JPH0726351A - 高温強度の優れたフェライト系耐熱鋼 - Google Patents
高温強度の優れたフェライト系耐熱鋼Info
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- JPH0726351A JPH0726351A JP17128093A JP17128093A JPH0726351A JP H0726351 A JPH0726351 A JP H0726351A JP 17128093 A JP17128093 A JP 17128093A JP 17128093 A JP17128093 A JP 17128093A JP H0726351 A JPH0726351 A JP H0726351A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スチームタービンの蒸気温度を６２０℃程度
まで高めることが可能で、比較的安価な耐熱鋼を提供す
る。 【構成】 重量％で、Ｃ０．０５〜０．２０％、Ｓｉ
０．３％以下、Ｍｎ０．０５〜１．５％、Ｎｉ０．４〜
０．９％、Ｃｒ８．０〜１３．０％、Ｍｏ０．０５％を
越え０．５０％以下、Ｗ２．０〜３．５％、Ｖ０．０５
〜０．３０％、Ｎｂ０．０１〜０．２０％、Ｎ０．０１
〜０．１％、Ｂ０．０１４％を越え０．０６０％以下を
含み、残部が実質的にＦｅおよび不可避の不純物よりな
る高温強度の優れたフェライト系耐熱鋼であり、また注
意深く制御されたＢとＮｉとを組み合わせることで２．
１％未満のＣｏを添加することができる。
まで高めることが可能で、比較的安価な耐熱鋼を提供す
る。 【構成】 重量％で、Ｃ０．０５〜０．２０％、Ｓｉ
０．３％以下、Ｍｎ０．０５〜１．５％、Ｎｉ０．４〜
０．９％、Ｃｒ８．０〜１３．０％、Ｍｏ０．０５％を
越え０．５０％以下、Ｗ２．０〜３．５％、Ｖ０．０５
〜０．３０％、Ｎｂ０．０１〜０．２０％、Ｎ０．０１
〜０．１％、Ｂ０．０１４％を越え０．０６０％以下を
含み、残部が実質的にＦｅおよび不可避の不純物よりな
る高温強度の優れたフェライト系耐熱鋼であり、また注
意深く制御されたＢとＮｉとを組み合わせることで２．
１％未満のＣｏを添加することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は火力発電用スチームター
ビン部品、ガスタービン部品等に利用可能で、特にター
ビンブレード、タービンディスク、ボルト等に最適な高
温強度の優れたフェライト系耐熱鋼に関するものであ
る。
ビン部品、ガスタービン部品等に利用可能で、特にター
ビンブレード、タービンディスク、ボルト等に最適な高
温強度の優れたフェライト系耐熱鋼に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、火力発電は効率向上の点から高温
高圧化が目指されており、スチームタービンの蒸気温度
は現在最高の５６６℃から、６００℃〜６２０℃さらに
究極的には６５０℃が目標となっている。蒸気温度を高
めるためには、従来使われているフェライト系耐熱鋼よ
り高温強度の優れた材料が必要である。これに対して、
オーステナイト系耐熱合金の中には高温強度の優れた物
があるが、熱膨張係数が大きいために熱疲労強度が劣る
こと、高価であることなどの点から実用化には問題があ
る。このため、近年高温強度を改良した新しいフェライ
ト系耐熱鋼が多数提案されている。その例としては、特
開昭６２−１０３３４５号、特開平４−３７１５５２
号、特開平２−２９０９５０号等がある。特に、本発明
者のうちの一人が発明に関与した特開平２−２９０９５
０号においては、ＣｏおよびＷを従来の同系統の合金よ
り比較的多く添加することで一段と高温強度の高いフェ
ライト系耐熱鋼が開示されている。
高圧化が目指されており、スチームタービンの蒸気温度
は現在最高の５６６℃から、６００℃〜６２０℃さらに
究極的には６５０℃が目標となっている。蒸気温度を高
