JPH0499806A - Manufacture of boron-containing austenitic stainless steel having excellent corrosion resistance and workability with austenitic stainless steel clad on steel plate surface - Google Patents

Manufacture of boron-containing austenitic stainless steel having excellent corrosion resistance and workability with austenitic stainless steel clad on steel plate surface

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JPH0499806A
JPH0499806A JP21167990A JP21167990A JPH0499806A JP H0499806 A JPH0499806 A JP H0499806A JP 21167990 A JP21167990 A JP 21167990A JP 21167990 A JP21167990 A JP 21167990A JP H0499806 A JPH0499806 A JP H0499806A
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JP
Japan
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austenitic stainless
stainless steel
boron
powder
steel
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JP21167990A
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Japanese (ja)
Inventor
Norimi Wada
和田 典巳
Sadahiro Yamamoto
山本 定弘
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a boron-containing austenitic stainless steel plate available to transportation and storage, etc., of spent nuclear fuel by packing a rapid solidified boron-containing austenitic stainless steel powder in an SUS304 or SUS316 can, solid-compacting to a steel slab, manufacturing a clad steel slab and executing hot-rolling treatment. CONSTITUTION:Atomized powder (wt.% of 0.3-3.0 B, <=0.08 C, 0.01-2.0 Si, <=2.0 Mn, 16.0-20.0 Cr, 8.0-15.0 Ni, <=0.2 N and the balance Fe with inevitable impurities) is charged in the SUS304(L) or SUS316(L)-made can having 2-50mm thickness to make the clad steel slab with HIP treatment, hot-extrusion, etc. This is hot-rolled and the boron-contained austenitic stainless steel plate having excellent corrosion resistance and workability is obtd. by cladding the austenitic stainless steel on the steel plate surface.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、使用済み核燃料の輸送乃至貯蔵用キャスク
の燃料バスケット等の原子力用材料として使用される耐
食性・加工性に優れる含ボロンオーステナイト系ステン
レス鋼板の製造方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to a boron-containing austenitic stainless steel with excellent corrosion resistance and workability, which is used as a nuclear material for nuclear power materials such as fuel baskets for casks for transporting and storing spent nuclear fuel. This invention relates to a method for manufacturing steel plates.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ボロンを0.3〜3.Out%含有したオーステナイト
系ステンレス鋼は、熱中性子吸収性に優れ、使用済み核
燃料の輸送及び貯蔵用キャスクの燃焼バスケット用材料
として使用され、通常の鋼と同様、溶解→鋳造→圧延プ
ロセスで製造される。しかし、この鋼は、一般に熱間延
性が低く、圧延時、耳割れが発生し易いので、この種鋼
板の製造方法では割れを抑制するため圧延温度が厳しく
制限される(例えば特開昭64−8221号、特開昭6
3−50429号)。
Boron 0.3~3. Austenitic stainless steel containing Out% has excellent thermal neutron absorption properties and is used as a material for combustion baskets in casks for transporting and storing spent nuclear fuel.It is manufactured using the melting → casting → rolling process like ordinary steel. Ru. However, this steel generally has low hot ductility and is prone to edge cracking during rolling, so in the manufacturing method of this type of steel sheet, the rolling temperature is strictly limited to suppress cracking (for example, No. 8221, Japanese Unexamined Patent Publication No. 6
3-50429).

一方、含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼板は、上
記バスケット用に角パイプに成形加工される場合が多い
。ボロンを0.1〜3.0wt%含有したオーステナイ
ト系ステンレス鋼は凝固時ホウ化物((Fe、cr)、
B)を晶出する。ホウ化物は硬くて脆いので、加工する
とホウ化物それ自身が割れたり、地鉄との界面が剥離し
易く、晶出したホウ化物が粗大なほど、上記の割れや剥
離は大型化し、加工性や延性・靭性が劣る結果となる。
On the other hand, boron-containing austenitic stainless steel sheets are often formed into square pipes for the above-mentioned baskets. Austenitic stainless steel containing 0.1 to 3.0 wt% boron contains borides ((Fe, cr),
B) is crystallized. Borides are hard and brittle, so when processed, the boride itself tends to crack or peel off at the interface with the base steel.The coarser the crystallized boride, the larger the cracks and peeling become, and the more difficult it is to process. This results in poor ductility and toughness.

従って圧延時に耳割れが発生するほか、常温で角パイプ
に曲げ成形を行なう時に割れが発生したりする。そのた
め最近ではこの含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼
の加工性を向上せしめる新しい製造方法として、粉末冶
金による製造方法の技術がいくつか提案されている。例
えば、 ■特開昭63−293139号は、オーステナイト系ス
テンレス粉とボロンナイトライド(B N)粉を混合し
た後、熱間等方圧加圧(HIP)にて鋼片に成形し、こ
れを圧延するという技術である。
Therefore, not only edge cracks occur during rolling, but also cracks occur when bending into a square pipe at room temperature. Therefore, recently, several powder metallurgy-based manufacturing methods have been proposed as new manufacturing methods for improving the workability of boron-containing austenitic stainless steels. For example, ■Japanese Patent Application Laid-open No. 63-293139 discloses that after mixing austenitic stainless steel powder and boron nitride (BN) powder, the mixture is formed into a steel billet using hot isostatic pressing (HIP). The technique is rolling.

