐浸炭性を向上させるためには、保護皮膜として鋼表面にAl2O3を形成することが重要である。Al2O3の形成を促進するためには、オーステナイト系ステンレス鋼中のAl濃度を増加させることが最も効果的である。しかしながら、前述の通りAlを3.50%より多く添加すると、高温クリープ強度が著しく低下する。本開示では、オーステナイト系ステンレス鋼にZr、Hf、Sn及びAsからなる群から選択される1種又は2種以上を添加する。これにより、Alが3.5%以下であっても、鋼表面にAl2O3を均一に形成することができる。 In order to improve the carburization resistance of austenitic stainless steel, it is important to form Al 2 O 3 on the steel surface as a protective film. Increasing the Al concentration in the austenitic stainless steel is the most effective way to promote the formation of Al 2 O 3 . However, as described above, when more than 3.50% of Al is added, the high-temperature creep strength is remarkably lowered. In the present disclosure, one or more selected from the group consisting of Zr, Hf, Sn and As are added to the austenitic stainless steel. Thereby, even if Al is 3.5% or less, Al 2 O 3 can be uniformly formed on the steel surface.
FN1=1.96×Zr+Hf+1.50×Sn+2.38×Asと定義する。FN1の値が0.06未満では、Zr、Hf、Sn及びAsの効果を得ることができない。一方で、これらの元素を過剰に添加すると、Al2O3皮膜の形成を促進する効果が飽和するだけでなく、オーステナイト系ステンレス鋼のミクロ組織中に粗大な析出物が形成される。粗大な析出物は、オーステナイト系ステンレス鋼の高温クリープ強度を著しく低下させる。具体的には、FN1の値が0.55超であれば、高温クリープ強度が低下する。そのため、良好な高温クリープ強度を維持しながら、Al2O3の形成を促進する効果を得るには、FN1の値は0.06~0.55である必要がある。 Define FN1=1.96*Zr+Hf+1.50*Sn+2.38*As. If the value of FN1 is less than 0.06, the effects of Zr, Hf, Sn and As cannot be obtained. On the other hand, excessive addition of these elements not only saturates the effect of promoting the formation of the Al 2 O 3 film, but also forms coarse precipitates in the microstructure of the austenitic stainless steel. Coarse precipitates significantly reduce the high-temperature creep strength of austenitic stainless steel. Specifically, if the value of FN1 exceeds 0.55, the high-temperature creep strength decreases. Therefore, the value of FN1 should be 0.06 to 0.55 in order to obtain the effect of promoting the formation of Al 2 O 3 while maintaining good high-temperature creep strength.
FN1の値の下限は好ましくは0.08であり、より好ましくは0.09であり、さらに好ましくは0.10である。FN1の値の上限は好ましくは0.50であり、より好ましくは0.48であり、さらに好ましくは0.46であり、さらに好ましくは0.44である。 The lower limit of the value of FN1 is preferably 0.08, more preferably 0.09, still more preferably 0.10. The upper limit of the value of FN1 is preferably 0.50, more preferably 0.48, even more preferably 0.46, still more preferably 0.44.
本実施形態によるオーステナイト系ステンレス鋼の形状は、特に限定されない。オーステナイト系ステンレス鋼はたとえば、鋼管である。オーステナイト系ステンレス鋼管は、化学プラント用反応管として使用される。オーステナイト系ステンレス鋼は、板材、棒材、線材等であってもよい。 The shape of the austenitic stainless steel according to this embodiment is not particularly limited. Austenitic stainless steels are, for example, steel pipes. Austenitic stainless steel tubes are used as reactor tubes for chemical plants. The austenitic stainless steel may be plate material, bar material, wire material, or the like.
[製造方法]
以下、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法の一例として、鋼管の製造方法を説明する。
[Production method]
Hereinafter, a method for manufacturing a steel pipe will be described as an example of the method for manufacturing austenitic stainless steel according to the present embodiment.
