JPH02122051A

JPH02122051A - 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋼

Info

Publication number: JPH02122051A
Application number: JP27659288A
Authority: JP
Inventors: Koji Tsuchida; 土田　公司
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1990-05-09

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。

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。

（従来技術とその問題点）石油（ヒ学工業における炭化水素の熱分解、改質反応で
は、炭ｆヒノに索類の化学反応に伴い、カーボンが反応
管の壁面に（［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１−る問題がある。

鉄鋼の熱処理炉の場き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９上記用途に１重用され
る材料として、（、゛（来がら、ＡＳＴＭに規定された
耐浸炭性にすぐれるＨ　Ｋ２Ｏ材（２５Ｃｒ−２ＯＮｉ
）、１−Ｉ　Ｐ　−４０材（２５Ｃ「−３５Ｎｉ）、又
はＮｂ、Ｗ、Ｍｏ等を更に含有Ｌ　ｆ、：　ＨＫ　−４
０材及びＩ−（Ｐ−４０材の改良材等が広く使用されて
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。

このため、特に高温における耐浸炭性にすぐれる材ｆ′
Ｉの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。

（技術的手段及び１ヤ川）本発明にかかる耐熱鋼は、重量％にて、Ｃ：０゜３〜．
０　、７％、Ｓｉ：２〜４９≦、Ｍｎ：５〜１０％、Ｃ
ｒ：２３〜３０％、Ｎｉ：５〜３０％、Ａｌ：０．５〜
５０％、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄの少なくとも１種口０゜０１
〜０．３％（但し２種以上含有する場き、会計にて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。

本発明の耐熱鋼の成分限定理由は次の通りである。

（’Ｔ　：　０　、３〜０．７２≦ （二〕は、鋳造性を良好にし、高温クリープ破断強度を
高める１ヤ川がある。このため、少なくとも０゜３°ご
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％Ｓｌ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、上限は４％にする。

Ｍ盲１：５〜１０％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、あまりに多く含有すると、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、上限は１０２≦に規定する。

Ｃｒ：２３〜３０％Ｃ「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’ｃ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２３？≦以上含
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陵の靭性３招く。こ
のため、上限は３０２≦とする。

Ｎｉ：５〜３０％Ｎ１は、Ｃｒ、Ｍ＋＋との共存によってオーステナイト
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。１１００
’Ｃ以上の高温域で良好な耐酸化性、耐浸炭性を得るに
は少なくとも５％含有する・ピ・要がある。しかし、３
０％を超える量を含有しても増加層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３０％
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３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５゜０°沼とする。

Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄの少なくとも１種：０．Ｏ１〜０゜３
％希土類元素のうち、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄは耐熱鋼の表面に
強固な酸１ヒ被覆を形成し、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
化被覆が剥離しやすくなり、材料は浸炭されやすくなる
と同時に延性が劣１ヒする。このため、上限は０．３２
６に規定する。なお、これら３元素の作用、効果は略同
じであるため、２種以上含有する場合、き計にて０．０
１−〇。３％とする。なお、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元素を含む場合が多
い。

Ｎｂ：０．２〜２，０％及び／又はＷ：０．２〜２０％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、前述したき金成分を含み、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。

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。

（実施例）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ｇ（外径８０１に内径６０輸輪に長さ１００端耐
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１図に
示す。

浸炭試験は、供試管の内面側に固体浸炭剤（テグサＫＧ
３０、Ｂ　ａ　ＣＯ３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７１ｔ１１定することにより行ない、′Ｃの浸炭量を評価した。

（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？足末鋼である。

第１（２１から明らかなに口＜、供試管Ｎｏ、３のＣ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０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１．０％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
陸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。

【図面の簡単な説明】

第１図は供試管内部ｌ＼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（ｍｍ）手粘芒：？ｌＩＴ正書（自発）事件の表示特願昭６３−２７６５９２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５゜補正の対象明細書の発明の詳細な説明の欄６、補正の内容（１）明細書節１頁１７行目「、鉄鋼の熱処理ハースロール」（２）明細書節２頁５〜６行目を削除。

Claims

【特許請求の範囲】

重量％にて、Ｃ：０．３〜０．７％、Ｓｉ：２〜４％、
Ｍｎ：５〜１０％、Ｃｒ：２３〜３０％、Ｎｉ：５〜３
０％、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。