■特開平1−172543号では、オーステナイト系ス
テンレス粉とフェロボロン粉の混合粉の周囲にオーステ
ナイト系ステンレス粉の囲繞層を形成し、HIPにて固
化してクラッド銅片とした後、熱間圧延するというもの
である。
■In JP-A-1-172543, a surrounding layer of austenitic stainless steel powder is formed around a mixed powder of austenitic stainless steel powder and ferroboron powder, solidified by HIP to form a clad copper piece, and then hot rolled. That is what it is.

■特開平1−172544号では、オーステナイト系ス
テンレス粉とNiB粉の混合粉の周囲にオーステナイト
系ステンレス粉の囲繞層を形成し、HIPにて固化して
クラツド鋼片とした後、熱間圧延するというも3〜 のである。
■ In JP-A-1-172544, a surrounding layer of austenitic stainless steel powder is formed around a mixed powder of austenitic stainless steel powder and NiB powder, solidified by HIP to form a clad steel billet, and then hot rolled. Actually, it is 3~.

■特開平1−172545号では、含ボロンオーステナ
イト系ステンレス粉の周囲にオーステナイト系ステンレ
ス粉の囲繞層を形成し、HIPにて固化してクラッド鋼
片とした後、熱間圧延するというものである。
■In JP-A-1-172545, a surrounding layer of austenitic stainless steel powder is formed around boron-containing austenitic stainless powder, solidified by HIP to form a clad steel billet, and then hot rolled. .

■特願昭64−182431号では、急速凝固含ボロン
オーステナイト系ステンレス粉を素材として、HIP或
いは熱間押出にて鋼片に成形した後、熱間圧延する技術
である。
(1) Japanese Patent Application No. 64-182431 discloses a technique in which rapidly solidified boron-containing austenitic stainless steel powder is formed into a steel billet by HIP or hot extrusion, and then hot rolled.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

これらの技術は含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼
板が延性で劣るため、粉末冶金による新たな製造方法を
提供し、それによって該延性の向上を図ったものである
が、これらは夫々次のような欠点を有している。
These technologies provide a new manufacturing method using powder metallurgy to improve the ductility of boron-containing austenitic stainless steel sheets, but they each have the following drawbacks: have.

■■■の技術に共通なことであるが、熱中性子の吸収が
目的であるキャスク用バスケット材としては、BN粉、
フェロボロン粉或いはNiB粉が均一に分散していなけ
ればならない。
As is common to the technology described in ■■■, BN powder,
Ferroboron powder or NiB powder must be uniformly dispersed.

しかしオーステナイト系ステンレス粉とこれらの粉を均
一混合することは技術的に困難である。
However, it is technically difficult to uniformly mix austenitic stainless steel powder and these powders.

又、■の技術では、BN粉とステンレス粉とは濡れ性が
悪く、HIPをもって固化させても真密度に到達させる
ことは困難である。
In addition, in the technique (2), BN powder and stainless steel powder have poor wettability, and it is difficult to reach true density even if they are solidified by HIP.

更に■■■の技術では、粉末の回りに別粉末の囲繞層を
形成することが難しい。なぜなら、狭い間隙(5〜15
I)の中に、粉末を充填しようとすると、粉末同士がブ
リッジングを起こし、大きな空隙を発生してしまうから
である。
Furthermore, with the technique described in ■■■, it is difficult to form a surrounding layer of another powder around the powder. Because the narrow gap (5~15
This is because if an attempt is made to fill powder into I), the powder will cause bridging with each other, creating large voids.

一方、■の技術では、100%の真密度を得るための採
用粉末粒度、HIP条件、熱間押出条件を明確に規定し
ており、含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼で圧延
時の耳割れや成形時の割れ等の発生がなく、加工性を向
上せしめることができる点で優れたものである。しかし
On the other hand, the technique (■) clearly stipulates the powder particle size, HIP conditions, and hot extrusion conditions to obtain 100% true density. It is excellent in that it does not cause cracks or the like and can improve workability. but.

前述のように含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼で
は、凝固時のホウ化物生成のために、耐食性に有効な固
溶Cr量が低下してしまう。
As mentioned above, in boron-containing austenitic stainless steel, the amount of solid solution Cr, which is effective for corrosion resistance, decreases due to the formation of borides during solidification.