[準備工程]
上述の化学組成を有する溶鋼を製造する。溶鋼に対して、必要に応じて周知の脱ガス処理を実施する。溶鋼を用いて、鋳造により素材を製造する。素材は、造塊法によるインゴットであってもよいし、連続鋳造法によるスラブやブルーム、ビレット等の鋳片であってもよい。素材に対して、酸洗処理後に、ショット加工及び/又は切削加工を実施してもよい。
[Preparation process]
A molten steel having the above chemical composition is produced. A well-known degassing treatment is performed on the molten steel as necessary. Molten steel is used to manufacture raw materials by casting. The raw material may be an ingot by ingot casting, or may be a slab, bloom, billet, or other slab by continuous casting. Shot processing and/or cutting processing may be performed on the material after the pickling treatment.
[熱間鍛造工程]
製造された素材に対して熱間鍛造を実施して円柱素材を製造してもよい。熱間鍛造を実施すれば、準備工程で製造した溶鋼の内部組織を、凝固組織から均質な整粒組織へと変化させることができる。熱間鍛造の温度は特に限定されないが、たとえば、900~1300℃である。
[Hot forging process]
A cylinder material may be manufactured by performing hot forging on the manufactured material. By performing hot forging, the internal structure of the molten steel produced in the preparation process can be changed from a solidified structure to a homogeneous regular grain structure. Although the temperature of hot forging is not particularly limited, it is, for example, 900 to 1300°C.
[熱間加工工程]
準備工程で製造された素材、又は熱間鍛造された素材(円柱素材)に対して熱間加工を実施して、鋼素管を製造してもよい。たとえば、機械加工により円柱素材中心に貫通孔を形成する。貫通孔が形成された円柱素材に対して熱間押出を実施して、鋼素管を製造する。熱間押出の加工温度は特に限定されないが、たとえば900~1300℃である。円柱素材を穿孔圧延(マンネスマン法等)して鋼素管を製造してもよい。
[Hot working process]
A raw steel tube may be manufactured by performing hot working on the raw material manufactured in the preparatory step or the hot forged raw material (cylindrical raw material). For example, a through hole is formed in the center of the cylindrical material by machining. Hot extrusion is performed on the columnar material in which the through holes are formed to manufacture a steel tube. The processing temperature for hot extrusion is not particularly limited, but is, for example, 900 to 1300°C. A cylindrical raw material may be pierced and rolled (Mannesmann method or the like) to produce a steel tube.
[冷間加工工程]
熱間加工後の鋼素管に対して冷間加工を実施し、中間材を製造してもよい。冷間加工はたとえば、冷間引抜等である。冷間加工工程において鋼表面に歪を付与すれば、Alが鋼表面に移動しやすくなる。冷間加工の加工率は特に限定されないが、たとえば10~90%である。
[Cold working process]
An intermediate material may be produced by cold working the steel tube after hot working. Cold working is, for example, cold drawing or the like. If strain is applied to the steel surface in the cold working process, Al can easily move to the steel surface. The working rate of cold working is not particularly limited, but is, for example, 10 to 90%.
[熱処理工程]
準備工程で製造された素材、熱間加工後の鋼素管、又は、冷間加工後の中間材に対して、溶体化処理として、大気雰囲気で熱処理を実施してもよい。大気雰囲気での熱処理により、組織中の結晶粒を再結晶させ、均一な整粒組織を得ることができる。
[Heat treatment process]
The material manufactured in the preparatory step, the steel tube after hot working, or the intermediate material after cold working may be subjected to heat treatment in an air atmosphere as a solution treatment. Heat treatment in an air atmosphere recrystallizes the crystal grains in the structure to obtain a uniform regular grain structure.
熱処理条件は特に限定されないが、たとえば熱処理温度は900~1300℃であり、熱処理時間は1.0~60.0分である。 Although the heat treatment conditions are not particularly limited, for example, the heat treatment temperature is 900 to 1300° C. and the heat treatment time is 1.0 to 60.0 minutes.