めるためには、従来使われているフェライト系耐熱鋼よ
り高温強度の優れた材料が必要である。これに対して、
オーステナイト系耐熱合金の中には高温強度の優れた物
があるが、熱膨張係数が大きいために熱疲労強度が劣る
こと、高価であることなどの点から実用化には問題があ
る。このため、近年高温強度を改良した新しいフェライ
ト系耐熱鋼が多数提案されている。その例としては、特
開昭６２−１０３３４５号、特開平４−３７１５５２
号、特開平２−２９０９５０号等がある。特に、本発明
者のうちの一人が発明に関与した特開平２−２９０９５
０号においては、ＣｏおよびＷを従来の同系統の合金よ
り比較的多く添加することで一段と高温強度の高いフェ
ライト系耐熱鋼が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２−２９０９５０号に開示される耐熱鋼は、高価なＣｏ
を２．１〜１０．０％含むために材料コストが比較的高
くなるという問題がある。前述の様にオーステナイト系
耐熱合金に比較してフェライト系耐熱鋼の一つの有利性
は比較的安価であるという点であるため、Ｃｏ添加量の
少ない合金が望まれている。本発明の目的は、タービン
ブレード、タービンディスクやボルト等に適用でき、ス
チームタービンの蒸気温度を６２０℃程度まで高めるこ
とが可能で、比較的安価な耐熱鋼を提供することであ
る。
２−２９０９５０号に開示される耐熱鋼は、高価なＣｏ
を２．１〜１０．０％含むために材料コストが比較的高
くなるという問題がある。前述の様にオーステナイト系
耐熱合金に比較してフェライト系耐熱鋼の一つの有利性
は比較的安価であるという点であるため、Ｃｏ添加量の
少ない合金が望まれている。本発明の目的は、タービン
ブレード、タービンディスクやボルト等に適用でき、ス
チームタービンの蒸気温度を６２０℃程度まで高めるこ
とが可能で、比較的安価な耐熱鋼を提供することであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、特開平２
−２９０９５０号に開示される耐熱鋼をもとに、Ｃｏの
添加量を低減させるべく種々の検討を行った。その結
果、２．１％以上のＣｏ含有鋼は確かに６５０℃での使
用を前提とした高温におけるクリープ強度は高いが、６
２０℃程度での使用を前提とした場合は、Ｃｏを無添加
またはＣｏを２．１％未満で添加しても、Ｂを従来鋼よ
りも多く添加し、かつＮｉ量を注意深く制御することで
十分な高温強度を維持できることを見出した。ここでＢ
とＮｉの添加量は、Ｃｏ量との兼ね合いで決定される必
要があり、Ｃｏが無添加または低い場合は、Ｂ，Ｎｉと
も高めの添加量とし、逆にＣｏ量が高い場合は特にＢ添
加量を下げることにより、６２０℃程度までの高温強度
が得られる。
−２９０９５０号に開示される耐熱鋼をもとに、Ｃｏの
添加量を低減させるべく種々の検討を行った。その結
果、２．１％以上のＣｏ含有鋼は確かに６５０℃での使
用を前提とした高温におけるクリープ強度は高いが、６
２０℃程度での使用を前提とした場合は、Ｃｏを無添加
またはＣｏを２．１％未満で添加しても、Ｂを従来鋼よ
りも多く添加し、かつＮｉ量を注意深く制御することで
十分な高温強度を維持できることを見出した。ここでＢ
とＮｉの添加量は、Ｃｏ量との兼ね合いで決定される必
要があり、Ｃｏが無添加または低い場合は、Ｂ，Ｎｉと
も高めの添加量とし、逆にＣｏ量が高い場合は特にＢ添
加量を下げることにより、６２０℃程度までの高温強度
が得られる。
【０００５】すなわち本発明の第１発明は、重量％で、
Ｃ０．０５〜０．２０％、Ｓｉ０．３％以下、Ｍｎ０．
０５〜１．５％、Ｎｉ０．４〜０．９％、Ｃｒ８．０〜
１３．０％、Ｍｏ０．０５％を越え０．５０％以下、Ｗ
２．０〜３．５％、Ｖ０．０５〜０．３０％、Ｎｂ０．
０１〜０．２０％、Ｎ０．０１〜０．１％、Ｂ０．０１
４％を越え０．０６０％以下を含み、残部が実質的にＦ
ｅおよび不可避の不純物よりなることを特徴とする高温
