JPH03232948A - 耐浸炭性にすぐれた耐熱鋼 - Google Patents
耐浸炭性にすぐれた耐熱鋼Info
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- JPH03232948A JPH03232948A JP3044090A JP3044090A JPH03232948A JP H03232948 A JPH03232948 A JP H03232948A JP 3044090 A JP3044090 A JP 3044090A JP 3044090 A JP3044090 A JP 3044090A JP H03232948 A JPH03232948 A JP H03232948A
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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、炭化水素類の熱分野・改質反応管材料等とし
て有用な耐浸炭性にすぐれた耐熱鋼に関する。
て有用な耐浸炭性にすぐれた耐熱鋼に関する。
炭化水素類の熱分解・改質反応管、例えばエチレン製造
用クランキングチューブは、管内を通過するナフサ、エ
タン等を高温高圧条件下に熱分解させる反応器であり、
近時は反応の効率化、生産性向上等の要請から、温度約
１１００″Ｃをこえる高温操業も一般化しつつある。
用クランキングチューブは、管内を通過するナフサ、エ
タン等を高温高圧条件下に熱分解させる反応器であり、
近時は反応の効率化、生産性向上等の要請から、温度約
１１００″Ｃをこえる高温操業も一般化しつつある。
その管内の反応は、反応系からの固形炭素の析出現象を
伴い、析出した炭素は管内面に付着する。
伴い、析出した炭素は管内面に付着する。
管内面に固形炭素が付着すると、高温熱影響下に管壁内
部への炭素の拡散侵入（浸炭）が生じ、浸炭の進行に伴
って管材質の経時変化をきたす。特に、延性の低下は顕
著であり、高圧操業下、脆化による管体の割れ発生の危
険が増大する。従って、耐浸炭性は反応管材料の実使用
上極めて重要な特性である。
部への炭素の拡散侵入（浸炭）が生じ、浸炭の進行に伴
って管材質の経時変化をきたす。特に、延性の低下は顕
著であり、高圧操業下、脆化による管体の割れ発生の危
険が増大する。従って、耐浸炭性は反応管材料の実使用
上極めて重要な特性である。
従来より、その反応管材料として、ＡＳＴＭＨＰ材（０
，４Ｃ−２５Ｃｒ−３５Ｎｉ−Ｆｅ）や、その改良材と
してＮｂ、Ｍｏ、Ｗ等の元素が添加されたものが賞月さ
れてきた。
，４Ｃ−２５Ｃｒ−３５Ｎｉ−Ｆｅ）や、その改良材と
してＮｂ、Ｍｏ、Ｗ等の元素が添加されたものが賞月さ
れてきた。
上記ＨＰ材は、約９００〜１０５０°Ｃの温度域で使用
される材料であり、その温度域において良好な耐浸炭性
を示すが、１０５０°Ｃをこえる使用条件における浸炭
抵抗性は乏しい。ＨＰ改良材は、１０５０°Ｃをこえる
温度域においてＨＰ材を凌ぐすぐれた耐浸炭性を示す材
料である。しかしながら、１１００°Ｃをこえる高温域
における十分な耐浸炭性を保証することはできない。
される材料であり、その温度域において良好な耐浸炭性
を示すが、１０５０°Ｃをこえる使用条件における浸炭
抵抗性は乏しい。ＨＰ改良材は、１０５０°Ｃをこえる
温度域においてＨＰ材を凌ぐすぐれた耐浸炭性を示す材
料である。しかしながら、１１００°Ｃをこえる高温域
における十分な耐浸炭性を保証することはできない。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、１１ｏｏ’
ｃをこえる高温度域において良好な耐浸炭性を有する耐
熱鋼を提供する。
ｃをこえる高温度域において良好な耐浸炭性を有する耐
熱鋼を提供する。
〔課題を解決するための手段および作用〕本発明の耐熱
鋼は、Ｃ：０．３〜０．８％、Ｓｉ：３％を越え、５％
以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｃｒ：２５〜４０％、 Ｎ
ｉ ： ２５〜４０％、 Ａｌ ：０．２〜２％、残
部実質的にＦｅからなる化学組成を看している。
鋼は、Ｃ：０．３〜０．８％、Ｓｉ：３％を越え、５％
以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｃｒ：２５〜４０％、 Ｎ
ｉ ： ２５〜４０％、 Ａｌ ：０．２〜２％、残
部実質的にＦｅからなる化学組成を看している。
本発明の成分限定理由は次のとおりである。
Ｃ：０．３〜０．８％
Ｃは、オーステナイト基地の固溶強化、およびＣｒ、Ｍ
ｏ等の炭化物の形成による分散強化作用により高温クリ
ープ破断強度を高める。この効果は０．３％以上の添加
により得られ、添加増量に伴って増大する。しかし、多
量の添加は、クロム炭化物等の析出量の増加に伴う延性
や熱疲労特性の劣化をきたす。このため、０．８％を上
限とする。
ｏ等の炭化物の形成による分散強化作用により高温クリ
