JPH0585615B2 - - Google Patents
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- JPH0585615B2 JPH0585615B2 JP59213324A JP21332484A JPH0585615B2 JP H0585615 B2 JPH0585615 B2 JP H0585615B2 JP 59213324 A JP59213324 A JP 59213324A JP 21332484 A JP21332484 A JP 21332484A JP H0585615 B2 JPH0585615 B2 JP H0585615B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
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- C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、微細結晶組織を有して高温における
耐食性に優れかつ高温クリープ強度の高いオース
テナイト系ステンレス鋼管の製造方法に関するも
のである。 〔従来の技術〕 SUS321H及びSUS347H等のいわゆる安定化型
オーステナイトステンレス鋼は、一般に優れた高
温特性を有するため、火力発電用ボイラチユーブ
等の腐食環境で長時間使用する高温強度部材とし
て多用されている。こらの鋼の必要性能は、加工
性、溶接性等もさることながら、特に高温クリー
プ強さ及び高温での耐食性の２点に集約される。
ところが、一般に、この両特性を向上させる手段
は相反する場合が多い。 例えば、耐水蒸気酸化性は結晶粒径が小さいほ
ど向上するが、結晶粒径を小さくするとクリープ
強度は低下する。ボイラチユーブでは内面の耐水
蒸気酸化性が不充分で内面スケールが剥離しやす
いと、管が閉塞されその部分が高温となるため、
実質的な強度低下が生ずるのに加え、外剖の高温
腐食による肉減りも助長されて、管の噴破等のト
ラブルが発生しやすくなる。耐水蒸気酸化性は、
ASTM結晶粒度番号７以上の細粒であれば問題
ないが、この程度の結晶粒径のものは高温強度が
設計基準に達しないことがある。 またCrの添加は高温での耐食性向上に有効で
はあるが、組織安定性を劣化させσ相などのクリ
ープ強度に対して有害な相形成を助長する。 さらに、こうした合金元素の調整あるいは特殊
成分の添加は、コストアツプに加え、加工性、溶
接性等他の性質に及ぼす影響を検討する必要があ
り、使用実績が重視されるボイラチユーブ材にと
つては有利な解決法とは言い難い。 そこで従来の成分範囲でこの問題の解決を計る
必要があり、その１つの手法としてボイラチユー
ブでは内表面にシヨツトピーニングなどによつて
冷間加工を加え表層部のみを細粒にする手法が例
えば特開昭58−39733号公報により提案されてい
る。しかし、この手法も、ボイラ組立時の溶接施
工後に行う焼鈍によつて粒成長を引き起し効果を
消失する可能性がある。 このように、高温強度と高温での耐食性を同時
に満足するオーステナイト系ステンレス鋼を得る
ことは技術的にかなり困難な要求である。しか
し、今後ボイラ等の熱機関の稼動条件は、高効率
化を目指して、高温高圧化する傾向にあり、材料
の使用環境はさらに厳しくなると考えられる。 また微細結晶粒組織でなおかつ高温強度の優れ
たステンレス鋼ボイラ管の製造方法としては、た
とえば特開昭58−87224号公報記載の方法が提案
されている。この方法はＣ：0.06〜0.09％、Si：
0.30〜0.90％、Mn：0.5〜2.0％、Ni：9.00〜13.00
