JPH0414178B2 - - Google Patents
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- JPH0414178B2 JPH0414178B2 JP60167095A JP16709585A JPH0414178B2 JP H0414178 B2 JPH0414178 B2 JP H0414178B2 JP 60167095 A JP60167095 A JP 60167095A JP 16709585 A JP16709585 A JP 16709585A JP H0414178 B2 JPH0414178 B2 JP H0414178B2
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、落重特性の優れた低合金調質鍛鋼に
係り、特に肉厚150mm以上の厚肉鍛鋼に関し、使
用済燃料輸送容器（以下キヤスクと称する）の如
き原子力あるいは化学工業の大型圧力容器等の分
野で利用される。 〔従来の技術〕 原子力のキヤスクには安全輸送の観点から優れ
た低温靭性が要求されている。特に寒冷地で使用
されるキヤスクは、輸送中の衝突、落下事故によ
る脆性破壊防止を考慮して落重試験ではNDT温
度が−100℃以下の優れた靭性が要求される。 更に、キヤスクは放射線遮へいの観点から肉厚
150mm以上の厚肉材が使用されるが、このような
厚肉鋼材では、従来焼入で十分な焼入性が確保し
がたいので優れた低温靭性を得ることは困難であ
る。 従来、キヤスク用鋼材として圧力容器用のNi
−Cr−Mo（ASME SA508 Cl.4）が採用されてい
たが、150mm以上の厚肉材では十分な靭性が得ら
れていない。 Ni−Cr−Mo鋼の靭性向上手段として、低Si化
により焼もどし脆化を低減し靭性の向上をはかる
方法（特公昭58−53711）が知られている。 しかしながら、いずれの方法によつても厚肉材
の落重試験におけるNDT温度が−100℃以下の低
温靭性を確保できるに至つていない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
し、150mm以上の圧肉材においても落重試験で
NDT温度が−100℃以下の優れた低温靭性を確保
できる低合金鍛鋼を提供するにある。 〔問題点を解決するための手段および作用〕 本発明者らは厚肉材のNDT温度に対する化学
成分の影響について研究を重ねた結果NDT温度
の向上にＣ、Si、Ｐ含有量の低減が有効であるこ
とが判明した。特にSi、Ｐ含有量に関しては両元
素をともに低減することにより相乗効果が得られ
NDT温度の−100℃以下が達成できることを見出
し、本発明を完成した。 本発明の要旨とするところは次の如くである。
すなわち、重量比にて、 Ｃ：0.05〜0.14％ Mn：0.60％以下 Cr：1.50％越〜2.50％以下 Ni：3.00〜4.00％ Mo：0.30〜0.60％ Al：0.006〜0.060％ Ｎ：0.0050％越〜0.0150％以下 Ｓ：0.020％以下 を含有し、SiおよびＰ含有量については50（％Si）
＋600（％Ｐ）が16％以下となるように調整し残部
がFeおよび不可避的不純物から成る肉厚150mm以
上の落重特性の優れた低合金調質鍛鋼、である。 次に本発明における成分範囲の限定理由につい
て説明する。 Ｃ： Ｃが0.05％未満では優れた低温靭性が得られる
ものの、肉厚150mm以上の厚肉材においては調質
処理を施しても所定の強度を確保することができ
ない。一方、Ｃが0.14％越の範囲では調質処理後
の母材の低温靭性が十分でなく、更に溶接によつ
て熱影響部（HAZ）の低温靭性が大きく劣化す
るため−100℃以下のNDT温度が得られない。 従つて優れたNDT温度と強度とを兼備させる
ためにＣ：0.05〜0.14％の範囲に限定した。 Mn： Mnは焼入性の向上に有効な元素であるが、
0.60％を越すと焼もどし脆化感受性が高くなり低
温靭性が低下するので0.60％以下に限定した。 Cr： Crは焼入性の向上に有効な元素であり、肉厚
150mm以上の鋼材で十分な焼入性を得るには1.50
％越の添加が必要であり、一方2.50％を越える添