ープ破断強度を高める。この効果は０．３％以上の添加
により得られ、添加増量に伴って増大する。しかし、多
量の添加は、クロム炭化物等の析出量の増加に伴う延性
や熱疲労特性の劣化をきたす。このため、０．８％を上
限とする。
Ｓ １ ： ３〜５％
Ｓｉは、溶湯の脱酸・流動性改善のために添加される元
素であるが、本発明ではそれにとどまらず、耐浸炭性改
善元素として重要な役割を有している。その多量添加に
伴う耐浸炭性改善効果は顕著である。添加量を３％越と
したのは、１１００″Ｃ以上の高温使用条件における十
分な耐浸炭性を確保するためであり、その効果は添加増
量に伴って増大する。しかし、５％をこえると、溶接性
が損なわれるので、５％を上限とする。
素であるが、本発明ではそれにとどまらず、耐浸炭性改
善元素として重要な役割を有している。その多量添加に
伴う耐浸炭性改善効果は顕著である。添加量を３％越と
したのは、１１００″Ｃ以上の高温使用条件における十
分な耐浸炭性を確保するためであり、その効果は添加増
量に伴って増大する。しかし、５％をこえると、溶接性
が損なわれるので、５％を上限とする。
Ｍｎ：１．５％以下
Ｍｎは脱酸・脱硫元素として添加されるが、そのための
添加量は１．５％までで十分である。またそれをこえる
と、高温クリープ破断強度や耐浸炭性の低下傾向を招く
。このため、１．５％以下とする。
添加量は１．５％までで十分である。またそれをこえる
と、高温クリープ破断強度や耐浸炭性の低下傾向を招く
。このため、１．５％以下とする。
Ｃｒ：２５〜４０％
Ｃｒは、高温強度、耐高温酸化性、および耐浸炭性等の
改善に有効な元素であり、１１００″Ｃ以上の高温域に
おける前記特性を確保するためには少なくとも２５％の
添加を必要とする。この効果は、添加増量に伴って増大
するが、あまり多くなると、鋳造凝固過程での割れが生
じ易くなり、また高温使用に伴う炭化物の過剰析出によ
り延性の劣化が著しくなるので、４０％を上限とする。
改善に有効な元素であり、１１００″Ｃ以上の高温域に
おける前記特性を確保するためには少なくとも２５％の
添加を必要とする。この効果は、添加増量に伴って増大
するが、あまり多くなると、鋳造凝固過程での割れが生
じ易くなり、また高温使用に伴う炭化物の過剰析出によ
り延性の劣化が著しくなるので、４０％を上限とする。
Ｎｉ：２５〜４０％
Ｎｉは、Ｃｒ、Ｍｎ等の元素と共に、安定なオーステナ
イト基地を形成し、高温強度や耐高温酸化性を高めると
共に、耐浸炭性の向上に奏効する元素である。特に、１
１００°Ｃ以上の高温域における良好な耐浸炭性を確保
するには、２５％以上の添加を必要とする。添加増量に
伴って、上記緒特性の向上をみるが、約４０％をこえる
と、効果はほぼ飽和し、それ以上の添加は経済的でない
。よって、４０％を上限とする。
イト基地を形成し、高温強度や耐高温酸化性を高めると
共に、耐浸炭性の向上に奏効する元素である。特に、１
１００°Ｃ以上の高温域における良好な耐浸炭性を確保
するには、２５％以上の添加を必要とする。添加増量に
伴って、上記緒特性の向上をみるが、約４０％をこえる
と、効果はほぼ飽和し、それ以上の添加は経済的でない
。よって、４０％を上限とする。
Ａｌ７０．２〜２％
ＡＩは、耐高温酸化性の改善に奏効するだけでなく、耐
浸炭性の向上に有効な元素である。ｌ １００°Ｃ以上
の高温使用条件での、耐浸炭性改善効果を十分ならしめ
るためには、少なくとも０．２％の添加が必要であり、
その効果は添加増量に伴って大きくなる。しかし、２％
をこえるとその効果はほぼ飽和し、またそれ以上の添加
は、鋳造凝固時の割れ発生傾向の増大、および高温使用
に伴う延性の劣化を招く。このため、２％を上限とした
。
浸炭性の向上に有効な元素である。ｌ １００°Ｃ以上
の高温使用条件での、耐浸炭性改善効果を十分ならしめ
るためには、少なくとも０．２％の添加が必要であり、
その効果は添加増量に伴って大きくなる。しかし、２％
をこえるとその効果はほぼ飽和し、またそれ以上の添加
は、鋳造凝固時の割れ発生傾向の増大、および高温使用
に伴う延性の劣化を招く。このため、２％を上限とした
。
なお、通常の合金溶製技術上不可避的に混入する不純物
はこの種の鋼に許容される範囲内で混在して差し支えな
（、例えば０．０３％以下のＰ、 ０．０３％以下のＳ
の混在によって本発明の趣旨が損なわれることはない。
はこの種の鋼に許容される範囲内で混在して差し支えな
（、例えば０．０３％以下のＰ、 ０．０３％以下のＳ
の混在によって本発明の趣旨が損なわれることはない。
高周波誘導溶解炉で溶製した溶湯を、遠心力鋳造に付し
て管材を得た。管サイズ（機械加工後）は、外径１００
胴、肉厚５ミリ、長さ１０１００ｎである。
て管材を得た。管サイズ（機械加工後）は、外径１００
胴、肉厚５ミリ、長さ１０１００ｎである。
各供試管材の化学組成を第１表に示す。表中、Ｎｏ、
１〜３は発明例、Ｎｏ、１０１〜１０５は比較例（Ｎｏ
、１０５はＨＰ改良材相当）である。