％、Cr：17.00〜20.00％、Nb：８×Ｃ％＋0.03％
〜1.0％を含有し、必要に応じてＮ：0.040〜0.080
％を含むオーステナイトステンレス鋼ビレツトを
1100〜1300℃で熱押後、10％以上の冷間加工を行
ない、しかるのちに1120〜1250℃で加熱−急冷し
てボイラ管を製造するものである。 しかしこの方法は冷却速度が何ら規定されてい
ないため、場合によつては析出物が粗大化し、結
晶粒成長を抑制する効果が不十分な可能性もあ
る。さらに、最終溶体化温度が前工程の温度より
も高くなる場合には、析出物の再固溶が起り、結
晶粒は著しく成長しやすくなる。 さらに、特開昭58−167726号公報記載の方法も
提案されている。この方法は、Ti：0.15〜0.5wt
％、Nb：0.3〜1.5wt％の１種又は２種を含んだ
オーステナイト系ステンレス鋼の冷間加工工程に
おいて、最終軟化温度を1100〜1350℃に設定して
加熱し冷却した後、20％以上の冷間加工を加え、
さらにこれについで1070〜1300℃でかつ最終軟化
温度より30℃以上低い温度に加熱し空冷以上の冷
却速度で冷却する最終熱処理を施すことによりボ
イラー管を製造するものである。この方法では、
最低３回の冷間加工が必要であるため、工程は複
雑となり、非常にコストの高い製造方法となる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 耐水蒸気酸化性は、結晶粒径が小さい程向上す
るため、細粒鋼を得るためには、最終溶体化温度
が再結晶温度以上で低い程良い。一方、高温クリ
ープ強度を向上するためには、Nb，Ti等MC型
炭化物形成元素を出来るだけ多く素地に固溶した
方が良いため、最終溶体化温度は高い程良い。こ
のように、耐水蒸気酸化性を満足させるための手
段と高温クリープ強度を満足させるための手段と
は相反する。本発明は、高温溶体化処理により、
高温クリープ強度を十分確保し、尚且つ細粒鋼で
耐水蒸気酸化性をも具備した高温用オーステナイ
ト系ステンレス鋼管の製造方法を提供しようとす
るものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、重量％にてＣを0.04〜0.10％含有
し、NbとTiの１種または２種を（Nb＋Ti）で
Ｃ含有量の２倍以上1.0％以下含むオーステナイ
ト系ステンレス鋼の連続鋳造鋳片を、加熱して巨
大炭化物を固溶させ炉冷し、熱間押出加工し、
1230℃以上で固溶化熱処理し、固溶化熱処理の冷
却を、500℃までの平均冷却速度を0.2℃／sec以
上として行い、冷間加工し、1200℃以上で固溶化
熱処理することを特徴とする。 本発明にいうオーステナイト系ステンレス鋼と
は、前述のごとくいわゆる安定化型のオーステナ
イトステンレス鋼を指し、SUS321H、SUS347H
等のJISに規定された成分範囲に準じたものであ
ればいずれも本発明の対象となりうる。 対象とするオーステナイト系ステンレス鋼の鋳
片は、前記固溶化熱処理を行つた後は、分塊圧延
などの加工を行わずに加熱して熱間押出加工を行
うので、連続鋳造により製造した比較的小断面の
鋳片である。 熱間押出後、1230℃以上の固溶化熱処理を行
い、その後の冷却を500℃までの冷却速度を0.2
℃／sec以上で行う。その後は公知の手段により
脱スケール処理を行い、冷間加工を行い、120℃
以上で固溶化熱処理を行つて製品とする。冷間加
工は、最終製品サイズまで中間熱処理なしに行う
こともでき、また中間熱処理を行うこともでき
る。冷間加工後の最終の固溶化熱処理は1200℃以
上で行い、炭化物が析出しない急速冷却を行うの
が望ましい。 〔作用〕 まず本発明においてＣならびにNb及びTiにつ
いて成分範囲を限定したのは製造工程中ならびに
