JPH08120400A - 超高圧圧力容器用鋼およびその製造方法 - Google Patents
超高圧圧力容器用鋼およびその製造方法Info
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- JPH08120400A JPH08120400A JP28397694A JP28397694A JPH08120400A JP H08120400 A JPH08120400 A JP H08120400A JP 28397694 A JP28397694 A JP 28397694A JP 28397694 A JP28397694 A JP 28397694A JP H08120400 A JPH08120400 A JP H08120400A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度、高靱性を有する超高圧圧力容器用鋼
とその製造方法を提供する。 【構成】 重量％でＣ：０．２８〜０．４５％、Ｎｉ：
３．５〜４．５％、Ｃｒ：１〜２％、Ｍｏ：０．２５〜
１．２％、Ｖ：０．０５〜０．１５％を含有し残部がＦ
ｅ及び不可避的不純物からなり、所望により前記不可避
不純物のうち、重量％でＳｉ：０．１５％以下、Ｍｎ：
０．１％以下、Ｐ：０．００５％以下、Ｓ：０．００５
％以下を許容含有量とする超高圧圧力容器用鋼。また、
前記組成を有する超高圧圧力容器用鋼の製造方法におい
て、エレクトロスラグ再溶解法を採用する。 【効果】 超高圧圧力容器に最適な強度、靱性に優れ
た鋼材の提供を可能とした。
とその製造方法を提供する。 【構成】 重量％でＣ：０．２８〜０．４５％、Ｎｉ：
３．５〜４．５％、Ｃｒ：１〜２％、Ｍｏ：０．２５〜
１．２％、Ｖ：０．０５〜０．１５％を含有し残部がＦ
ｅ及び不可避的不純物からなり、所望により前記不可避
不純物のうち、重量％でＳｉ：０．１５％以下、Ｍｎ：
０．１％以下、Ｐ：０．００５％以下、Ｓ：０．００５
％以下を許容含有量とする超高圧圧力容器用鋼。また、
前記組成を有する超高圧圧力容器用鋼の製造方法におい
て、エレクトロスラグ再溶解法を採用する。 【効果】 超高圧圧力容器に最適な強度、靱性に優れ
た鋼材の提供を可能とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超高圧オートクレーブ
や冷間静水圧容器などの超高圧圧力容器に適用される高
強度、高靱性を有する超高圧圧力容器用鋼およびその製
造方法に関するものである。
や冷間静水圧容器などの超高圧圧力容器に適用される高
強度、高靱性を有する超高圧圧力容器用鋼およびその製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超高圧圧力容器用鋼は高い圧力を受ける
環境で使用されるため、高強度鋼が適用されている。従
来の高強度鋼としては、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼、Ｃｒ
−Ｍｏ−Ｖ鋼、９Ｎｉ−４Ｃｏ鋼、１０Ｎｉ−８Ｃｏ
鋼、マルエージング鋼、ＰＨステンレス鋼、マルエージ
ングステンレス鋼など多くの鋼種が開発されている。し
かし、これらの鋼種のほとんどは、機械部品用に開発さ
れたものであり、これらを超高圧圧力容器用として使用
する場合には、機械部品用に比較して大型材となるた
め、その多くは超高圧圧力容器用鋼としての性能を充分
に有するに至っていない。また、従来使用されている超
高圧圧力容器用鋼の強度レベルは、引張強度で１１００
ＭＰａ程度であるが、耐圧性能を高めるために、より高
い強度で且つ高靱性を有する鋼材の開発が望まれてい
る。
環境で使用されるため、高強度鋼が適用されている。従
来の高強度鋼としては、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼、Ｃｒ
−Ｍｏ−Ｖ鋼、９Ｎｉ−４Ｃｏ鋼、１０Ｎｉ−８Ｃｏ
鋼、マルエージング鋼、ＰＨステンレス鋼、マルエージ
ングステンレス鋼など多くの鋼種が開発されている。し
かし、これらの鋼種のほとんどは、機械部品用に開発さ
れたものであり、これらを超高圧圧力容器用として使用
する場合には、機械部品用に比較して大型材となるた
め、その多くは超高圧圧力容器用鋼としての性能を充分
に有するに至っていない。また、従来使用されている超
高圧圧力容器用鋼の強度レベルは、引張強度で１１００
ＭＰａ程度であるが、耐圧性能を高めるために、より高
い強度で且つ高靱性を有する鋼材の開発が望まれてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】通常、超高圧圧力容器
用鋼は、引張応力下で使用されるため安全設計上、強度
だけでなく靱性の確保が極めて重要な事項である。しか
し、従来、超高圧圧力容器用鋼として充分な強度と靱性
を兼ね供えた材料は得られてない。本発明は、上記事情
