JPH06336652A - 原子力発電所海水ポンプ用ステンレス鍛鋼 - Google Patents
原子力発電所海水ポンプ用ステンレス鍛鋼Info
- Publication number
- JPH06336652A JPH06336652A JP5146702A JP14670293A JPH06336652A JP H06336652 A JPH06336652 A JP H06336652A JP 5146702 A JP5146702 A JP 5146702A JP 14670293 A JP14670293 A JP 14670293A JP H06336652 A JPH06336652 A JP H06336652A
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- JP
- Japan
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- forged steel
- power plant
- seawater
- corrosion resistance
- stainless
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】金属間化合物の析出が抑制され、海水環境下で
優れた耐食性を示す原子力発電所海水ポンプ用ステンレ
ス鍛鋼を提供することを目的とする。 【構成】ステンレス鍛鋼の組成を、重量基準でＣ：≦
０．０４０％，Ｓｉ：≦０．８０％，Ｍｎ：≦２．００
％，Ｐ：≦０．０４０％，Ｓ：≦０．０３０％，Ｃｕ
≦：０．１０％，Ｎｉ：２２．５０〜２７．００％，Ｃ
ｒ：１７．００〜２１．００％，Ｍｏ：６．００〜８．
００％，Ｎ：０．１０〜０．２５％，残部実質的にＦｅ
からなる組成とする。
優れた耐食性を示す原子力発電所海水ポンプ用ステンレ
ス鍛鋼を提供することを目的とする。 【構成】ステンレス鍛鋼の組成を、重量基準でＣ：≦
０．０４０％，Ｓｉ：≦０．８０％，Ｍｎ：≦２．００
％，Ｐ：≦０．０４０％，Ｓ：≦０．０３０％，Ｃｕ
≦：０．１０％，Ｎｉ：２２．５０〜２７．００％，Ｃ
ｒ：１７．００〜２１．００％，Ｍｏ：６．００〜８．
００％，Ｎ：０．１０〜０．２５％，残部実質的にＦｅ
からなる組成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は原子力発電所海水ポン
プ用ステンレス鍛鋼に関する。
プ用ステンレス鍛鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現存す
る原子力発電所は海浜地区に設置され、冷却水として海
水を使用している。このとき使用されるポンプの材料
は、その環境下での耐食性に優れている必要があり、従
来かかるポンプの材料として表１のＡ１に示す如き組成
を有するＳＵＳ３１６又はＳＵＳ３１６Ｌのような材料
が多く用いられている。
る原子力発電所は海浜地区に設置され、冷却水として海
水を使用している。このとき使用されるポンプの材料
は、その環境下での耐食性に優れている必要があり、従
来かかるポンプの材料として表１のＡ１に示す如き組成
を有するＳＵＳ３１６又はＳＵＳ３１６Ｌのような材料
が多く用いられている。
【０００３】しかしながら滞留する海水中や干満帯，飛
沫部では孔食，隙間腐食が発生し易く、これに対して上
記の材料は耐食性の面で信頼性が十分とは言い難い。こ
のためより信頼性の高い材料が求められている。
沫部では孔食，隙間腐食が発生し易く、これに対して上
記の材料は耐食性の面で信頼性が十分とは言い難い。こ
のためより信頼性の高い材料が求められている。
【０００４】そこで近年、Ｍｏ，Ｃｒ量を高めるととも
にＮを添加して耐食性を高めた高耐食ステンレス材が開
発されて来ている。例えばＦｅ−２０Ｃｒ−１８Ｎｉ−
６Ｍｏ−０．２Ｎの如き組成（表１中Ａ３がこれに相当
する）のものである。
にＮを添加して耐食性を高めた高耐食ステンレス材が開
発されて来ている。例えばＦｅ−２０Ｃｒ−１８Ｎｉ−
６Ｍｏ−０．２Ｎの如き組成（表１中Ａ３がこれに相当
する）のものである。
【０００５】しかしながらこのようにＭｏ，Ｃｒ等の成
分を高含量とした場合、金属間化合物を析出してσ相，
χ相等を生成し易くなり、特に海水ポンプの主軸のよう
な厚太物を製造する場合、これら金属間化合物の析出を
十分に抑制することが困難であって、特性劣化をもたら
す問題がある。
分を高含量とした場合、金属間化合物を析出してσ相，
χ相等を生成し易くなり、特に海水ポンプの主軸のよう
な厚太物を製造する場合、これら金属間化合物の析出を
十分に抑制することが困難であって、特性劣化をもたら