最終成品でNbC及びTiCの少くとも１種を析出し
うるものとするためであり、Nb，Tiの複合添加
の場合は原子比でNb／Ti＝１が望ましい。 この場合Ｃは高温強度を確保するためになくて
はならない元素であり少くとも0.04％以上必要で
あるが、一方添加量が多いとCr炭化物を形成す
ることによりCrを消費して耐食性を低下させる
ので上限を0.10％とした。 Nb及びTiは高温強化元素であり、高温強度確
保のためには少くとも２×Ｃ％以上添加する必要
があるが多量の添加は溶接性、加工性を劣化させ
るおそれがある上コストをも上昇させるため上限
1.0％とした。 鋳片の加熱は、鋳造時に生成した、網目状の巨
大炭窒化物を素地に固溶させるものであり、この
処理により高温強度に関与するNb，Ti，Ｃ量を
増加させ製品のクリープ強度を向上させる。 本発明は、熱間押出後引き続き高温固溶化熱処
理を行うため、鋳片の熱処理後の冷却速度は、通
常行われる範囲の炉冷でよい。熱間押出加工は、
押出が可能な温度（たとえば1100℃）以上であれ
ばよく、特に高温（たとえば1230℃以上）にして
炭化物を固溶させる必要はない。押出後の冷却条
件も通常行われる範囲のものでよい。 熱間押出加工後に存在する比較的大きな炭化物
は、引き続き行われる1230℃以上の固溶化熱処理
によつて固溶する。この固溶化熱処理は、熱間押
出後直ちに行つてもよく、また一旦室温まで冷却
した後に行つてもよい。 熱間押出加工後行われる固溶化熱処理後の冷却
はNb，Tiの炭化物が析出しないかまたは析出し
ても微細な炭化物となる条件として、可能な限り
速い冷却速度で冷却することが望ましいが、強制
冷却で可能な範囲を考慮して、500℃までの平均
冷却速度を0.2℃／sec以上で行う。冷却速度を規
定した温度範囲の下限値を500℃とするのは、製
造工程においては、こ未満の温度では事実上炭化
物の析出は起こらないと考えられるためである。
このようにして得られた材料は、Nb，Ti，Ｃの
過飽和度が大きく、Nb，Tiの炭化物が析出して
いないかまたは析出していても微細な炭化物とな
つているので、この材料を冷間加工し、しかるの
ち固溶化熱処理を施すと、熱間押出後の固溶化熱
処理後の冷却時にNb，Tiの炭化物が殆んど析出
しなかつた場合は、冷間加工後の固溶化熱処理の
昇温時にNb，Tiの微細な炭化物が均一に析出す
るので再結晶が遅延し、1200℃以上の高温の固溶
化熱処理を行つても微細な再結晶粒が得られる。
また、熱間押出後の固溶化熱処理後の冷却時に
Nb，Tiの微細な炭化物が析出した場合は、冷間
加工後の固溶化熱処理の際この微細な炭化物の作
用によつて同様に微細な再結晶粒が得られる。 冷間加工後の固溶化熱処理において、冷間加工
を中間熱処理なしに１回の工程で行う場合、ある
いは中間熱処理をはさんで複数回の工程で行う場
合のいずれについても、最終の固溶化熱処理の温
度が高い程Nb，Ti，Ｃの固溶量が増加し、その
後炭化物が析出しない急速冷却を行うことによつ
て高温クリープ強度の高い製品が得られる。ここ
で、固溶化熱処理後の冷却速度が炭化物が析出す
る程度に遅い場合には、製品内のNb，Ti，Ｃの
固溶量が減少するのでクリープ強度が低下する。
なお、製品の結晶粒度は主に固溶化熱処理温度で
決まり、固溶化熱処理後の冷却速度には依存しな
いものの、上記Nb，Ti，Ｃの固溶量を確保し、
高クリープ強度化をはかるために急速冷却を行う
のである。 本発明法によると、前述のように、冷間加工後
の固溶化熱処理の昇温の際に析出するか、あるい
は該熱処理前に存在する均一に分散した微細な炭
化物の作用によつて、再結晶が遅延するため、
Nb，Ti，Ｃの固溶量を増加させるような高温で
