JPH0885848A - High chromium ferritic heat resistant steel - Google Patents

High chromium ferritic heat resistant steel

Info

Publication number
JPH0885848A
JPH0885848A JP22439194A JP22439194A JPH0885848A JP H0885848 A JPH0885848 A JP H0885848A JP 22439194 A JP22439194 A JP 22439194A JP 22439194 A JP22439194 A JP 22439194A JP H0885848 A JPH0885848 A JP H0885848A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel
toughness
creep strength
strength
resistant steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP22439194A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3418884B2 (en
Inventor
Masaaki Igarashi
正晃 五十嵐
Mitsuyuki Senba
潤之 仙波
Yoshiori Miyata
佳織 宮田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP22439194A priority Critical patent/JP3418884B2/en
Publication of JPH0885848A publication Critical patent/JPH0885848A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3418884B2 publication Critical patent/JP3418884B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

PURPOSE: To produce a new high-Cr ferritic heat resistant steel excellent in toughness as well as in high-temp. and long-time creep strength at a welded joint by preparing a steel having a specific composition in which respective contents of Ti, Zr, Hf, Nb, and N are specified. CONSTITUTION: The high Cr ferritic heat resistant steel, which has a composition containing, by weight, 0.02-0.15% C, 0-1.0% Si, 0.05-1.5% Mn, 8.0-13.0% Cr, 2.5-4.0% W, 0.10-0.50% V, 0.01-0.15% Nb, 2.5-8.0% Co, 0.001-0.050% sol. Al, 0.020-0.12% N, 0-0.50% Ta, 0-1.5% Ni, 0-1.00% Mo and/or 0-0.030% B, 0-0.010% Ca and/or 0-0.010% Mg, and one or >=2 kinds among 0.005-0.08% Ti, 0.005-0.15% Zr, and 0.005-0.29% Hf so that the inequality is satisfied and having the balance Fe with inevitable impurities (<=0.030% P, <=0.015% S), is prepared.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高Crフェライト系耐熱
鋼に関し、より詳しくは、ボイラ、原子力、化学工業な
どの広い産業分野で使用される高温耐熱耐圧部材、具体
的には、鋼管、圧力容器用鋼板、タービン用材料として
使用して好適な、溶接継手部の長時間クリープ強度およ
び靭性に優れた高Crフェライト系耐熱鋼に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high Cr ferritic heat resistant steel, more specifically, a high temperature heat resistant pressure resistant member used in a wide industrial field such as boiler, nuclear power, chemical industry, specifically, a steel pipe, The present invention relates to a high Cr ferritic heat-resistant steel suitable for use as a steel plate for pressure vessels and a material for turbines, which has excellent long-term creep strength and toughness of a welded joint.

【0002】[0002]

【従来の技術】ボイラ、原子力、化学工業用等の高温耐
熱耐圧部材に使用される耐熱鋼には、一般に、高温強
度、高温耐食性、耐酸化性および靭性等が要求される。
2. Description of the Related Art Generally, high temperature strength, high temperature corrosion resistance, oxidation resistance and toughness are required for heat resistant steels used for high temperature heat resistant pressure resistant members for boilers, nuclear power plants, chemical industries and the like.

【0003】これらの用途には、従来、JIS-SUS321H 、
同SUS347H 鋼などのオーステナイト系ステンレス鋼、JI
S-STBA24(2・1/4Cr-1Mo 鋼)などの低合金鋼、さらには
JIS-STBA26(9Cr-1Mo 鋼)などの 9〜12Cr系の高Crフェ
ライト鋼が用いられてきた。
Conventionally, JIS-SUS321H,
Austenitic stainless steel such as SUS347H steel, JI
Low alloy steel such as S-STBA24 (2.1 / 4Cr-1Mo steel),
9-12Cr high Cr ferritic steels such as JIS-STBA26 (9Cr-1Mo steel) have been used.

【0004】中でも、高Crフェライト鋼は、500 〜650
℃の温度域において、強度、耐食性の点で低合金鋼より
も優れており、また、オーステナイト系ステンレス鋼に
比べて安価であり、熱伝導度が高く、且つ熱膨張が小さ
いことから耐熱疲労特性やスケール剥離が起こりにく
く、さらには応力腐食割れを起こさないなどの利点があ
るため、多く使用されている。
Among them, high Cr ferritic steel is 500 to 650.
In the temperature range of ℃, it is superior in strength and corrosion resistance to low alloy steels, is cheaper than austenitic stainless steels, has high thermal conductivity and small thermal expansion, and therefore has thermal fatigue resistance. It is often used because it has the advantages that it does not easily cause scale peeling and does not cause stress corrosion cracking.