加は靭性を低下させるのでCrは1.50％越〜2.50％
以下の範囲に限定した。 Ni： Niは焼入性を高め強度および靭性をともに向
上する元素であり、所定の強度を得るには3.00％
以上が必要である。一方、所定の強度、靭性は
Ni：4.00％以下で十分満足できるので上限を4.00
％とし、3.00〜4.00％の範囲に限定した。 Mo： Moは焼もどし脆化の抑制に有効な元素であ
る。本発明鋼は元来焼もどし感受性が高いので、
脆化を抑制するには0.30％以上必要である。しか
し、脆化抑制効果は0.60％を越えると飽和して小
さく、必要以上の添加は不経済であるので0.60％
を上限とし、0.30〜0.60％の範囲に限定した。 Al： AlはＮと結合し結晶粒の微細化に寄与し、靭
性の向上および焼もどし脆化の抑制に有効に作用
する。細粒効果を得るためにはAlは0.006％以上
を必要とするが、0.060％を越えると細粒効果が
飽和するばかりではなく、多量添加によつて却つ
て靭性を劣化させるので0.006〜0.060％の範囲に
限定した。 Ｎ： ＮはAlと結合し結晶粒の微細化に寄与し靭性
の向上および焼もどし脆化の抑制に有効に作用す
ることは上記のとおりである。この細粒効果を得
るためにはＮは0.0050％越が必要である。しかし
0.0150％が越えると落重特性を劣化させるため
0.0050％越〜0.0150％以下の範囲に限定した。 なお、AlとＮとは結合によつて靭性向上に有
効に作用するものの、AlもしくはＮが過剰に存
在すると、却つて靭性を劣化させるので好ましく
はAl：0.010〜0.0030％、Ｎ：0.0050％越〜0.0120
％の範囲が望ましい。 Ｓ： Ｓは靭性を低下させるので0.020％以下に限定
したが、好ましくは0.010％以下である。 Si、Ｐ： Si、Ｐをともに低く制限するのが本発明の特徴
であり、SiもしくはＰのいずれかの一方だけを低
減しても靭性の向上が図れるが、両元素をともに
規制することによつてより優れた靭性が確保でき
る。 落重試験におけるNDT温度に対するSi、Ｐ含
有量の系統的調査について説明する。すなわち、
供試鋼の組成はＣ：0.09〜0.14％、Mn：0.22〜
0.50％、Cr：1.65％〜2.28％、Ni：3.30〜3.95％、
Mo：0.35〜0.55％、Al：0.015〜0.028％、Ｎ：
0.0068〜0.0118％、Ｓ：0.005〜0.0008％であり、
この供試鋼に900℃焼鈍、880℃焼入れおよび640
℃焼もどしの熱処理を施した後、落重試験を行
い、Si、Ｐと落重試験のNDT温度との関係を調
査し第１図に示した。 第１図においてNDT温度−100℃以下が得られ
るのは斜線の範囲であり、これは50（％Si）＋600
（％Ｐ）≦16％の領域であるので、本発明において
はSi、Ｐの範囲を上記の領域に限定した。 なお、上記の限定成分の本発明の低合金調質鍛
鋼の製造方法は従来どおりであり、所定成分の溶
湯にて鋼塊を造塊し、鍛造後焼鈍、焼入れ、焼も
どしを行えばよい。 次に、上記の限定成分の本発明の低合金調質鍛
鋼の肉厚と靭性の関係について説明する。第１表
に組成を示した本発明鋼１および比較鋼９の２種
の供試材に900℃焼鈍、880℃焼入れおよび640℃
焼もどし処理をそれぞれの各種の肉厚について施
係り、特に肉厚150mm以上の厚肉鍛鋼に関し、使
用済燃料輸送容器（以下キヤスクと称する）の如
き原子力あるいは化学工業の大型圧力容器等の分
野で利用される。 〔従来の技術〕 原子力のキヤスクには安全輸送の観点から優れ
た低温靭性が要求されている。特に寒冷地で使用
されるキヤスクは、輸送中の衝突、落下事故によ
る脆性破壊防止を考慮して落重試験ではNDT温
度が−100℃以下の優れた靭性が要求される。 更に、キヤスクは放射線遮へいの観点から肉厚
150mm以上の厚肉材が使用されるが、このような
厚肉鋼材では、従来焼入で十分な焼入性が確保し
がたいので優れた低温靭性を得ることは困難であ
る。 従来、キヤスク用鋼材として圧力容器用のNi
−Cr−Mo（ASME SA508 Cl.4）が採用されてい
たが、150mm以上の厚肉材では十分な靭性が得ら
れていない。 Ni−Cr−Mo鋼の靭性向上手段として、低Si化
により焼もどし脆化を低減し靭性の向上をはかる
