JPH083697A - 耐熱鋼 - Google Patents
耐熱鋼Info
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- JPH083697A JPH083697A JP6153077A JP15307794A JPH083697A JP H083697 A JPH083697 A JP H083697A JP 6153077 A JP6153077 A JP 6153077A JP 15307794 A JP15307794 A JP 15307794A JP H083697 A JPH083697 A JP H083697A
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- resistant steel
- high temperature
- toughness
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/30—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with cobalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 タービンロータなどに用いる耐熱鋼の高温特
性を向上させて発電効率を高めることを可能にする。 【構成】 Ｃ：０．０５〜０．２％、Ｎｉ：１．０％以
下、Ｃｒ：９〜１３％、Ｍｏ：０．０５〜１％、Ｖ：
０．０５〜０．３％、Ｗ：１〜３％、Ｃｏ：１〜５％、
Ｎ：０．０１〜０．１％と、Ｎｂ：０．０１〜０．１５
％、Ｔａ：０．０１〜０．１５％、希土類元素：０．０
０３〜０．０３％、Ｃａ：０．００３〜０．０３％、
Ｂ：０．００３〜０．０３％の１種以上を含有し、所望
により不可避的不純物のうち、Ｓｉ：０．１０％以下、
Ｍｎ：０．１５％以下、Ｐ：０．０１０％以下を許容含
有量とする。さらに所望により、不可避的不純物のう
ち、Ｓ：０．００５％以下、Ａｓ：０．００５％以下、
Ｓｎ：０．００５％以下、Ｓｂ：０．００３％以下を許
容含有量とする。
性を向上させて発電効率を高めることを可能にする。 【構成】 Ｃ：０．０５〜０．２％、Ｎｉ：１．０％以
下、Ｃｒ：９〜１３％、Ｍｏ：０．０５〜１％、Ｖ：
０．０５〜０．３％、Ｗ：１〜３％、Ｃｏ：１〜５％、
Ｎ：０．０１〜０．１％と、Ｎｂ：０．０１〜０．１５
％、Ｔａ：０．０１〜０．１５％、希土類元素：０．０
０３〜０．０３％、Ｃａ：０．００３〜０．０３％、
Ｂ：０．００３〜０．０３％の１種以上を含有し、所望
により不可避的不純物のうち、Ｓｉ：０．１０％以下、
Ｍｎ：０．１５％以下、Ｐ：０．０１０％以下を許容含
有量とする。さらに所望により、不可避的不純物のう
ち、Ｓ：０．００５％以下、Ａｓ：０．００５％以下、
Ｓｎ：０．００５％以下、Ｓｂ：０．００３％以下を許
容含有量とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はタービンロータや、ター
ビンブレード、タービンディスク、ボルト等のタービン
部材等に好適な耐熱鋼に関するものである。
ビンブレード、タービンディスク、ボルト等のタービン
部材等に好適な耐熱鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】火力発電システムでは発電効率を一層高
効率化するために、スチームタービンの蒸気温度を益々
上昇させる傾向にあり、その結果タービン用材料に要求
される高温特性も一層厳しいものとなっている。従来か
らこの用途に使用できる材料として数多くの耐熱鋼が提
案されているが、その中でも特開平２−２９０９５０
号、特開平４−１４７９４８号（両者の成分は同じで、
使用目的が異なる）で提案されている開発耐熱鋼は、高
温強度に優れていることが知られている。
効率化するために、スチームタービンの蒸気温度を益々
上昇させる傾向にあり、その結果タービン用材料に要求
される高温特性も一層厳しいものとなっている。従来か
らこの用途に使用できる材料として数多くの耐熱鋼が提
案されているが、その中でも特開平２−２９０９５０
号、特開平４−１４７９４８号（両者の成分は同じで、
使用目的が異なる）で提案されている開発耐熱鋼は、高
温強度に優れていることが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、タービン用材
料として、一層の発電効率の向上を図るためには、上記
の開発耐熱鋼でも高温特性は十分ではなく、高温クリー
プ強度を含めた高温特性をさらに向上させる必要があ
る。また、従来の材料では経時的に靱性が低下するため
耐久性に劣るという問題もあり、これら特性を含めて、
耐熱鋼の特性の改善が望まれている。そこで本発明者達
は、発電効率の高効率化、耐久性の向上等を可能にする
ため、以下の観点から上記開発耐熱鋼の改良を図った。 （１）高温クリープ強度の向上 （２）靱性の経時劣化の防止 （３）高靱性化
料として、一層の発電効率の向上を図るためには、上記
の開発耐熱鋼でも高温特性は十分ではなく、高温クリー
プ強度を含めた高温特性をさらに向上させる必要があ
る。また、従来の材料では経時的に靱性が低下するため
耐久性に劣るという問題もあり、これら特性を含めて、
耐熱鋼の特性の改善が望まれている。そこで本発明者達
は、発電効率の高効率化、耐久性の向上等を可能にする
ため、以下の観点から上記開発耐熱鋼の改良を図った。 （１）高温クリープ強度の向上 （２）靱性の経時劣化の防止 （３）高靱性化