【0005】近年、火力発電において熱効率をより一層
向上させるため、蒸気条件の高温高圧化が進められてお
り、超臨界圧条件から将来的には 650℃で 350気圧とい
うような超々臨界圧条件での操業が計画されている。こ
のような操業条件の推移に伴って、ボイラ用鋼管等に対
する要求性能もますます過酷化してきており、長時間ク
リープ強度、耐酸化性、特に耐水蒸気酸化性の観点か
ら、もはや既存の高Crフェライト鋼では十分に要求性能
を満足できない状況に至っている。
In recent years, in order to further improve the thermal efficiency in thermal power generation, high temperature and high pressure steam conditions are being promoted. In the future, from supercritical pressure conditions to ultra-supercritical pressure conditions of 650 ° C. and 350 atm. Operations are planned. With such changes in operating conditions, the performance requirements for steel pipes for boilers are becoming more and more severe, and from the viewpoint of long-term creep strength, oxidation resistance, especially steam oxidation resistance, the existing high Cr Ferrite steel has reached a situation where the required performance cannot be sufficiently satisfied.

【0006】この要求に答えるには、オーステナイト系
ステンレス鋼を用いるのが適当であるが、高価で不経済
であるため、オーステナイト系ステンレス鋼に比べて安
価な高Crフェライト鋼においても、W を多く含有させた
新しい高Crフェライト鋼の適用が検討されつつある。
To meet this requirement, it is appropriate to use austenitic stainless steel, but since it is expensive and uneconomical, W is contained in large amount even in high Cr ferritic steel which is cheaper than austenitic stainless steel. The application of new high-Cr ferritic steel with inclusions is under consideration.

【0007】例えば、特開平3-097832号公報には、従来
よりも Wの含有量を高め、さらに高温耐酸化性を改善す
る観点からCuを含有させた高Cr耐熱鋼が、また、特開平
4-371551号公報および特開平4-371552号公報には、Mo/
W の適正化に加えて、Coと Bを複合添加することで高温
強度と靭性を高めた高Cr耐熱鋼が提案されている。しか
し、これらの鋼は、W を多量に含有しているので確かに
高温クリープ強度は向上するが、W はMo、Cr等と共にフ
ェライト生成元素であるため、多量添加によりδ−フェ
ライトが生成し、靭性が低下するのを避け得ないという
欠点がある。
[0007] For example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-097832 discloses a high Cr heat-resistant steel containing Cu from the viewpoint of increasing the W content and improving the high temperature oxidation resistance as compared with the prior art.
4-371551 and Japanese Patent Laid-Open No. 4-371552 disclose Mo /
In addition to the optimization of W, a high Cr heat-resisting steel has been proposed, in which high temperature strength and toughness are improved by adding Co and B together. However, since these steels contain a large amount of W, the high temperature creep strength is certainly improved, but since W is a ferrite-forming element together with Mo, Cr, etc., addition of a large amount produces δ-ferrite, There is a drawback in that the toughness is unavoidable.

【0008】この対策としては、マルテンサイト単相と
するのが最も効果的で、例えば、特開平5-263196号公報
に提案されているようにCr量を低減するか、あるいは特
開平5-263196号公報、同5-311342号公報、同5-311343号
公報、同5-311344号公報、同5-311345号公報、同5-3113
42号公報等に提案されているように、オーステナイト生
成元素であるNi、Cu、Co等を添加することが考えられ
る。しかし、Cr含有量を低減すると、安定なコランダム
型の緻密な Cr2O3スケールを維持できなくなるため、耐
水蒸気酸化性が低下し、また、Ni、Cu、Co等のオーステ
ナイト生成元素の多量添加は溶接継手部における強度低
下、特に溶接熱影響部(以下、単にHAZ部という)に
おいて軟化が起こり、その結果として長時間クリープ強
度が著しく低下するのに加えて、鋼の Ac1変態点および
Ac3変態点を低下させることから焼きもどし軟化抵抗が
低くなって、かえって長時間クリープ強度が低下するの
みならず、Cr2O3 を主体とする酸化物のスケール構造を
変化させるので、耐酸化性も低下するという欠点があ
る。
As a countermeasure against this, it is most effective to use a single phase of martensite. For example, the amount of Cr should be reduced as proposed in JP-A-5-263196 or JP-A-5-263196. No. 5-311342, No. 5-311343, No. 5-311344, No. 5-311345, No. 5-3113
As proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 42 etc., it is possible to add Ni, Cu, Co and the like which are austenite forming elements. However, if the Cr content is reduced, it becomes impossible to maintain a stable corundum type dense Cr 2 O 3 scale, so the steam oxidation resistance decreases, and a large amount of austenite-forming elements such as Ni, Cu, and Co are added. Is a decrease in strength in the welded joint, especially softening occurs in the weld heat affected zone (hereinafter simply referred to as HAZ section), resulting in a significant decrease in long-term creep strength, as well as the Ac 1 transformation point and
By lowering the Ac 3 transformation point, the resistance to temper softening is lowered, not only the long-term creep strength is lowered, but also the scale structure of the oxide mainly composed of Cr 2 O 3 is changed, so the oxidation resistance is improved. It also has the drawback that it also deteriorates.