す問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
事情を背景としてなされたもので十分な耐食性を有し、
且つ厚太物を製造する場合にも特性を劣化させない原子
力発電所海水ポンプ用ステンレス鍛鋼を提供することを
目的とするものである。
事情を背景としてなされたもので十分な耐食性を有し、
且つ厚太物を製造する場合にも特性を劣化させない原子
力発電所海水ポンプ用ステンレス鍛鋼を提供することを
目的とするものである。
【０００７】而して本願の発明のステンレス鍛鋼は、重
量基準でＣ：≦０．０４０％，Ｓｉ：≦０．８０％，Ｍ
ｎ：≦２．００％，Ｐ：≦０．０４０％，Ｓ：≦０．０
３０％，Ｃｕ≦：０．１０％，Ｎｉ：２２．５０〜２
７．００％，Ｃｒ：１７．００〜２１．００％，Ｍｏ：
６．００〜８．００％，Ｎ：０．１０〜０．２５％，残
部実質的にＦｅから成ることを特徴とする（請求項
１）。
量基準でＣ：≦０．０４０％，Ｓｉ：≦０．８０％，Ｍ
ｎ：≦２．００％，Ｐ：≦０．０４０％，Ｓ：≦０．０
３０％，Ｃｕ≦：０．１０％，Ｎｉ：２２．５０〜２
７．００％，Ｃｒ：１７．００〜２１．００％，Ｍｏ：
６．００〜８．００％，Ｎ：０．１０〜０．２５％，残
部実質的にＦｅから成ることを特徴とする（請求項
１）。
【０００８】本願の別の発明に係るステンレス鍛鋼は、
請求項１の前記各成分に加え、更にＣａ，Ａｌの１種又
は２種を、それぞれＣａ：０．００１０〜０．００５０
％，Ａｌ：０．０１〜０．０６％の範囲で含有すること
を特徴とする（請求項２）。
請求項１の前記各成分に加え、更にＣａ，Ａｌの１種又
は２種を、それぞれＣａ：０．００１０〜０．００５０
％，Ａｌ：０．０１〜０．０６％の範囲で含有すること
を特徴とする（請求項２）。
【０００９】上記のように請求項１，２の発明は、Ｎ，
Ｃｒ，Ｍｏを多く含有させるとともにＮｉの含量を多く
するなどしてＣｒ，Ｍｏ等の多量添加に基づく金属間化
合物の析出を抑制し、またこれら成分の適正含有量を追
及してこれを確定し得たものであって、かかる本発明の
ステンレス鍛鋼は、従来の材料に比べて海水中で優れた
耐食性を示す。
Ｃｒ，Ｍｏを多く含有させるとともにＮｉの含量を多く
するなどしてＣｒ，Ｍｏ等の多量添加に基づく金属間化
合物の析出を抑制し、またこれら成分の適正含有量を追
及してこれを確定し得たものであって、かかる本発明の
ステンレス鍛鋼は、従来の材料に比べて海水中で優れた
耐食性を示す。
【００１０】このような本発明のステンレス鍛鋼は、海
水ポンプの主軸やその周辺機器の材料として好適なもの
である。
水ポンプの主軸やその周辺機器の材料として好適なもの
である。
【００１１】次に本願発明における各成分の限定理由に
ついて詳述する。 Ｃ：≦０．０４０％ Ｃは強力なオーステナイト形成元素であり、高価なＮｉ
を省くのに有効であるが炭化物を形成し、耐食性，靱性
を劣化させるため、本発明では上限値を０．０４０％と
する。
ついて詳述する。 Ｃ：≦０．０４０％ Ｃは強力なオーステナイト形成元素であり、高価なＮｉ
を省くのに有効であるが炭化物を形成し、耐食性，靱性
を劣化させるため、本発明では上限値を０．０４０％と
する。
【００１２】Ｓｉ：≦０．８０％ Ｓｉは脱酸剤として有効であるが、金属間化合物の形成
を助長するため≦０．８０％とする。
を助長するため≦０．８０％とする。
【００１３】Ｍｎ：≦２．００％ Ｍｎはオーステナイト形成元素として働く他、脱酸剤と
しても有効である。しかしながらＳと化合物（ＭｎＳ）
を形成し、著しく耐食性を劣化させるので≦２．００％
とする。
しても有効である。しかしながらＳと化合物（ＭｎＳ）
を形成し、著しく耐食性を劣化させるので≦２．００％
とする。
【００１４】Ｐ：≦０．０４０％ Ｐは応力腐食割れを助長し、また耐食性を劣化させるた
め≦０．０４０％とする必要がある。望ましくはＰ：≦
０．０２％である。
め≦０．０４０％とする必要がある。望ましくはＰ：≦
０．０２％である。
【００１５】Ｓ：≦０．０３０％ Ｓは耐食性，熱間加工性を著しく劣化させるため≦０．
０３０％とする必要がある。望ましくはＳ：≦０．００
５％である。
０３０％とする必要がある。望ましくはＳ：≦０．００
５％である。
【００１６】Ｃｕ：≦０．１０％ Ｃｕは特に低ｐＨ領域における耐食性向上に有用である
が、ｐＨ８程度の海水環境ではそれ程高含量にする必要
はなく、むしろ熱間加工性を劣化させるため、本発明で
は≦０．１０％とする。
が、ｐＨ８程度の海水環境ではそれ程高含量にする必要
はなく、むしろ熱間加工性を劣化させるため、本発明で
は≦０．１０％とする。