【０００４】そして本発明者達は鋭意研究した結果、上
記の目的を達成するために、以下の手段を講じるのが有
効であることを見いだした。 （１）高温クリープ強度の向上は、Ｎｂ，Ｔａ，Ｂの含
有、さらにＭｎ含有量の低減による。 （２）靱性の経時劣化の防止は、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ａ
ｓ，Ｓｎ，Ｓｂ含有量の低減による。 （３）高靱性化は、希土類元素、Ｃａの添加、およびＳ
含有量の低減による。 本発明は上記事情を背景としてなされたものであり、高
温クリープ強度の向上、靱性の経時劣化の防止、高靱性
化を図ることにより、高温特性、耐久性等に優れた耐熱
鋼を提供することを目的とする。
記の目的を達成するために、以下の手段を講じるのが有
効であることを見いだした。 （１）高温クリープ強度の向上は、Ｎｂ，Ｔａ，Ｂの含
有、さらにＭｎ含有量の低減による。 （２）靱性の経時劣化の防止は、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ａ
ｓ，Ｓｎ，Ｓｂ含有量の低減による。 （３）高靱性化は、希土類元素、Ｃａの添加、およびＳ
含有量の低減による。 本発明は上記事情を背景としてなされたものであり、高
温クリープ強度の向上、靱性の経時劣化の防止、高靱性
化を図ることにより、高温特性、耐久性等に優れた耐熱
鋼を提供することを目的とする。
【０００５】
【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の発明の耐熱鋼は、重量％で、Ｃ：０．０５〜０．
２％、Ｎｉ：１．０％以下、Ｃｒ：９〜１３％、Ｍｏ：
０．０５〜１％、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｗ：１〜３
％、Ｃｏ：１〜５％、Ｎ：０．０１〜０．１％を含有
し、さらに、Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、Ｔａ：０．
０１〜０．１５％、希土類元素：０．００３〜０．０３
％、Ｃａ：０．００３〜０．０３％、Ｂ：０．００３〜
０．０３％の一種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可
避的不純物からなることを特徴とする。 なお、希土類
元素は、１種だけでなく２種以上であってもよく、Ｌ
ａ、Ｃｅ等が例示される。
第１の発明の耐熱鋼は、重量％で、Ｃ：０．０５〜０．
２％、Ｎｉ：１．０％以下、Ｃｒ：９〜１３％、Ｍｏ：
０．０５〜１％、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｗ：１〜３
％、Ｃｏ：１〜５％、Ｎ：０．０１〜０．１％を含有
し、さらに、Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、Ｔａ：０．
０１〜０．１５％、希土類元素：０．００３〜０．０３
％、Ｃａ：０．００３〜０．０３％、Ｂ：０．００３〜
０．０３％の一種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可
避的不純物からなることを特徴とする。 なお、希土類
元素は、１種だけでなく２種以上であってもよく、Ｌ
ａ、Ｃｅ等が例示される。
【０００６】第２の発明の耐熱鋼は、上記第１の発明に
おいて、不可避的不純物のうち、Ｓｉ：０．１％以下、
Ｍｎ：０．１５％以下、Ｐ：０．０１％以下を許容含有
量とすることを特徴とする。第３の発明の耐熱鋼は、上
記第１または第２の発明において、不可避的不純物のう
ち、Ｓ：０．００５％以下、Ａｓ：０．００５％以下、
Ｓｎ：０．００５％以下、Ｓｂ：０．００３％以下を許
容含有量とすることを特徴とする。
おいて、不可避的不純物のうち、Ｓｉ：０．１％以下、
Ｍｎ：０．１５％以下、Ｐ：０．０１％以下を許容含有
量とすることを特徴とする。第３の発明の耐熱鋼は、上
記第１または第２の発明において、不可避的不純物のう
ち、Ｓ：０．００５％以下、Ａｓ：０．００５％以下、
Ｓｎ：０．００５％以下、Ｓｂ：０．００３％以下を許
容含有量とすることを特徴とする。
【０００７】
【作用】以下に、本発明耐熱鋼の成分元素の作用及びそ
の限定理由について説明する。 Ｃ：０．０５〜０．２％ Ｃは、マルテンサイト変態を促進させるとともに、合金
中のＦe 、Ｃr 、Ｍo、Ｖ、Ｎｂなどと結合して炭化物
を形成して高温強度を高めるために不可欠の元素であ
り、このような観点から最低０．０５％を必要とする。
また、０．２％を越えて含有させると、炭化物の粗大化
が起こりやすくなり高温クリープ強さが劣化するので、
その含有量を０．０５〜０．２％に限定した。なお、同
様の理由により好ましくは、０．０９〜０．１３％に限
定する。
の限定理由について説明する。 Ｃ：０．０５〜０．２％ Ｃは、マルテンサイト変態を促進させるとともに、合金
中のＦe 、Ｃr 、Ｍo、Ｖ、Ｎｂなどと結合して炭化物
を形成して高温強度を高めるために不可欠の元素であ
り、このような観点から最低０．０５％を必要とする。
また、０．２％を越えて含有させると、炭化物の粗大化
が起こりやすくなり高温クリープ強さが劣化するので、
その含有量を０．０５〜０．２％に限定した。なお、同
様の理由により好ましくは、０．０９〜０．１３％に限
定する。
【０００８】Ｎｉ：１．０％以下 Ｎｉは積極的に添加する場合と無添加の場合がある。特
に靱性が要求される場合には、Ｎｉを積極的に添加・含