強度の優れたフェライト系耐熱鋼であり、より好適な範
囲は、重量％で、Ｃ０．０９〜０．１３％、Ｓｉ０．１
５％以下、Ｍｎ０．３〜０．７％、Ｎｉ０．４〜０．８
％、Ｃｒ９．０〜１２．０％、Ｍｏ０．１〜０．２％、
Ｗ２．４〜３．０％、Ｖ０．１５〜０．２５％、Ｎｂ
０．０５〜０．１３％、Ｎ０．０２〜０．０４％、Ｂ
０．０１５〜０．０３０％を含み、残部が実質的にＦｅ
および不可避の不純物よりなることを特徴とする高温強
度の優れたフェライト系耐熱鋼である。
Ｃ０．０５〜０．２０％、Ｓｉ０．３％以下、Ｍｎ０．
０５〜１．５％、Ｎｉ０．４〜０．９％、Ｃｒ８．０〜
１３．０％、Ｍｏ０．０５％を越え０．５０％以下、Ｗ
２．０〜３．５％、Ｖ０．０５〜０．３０％、Ｎｂ０．
０１〜０．２０％、Ｎ０．０１〜０．１％、Ｂ０．０１
４％を越え０．０６０％以下を含み、残部が実質的にＦ
ｅおよび不可避の不純物よりなることを特徴とする高温
強度の優れたフェライト系耐熱鋼であり、より好適な範
囲は、重量％で、Ｃ０．０９〜０．１３％、Ｓｉ０．１
５％以下、Ｍｎ０．３〜０．７％、Ｎｉ０．４〜０．８
％、Ｃｒ９．０〜１２．０％、Ｍｏ０．１〜０．２％、
Ｗ２．４〜３．０％、Ｖ０．１５〜０．２５％、Ｎｂ
０．０５〜０．１３％、Ｎ０．０２〜０．０４％、Ｂ
０．０１５〜０．０３０％を含み、残部が実質的にＦｅ
および不可避の不純物よりなることを特徴とする高温強
度の優れたフェライト系耐熱鋼である。
【０００６】本発明の第２発明は、重量％で、Ｃ０．０
５〜０．２０％、Ｓｉ０．３％以下、Ｍｎ０．０５〜
１．５％、Ｎｉ０．０５〜０．９％、Ｃｒ８．０〜１
３．０％、Ｍｏ０．０５％を越え０．５０％以下、Ｗ
２．０〜３．５％、Ｖ０．０５〜０．３０％、Ｎｂ０．
０１〜０．２０％、Ｃｏ、２．１％未満、Ｎ０．０１〜
０．１％、Ｂ０．０１０％を越えて含有し、かつＮｉと
Ｃｏの関係がＮｉ＋Ｃｏ≧０．４、かつ、ＣｏとＢの関
係が１．７５＜Ｃｏ＋１２５Ｂ≦７．５０を満足し、残
部が実質的にＦｅおよび不可避の不純物よりなることを
特徴とする高温強度の優れたフェライト系耐熱鋼であ
り、より好適な範囲は、Ｃ０．０９〜０．１３％、Ｓｉ
０．１５％以下、Ｍｎ０．３〜０．７％、Ｎｉ０．３〜
０．７％、Ｃｒ９．０〜１２．０％、Ｍｏ０．１〜０．
２％、Ｗ２．４〜３．０％、Ｖ０．１５〜０．２５％、
Ｎｂ０．０５〜０．１３％、Ｃｏ０．５〜２．０％、Ｎ
０．０２〜０．０４％、Ｂ０．０１０〜０．０３０％を
含み、ＮｉとＣｏの関係がＮｉ＋Ｃｏ≧０．４、かつ、
ＣｏとＢの関係が１．７５＜Ｃｏ＋１２５Ｂを満足し、
残部が実質的にＦｅおよび不可避の不純物よりなるフェ
ライト系耐熱鋼である。
５〜０．２０％、Ｓｉ０．３％以下、Ｍｎ０．０５〜
１．５％、Ｎｉ０．０５〜０．９％、Ｃｒ８．０〜１
３．０％、Ｍｏ０．０５％を越え０．５０％以下、Ｗ
２．０〜３．５％、Ｖ０．０５〜０．３０％、Ｎｂ０．
０１〜０．２０％、Ｃｏ、２．１％未満、Ｎ０．０１〜
０．１％、Ｂ０．０１０％を越えて含有し、かつＮｉと
Ｃｏの関係がＮｉ＋Ｃｏ≧０．４、かつ、ＣｏとＢの関
係が１．７５＜Ｃｏ＋１２５Ｂ≦７．５０を満足し、残
部が実質的にＦｅおよび不可避の不純物よりなることを
特徴とする高温強度の優れたフェライト系耐熱鋼であ
り、より好適な範囲は、Ｃ０．０９〜０．１３％、Ｓｉ
０．１５％以下、Ｍｎ０．３〜０．７％、Ｎｉ０．３〜
０．７％、Ｃｒ９．０〜１２．０％、Ｍｏ０．１〜０．
２％、Ｗ２．４〜３．０％、Ｖ０．１５〜０．２５％、
Ｎｂ０．０５〜０．１３％、Ｃｏ０．５〜２．０％、Ｎ
０．０２〜０．０４％、Ｂ０．０１０〜０．０３０％を
含み、ＮｉとＣｏの関係がＮｉ＋Ｃｏ≧０．４、かつ、
ＣｏとＢの関係が１．７５＜Ｃｏ＋１２５Ｂを満足し、
残部が実質的にＦｅおよび不可避の不純物よりなるフェ
ライト系耐熱鋼である。
【０００７】本発明鋼を、本発明と比較的近い組成を有
する従来の耐熱鋼と比較すると、例えば特開昭６２−１
０３３４５号に開示される耐熱鋼はタービンローター