方法（特公昭58−53711）が知られている。 しかしながら、いずれの方法によつても厚肉材
の落重試験におけるNDT温度が−100℃以下の低
温靭性を確保できるに至つていない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
し、150mm以上の圧肉材においても落重試験で
NDT温度が−100℃以下の優れた低温靭性を確保
できる低合金鍛鋼を提供するにある。 〔問題点を解決するための手段および作用〕 本発明者らは厚肉材のNDT温度に対する化学
成分の影響について研究を重ねた結果NDT温度
の向上にＣ、Si、Ｐ含有量の低減が有効であるこ
とが判明した。特にSi、Ｐ含有量に関しては両元
素をともに低減することにより相乗効果が得られ
NDT温度の−100℃以下が達成できることを見出
し、本発明を完成した。 本発明の要旨とするところは次の如くである。
すなわち、重量比にて、 Ｃ：0.05〜0.14％ Mn：0.60％以下 Cr：1.50％越〜2.50％以下 Ni：3.00〜4.00％ Mo：0.30〜0.60％ Al：0.006〜0.060％ Ｎ：0.0050％越〜0.0150％以下 Ｓ：0.020％以下 を含有し、SiおよびＰ含有量については50（％Si）
＋600（％Ｐ）が16％以下となるように調整し残部
がFeおよび不可避的不純物から成る肉厚150mm以
上の落重特性の優れた低合金調質鍛鋼、である。 次に本発明における成分範囲の限定理由につい
て説明する。 Ｃ： Ｃが0.05％未満では優れた低温靭性が得られる
ものの、肉厚150mm以上の厚肉材においては調質
処理を施しても所定の強度を確保することができ
ない。一方、Ｃが0.14％越の範囲では調質処理後
の母材の低温靭性が十分でなく、更に溶接によつ
て熱影響部（HAZ）の低温靭性が大きく劣化す
るため−100℃以下のNDT温度が得られない。 従つて優れたNDT温度と強度とを兼備させる
ためにＣ：0.05〜0.14％の範囲に限定した。 Mn： Mnは焼入性の向上に有効な元素であるが、
0.60％を越すと焼もどし脆化感受性が高くなり低
温靭性が低下するので0.60％以下に限定した。 Cr： Crは焼入性の向上に有効な元素であり、肉厚
150mm以上の鋼材で十分な焼入性を得るには1.50
％越の添加が必要であり、一方2.50％を越える添
加は靭性を低下させるのでCrは1.50％越〜2.50％
以下の範囲に限定した。 Ni： Niは焼入性を高め強度および靭性をともに向
上する元素であり、所定の強度を得るには3.00％
以上が必要である。一方、所定の強度、靭性は
Ni：4.00％以下で十分満足できるので上限を4.00
％とし、3.00〜4.00％の範囲に限定した。 Mo： Moは焼もどし脆化の抑制に有効な元素であ
る。本発明鋼は元来焼もどし感受性が高いので、
脆化を抑制するには0.30％以上必要である。しか
し、脆化抑制効果は0.60％を越えると飽和して小
さく、必要以上の添加は不経済であるので0.60％
を上限とし、0.30〜0.60％の範囲に限定した。 Al： AlはＮと結合し結晶粒の微細化に寄与し、靭
性の向上および焼もどし脆化の抑制に有効に作用
する。細粒効果を得るためにはAlは0.006％以上
を必要とするが、0.060％を越えると細粒効果が
飽和するばかりではなく、多量添加によつて却つ
て靭性を劣化させるので0.006〜0.060％の範囲に
限定した。 Ｎ： ＮはAlと結合し結晶粒の微細化に寄与し靭性
の向上および焼もどし脆化の抑制に有効に作用す
ることは上記のとおりである。この細粒効果を得
るためにはＮは0.0050％越が必要である。しかし
0.0150％が越えると落重特性を劣化させるため
0.0050％越〜0.0150％以下の範囲に限定した。 なお、AlとＮとは結合によつて靭性向上に有
効に作用するものの、AlもしくはＮが過剰に存
在すると、却つて靭性を劣化させるので好ましく
はAl：0.010〜0.0030％、Ｎ：0.0050％越〜0.0120
％の範囲が望ましい。 Ｓ： Ｓは靭性を低下させるので0.020％以下に限定
したが、好ましくは0.010％以下である。 Si、Ｐ： Si、Ｐをともに低く制限するのが本発明の特徴