例えば1%ボロン含有のSUS304鋼の場合、5.3
%Crがポライド生成のために消費されてしまい、固溶
Cr量としては13〜15%にまで低減する。従って、
ボロン無添加のSUS304鋼に比較するとその耐食性
は著しく劣化している。
For example, in the case of SUS304 steel containing 1% boron, 5.3
%Cr is consumed for the production of polide, and the amount of solid solution Cr decreases to 13 to 15%. Therefore,
Compared to SUS304 steel without boron addition, its corrosion resistance is significantly deteriorated.

本発明は従来技術の以上のような問題に鑑み創案された
もので、上記の■の技術を更に発展させて、加工性の向
上のみならず含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の
耐食性についても優れたものが得られるようにするもの
である。
The present invention was devised in view of the above-mentioned problems of the prior art, and further develops the technology (2) above to improve not only the workability but also the corrosion resistance of boron-containing austenitic stainless steel. This is to ensure that the following results are obtained.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そのため本発明は、加工性の優れたものが得られる前記
■の技術と同様に、急速凝固含ボロンオーステナイト系
ステンレス粉末を素材とすると共に、その粉末を充填す
る缶の材質にSUS304.(L)或いはSUS316
(L)を用い、この粉末の充填された缶を鋼片に固化成
形することで、表面がSUS304(L)或いはSUS
316(L)層、内部が含ボロンオーステナイト系ステ
ンレス鋼のクラッド鋼片を製造し、更にそれを熱間圧延
することで耐食性及び加工性に優れた含ボロンオーステ
ナイト系ステンレス鋼板を得るというものである。
Therefore, the present invention uses a rapidly solidified boron-containing austenitic stainless steel powder as a raw material, and the material of the can to be filled with the powder is SUS304. (L) or SUS316
(L), and by solidifying and molding the can filled with this powder into a steel piece, the surface becomes SUS304 (L) or SUS
316 (L) layer, the interior of which is a clad steel piece made of boron-containing austenitic stainless steel, and then hot-rolled to obtain a boron-containing austenitic stainless steel plate with excellent corrosion resistance and workability. .

本発明の構成を詳細に説明すれば、まず第1発明では、
重量%にしてB : 0.3〜3.0%、C:0.08
%以下、S i : 0.01〜2.0%、Mn:2.
0%以下、Cr : 16.0−20.0%、Ni :
 8.0〜15.0%、N : 0.2%以下を含有し
、残部が鉄及び不可避的不純物よりなるアトマイズ粉末
を、板厚2〜50rmのSUS304(L)或いはSU
S316(L)製の角缶に入れ熱間等方圧加圧又は熱間
押出にてクラッド鋼片にした後、熱間圧延することを基
本的特徴としている。又、第2発明では、上記アトマイ
ズ粉末に更にMOを3.0%以下含有し、同様にしてク
ラッド鋼片を製造した後、熱間圧延するものである。
To explain the configuration of the present invention in detail, first of all, in the first invention,
B: 0.3-3.0%, C: 0.08 in weight%
% or less, Si: 0.01-2.0%, Mn: 2.
0% or less, Cr: 16.0-20.0%, Ni:
Atomized powder containing 8.0 to 15.0%, N: 0.2% or less, and the balance consisting of iron and inevitable impurities, is made of SUS304 (L) or SU with a plate thickness of 2 to 50 rm.
The basic feature is that it is placed in a square can made of S316 (L) and made into a clad steel billet by hot isostatic pressing or hot extrusion, and then hot rolled. In the second invention, the atomized powder further contains 3.0% or less of MO, and after producing a clad steel piece in the same manner, it is hot rolled.

以上の方法で得られる含ボロンオーステナイト系ステン
レス鋼板は、優れた耐食性を有し、且つ常温・高温の加
工性にも優れたものとなる。
The boron-containing austenitic stainless steel sheet obtained by the above method has excellent corrosion resistance and excellent workability at room temperature and high temperature.

以下、上記構成の各構成要件の限定理由につき説明する
The reasons for limiting each component of the above configuration will be explained below.

まず、含ボロンオーステナイト系ステンレス急速凝固粉
の成分の限定理由について述べる。
First, the reasons for limiting the components of the boron-containing austenitic stainless steel rapidly solidifying powder will be described.

B:ボロンは自然状態では約20%の同位元素10Bを
含んでおり、”Bは中性子吸収断面積の大きい元素であ
る。従って中性子遮断のために使用する本鋼板において
は最も重要な元素である。しかし重量%(以下、省略)
で0.3%未満では熱中性子の吸収性能が十分でなく、
3.0%を超えるとホウ化物の体積率が40%以上にも
達し、熱間加工性や常温の延性・靭性が著しく劣化する
ので、0.3〜3.0%に限定した。
B: In its natural state, boron contains about 20% of the isotope 10B, and B is an element with a large neutron absorption cross section. Therefore, it is the most important element in this steel plate used for neutron blocking. However, weight% (hereinafter omitted)
If it is less than 0.3%, the thermal neutron absorption performance is insufficient,
If it exceeds 3.0%, the volume fraction of boride reaches 40% or more, and hot workability and room temperature ductility and toughness are significantly deteriorated, so it is limited to 0.3 to 3.0%.