【００１７】Ｎｉ：２２．５０〜２７．００％ Ｎｉはオーステナイト形成元素として有効であり、必要
不可欠である。このＮｉは、単にオーステナイト相単相
を確保するためだけならば２２．５０％よりも低くても
良いが、本発明は金属間化合物の形成を抑制することを
狙いとしており、この目的のために２２．５０％以上必
要である。ただし必要以上に含量を多くするとコスト上
昇を招くので、本発明では２７．００％以下とする。
不可欠である。このＮｉは、単にオーステナイト相単相
を確保するためだけならば２２．５０％よりも低くても
良いが、本発明は金属間化合物の形成を抑制することを
狙いとしており、この目的のために２２．５０％以上必
要である。ただし必要以上に含量を多くするとコスト上
昇を招くので、本発明では２７．００％以下とする。
【００１８】Ｃｒ：１７．００〜２１．００％ Ｃｒは耐食性を向上させるために不可欠である。特に海
水環境での孔食，隙間腐食に対して有効であり、１７．
００％以上必要である。ただし含量が多くなると金属間
化合物の形成を促進し、材料の健全性を劣化させるので
２１．００％以下とする。
水環境での孔食，隙間腐食に対して有効であり、１７．
００％以上必要である。ただし含量が多くなると金属間
化合物の形成を促進し、材料の健全性を劣化させるので
２１．００％以下とする。
【００１９】Ｍｏ：６．００〜８．００％ Ｍｏは耐食性に関してＣｒと同様の効果があり、またそ
の効果もＣｒ量に比べて高く、本発明では６．００％以
上含有させる。ただしＭｏは金属間化合物の形成速度を
高めるため８．００％以下に限定する。
の効果もＣｒ量に比べて高く、本発明では６．００％以
上含有させる。ただしＭｏは金属間化合物の形成速度を
高めるため８．００％以下に限定する。
【００２０】Ｎ：０．１０〜０．２５％ Ｎは耐食性の向上に有効であり、また強度の向上にも効
果があるとともにオーステナイト形成元素として有効で
あり、０．１０％以上含有させる。ただし多量の添加で
造塊時ブローホールを形成し、製造性を劣化させるので
０．２５％以下に限定する。
果があるとともにオーステナイト形成元素として有効で
あり、０．１０％以上含有させる。ただし多量の添加で
造塊時ブローホールを形成し、製造性を劣化させるので
０．２５％以下に限定する。
【００２１】Ｃａ：０．００１０〜０．００５０％ Ｃａは０．００１０％以上含有させることによってＳ，
Ｏを固着し、熱間加工性を向上させる効果がある。ただ
し多過ぎると耐食性を劣化させる場合があるため、本発
明では０．００５０％以下に限定する。
Ｏを固着し、熱間加工性を向上させる効果がある。ただ
し多過ぎると耐食性を劣化させる場合があるため、本発
明では０．００５０％以下に限定する。
【００２２】Ａｌ：０．０１〜０．０６％ Ａｌは脱酸剤として有効であり、０．０１％以上含有さ
せる。ただし多過ぎると介在物として残って耐食性を劣
化させるため、０．０６％以下に限定する。
せる。ただし多過ぎると介在物として残って耐食性を劣
化させるため、０．０６％以下に限定する。
【００２３】
【実施例】次に本発明の特徴を更に明確にすべく、以下
にその実施例を詳述する。 （１）供試材の製造 （Ａ）表１のＮｏ．１〜Ｎｏ．６及びＡ１，Ａ２に示す
組成の鋼塊５０ｋｇを真空誘導炉にて製造し、更に熱間
鍛造加工，熱処理を施して５０ｍｍ角及び２０ｍｍφの
各供試材を得た。尚、熱間加工条件は表２に示す各条件
を採用した。
にその実施例を詳述する。 （１）供試材の製造 （Ａ）表１のＮｏ．１〜Ｎｏ．６及びＡ１，Ａ２に示す
組成の鋼塊５０ｋｇを真空誘導炉にて製造し、更に熱間
鍛造加工，熱処理を施して５０ｍｍ角及び２０ｍｍφの
各供試材を得た。尚、熱間加工条件は表２に示す各条件
を採用した。
【００２４】（Ｂ）表１のＮｏ．７〜Ｎｏ．１１及びＡ
３に示す組成の鋼塊２．５ｔを高周波誘導炉，ＥＳＲ
（エレクトロスラグリメルティング）炉にて製造した
後、熱間鍛造加工を行い、更に熱処理を施して太さ１３
０ｍｍφの供試材を得た。
３に示す組成の鋼塊２．５ｔを高周波誘導炉，ＥＳＲ
（エレクトロスラグリメルティング）炉にて製造した
後、熱間鍛造加工を行い、更に熱処理を施して太さ１３
０ｍｍφの供試材を得た。
【００２５】尚、熱間加工の条件は表３の各条件を採用
した。また熱間加工は、材料を４面から加工する４面拘
束鍛造プレスを用いて行った。この４面拘束鍛造プレス
を用いて４面を同時に加工すると、発生する加工熱によ
って材料の冷却を防ぎ、温度を高く維持することができ
る。
した。また熱間加工は、材料を４面から加工する４面拘
束鍛造プレスを用いて行った。この４面拘束鍛造プレス
を用いて４面を同時に加工すると、発生する加工熱によ
