JPH0533104A - 耐熱性， 低温靭性および溶接性に優れたフエライト系耐熱用ステンレス鋼 - Google Patents
耐熱性， 低温靭性および溶接性に優れたフエライト系耐熱用ステンレス鋼Info
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- JPH0533104A JPH0533104A JP20883491A JP20883491A JPH0533104A JP H0533104 A JPH0533104 A JP H0533104A JP 20883491 A JP20883491 A JP 20883491A JP 20883491 A JP20883491 A JP 20883491A JP H0533104 A JPH0533104 A JP H0533104A
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Abstract
(57)【要約】
〔目的〕 優れた高温強度および耐高温酸化特性を有
し, かつフエライト系ステンレス鋼の欠点である低温靭
性を改善し，また製造上および施工上問題となる溶接部
の溶接高温割れを防止したフエライト系耐熱用ステンレ
ス鋼を得る。 〔構成〕 重量％において, Ｃ：0.03％以下, Ｓi：0.1
〜0.6％未満, Ｍn:0.6〜2.0％, Ｓ：0.006％以下, Ｃr:
17.0〜25.0％, Ｎb:0.2〜0.6％, Ｍo:0.5〜2.5％, Ｃu:
0.1〜0.3％未満, Ｎ：0.03％以下を含み，場合によって
はさらに，Ａl：0.5％以下, Ｔi：0.5％以下, Ｖ：0.5
％以下, Ｚr：1.0％以下, Ｗ：1.5％以下, Ｂ：0.01％
以下, REM:0.1％以下の１種または２種以上を含有した
うえ，Ｍn％／Ｓ％の比が200以上で，且つ〔Ｎb〕＝Ｎb
％−８（Ｃ％＋Ｎ％）の式に従う〔Ｎb〕が0.2以上の関
係を満足するようにこれらの元素を含有し，残部がＦe
および製造上の不可避的不純物からなる耐熱性, 低温靭
性および溶接性に優れたフエライト系耐熱用ステンレス
鋼である。
し, かつフエライト系ステンレス鋼の欠点である低温靭
性を改善し，また製造上および施工上問題となる溶接部
の溶接高温割れを防止したフエライト系耐熱用ステンレ
ス鋼を得る。 〔構成〕 重量％において, Ｃ：0.03％以下, Ｓi：0.1
〜0.6％未満, Ｍn:0.6〜2.0％, Ｓ：0.006％以下, Ｃr:
17.0〜25.0％, Ｎb:0.2〜0.6％, Ｍo:0.5〜2.5％, Ｃu:
0.1〜0.3％未満, Ｎ：0.03％以下を含み，場合によって
はさらに，Ａl：0.5％以下, Ｔi：0.5％以下, Ｖ：0.5
％以下, Ｚr：1.0％以下, Ｗ：1.5％以下, Ｂ：0.01％
以下, REM:0.1％以下の１種または２種以上を含有した
うえ，Ｍn％／Ｓ％の比が200以上で，且つ〔Ｎb〕＝Ｎb
％−８（Ｃ％＋Ｎ％）の式に従う〔Ｎb〕が0.2以上の関
係を満足するようにこれらの元素を含有し，残部がＦe
および製造上の不可避的不純物からなる耐熱性, 低温靭
性および溶接性に優れたフエライト系耐熱用ステンレス
鋼である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，各種内燃機関の排ガス
系統用材料あるいは各種燃焼機器などに用いられるフエ
ライト系ステンレス鋼に関するものである。
系統用材料あるいは各種燃焼機器などに用いられるフエ
ライト系ステンレス鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年，自動車あるいは工場から排出され
るガスによる大気汚染が大きな問題となっている。例え
ば自動車の排気ガスは公害防止の観点からＮＯX, ＨＣ,
ＣＯなどの量が規制されてきたが，最近では酸性雨な
どの点からその規制がより厳しくなる傾向にあり, 排気
ガス浄化効率の向上が必要となってきた。
るガスによる大気汚染が大きな問題となっている。例え
ば自動車の排気ガスは公害防止の観点からＮＯX, ＨＣ,
ＣＯなどの量が規制されてきたが，最近では酸性雨な
どの点からその規制がより厳しくなる傾向にあり, 排気
ガス浄化効率の向上が必要となってきた。
【０００３】他方, 自動車では浄化効率の向上に加え,
エンジンの高出力化あるいは性能アップの要求が高まり
排ガス温度は上昇する傾向にある。このような背景から
排気ガス系統の部材は運転中にきわめて高温になり, ま
た機械の振動や外部からの振動による機械的な応力変
動, あるいは運転パターンに依存した加熱−冷却サイク
ル, さらには寒冷地での冬季温度の低下による温度変動
を受けるなど，きわめて過酷な状況下にさらされること
になる。
エンジンの高出力化あるいは性能アップの要求が高まり
排ガス温度は上昇する傾向にある。このような背景から
排気ガス系統の部材は運転中にきわめて高温になり, ま
た機械の振動や外部からの振動による機械的な応力変
動, あるいは運転パターンに依存した加熱−冷却サイク
ル, さらには寒冷地での冬季温度の低下による温度変動
を受けるなど，きわめて過酷な状況下にさらされること
になる。
【０００４】ステンレス鋼などの耐熱鋼をこれらの用途
で使用する場合,耐熱性に優れることは無論であるが，
板材あるいはパイプのいずれかを用いても溶接施工を要