C:カーボンは0.08%を超えると炭化物が生成し易
く、そのため耐食性が劣化するので、0.08%以下と
限定した。
C: If carbon exceeds 0.08%, carbides are likely to be formed, which deteriorates corrosion resistance, so it was limited to 0.08% or less.

Si:シリコンは脱酸のために添加する必要があるが、
0.01%未満では脱酸が十分でなく、2.0%を超え
ると脆化が生じるため、0.01〜2.0%に限定した
Si: Silicon needs to be added for deoxidation, but
If it is less than 0.01%, deoxidation is not sufficient, and if it exceeds 2.0%, embrittlement occurs, so it is limited to 0.01 to 2.0%.

Mn:マンガンも脱酸効果を持つ元素であるが、2.0
%を超えると耐食性が低下するので、2.0%以下と限
定した。
Mn: Manganese is also an element that has a deoxidizing effect, but 2.0
If it exceeds 2.0%, the corrosion resistance will deteriorate, so it was limited to 2.0% or less.

Cr:クロームは耐食性を保持するために16.0%以
上は必要であり、20.0%を超えるとσ相が析出し脆
化し易くなるので、16.0〜20.0%に限定した。
Cr: 16.0% or more of chromium is required to maintain corrosion resistance, and if it exceeds 20.0%, the σ phase tends to precipitate and become brittle, so it was limited to 16.0 to 20.0%.

Ni:ニッケルは組織をオーステナイトにするのに必要
な元素であり、そのためには8.0%以上必要である。
Ni: Nickel is an element necessary to make the structure austenite, and for this purpose, 8.0% or more is required.

しかし、高価な元素であるため8.0〜15.0%に限
定した。
However, since it is an expensive element, it was limited to 8.0 to 15.0%.

MO=モリブデンは耐食性の中でも耐孔食性に有効な元
素である。従って耐孔食性が要求される場合には同元素
を添加するが、3.0%を超える場合にはσ相の析出に
より脆化し易くなるので3.0%以下に限定した。
MO = molybdenum is an element effective in pitting corrosion resistance among corrosion resistance. Therefore, when pitting corrosion resistance is required, the same element is added, but if it exceeds 3.0%, embrittlement tends to occur due to precipitation of the σ phase, so it is limited to 3.0% or less.

N:窒素は耐孔食性及び強度上昇に有効な元素である。N: Nitrogen is an element effective in increasing pitting corrosion resistance and strength.

しかし、0.2%を超えると脆化が著しいので0.2%
以下と限定した。
However, if it exceeds 0.2%, embrittlement will be significant, so 0.2%
Limited to the following.

次に、上記成分のアトマイズ粉を素材とじて使用する理
由について述べる。ホウ化物は凝固時に晶出するもので
あり、凝固速度をあげることで細かくなる傾向にあるが
、通常のインゴット鋳造や連続鋳造のプロセスでは、凝
固速度をあげるにしても限界があり、顕著なホウ化物の
微細化は達成できない、一方、アトマイズ処理は、細孔
から溶鋼を流出させ、その溶鋼流に高圧の水、ガス、油
等を吹き付け、粉状に急速凝固せしめるプロセスであり
、100℃/see以上の凝固速度を容易に達成するこ
とができる。アトマイズ処理された含ボロンオーステナ
イト系ステンレス鋼では、1μm以下のサイズの微細ホ
ウ化物(ポライド)が均一に分布していることを見い出
した。又、アトマイズ処理は大量生産が可能なプロセス
である。そこで、本発明ではアトマイズ処理された含ボ
ロンオーステナイト系ステンレス銅粉を素材として使用
することにした。
Next, the reason for using the atomized powder of the above components as the raw material will be described. Borides crystallize during solidification, and increasing the solidification rate tends to make them finer. However, in normal ingot casting or continuous casting processes, there is a limit to increasing the solidification rate, and significant borides tend to become finer. On the other hand, atomization is a process in which molten steel flows out from pores and high-pressure water, gas, oil, etc. are sprayed onto the molten steel flow to rapidly solidify it into powder. It is possible to easily achieve a solidification rate of more than 100 ml. It has been found that in atomized boron-containing austenitic stainless steel, fine borides (polides) with a size of 1 μm or less are uniformly distributed. Furthermore, atomization is a process that can be mass-produced. Therefore, in the present invention, it was decided to use an atomized boron-containing austenitic stainless steel copper powder as the material.

上記粉末(2)を第1図(a) (b)に示すような鋼
製の缶(1)に充填し、真空脱気・封入後HIP処理す
れば粉末は固化すると同時に缶(1)と接合し、第2図
のような断面を有する所謂クラッド銅片X′となる。又
そのクラッド鋼片X′をそのまま熱間圧延すれば、第3
図の圧延方向に直角な面で切った断面図に示されるよう
なりラッド鋼片Xとなる。
The above powder (2) is filled into a steel can (1) as shown in Figures 1 (a) and (b), vacuum degassed and sealed, and then subjected to HIP treatment. They are joined to form a so-called clad copper piece X' having a cross section as shown in FIG. Also, if the clad steel piece X' is hot rolled as it is, the third
A rad steel billet X is obtained as shown in the cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the rolling direction.