有させる必要があるが、その含有量が１％を越えるとク
リープ破断強度を低下させるので上限を１％に限定し
た。好ましくは、０．２５〜０．６５％に限定する。な
お、無添加の場合においても、０．２５％未満で不可避
的に含有する。 Ｃｒ：９〜１３％ Ｃｒは耐酸化性および高温耐食性を高め、さらに合金中
に固溶して高温クリープ強度を高めるために不可欠の元
素であり、最低９％必要である。一方、１３％を越える
と有害なデルタフェライトを生成し、高温強度および靱
性を低下させるので、含有量を９〜１３％に限定した。
なお、同様の理由で好ましくは、９．７〜１１．８％に
限定する。 Ｍｏ：０．０５〜１％ Ｍｏは合金中に固溶して低温および高温における強度を
高めるとともに、微細炭化物を形成し、高温クリープ強
さを向上させる。また、焼戻し脆化の抑制にも寄与する
元素であり、最低０．０５％必要である。一方、１％を
越えるとデルタフェライトを生成して、クリープ強さが
低下するので、０．０５〜１％に限定する。なお、同様
の理由で好ましくは０．５〜１％、さらに好ましくは
０．５〜０．７％に限定する。
に靱性が要求される場合には、Ｎｉを積極的に添加・含
有させる必要があるが、その含有量が１％を越えるとク
リープ破断強度を低下させるので上限を１％に限定し
た。好ましくは、０．２５〜０．６５％に限定する。な
お、無添加の場合においても、０．２５％未満で不可避
的に含有する。 Ｃｒ：９〜１３％ Ｃｒは耐酸化性および高温耐食性を高め、さらに合金中
に固溶して高温クリープ強度を高めるために不可欠の元
素であり、最低９％必要である。一方、１３％を越える
と有害なデルタフェライトを生成し、高温強度および靱
性を低下させるので、含有量を９〜１３％に限定した。
なお、同様の理由で好ましくは、９．７〜１１．８％に
限定する。 Ｍｏ：０．０５〜１％ Ｍｏは合金中に固溶して低温および高温における強度を
高めるとともに、微細炭化物を形成し、高温クリープ強
さを向上させる。また、焼戻し脆化の抑制にも寄与する
元素であり、最低０．０５％必要である。一方、１％を
越えるとデルタフェライトを生成して、クリープ強さが
低下するので、０．０５〜１％に限定する。なお、同様
の理由で好ましくは０．５〜１％、さらに好ましくは
０．５〜０．７％に限定する。
【０００９】Ｖ：０．０５〜０．３％ Ｖは、微細炭化物、炭窒化物を形成して、高温クリープ
強さを向上させるのに有効であり、最低０．０５％を必
要とする。一方、０．３％を越えると炭素を過度に固定
し、炭化物の析出量が増して高温強度を低下させるので
０．０５〜０．３％に限定する。なお、同様の理由で好
ましくは、０．１５〜０．２５％に限定する。 Ｗ：１〜３％ Ｗは、炭化物の凝集、粗大化を抑制し、また合金中に固
溶してマトリックスを固溶強化するので高温強度の向上
に有効であり、最低１％必要である。一方、３％を越え
るとデルタフェライトやラーベス相を生成しやすくな
り、高温強度を低下させるので１〜３％に限定する。な
お、同様の理由で好ましくは、１〜２％、さらに好まし
くは、１．３〜１．６％に限定する。
強さを向上させるのに有効であり、最低０．０５％を必
要とする。一方、０．３％を越えると炭素を過度に固定
し、炭化物の析出量が増して高温強度を低下させるので
０．０５〜０．３％に限定する。なお、同様の理由で好
ましくは、０．１５〜０．２５％に限定する。 Ｗ：１〜３％ Ｗは、炭化物の凝集、粗大化を抑制し、また合金中に固
溶してマトリックスを固溶強化するので高温強度の向上
に有効であり、最低１％必要である。一方、３％を越え
るとデルタフェライトやラーベス相を生成しやすくな
り、高温強度を低下させるので１〜３％に限定する。な
お、同様の理由で好ましくは、１〜２％、さらに好まし
くは、１．３〜１．６％に限定する。
【００１０】Ｃｏ：１〜５％ Ｃｏは、デルタフェライトの生成を抑制し、高温強度を
向上させる。デルタフェライトの生成を防止するために
は１％以上の含有が必要であるが、一方、５％を越えて
含有すると延性が低下し、またコストが上昇するので、
５％以下に限定する。なお、同様の理由で好ましくは、
１．５〜４％、さらに好ましくは、２．０〜３．５％に
限定する。 Ｎ：０．０１〜０．１％ ＮはＮｂ、Ｖなどと結合して窒化物を形成し、高温クリ
ープ強さを向上させるが、その含有量が０．０１％未満
では充分な強度、および高温クリープ強さを得ることが
できず、０．１％を超えて含有させると、鋼塊の製造が
困難となり、かつ熱間加工性が悪くなるので、その含有
量を０．０１〜０．１％に限定した。なお、同様の理由
で好ましくは、０．０２〜０．０４％、さらに好ましく
は、０．０２〜０．０３％に限定する。
向上させる。デルタフェライトの生成を防止するために
は１％以上の含有が必要であるが、一方、５％を越えて
含有すると延性が低下し、またコストが上昇するので、
５％以下に限定する。なお、同様の理由で好ましくは、
１．５〜４％、さらに好ましくは、２．０〜３．５％に
限定する。 Ｎ：０．０１〜０．１％ ＮはＮｂ、Ｖなどと結合して窒化物を形成し、高温クリ
ープ強さを向上させるが、その含有量が０．０１％未満
では充分な強度、および高温クリープ強さを得ることが
できず、０．１％を超えて含有させると、鋼塊の製造が
困難となり、かつ熱間加工性が悪くなるので、その含有
量を０．０１〜０．１％に限定した。なお、同様の理由
で好ましくは、０．０２〜０．０４％、さらに好ましく
は、０．０２〜０．０３％に限定する。
【００１１】Ｎｂ、Ｔａ：０．０１〜０．１５％ Ｎｂ、Ｔａは、微細炭化物、炭窒化物を形成し、高温ク