であり、SiもしくはＰのいずれかの一方だけを低
減しても靭性の向上が図れるが、両元素をともに
規制することによつてより優れた靭性が確保でき
る。 落重試験におけるNDT温度に対するSi、Ｐ含
有量の系統的調査について説明する。すなわち、
供試鋼の組成はＣ：0.09〜0.14％、Mn：0.22〜
0.50％、Cr：1.65％〜2.28％、Ni：3.30〜3.95％、
Mo：0.35〜0.55％、Al：0.015〜0.028％、Ｎ：
0.0068〜0.0118％、Ｓ：0.005〜0.0008％であり、
この供試鋼に900℃焼鈍、880℃焼入れおよび640
℃焼もどしの熱処理を施した後、落重試験を行
い、Si、Ｐと落重試験のNDT温度との関係を調
査し第１図に示した。 第１図においてNDT温度−100℃以下が得られ
るのは斜線の範囲であり、これは50（％Si）＋600
（％Ｐ）≦16％の領域であるので、本発明において
はSi、Ｐの範囲を上記の領域に限定した。 なお、上記の限定成分の本発明の低合金調質鍛
鋼の製造方法は従来どおりであり、所定成分の溶
湯にて鋼塊を造塊し、鍛造後焼鈍、焼入れ、焼も
どしを行えばよい。 次に、上記の限定成分の本発明の低合金調質鍛
鋼の肉厚と靭性の関係について説明する。第１表
に組成を示した本発明鋼１および比較鋼９の２種
の供試材に900℃焼鈍、880℃焼入れおよび640℃
焼もどし処理をそれぞれの各種の肉厚について施
【表】
し、落重試験におけるNDT温度を調査し、その
結果を第２図に示した。 第２図において、比較鋼は厚肉化にともなう
靭性の低下が著しいのに対し、本発明鋼は厚肉
化にともなう靭性の低下が小さいことがわかる。 すなわち、薄肉材においては本発明鋼と比較鋼
との差はあまりないが、厚肉材においては本発明
鋼の優位性が顕著となる。従つて本発明において
は対象肉厚を150mm以上の厚肉材に限定した。 〔実施例〕 第１表に組成を示した６種の本発明鋼および７
種の比較鋼を供試材とした。なお、７種の比較鋼
は従来のNi−Cr−Mo鋼（ASME SA 508 Cl.4）
であり、本発明の限定条件を満足しない数値はア
ンダーラインで示したが、比較鋼はＣが外れ、
比較鋼、は50（％Si）と600（％Ｐ）の和が、
16％を越し、比較鋼、、、はそれぞれ
Ni、Cr、Mo、Alが本発明の条件を満足してい
ない。 これらの供試材は、真空溶解炉で溶製し、鋼塊
を
結果を第２図に示した。 第２図において、比較鋼は厚肉化にともなう
靭性の低下が著しいのに対し、本発明鋼は厚肉
化にともなう靭性の低下が小さいことがわかる。 すなわち、薄肉材においては本発明鋼と比較鋼
との差はあまりないが、厚肉材においては本発明
鋼の優位性が顕著となる。従つて本発明において
は対象肉厚を150mm以上の厚肉材に限定した。 〔実施例〕 第１表に組成を示した６種の本発明鋼および７
種の比較鋼を供試材とした。なお、７種の比較鋼
は従来のNi−Cr−Mo鋼（ASME SA 508 Cl.4）
であり、本発明の限定条件を満足しない数値はア
ンダーラインで示したが、比較鋼はＣが外れ、
比較鋼、は50（％Si）と600（％Ｐ）の和が、
16％を越し、比較鋼、、、はそれぞれ
Ni、Cr、Mo、Alが本発明の条件を満足してい
ない。 これらの供試材は、真空溶解炉で溶製し、鋼塊
を
本発明は上記実施例からも明らかな如く、低合
金調質鍛鋼の成分を限定し、特にSi、Ｐの含有量
を低減することによつて、優れた低温靭性を有す
る厚肉材を得ることができた。
金調質鍛鋼の成分を限定し、特にSi、Ｐの含有量
を低減することによつて、優れた低温靭性を有す
る厚肉材を得ることができた。
第１図はSi、Ｐ含有量と、落重試験のNDT温
度との関係を示す図面、第２図は鋼材肉厚と落重
試験のNDT温度との関係を示す線図である。
度との関係を示す図面、第２図は鋼材肉厚と落重
試験のNDT温度との関係を示す線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量比にて Ｃ：0.05〜0.14％ Mn：0.60％以下 Cr：1.50％越〜2.50％以下 Ni：3.00〜4.00％ Mo：0.30〜0.60％ Al：0.006〜0.060％ Ｎ：0.0050％越〜0.0150％以下 Ｓ：0.020％以下 を含有し、SiおよびＰ含有量については50（％Si）
