JPH02122050A - 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼 - Google Patents
耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼Info
- Publication number
- JPH02122050A JPH02122050A JP27659188A JP27659188A JPH02122050A JP H02122050 A JPH02122050 A JP H02122050A JP 27659188 A JP27659188 A JP 27659188A JP 27659188 A JP27659188 A JP 27659188A JP H02122050 A JPH02122050 A JP H02122050A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat resisting
- resisting steel
- resistance
- heat
- carburization
- 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.)
- Pending
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 24
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 title abstract description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 abstract description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical group 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002747 voluntary effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、石油化学工業におけるナフサ、エタン等の炭
化水素の熱分解、改質反応に使用される反応管、鉄鋼の
熱処理ハースロール等の材料として好適な耐浸炭性にす
ぐれる耐熱鋼に関する。
化水素の熱分解、改質反応に使用される反応管、鉄鋼の
熱処理ハースロール等の材料として好適な耐浸炭性にす
ぐれる耐熱鋼に関する。
(従来技術とその問題点)
石油化学工業における炭化水素の熱分解、改質反応では
、炭化水素類の化学反応に伴い、カーボンが反応管の壁
面にけ着し、そのカーボンが管の内部に拡散していくた
め、いわゆる浸炭現象が生じて反応管の材質が著しく劣
化する問題がある。
、炭化水素類の化学反応に伴い、カーボンが反応管の壁
面にけ着し、そのカーボンが管の内部に拡散していくた
め、いわゆる浸炭現象が生じて反応管の材質が著しく劣
化する問題がある。
鉄鋼の熱処理炉の場合も炉内の部品は保護雰囲気ガスと
反応して浸炭される問題がある。
反応して浸炭される問題がある。
上記用途に使用される材料として、従来から、ASTM
に規定された耐浸炭性にすぐれるH K2O材(25C
r−2ONi)、HP−40材(25Cr−35Ni)
、又はNb、W、Mo等を更に含有したH K −40
材及びHP −40材の改良材等が広く「受用されてい
る。
に規定された耐浸炭性にすぐれるH K2O材(25C
r−2ONi)、HP−40材(25Cr−35Ni)
、又はNb、W、Mo等を更に含有したH K −40
材及びHP −40材の改良材等が広く「受用されてい
る。
ところで、近年における操業温度の高温化によって11
00℃を超える温度域での使用が一般化しており、この
ような温度域で前述の材料を使用すると浸炭が加速され
、材質が劣化する問題がある。
00℃を超える温度域での使用が一般化しており、この
ような温度域で前述の材料を使用すると浸炭が加速され
、材質が劣化する問題がある。
このため、特に高温における耐浸炭性にすぐれる材料の
出現が要請されている。
出現が要請されている。
本発明はかかる要請を満たした新規な材料を提供するも
のである。
のである。
(技術的手段及び作用)
本発明にかかる耐熱鋼は、重量%にて、C:0゜3〜0
.7%、S i : 2〜4%、Mn:5〜15%、C
r:30%を超え50%以下、Ni:30%を超え50
%以下、Al:0.5〜5.0%、Ce、 La、 N
dの少なくとも1種:0.01〜0.3%(但し2種以
上含有する場き、合計にて0.01〜0.3%)、およ
びNb:0.2〜2 、0 %、Who 、2〜2.0
%の1種又は2種、残部実質的にFeからなる成分組成
を有している。
.7%、S i : 2〜4%、Mn:5〜15%、C
r:30%を超え50%以下、Ni:30%を超え50