リープ強さを向上させるとともに、結晶粒の微細化を促
進し、低温靱性を向上させるので、単独でまたは複合的
に含有させる。その作用効果を得るためには、少なくと
も０．０１％含有させる必要がある。しかし、０．１５
％を超えて含有させると、粗大な炭化物および炭窒化物
が析出し靱性を低下させるため、その上限を０．１５％
とした。なお複合添加する場合には、（Ｎｂ＋Ｔａ）の
含有量を０．１５％以下とするのが望ましい。より望ま
しくは、（Ｎｂ＋Ｔａ）の含有量を０．０３〜０．０８
％とする。
リープ強さを向上させるとともに、結晶粒の微細化を促
進し、低温靱性を向上させるので、単独でまたは複合的
に含有させる。その作用効果を得るためには、少なくと
も０．０１％含有させる必要がある。しかし、０．１５
％を超えて含有させると、粗大な炭化物および炭窒化物
が析出し靱性を低下させるため、その上限を０．１５％
とした。なお複合添加する場合には、（Ｎｂ＋Ｔａ）の
含有量を０．１５％以下とするのが望ましい。より望ま
しくは、（Ｎｂ＋Ｔａ）の含有量を０．０３〜０．０８
％とする。
【００１２】希土類類元素：０．００３〜０．０３％、
Ｃａ：０．００３〜０．０３％ 希土類元素及びＣａは、脱酸ならびに脱硫作用を有し、
金属溶湯に希土類元素Ｃａを単味又は複合添加すること
により、内在する非金属介在物の形状、分布のコントロ
ールを図ることができ、この結果、衝撃吸収エネルギー
が向上し、靱性が改善されるので所望により含有させ
る。しかし、０．００３％未満の含有では上記作用効果
が認められない。また、０．０３％を越えて含有させる
と酸化物が過剰に生成されて、かえって清浄度が低下
し、その結果衝撃靱性が低下する。このため、希土類元
素及びＣａの含有量を上記範囲に限定した。
Ｃａ：０．００３〜０．０３％ 希土類元素及びＣａは、脱酸ならびに脱硫作用を有し、
金属溶湯に希土類元素Ｃａを単味又は複合添加すること
により、内在する非金属介在物の形状、分布のコントロ
ールを図ることができ、この結果、衝撃吸収エネルギー
が向上し、靱性が改善されるので所望により含有させ
る。しかし、０．００３％未満の含有では上記作用効果
が認められない。また、０．０３％を越えて含有させる
と酸化物が過剰に生成されて、かえって清浄度が低下
し、その結果衝撃靱性が低下する。このため、希土類元
素及びＣａの含有量を上記範囲に限定した。
【００１３】Ｂ：０．００３〜０．０３％ Ｂは微量の含有で、焼入れ性が増大し、靱性を向上させ
るとともに粒界及び粒内の炭化物の析出凝集を抑え、高
温クリープ強さの向上に寄与する。しかし、その含有量
は０．００３％未満では上記効果が不十分であり、一
方、０．０３％を超えると高温クリープ延性が著しく低
下するため、その含有量を０．００３〜０．０３％に限
定した。なお、同様の理由で好ましくは、０．００５〜
０．０２％に限定する。
るとともに粒界及び粒内の炭化物の析出凝集を抑え、高
温クリープ強さの向上に寄与する。しかし、その含有量
は０．００３％未満では上記効果が不十分であり、一
方、０．０３％を超えると高温クリープ延性が著しく低
下するため、その含有量を０．００３〜０．０３％に限
定した。なお、同様の理由で好ましくは、０．００５〜
０．０２％に限定する。
【００１４】（不可避不純物） Ｓｉ：０．１％以下 Ｓi は、脱酸剤として通常使用されるが、Ｓi 含有量が
高いと、鋼塊内部の偏析が増加し、また焼戻し脆化感受
性が極めて大となり切欠靱性が損なわれ、さらに高温長
時間保持により、析出物形態の変化を助長することによ
り靱性が経時劣化するので、極力低減することが望まし
く、工業性などを考慮して０．１％以下に制限した。な
お、同様の理由で好ましくは０．０５％以下に限定す
る。さらに、０．０３％以下とするのが一層好ましい。
高いと、鋼塊内部の偏析が増加し、また焼戻し脆化感受
性が極めて大となり切欠靱性が損なわれ、さらに高温長
時間保持により、析出物形態の変化を助長することによ
り靱性が経時劣化するので、極力低減することが望まし
く、工業性などを考慮して０．１％以下に制限した。な
お、同様の理由で好ましくは０．０５％以下に限定す
る。さらに、０．０３％以下とするのが一層好ましい。
【００１５】Ｍｎ：０．１５％以下 Ｍn は、溶解時の脱酸、脱硫剤として一般的に使用され
ている。しかし、ＭnはＳと結合して、非金属介在物を
形成して、靱性を低下させるとともに、靱性の経時劣化
を助長させ、また、高温クリープ強度を低下させるの
で、含有量を低減させるのが望ましい。現在、炉外精錬
などの精錬技術によりＳ量の低減が容易となり、Ｍn を
脱硫剤として添加する必要がなくなってきている。本発
明では、Ｍn を不可避的不純物とし、その許容含有量を
精錬技術の限界を考慮して０．１５％以下に制限した。
なお、好ましくは０．１％以下、さらに好ましくは０．
０５％未満に限定する。
ている。しかし、ＭnはＳと結合して、非金属介在物を
形成して、靱性を低下させるとともに、靱性の経時劣化
を助長させ、また、高温クリープ強度を低下させるの
で、含有量を低減させるのが望ましい。現在、炉外精錬
などの精錬技術によりＳ量の低減が容易となり、Ｍn を
脱硫剤として添加する必要がなくなってきている。本発
明では、Ｍn を不可避的不純物とし、その許容含有量を
精錬技術の限界を考慮して０．１５％以下に制限した。
なお、好ましくは０．１％以下、さらに好ましくは０．
０５％未満に限定する。
【００１６】Ｐ：０．０１％以下 Ｐは、焼戻し脆化感受性を増大させる元素であり、靱性