熱処理後の中間材に対して、鋼表面に形成したスケールの除去を行ってもよい。スケールの除去はたとえば、酸洗処理、ショット加工及び/又は切削加工により行ってもよい。酸洗処理後に、ショット加工及び/又はブラスト加工を実施してもよい。 Scale formed on the steel surface may be removed from the intermediate material after the heat treatment. Scale removal may be performed by, for example, pickling, shot processing and/or cutting. Shot processing and/or blast processing may be performed after the pickling treatment.
酸洗処理により、鋼表面に形成したスケールを除去できる。酸洗条件は特に限定されないが、酸洗にはたとえば硝酸と塩酸の混酸溶液を用い、酸洗時間はたとえば、30~60分である。 The pickling treatment can remove the scale formed on the steel surface. Although pickling conditions are not particularly limited, for example, a mixed acid solution of nitric acid and hydrochloric acid is used for pickling, and the pickling time is, for example, 30 to 60 minutes.
ショット加工及び/又は切削加工により、鋼表面に形成したスケールを除去できる。ショット加工及び/又は切削加工を行えばさらに、鋼表面へ歪みを付与できる。ショット加工におけるショット粒の素材及び形状、ショット加工及び/又は切削加工の処理条件は指定しないが、鋼表面のスケールの剥離、又は鋼表面への歪みの付与に十分な素材、形状、及び処理条件とする。 The scale formed on the steel surface can be removed by shot processing and/or cutting. Strain can be further imparted to the steel surface by performing shot processing and/or cutting. Although the material and shape of shot grains in shot processing and the processing conditions for shot processing and/or cutting are not specified, the material, shape, and processing conditions sufficient to remove scale from the steel surface or impart strain to the steel surface. and
以上の製造方法により、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼が製造される。なお、上記では鋼管の製造方法について説明した。しかしながら、同様の製造方法(準備工程、熱間鍛造工程、熱間加工工程、冷間加工工程、熱処理工程)により、板材、棒材、線材等を製造してもよい。本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼は、鋼管に適用することが特に好ましい。したがって、好ましくは、本実施形態のオーステナイト系ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼管である。 The austenitic stainless steel of this embodiment is manufactured by the manufacturing method described above. In addition, the manufacturing method of a steel pipe was demonstrated above. However, the same manufacturing method (preparation process, hot forging process, hot working process, cold working process, heat treatment process) may be used to produce a plate material, a bar material, a wire material, and the like. The austenitic stainless steel of this embodiment is particularly preferably applied to steel pipes. Therefore, preferably, the austenitic stainless steel of this embodiment is an austenitic stainless steel pipe.
[製造方法]
表1に示す化学組成を有する溶鋼を、真空溶解炉を用いて製造した。表1において、REMとは、La、Ce及びNdの検出量の総和である。
[Production method]
Molten steel having the chemical composition shown in Table 1 was produced using a vacuum melting furnace. In Table 1, REM is the sum of detected amounts of La, Ce and Nd.
上記溶鋼を用いて、円柱状のインゴットを製造した。インゴットに対して溶体化処理を実施して、中間材を製造した。 A cylindrical ingot was produced using the molten steel. The ingot was subjected to solution treatment to produce an intermediate material.