%以下、Al:0.5〜5.0%、Ce、 La、 N
dの少なくとも1種:0.01〜0.3%(但し2種以
上含有する場き、合計にて0.01〜0.3%)、およ
びNb:0.2〜2 、0 %、Who 、2〜2.0
%の1種又は2種、残部実質的にFeからなる成分組成
を有している。
本発明の耐熱鋼は、1100℃を超える温度域において
すぐれた耐浸炭性を具備している。
すぐれた耐浸炭性を具備している。
本発明の耐熱鋼の成分限定理由は次の通りである。
C:0.3〜0.7%
Cは、鋳造性を良好にし、高温クリープ破断強度を高め
る作用がある。このため、少なくとも0゜3%を要する
。しかし、C量が多くなると二次炭化物が過剰に析出し
、延性の低下、熱疲労による耐久性の低下を招く、この
ため、上限は0.7%にする。
る作用がある。このため、少なくとも0゜3%を要する
。しかし、C量が多くなると二次炭化物が過剰に析出し
、延性の低下、熱疲労による耐久性の低下を招く、この
ため、上限は0.7%にする。
Si:2〜4%
Siは、溶湯の流動性及び耐浸炭性の改善に有効に作用
する。このため、少なくとも2%を要する。しかし、4
%より多(含有すると、高温における1史用中にてシグ
マ相が現われやすく、組織が不安定になって脆化を招く
、このため、上限は4%にする。
する。このため、少なくとも2%を要する。しかし、4
%より多(含有すると、高温における1史用中にてシグ
マ相が現われやすく、組織が不安定になって脆化を招く
、このため、上限は4%にする。
M n : 5〜15%
Mnは、オーステナイト相を安定化し、耐浸炭性の改善
に大きく寄与する。5%に満たないとその効果は小さい
、一方、15%より多く含有すると、高温における使用
中にてシグマ相が現われやすく、組織が不安定になって
脱化を招く、このため、5〜15%に規定する。
に大きく寄与する。5%に満たないとその効果は小さい
、一方、15%より多く含有すると、高温における使用
中にてシグマ相が現われやすく、組織が不安定になって
脱化を招く、このため、5〜15%に規定する。
Cr:30%を超え50%以下
Crは、Mn及び後記するNiとの共存下で金属組織を
オーステナイト化し、高温強度や耐酸化性を高める作用
を有する。前述のMnの成分範囲及び後記するNiの成
分範囲の場き、1100℃以上の高温域で所定の強度及
び耐酸化性を確保するには少なくとも30?≦を超える
量を含有する必要がある。この効果はCrの含有量の増
加と共に高められるが、あまり多く含有すると鋳造時及
び使用後の靭性を招く、このため、上限は50%とする
。
オーステナイト化し、高温強度や耐酸化性を高める作用
を有する。前述のMnの成分範囲及び後記するNiの成
分範囲の場き、1100℃以上の高温域で所定の強度及
び耐酸化性を確保するには少なくとも30?≦を超える
量を含有する必要がある。この効果はCrの含有量の増
加と共に高められるが、あまり多く含有すると鋳造時及
び使用後の靭性を招く、このため、上限は50%とする
。
Ni:30%を超え50%以下
Niは、Cr、Mllとの共存によってオーステナイ[
・組織を安定化させる作用があり、耐浸炭性、耐酸化性
及び高温強度を確保する上で重要な元素である。110
0℃以上の高温域で良好な耐酸化性、耐浸炭性を安定し
て得るには少なくとも30%を超える量を含有する必要
がある。しかし、50%を超える量を含有しても増加量
に対応する効果が得られず、経済的に不利である。この
ため、上限は50%とする。
・組織を安定化させる作用があり、耐浸炭性、耐酸化性
及び高温強度を確保する上で重要な元素である。110
0℃以上の高温域で良好な耐酸化性、耐浸炭性を安定し
て得るには少なくとも30%を超える量を含有する必要
がある。しかし、50%を超える量を含有しても増加量
に対応する効果が得られず、経済的に不利である。この
ため、上限は50%とする。
Al:0.5%〜5.0%
Alは、耐酸化性を改善すると共に、耐浸炭性の向上に
有効な元素である。1100℃以上の使用温度にて十分
な耐浸炭性の向上効果を得るには少なくとも0.5%以
上含有する必要がある。その含有量の増加と共に耐浸炭
性は向上するが、あまりに多く含有すると、鋳造時及び
使用後において著しい靭性の低下を招く、このため、上
限は50%とする。
有効な元素である。1100℃以上の使用温度にて十分
な耐浸炭性の向上効果を得るには少なくとも0.5%以
上含有する必要がある。その含有量の増加と共に耐浸炭
性は向上するが、あまりに多く含有すると、鋳造時及び
使用後において著しい靭性の低下を招く、このため、上
限は50%とする。
Ce、La、Ndの少なくとも1種+0.01〜0゜3
% 希土類元素のうち、Ce、La及びNdは耐熱鋼の表面
に強固な酸化被覆を形成し、耐浸炭性の向上にすぐれた
効果を発揮する。このため少なくとも1種を0.01%
以上含有する必要がある。しかし、多量に含有すると酸
化被覆がMill!Lやすくなり、材料は浸炭されやす
くなると同時に延性が劣化する。このため、上限は0.