の経時劣化を助長させるので、経年劣化を減少させ、信
頼性を向上させるためには、極力低減することが望まし
く、その許容含有量を精錬技術の限界を考慮して０．０
１％以下とした。なお、好ましくは０．００８％以下、
さらに好ましくは０．００５％以下に限定する。
の経時劣化を助長させるので、経年劣化を減少させ、信
頼性を向上させるためには、極力低減することが望まし
く、その許容含有量を精錬技術の限界を考慮して０．０
１％以下とした。なお、好ましくは０．００８％以下、
さらに好ましくは０．００５％以下に限定する。
【００１７】Ｓ：０．００５％以下 Ｓは、大型鋼塊においてマクロ偏析の生成を助長し、ま
たＭｎ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｖ等と硫化物を形成し、靱性を劣
化させるので極力低減させることが望ましく、その許容
含有量を精錬技術の限界を考慮して０．００５％以下に
限定する。Ａｓ：０．００５％以下、Ｓｎ：０．００５
％以下、Ｓｂ：０．００３％以下Ａｓ、Ｓｎ、Ｓｂは、
Ｐと同様に焼戻し脆化感受性を増大させる元素であり、
極力低減することが望ましい。しかし、これらの不純物
元素は、原材料に付随して不可避的に混入するものであ
り、精錬によって除去することは困難である。したがっ
て、原材料の厳選によるところが大きく、焼戻し脆化感
受性低減の見地から、Ａｓ：０．００５％以下、Ｓｎ：
０．００５％以下、Ｓｂ：０．００３％以下に限定す
る。
たＭｎ、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｖ等と硫化物を形成し、靱性を劣
化させるので極力低減させることが望ましく、その許容
含有量を精錬技術の限界を考慮して０．００５％以下に
限定する。Ａｓ：０．００５％以下、Ｓｎ：０．００５
％以下、Ｓｂ：０．００３％以下Ａｓ、Ｓｎ、Ｓｂは、
Ｐと同様に焼戻し脆化感受性を増大させる元素であり、
極力低減することが望ましい。しかし、これらの不純物
元素は、原材料に付随して不可避的に混入するものであ
り、精錬によって除去することは困難である。したがっ
て、原材料の厳選によるところが大きく、焼戻し脆化感
受性低減の見地から、Ａｓ：０．００５％以下、Ｓｎ：
０．００５％以下、Ｓｂ：０．００３％以下に限定す
る。
【００１８】
【実施例】表１〜４に示す組成を目標値として真空誘導
加熱炉を用いて５０ｋｇ鋼塊をそれぞれ溶製し、１１５
０℃で鍛造後、ロータ軸材形状に鍛造した。これらの鍛
造材から、試験片素材を切り出し、実際のロータ軸材の
軸芯相当の熱履歴をシミュレーションした熱処理を行っ
た。すなわち、１０５０℃から油焼入れを施し、その後
５７０℃で１回目の焼戻しを施し、次いで７００℃で２
回目の焼戻しを施し供試材とした。
加熱炉を用いて５０ｋｇ鋼塊をそれぞれ溶製し、１１５
０℃で鍛造後、ロータ軸材形状に鍛造した。これらの鍛
造材から、試験片素材を切り出し、実際のロータ軸材の
軸芯相当の熱履歴をシミュレーションした熱処理を行っ
た。すなわち、１０５０℃から油焼入れを施し、その後
５７０℃で１回目の焼戻しを施し、次いで７００℃で２
回目の焼戻しを施し供試材とした。
【００１９】上記焼戻し後の供試材を高温クリープ試験
及び衝撃試験に供した。また、前記焼戻し後の供試材
に、６００℃及び４００℃で、３０００時間の時効処理
を施して衝撃試験に供した。なお、クリープ試験結果
は、６８０℃、１７．５ｋｇｆ／ｍｍ2の負荷における
破断時間で示した。また、衝撃試験結果では、時効処理
後のＦＡＴＴ（破面遷移温度）と焼戻しままのＦＡＴＴ
との差をΔＦＡＴＴとして示した。これら試験結果は表
５、６に示した。表５、６から明らかなように、本発明
の供試材（発明鋼Ｎｏ．１〜３４）は、いずれの試験項
目においても比較材（比較鋼Ｎｏ．１〜８）よりも優れ
た特性が得られている。
及び衝撃試験に供した。また、前記焼戻し後の供試材
に、６００℃及び４００℃で、３０００時間の時効処理
を施して衝撃試験に供した。なお、クリープ試験結果
は、６８０℃、１７．５ｋｇｆ／ｍｍ2の負荷における
破断時間で示した。また、衝撃試験結果では、時効処理
後のＦＡＴＴ（破面遷移温度）と焼戻しままのＦＡＴＴ
との差をΔＦＡＴＴとして示した。これら試験結果は表
５、６に示した。表５、６から明らかなように、本発明
の供試材（発明鋼Ｎｏ．１〜３４）は、いずれの試験項
目においても比較材（比較鋼Ｎｏ．１〜８）よりも優れ
た特性が得られている。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】
【表４】
【００２４】
【表５】
【００２５】
【表６】
【００２６】
【発明の効果】すなわち、本発明の耐熱鋼によれば、高
温特性が向上するのでタービンロータやタービン部材に
適用することにより、蒸気温度の高温化が可能となり、
発電効率向上に寄与する。また、高靱性化され、さらに
靱性の経時劣化が防止されることにより、プラントの安
全性が向上する効果がある。また、タービンロータやタ
ービン部材以外の用途に対しても、高温特性に優れ、か
つ耐久性に優れた材料として提供することができる。
温特性が向上するのでタービンロータやタービン部材に
適用することにより、蒸気温度の高温化が可能となり、
発電効率向上に寄与する。また、高靱性化され、さらに
靱性の経時劣化が防止されることにより、プラントの安
全性が向上する効果がある。また、タービンロータやタ
ービン部材以外の用途に対しても、高温特性に優れ、か
