JPH04180519A - Ｃｏ入りスーパー１２Ｃｒ鋼材の製造方法 - Google Patents

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Ｃｏ入りスーパー１２Ｃｒ鋼材の製造方法に関
し、更に詳しくは、粗大な結晶粒の成長を抑制し、もっ
て靭性の低下を防止するＣｏ入りスーパー１２Ｃｒ鋼材
の製造方法に関する。

（従来の技術） Ｃｏを４重量％以上含有しているスーパー１２Ｃ「鋼は
、組織がマルテンサイトであり、その熱膨張率が小さく
、かつ、熱伝導度が大きいため、熱応力や熱歪みに対す
る抵抗が大きい鋼種であって、例えば、ガスタービンの
圧縮機用翼車の材料として使用されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この鋼種は、溶製時の組成が同じであっ
た場合でも、以後の鍛造や熱処理の条件によっては、粒
径が５ｍｍ程度もある極めて粗大な結晶粒の群生するこ
とがある。とくに、大型の鋼材の場合には、上記した粗
大粒が群生するという傾向が強くなる。

このような粗大粒が成長している鋼材は、その靭性が低
下していて、例えば前記したガスタービン圧縮機用翼車
に使用すると、その稗働中に翼車が破損するという事故
を起こすことかある。

このため、この鋼種に関しては、組成の検討も含めて、
鍛造条件、熱処理条件などの適正化のための研究が進め
られているが、しかし、現在までのところ、前記粗大粒
を群生させないための包括的な条件は開示されていない
。

本発明は上記問題を解決するものであって、鋼種の組成
には関係なく、粗大粒が群生していないＣｏ入りスーパ
ー１２Ｃｒ鋼材を安定して製造する方法の提供を目的と
する。

（課題を解決するための手段・作用） 上記した目的を達成するために、本発明者は、インゴッ
トの鍛造条件、鍛造後の熱処理条件１両条件の組合せに
つき詳細に検討を加えた。その結果、鍛造後の焼ならし
条件を後述の条件に設定した場合、粗大粒の群生は、鍛
造回数とは無関係に最終の鍛造時における圧下量とその
ときの鍛造終止温度によって規定されるとの事実を見出
した。

すなわち、本発明のＣｏ入りスーパー１２Ｃｒ鋼材の製
造方法は、上記知見に基ついてなされたものであって、
Ｃｏ入りスーパー１２Ｃｒ鋼の鋼塊を鍛造する際の最終
鍛造時において、圧下量をＸ（％）、鍛造終止温度をｙ
　（℃）としたとき、ｘ、　　ｙはそれぞれ、２０≦ｘ
≦５０，８５０≦ｙ≦１０００であり、かつ、ｘ、　　
ｙの間では、２０≦ｘ≦３０のとき、８５０≦ｙ≦１０
００．３０≦ｘ≦４０のとき、５ｘ’−，７００≦ｙ≦
１０００゜４０≦ｘ≦５０のとき、ｌＯｘ＋５００≦ｙ
≦１０００の関係を満足する条件で鍛造を行う工程、お
よび、得られた鍛造品に、９００〜９８０℃の温度域で
焼ならしを行う工程；を必須の工程として具備すること
を特徴とする。

本発明方法においては、まず、所望組成ＯＣＯ入りスー
パー１２Ｃｒ鋼が溶製される。鋼種としては、Ｃｏ含有
量が４重量％以上であるスーパー１２Ｃｒ鋼であれば何
であってもよく、格別限定を受けるものではない。

本発明方法では、つぎに、溶製された上記００人りスー
パー１２Ｃｒ鋼の鋼塊に熱間鍛造が施される。

鍛造は、１回に限らず複数回行ってもよいか、本発明に
おいては、最終の鍛造工程における条件を上記したよう
に規定することを特徴とする。

すなわち、第１図に示したように、圧下量Ｘ（％）を横
軸、鍛造終止温度Ｖ（℃）を縦軸とした場合、図のＡ−
Ｅ点で囲まれる斜線領域の条件下で鍛造される。

鍛造は、鋼塊を加熱炉で所定の温度に加熱したのち鍛造
機にかけて行われるが、このとき、生産性の向上を意図
して圧下量Ｘを大きくすると、それに応じて鍛造終止温
度ｙも高くしなければならない。

本発明においては、圧下量Ｘを２０〜５０％とし、それ
に対応して鍛造終止温度ｙを８５０〜１０００℃に管理
する。

この場合、鍛造終止温度ｙが８５０℃より低くなるよう
な温度で鍛造すると、所望の圧下量を確保することが困
難になるばかりではなく、後述する熱処理の過程で粗大
粒が発生するようになり、目的を達成することができな
い。

また、鍛造終止温度ｙをｔｏｏｏｏＣよりも高くする場
合には、加熱炉における鋼塊の加熱温度を１２５０℃以
上にすることか必要になるが、そのような容量をもつ工
業用加熱炉の運転は徒にコストアップを招くのみである
ため、終止温度ｙの上限は実用性を考えて１０００℃に
規定する。