に、また特開平４−３７１５５２号に開示される耐熱鋼
は主にボイラー管に用いられるものであるが、これらは
いずれもＢの添加量が０．０１％以下であるため、本発
明鋼よりクリープ破断強度は低い。
する従来の耐熱鋼と比較すると、例えば特開昭６２−１
０３３４５号に開示される耐熱鋼はタービンローター
に、また特開平４−３７１５５２号に開示される耐熱鋼
は主にボイラー管に用いられるものであるが、これらは
いずれもＢの添加量が０．０１％以下であるため、本発
明鋼よりクリープ破断強度は低い。
【０００８】
【作用】以下、本発明における各元素の限定理由につい
て述べる。Ｃは、焼入れ性を確保し、また焼戻し過程で
Ｍ23Ｃ6型炭化物を析出させて高温強度を高めるために
不可欠の元素であり、最低０．０５％を必要とするが、
０．２０％を越えるとＭ23Ｃ6型炭化物を過度に析出さ
せ、マトリックスの強度を低めて却って長時間側の高温
強度を損うので、０．０５〜０．２０％に限定する。望
ましくは、０．０９〜０．１３％である。Ｓｉは、Ｌａ
ｖｅｓ相の生成を促し、また粒界偏析等により延性を低
下させるので、有害元素として０．３０％以下に限定す
る。望ましくは０．１５％以下である。Ｍｎは、δフェ
ライトの生成を抑制し、Ｍ23Ｃ6型炭化物の析出を促進
する元素として最低０．０５％は必要であるが、１．５
％を越えると耐酸化性を劣化させるので、０．０５〜
１．５％に限定する。望ましくは０．３〜０．７％であ
る。
て述べる。Ｃは、焼入れ性を確保し、また焼戻し過程で
Ｍ23Ｃ6型炭化物を析出させて高温強度を高めるために
不可欠の元素であり、最低０．０５％を必要とするが、
０．２０％を越えるとＭ23Ｃ6型炭化物を過度に析出さ
せ、マトリックスの強度を低めて却って長時間側の高温
強度を損うので、０．０５〜０．２０％に限定する。望
ましくは、０．０９〜０．１３％である。Ｓｉは、Ｌａ
ｖｅｓ相の生成を促し、また粒界偏析等により延性を低
下させるので、有害元素として０．３０％以下に限定す
る。望ましくは０．１５％以下である。Ｍｎは、δフェ
ライトの生成を抑制し、Ｍ23Ｃ6型炭化物の析出を促進
する元素として最低０．０５％は必要であるが、１．５
％を越えると耐酸化性を劣化させるので、０．０５〜
１．５％に限定する。望ましくは０．３〜０．７％であ
る。
【０００９】Ｃｒは、耐酸化性を付与し、Ｍ23Ｃ6型炭
化物を析出させて高温強度を高めるために不可欠の元素
であり、最低８％必要であるが、１３％を越えるとδフ
ェライトを生成し、高温強度および靭性を低下させるの
で８．０〜１３．０％に限定する。望ましくは９．０〜
１２．０％である。Ｍｏは、Ｍ23Ｃ6型炭化物の微細析
出を促進し凝集を妨げる作用があり、このため高温強度
を長時間保持するのに有効で、最低０．０５％必要であ
るが、０．５０％以上になるとδフェライトを生成しや
すくするので０．０５％を越え０．５０％以下に限定す
る。望ましくは０．１〜０．２％である。ＷはＭｏ以上
にＭ23Ｃ6型炭化物の凝集粗大化を抑制する作用が強
く、またマトリックスを固溶強化するので高温強度の向
上に有効である。そのため最低２．０％必要であるが、
３．５％を越えるとδフェライトやＬａｖｅｓ相を生成
しやすくなり逆に高温強度を低下させるので２．０〜
３．５％に限定する。望ましくは２．４〜３．０％であ
る。
化物を析出させて高温強度を高めるために不可欠の元素
であり、最低８％必要であるが、１３％を越えるとδフ
ェライトを生成し、高温強度および靭性を低下させるの
で８．０〜１３．０％に限定する。望ましくは９．０〜
１２．０％である。Ｍｏは、Ｍ23Ｃ6型炭化物の微細析
出を促進し凝集を妨げる作用があり、このため高温強度
を長時間保持するのに有効で、最低０．０５％必要であ
るが、０．５０％以上になるとδフェライトを生成しや
すくするので０．０５％を越え０．５０％以下に限定す
る。望ましくは０．１〜０．２％である。ＷはＭｏ以上
にＭ23Ｃ6型炭化物の凝集粗大化を抑制する作用が強