つ耐久性に優れた材料として提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 龍一 横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会 社東芝重電技術研究所内 (72)発明者 前田 栄二 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 東 司 北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日本 製鋼所内
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０５〜０．２％、Ｎ
ｉ：１．０％以下、Ｃｒ：９〜１３％、Ｍｏ：０．０５
〜１％、Ｖ：０．０５〜０．３％、Ｗ：１〜３％、Ｃ
ｏ：１〜５％、Ｎ：０．０１〜０．１％を含有し、さら
に、Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、Ｔａ：０．０１〜
０．１５％、希土類元素：０．００３〜０．０３％、Ｃ
ａ：０．００３〜０．０３％、Ｂ：０．００３〜０．０
３％の一種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不
純物からなる耐熱鋼 - 【請求項２】 請求項１記載の耐熱鋼において、不可避
的不純物のうち、Ｓｉ：０．１％以下、Ｍｎ：０．１５
％以下、Ｐ：０．０１％以下を許容含有量とすることを
特徴とする耐熱鋼 - 【請求項３】 請求項１または２記載の耐熱鋼におい
て、不可避的不純物のうち、Ｓ：０．００５％以下、Ａ
ｓ：０．００５％以下、Ｓｎ：０．００５％以下、Ｓ
ｂ：０．００３％以下を許容含有量とすることを特徴と
する耐熱鋼
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6153077A JPH083697A (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | 耐熱鋼 |
| US08/461,404 US5560788A (en) | 1994-06-13 | 1995-06-05 | Heat resisting steels |
| DE69523002T DE69523002T2 (de) | 1994-06-13 | 1995-06-12 | Wärmebeständige Stähle |
| EP95109022A EP0691416B1 (en) | 1994-06-13 | 1995-06-12 | Heat resisting steels |
| KR1019950015478A KR100357306B1 (ko) | 1994-06-13 | 1995-06-13 | 내열강 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6153077A JPH083697A (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | 耐熱鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH083697A true JPH083697A (ja) | 1996-01-09 |
Family
ID=15554481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6153077A Pending JPH083697A (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | 耐熱鋼 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5560788A (ja) |
| EP (1) | EP0691416B1 (ja) |
| JP (1) | JPH083697A (ja) |
| KR (1) | KR100357306B1 (ja) |
| DE (1) | DE69523002T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002052056A1 (fr) * | 2000-12-26 | 2002-07-04 | The Japan Steel Works, Ltd. | Acier ferritique a forte teneur en chrome resistant aux hautes temperatures |
| EP1502966A2 (en) | 2003-07-30 | 2005-02-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine power plant |
| US8999078B2 (en) | 2010-12-28 | 2015-04-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Forging heat resistant steel, manufacturing method thereof, forged parts and manufacturing method thereof |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100238563B1 (ko) * | 1994-07-06 | 2000-01-15 | 아키야마 요시히사 | 페라이트계 철 기저 합금의 제조 방법과 페라이트계 내열강 |