本発明では粉末(2)の充填容器として、板厚2〜50
■のSUS304(L)或いはSUS316(L)の角
缶(1)を用いている。
In the present invention, as a filling container for powder (2), the plate thickness is 2 to 50 mm.
A square can (1) made of SUS304 (L) or SUS316 (L) is used.

そのうち、缶(1)の材質をSUS304(L)、5O
3316(L)に限定した理由は、その優れた耐食性、
延性及びコストにある。キャスク用バスケット材には耐
食性が要求されるが、上記缶(1)に炭素鋼を使用して
表面が炭素鋼の含ボロンオーステナイト系ステンレスク
ラッド鋼板を製造したのでは耐食性が非常に劣ったもの
になってしまう、即ち、耐食性を向上させる観点からは
、缶(1)の材質はステンレス鋼であることが必要であ
る。このステンレス鋼の中でもフェライト系のものはオ
ーステナイト系に比較して延性、靭性が劣るので本発明
の缶(1)材質から除外すると共に、オーステナイト系
のステンレス鋼の中でも入手が容易で低価格の5tlS
304(L)、SUS316(L)に限定した。
Among them, the material of the can (1) is SUS304 (L), 5O
The reason for choosing 3316(L) is its excellent corrosion resistance,
It lies in ductility and cost. Cask basket materials are required to have corrosion resistance, but if carbon steel is used for the can (1) and a boron-containing austenitic stainless clad steel plate with a carbon steel surface is manufactured, the corrosion resistance will be extremely poor. In other words, from the viewpoint of improving corrosion resistance, the material of the can (1) needs to be stainless steel. Among these stainless steels, ferritic stainless steels are inferior in ductility and toughness compared to austenitic stainless steels, so they are excluded from the can (1) materials of the present invention.
304 (L) and SUS316 (L).

次に缶(1)の形状の限定理由について述べると、一般
にはHIP処理する時に円筒形の容器に粉末(2)を充
填すのが一般的である。しかし、本発明では、圧延時の
耳割れを防止するために角形に限定した。即ち、円筒形
の缶(1)を使用すれば当然円筒形の鋼片ができる。そ
れを板圧延に供した場合、ロールに接しない自由表面が
広くなり、該自由表面には引張応力が作用するため、角
形の鋼片X′に比べ耳割れが発生し易くなる。よって、
ここでは缶(1)の形状を角形にするものとする。前述
の第1図(a)(b)にはこのような角形の缶(1)の
構成が図示されており、−側面に開口を有する箱状の缶
本体(1a)と、その開口を閉塞する缶蓋(1b)から
なり、缶本体(1a)の中に粉末(2)を充填した後、
缶蓋(1b)で閉塞せしめてその周囲を溶接することで
取付け、該缶蓋(lb)に設けられた脱気孔(10)か
ら缶(1)内部を真空脱気してこれを圧着封止する。
Next, the reason for limiting the shape of the can (1) will be described. Generally, when HIPing is performed, a cylindrical container is generally filled with powder (2). However, in the present invention, the shape is limited to a square shape in order to prevent edge cracking during rolling. That is, if a cylindrical can (1) is used, a cylindrical piece of steel can naturally be produced. When it is subjected to plate rolling, the free surface that is not in contact with the rolls is widened, and tensile stress acts on the free surface, so that edge cracking is more likely to occur than in a rectangular steel piece X'. Therefore,
Here, the shape of the can (1) is assumed to be square. The configuration of such a rectangular can (1) is illustrated in FIGS. 1(a) and 1(b), which include: - a box-shaped can body (1a) with an opening on the side; After filling the powder (2) into the can body (1a),
It is attached by closing it with a can lid (1b) and welding the surrounding area, vacuum deaerating the inside of the can (1) through the deaeration hole (10) provided in the can lid (lb), and sealing it by crimping. do.

又、缶の板厚については次のような理由から限定される
。そもそも本発明でクラッド化を図っているのは、耐食
性の向上、耳割れの抑制、角曲げ時の割れ防止のためで
あるが、含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼で耳割
れが発生し易い理由を考えてみると、同調は、ポライド
の融点が1170℃付近にあるため、クラッド鋼片X′
の圧延を行なう時はそれ以下の温度に限られ、更に温度
が低くなるに従って延性を急激に失う。特に鋼片X′の
幅端部の表面付近は、圧延中冷え易く、そのうえ上述し
たように引張応力場にあるため、耳割れが発生するので
ある。
Furthermore, the thickness of the can can is limited for the following reasons. In the first place, the purpose of cladding in the present invention is to improve corrosion resistance, suppress edge cracking, and prevent cracking during corner bending, but considering the reason why edge cracking is likely to occur in boron-containing austenitic stainless steel. As a result, the melting point of polide is around 1170°C, so the clad steel piece X'
When rolling is carried out, it is limited to temperatures below this temperature, and as the temperature is further lowered, ductility is rapidly lost. In particular, the area near the surface of the width end of the steel piece X' is easily cooled during rolling, and is also in the tensile stress field as described above, so edge cracking occurs.