を背景としてなされたものであり、高強度、高靱性を有
する超高圧圧力容器用鋼およびその製造方法を提供する
ことを目的とする。
用鋼は、引張応力下で使用されるため安全設計上、強度
だけでなく靱性の確保が極めて重要な事項である。しか
し、従来、超高圧圧力容器用鋼として充分な強度と靱性
を兼ね供えた材料は得られてない。本発明は、上記事情
を背景としてなされたものであり、高強度、高靱性を有
する超高圧圧力容器用鋼およびその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第１の発明は重量％で、Ｃ：０．２８〜０．４５
％、Ｎｉ：３．５〜４．５％、Ｃｒ：１〜２％、Ｍｏ：
０．２５〜１．２％、Ｖ：０．０５〜０．１５％を含有
し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる超高圧圧
力容器用鋼である。第２の発明は第１の発明における不
可避的不純物のうち、重量％でＳｉ：０．１５％以下、
Ｍｎ：０．１％以下、Ｐ：０．００５％以下、Ｓ：０．
００５％以下を許容含有量とする超高圧圧力容器用鋼で
ある。第３の発明は第１または第２の発明鋼をエレクト
ロスラグ再溶解法により再溶解・精錬・造塊することを
特徴とする超高圧圧力容器用鋼の製造方法である。
め、第１の発明は重量％で、Ｃ：０．２８〜０．４５
％、Ｎｉ：３．５〜４．５％、Ｃｒ：１〜２％、Ｍｏ：
０．２５〜１．２％、Ｖ：０．０５〜０．１５％を含有
し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる超高圧圧
力容器用鋼である。第２の発明は第１の発明における不
可避的不純物のうち、重量％でＳｉ：０．１５％以下、
Ｍｎ：０．１％以下、Ｐ：０．００５％以下、Ｓ：０．
００５％以下を許容含有量とする超高圧圧力容器用鋼で
ある。第３の発明は第１または第２の発明鋼をエレクト
ロスラグ再溶解法により再溶解・精錬・造塊することを
特徴とする超高圧圧力容器用鋼の製造方法である。
【０００５】
【作用】本発明者等は高強度、高靱性を有する超高圧圧
力容器用鋼を得るために、種々の試験を実施し、以下の
知見を得た。 （１）強度且つ靱性の優れた鋼材として４％Ｎｉ−Ｃｒ
−Ｍｏ−Ｖ鋼を選定。 （２）従来の４％Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼のＣ及び（ま
たは）Ｍｏ含有量を高めることにより、さらに高強度化
が可能。 （３）Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ及びＳの含有量を極力低減して高
純度化することにより、靱性の改善が図れる。 （４）エレクトロスラグ再溶解法の採用により、偏析の
ない清浄鋼が得られ、超高圧圧力容器用鋼としての安全
性が高められる。 上記の知見に基づき本発明は完成された。なお、本発明
鋼の工業的な製造方法は電気炉にて溶解精錬後、取鍋精
錬炉にて再精錬し、真空カーボン脱酸法により造塊さ
れ、一次鋼塊を得る。引続き、清浄度を高めるために、
一次鋼塊をエレクトロスラグ再溶解法により再溶解・精
錬・造塊して二次鋼塊を得る。つぎに、二次鋼塊は鍛造
加熱温度に加熱され内部空隙の圧着に重点を置いた熱間
加工が施され、所望形状に成形後、焼入れ、焼戻しから
成る熱処理を施すことにより高強度、高靱性化される。
ついで、本発明鋼の組成成分の限定理由について述べ
る。
力容器用鋼を得るために、種々の試験を実施し、以下の
知見を得た。 （１）強度且つ靱性の優れた鋼材として４％Ｎｉ−Ｃｒ
−Ｍｏ−Ｖ鋼を選定。 （２）従来の４％Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼のＣ及び（ま
たは）Ｍｏ含有量を高めることにより、さらに高強度化
が可能。 （３）Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ及びＳの含有量を極力低減して高
純度化することにより、靱性の改善が図れる。 （４）エレクトロスラグ再溶解法の採用により、偏析の
ない清浄鋼が得られ、超高圧圧力容器用鋼としての安全
性が高められる。 上記の知見に基づき本発明は完成された。なお、本発明
鋼の工業的な製造方法は電気炉にて溶解精錬後、取鍋精
錬炉にて再精錬し、真空カーボン脱酸法により造塊さ
れ、一次鋼塊を得る。引続き、清浄度を高めるために、
一次鋼塊をエレクトロスラグ再溶解法により再溶解・精
錬・造塊して二次鋼塊を得る。つぎに、二次鋼塊は鍛造
加熱温度に加熱され内部空隙の圧着に重点を置いた熱間
加工が施され、所望形状に成形後、焼入れ、焼戻しから
成る熱処理を施すことにより高強度、高靱性化される。
ついで、本発明鋼の組成成分の限定理由について述べ
る。
【０００６】Ｃ：０．２８〜０．４５％ Ｃは所望の強度を確保するためには、０．２８％以上含