| US5817192A (en) * | 1995-04-12 | 1998-10-06 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | High-strength and high-toughness heat-resisting steel |
| JP3310825B2 (ja) * | 1995-07-17 | 2002-08-05 | 三菱重工業株式会社 | 高温用蒸気タービンロータ材 |
| JPH09296258A (ja) * | 1996-05-07 | 1997-11-18 | Hitachi Ltd | 耐熱鋼及び蒸気タービン用ロータシャフト |
| JP3245097B2 (ja) * | 1997-01-08 | 2002-01-07 | 三菱重工業株式会社 | 高温用蒸気タービンロータ材 |
| JP3422658B2 (ja) * | 1997-06-25 | 2003-06-30 | 三菱重工業株式会社 | 耐熱鋼 |
| JPH1136038A (ja) * | 1997-07-16 | 1999-02-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐熱鋳鋼 |
| CA2265002C (en) * | 1998-09-02 | 2008-07-08 | The Japan Steel Works, Ltd. | Hot working die steel and member comprising the same for high-temperature use |
| DE60016286T2 (de) * | 1999-10-04 | 2005-12-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Niedrig legierter und hitzebeständiger Stahl, Verfahren zur Wärmebehandlung und Turbinenrotor |
| FR2823226B1 (fr) * | 2001-04-04 | 2004-02-20 | V & M France | Acier et tube en acier pour usage a haute temperature |
| JP3905739B2 (ja) * | 2001-10-25 | 2007-04-18 | 三菱重工業株式会社 | タービンロータ用１２Ｃｒ合金鋼、その製造方法及びタービンロータ |
| JP4188124B2 (ja) | 2003-03-31 | 2008-11-26 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 焼き戻しマルテンサイト系耐熱鋼の溶接継手 |
| JP3921574B2 (ja) * | 2003-04-04 | 2007-05-30 | 株式会社日立製作所 | 耐熱鋼とそれを用いたガスタービン及びその各種部材 |
| JP2005076062A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | National Institute For Materials Science | 高温ボルト材 |
| US20130160905A1 (en) * | 2010-06-10 | 2013-06-27 | Tata Steel Nederland Technology Bv | Method for producing a tempered martensitic heat resistant steel for high temperature application |
| JP5562825B2 (ja) * | 2010-12-28 | 2014-07-30 | 株式会社東芝 | 耐熱鋳鋼、耐熱鋳鋼の製造方法、蒸気タービンの鋳造部品および蒸気タービンの鋳造部品の製造方法 |
| CN104561839B (zh) * | 2015-02-09 | 2017-04-05 | 中国第一重型机械股份公司 | 一种稀土改性的9%Cr马氏体耐热铸钢及其制造方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54115617A (en) * | 1978-02-28 | 1979-09-08 | Hitachi Metals Ltd | Corrosion and abrasion resistant alloy steel |
| JPS54121219A (en) * | 1978-03-14 | 1979-09-20 | Hitachi Metals Ltd | Corrosion resistant steel alloy |
| JPS59179718A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-12 | Toshiba Corp | タ−ビンロ−タの製造方法 |
| JPH02197550A (ja) * | 1989-01-27 | 1990-08-06 | Japan Steel Works Ltd:The | 高純度耐熱鋼 |
| JPH0830251B2 (ja) * | 1989-02-23 | 1996-03-27 | 日立金属株式会社 | 高温強度の優れたフェライト系耐熱鋼 |