【0009】溶接継手部の靭性を改善した鋼としては、
例えば、特開平2-294452号公報に提案されているよう
に、溶接後のδ−フェライト生成防止を目的にMn、Ni、
Cu等の含有量を制限規制した鋼、特開平6-065689号公報
に提案されているように、酸化物分散強化に倣って Ta2
O5を分散させてHAZ部の軟化を改善した鋼等がある
が、前者の鋼はMn、Ni等の多量添加により耐水蒸気酸化
性あるいは高温長時間クリープ強度の低下が、また後者
の鋼は靭性低下の問題が懸念される。
Steel having improved toughness at the welded joint includes:
For example, as proposed in JP-A-2-294452, Mn, Ni, for the purpose of preventing δ-ferrite formation after welding,
Steel content was limited regulations such as Cu, as proposed in JP-A-6-065689, following the oxide dispersion strengthened Ta 2
Although there are steels in which O 5 is dispersed to improve the softening of the HAZ part, the former steel has a decrease in steam oxidation resistance or high temperature long-term creep strength due to the addition of a large amount of Mn, Ni, etc. There is concern about the problem of reduced toughness.

【0010】このように、高温高圧の超々臨界圧条件下
における高温長時間クリープ強度、靭性および耐水蒸気
酸化性に優れ、かつ溶接継手部においても優れた高温長
時間クリープ強度および靭性を兼ね備えた高Crフェライ
ト系耐熱鋼は今だに見あたらない。
As described above, the high temperature long-term creep strength under high temperature and high pressure super-supercritical pressure conditions, the toughness, and the steam oxidation resistance are excellent. Cr ferritic heat-resistant steel is not found yet.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の実状に鑑み、高温長時間クリープ強度、靭性および耐
水蒸気酸化性、中でも特に、溶接継手部における高温長
時間クリープ強度および靭性に優れた新規な高Crフェラ
イト系耐熱鋼を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above situation, an object of the present invention is to provide high-temperature long-term creep strength, toughness and steam oxidation resistance, and particularly excellent in high-temperature long-term creep strength and toughness in a welded joint. Another object is to provide a new high Cr ferritic heat resistant steel.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次の高
Crフェライト系耐熱鋼にある。
The gist of the present invention is as follows.
Cr Ferritic heat resistant steel.

【0013】重量%で、C:0.02〜0.15%、Si:0〜1.0
%、Mn:0.05〜1.5 %、Cr:8.0〜13.0%、W: 2.5〜4.0
%、V:0.10〜0.50%、Nb:0.01〜0.15%、Co:2.5〜8.0
%、sol-Al:0.001〜0.050 %、N: 0.020〜0.12%、Ta:0
〜0.50%、Ni:0〜1.5 %、並びに、Mo:0〜1.00%および
B: 0〜0.030 %の1種または2種、Ca:0〜0.010 %およ
びMg:0〜0.010 %の1種または2種を含有し、さらに、
Ti:0.005〜0.08%、Zr:0.005〜0.15%およびHf:0.005〜
0.29%のうちの1種または2種以上を次式を満足する範
囲で含有し、 0.001 ≦ (14/47.90)Ti+(14/91.22)Zr+(14/178.49)Hf
≦(14/92.91)Nb 残部Feおよび不可避的不純物からなり、不純物中の P、
S がそれぞれ0.030 %以下、0.015 %以下であることを
特徴とする溶接継手部の高温長時間クリープ強度と靭性
に優れた高Crフェライト系耐熱鋼。
% By weight, C: 0.02 to 0.15%, Si: 0 to 1.0
%, Mn: 0.05 to 1.5%, Cr: 8.0 to 13.0%, W: 2.5 to 4.0
%, V: 0.10 to 0.50%, Nb: 0.01 to 0.15%, Co: 2.5 to 8.0
%, Sol-Al: 0.001-0.050%, N: 0.020-0.12%, Ta: 0
~ 0.50%, Ni: 0-1.5%, Mo: 0-1.00% and
B: contains 0 to 0.030% of one or two, Ca: 0 to 0.010% and Mg: 0 to 0.010% of one or two, and further,
Ti: 0.005-0.08%, Zr: 0.005-0.15% and Hf: 0.005-
One or more of 0.29% is contained within the range that satisfies the following formula, 0.001 ≤ (14 / 47.90) Ti + (14 / 91.22) Zr + (14 / 178.49) Hf
≤ (14 / 92.91) Nb Consists of balance Fe and unavoidable impurities.
High Cr ferritic heat-resistant steel with excellent high-temperature long-term creep strength and toughness of welded joints, characterized by S of 0.030% or less and 0.015% or less, respectively.