有させる必要があるが、０．４５％を越えて含有させる
と、靱性が低下するので上記範囲とした。なお、同じ理
由でＣ：０．２８〜０．４０％がより望ましい範囲であ
る。
有させる必要があるが、０．４５％を越えて含有させる
と、靱性が低下するので上記範囲とした。なお、同じ理
由でＣ：０．２８〜０．４０％がより望ましい範囲であ
る。
【０００７】Ｎｉ：３．５〜４．５％ Ｎｉは強度および靱性を向上させる成分であり、所望の
強度と靱性を得るため３．５％以上含有させる必要があ
る。しかし、４．５％を越えて含有させると残留オース
テナイト量が増して強度の向上は、ほとんど望めず、ま
た、後熱処理を施した場合には、むしろ靱性が低下する
ので上記範囲とした。なお同じ理由でＮｉ：３．８〜
４．０％がより望ましい範囲である。
強度と靱性を得るため３．５％以上含有させる必要があ
る。しかし、４．５％を越えて含有させると残留オース
テナイト量が増して強度の向上は、ほとんど望めず、ま
た、後熱処理を施した場合には、むしろ靱性が低下する
ので上記範囲とした。なお同じ理由でＮｉ：３．８〜
４．０％がより望ましい範囲である。
【０００８】Ｃｒ：１〜２％ ＣｒはＮｉと共存して焼入性および靱性の向上に効果的
な成分であり、所望の強度と靱性を確保するためには、
１％以上含有させる必要があるが、２％を越えると靱性
の向上は飽和するので、２％を上限とした。
な成分であり、所望の強度と靱性を確保するためには、
１％以上含有させる必要があるが、２％を越えると靱性
の向上は飽和するので、２％を上限とした。
【０００９】Ｍｏ：０．２５〜１．２％ 本発明鋼において、Ｍｏの添加は強度向上に効果的であ
るが、靱性を低下させるため過剰の添加は好ましくな
い。従って所望の強度と靱性を確保するためには、０．
２５％以上含有させる必要がある。また、１．２％を越
えて含有させても強度はそれほど上昇しないにもかかわ
らず、靱性は低下するので上限を１．２％としたが、よ
り好ましくは上限を１．０％とすべきである。
るが、靱性を低下させるため過剰の添加は好ましくな
い。従って所望の強度と靱性を確保するためには、０．
２５％以上含有させる必要がある。また、１．２％を越
えて含有させても強度はそれほど上昇しないにもかかわ
らず、靱性は低下するので上限を１．２％としたが、よ
り好ましくは上限を１．０％とすべきである。
【００１０】Ｖ：０．０５〜０．１５％ Ｖは微細炭化物を析出して、強度を高める成分であり、
所要強度を確保するためには、０．０５％以上含有させ
なければならない。しかし、０．１５％を越えて含有さ
せると、炭化物の過剰析出により、靱性を著しく低下さ
せるので、上記範囲とした。
所要強度を確保するためには、０．０５％以上含有させ
なければならない。しかし、０．１５％を越えて含有さ
せると、炭化物の過剰析出により、靱性を著しく低下さ
せるので、上記範囲とした。
【００１１】不可避的不純物（Ｓｉ：０．１５％以下、
Ｍｎ：０．１％以下、Ｐ：０．００５％以下、Ｓ：０．
００５％以下） Ｓｉ、Ｐ、Ｓは偏析傾向が大きく、微量の含有でも鋼塊
において、Ｖ状あるいは逆Ｖ状の偏析を発生せしめ、清
浄度を低下させ、鋼の品質を低下させ、超高圧圧力容器
用としての安全性が確保できなくなる。また、Ｓｉ，Ｍ
ｎ，Ｐ，Ｓの含有は、焼戻脆化感受性を助長することが
知られているが、本発明鋼の熱処理後あるいは後熱処理
のように焼戻脆化を生じない温度範囲でも、靱性を低下
させるので、これらの成分の不可避的含有量を極力低減
することが望ましい。従って、現状の精錬技術レベルを
考慮して、Ｓｉ：０．１５％以下、Ｍｎ：０．１％以
下、Ｐ：０．００５％以下、Ｓ：０．００５％以下を許
容含有量とした。
Ｍｎ：０．１％以下、Ｐ：０．００５％以下、Ｓ：０．
００５％以下） Ｓｉ、Ｐ、Ｓは偏析傾向が大きく、微量の含有でも鋼塊
において、Ｖ状あるいは逆Ｖ状の偏析を発生せしめ、清
浄度を低下させ、鋼の品質を低下させ、超高圧圧力容器
用としての安全性が確保できなくなる。また、Ｓｉ，Ｍ
ｎ，Ｐ，Ｓの含有は、焼戻脆化感受性を助長することが
知られているが、本発明鋼の熱処理後あるいは後熱処理
のように焼戻脆化を生じない温度範囲でも、靱性を低下
させるので、これらの成分の不可避的含有量を極力低減
することが望ましい。従って、現状の精錬技術レベルを
考慮して、Ｓｉ：０．１５％以下、Ｍｎ：０．１％以
下、Ｐ：０．００５％以下、Ｓ：０．００５％以下を許
容含有量とした。
【００１２】
【実施例】表１に示す組成の本発明鋼と従来鋼を真空溶
解炉にて溶解し、５００ｋｇの一次鋼塊を溶製した。こ
の一次鋼塊を鍛造してエレクトロスラグ再溶解用の電極
を製作した。この電極を用いて、エレクトロスラグ再溶
解を行い、二次鋼塊を造塊した。
解炉にて溶解し、５００ｋｇの一次鋼塊を溶製した。こ
の一次鋼塊を鍛造してエレクトロスラグ再溶解用の電極
を製作した。この電極を用いて、エレクトロスラグ再溶
解を行い、二次鋼塊を造塊した。
【００１３】