| JP2834196B2 (ja) * | 1989-07-18 | 1998-12-09 | 新日本製鐵株式会社 | 高強度、高靭性フェライト系耐熱鋼 |
| JP2947913B2 (ja) * | 1990-10-12 | 1999-09-13 | 株式会社日立製作所 | 高温蒸気タービン用ロータシャフト及びその製造法 |
| JP2808048B2 (ja) * | 1991-06-18 | 1998-10-08 | 新日本製鐵株式会社 | 高強度フェライト系耐熱鋼 |
| JP2561592B2 (ja) * | 1992-02-07 | 1996-12-11 | 新日本製鐵株式会社 | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料 |
| JPH05263196A (ja) * | 1992-03-19 | 1993-10-12 | Nippon Steel Corp | 高温強度ならびに靱性に優れたフェライト系耐熱鋼 |
| JPH05311344A (ja) * | 1992-05-14 | 1993-11-22 | Nippon Steel Corp | 高温強度ならびに靱性に優れたフェライト系耐熱鋼 |
| JP2528767B2 (ja) * | 1992-05-14 | 1996-08-28 | 新日本製鐵株式会社 | 高温強度ならびに靱性に優れたフェライト系耐熱鋼 |
| US5310431A (en) * | 1992-10-07 | 1994-05-10 | Robert F. Buck | Creep resistant, precipitation-dispersion-strengthened, martensitic stainless steel and method thereof |
| JPH06142981A (ja) * | 1992-11-06 | 1994-05-24 | Nippon Steel Corp | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料 |
| US5415706A (en) * | 1993-05-28 | 1995-05-16 | Abb Management Ag | Heat- and creep-resistant steel having a martensitic microstructure produced by a heat-treatment process |
-
1994
- 1994-06-13 JP JP6153077A patent/JPH083697A/ja active Pending
-
1995
- 1995-06-05 US US08/461,404 patent/US5560788A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-12 EP EP95109022A patent/EP0691416B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-12 DE DE69523002T patent/DE69523002T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-13 KR KR1019950015478A patent/KR100357306B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002052056A1 (fr) * | 2000-12-26 | 2002-07-04 | The Japan Steel Works, Ltd. | Acier ferritique a forte teneur en chrome resistant aux hautes temperatures |
| US7820098B2 (en) | 2000-12-26 | 2010-10-26 | The Japan Steel Works, Ltd. | High Cr ferritic heat resistance steel |
| EP1502966A2 (en) | 2003-07-30 | 2005-02-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine power plant |
| US7238005B2 (en) | 2003-07-30 | 2007-07-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine power plant |
| US7850424B2 (en) | 2003-07-30 | 2010-12-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine power plant |
| US8999078B2 (en) | 2010-12-28 | 2015-04-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Forging heat resistant steel, manufacturing method thereof, forged parts and manufacturing method thereof |
Also Published As
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