【0014】上記の鋼においては、Moおよび B、Caおよ
びMg、ならびにSi、Ta、Niは、いずれも無添加でもよ
い。
In the above steels, Mo and B, Ca and Mg, and Si, Ta and Ni may all be unadded.

【0015】Moおよび Bの1種または2種を含有させる
場合はMoについては0.01%以上、 Bについては0.0005%
以上とすること、CaおよびMgの1種または2種を含有さ
せる場合はいずれも0.0005%以上とすること、Siを含有
させる場合は0.01%以上とすること、Taを含有させる場
合は0.01%以上とすること、Niを含有させる場合は0.10
%以上とすること、がそれぞれ望ましい。
When one or two kinds of Mo and B are contained, 0.01% or more for Mo and 0.0005% for B
Above, 0.001% or more when containing one or two kinds of Ca and Mg, 0.01% or more when containing Si, 0.01% or more when containing Ta When containing Ni, 0.10
It is desirable that each be at least%.

【0016】本発明者らは、高Crフェライト系耐熱鋼の
溶接継手部における高温長時間クリープ強度および靭性
が、材料の化学成分およびミクロ組織とどの様に対応し
ているのか詳細に検討した結果、以下のような知見を
得、本発明をなした。
The present inventors have made a detailed study on how the high temperature long-term creep strength and toughness in the welded joint of high Cr ferritic heat-resistant steel correspond to the chemical composition and microstructure of the material. The present invention has been made based on the following findings.

【0017】本発明の技術的な新知見および本発明鋼の
設計思想は次の〜の技術思想に基づく。
The technical new knowledge of the present invention and the design concept of the steel of the present invention are based on the following technical ideas.

【0018】マルテンサイト単相組織を有する高強度
高Crフェライト系耐熱鋼の溶接継手部における高温長時
間側クリープ強度の劣化は、主にHAZ部の軟化特性と
密接に関連しており、クリープ破断はHAZ/母材の境
界でせん断的に破壊する場合にその強度低下が著しいこ
と。
The deterioration of the creep strength at high temperature and long time in the welded joint portion of the high strength and high Cr ferritic heat resistant steel having the martensitic single phase structure is closely related mainly to the softening property of the HAZ portion and the creep rupture. Indicates that the strength is significantly reduced when the HAZ / base metal interface is sheared and fractured.

【0019】上記HAZ/母材の境界でのせん断的な
破壊は、HAZ軟化層へのクリープ歪みの集中が要因で
あり、その防止には局所的な軟化層の解消、あるいは分
散化が必要であること。
The shear failure at the HAZ / base metal boundary is caused by the concentration of creep strain in the HAZ softening layer, and its prevention requires local elimination of the softening layer or dispersion. To be.

