JPH072966B2 - 低炭素ステンレス鋳鋼の応力除去熱処理方法 - Google Patents
低炭素ステンレス鋳鋼の応力除去熱処理方法Info
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- JPH072966B2 JPH072966B2 JP1081742A JP8174289A JPH072966B2 JP H072966 B2 JPH072966 B2 JP H072966B2 JP 1081742 A JP1081742 A JP 1081742A JP 8174289 A JP8174289 A JP 8174289A JP H072966 B2 JPH072966 B2 JP H072966B2
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- low carbon
- carbon stainless
- cast steel
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は腐食雰囲気で使用される弁位置の弁ケース、弁
体、ポンプのポンプケース等に好適な低炭素ステンレス
鋳鋼の応力除去熱処理に関する。
体、ポンプのポンプケース等に好適な低炭素ステンレス
鋳鋼の応力除去熱処理に関する。
（従来の技術及びその問題点） CF3、CF3M（ASTM規格A351）等の低炭素ステンレス鋳鋼
品においては、製品に必要な強度及び耐食性を付与する
ため、通常は、鋳造後に溶体化処理を施す。また、大型
の鋳造製品になると、引け巣、その他の鋳造欠陥をグラ
インダー等によって除去し、その除去部分に肉盛溶接、
いわゆる補修溶接が行なわれる。この場合も一般的には
補修溶接後に再度溶体化処理を施す。
品においては、製品に必要な強度及び耐食性を付与する
ため、通常は、鋳造後に溶体化処理を施す。また、大型
の鋳造製品になると、引け巣、その他の鋳造欠陥をグラ
インダー等によって除去し、その除去部分に肉盛溶接、
いわゆる補修溶接が行なわれる。この場合も一般的には
補修溶接後に再度溶体化処理を施す。
この溶体化処理は、1000℃を超える温度に加熱した後、
急冷することにより行なわれる。しかし、大型バルブの
ように厚肉で、しかも肉厚が不均一な製品は、肉厚中心
部と外表面とでは冷却速度が相違し、また厚肉部と薄肉
部とでも冷却速度が相違するため、鋳造製品に大きな熱
応力が残留応力として残る。
急冷することにより行なわれる。しかし、大型バルブの
ように厚肉で、しかも肉厚が不均一な製品は、肉厚中心
部と外表面とでは冷却速度が相違し、また厚肉部と薄肉
部とでも冷却速度が相違するため、鋳造製品に大きな熱
応力が残留応力として残る。
ところで、製品に残留応力が残ると、製品使用中に応力
が徐々に解放され、製品に変形が生じる。このため、バ
ルブ等は使用後の変形によって流体が洩れる問題があ
る。又、残留応力が残った部位が腐食性流体に接触する
と応力腐食割れが発生する問題がある。
が徐々に解放され、製品に変形が生じる。このため、バ
ルブ等は使用後の変形によって流体が洩れる問題があ
る。又、残留応力が残った部位が腐食性流体に接触する
と応力腐食割れが発生する問題がある。
残留応力を除去するには、溶体化処理後に焼なまし等の
応力除去熱処理を実施すればよいが、安定化鋼と異な
り、低炭素ステンレス鋼の場合、鋭敏化域と称される領
域を650℃前後に有しており、この温度に加熱すると耐
食性と靱性が著しく劣化する問題がある。このため、低
炭素ステンレス鋳鋼の場合、応力除去熱処理は行なわな
いというのがこれまでの実情であった。
応力除去熱処理を実施すればよいが、安定化鋼と異な
り、低炭素ステンレス鋼の場合、鋭敏化域と称される領
域を650℃前後に有しており、この温度に加熱すると耐
食性と靱性が著しく劣化する問題がある。このため、低
炭素ステンレス鋳鋼の場合、応力除去熱処理は行なわな
いというのがこれまでの実情であった。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、溶体化処理によって発生した熱応力を、耐食
性及び靱性を損わずに除去できる応力除去熱処理方法を
提供するものである。
性及び靱性を損わずに除去できる応力除去熱処理方法を
提供するものである。
（技術的手段） 本発明にかかるMo含有低炭素ステンレス鋳鋼の応力除去
熱処理方法は、溶体化処理後、400〜480℃の温度にて加
熱保持した後、１時間当たり80℃以下の速度にて冷却す
る。
熱処理方法は、溶体化処理後、400〜480℃の温度にて加
熱保持した後、１時間当たり80℃以下の速度にて冷却す
る。
（作 用） Mo含有低炭素ステンレス鋼は、溶体化処理後の残留応力
が除去され、その際、耐食性及び靱性は劣化しない。
が除去され、その際、耐食性及び靱性は劣化しない。
（実施例） 先ず、発生する熱応力が冷却速度とどのように関係する
かを、肉厚が異なる種々の供試材について調べた。その
結果を第１図に示す。なお、第１図の縦軸は肉厚中央部