最終の固溶化熱処理を行つても、従来法のような
結晶粒の粗大化が起らず、微細な再結晶粒が得ら
れる。したがつて、本発明法によれば高温クリー
プ強度が高く、かつ結晶粒が微細で耐水蒸気酸化
性もすぐれたオーステナイト系ステンレス鋼管が
得られる。 〔実施例〕 供試材は第１表に示す化学成分のＳ，Ｔ，Ｕの
３鋼種でいずれも本発明の対象鋼である。Ｓ，Ｔ
はそれぞれJIS規絡内の成分を有するSUS347H，
SUS321H，ＵはNbとTi複合添加鋼である。こ
れらの３鋼種について、第１図に示す製造工程に
より外径50mmφ、肉厚８mmの鋼管を製造した。 第１図のａは従来例、ｂ，ｃが本発明例であ
る。連続鋳造した鋳片を1300℃に加熱し、網目状
の巨大炭窒化物を固溶させたのち、炉冷（500℃
までの平均冷却速度0.08／sec）した。加熱し、
1200℃で熱間押出加工し、空冷（500℃までの平
均冷却速度２℃／sec）しａは固溶化熱処理なし
で、ｂ，ｃは、引き続いて、図示各温度で固溶化
熱処理し空冷（500℃までの平均冷却速度２℃／
sec）し、脱スケールし、30％冷間引抜を行い、
1200℃で固溶化熱処理し水冷（500℃までの平均
冷却速度100℃／sec）した。ｃは、冷間引抜工程
を中間熱処理を入れて２回行つた。 最終固溶化熱処理後の各供試材S1〜S5、T1〜
T5、U2〜U3から切出し、製作した試験片を用
い、650℃および750℃にてクリープ破断試験を行
い、その結果の平均値より外挿して求めた105hr
クリープ破断強度を、結晶粒度とともに第２表に
示す。第２表中SOおよびTOは、ASMEの許容
応力値から換算したTp347HおよびTp321H鋼に
おける基準値である。 本発明法により製造した鋼管は、いずれも結晶
粒度No.が７以上の微細粒組織を有し、耐水蒸気酸
化性が良好である。従来法により製造したS1お
よびT1は、クリープ強度はASMEの基準値を満
足するが、冷間引抜後の固溶化熱処理時に結晶粒
が粗大化し、耐水蒸気酸化性が不良である。本発
明法によつて製造した鋼管はいずれも結晶粒度No.
７以上の細粒にもかかわらず、Ｓ鋼（SUS347H）
では、従来法による結晶粒度No.4.7と同等または
それ以上、Ｔ鋼（SUS321H）は従来法による結
晶粒度No.3.5と同等またはそれ以上のクリープ破
断強度を示し、ASMEの許容引張応力値から換
算した105hr破断強さをもはるかに凌いでいる。
更に、本発明法を適用したＵ鋼も結晶粒度No.7.1
〜7.3の微細結晶粒組織であるにもかかわらず、
従来法による結晶粒度No.4.7のSUS347Hと同等以
上のクリープ破断強度を有し、ASMEの許容引
張応力の換算値を上回つている。 なお、本発明法の第１図ｂ，ｃにおいて、熱間
押出後の固溶化熱処理時に水冷した場合も、前記
空冷の場合とほぼ同様の結果が得られた。
耐食性に優れかつ高温クリープ強度の高いオース
テナイト系ステンレス鋼管の製造方法に関するも
のである。 〔従来の技術〕 SUS321H及びSUS347H等のいわゆる安定化型
オーステナイトステンレス鋼は、一般に優れた高
温特性を有するため、火力発電用ボイラチユーブ
等の腐食環境で長時間使用する高温強度部材とし
て多用されている。こらの鋼の必要性能は、加工
性、溶接性等もさることながら、特に高温クリー
プ強さ及び高温での耐食性の２点に集約される。
ところが、一般に、この両特性を向上させる手段
は相反する場合が多い。 例えば、耐水蒸気酸化性は結晶粒径が小さいほ
ど向上するが、結晶粒径を小さくするとクリープ
強度は低下する。ボイラチユーブでは内面の耐水
蒸気酸化性が不充分で内面スケールが剥離しやす
いと、管が閉塞されその部分が高温となるため、
実質的な強度低下が生ずるのに加え、外剖の高温