【0020】HAZ軟化層の形成は、従来、言われて
いるところの溶接後の冷却過程におけるδ−フェライト
相生成起因によるのではないこと。すなわち、焼きもど
しマルテンサイト組織が溶接入熱によって部分的に Ac3
変態点超、あるいは Ac1変態点以下に亘る熱履歴を再度
受けた状態となり、その結果、焼きならし(ノルマ)お
よび焼きもどし(テンパ)処理よりも高温に再加熱さ
れ、母材の焼きもどしマルテンサイト組織とは全く異な
る組織となるが、これに溶接後熱処理(PWHT)として再
度焼きもどし軟化処理を実施しても、HAZ部では連続
的に変化した組織となって結果的に母材に最も近いHA
Z/母材の境界のいわゆる低温HAZにおいて最も軟化
が大きくなる。この低温HAZ部においては、溶接入熱
によって Ac1変態点直上に加熱されて部分的にγ(オー
ステナイト)変態するが、低温で生成したγは C、N 等
の固溶量が小さく、それが再度PWHTにより焼きもどしさ
れると転位密度の低い相対的に柔らかいマルテンサイト
組織となり、これがHAZ軟化層の形成原因となってい
ること。
It should be noted that the formation of the HAZ softening layer is not due to the formation of the δ-ferrite phase in the cooling process after welding, which is conventionally said. That is, the tempered martensite structure was partially converted into Ac 3 by the heat input of welding.
It becomes a state where it is again subjected to thermal history above the transformation point or below the Ac 1 transformation point, and as a result, it is reheated to a higher temperature than the normalizing (normal) and tempering (tempering) treatments, and the tempering of the base metal is performed. Although it has a completely different structure from the martensite structure, even if it is tempered and softened again as a post-welding heat treatment (PWHT), it will change to a continuously changed structure in the HAZ part, resulting in a base metal. Nearest HA
At the so-called low temperature HAZ at the Z / base material boundary, the softening becomes the largest. In this low-temperature HAZ part, it is heated to just above the Ac 1 transformation point by welding heat input and partially undergoes γ (austenite) transformation, but γ produced at low temperature has a small solid solution amount of C, N, etc. When it is tempered again by PWHT, it becomes a relatively soft martensitic structure with a low dislocation density, which is the cause of the HAZ softening layer.

【0021】上記の部分変態に伴う柔らかいマルテン
サイト組織の生成は、高Crフェライト系耐熱鋼では不可
避であり、これが結果として溶接継手部の長時間クリー
プ強度低下の最大の要因であること。
The formation of the soft martensitic structure associated with the above partial transformation is unavoidable in high Cr ferritic heat-resistant steels, and as a result, this is the greatest cause of the decrease in long-term creep strength of welded joints.

【0022】上記の柔らかいマルテンサイト組織その
ものを硬くすることは極めて困難であるが、広い温度範
囲の溶接入熱によっても再固溶、再析出しないような安
定な微細析出物、具体的にはTi、Zr、Hf系の窒化物を生
成させれば、たとえマルテンサイト組織そのものが転位
密度が低く長時間加熱により回復、軟化し易くても、そ
の析出物の存在により回復を遅延させることが可能で、
継手部の高温長時間クリープ強度および靭性の劣化防止
を図ることができること。
It is extremely difficult to harden the soft martensite structure itself, but stable fine precipitates that do not re-dissolve or re-precipitate even when the welding heat input in a wide temperature range, specifically, Ti However, even if the martensite structure itself has a low dislocation density and is easily recovered and softened by heating for a long time, it is possible to delay the recovery by the presence of the precipitates, if Zr, Zr, and Hf-based nitrides are generated. ,
It should be possible to prevent deterioration of the high temperature long-term creep strength and toughness of the joint.

【0023】Ti、Zr、Hf系の窒化物の生成制御には、
それらの含有量をNb、N と関連付けて厳密にその含有量
割合を規定する必要のあること。
To control the formation of Ti, Zr, and Hf-based nitrides,
It is necessary to correlate their contents with Nb and N and strictly specify the content ratio.

【0024】[0024]

【作用】以下、本発明鋼の各合金成分の限定理由につい
て説明する。
The reason for limiting the alloy components of the steel of the present invention will be described below.