[浸炭試験]
得られた中間材から、機械加工により8mm×20mm×30mmの試験片を製造した。試験片に対して、#600エメリー湿式研磨紙を用いて、全面を研磨仕上げした。研磨仕上げ後、アセトン中で超音波脱脂を行った。各試験番号の試験片を、67vol.%H2-30vol.%CH4-3vol.%CO2雰囲気にて1100℃×96時間保持した。浸炭後の試験片表面を#600研磨紙で乾式手研磨して、表面のスケール等を除去した。スケール除去後の試験片表面から0.5mmピッチで4層分の分析切粉を採取した。得られた分析切粉について、高周波燃焼赤外吸収法にてC濃度を測定した。測定結果から、鋼に元から含有されているC濃度を差し引いて、侵入C量とした。4層分の侵入C量の平均を、平均侵入C量(質量%)とした。結果を表2の「平均侵入C量(質量%)」に示す。
[Carburizing test]
A test piece of 8 mm×20 mm×30 mm was produced from the obtained intermediate material by machining. The entire surface of the test piece was polished using #600 emery wet abrasive paper. After polishing finish, ultrasonic degreasing was performed in acetone. 67 vol. % H 2 -30 vol. % CH 4 -3 vol. It was held at 1100°C for 96 hours in an atmosphere of % CO 2 . After carburizing, the surface of the test piece was dry hand-polished with #600 abrasive paper to remove surface scales and the like. Four layers of chips for analysis were collected at a pitch of 0.5 mm from the surface of the test piece after descaling. The C concentration of the obtained analysis chips was measured by a high-frequency combustion infrared absorption method. From the measurement results, the concentration of C originally contained in the steel was subtracted to obtain the amount of infiltrated C. The average amount of C that penetrated into the four layers was taken as the average amount of C that penetrated (% by mass). The results are shown in Table 2, "Average Penetrating C Amount (% by Mass)".
[クリープ破断試験]
上記で得られた中間材から、クリープ試験片を作製した。クリープ試験片は、中間材の中心部から円柱長さ方向に平行に採取した。クリープ試験片は丸棒試験片であり、平行部の直径は6mm、評点間距離は30mmであった。得られたクリープ試験片を用いて、クリープ破断試験を実施した。クリープ破断試験は、1000℃の大気雰囲気において、15MPaの引張り負荷をかけて実施した。破断時間が1.0×103時間以上のものを合格(○)とした。破断時間が1.0×103時間未満のものを不合格(×)とした。結果を表2の「高温クリープ強度」に示す。
[Creep rupture test]
A creep test piece was produced from the intermediate material obtained above. A creep test piece was taken parallel to the length of the cylinder from the center of the intermediate material. The creep test piece was a round bar test piece, the diameter of the parallel portion was 6 mm, and the distance between marks was 30 mm. Using the obtained creep test piece, a creep rupture test was carried out. The creep rupture test was performed in an air atmosphere at 1000° C. under a tensile load of 15 MPa. Those with a rupture time of 1.0×10 3 hours or more were evaluated as acceptable (○). Samples with a rupture time of less than 1.0×10 3 hours were rejected (×). The results are shown in Table 2, "High Temperature Creep Strength".
[評価結果]
表1及び表2を参照して、鋼種A~鋼種J及び鋼種V~鋼種DDは、各元素の含有量が適切であり、FN1が式(1)を満たす化学組成を有した。その結果、侵入Cは0.20%以下であり、優れた耐浸炭性を示した。鋼種A~鋼種J及び鋼種V~鋼種DDはさらに、1000℃でのクリープ破断試験の破断時間が1.0×103時間以上であり、高い高温クリープ強度を示した。
[Evaluation results]
With reference to Tables 1 and 2, steel grades A to J and steel grades V to DD have appropriate element contents, and FN1 has a chemical composition that satisfies formula (1). As a result, the penetration C was 0.20% or less, indicating excellent carburization resistance. Further, steel grades A to J and steel grades V to DD had a rupture time of 1.0×10 3 hours or more in a creep rupture test at 1000° C., indicating high high-temperature creep strength.
一方、鋼種Kでは、C含有量が低すぎた。その結果、1000℃でのクリープ破断試験の破断時間が1.0×103時間未満であり、高温クリープ強度が低かった。 On the other hand, in steel type K, the C content was too low. As a result, the rupture time in the creep rupture test at 1000° C. was less than 1.0×10 3 hours, indicating low high-temperature creep strength.