するので溶接性に優れることが必要となる。従って, こ
れらの用途では，耐熱性, 低温靭性, 溶接性，加工性を
同時に兼備することが重要な課題となる。
で使用する場合,耐熱性に優れることは無論であるが，
板材あるいはパイプのいずれかを用いても溶接施工を要
するので溶接性に優れることが必要となる。従って, こ
れらの用途では，耐熱性, 低温靭性, 溶接性，加工性を
同時に兼備することが重要な課題となる。
【０００５】SUS304に代表されるオーステナイト系ステ
ンレス鋼は加工性に優れ且つ溶接性も良好であるために
上記のような用途に対して有望な材料であると考えられ
ている。しかし, オーステナイト系ステンレス鋼は熱膨
張係数が大きいことから，加熱−冷却を受けるような用
途では使用中に発生する熱応力による熱疲労破壊が懸念
されている。またオーステナイト系ステンレス鋼は熱膨
張係数が大きいことから，加熱−冷却によって表面酸化
物が剥離しやすい。
ンレス鋼は加工性に優れ且つ溶接性も良好であるために
上記のような用途に対して有望な材料であると考えられ
ている。しかし, オーステナイト系ステンレス鋼は熱膨
張係数が大きいことから，加熱−冷却を受けるような用
途では使用中に発生する熱応力による熱疲労破壊が懸念
されている。またオーステナイト系ステンレス鋼は熱膨
張係数が大きいことから，加熱−冷却によって表面酸化
物が剥離しやすい。
【０００６】このようなことから，この種の用途におい
て一部ではInconel 600に代表されるＮi基の合金が使用
されている。この合金材料は熱膨張係数が低く, また表
面酸化物の密着性など耐高温酸化特性に優れ, 且つ優れ
た高温強度を有しているので有望な材料であるが，極め
て高価な材料であるため広く一般に使用されるには至っ
ていない。
て一部ではInconel 600に代表されるＮi基の合金が使用
されている。この合金材料は熱膨張係数が低く, また表
面酸化物の密着性など耐高温酸化特性に優れ, 且つ優れ
た高温強度を有しているので有望な材料であるが，極め
て高価な材料であるため広く一般に使用されるには至っ
ていない。
【０００７】一方, フエライト系ステンレス鋼はオース
テナイト系ステンレス鋼に比べ安価であり, また熱膨張
係数が小さいので熱疲労特性に優れている。従って, 加
熱−冷却の温度サイクルを受ける用途では優れた材料で
あると考えられる。そのためか一部の用途に対してType
409やSUS430で代表されるフエライト系ステンレス鋼が
使用され始めている。しかし，これらの材料は900℃以
上になると強度が著しく低下するため，強度不足による
高温疲労破壊を起こすことや, 耐酸化限界を越えると異
常酸化を起こすなどの問題がある。これらの問題に対
し，ＭoやＣrなどを添加することによって高温強度や高
温酸化特性を改善されることは一般的に知られている
が，かような合金元素の添加は一般に鋼の衝撃靭性を著
しく劣化させまた溶接性および加工性も著しく劣るよう
になるため，使用されるには至っていない。
テナイト系ステンレス鋼に比べ安価であり, また熱膨張
係数が小さいので熱疲労特性に優れている。従って, 加
熱−冷却の温度サイクルを受ける用途では優れた材料で
あると考えられる。そのためか一部の用途に対してType
409やSUS430で代表されるフエライト系ステンレス鋼が
使用され始めている。しかし，これらの材料は900℃以
上になると強度が著しく低下するため，強度不足による
高温疲労破壊を起こすことや, 耐酸化限界を越えると異
常酸化を起こすなどの問題がある。これらの問題に対
し，ＭoやＣrなどを添加することによって高温強度や高
温酸化特性を改善されることは一般的に知られている
が，かような合金元素の添加は一般に鋼の衝撃靭性を著
しく劣化させまた溶接性および加工性も著しく劣るよう
になるため，使用されるには至っていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上のように，現状で
は高温強度, 耐酸化性, 耐熱性, 靭性, 溶接性, 加工性
といった多様な性質を同時に満足できるような材料は出
現しておらず, 今後の排気ガス浄化効率の向上, 内燃機
関の高出力化および高性能化などの進展とともにますま
す厳しくなる使用条件および環境に対応するため，高温
強度や熱疲労特性および高温酸化などの耐熱性を具有し
たうえ，製造性, 加工性, 溶接性および低温靭性に優れ
た材料が要望されている。もしフエライト系ステンレス
鋼において優れた耐熱性と高温強度を有し且つ製造性,
加工性, 溶接性および低温靭性に優れた鋼が得られれ
ば, 上記のような特殊用途に対して極めて有望な材料を
得ることができるものと考えられる。
は高温強度, 耐酸化性, 耐熱性, 靭性, 溶接性, 加工性
といった多様な性質を同時に満足できるような材料は出
現しておらず, 今後の排気ガス浄化効率の向上, 内燃機
関の高出力化および高性能化などの進展とともにますま
す厳しくなる使用条件および環境に対応するため，高温
強度や熱疲労特性および高温酸化などの耐熱性を具有し
たうえ，製造性, 加工性, 溶接性および低温靭性に優れ
た材料が要望されている。もしフエライト系ステンレス
鋼において優れた耐熱性と高温強度を有し且つ製造性,
加工性, 溶接性および低温靭性に優れた鋼が得られれ
ば, 上記のような特殊用途に対して極めて有望な材料を