腐食による肉減りも助長されて、管の噴破等のト
ラブルが発生しやすくなる。耐水蒸気酸化性は、
ASTM結晶粒度番号７以上の細粒であれば問題
ないが、この程度の結晶粒径のものは高温強度が
設計基準に達しないことがある。 またCrの添加は高温での耐食性向上に有効で
はあるが、組織安定性を劣化させσ相などのクリ
ープ強度に対して有害な相形成を助長する。 さらに、こうした合金元素の調整あるいは特殊
成分の添加は、コストアツプに加え、加工性、溶
接性等他の性質に及ぼす影響を検討する必要があ
り、使用実績が重視されるボイラチユーブ材にと
つては有利な解決法とは言い難い。 そこで従来の成分範囲でこの問題の解決を計る
必要があり、その１つの手法としてボイラチユー
ブでは内表面にシヨツトピーニングなどによつて
冷間加工を加え表層部のみを細粒にする手法が例
えば特開昭58−39733号公報により提案されてい
る。しかし、この手法も、ボイラ組立時の溶接施
工後に行う焼鈍によつて粒成長を引き起し効果を
消失する可能性がある。 このように、高温強度と高温での耐食性を同時
に満足するオーステナイト系ステンレス鋼を得る
ことは技術的にかなり困難な要求である。しか
し、今後ボイラ等の熱機関の稼動条件は、高効率
化を目指して、高温高圧化する傾向にあり、材料
の使用環境はさらに厳しくなると考えられる。 また微細結晶粒組織でなおかつ高温強度の優れ
たステンレス鋼ボイラ管の製造方法としては、た
とえば特開昭58−87224号公報記載の方法が提案
されている。この方法はＣ：0.06〜0.09％、Si：
0.30〜0.90％、Mn：0.5〜2.0％、Ni：9.00〜13.00
％、Cr：17.00〜20.00％、Nb：８×Ｃ％＋0.03％
〜1.0％を含有し、必要に応じてＮ：0.040〜0.080
％を含むオーステナイトステンレス鋼ビレツトを
1100〜1300℃で熱押後、10％以上の冷間加工を行
ない、しかるのちに1120〜1250℃で加熱−急冷し
てボイラ管を製造するものである。 しかしこの方法は冷却速度が何ら規定されてい
ないため、場合によつては析出物が粗大化し、結
晶粒成長を抑制する効果が不十分な可能性もあ
る。さらに、最終溶体化温度が前工程の温度より
も高くなる場合には、析出物の再固溶が起り、結
晶粒は著しく成長しやすくなる。 さらに、特開昭58−167726号公報記載の方法も
提案されている。この方法は、Ti：0.15〜0.5wt
％、Nb：0.3〜1.5wt％の１種又は２種を含んだ
オーステナイト系ステンレス鋼の冷間加工工程に
おいて、最終軟化温度を1100〜1350℃に設定して
加熱し冷却した後、20％以上の冷間加工を加え、
さらにこれについで1070〜1300℃でかつ最終軟化
温度より30℃以上低い温度に加熱し空冷以上の冷
却速度で冷却する最終熱処理を施すことによりボ
イラー管を製造するものである。この方法では、
最低３回の冷間加工が必要であるため、工程は複
雑となり、非常にコストの高い製造方法となる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 耐水蒸気酸化性は、結晶粒径が小さい程向上す
るため、細粒鋼を得るためには、最終溶体化温度
が再結晶温度以上で低い程良い。一方、高温クリ
ープ強度を向上するためには、Nb，Ti等MC型
炭化物形成元素を出来るだけ多く素地に固溶した
方が良いため、最終溶体化温度は高い程良い。こ
のように、耐水蒸気酸化性を満足させるための手
段と高温クリープ強度を満足させるための手段と
は相反する。本発明は、高温溶体化処理により、
高温クリープ強度を十分確保し、尚且つ細粒鋼で
耐水蒸気酸化性をも具備した高温用オーステナイ
ト系ステンレス鋼管の製造方法を提供しようとす
るものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、重量％にてＣを0.04〜0.10％含有
し、NbとTiの１種または２種を（Nb＋Ti）で
Ｃ含有量の２倍以上1.0％以下含むオーステナイ
ト系ステンレス鋼の連続鋳造鋳片を、加熱して巨
大炭化物を固溶させ炉冷し、熱間押出加工し、
1230℃以上で固溶化熱処理し、固溶化熱処理の冷
却を、500℃までの平均冷却速度を0.2℃／sec以
上として行い、冷間加工し、1200℃以上で固溶化
熱処理することを特徴とする。 本発明にいうオーステナイト系ステンレス鋼と
は、前述のごとくいわゆる安定化型のオーステナ
イトステンレス鋼を指し、SUS321H、SUS347H
等のJISに規定された成分範囲に準じたものであ
ればいずれも本発明の対象となりうる。 対象とするオーステナイト系ステンレス鋼の鋳
片は、前記固溶化熱処理を行つた後は、分塊圧延
などの加工を行わずに加熱して熱間押出加工を行
うので、連続鋳造により製造した比較的小断面の
鋳片である。 熱間押出後、1230℃以上の固溶化熱処理を行
い、その後の冷却を500℃までの冷却速度を0.2
℃／sec以上で行う。その後は公知の手段により
脱スケール処理を行い、冷間加工を行い、120℃
以上で固溶化熱処理を行つて製品とする。冷間加
工は、最終製品サイズまで中間熱処理なしに行う
こともでき、また中間熱処理を行うこともでき
る。冷間加工後の最終の固溶化熱処理は1200℃以
上で行い、炭化物が析出しない急速冷却を行うの
が望ましい。 〔作用〕 まず本発明においてＣならびにNb及びTiにつ
いて成分範囲を限定したのは製造工程中ならびに
最終成品でNbC及びTiCの少くとも１種を析出し
うるものとするためであり、Nb，Tiの複合添加
の場合は原子比でNb／Ti＝１が望ましい。 この場合Ｃは高温強度を確保するためになくて
はならない元素であり少くとも0.04％以上必要で
あるが、一方添加量が多いとCr炭化物を形成す
ることによりCrを消費して耐食性を低下させる
ので上限を0.10％とした。 Nb及びTiは高温強化元素であり、高温強度確
保のためには少くとも２×Ｃ％以上添加する必要
があるが多量の添加は溶接性、加工性を劣化させ
るおそれがある上コストをも上昇させるため上限
1.0％とした。 鋳片の加熱は、鋳造時に生成した、網目状の巨
大炭窒化物を素地に固溶させるものであり、この
処理により高温強度に関与するNb，Ti，Ｃ量を
増加させ製品のクリープ強度を向上させる。 本発明は、熱間押出後引き続き高温固溶化熱処
理を行うため、鋳片の熱処理後の冷却速度は、通
常行われる範囲の炉冷でよい。熱間押出加工は、
押出が可能な温度（たとえば1100℃）以上であれ
ばよく、特に高温（たとえば1230℃以上）にして
炭化物を固溶させる必要はない。押出後の冷却条
件も通常行われる範囲のものでよい。 熱間押出加工後に存在する比較的大きな炭化物
は、引き続き行われる1230℃以上の固溶化熱処理
によつて固溶する。この固溶化熱処理は、熱間押
出後直ちに行つてもよく、また一旦室温まで冷却
した後に行つてもよい。 熱間押出加工後行われる固溶化熱処理後の冷却
はNb，Tiの炭化物が析出しないかまたは析出し
ても微細な炭化物となる条件として、可能な限り
速い冷却速度で冷却することが望ましいが、強制
冷却で可能な範囲を考慮して、500℃までの平均
冷却速度を0.2℃／sec以上で行う。冷却速度を規
定した温度範囲の下限値を500℃とするのは、製
造工程においては、こ未満の温度では事実上炭化
物の析出は起こらないと考えられるためである。
このようにして得られた材料は、Nb，Ti，Ｃの
過飽和度が大きく、Nb，Tiの炭化物が析出して