従って一般に含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の
圧延可能な範囲は、非常に狭い温度範囲に限られる。表
面がSUS304(L)、SUS316(L)に覆われ
た含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼片X′の場合
には、圧延中湿度低下の大きい引張応力の作用する幅端
部に延性の高い5O3304(L)、SUS316(L
)が位置しているので、耳割れが抑制される。しかし、
後述する試験結果から明らかなように、缶(1)の厚さ
が2画より簿い場合にはその効果が小さいので、2m以
上とした。又、缶(1)の厚さが厚くなるほど、耳割れ
抑制には効果があるものの、50mnを超えると缶(1
)の剛性が大きくなり、HIP処理時、缶(1)のコー
ナ部分に圧力が十分にかからず、その部分の粉末(2)
の同化が不十分になってしまう。一方、熱間押出におい
ても、缶厚が50mnを超えるとコーナ部分の欠は落ち
が顕著になる。従って、缶(1)の厚さの上限を50+
nmに限定した。又、鋼板Xをバスケットに曲げ成形す
る時、鋼板X表面付近は、最も引張応力がかかる部分で
ある。延性に優れたSUS304(L)、SUS316
(L)のクラッド鋼板Xの場合には、上記の曲げ加工時
の割れが抑制されることになる。
Therefore, the range in which boron-containing austenitic stainless steel can be rolled is generally limited to a very narrow temperature range. In the case of a boron-containing austenitic stainless steel piece X' whose surface is covered with SUS304 (L) or SUS316 (L), highly ductile 5O3304 (L ), SUS316 (L
) is located, so ear cracking is suppressed. but,
As is clear from the test results described later, the effect is small when the thickness of the can (1) is less than two strokes, so the thickness was set to 2 m or more. In addition, the thicker the can (1) is, the more effective it is in suppressing edge cracking, but if the thickness exceeds 50 mm, the thickness of the can (1) is more effective.
) increases in rigidity, and during the HIP process, sufficient pressure is not applied to the corner part of the can (1), causing the powder (2) in that part to increase.
Assimilation becomes insufficient. On the other hand, even in hot extrusion, when the can thickness exceeds 50 mm, chipping at the corners becomes noticeable. Therefore, the upper limit of the thickness of can (1) is 50+
limited to nm. Further, when the steel plate X is bent and formed into a basket, the area near the surface of the steel plate X is the part where the most tensile stress is applied. SUS304 (L), SUS316 with excellent ductility
In the case of the clad steel plate X (L), cracking during the above-mentioned bending process is suppressed.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の具体的実施例につき説明する。 Specific examples of the present invention will be described.

下記第1表に示す成分組成を有するアトマイズ粉及びイ
ンゴットを用いて、更に下記第2表に示される本発明法
及び従来法の各製造方法により、クラッド鋼板及びソリ
ッド鋼板を製造した。
Clad steel plates and solid steel plates were manufactured using atomized powder and ingots having the compositions shown in Table 1 below, and according to the manufacturing methods of the present invention and conventional methods shown in Table 2 below.

一15= −16= 尚、第1表に示されるアトマイズ粉としては、=42メ
ツシュ以下のガスアトマイズ粉を使用している。又、鋳
造法の素材としては5 tonインゴットを使用した。
-15 = -16 = As the atomized powder shown in Table 1, gas atomized powder with a mesh size of =42 or less is used. Furthermore, a 5 ton ingot was used as the material for the casting method.

又、第2表に示されたHIPソリッド法及び熱押ソリッ
ド法は上記アトマイズ粉末をHI P或いは熱間押出で
固化した後、缶の部分を研削除去してB−8O8だけの
ソリッド鋼片とし、これを熱間圧延することでソリッド
鋼板とするものである。
Furthermore, in the HIP solid method and hot extrusion solid method shown in Table 2, the atomized powder is solidified by HIP or hot extrusion, and then the can part is ground away to form a solid steel piece of only B-8O8. , which is then hot rolled into a solid steel plate.