得ることができるものと考えられる。
【０００９】したがって，本発明は，優れた高温強度お
よび耐高温酸化特性を有し, かつフエライト系ステンレ
ス鋼の欠点である低温靭性を改善し，また製造上および
施工上問題となる溶接部の溶接高温割れをも防止したフ
エライト系耐熱用ステンレス鋼の開発を目的としたもの
である。
よび耐高温酸化特性を有し, かつフエライト系ステンレ
ス鋼の欠点である低温靭性を改善し，また製造上および
施工上問題となる溶接部の溶接高温割れをも防止したフ
エライト系耐熱用ステンレス鋼の開発を目的としたもの
である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば，重量％
において, Ｃ：0.03％以下, Ｓi：0.1〜0.6％未満,Ｍn:
0.6〜2.0％, Ｓ：0.006％以下, Ｃr:17.0〜25.0％, Ｎ
b:0.2〜0.6％, Ｍo:0.5〜2.5％, Ｃu:0.1〜0.3％未満,
Ｎ：0.03％以下を含み，場合によってはさらに，Ａl：
0.5％以下, Ｔi：0.5％以下, Ｖ：0.5％以下, Ｚr：1.0
％以下, Ｗ：1.5％以下, Ｂ：0.01％以下, REM:0.1％以
下の１種または２種以上を含有したうえ，前記の範囲に
おいて，Ｍn％／Ｓ％の比が200以上で，且つ 〔Ｎb〕＝Ｎb％−８（Ｃ％＋Ｎ％） の式に従う〔Ｎb〕が0.2以上の関係を満足するようにこ
れらの元素を含有し，残部がＦeおよび製造上の不可避
的不純物からなる耐熱性, 低温靭性および溶接性に優れ
たフエライト系耐熱用ステンレス鋼を提供する。
において, Ｃ：0.03％以下, Ｓi：0.1〜0.6％未満,Ｍn:
0.6〜2.0％, Ｓ：0.006％以下, Ｃr:17.0〜25.0％, Ｎ
b:0.2〜0.6％, Ｍo:0.5〜2.5％, Ｃu:0.1〜0.3％未満,
Ｎ：0.03％以下を含み，場合によってはさらに，Ａl：
0.5％以下, Ｔi：0.5％以下, Ｖ：0.5％以下, Ｚr：1.0
％以下, Ｗ：1.5％以下, Ｂ：0.01％以下, REM:0.1％以
下の１種または２種以上を含有したうえ，前記の範囲に
おいて，Ｍn％／Ｓ％の比が200以上で，且つ 〔Ｎb〕＝Ｎb％−８（Ｃ％＋Ｎ％） の式に従う〔Ｎb〕が0.2以上の関係を満足するようにこ
れらの元素を含有し，残部がＦeおよび製造上の不可避
的不純物からなる耐熱性, 低温靭性および溶接性に優れ
たフエライト系耐熱用ステンレス鋼を提供する。
【００１１】
【作用】本発明者は前記の目的を達成すべく試験研究を
重ねた結果，以下のような知見を得ることができた。
重ねた結果，以下のような知見を得ることができた。
【００１２】図１は，製品としての靭性を把握するため
にＦe-18％Ｃr-２％Ｍo-0.45％Ｎbを基本組成とした鋼
のシャルピー衝撃靭性に及ぼすＣuの影響を調べた結果
を示したものである。Ｍoを添加すると衝撃値が低下す
ることは従来より知られているが，さらにＣuを複合添
加することにより靭性が改善されるという新しい知見を
得ることができた。このことは重大な知見であり, 冬季
の低温環境化にさらされる部材には特に有効と考えら
れ，今後予想されるますます厳しい条件においても使用
可能となり, フエライト系ステンレス鋼の新しい用途拡
大につながるものと考えられる。
にＦe-18％Ｃr-２％Ｍo-0.45％Ｎbを基本組成とした鋼
のシャルピー衝撃靭性に及ぼすＣuの影響を調べた結果
を示したものである。Ｍoを添加すると衝撃値が低下す
ることは従来より知られているが，さらにＣuを複合添
加することにより靭性が改善されるという新しい知見を
得ることができた。このことは重大な知見であり, 冬季
の低温環境化にさらされる部材には特に有効と考えら
れ，今後予想されるますます厳しい条件においても使用
可能となり, フエライト系ステンレス鋼の新しい用途拡
大につながるものと考えられる。
【００１３】図２は，もう一方の重要特性である高温酸
化特性のうち，耐スケール剥離性に及ぼすＭnの影響を
調べたものである。試験はＦe-18％Ｃr-２％Ｍo-0.45％
Ｎbを基本組成としてＭn量を変化させ, 大気中で900℃
および1000℃において100時間の連続酸化を実施し，ス
ケール剥離量を調査した。その結果, いずれの試験温度
でもＭnを0.6％以上添加することによってスケール剥離
が抑制された。従って, Ｍnはフエライト系ステンレス
鋼の耐酸化限界を上昇させるとの知見を得た。
化特性のうち，耐スケール剥離性に及ぼすＭnの影響を
調べたものである。試験はＦe-18％Ｃr-２％Ｍo-0.45％
Ｎbを基本組成としてＭn量を変化させ, 大気中で900℃
および1000℃において100時間の連続酸化を実施し，ス
ケール剥離量を調査した。その結果, いずれの試験温度
でもＭnを0.6％以上添加することによってスケール剥離
が抑制された。従って, Ｍnはフエライト系ステンレス
鋼の耐酸化限界を上昇させるとの知見を得た。
【００１４】図３は，Ｆe-18％Ｃr-２％Ｍo-0.45％Ｎb
を基本組成とし，図１で効果の認められた適量のＭoと
Ｃuを複合添加したうえ，ＭnとＳを変動させ，溶接高温
割れに及ぼすＭn／Ｓ比の影響を調べたものである。溶
接高温割れは，1.2mm厚の冷延焼鈍板を作成し，40mm×2
00mmの試験片に加工後, 試験片の両端を保持して長手方