１〜３は発明例、Ｎｏ、１０１〜１０５は比較例（Ｎｏ
、１０５はＨＰ改良材相当）である。
各供試管材の内部に、固体浸炭剤（テグサＫＧ３０、Ｂ
ａＣ○３含有）を充填し、温度１１５０°Ｃに３００時
間加熱保持する浸炭試験に付し、試験後、管体壁肉の深
さ方向の各位置から切粉を採取して、浸炭による各位置
の炭素増量を化学分析により測定した。測定結果を第１
図に示す。
ａＣ○３含有）を充填し、温度１１５０°Ｃに３００時
間加熱保持する浸炭試験に付し、試験後、管体壁肉の深
さ方向の各位置から切粉を採取して、浸炭による各位置
の炭素増量を化学分析により測定した。測定結果を第１
図に示す。
第１図に示したように発明例の耐熱鋼管材（Ｎｏ。
１〜３）は、１１００°Ｃをこえる高温環境においてＨ
Ｐ改良材（Ｎｏ、 １０５）に勝る良好な浸炭抵抗性を
有している。なお、比較例Ｎｏ、 １０１〜Ｎｏ、 １
０４は、Ｓｉの増量（Ｎｏ、 １０１＜Ｎｏ、 １０２
＜Ｎｏ、 １０３＜Ｎｏ、 １０４）に伴い、特にＳｉ
３％以上の添加により耐浸炭性が大きく向上することを
示しているが、発明例（Ｎｏ、Ｌ〜３）のように、Ｓｉ
の増量とＡＩの添加により更にその耐浸炭性が強化され
ることがわかる。
Ｐ改良材（Ｎｏ、 １０５）に勝る良好な浸炭抵抗性を
有している。なお、比較例Ｎｏ、 １０１〜Ｎｏ、 １
０４は、Ｓｉの増量（Ｎｏ、 １０１＜Ｎｏ、 １０２
＜Ｎｏ、 １０３＜Ｎｏ、 １０４）に伴い、特にＳｉ
３％以上の添加により耐浸炭性が大きく向上することを
示しているが、発明例（Ｎｏ、Ｌ〜３）のように、Ｓｉ
の増量とＡＩの添加により更にその耐浸炭性が強化され
ることがわかる。
本発明の耐熱鋼は１１００°Ｃをこえる高温域において
、従来材であるＨＰ改良材等を凌ぐすぐれた耐浸炭性を
有しているので、エチレン製造用クランキングチューブ
等の反応管材料として有用であり、近時の高温操業にお
ける管材の耐久性や安全性の向上に寄与するものである
。
、従来材であるＨＰ改良材等を凌ぐすぐれた耐浸炭性を
有しているので、エチレン製造用クランキングチューブ
等の反応管材料として有用であり、近時の高温操業にお
ける管材の耐久性や安全性の向上に寄与するものである
。
第１図は浸炭試験材の深さ方向の炭素増量分布を示すグ
ラフである。
ラフである。
Claims (1)
- １、Ｃ：０．３〜０．８％、Ｓｉ：３％を越え、５％以
下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｃｒ：２５〜４０％、Ｎｉ：
２５〜４０％、Ａｌ：０．２〜２％、残部実質的にＦｅ
からなる耐浸炭性にすぐれた耐熱鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3044090A JPH03232948A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 耐浸炭性にすぐれた耐熱鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3044090A JPH03232948A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 耐浸炭性にすぐれた耐熱鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03232948A true JPH03232948A (ja) | 1991-10-16 |
Family
ID=12303994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3044090A Pending JPH03232948A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 耐浸炭性にすぐれた耐熱鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03232948A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05195138A (ja) * | 1992-01-24 | 1993-08-03 | Kubota Corp | 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 |
-
1990
- 1990-02-09 JP JP3044090A patent/JPH03232948A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05195138A (ja) * | 1992-01-24 | 1993-08-03 | Kubota Corp | 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 |
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