【表１】
【００１４】この二次鋼塊を１２５０℃の鍛造温度に加
熱して鍛造した後、１０００℃焼鈍−８００℃焼入れ−
５５０℃焼戻しの熱処理を施し、供試材とした。得られ
た供試材にて引張試験及びシャルピー衝撃試験を行い、
その結果を表２に示す。
熱して鍛造した後、１０００℃焼鈍−８００℃焼入れ−
５５０℃焼戻しの熱処理を施し、供試材とした。得られ
た供試材にて引張試験及びシャルピー衝撃試験を行い、
その結果を表２に示す。
【００１５】
【表２】
【００１６】発明鋼Ｎｏ．１は０．１％耐力が１２００
ＭＰａ級の超高圧圧力容器用鋼であって、従来鋼（Ｎ
ｏ．３，Ｎｏ．４）のＣ含有量を高めに設定することに
よって強度を高めたものである。また、発明鋼Ｎｏ．２
は０．１％耐力が１２３０ＭＰａ級の超高圧圧力容器用
鋼であって、靱性をそこなわずに高強度を図るために、
従来鋼（Ｎｏ．３，Ｎｏ．４）のＣ含有量を高めるかわ
りにＭｏ含有量を１％まで高めることにより強度を上げ
たものである。なお、発明鋼Ｎｏ．１，Ｎｏ．２ともに
靱性を確保する目的で不可避的不純物であるＳｉ，Ｍ
ｎ，Ｐ，Ｓの含有量を極力下げてある。
ＭＰａ級の超高圧圧力容器用鋼であって、従来鋼（Ｎ
ｏ．３，Ｎｏ．４）のＣ含有量を高めに設定することに
よって強度を高めたものである。また、発明鋼Ｎｏ．２
は０．１％耐力が１２３０ＭＰａ級の超高圧圧力容器用
鋼であって、靱性をそこなわずに高強度を図るために、
従来鋼（Ｎｏ．３，Ｎｏ．４）のＣ含有量を高めるかわ
りにＭｏ含有量を１％まで高めることにより強度を上げ
たものである。なお、発明鋼Ｎｏ．１，Ｎｏ．２ともに
靱性を確保する目的で不可避的不純物であるＳｉ，Ｍ
ｎ，Ｐ，Ｓの含有量を極力下げてある。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超高圧圧
力容器用鋼は、重量％でＣ：０．２８〜０．４５％、Ｎ
ｉ：３．５〜４．５％、Ｃｒ：１〜２％、Ｍｏ：０．２
５〜１．２％、Ｖ：０．０５〜０．１５％を含有し、所
望により不可避的不純物のうち重量％でＳｉ：０．１５
％以下、Ｍｎ：０．１％以下、Ｐ：０．００５％以下、
Ｓ：０．００５％以下に制限したので、鋼材に高い靱性
を確保したまま高い強度を付与することができ、超高圧
圧力容器に最適な材料が得られる。また、超高圧圧力容
器用鋼の製造方法として、エレクトロスラグ再溶解法を
採用することによりＳｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ等の不可避的不
純物量を低減でき、偏析のない清浄な鋼が得られる。
力容器用鋼は、重量％でＣ：０．２８〜０．４５％、Ｎ
ｉ：３．５〜４．５％、Ｃｒ：１〜２％、Ｍｏ：０．２
５〜１．２％、Ｖ：０．０５〜０．１５％を含有し、所
望により不可避的不純物のうち重量％でＳｉ：０．１５
％以下、Ｍｎ：０．１％以下、Ｐ：０．００５％以下、
Ｓ：０．００５％以下に制限したので、鋼材に高い靱性
を確保したまま高い強度を付与することができ、超高圧
圧力容器に最適な材料が得られる。また、超高圧圧力容
器用鋼の製造方法として、エレクトロスラグ再溶解法を
採用することによりＳｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ等の不可避的不
純物量を低減でき、偏析のない清浄な鋼が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石坂 淳二 北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日本 製鋼所内 (72)発明者 阿部 敏広 北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日本 製鋼所内 (72)発明者 岩舘 忠雄 千葉県四街道市鷹の台１丁目３番 株式会 社日本製鋼所内
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．２８〜０．４５％、
Ｎｉ：３．５〜４．５％、Ｃｒ：１〜２％、Ｍｏ：０．
２５〜１．２％、Ｖ：０．０５〜０．１５％を含有し、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる超高圧圧力容
器用鋼 - 【請求項２】 不可避不純物のうち、重量％でＳｉ：
０．１５％以下、Ｍｎ：０．１％以下、Ｐ：０．００５
％以下、Ｓ：０．００５％以下を許容含有量とする請求
項１記載の超高圧圧力容器用鋼 - 【請求項３】 請求項１または２記載の組成を有する鋼
をエレクトロスラグ再溶解法により再溶解・精錬・造塊