く、またマトリックスを固溶強化するので高温強度の向
上に有効である。そのため最低２．０％必要であるが、
３．５％を越えるとδフェライトやＬａｖｅｓ相を生成
しやすくなり逆に高温強度を低下させるので２．０〜
３．５％に限定する。望ましくは２．４〜３．０％であ
る。
【００１０】Ｖは、炭窒化物を析出して高温強度を高め
る作用があり、最低０．０５％を必要とするが、０．３
％を越えると炭素を過度に固定し、Ｍ23Ｃ6型炭化物の
析出量を減じて逆に高温強度を低下させるので０．０５
〜０．３％に限定する。望ましくは０．１５〜０．２５
％である。Ｎｂは、ＮｂＣ炭化物を生成して結晶粒の微
細化に有効であり、また一部は焼入れの際固溶して焼戻
し過程でＮｂＣを析出することにより高温強度を高める
作用があり、最低０．０１％必要であるが、０．２０％
を越えるとＶと同様炭素を過度に固定し、Ｍ23Ｃ6型炭
化物の析出量を減少し高温強度の低下を招くので０．０
１〜０．２０％に限定する。望ましくは０．０５〜０．
１３％である。Ｎは、Ｖの窒化物を析出し、また固溶し
た状態でＭｏやＷと共同でＩＳ効果（侵入型固溶元素と
置換型固溶元素の相互作用）により高温強度を高める作
用があり、最低０．０１％は必要であるが０．１％を越
えると延性を低下させるので０．０１〜０．１％に限定
する。望ましくは０．０２〜０．０４％である。
る作用があり、最低０．０５％を必要とするが、０．３
％を越えると炭素を過度に固定し、Ｍ23Ｃ6型炭化物の
析出量を減じて逆に高温強度を低下させるので０．０５
〜０．３％に限定する。望ましくは０．１５〜０．２５
％である。Ｎｂは、ＮｂＣ炭化物を生成して結晶粒の微
細化に有効であり、また一部は焼入れの際固溶して焼戻
し過程でＮｂＣを析出することにより高温強度を高める
作用があり、最低０．０１％必要であるが、０．２０％
を越えるとＶと同様炭素を過度に固定し、Ｍ23Ｃ6型炭
化物の析出量を減少し高温強度の低下を招くので０．０
１〜０．２０％に限定する。望ましくは０．０５〜０．
１３％である。Ｎは、Ｖの窒化物を析出し、また固溶し
た状態でＭｏやＷと共同でＩＳ効果（侵入型固溶元素と
置換型固溶元素の相互作用）により高温強度を高める作
用があり、最低０．０１％は必要であるが０．１％を越
えると延性を低下させるので０．０１〜０．１％に限定
する。望ましくは０．０２〜０．０４％である。
【００１１】Ｃｏは、前述の様にクリープ強度を増加さ
せる効果がある。この理由はおそらくＣｏがＭ23Ｃ6型
炭化物の微細析出と粗大化防止の作用を有するためと考
えられ、特に高温長時間側でその効果が顕著である。さ
らにＣｏはδフェライトの生成を抑制する効果も有す
る。しかしながら、Ｃｏはコストを増加させるため出来
るだけ低く抑えることが望ましい。特開平２−２９０９
５０号に記載の６５０℃で１０4時間以上のような条件
下においては確かに２．１％以上のＣｏの添加が有効で
ある。しかし本発明で対象とする６２０℃付近で１０4
時間以上のような条件下においては、Ｃｏが無添加また
は２．１％以下でも後述するように０．０１％を越える
Ｂの添加および、適正量のＮｉ、Ｗ、Ｍｏの添加と組合
わせることにより十分なクリープ強度を保つことができ
る。従ってＣｏは無添加または２．１％未満に限定し
た。望ましくは０．５〜２．０％である。
せる効果がある。この理由はおそらくＣｏがＭ23Ｃ6型
炭化物の微細析出と粗大化防止の作用を有するためと考
えられ、特に高温長時間側でその効果が顕著である。さ
らにＣｏはδフェライトの生成を抑制する効果も有す
る。しかしながら、Ｃｏはコストを増加させるため出来
るだけ低く抑えることが望ましい。特開平２−２９０９
５０号に記載の６５０℃で１０4時間以上のような条件
下においては確かに２．１％以上のＣｏの添加が有効で
ある。しかし本発明で対象とする６２０℃付近で１０4
時間以上のような条件下においては、Ｃｏが無添加また
は２．１％以下でも後述するように０．０１％を越える