まず、本発明の特徴である粉末を充填する容器の厚さを
限定した根拠となる実施例について述べる。素材として
は、第1表のNn 5のアトマイズ粉を使用した。その
アトマイズ粉を厚み0.5〜80画のSUS304(L
)製の角形の缶に充填・真空密封後、1150℃X 2
000気圧×2時間保持の条件でHIP処理し、鋼片を
製造した。その鋼片のコーナ部分(元粉末の部分)より
密度測定サンプルを採取し、到達密度を測定した。その
結果を第4図に示す。同図より缶の厚みが50mmを超
えると真密度に到達しないことが明らかであり、缶厚の
上限を50冊に限定した。
First, an example will be described which is the basis for limiting the thickness of the container filled with powder, which is a feature of the present invention. As the material, Nn 5 atomized powder shown in Table 1 was used. The atomized powder is made of SUS304 (L) with a thickness of 0.5 to 80 mm.
) Filled and vacuum-sealed square cans at 1150℃ x 2
HIP treatment was performed under the conditions of holding at 000 atm x 2 hours to produce a steel piece. A sample for density measurement was taken from the corner part (original powder part) of the steel piece, and the achieved density was measured. The results are shown in FIG. From the figure, it is clear that if the can thickness exceeds 50 mm, the true density will not be reached, so the upper limit of the can thickness was limited to 50 books.

尚、第4図中相対審度とは、固化した後のコーナ部から
採取した試料の密度を真密度(=7.92g/cc)で
除したものである。
In addition, the relative density in FIG. 4 is the density of the sample taken from the corner after solidification divided by the true density (=7.92 g/cc).

又、上記のHIP鋼片(SUS304(L)とクラット
化している)を1150°C加熱後、10%/パスの連
続熱間圧延し、耳割れ発生温度について調べた。その結
果を第5図に示す。缶厚が2mまでは、缶の部分を除去
したソリッド鋼片の場合と比較し、顕著な耳割れの発生
温度の低下は認められない。従って、缶厚の下限を2n
nに限定した。
Further, the above HIP steel piece (crutted with SUS304 (L)) was heated to 1150°C, then continuously hot rolled at 10%/pass, and the temperature at which edge cracking occurred was investigated. The results are shown in FIG. When the can thickness is up to 2 m, no significant drop in the temperature at which edge cracking occurs is observed compared to the case of a solid steel piece with the can part removed. Therefore, the lower limit of can thickness is 2n
limited to n.

下記第3表は、第1表及び第2表に示した素材及びプロ
セスにより製造した鋼板の耳割れの発生状況、曲げ時の
割れの発生の有無及び孔食電位について示している。そ
のうち曲げ試験は、曲げ半径2t〜4t (t :厚み
)の90°の密着曲げであり、常温にて実施した。又、
孔食電位の測定は、JIS  GO577に従って実施
した。この表中の孔食電位は、飽和甘こう照合電極を使
用した場合の電流密度100μA / an 2に対応
する値(Vvs SCE at 100μA/ an2
)を用いている。
Table 3 below shows the occurrence of edge cracks, the presence or absence of cracks during bending, and the pitting corrosion potential of steel plates manufactured using the materials and processes shown in Tables 1 and 2. The bending test was a 90° close bending with a bending radius of 2t to 4t (t: thickness), and was conducted at room temperature. or,
The pitting potential was measured according to JIS GO577. The pitting potential in this table is the value corresponding to a current density of 100 μA/an2 when using a saturated agar reference electrode (V vs SCE at 100 μA/an2
) is used.

本発明法による鋼板は、耳割れ発生が皆無であり、曲げ
試験においても2を曲げ可能であり、孔食電位も0.2
v以上の良好な値を示す。
The steel plate produced by the method of the present invention has no edge cracking, can be bent at 2 in bending tests, and has a pitting potential of 0.2.
Shows a good value of v or more.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように本発明はによれば、含ボロンオーステナイ
ト系ステンレスアトマイズ粉を適正な厚みのSUS30
4 (L)、SUS316(L)製の角缶に充填し、H
IP及び熱間押出にて固化し、クラッド鋼片にした後熱
間圧延して表面:SUS304(L)又はSUS316
(L)/内部二含ボロンオーステナイト系ステンレスの
クラッド鋼板が製造されることになり、このような製造
方法で作られたクラッド鋼板は、圧延時の耳割れの抑制
及び使用済み核燃料貯蔵・輸送用キャスクのバスケット
に曲げ成形する時に小さな曲げ半径で成形できる等加工
性の面で顕著な効果があるだけでなく、耐食性の向上が
著しく、使用時の腐食の問題を大いに軽減する効果があ
る。
As described above, according to the present invention, boron-containing austenitic stainless steel atomized powder is made of SUS30 of an appropriate thickness.
4 (L), filled into a square can made of SUS316 (L),
Solidified by IP and hot extrusion, made into a clad steel piece, then hot rolled to surface: SUS304 (L) or SUS316
(L)/A clad steel plate made of internally di-boron austenitic stainless steel will be produced, and the clad steel plate made by this manufacturing method will be useful for suppressing edge cracking during rolling and for used nuclear fuel storage and transportation. Not only does it have remarkable effects in terms of workability, such as being able to bend it into a cask basket with a small bending radius, but it also has a remarkable improvement in corrosion resistance, which has the effect of greatly reducing corrosion problems during use.