向に引張応力を付与した状態にてTIG溶接を行い, 割れ
が発生し始める最小の歪量を臨界歪量とし，これを溶接
高温割れ感受性の指標とした。図３に見られるように，
Ｍo-Ｃu複合添加の場合Ｍn／Ｓが200以上となると臨界
歪量が増大して溶接性が改善される効果が認められた。
この結果，溶接高温割れを改善するためにはＭn／Ｓが2
00以上となる適正量のＭnを添加することが有効である
との知見を得た。
を基本組成とし，図１で効果の認められた適量のＭoと
Ｃuを複合添加したうえ，ＭnとＳを変動させ，溶接高温
割れに及ぼすＭn／Ｓ比の影響を調べたものである。溶
接高温割れは，1.2mm厚の冷延焼鈍板を作成し，40mm×2
00mmの試験片に加工後, 試験片の両端を保持して長手方
向に引張応力を付与した状態にてTIG溶接を行い, 割れ
が発生し始める最小の歪量を臨界歪量とし，これを溶接
高温割れ感受性の指標とした。図３に見られるように，
Ｍo-Ｃu複合添加の場合Ｍn／Ｓが200以上となると臨界
歪量が増大して溶接性が改善される効果が認められた。
この結果，溶接高温割れを改善するためにはＭn／Ｓが2
00以上となる適正量のＭnを添加することが有効である
との知見を得た。
【００１５】このような知見事実に基づき, 本発明は高
温強度, 熱疲労特性および耐酸化性に優れ, かつ溶接性
および低温靭性に優れたトータルバランスの良好なフエ
ライト系ステンレス鋼を提供するものである。以下に本
発明鋼における各化学成分値の含有量の限定理由の概要
を述べる。
温強度, 熱疲労特性および耐酸化性に優れ, かつ溶接性
および低温靭性に優れたトータルバランスの良好なフエ
ライト系ステンレス鋼を提供するものである。以下に本
発明鋼における各化学成分値の含有量の限定理由の概要
を述べる。
【００１６】ＣとＮ：ＣとＮは一般的には高温強度を高
めるために重要な元素であるが，反面，含有量が多くな
ると耐酸化性, 加工性ならびに靭性の低下を来す。また
ＣとＮはＮbとの化合物をつくり, フエライト相中の有
効Ｎb量を減少せしめる。したがって, ＣとＮは低いこ
とが望ましく, それぞれ0.03％以下とする。
めるために重要な元素であるが，反面，含有量が多くな
ると耐酸化性, 加工性ならびに靭性の低下を来す。また
ＣとＮはＮbとの化合物をつくり, フエライト相中の有
効Ｎb量を減少せしめる。したがって, ＣとＮは低いこ
とが望ましく, それぞれ0.03％以下とする。
【００１７】Ｓi：Ｓiは耐酸化性の向上には有効な元素
である。しかし，過剰に添加すると硬さが上昇し，加工
性および靭性の低下をもたらすので，0.1〜0.6％未満の
範囲とする。
である。しかし，過剰に添加すると硬さが上昇し，加工
性および靭性の低下をもたらすので，0.1〜0.6％未満の
範囲とする。
【００１８】Ｍn：Ｍnは前述の試験結果に示したように
溶接高温割れに有害なＳをＭnＳの形で固定し，溶接金
属中のＳを除去, 減少せしめる。Ｓ自身の低減も有効で
あるが，Ｍn／Ｓ≧200以上の関係を満足すれば良好な結
果が得られることが判明した。一方, Ｍnは前述のよう
に耐スケール剥離性の面で0.6％以上添加するとによっ
て耐スケール剥離性が改善される。したがって，Ｍnは
0.6〜2.0％の範囲とし,かつＭn／Ｓ≧200の関係を満足
することが必要である。
溶接高温割れに有害なＳをＭnＳの形で固定し，溶接金
属中のＳを除去, 減少せしめる。Ｓ自身の低減も有効で
あるが，Ｍn／Ｓ≧200以上の関係を満足すれば良好な結
果が得られることが判明した。一方, Ｍnは前述のよう
に耐スケール剥離性の面で0.6％以上添加するとによっ
て耐スケール剥離性が改善される。したがって，Ｍnは
0.6〜2.0％の範囲とし,かつＭn／Ｓ≧200の関係を満足
することが必要である。
【００１９】Ｓ：Ｓは上述のごとく溶接高温割れに対し
て有害であるので可能な限り低いほうが望ましいが，低
く押さえるほど製造コストの上昇を招く。本発明鋼にお
いてはＳは0.006％まで許容しても前述のようにＭnの作
用によって十分な耐溶接高温割れを有するのでＳの上限
を0.006％とする。
て有害であるので可能な限り低いほうが望ましいが，低
く押さえるほど製造コストの上昇を招く。本発明鋼にお
いてはＳは0.006％まで許容しても前述のようにＭnの作
用によって十分な耐溶接高温割れを有するのでＳの上限
を0.006％とする。
【００２０】Ｃr：Ｃrは耐酸化性の改善に不可欠の元素
である。下限を17％としたのは900℃以上の耐酸化性を
維持するためには17％以上の含有を必要とするからであ
る。耐酸化性の面からはＣrは高いほど望ましいが，過
剰に添加すると鋼の脆化を招き, また硬さの上昇によっ
て加工性も劣化するので上限は25％とする。
である。下限を17％としたのは900℃以上の耐酸化性を
維持するためには17％以上の含有を必要とするからであ
る。耐酸化性の面からはＣrは高いほど望ましいが，過
剰に添加すると鋼の脆化を招き, また硬さの上昇によっ
て加工性も劣化するので上限は25％とする。
【００２１】Ｎb：Ｎbは高温強度を維持せしめるのに必
要な元素である。また加工性および耐酸化性の改善や高
周波溶接による造管性にも好影響を及ぼす。後述表２の
高温引張試験結果からもわかるように，高温強度を改善
するためには少なくとも0.2％以上添加する必要があ
る。しかしＮbはＣとＮによる化合物をつくるので，た