Ｂの添加および、適正量のＮｉ、Ｗ、Ｍｏの添加と組合
わせることにより十分なクリープ強度を保つことができ
る。従ってＣｏは無添加または２．１％未満に限定し
た。望ましくは０．５〜２．０％である。
【００１２】Ｂは、粒界強化作用およびＭ23Ｃ6中に固
溶しＭ23Ｃ6型炭化物の凝集粗大化を妨げる作用により
高温強度を高める。本発明鋼は、前述の様に従来鋼より
も高いＢを添加して高温強度の増加を図ったものであ
り、Ｃｏ無添加の場合には、０．０１４％を越える量が
必要である。しかし、Ｃｏを添加した場合には、Ｃｏの
効果との相乗作用により、より低いＢ量でも高強度が達
成できる。この場合、Ｂ量が０．０１％を越え、かつ実
験的指標として、Ｃｏ＋１２５Ｂの値が１．７５を越え
ることが必要である。しかし過度に添加すると溶接性や
鍛造性を害し製造が困難となると共に、Ｃｏ添加量が多
い場合には、Ｌａｖｅｓ相を生成しやすくなり、却って
高温強度を低下させる。したがって、Ｃｏ無添加の場合
には０．０６０％以下、Ｃｏ添加の場合にはＣｏ＋１２
５Ｂの値として７．５０以下に限定した。望ましくはＣ
ｏ無添加の場合、０．０１５〜０．０３０％、Ｃｏ添加
の場合、０．０１０％を越え０．０３０％以下、かつ、
Ｃｏ＋１２５Ｂの値が１．７５を越える範囲である。
溶しＭ23Ｃ6型炭化物の凝集粗大化を妨げる作用により
高温強度を高める。本発明鋼は、前述の様に従来鋼より
も高いＢを添加して高温強度の増加を図ったものであ
り、Ｃｏ無添加の場合には、０．０１４％を越える量が
必要である。しかし、Ｃｏを添加した場合には、Ｃｏの
効果との相乗作用により、より低いＢ量でも高強度が達
成できる。この場合、Ｂ量が０．０１％を越え、かつ実
験的指標として、Ｃｏ＋１２５Ｂの値が１．７５を越え
ることが必要である。しかし過度に添加すると溶接性や
鍛造性を害し製造が困難となると共に、Ｃｏ添加量が多
い場合には、Ｌａｖｅｓ相を生成しやすくなり、却って
高温強度を低下させる。したがって、Ｃｏ無添加の場合
には０．０６０％以下、Ｃｏ添加の場合にはＣｏ＋１２
５Ｂの値として７．５０以下に限定した。望ましくはＣ
ｏ無添加の場合、０．０１５〜０．０３０％、Ｃｏ添加
の場合、０．０１０％を越え０．０３０％以下、かつ、
Ｃｏ＋１２５Ｂの値が１．７５を越える範囲である。
【００１３】Ｎｉは、δフェライトの生成を抑制し靭性
を付与する元素である。特にＣｏが無添加または添加量
が少ない場合には、δフェライトの生成を抑えるために
多く添加されることが必要となる。そのためＮｉは、最
低０．０５％以上で、かつＮｉ＋Ｃｏの値を０．４以上
に限定した。一方、Ｎｉは０．９％を越えるとＡ1変態
点を下げる効果のためにクリープ破断強度を低下させる
ので、０．９％以下に限定する。望ましくは０．３〜
０．７％である。
を付与する元素である。特にＣｏが無添加または添加量
が少ない場合には、δフェライトの生成を抑えるために
多く添加されることが必要となる。そのためＮｉは、最
低０．０５％以上で、かつＮｉ＋Ｃｏの値を０．４以上
に限定した。一方、Ｎｉは０．９％を越えるとＡ1変態
点を下げる効果のためにクリープ破断強度を低下させる
ので、０．９％以下に限定する。望ましくは０．３〜
０．７％である。
【００１４】
【実施例】表１に示す組成の合金を真空誘導溶解によっ
て、１０ｋｇのインゴットに鋳造し、３０ｍｍ角の棒に
鍛造後、１１００℃×１Ｈｒの焼入れ、７５０℃×１Ｈ
ｒの焼戻しを行って、６５０℃−２５ｋｇｆ／ｍｍ2で
クリープ破断試験を実施し、その結果を表１に併せて示
す。表１から本発明鋼のＮｏ．１〜１０は、比較鋼Ｎ
ｏ．２１〜２６および従来鋼Ｎｏ．３２（特開昭６２−
１０３３４５号に相当）および従来鋼Ｎｏ．３３（特開
平４−３７１５５２号に相当）よりもはるかに高いクリ
ープ破断強度を有する。また本発明鋼は、Ｃｏを２．１
％以上含有する従来鋼Ｎｏ．３１（特開平２−２９０９
５０号に相当）に比較してＣｏを無添加または２．１％
未満の少量添加にもかかわらずほぼ同等のクリープ破断