することを特徴とする超高圧圧力容器用鋼の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28397694A JPH08120400A (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 超高圧圧力容器用鋼およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28397694A JPH08120400A (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 超高圧圧力容器用鋼およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08120400A true JPH08120400A (ja) | 1996-05-14 |
Family
ID=17672677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28397694A Pending JPH08120400A (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 超高圧圧力容器用鋼およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08120400A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008015258A1 (en) * | 2006-08-03 | 2008-02-07 | Aubert & Duval | Process for manufacturing steel blanks |
| JP2009538983A (ja) * | 2006-05-29 | 2009-11-12 | ラインメタル バッフェ ムニツィオン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 高負荷武器、砲身用ブランク、並びにこれらを装備した武器のための鍛造鋼の製造方法 |
| US7662246B2 (en) * | 2003-11-07 | 2010-02-16 | Boehler Hochdrucktechnik Gmbh | Steel for components of chemical installations |
| US8252129B2 (en) | 2006-08-03 | 2012-08-28 | Aubert & Duval | Method for transforming steel blanks |
| JP5228492B2 (ja) * | 2006-02-09 | 2013-07-03 | 新日鐵住金株式会社 | エアバッグインフレータ用ボトル部材の製造方法 |
| EP2671959A1 (en) * | 2012-06-04 | 2013-12-11 | General Electric Company | Nickel-chromium-molybdenum-vanadium alloy and turbine component |
| CN110306109A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-08 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 一种大单重Cr-Mo钢电渣锭的生产方法 |
| CN115478215A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-12-16 | 河南中原特钢装备制造有限公司 | 一种空心管用高强高韧钢及其冶炼工艺 |
-
1994
- 1994-10-25 JP JP28397694A patent/JPH08120400A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR2904634A1 (fr) * | 2006-08-03 | 2008-02-08 | Aubert & Duval Soc Par Actions | Procede de fabrication d'ebauches en acier |
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| US8101004B2 (en) | 2006-08-03 | 2012-01-24 | Aubert & Duval | Process for manufacturing steel blanks |
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| CN115478215A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-12-16 | 河南中原特钢装备制造有限公司 | 一种空心管用高强高韧钢及其冶炼工艺 |
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