って材料の冷却を防ぎ、温度を高く維持することができ
る。
【００２６】（２）評価試験 ＣＰＴ：ｐＨ１に調製した６％ＦｅＣｌ3溶液中に太
さ２０ｍｍφの供試材を２４時間浸漬し、腐食の発生が
ない場合には液の温度を２．５℃ずつ上げて同様の操作
を行い、腐食の発生しない限界の温度、即ち臨界孔食発
生温度を調べた。 ＣＣＴ：マルチクレビスにて隙間を形成した５０ｍｍ
角の供試材を、ｐＨ１に調製した３％ＦｅＣｌ3液に２
４時間浸漬してと同様の操作を繰返し行い、腐食の発
生しない限界温度、即ち臨界隙間腐食発生温度を調べ
た。 ミクロ組織観察：上記（Ｂ）の供試材を使用し、断面
の表層部，中心部における金属間化合物の析出及びその
面積率を測定した。 割れテスト：（Ｂ）の供試材を使用し、表層部及び中
心部から、５ｍｍ（厚み）×２０ｍｍ（幅）×７０ｍｍ
（長さ）のサンプルを採取して１８０°曲げ試験を行
い、割れの発生を調べた。
さ２０ｍｍφの供試材を２４時間浸漬し、腐食の発生が
ない場合には液の温度を２．５℃ずつ上げて同様の操作
を行い、腐食の発生しない限界の温度、即ち臨界孔食発
生温度を調べた。 ＣＣＴ：マルチクレビスにて隙間を形成した５０ｍｍ
角の供試材を、ｐＨ１に調製した３％ＦｅＣｌ3液に２
４時間浸漬してと同様の操作を繰返し行い、腐食の発
生しない限界温度、即ち臨界隙間腐食発生温度を調べ
た。 ミクロ組織観察：上記（Ｂ）の供試材を使用し、断面
の表層部，中心部における金属間化合物の析出及びその
面積率を測定した。 割れテスト：（Ｂ）の供試材を使用し、表層部及び中
心部から、５ｍｍ（厚み）×２０ｍｍ（幅）×７０ｍｍ
（長さ）のサンプルを採取して１８０°曲げ試験を行
い、割れの発生を調べた。
【００２７】これらの結果が表２，表３にそれぞれ併せ
て示してある。
て示してある。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
【表３】
【００３１】尚表２において、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６及び
Ａ１，Ａ２の何れも熱間加工後において空冷を行い、ま
た熱処理の際の冷却手段として水冷を行った。
Ａ１，Ａ２の何れも熱間加工後において空冷を行い、ま
た熱処理の際の冷却手段として水冷を行った。
【００３２】また表３におけるI，II，IIIの記号は、冷
却手段としてそれぞれ空冷，衝風，水冷を採用したこと
を表している。
却手段としてそれぞれ空冷，衝風，水冷を採用したこと
を表している。
【００３３】更に同表中ａは２５００ｔプレスの２面プ
レスを用いて加工を施したことを、またｂは熱間加工の
後引き続いてそのまま熱処理を行い、しかる後に冷却を
行ったことを表し、更にＣＰＴ，ＣＣＴ，金属間化合物
の面積率，割れテストの各値は、中心部の値／表層部の
値としてそれぞれ示すものである。
レスを用いて加工を施したことを、またｂは熱間加工の
後引き続いてそのまま熱処理を行い、しかる後に冷却を
行ったことを表し、更にＣＰＴ，ＣＣＴ，金属間化合物
の面積率，割れテストの各値は、中心部の値／表層部の
値としてそれぞれ示すものである。
【００３４】上記表２の結果から、本発明例のＮｏ．１
〜Ｎｏ．６のものは何れもＣＰＴ，ＣＣＴともにＡ２と
同等程度に良好であること、またＣｕを３％程度含有さ
せたＡ２の場合、熱間加工時に著しいコーナー部割れを
発生するのに対し、本発明例のものはこのような割れを
発生しないことが分かる。
〜Ｎｏ．６のものは何れもＣＰＴ，ＣＣＴともにＡ２と
同等程度に良好であること、またＣｕを３％程度含有さ
せたＡ２の場合、熱間加工時に著しいコーナー部割れを
発生するのに対し、本発明例のものはこのような割れを
発生しないことが分かる。
【００３５】また表３の結果から次の点、即ち厚太物の
場合、熱間加工の条件を変えたときに金属間化合物の析
出状況及びかかる金属間化合物の析出が中心部と表層部
とで異なること、更にこれら金属間化合物の析出の程度
に応じて耐腐食性及び耐割れ性が低下すること、また特
定の熱間加工条件を採用した場合において耐腐食性，耐
割れ性が優れていること、冷却速度の速い方が良好な結
果が得られること等が分かる。
場合、熱間加工の条件を変えたときに金属間化合物の析
出状況及びかかる金属間化合物の析出が中心部と表層部
とで異なること、更にこれら金属間化合物の析出の程度
に応じて耐腐食性及び耐割れ性が低下すること、また特
定の熱間加工条件を採用した場合において耐腐食性，耐
割れ性が優れていること、冷却速度の速い方が良好な結
果が得られること等が分かる。
【００３６】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において、当業者の知識に基づき様々な変更を加えた