強度を有することがわかる。
て、１０ｋｇのインゴットに鋳造し、３０ｍｍ角の棒に
鍛造後、１１００℃×１Ｈｒの焼入れ、７５０℃×１Ｈ
ｒの焼戻しを行って、６５０℃−２５ｋｇｆ／ｍｍ2で
クリープ破断試験を実施し、その結果を表１に併せて示
す。表１から本発明鋼のＮｏ．１〜１０は、比較鋼Ｎ
ｏ．２１〜２６および従来鋼Ｎｏ．３２（特開昭６２−
１０３３４５号に相当）および従来鋼Ｎｏ．３３（特開
平４−３７１５５２号に相当）よりもはるかに高いクリ
ープ破断強度を有する。また本発明鋼は、Ｃｏを２．１
％以上含有する従来鋼Ｎｏ．３１（特開平２−２９０９
５０号に相当）に比較してＣｏを無添加または２．１％
未満の少量添加にもかかわらずほぼ同等のクリープ破断
強度を有することがわかる。
【００１５】
【表１】
【００１６】また、本発明鋼Ｎｏ．１，Ｎｏ．５、比較
鋼Ｎｏ．２２および従来鋼Ｎｏ．３１について種々の応
力下でクリープ破断試験を行い、得られたデータから６
２０℃−１０4時間クリープ破断強度を推定し、その結
果を表１に併せて示す。本発明鋼は比較鋼よりも明らか
にクリープ破断強度が高く、また従来鋼Ｎｏ．３１（特
開平２−２９０９５０号に相当）に比較してＣｏを無添
加または２．１％未満の少量添加にもかかわらずこの温
度域における長時間クリープ破断強度は、ほぼ同等であ
る。
鋼Ｎｏ．２２および従来鋼Ｎｏ．３１について種々の応
力下でクリープ破断試験を行い、得られたデータから６
２０℃−１０4時間クリープ破断強度を推定し、その結
果を表１に併せて示す。本発明鋼は比較鋼よりも明らか
にクリープ破断強度が高く、また従来鋼Ｎｏ．３１（特
開平２−２９０９５０号に相当）に比較してＣｏを無添
加または２．１％未満の少量添加にもかかわらずこの温
度域における長時間クリープ破断強度は、ほぼ同等であ
る。
【００１７】
【発明の効果】本発明による耐熱鋼をタービンブレー
ド、タービンディスクやボルト等に適用すれば、スチー
ムタービンの蒸気温度を６２０℃程度まで高めることが
可能となり、比較的安価な材料が提供できるうえ、火力
発電の効率向上に顕著な効果が期待できる。
ド、タービンディスクやボルト等に適用すれば、スチー
ムタービンの蒸気温度を６２０℃程度まで高めることが
可能となり、比較的安価な材料が提供できるうえ、火力
発電の効率向上に顕著な効果が期待できる。
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ０．０５〜０．２０％、Ｓ
ｉ０．３％以下、Ｍｎ０．０５〜１．５％、Ｎｉ０．４
〜０．９％、Ｃｒ８．０〜１３．０％、Ｍｏ０．０５％
を越え０．５０％以下、Ｗ２．０〜３．５％、Ｖ０．０
５〜０．３０％、Ｎｂ０．０１〜０．２０％、Ｎ０．０
１〜０．１％、Ｂ０．０１４％を越え０．０６０％以下
を含み、残部が実質的にＦｅおよび不可避の不純物より
なることを特徴とする高温強度の優れたフェライト系耐
熱鋼。 - 【請求項２】 重量％で、Ｃ０．０５〜０．２０％、Ｓ
ｉ０．３％以下、Ｍｎ０．０５〜１．５％、Ｎｉ０．０
５〜０．９％、Ｃｒ８．０〜１３．０％、Ｍｏ０．０５
％を越え０．５０％以下、Ｗ２．０〜３．５％、Ｖ０．
０５〜０．３０％、Ｎｂ０．０１〜０．２０％、Ｃｏ、
２．１％未満、Ｎ０．０１〜０．１％、Ｂ０．０１０％
を越えて含有し、かつＮｉとＣｏの関係がＮｉ＋Ｃｏ≧
０．４、ＣｏとＢの関係が１．７５＜Ｃｏ＋１２５Ｂ≦
７．５０を満足し、残部が実質的にＦｅおよび不可避の
不純物よりなることを特徴とする高温強度の優れたフェ
ライト系耐熱鋼。 - 【請求項３】 重量％で、Ｃ０．０９〜０．１３％、Ｓ
ｉ０．１５％以下、Ｍｎ０．３〜０．７％、Ｎｉ０．４
〜０．８％、Ｃｒ９．０〜１２．０％、Ｍｏ０．１〜
０．２％、Ｗ２．４〜３．０％、Ｖ０．１５〜０．２５
％、Ｎｂ０．０５〜０．１３％、Ｎ０．０２〜０．０４
％、Ｂ０．０１５〜０．０３０％を含み、残部が実質的
にＦｅおよび不可避の不純物よりなることを特徴とする