いないかまたは析出していても微細な炭化物とな
つているので、この材料を冷間加工し、しかるの
ち固溶化熱処理を施すと、熱間押出後の固溶化熱
処理後の冷却時にNb，Tiの炭化物が殆んど析出
しなかつた場合は、冷間加工後の固溶化熱処理の
昇温時にNb，Tiの微細な炭化物が均一に析出す
るので再結晶が遅延し、1200℃以上の高温の固溶
化熱処理を行つても微細な再結晶粒が得られる。
また、熱間押出後の固溶化熱処理後の冷却時に
Nb，Tiの微細な炭化物が析出した場合は、冷間
加工後の固溶化熱処理の際この微細な炭化物の作
用によつて同様に微細な再結晶粒が得られる。 冷間加工後の固溶化熱処理において、冷間加工
を中間熱処理なしに１回の工程で行う場合、ある
いは中間熱処理をはさんで複数回の工程で行う場
合のいずれについても、最終の固溶化熱処理の温
度が高い程Nb，Ti，Ｃの固溶量が増加し、その
後炭化物が析出しない急速冷却を行うことによつ
て高温クリープ強度の高い製品が得られる。ここ
で、固溶化熱処理後の冷却速度が炭化物が析出す
る程度に遅い場合には、製品内のNb，Ti，Ｃの
固溶量が減少するのでクリープ強度が低下する。
なお、製品の結晶粒度は主に固溶化熱処理温度で
決まり、固溶化熱処理後の冷却速度には依存しな
いものの、上記Nb，Ti，Ｃの固溶量を確保し、
高クリープ強度化をはかるために急速冷却を行う
のである。 本発明法によると、前述のように、冷間加工後
の固溶化熱処理の昇温の際に析出するか、あるい
は該熱処理前に存在する均一に分散した微細な炭
化物の作用によつて、再結晶が遅延するため、
Nb，Ti，Ｃの固溶量を増加させるような高温で
最終の固溶化熱処理を行つても、従来法のような
結晶粒の粗大化が起らず、微細な再結晶粒が得ら
れる。したがつて、本発明法によれば高温クリー
プ強度が高く、かつ結晶粒が微細で耐水蒸気酸化
性もすぐれたオーステナイト系ステンレス鋼管が
得られる。 〔実施例〕 供試材は第１表に示す化学成分のＳ，Ｔ，Ｕの
３鋼種でいずれも本発明の対象鋼である。Ｓ，Ｔ
はそれぞれJIS規絡内の成分を有するSUS347H，
SUS321H，ＵはNbとTi複合添加鋼である。こ
れらの３鋼種について、第１図に示す製造工程に
より外径50mmφ、肉厚８mmの鋼管を製造した。 第１図のａは従来例、ｂ，ｃが本発明例であ
る。連続鋳造した鋳片を1300℃に加熱し、網目状
の巨大炭窒化物を固溶させたのち、炉冷（500℃
までの平均冷却速度0.08／sec）した。加熱し、
1200℃で熱間押出加工し、空冷（500℃までの平
均冷却速度２℃／sec）しａは固溶化熱処理なし
で、ｂ，ｃは、引き続いて、図示各温度で固溶化
熱処理し空冷（500℃までの平均冷却速度２℃／
sec）し、脱スケールし、30％冷間引抜を行い、
1200℃で固溶化熱処理し水冷（500℃までの平均
冷却速度100℃／sec）した。ｃは、冷間引抜工程
を中間熱処理を入れて２回行つた。 最終固溶化熱処理後の各供試材S1〜S5、T1〜
T5、U2〜U3から切出し、製作した試験片を用
い、650℃および750℃にてクリープ破断試験を行
い、その結果の平均値より外挿して求めた105hr
クリープ破断強度を、結晶粒度とともに第２表に
示す。第２表中SOおよびTOは、ASMEの許容
応力値から換算したTp347HおよびTp321H鋼に
おける基準値である。 本発明法により製造した鋼管は、いずれも結晶
粒度No.が７以上の微細粒組織を有し、耐水蒸気酸
化性が良好である。従来法により製造したS1お
よびT1は、クリープ強度はASMEの基準値を満
足するが、冷間引抜後の固溶化熱処理時に結晶粒
が粗大化し、耐水蒸気酸化性が不良である。本発
明法によつて製造した鋼管はいずれも結晶粒度No.