態様で実施可能である。
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において、当業者の知識に基づき様々な変更を加えた
態様で実施可能である。
Claims (2)
- 【請求項１】重量基準で Ｃ ：≦０．０４０％ Ｓｉ：≦０．８０
％ Ｍｎ：≦２．００％ Ｐ ：≦０．０４
０％ Ｓ ：≦０．０３０％ Ｃｕ：≦０．１０
％ Ｎｉ：２２．５０〜２７．００％ Ｃｒ：１７．００
〜２１．００％ Ｍｏ：６．００〜８．００％ Ｎ ：０．１０〜
０．２５％ 残部実質的にＦｅから成る原子力発電所海水ポンプ用ス
テンレス鍛鋼。 - 【請求項２】 請求項１の前記各成分に加え、更にＣ
ａ，Ａｌの１種又は２種をそれぞれ Ｃａ：０．００１０〜０．００５０％， Ａｌ：０．０
１〜０．０６％ の範囲で含有することを特徴とする原子力発電所海水ポ
ンプ用ステンレス鍛鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5146702A JPH06336652A (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | 原子力発電所海水ポンプ用ステンレス鍛鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5146702A JPH06336652A (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | 原子力発電所海水ポンプ用ステンレス鍛鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06336652A true JPH06336652A (ja) | 1994-12-06 |
Family
ID=15413622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5146702A Pending JPH06336652A (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | 原子力発電所海水ポンプ用ステンレス鍛鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06336652A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001027476A1 (de) * | 1999-10-08 | 2001-04-19 | Alfred Kärcher GmbH & Co. | Hochdruckreinigungsgerät |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62297443A (ja) * | 1986-06-18 | 1987-12-24 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | 熱間加工性に優れる高耐食オ−ステナイトステンレス鋼 |
| JPH01154848A (ja) * | 1987-12-12 | 1989-06-16 | Nippon Steel Corp | 耐海水性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
-
1993
- 1993-05-27 JP JP5146702A patent/JPH06336652A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62297443A (ja) * | 1986-06-18 | 1987-12-24 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | 熱間加工性に優れる高耐食オ−ステナイトステンレス鋼 |
| JPH01154848A (ja) * | 1987-12-12 | 1989-06-16 | Nippon Steel Corp | 耐海水性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001027476A1 (de) * | 1999-10-08 | 2001-04-19 | Alfred Kärcher GmbH & Co. | Hochdruckreinigungsgerät |
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