だ単に下限を0.2％としてもＣとＮの量によって固溶Ｎb
量は減少し，高温強度に及ぼすＮbの効果は減少する。
したがって 〔Ｎb〕＝Ｎb％−８（Ｃ％＋Ｎ％） の式に従う〔Ｎb〕が0.2％以上となる関係を満足するこ
とが必要である。一方,Ｎbを過剰に添加すると溶接高温
割れ感受性が高くなる。十分な高温強度を維持し，なお
かつ溶接高温割れ感受性に余り影響を及ぼさないように
Ｎbの上限を0.6％とする。
要な元素である。また加工性および耐酸化性の改善や高
周波溶接による造管性にも好影響を及ぼす。後述表２の
高温引張試験結果からもわかるように，高温強度を改善
するためには少なくとも0.2％以上添加する必要があ
る。しかしＮbはＣとＮによる化合物をつくるので，た
だ単に下限を0.2％としてもＣとＮの量によって固溶Ｎb
量は減少し，高温強度に及ぼすＮbの効果は減少する。
したがって 〔Ｎb〕＝Ｎb％−８（Ｃ％＋Ｎ％） の式に従う〔Ｎb〕が0.2％以上となる関係を満足するこ
とが必要である。一方,Ｎbを過剰に添加すると溶接高温
割れ感受性が高くなる。十分な高温強度を維持し，なお
かつ溶接高温割れ感受性に余り影響を及ぼさないように
Ｎbの上限を0.6％とする。
【００２２】Ｍo：Ｍoは高温強度を上昇させる。また耐
高温酸化性および耐食性の改善にも有効である。一方,
過剰に添加すると低温での靭性を著しく低下させ, ま
た，製造性および加工性の低下を来すため0.5〜2.5％と
した。
高温酸化性および耐食性の改善にも有効である。一方,
過剰に添加すると低温での靭性を著しく低下させ, ま
た，製造性および加工性の低下を来すため0.5〜2.5％と
した。
【００２３】Ｃu：Ｃuは前述の試験結果で述べたように
靭性面で非常に有効な元素であり，本発明鋼の重要な元
素である。靭性改善効果を得るためには図１に見られる
ように0.1％以上必要であるため，下限値を0.1％とし
た。一方, 過剰に添加すると硬質となり加工性を害する
ことや,Ｍoが2.5％以下の添加鋼においてはＣu 0.3％以
上において顕著なＣu添加効果が認められないことから,
上限を0.3％未満とする。
靭性面で非常に有効な元素であり，本発明鋼の重要な元
素である。靭性改善効果を得るためには図１に見られる
ように0.1％以上必要であるため，下限値を0.1％とし
た。一方, 過剰に添加すると硬質となり加工性を害する
ことや,Ｍoが2.5％以下の添加鋼においてはＣu 0.3％以
上において顕著なＣu添加効果が認められないことから,
上限を0.3％未満とする。
【００２４】Ａl:Ａlは耐高温酸化特性を改善する。し
かし，過剰に添加すると製造性および溶接性で問題とな
るため上限を0.5％とする。
かし，過剰に添加すると製造性および溶接性で問題とな
るため上限を0.5％とする。
【００２５】Ｔi:Ｔiは高温強度を上昇させ，加工性も
改善する。しかしＡl同様に過剰添加すると製造性およ
び溶接性で問題となるため，上限を0.5％とする。
改善する。しかしＡl同様に過剰添加すると製造性およ
び溶接性で問題となるため，上限を0.5％とする。
【００２６】Ｖ：ＶもＴiと同様に高温強度を上昇さ
せ，加工性を改善する。しかし過剰に添加すると加工性
の低下を招く。よって上限を0.5％とする。
せ，加工性を改善する。しかし過剰に添加すると加工性
の低下を招く。よって上限を0.5％とする。
【００２７】Ｚr:Ｚrは高温強度を上昇させ，高温酸化
特性を改善する。しかし，過剰に添加すると加工性の低
下を招くので上限を1.0％とする。
特性を改善する。しかし，過剰に添加すると加工性の低
下を招くので上限を1.0％とする。
【００２８】Ｗ：ＷもＴiやＶと同様, 高温強度を上昇
させる。しかし過剰に添加すると加工性の低下を招くの
で上限を1.5％とする。
させる。しかし過剰に添加すると加工性の低下を招くの
で上限を1.5％とする。
【００２９】Ｂ：Ｂは熱間加工性を改善し，高温強度も
上昇させ，加工性をも改善する。しかし過剰に添加する
とかえって熱間加工性の低下を招くため，上限を0.01％
とする。
上昇させ，加工性をも改善する。しかし過剰に添加する
とかえって熱間加工性の低下を招くため，上限を0.01％
とする。
【００３０】REM(希土類元素) ：希土類元素は微量添加
によって熱間加工性を改善し，耐酸化性特にスケールの
密着性を改善する。しかし過剰に添加すると逆に熱間加
工性の低下を招くため，上限を0.1％とする。
によって熱間加工性を改善し，耐酸化性特にスケールの
密着性を改善する。しかし過剰に添加すると逆に熱間加
工性の低下を招くため，上限を0.1％とする。
【００３１】以下に実施例を挙げて本発明鋼の作用効果
を具体的に示す。
を具体的に示す。
【実施例】表１に供試材の化学成分を示した。Ｍ１から
Ｍ13までは本発明鋼で, Ｍ14からＭ16までは比較鋼であ
る。これらの鋼について鋼塊より25mmφの丸棒と, 25mm
厚の板に鍛造した。丸棒は950〜1100℃で焼鈍後, JIS標
準の高温引張試験片に加工した。鍛造板は切削後, 1200
℃抽出による熱間圧延を施し,５mmtの熱延板とし，950
から1100℃で焼鈍後, 一部はそのままでシャルピー衝撃
試験片に加工した。残部は冷延, 焼鈍を繰り返して２mm
tの板厚で高温酸化試験を実施し，1.2mmtの板厚におい
て溶接高温割れ試験を実施した。
Ｍ13までは本発明鋼で, Ｍ14からＭ16までは比較鋼であ