3%とする。なお、これら3元素の作用、効果は略同じ
であるため、2種以上含有する場き、合計にて0.01
〜0.3%とする。これら3元素はミツシュメタルの主
成分であり、実用的には3元素を含む堝きが多い。
% 希土類元素のうち、Ce、La及びNdは耐熱鋼の表面
に強固な酸化被覆を形成し、耐浸炭性の向上にすぐれた
効果を発揮する。このため少なくとも1種を0.01%
以上含有する必要がある。しかし、多量に含有すると酸
化被覆がMill!Lやすくなり、材料は浸炭されやす
くなると同時に延性が劣化する。このため、上限は0.
3%とする。なお、これら3元素の作用、効果は略同じ
であるため、2種以上含有する場き、合計にて0.01
〜0.3%とする。これら3元素はミツシュメタルの主
成分であり、実用的には3元素を含む堝きが多い。
Nb:0.2〜2.0%及び/又はW:0.2〜2.0
Nb、Wはクリープ破断強度及び高温におけるクリープ
変形能の向上に寄与する。このため、少なくともいずれ
か1種を0.2%以上含有する必要がある。しかし、多
く含有するとクリープ破断強度が却って低下し、耐酸化
性が劣化する。このため、両元素とも、上限は2.0%
とする。
Nb、Wはクリープ破断強度及び高温におけるクリープ
変形能の向上に寄与する。このため、少なくともいずれ
か1種を0.2%以上含有する必要がある。しかし、多
く含有するとクリープ破断強度が却って低下し、耐酸化
性が劣化する。このため、両元素とも、上限は2.0%
とする。
本発明の耐熱鋼は、前述した合金成分を含み、残部実質
的にFeからなる。なお、鋼の溶製時に不可避的に含有
するP、Sその他の不純物であっても、この種の鋼材に
通常許容される範囲であれば存在しても横わない。
的にFeからなる。なお、鋼の溶製時に不可避的に含有
するP、Sその他の不純物であっても、この種の鋼材に
通常許容される範囲であれば存在しても横わない。
次に実施例を挙げて本発明の耐熱鋼における耐浸炭性の
向上効果を具体的に説明する。
向上効果を具体的に説明する。
(実施PA)
高周波誘導加熱炉にて各種成分の合金を溶製し、遠心鋳
造にて管(外径80輪曽に内径60m5+ x長さ10
0m+*)を製造した。各供試管の合金成分組成を第1
表に示す、これらについて浸炭試験を行ない、その結果
を第1I2Iに示す。
造にて管(外径80輪曽に内径60m5+ x長さ10
0m+*)を製造した。各供試管の合金成分組成を第1
表に示す、これらについて浸炭試験を行ない、その結果
を第1I2Iに示す。
浸炭試験は、供試管の内面側に固体浸炭剤(テグサK
G30、BaCO5含有)を充填し、1150℃の温度
にて300時間保持後、供試管の内壁面からの浸炭量を
測定することにより行ない、浸炭量を評価した。
G30、BaCO5含有)を充填し、1150℃の温度
にて300時間保持後、供試管の内壁面からの浸炭量を
測定することにより行ない、浸炭量を評価した。
(以下余白)
萌記第1表において、供試管No、1及びNo、2は本
発明の耐熱鋼、供試管No、3はUC来鋼である。
発明の耐熱鋼、供試管No、3はUC来鋼である。
第11”3から明らかな如く、供試管No、3の(〕増
加量は本発明の耐熱鋼を用いた供試管No、1及びNo
、2に較べてCの増加量は極めて多い。本発明の耐熱鋼
を用いた供試管No、1及びNo、2の浸炭量は管の表
面においても約0.5%前後と極めて軽微であり、耐浸
炭性が極めて良好であることを示している。
加量は本発明の耐熱鋼を用いた供試管No、1及びNo
、2に較べてCの増加量は極めて多い。本発明の耐熱鋼
を用いた供試管No、1及びNo、2の浸炭量は管の表
面においても約0.5%前後と極めて軽微であり、耐浸
炭性が極めて良好であることを示している。
(発明の効果)
本発明の耐熱鋼は、1100℃を超える高温域における
使用においてすぐれた耐浸炭性を備えている。従って、
本発明の耐熱鋼は、石油化学工業における炭化水素の反
応管、鉄鋼熱処理炉の炉内部品等の材料として好適であ
る。
使用においてすぐれた耐浸炭性を備えている。従って、
本発明の耐熱鋼は、石油化学工業における炭化水素の反
応管、鉄鋼熱処理炉の炉内部品等の材料として好適であ
る。
第1図は供試管内部への浸炭によるCの増加量を示すグ
ラフである。 管の内壁面からの距離 手わ5辛111正州: (自発) 1、事件の表示 特願昭63 、発明の名称 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼 久保田鉄工株式会社 補正の対象 明細古の発明の詳細な説明の欄 6゜ 補正の内容 明細書第1頁17行目
ラフである。 管の内壁面からの距離 手わ5辛111正州: (自発) 1、事件の表示 特願昭63 、発明の名称 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼 久保田鉄工株式会社 補正の対象 明細古の発明の詳細な説明の欄 6゜ 補正の内容 明細書第1頁17行目
Claims (1)
- 重量%にて、C:0.3〜0.7%、Si:2〜4%、
Mn:5〜15%、Cr:30%を超え50%以下、N