その他、アトマイズ粉を素材とすること及びSUS30
4(L)、5O3316(L)とクラッド化することで
、靭性も改善されており、安全の上においても効果が期
待される。
In addition, the material must be atomized powder and SUS30
By cladding with 4(L) and 5O3316(L), the toughness is also improved and an effect on safety is expected.

本発明は今後、需要の増加が予想され、又、社会的にも
意義の大きい原子力廃棄物の貯蔵や輸送のために使用さ
れる含ボロンオーステナイト系ステンレス鋼の性能を飛
躍的に向上させるものであり、その社会的価値は非常に
高い。
The present invention dramatically improves the performance of boron-containing austenitic stainless steel, which is used for the storage and transportation of nuclear waste, for which demand is expected to increase in the future and is also of great social significance. Yes, and its social value is extremely high.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)(b)は本発明法で用いられる粉末充填缶
の模式図、第2図は本発明法の製造過程で作られたクラ
ッド鋼片の断面模式図、第3図は本発明法のクラッド鋼
板の断面図、第4図は粉末充填缶の厚みとHIP鋼片コ
ーナ部の到達相対密度の関係を示すグラフ図、第5図は
粉末充填缶の厚みと熱間圧延時の耳割れ発生温度との関
係を示すグラフ図である。 図中、(1)は缶、(2)は粉末、X′はクラッド鋼片
、Xはクラッド鋼板を各示す。 第1図 第2FIA
Figures 1 (a) and (b) are schematic diagrams of a powder-filled can used in the method of the present invention, Figure 2 is a schematic cross-sectional diagram of a clad steel piece made in the manufacturing process of the method of the present invention, and Figure 3 is a schematic diagram of the powder-filled can used in the method of the present invention. A cross-sectional view of the clad steel plate according to the invention method. Figure 4 is a graph showing the relationship between the thickness of the powder-filled can and the relative density reached at the corner of the HIP steel billet. Figure 5 is the relationship between the thickness of the powder-filled can and the relative density reached during hot rolling. FIG. 2 is a graph diagram showing the relationship with the temperature at which edge cracking occurs. In the figure, (1) indicates a can, (2) indicates powder, X' indicates a clad steel piece, and X indicates a clad steel plate. Figure 1 2FIA

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)重量%にしてB:0.3〜3.0%、C:0.0
8%以下、Si:0.01〜2.0%、Mn:2.0%
以下、Cr:16.0〜20.0%、Ni:8.0〜1
5.0%、N:0.2%以下を含有し、残部が鉄及び不
可避的不純物よりなるアトマイズ粉末を、板厚2〜50
mmのSUS304(L)或いはSUS316(L)製
の角缶に入れ熱間等方圧加圧又は熱間押出にてクラッド
鋼片にした後、熱間圧延することを特徴とする鋼板表面
にオーステナイト系ステンレス鋼をクラッドした耐食性
・加工性に優れる含ボロンオーステナイト系ステンレス
鋼板の製造方法。
(1) B: 0.3-3.0%, C: 0.0 in weight%
8% or less, Si: 0.01-2.0%, Mn: 2.0%
Below, Cr: 16.0-20.0%, Ni: 8.0-1
5.0%, N: 0.2% or less, and the balance is iron and unavoidable impurities.
A steel plate with austenite on its surface, which is characterized in that it is placed in a square can made of SUS304 (L) or SUS316 (L) of mm and is made into a clad steel piece by hot isostatic pressing or hot extrusion, and then hot rolled. A method for manufacturing a boron-containing austenitic stainless steel plate that is clad with stainless steel and has excellent corrosion resistance and workability.
(2)重量%にしてB:0.3〜3.0%、C:0.0
8%以下、Si:0.01〜2.0%、Mn:2.0%
以下、Cr:16.0〜20.0%、Ni:8.0〜1
5.0%、Mo:3.0%以下、N:0.2%以下を含
有し、残部が鉄及び不可避的不純物よりなるアトマイズ
粉末を、板厚2〜50mmのSUS304(L)或いは
SUS316(L)製の角缶に入れ熱間等方圧加圧又は
熱間押出にてクラッド鋼片にした後、熱間圧延すること
を特徴とする鋼板表面にオーステナイト系ステンレス鋼
をクラッドした耐食性・加工性に優れる含ボロンオース
テナイト系ステンレス鋼板の製造方法。
(2) B: 0.3-3.0%, C: 0.0 in weight%
8% or less, Si: 0.01-2.0%, Mn: 2.0%
Below, Cr: 16.0-20.0%, Ni: 8.0-1
5.0%, Mo: 3.0% or less, N: 0.2% or less, and the balance is iron and unavoidable impurities. Corrosion resistance and processing with austenitic stainless steel cladding on the steel plate surface characterized by placing it in a square can made of L) and making it into a clad steel piece by hot isostatic pressing or hot extrusion, and then hot rolling. A method for manufacturing a boron-containing austenitic stainless steel sheet with excellent properties.
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