る。これらの鋼について鋼塊より25mmφの丸棒と, 25mm
厚の板に鍛造した。丸棒は950〜1100℃で焼鈍後, JIS標
準の高温引張試験片に加工した。鍛造板は切削後, 1200
℃抽出による熱間圧延を施し,５mmtの熱延板とし，950
から1100℃で焼鈍後, 一部はそのままでシャルピー衝撃
試験片に加工した。残部は冷延, 焼鈍を繰り返して２mm
tの板厚で高温酸化試験を実施し，1.2mmtの板厚におい
て溶接高温割れ試験を実施した。
【００３２】表２にJISGO567に準じて実施した高温引張
試験による高温引張強さ, 900および1000℃での100時間
の連続酸化試験によるスケール剥離量, 本文に記載した
溶接高温割れ試験による溶接時の臨界歪量, および4.5m
mtの板で実施したシャルピー衝撃試験結果を示した。
試験による高温引張強さ, 900および1000℃での100時間
の連続酸化試験によるスケール剥離量, 本文に記載した
溶接高温割れ試験による溶接時の臨界歪量, および4.5m
mtの板で実施したシャルピー衝撃試験結果を示した。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】表２の結果から明らかなように，本発明鋼
のＭ１〜Ｍ13はＮbおよびＭoを添加することによって高
温強度が上昇し，また，Ｍnを0.6％以上添加することに
よって連続高温酸化試験の900℃および1000℃における
耐スケール剥離性が著しく改善されている。またＭn/Ｓ
を200以上にすることで溶接時の臨界歪量が著しく改善
されている。シャルピー衝撃試験結果では，Ｍoを添加
するにしたがって衝撃靭性は低下するものの，Ｃuを0.1
％以上添加することによって靭性が改善されることがわ
かる。
のＭ１〜Ｍ13はＮbおよびＭoを添加することによって高
温強度が上昇し，また，Ｍnを0.6％以上添加することに
よって連続高温酸化試験の900℃および1000℃における
耐スケール剥離性が著しく改善されている。またＭn/Ｓ
を200以上にすることで溶接時の臨界歪量が著しく改善
されている。シャルピー衝撃試験結果では，Ｍoを添加
するにしたがって衝撃靭性は低下するものの，Ｃuを0.1
％以上添加することによって靭性が改善されることがわ
かる。
【００３６】一方, 比較鋼のＭ14はＭoを添加していな
いため高温強度が本発明鋼に比べ劣る。またＭ15は本発
明鋼に対しＮbの添加量が低いため，高温強度が低いと
ともに, Ｃuを添加していないため本発明鋼のＣu添加材
に比べ衝撃靭性が低く, Ｍn量も低いため高温酸化特性
および溶接時の臨界歪量も劣る。一方Ｍ16はＭnが低い
ため，本発明鋼に対し高温酸化特性および溶接時の臨界
歪量が劣る。
いため高温強度が本発明鋼に比べ劣る。またＭ15は本発
明鋼に対しＮbの添加量が低いため，高温強度が低いと
ともに, Ｃuを添加していないため本発明鋼のＣu添加材
に比べ衝撃靭性が低く, Ｍn量も低いため高温酸化特性
および溶接時の臨界歪量も劣る。一方Ｍ16はＭnが低い
ため，本発明鋼に対し高温酸化特性および溶接時の臨界
歪量が劣る。
【図１】 Ｆe-18％Ｃr-２％Ｍo-0.45％Ｎbを基本組成
とした鋼のシャルピー衝撃靭性に及ぼすＣuの影響を示
す図である。
とした鋼のシャルピー衝撃靭性に及ぼすＣuの影響を示
す図である。
【図２】 Ｆe-18％Ｃr-２％Ｍo-0.45％Ｎbを基本組成
とした鋼のＭn量を変化させ, 大気中で900℃および1000
℃において100時間の連続酸化を実施し，スケール剥離
量を調査した結果を示す図である。
とした鋼のＭn量を変化させ, 大気中で900℃および1000
℃において100時間の連続酸化を実施し，スケール剥離
量を調査した結果を示す図である。
【図３】 Ｆe-18％Ｃr-２％Ｍo-0.45％Ｎbを基本組成
とし，さらに適量のＭoとＣuを複合添加したうえ，Ｍn
とＳを変動させ，溶接高温割れに及ぼすＭn／Ｓ比の影
響を調べた結果を示す図である。
とし，さらに適量のＭoとＣuを複合添加したうえ，Ｍn
とＳを変動させ，溶接高温割れに及ぼすＭn／Ｓ比の影
響を調べた結果を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中村 定幸
山口県新南陽市野村南町4976番地 日新製
鋼株式会社鉄鋼研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】Ｃ：0.03％以下,Ｓi：0.1〜0.6％未満,Ｍ
n：0.6〜2.0％,Ｓ：0.006％以下,Ｃr：17.0〜25.0％,Ｎ
b：0.2〜0.6％,Ｍo：0.5〜2.5％,Ｃu：0.1〜0.3％未満,
Ｎ：0.03％以下,ただし前記の範囲において,Ｍn％／Ｓ
％の比が200以上で, 且つ 〔Ｎb〕＝Ｎb％−８（Ｃ％＋Ｎ％） の式に従う〔Ｎb〕が0.2以上の関係を満足するようにこ
れらの元素を含有し，残部がＦeおよび製造上の不可避
的不純物からなる耐熱性, 低温靭性および溶接性に優れ
たフエライト系耐熱用ステンレス鋼。 - 【請求項２】Ｃ：0.03％以下,Ｓi：0.1〜0.6％未満,Ｍ
n：0.6〜2.0％,Ｓ：0.006％以下,Ｃr：17.0〜25.0％,Ｎ
b：0.2〜0.6％,Ｍo：0.5〜2.5％,Ｃu：0.1〜0.3％未満,
Ｎ：0.03％以下,を含有し，さらに，Ａl：0.5％以下,