と表面近傍との温度差（△Ｔ）を示している。熱応力は
下記の式で表わされるから、△Ｔが大きい程、熱応力も
大きくなる。
かを、肉厚が異なる種々の供試材について調べた。その
結果を第１図に示す。なお、第１図の縦軸は肉厚中央部
と表面近傍との温度差（△Ｔ）を示している。熱応力は
下記の式で表わされるから、△Ｔが大きい程、熱応力も
大きくなる。
熱応力≒△Ｔ・α・Ｅ 但し、α：線膨張係数 E:ヤング率 第１図の結果から明らかな如く、冷却速度が80℃／時を
超えると△Ｔは大きくなるが、冷却速度が80℃／時以下
では△Ｔは最低となり、変わらなくなることが判明し
た。従って、熱応力の発生を可及的に抑制するには、冷
却速度は約80℃／時間よりも遅くする必要がある。
超えると△Ｔは大きくなるが、冷却速度が80℃／時以下
では△Ｔは最低となり、変わらなくなることが判明し
た。従って、熱応力の発生を可及的に抑制するには、冷
却速度は約80℃／時間よりも遅くする必要がある。
次に、CF3及びCF3M（ASTM A800）に相当する供試材を
調製し、これら供試材について、所定の温度にて２時間
加熱後、80℃／時間の冷却速度にて徐冷した。この熱処
理における、加熱温度と耐食性の関係、加熱温度と靱性
の関係、加熱温度と機械的性質の関係を、夫々調べた。
供試材の合金成分を第１表に示す。また試験結果を第２
図乃至第６図に示している。
調製し、これら供試材について、所定の温度にて２時間
加熱後、80℃／時間の冷却速度にて徐冷した。この熱処
理における、加熱温度と耐食性の関係、加熱温度と靱性
の関係、加熱温度と機械的性質の関係を、夫々調べた。
供試材の合金成分を第１表に示す。また試験結果を第２
図乃至第６図に示している。
第１表において供試材No.1は実質的にMoを含有しないCF
3相当材、No.2はMoを含有するCF3Mを相当材である。
3相当材、No.2はMoを含有するCF3Mを相当材である。
第２図は、加熱温度と腐食減量との関係を示す。試験は
硫酸、硫酸鉄の腐食液の中で実施した。供試材No.1の腐
食減量が最も多くなる加熱温度は約550℃近傍であり、
供試材No.2の腐食減量が最も多くなる加熱温度は約800
℃近傍である。腐食減量が多いことが耐食性が低いこと
を意味する。
硫酸、硫酸鉄の腐食液の中で実施した。供試材No.1の腐
食減量が最も多くなる加熱温度は約550℃近傍であり、
供試材No.2の腐食減量が最も多くなる加熱温度は約800
℃近傍である。腐食減量が多いことが耐食性が低いこと
を意味する。
第３図及び第４図は、供試材No.1における加熱温度と靱
性の関係、加熱温度と機機械的性質の関係を夫々示して
いる。靱性は０℃におけるシャルピー衝撃吸収エネルギ
ーによって評価した。機械的性質は、引張強度、降伏強
さ、絞り及び伸びについて調べた。
性の関係、加熱温度と機機械的性質の関係を夫々示して
いる。靱性は０℃におけるシャルピー衝撃吸収エネルギ
ーによって評価した。機械的性質は、引張強度、降伏強
さ、絞り及び伸びについて調べた。
第３図の結果から明らかなように、０℃における衝撃吸
収エネルギーは760℃近傍で最も低下しており、この温
度近傍で加熱したときに靱性が最も劣ることを示してい
る。なお、第４図の結果に示されるように、その他の機
械的性質については加熱温度による影響は殆んどないと
考えられる。
収エネルギーは760℃近傍で最も低下しており、この温
度近傍で加熱したときに靱性が最も劣ることを示してい
る。なお、第４図の結果に示されるように、その他の機
械的性質については加熱温度による影響は殆んどないと
考えられる。
第５図及び第６図は、供試材No.2における加熱温度と靱
性の関係、加熱温度と機械的性質の関係を夫々示してい
る。
性の関係、加熱温度と機械的性質の関係を夫々示してい
る。
第５図の結果から明らかなように、０℃における衝撃吸
収エネルギーは、加熱温度が約400℃から高くなるにつ
れて低下しており、加熱温度が高くなる程靱性が劣化す
ることを示している。なお、第６図の結果に示されるよ
うに、機械的性質の内、絞りは加熱温度が約600℃を超
えると低下し、伸びは約800℃を超えると低下するが、
引張強度及び降伏強さについては加熱温度による影響殆
んど認められない。
収エネルギーは、加熱温度が約400℃から高くなるにつ
れて低下しており、加熱温度が高くなる程靱性が劣化す
ることを示している。なお、第６図の結果に示されるよ
うに、機械的性質の内、絞りは加熱温度が約600℃を超
えると低下し、伸びは約800℃を超えると低下するが、
引張強度及び降伏強さについては加熱温度による影響殆
んど認められない。
これらの結果を考察すると、残留応力除去熱処理を実施
する際、Moを含有しない低炭素ステンレス鋼の場合、腐
食減量を約４×10-3ipm（inch permonth）以下に抑え、
約16kg・ｍの衝撃吸収エネルギーを確保しようとする
と、溶体化処理後、900〜1000℃の温度にて加熱保持し
た後、80℃／時間以下の速度にて徐冷すればよい。ま
た、Moを含有する低炭素ステンレス鋳鋼の場合、加熱温
度と共に靱性が低下するから、加熱保持温度は400〜480