i:30%を超え50%以下、Al:0.5〜5.0%
、Ce、La、Ndの少なくとも1種:0.01〜0.
3%(但し2種以上含有する場合、合計にて0.01〜
0.3%)、およびNb:0.2〜2.0%、W:0.
2〜2.0%の1種又は2種、残部実質的にFeからな
る耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27659188A JPH02122050A (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27659188A JPH02122050A (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02122050A true JPH02122050A (ja) | 1990-05-09 |
Family
ID=17571585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27659188A Pending JPH02122050A (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02122050A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7611769B2 (en) | 2001-08-28 | 2009-11-03 | Boss Polymer Technologies Pty Ltd | Resilient product |
-
1988
- 1988-10-31 JP JP27659188A patent/JPH02122050A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7611769B2 (en) | 2001-08-28 | 2009-11-03 | Boss Polymer Technologies Pty Ltd | Resilient product |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6344814B2 (ja) | ||
JPH02267240A (ja) | 耐熱合金 | |
JPS6142781B2 (ja) | ||
JPH01152245A (ja) | 耐浸炭性にすぐれる耐熱合金 | |
JPS61177352A (ja) | 石油化学工業反応管用耐熱鋳鋼 | |
JPS634897B2 (ja) | ||
US4368172A (en) | Heat resistant cast alloy | |
JPH02122050A (ja) | 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼 | |
JPH02122051A (ja) | 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼 | |
JPH02115351A (ja) | 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼 | |
JPS5935424B2 (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
JPH051344A (ja) | 耐コーキング性に優れたエチレン分解炉管用耐熱鋼 | |
JPH0627306B2 (ja) | エチレン分解炉管用耐熱鋼 | |
JPH01298136A (ja) | 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋳鋼 | |
JPS596910B2 (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
JPS596909B2 (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
JPH01152238A (ja) | 耐浸炭性にすぐれる耐熱合金 | |
JPH01298137A (ja) | 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋳鋼 | |
JPH03232948A (ja) | 耐浸炭性にすぐれた耐熱鋼 | |
JPS6059051A (ja) | 耐浸炭性耐熱鋳鋼材 | |
JPH046242A (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
JPH0297643A (ja) | クリープ抵抗の高い耐熱鋳造合金 | |
JPH05195138A (ja) | すぐれた耐浸炭性と高温低応力条件下における高いクリープ破断強度を備える耐熱合金 | |
JPS5864360A (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
JPH01242751A (ja) | 耐浸炭性にすぐれる耐熱合金 |