JPH0143829B2

JPH0143829B2 -

Info

Publication number: JPH0143829B2
Application number: JP5020381A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Fujiwara; Kyoshi Sugie; Fujiko Kamya
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1981-04-03
Filing date: 1981-04-03
Publication date: 1989-09-22
Also published as: JPS57164969A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は高Mn−Cr系非磁性鋼に関し、さらに
詳しくは、発電ローター用保持リングの材料とし
て好適な耐応力腐蝕割れ性に優れた高Mn−Cr系
非磁性鋼に関するものである。一般に、発電用ローター用保持リングは発電効
率の低下を防止するために非磁性でなければなら
ず、また、発電容量の増大に伴なつて益々高強度
の材料が要求されている。例えば、原子力発電に
用いられるローターにはコイルが巻回され、それ
自身が高速度で回転するが、これらの過熱を避け
るために軸心内部に冷却水が供給されるとともに
ローター全体が水素ガス或いは空気の充填された
ステーター内に収納され、このステーターの周囲
に冷却水を接触させて輻射熱を奪う様にしてい
る。そして、このローターの両端軸受け部に筒状の
保持リングが装備され、同様にして冷却される
が、このリングは渦電流の発生による発電効率の
低下を防止するという立場から、非磁性材料が用
いられており、主として、18Mn−Cr鋼が用いら
れている。この鋼種は高強度であるが長時間の繰
返し使用によつて応力腐蝕割れを起す問題があ
り、この問題の原因については究明された訳では
ないが、水分の付着によつて耐応力腐蝕割れ性が
大幅に低下するということは実験的には確められ
ている。他方、上記した実際の機器においては、
保持リングに直接水を接触させるという冷却手段
は採用していないのにもかかわらず、運転の中断
等に伴なう冷却によつて水素ガスや空気中の水分
が保持リング表面に結露したり、また、ステータ
ーからの漏水が保持リング表面に付着したりする
こと等が考えられ、保持リングの応力腐蝕割れの
発生する危険がある。このような保持リングの応力腐蝕割れを防止す
るための対策として、例えば、12Mn−18Cr−Ｎ
鋼等の耐応力腐蝕割れ鋼を素材として使用するこ
とであり、上記鋼のＣ含有量の異なるものが使用
されているが、いずれも熱間加工性や強度の点で
問題がある。本発明は発電ローター用保持リングの材料とし
て従来から望まれていた耐応力腐蝕割れ性に優れ
た非磁性鋼を提供するものであり、従来のこの種
鋼の問題点を全く解消したものであり、さらに、
水溶液循環境下で応力腐蝕割れを生じることがな
く、50％程度の冷間加工後における透磁率が1.02
％以下で、また、30％程度の冷間加工後における
0.2％耐力が110Kgｆ／mm²以上である高Mn−Cr系
非磁性鋼である。本発明に係る高Mn−Cr系非磁性鋼は、C0.05
〜0.18％、Si1％以下 Mn16〜25％、Cr14〜17
％、V0.3〜0.6％、N0.3〜0.6％を含有し、残部Fe
および不純物からなる高Mn−Cr系非磁性鋼を第
１の発明とし、C0.05〜0.18％、Si1％以下、
Mn16〜25％、Cr14〜17％、V0.3〜0.6％、N0.3
〜0.6％を含有し、さらに、Ti、Nb、Zrの内の１
種或いは２種以上を合計で0.1〜１％含有し、残
部Feおよび不純物からなる高Mn−Cr系非磁性鋼
を第２の発明とする２つの発明よりなるものであ
る。本発明に係る高Mn−Cr系非磁性鋼について以
下詳細に説明する。先づ、本発明に係る高Mn−Cr系非磁性鋼の含
有成分および成分割分について説明する。Ｃは鋼に強度を付与するための元素であるが、
含有量が0.05％未満では非磁性が安定せず、か
つ、耐応力腐蝕割れ性に劣り、また、0.18％を越
えて含有されると割れ感受性が増大するようにな
る。よつて、Ｃ含有量は0.05〜0.18％とする。 Siは脱酸剤として必要な元素であり、含有量が
１％を越えると加工性が劣化する。よつて、Si含
有量は１％以下とする。 Mnは非磁性安定化の元素であるが、含有量が
16％未満ではこの効果は少なく、また、25％を越
えて含有されると熱間加工性が著しく劣化する。
よつて、Mn含有量は16〜25％とする。 Crは非磁性を安定化させるが、含有量が14％
未満では非磁性が不完定となり、かつ、応力腐蝕
割れを起し、また、17％を越えて含有されると非
磁性が不安定となる。よつて、Cr含有量は14〜
17％とする。望ましくはCr15〜17％である。Ｖは強度を高める元素であるが、含有量が0.3
％未満ではこの効果は少なく、また、0.6％を越
えて含有されると非磁性が不安定となる。よつ
て、Ｖ含有量は0.3〜0.6％とする。Ｎは強度を高め、非磁性を安定化させるもので
あるが、含有量が0.3％未満ではこの効果が少な
く、また、0.6％を越えて含有されると鋼塊に気
泡が生じ易くなり、かつ、熱加工性を著しく劣化
する。よつてＮ含有量は0.3〜0.6％とする。 Ti、Nb、Zrは結晶粒を微細化してさらに強度
を高めるために含有させる元素であり、これらの
内の１種或いは２種以上を合計で0.1〜１％の、
含有量とするのがよい。本発明に係る高Mn−Cr系非磁性鋼の実施例に
ついて比較鋼とともに説明する。実施例第１表に示してある含有成分および成分割合と
なるように通常の方法により溶製し（50Kg）、常
法に従つて鋳造、造塊し、熱間鍛造、熱間圧延を
し、1100℃の温度で30分間加熱後空冷する熱処理
を行ない、50％以下の圧下率で冷間圧廷し、機械
加工によつて試験片を製作した。なお、第１表中
Ｐ、Ｓ、Niは不可避不純物である。試験方法 (1) 応力腐蝕割れ試験 70℃、３％NaCl溶液、Ｕ曲げ試験片、１週
間浸漬 (2) 透磁率平板試験片を用いて室温にて測定 (3) 引張試験 JIS1B号試験片を用いて室温にて測定 (4) 熱間加工性熱間鍛造および熱間圧延時の割れの有無で判
定この試験結果は第２表に示す。