℃とし、80℃／時間以下の速度にて徐冷すればよいこと
がわかる。なお、Mo含有低炭素ステンレス鋼は加熱温度
を低くせねばならないから、残留応力を十分に除去する
ためには加熱時間を長くすることが望ましい。
する際、Moを含有しない低炭素ステンレス鋼の場合、腐
食減量を約４×10-3ipm（inch permonth）以下に抑え、
約16kg・ｍの衝撃吸収エネルギーを確保しようとする
と、溶体化処理後、900〜1000℃の温度にて加熱保持し
た後、80℃／時間以下の速度にて徐冷すればよい。ま
た、Moを含有する低炭素ステンレス鋳鋼の場合、加熱温
度と共に靱性が低下するから、加熱保持温度は400〜480
℃とし、80℃／時間以下の速度にて徐冷すればよいこと
がわかる。なお、Mo含有低炭素ステンレス鋼は加熱温度
を低くせねばならないから、残留応力を十分に除去する
ためには加熱時間を長くすることが望ましい。
（発明の効果） 上記のようにして、容体化処理後に応力除去熱処理を施
すことにより、溶体化処理によって生じた熱応力を軽減
し、その際、耐食性及び靱性を低下させることはない。
すことにより、溶体化処理によって生じた熱応力を軽減
し、その際、耐食性及び靱性を低下させることはない。
第１図は熱応力と冷却速度との関係を説明するためのグ
ラフ、第２図は腐食減量と冷却速度との関係を示すグラ
フ、第３図はCF3相当材の靱性と加熱温度の関係を示す
グラフ、第４図はCF3相当材の機械的性質と加熱温度の
関係を示すグラフ、第５図はCF3M相当材の靱性と加熱温
度の関係を示すグラフ、及び第６図はCF3M相当材の機械
的性質と加熱温度の関係を示すグラフである。
ラフ、第２図は腐食減量と冷却速度との関係を示すグラ
フ、第３図はCF3相当材の靱性と加熱温度の関係を示す
グラフ、第４図はCF3相当材の機械的性質と加熱温度の
関係を示すグラフ、第５図はCF3M相当材の靱性と加熱温
度の関係を示すグラフ、及び第６図はCF3M相当材の機械
的性質と加熱温度の関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】鋳造又は溶接したMo含有低炭素ステンレス
鋳鋼の製品を溶体化処理し、400〜480℃の温度にて加熱
保持した後、１時間当たり80℃以下の冷却速度にて徐冷
することを特徴とするMo含有低炭素ステンレス鋳鋼の応
力除去熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1081742A JPH072966B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 低炭素ステンレス鋳鋼の応力除去熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1081742A JPH072966B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 低炭素ステンレス鋳鋼の応力除去熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02259011A JPH02259011A (ja) | 1990-10-19 |
| JPH072966B2 true JPH072966B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=13754890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1081742A Expired - Lifetime JPH072966B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 低炭素ステンレス鋳鋼の応力除去熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH072966B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101845546B (zh) * | 2010-06-21 | 2011-07-27 | 哈尔滨工业大学 | 9Cr18Mo钢阀套零件的热处理方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5538957A (en) * | 1978-09-13 | 1980-03-18 | Japan Steel Works Ltd:The | Austenitic stainless cast steel |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP1081742A patent/JPH072966B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02259011A (ja) | 1990-10-19 |
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