７以上の細粒にもかかわらず、Ｓ鋼（SUS347H）
では、従来法による結晶粒度No.4.7と同等または
それ以上、Ｔ鋼（SUS321H）は従来法による結
晶粒度No.3.5と同等またはそれ以上のクリープ破
断強度を示し、ASMEの許容引張応力値から換
算した105hr破断強さをもはるかに凌いでいる。
更に、本発明法を適用したＵ鋼も結晶粒度No.7.1
〜7.3の微細結晶粒組織であるにもかかわらず、
従来法による結晶粒度No.4.7のSUS347Hと同等以
上のクリープ破断強度を有し、ASMEの許容引
張応力の換算値を上回つている。 なお、本発明法の第１図ｂ，ｃにおいて、熱間
押出後の固溶化熱処理時に水冷した場合も、前記
空冷の場合とほぼ同様の結果が得られた。
【表】
【表】
本発明により冷間引抜加工従来法と同じ最終固
溶化熱処理で、MC炭化物を十分母地に固溶化
し、かつ微細粒組織を得ることが可能なつたた
め、クリープ破断強度は従来法と同等もしくはそ
れ以上であり、かつ、耐水蒸気酸化性の良好なオ
ーステナイト系ステンレス鋼管を製造出来るよう
になり、従つて本発明は産業上に裨益するところ
が極めて大である。
溶化熱処理で、MC炭化物を十分母地に固溶化
し、かつ微細粒組織を得ることが可能なつたた
め、クリープ破断強度は従来法と同等もしくはそ
れ以上であり、かつ、耐水蒸気酸化性の良好なオ
ーステナイト系ステンレス鋼管を製造出来るよう
になり、従つて本発明は産業上に裨益するところ
が極めて大である。
第１図は実施例を示すものであり、ａは従来
例、ｂ，ｃは本発明例である。
例、ｂ，ｃは本発明例である。
Claims (1)
- １ 重量％にてＣを0.04〜0.10％含有し、Nbと
Tiの１種または２種を（Nb＋Ti）でＣ含有量の
２倍以上1.0％以下含むオーステナイト系ステン
レス鋼の連続鋳造鋳片を、加熱して巨大炭化物を
固溶させ炉冷し、熱間押出加工し、1230℃以上で
固溶化熱処理し、固溶化熱処理の冷却を、500℃
までの平均冷却速度を0.2℃／sec以上として行
い、冷間加工し、1200℃以上で固溶化熱処理する
ことを特徴とする高温用オーステナイト系ステン
レス鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21332484A JPS6191328A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 高温用オ−ステナイト系ステンレス鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21332484A JPS6191328A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 高温用オ−ステナイト系ステンレス鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6191328A JPS6191328A (ja) | 1986-05-09 |
| JPH0585615B2 true JPH0585615B2 (ja) | 1993-12-08 |
Family
ID=16637262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21332484A Granted JPS6191328A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 高温用オ−ステナイト系ステンレス鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6191328A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3632672B2 (ja) | 2002-03-08 | 2005-03-23 | 住友金属工業株式会社 | 耐水蒸気酸化性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼管およびその製造方法 |
| CN106947852B (zh) * | 2017-04-01 | 2019-05-17 | 太原科技大学 | 一种提高铸挤复合成形大口径厚壁管性能的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5870955A (ja) * | 1981-10-08 | 1983-04-27 | フエルアイニヒテ・エ−デルシユタ−ルヴエルケ・アクチエンゲゼルシヤフト（フアウ・エ−・ヴエ−） | 継ぎ目なし管の製造方法 |
| JPS5887224A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | オ−ステナイトステンレス鋼ボイラ管の製造方法 |
| JPS58167726A (ja) * | 1982-03-29 | 1983-10-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | オ−ステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
| JPS59213323A (ja) * | 1983-05-19 | 1984-12-03 | 株式会社クボタ | 収穫機 |
| JPS60100621A (ja) * | 1983-11-07 | 1985-06-04 | Nippon Steel Corp | 高温強度の優れたオ−ステナイトステンレス鋼の製造方法 |
-
1984
- 1984-10-12 JP JP21332484A patent/JPS6191328A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5870955A (ja) * | 1981-10-08 | 1983-04-27 | フエルアイニヒテ・エ−デルシユタ−ルヴエルケ・アクチエンゲゼルシヤフト（フアウ・エ−・ヴエ−） | 継ぎ目なし管の製造方法 |
| JPS5887224A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | オ−ステナイトステンレス鋼ボイラ管の製造方法 |
| JPS58167726A (ja) * | 1982-03-29 | 1983-10-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | オ−ステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
| JPS59213323A (ja) * | 1983-05-19 | 1984-12-03 | 株式会社クボタ | 収穫機 |
| JPS60100621A (ja) * | 1983-11-07 | 1985-06-04 | Nippon Steel Corp | 高温強度の優れたオ−ステナイトステンレス鋼の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6191328A (ja) | 1986-05-09 |
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