【表】

【表】＊：○応力腐食割れなし、×応力腐食割れ有
＊＊：−熱間鍛造割れのため試験片採取不可
この試験結果により明らかであるが、本発明に
係る高Mn−Cr系非磁性鋼は、水溶液、例えば３
％NaCl溶液中で応力腐蝕割れは生じることがな
く、50％程度の冷間加工後における透磁率が1.02
以下であり、かつ、30％程度の冷間加工後におけ
る0.2％耐力が110Kgｆ／mm²以上であるが、これに
対して、比較鋼12は応力腐蝕割れはないが、透磁
率が大きく、圧延割れがあり、比較鋼13は透磁率
は良好であるが応力腐蝕割れが発生し、比較鋼14
は応力腐蝕割れはないが、透磁率が大きく、か
つ、圧延割れがあり比較鋼15および21は熱間鍛造
割れのため試験片採取不可であつた。比較鋼16、
17、18、19、20は夫々応力腐蝕割れは生じない
が、比較鋼16、17、19、20は透磁率が大きく比較
鋼18、20は0.2％耐力が著しく低く、比較鋼22、
23は応力腐蝕割れの発生が著しく、比較鋼23は
0.2耐力は極めて低く、かつ、透磁率も大きいの
である。このことより、本発明に係る高Mn−Cr系非磁
性鋼は発電ローター保持リング用の材料としての
特性は全べて備えており、それに比べて比較鋼は
何れもが不適な材料である。以上説明したように本発明に係る高Mn−Cr系
非磁性鋼は上記の構成を有しているものであるか
ら、耐応力腐蝕割れ性に優れ、加工性も良好で透
磁率も発電ローター用保持リング用材料として適
しているという優れた効果を有するものである。
なお、保持リング用途以外に高強度で非磁性を要
求される機器材料としても本発明に係る、鋼が適
用される。

Claims

【特許請求の範囲】１ C0.05〜0.18％、Si1％以下Mn16〜25％、
Cr14〜17％、V0.3〜0.6％、N0.3〜0.6％を含有
し、残部Feおよび不純物からなる高Mn−Cr系非
磁性鋼。２ C0.05〜0.18％、Si1％以下、Mn16〜25％、
Cr14〜17％、V0.3〜0.6％、N0.3〜0.6％を含有
し、さらに、Ti、Nb、Zrの内の１種或いは２種
以上を合計で0.1〜１％含有し、残部Feおよび不
純物からなる高Mn−Cr系非磁性鋼。