鋼種Lでは、Ni含有量が低すぎた。その結果、侵入C量が0.35%であり、耐浸炭性が低かった。鋼種Lではさらに、1000℃でのクリープ破断試験の破断時間が1.0×103時間未満であり、高温クリープ強度が低かった。 In steel grade L, the Ni content was too low. As a result, the penetrating C content was 0.35%, indicating low carburization resistance. Steel type L also had a rupture time of less than 1.0×10 3 hours in a creep rupture test at 1000° C., indicating low high-temperature creep strength.
鋼種Mでは、Al含有量が低すぎた。その結果、侵入C量が0.52%であり、耐浸炭性が低かった。 In steel grade M, the Al content was too low. As a result, the penetrating C content was 0.52%, indicating low carburization resistance.
鋼種Nでは、Al含有量が高すぎた。その結果、1000℃でのクリープ破断試験の破断時間が1.0×103時間未満であり、高温クリープ強度が低かった。 In steel type N, the Al content was too high. As a result, the rupture time in the creep rupture test at 1000° C. was less than 1.0×10 3 hours, indicating low high-temperature creep strength.
鋼種Oでは、Zr含有量が高すぎ、さらに、FN1の値が高すぎた。その結果、1000℃でのクリープ破断試験の破断時間が1.0×103時間未満であり、高温クリープ強度が低かった。 In steel grade O, the Zr content was too high and the value of FN1 was too high. As a result, the rupture time in the creep rupture test at 1000° C. was less than 1.0×10 3 hours, indicating low high-temperature creep strength.
鋼種Pでは、Hf含有量が高すぎ、さらに、FN1の値が高すぎた。その結果、1000℃でのクリープ破断試験の破断時間が1.0×103時間未満であり、高温クリープ強度が低かった。 In steel type P, the Hf content was too high and the value of FN1 was too high. As a result, the rupture time in the creep rupture test at 1000° C. was less than 1.0×10 3 hours, indicating low high-temperature creep strength.
鋼種Qでは、Sn含有量が高すぎ、さらに、FN1の値が高すぎた。その結果、1000℃でのクリープ破断試験の破断時間が1.0×103時間未満であり、高温クリープ強度が低かった。 In steel grade Q, the Sn content was too high and the value of FN1 was too high. As a result, the rupture time in the creep rupture test at 1000° C. was less than 1.0×10 3 hours, indicating low high-temperature creep strength.
鋼種Rでは、As含有量が高すぎ、さらに、FN1の値が高すぎた。その結果、1000℃でのクリープ破断試験の破断時間が1.0×103時間未満であり、高温クリープ強度が低かった。 In steel type R, the As content was too high and the value of FN1 was too high. As a result, the rupture time in the creep rupture test at 1000° C. was less than 1.0×10 3 hours, indicating low high-temperature creep strength.
鋼種Sでは、各元素の含有量は適切であったものの、FN1の値が低すぎた。その結果、侵入C量が0.36%であり、耐浸炭性が低かった。 In steel type S, the content of each element was appropriate, but the value of FN1 was too low. As a result, the penetrating C content was 0.36%, indicating low carburization resistance.
鋼種Tでは、各元素の含有量は適切であったものの、FN1の値が高すぎた。その結果、1000℃でのクリープ破断試験の破断時間が1.0×103時間未満であり、高温クリープ強度が低かった。 In steel type T, the content of each element was appropriate, but the value of FN1 was too high. As a result, the rupture time in the creep rupture test at 1000° C. was less than 1.0×10 3 hours, indicating low high-temperature creep strength.
鋼種Uでは、Zr、Hf、Sn及びAsのいずれの含有量も検出限界値未満であり、よって、FN1の値が低すぎた。その結果、侵入C量が0.46%であり、耐浸炭性が低かった。 In steel type U, the contents of all of Zr, Hf, Sn and As were below the detection limit values, so the value of FN1 was too low. As a result, the penetrating C amount was 0.46%, indicating low carburization resistance.