Ｔi：0.5％以下,Ｖ：0.5％以下, Ｚr：1.0％以下, Ｗ：
1.5％以下, Ｂ：0.01％以下, REM:0.1％以下の１種また
は２種以上を含有したうえ，前記の範囲においてＭn％
／Ｓ％の比が200以上で, 且つ 〔Ｎb〕＝Ｎb％−８（Ｃ％＋Ｎ％） の式に従う〔Ｎb〕が0.2以上の関係を満足するようにこ
れらの元素を含有し，残部がＦeおよび製造上の不可避
的不純物からなる耐熱性, 低温靭性および溶接性に優れ
たフエライト系耐熱用ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20883491A JP3219099B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 耐熱性， 低温靭性および溶接性に優れたフエライト系耐熱用ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20883491A JP3219099B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 耐熱性， 低温靭性および溶接性に優れたフエライト系耐熱用ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533104A true JPH0533104A (ja) | 1993-02-09 |
| JP3219099B2 JP3219099B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=16562882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20883491A Expired - Fee Related JP3219099B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 耐熱性， 低温靭性および溶接性に優れたフエライト系耐熱用ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3219099B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6435728B2 (en) | 1999-10-29 | 2002-08-20 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical connector housing, optical connector using the optical connector housing, and connection structure between an optical connector using the same optical connector housing and an optical component |
| JP2009235570A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-10-15 | Jfe Steel Corp | 耐熱性と溶接性に優れるフェライト系ステンレス鋼 |
| WO2013133429A1 (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-12 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | フェライト系ステンレス鋼板 |
| US9063303B2 (en) | 2011-06-06 | 2015-06-23 | Panduit Corp. | Duplex clip assembly for fiber optic connectors |
| EP2351868A4 (en) * | 2008-10-24 | 2016-11-30 | Nippon Steel & Sumikin Sst | FERRITIC STAINLESS STEEL PLATE FOR EGR COOLING DEVICES |
| US10030282B2 (en) | 2012-02-15 | 2018-07-24 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Ferrite-based stainless steel plate having excellent resistance against scale peeling, and method for manufacturing same |
| US10260134B2 (en) | 2012-03-30 | 2019-04-16 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Hot rolled ferritic stainless steel sheet for cold rolling raw material |
| US10385429B2 (en) | 2013-03-27 | 2019-08-20 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Hot-rolled ferritic stainless-steel plate, process for producing same, and steel strip |