高温強度の優れたフェライト系耐熱鋼。 - 【請求項４】 重量％で、Ｃ０．０９〜０．１３％、Ｓ
ｉ０．１５％以下、Ｍｎ０．３〜０．７％、Ｎｉ０．３
〜０．７％、Ｃｒ９．０〜１２．０％、Ｍｏ０．１〜
０．２％、Ｗ２．４〜３．０％、Ｖ０．１５〜０．２５
％、Ｎｂ０．０５〜０．１３％、Ｃｏ、０．５〜２．０
％、Ｎ０．０２〜０．０４％、Ｂ０．０１０％を越え
０．０３０％以下を含み、ＮｉとＣｏの関係がＮｉ＋Ｃ
ｏ≧０．４、かつ、ＣｏとＢの関係が１．７５＜Ｃｏ＋
１２５Ｂを満足し、残部が実質的にＦｅおよび不可避の
不純物よりなることを特徴とする高温強度の優れたフェ
ライト系耐熱鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17128093A JPH0726351A (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 高温強度の優れたフェライト系耐熱鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17128093A JPH0726351A (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 高温強度の優れたフェライト系耐熱鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0726351A true JPH0726351A (ja) | 1995-01-27 |
Family
ID=15920403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17128093A Pending JPH0726351A (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 高温強度の優れたフェライト系耐熱鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726351A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5820817A (en) * | 1997-07-28 | 1998-10-13 | General Electric Company | Steel alloy |
| JP2008307679A (ja) * | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Alstom Technology Ltd | フェライト／マルテンサイト９〜１２％Ｃｒ鋼の表面処理方法 |
| EP2116626A1 (de) * | 2008-02-25 | 2009-11-11 | ALSTOM Technology Ltd | Kriechfester Stahl |
-
1993
- 1993-07-12 JP JP17128093A patent/JPH0726351A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5820817A (en) * | 1997-07-28 | 1998-10-13 | General Electric Company | Steel alloy |
| JP2008307679A (ja) * | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Alstom Technology Ltd | フェライト／マルテンサイト９〜１２％Ｃｒ鋼の表面処理方法 |
| EP2116626A1 (de) * | 2008-02-25 | 2009-11-11 | ALSTOM Technology Ltd | Kriechfester Stahl |
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