また、圧下量Ｘが２０％より小さい鍛造の場合には、鋼
の鋳造組織を微細に破壊することができず、結局、靭性
の優れた鋼材を製造することができない。更に、圧下量
Ｘを５０％より大きくする場合には、鍛造終止温度ｙを
１０００℃より高くすることが必要になるが、しかしそ
れは前記した加熱炉容量との関係で不経済である。した
がって、圧下量は２０〜５０％の範囲に規定する。

本発明の鍛造においては、生産性との関係で圧下量Ｘが
まず所望の値に選定され、その圧下量Ｘに基づき第１図
から鍛造終止温度ｙが選定され、そしてその鍛造終止温
度ｙを確保するに必要な鋼塊の加熱温度が設定される。

すなわち、圧下量Ｘを２０〜３０％に選定すると、鍛造
終止温度ｙは８５０〜１０００°Ｃに設定される。そし
て、これに応じて、加熱炉では鋼塊が所定の温度にまで
加熱される。通常、この鋼塊加熱温度は１１００〜１１
５０℃である。

また、圧下量Ｘを３０〜４０％の範囲内のある値に選定
した場合は、鍛造終止温度ｙは５Ｘ＋７００≦ｙ≦１０
００の関係を満足する値に設定され、そして、この温度
になるように鋼塊の加熱温度が設定される。

更に、圧下量Ｘを４０〜５０％の範囲内のある値に選定
した場合、鍛造終止温度ｙは１０ｘ＋５００≦ｙ≦１０
００の関係を満足するように設定される。

圧下量Ｘと鍛造終止温度ｙとの間で上記した関係が満足
しないような条件下において鍛造を行うと、後述する熱
処理の条件如何にかかわらず、粗大粒が発生する。

このような条件で鍛造された鍛造品には、つぎに、鍛造
によって蓄積された歪みを除去して鋼を標準状態に復元
するために、焼ならしが行われる。

焼ならしの温度は、その前段における鍛造の条件によっ
ても異なるが、通常、９００〜９８０°Ｃに設定される
。９００℃よりも低い温度の場合は歪み除去が不充分で
あり、また９８０℃よりも高くすると、焼入れ処理に近
い状態になって冷却歪みが増大するからである。この焼
ならしの時間は、格別限定されないが、２〜３時間程で
あればよい。

本発明方法においては、以上の工程を必須とするが、更
に必要に応じて、上記工程に続けて焼なまし、焼入れ、
焼戻しの各熱処理を順次行ってもよい。

そのとき、焼なましの条件としては、温度約７５０℃で
１〜４時間程度、焼入れは１０５０〜１１８０℃で２〜
３時間程度、焼戻しは６００〜７００℃で６時間程度で
あればよい。

（発明の実施例） 実施例１〜３ 組成が、Ｃ：　０．０９重量％、Ｓｉ：０．５０重量％
、Ｍｎ：０．８５重量％、Ｐ：０．０２重量％、Ｓ：　
０．０１５重量％、Ｎｉ：０．５０重量％、Ｃｒ：■Ｏ
１５重量％、Ｍｏ：０．７５重量％、Ｖ：０．２５重量
％、Ｃｏ：６．００重量％、Ｎｂ：０．４０重量％、Ｂ
：０．０１６重量％、Ｎ：０．０３重量％、Ｆｅ：残部
である００人りスーパー１２Ｃｒ鋼を溶製した。

ついで、上記溶鋼から直径７２５ｍｍ、厚み１９０ｍｍ
の鋼塊を製造し、これを加熱炉で第１表に示した温度に
加熱したのち、同じく第１表に示した鍛造条件、熱処理
条件で処理した。

各鋼材の組織における粗大粒の有無を顕微鏡で観察し、
その結果を第１表に示した。

（以下余白） （発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明方法によれば、圧
下量と鍛造終止温度を前記した関係を満たすように管理
し、また、焼ならし条件を前記したように管理すること
により、靭性の低下を招く粗大粒の群生がないＣｏ入り
スーパー１２Ｃｒ鋼材を非常に安定して製造することが
できるので、その工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法で採用する圧下量と鍛造終止温度と
の関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｃｏ入りスーパー１２Ｃｒ鋼の鋼塊を鍛造する際の最終
   鍛造時において、圧下量をｘ（％）、鍛造終止温度をｙ
   （℃）としたとき、ｘ、ｙはそれぞれ、２０≦ｘ≦５０
   、８５０≦ｙ≦１０００であり、かつ、ｘ、ｙの間では
   、２０≦ｘ≦３０のとき、８５０≦ｙ≦１０００、３０
   ≦ｘ≦４０のとき、５ｘ＋７００≦ｙ≦１０００、４０
   ≦ｘ≦５０のとき、１０ｘ＋５００≦ｙ≦１０００の関
   係を満足する条件で鍛造を行う工程；および、得られた
   鍛造品に、９００〜９８０℃の温度域で焼ならしを行う
   工程；を必須の工程として具備することを特徴とするＣ
   ｏ入りスーパー１２Ｃｒ鋼材の製造方法。