＋600（％Ｐ）が16％以下となるように調整し残部
がFeおよび不可避的不純物から成る肉厚150mm以
上の落重特性の優れた低合金調質鍛鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16709585A JPS6227555A (ja) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | 落重特性の優れた低合金調質鍛鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16709585A JPS6227555A (ja) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | 落重特性の優れた低合金調質鍛鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6227555A JPS6227555A (ja) | 1987-02-05 |
| JPH0414178B2 true JPH0414178B2 (ja) | 1992-03-12 |
Family
ID=15843327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16709585A Granted JPS6227555A (ja) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | 落重特性の優れた低合金調質鍛鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6227555A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5122654A (en) * | 1990-05-25 | 1992-06-16 | Logitech, Inc. | Ergonomic thumb-actuated trackball combined with control switches |
| JP6506978B2 (ja) * | 2015-01-28 | 2019-04-24 | 株式会社日本製鋼所 | ＮｉＣｒＭｏ鋼およびＮｉＣｒＭｏ鋼材の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57110652A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-09 | Nippon Steel Corp | High tensile steel for low temperature use with satisfactory high efficiency weldability |
| JPS59185760A (ja) * | 1983-04-07 | 1984-10-22 | Nippon Steel Corp | 溶接用高靭性鋼 |
-
1985
- 1985-07-29 JP JP16709585A patent/JPS6227555A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57110652A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-09 | Nippon Steel Corp | High tensile steel for low temperature use with satisfactory high efficiency weldability |
| JPS59185760A (ja) * | 1983-04-07 | 1984-10-22 | Nippon Steel Corp | 溶接用高靭性鋼 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6227555A (ja) | 1987-02-05 |
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