| US10450623B2 (en) | 2013-03-06 | 2019-10-22 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Ferritic stainless steel sheet having excellent heat resistance |
-
1991
- 1991-07-26 JP JP20883491A patent/JP3219099B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6435728B2 (en) | 1999-10-29 | 2002-08-20 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical connector housing, optical connector using the optical connector housing, and connection structure between an optical connector using the same optical connector housing and an optical component |
| JP2009235570A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-10-15 | Jfe Steel Corp | 耐熱性と溶接性に優れるフェライト系ステンレス鋼 |
| EP2351868A4 (en) * | 2008-10-24 | 2016-11-30 | Nippon Steel & Sumikin Sst | FERRITIC STAINLESS STEEL PLATE FOR EGR COOLING DEVICES |
| US9557496B2 (en) | 2011-06-06 | 2017-01-31 | Panduit Corp. | Duplex clip assembly for fiber optic connectors |
| US9829650B2 (en) | 2011-06-06 | 2017-11-28 | Panduit Corp. | Duplex clip assembly for fiber optic connectors |
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| US10030282B2 (en) | 2012-02-15 | 2018-07-24 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Ferrite-based stainless steel plate having excellent resistance against scale peeling, and method for manufacturing same |
| CN104160054A (zh) * | 2012-03-09 | 2014-11-19 | 新日铁住金不锈钢株式会社 | 铁素体系不锈钢板 |
| US9885099B2 (en) | 2012-03-09 | 2018-02-06 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Ferritic stainless steel sheet |
| WO2013133429A1 (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-12 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | フェライト系ステンレス鋼板 |
| US10260134B2 (en) | 2012-03-30 | 2019-04-16 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Hot rolled ferritic stainless steel sheet for cold rolling raw material |
| US10450623B2 (en) | 2013-03-06 | 2019-10-22 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Ferritic stainless steel sheet having excellent heat resistance |
| US10385429B2 (en) | 2013-03-27 | 2019-08-20 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Hot-rolled ferritic stainless-steel plate, process for producing same, and steel strip |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3219099B2 (ja) | 2001-10-15 |
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