以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the above-described embodiments are merely examples for implementing the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
Claims (4)
C:0.250~0.700%、
Si:0.01~2.00%、
Mn:2.00%以下、
P:0.040%以下、
S:0.010%以下、
Cr:10.00~25.00%未満、
Ni:30.00~60.00%、
Al:2.50%超~3.50%、
Nb:0.20~3.50%、
Zr:0.0001~0.1000%、Hf:0.0001~0.1000%、Sn:0.0001~0.1000%及びAs:0.0001~0.1000%からなる群から選択される1種又は2種以上、
Ti:0~0.20%未満、
Mo:0~0.10%、
W:0~0.20%、
B:0~0.1000%、
V:0~0.500%、
Cu:0~5.0%、
Ca:0~0.0500%、
Mg:0~0.0500%、
REM:0~0.1000%、
N:0~0.030%、及び、
残部はFe及び不純物からなり、式(1)を満たす化学組成を有する、オーステナイト系ステンレス鋼。
0.06≦1.96×Zr+Hf+1.50×Sn+2.38×As≦0.55 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。 in % by mass,
C: 0.250 to 0.700%,
Si: 0.01 to 2.00%,
Mn: 2.00% or less,
P: 0.040% or less,
S: 0.010% or less,
Cr: 10.00 to less than 25.00%,
Ni: 30.00 to 60.00%,
Al: more than 2.50% to 3.50%,
Nb: 0.20 to 3.50%,
Zr: 0.0001 to 0.1000%, Hf: 0.0001 to 0.1000%, Sn: 0.0001 to 0.1000% and As: selected from the group consisting of 0.0001 to 0.1000% 1 or 2 or more,
Ti: 0 to less than 0.20%,
Mo: 0-0.10%,
W: 0 to 0.20%,
B: 0 to 0.1000%,
V: 0 to 0.500%,
Cu: 0-5.0%,
Ca: 0 to 0.0500%,
Mg: 0-0.0500%,
REM: 0 to 0.1000%,
N: 0 to 0.030%, and
An austenitic stainless steel, the balance of which is Fe and impurities, and which has a chemical composition that satisfies formula (1).
0.06≦1.96×Zr+Hf+1.50×Sn+2.38×As≦0.55 (1)
Here, the content (% by mass) of the corresponding element is substituted for the symbol of the element in formula (1).
前記化学組成は、質量%で、
Ti:0.005~0.20%未満、
Mo:0.005~0.10%、
W:0.005~0.20%、
B:0.0001~0.1000%、
V:0.001~0.500%、及び、
Cu:0.005~5.0%からなる群から選択される1種又は2種以上を含有する、オーステナイト系ステンレス鋼。 The austenitic stainless steel according to claim 1,
The chemical composition, in mass %,
Ti: less than 0.005 to 0.20%,
Mo: 0.005-0.10%,
W: 0.005 to 0.20%,
B: 0.0001 to 0.1000%,
V: 0.001 to 0.500%, and
Cu: Austenitic stainless steel containing one or more selected from the group consisting of 0.005 to 5.0%.
前記化学組成は、質量%で、
Ca:0.0001~0.0500%、
Mg:0.0001~0.0500%、及び、
REM:0.0005~0.1000%からなる群から選択される1種又は2種以上を含有する、オーステナイト系ステンレス鋼。 The austenitic stainless steel according to any one of claims 1 and 2,
The chemical composition, in mass %,
Ca: 0.0001 to 0.0500%,
Mg: 0.0001 to 0.0500%, and
REM: Austenitic stainless steel containing one or more selected from the group consisting of 0.0005 to 0.1000%.
前記化学組成は、質量%で、
N:0.0005~0.030%を含有する、オーステナイト系ステンレス鋼。
The austenitic stainless steel according to any one of claims 1 to 3,
The chemical composition, in mass %,
Austenitic stainless steel containing N: 0.0005 to 0.030%.
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