【0025】C :0.02〜0.15% C は、MC[炭窒化物 M(C 、N )として形成される場合
もある。なお、M は合金元素を指し、以下同じ]、M
7C3、M23C6 型の炭化物を形成して、本発明鋼の性能に
大きく影響する元素である。本発明の高Crフェライト系
耐熱鋼は、通常、焼きならし(ノルマ)+焼きもどし
(テンパ)処理によって焼きもどしマルテンサイト組織
を得て使用されるが、その熱処理段階での炭化物の析出
状況により短時間のクリープ強度が決定され、さらに、
長時間使用加熱中には、VCや NbCおよびTaC 等の微細な
炭化物の析出も進行し、長時間側のクリープ強度の向上
に寄与することになる。しかし、この析出強化の効果を
得るためには0.02%以上が必要であり、一方、0.15%を
超えると使用初期段階から炭化物の凝集粗大化を招き、
逆に長時間側のクリープ強度の低下を招くことから、C
含有量は0.02〜0.15%とした。好ましくは、0.06〜0.12
%である。
C: 0.02 to 0.15% C may be formed as MC [carbonitride M (C, N)]. It should be noted that M indicates an alloy element, and the same applies hereinafter], M
It is an element that forms 7 C 3 and M 23 C 6 type carbides and greatly affects the performance of the steel of the present invention. The high Cr ferritic heat-resistant steel of the present invention is usually used by obtaining a tempered martensite structure by a normalizing (norma) + tempering (tempering) treatment. The short-term creep strength is determined,
During heating for a long time, precipitation of fine carbides such as VC, NbC and TaC also progresses, which contributes to the improvement of creep strength on the long time side. However, in order to obtain the effect of this precipitation strengthening, 0.02% or more is necessary. On the other hand, if it exceeds 0.15%, it causes coagulation and coarsening of carbides from the initial stage of use,
On the contrary, since it causes a decrease in creep strength on the long side, C
The content was 0.02 to 0.15%. Preferably 0.06-0.12
%.

【0026】Si:上限 1.0% Siは、溶鋼の脱酸剤として、また高温における耐水蒸気
酸化性を向上させるのに有効な元素であるが、多量の添
加は靭性劣化を招くことから、これまで0.01〜1.0 %の
範囲で添加されてきた。よって、本発明においても、添
加する場合には0.01%以上含有させるのが望ましいが、
sol-Al含有量で 0.050%以下程度の微量Alによって脱酸
する場合には、Siは添加しなくてもよい。よって、その
上限を1.0 %とした。
Si: upper limit 1.0% Si is an element effective as a deoxidizing agent for molten steel and for improving steam oxidation resistance at high temperatures, but addition of a large amount thereof causes deterioration of toughness. It has been added in the range of 0.01 to 1.0%. Therefore, even in the present invention, it is desirable to contain 0.01% or more when added,
When deoxidizing with a trace amount of Al having a sol-Al content of about 0.050% or less, Si may not be added. Therefore, the upper limit was set to 1.0%.

【0027】Mn:0.05〜1.5 % Mnは、溶鋼の脱酸剤および脱硫剤として添加するが、高
応力での短時間クリープ強度を向上させるのに有効な元
素である。しかし、その効果を得るためには0.05%以上
が必要であり、一方、1.5 %を超えると靭性を劣化させ
ることから、Mn含有量は0.05〜1.5 %とした。好ましく
は、0.10〜1.0 %である。
Mn: 0.05 to 1.5% Mn is added as a deoxidizing agent and a desulfurizing agent for molten steel, and is an element effective for improving short-time creep strength under high stress. However, in order to obtain the effect, 0.05% or more is required, and on the other hand, if it exceeds 1.5%, the toughness deteriorates, so the Mn content was made 0.05 to 1.5%. It is preferably 0.10 to 1.0%.

【0028】Cr: 8.0〜13.0% Crは、炭化物を形成してクリープ強度を向上させるとと
もに、Cr主体の緻密な酸化皮膜を形成し、本発明鋼の高
温における耐食性や耐酸化性、特に耐水蒸気酸化性の維
持に大きく寄与する元素である。しかし、その効果を得
るためには 8.0%以上が必要であり、一方、13.0%を超
えるとδ−フェライトの生成を促進し、靭性劣化を招く
ことから、Cr含有量は 8.0〜13.0%とした。好ましく
は、9.0 〜12.0%である。
Cr: 8.0 to 13.0% Cr forms carbides to improve creep strength, forms a dense oxide film mainly of Cr, and corrosion resistance and oxidation resistance at high temperature of the steel of the present invention, particularly steam resistance. It is an element that greatly contributes to maintaining the oxidative property. However, in order to obtain the effect, 8.0% or more is required. On the other hand, if it exceeds 13.0%, the formation of δ-ferrite is promoted and the toughness is deteriorated. Therefore, the Cr content is set to 8.0 to 13.0%. . It is preferably 9.0 to 12.0%.

【0029】W : 2.5〜4.0 % W は、本発明鋼の主要な強化元素の一つで、高温使用中
にFe7W6 型のμ相として粒内に微細分散析出し、長時間
クリープ強度の向上に寄与するとともに、Cr炭化物中に
も一部固溶して炭化物の凝集、粗大化を抑制し、強度の
維持に大きく寄与する元素である。しかし、その効果を
得るためには 2.5%以上が必要であり、一方、4.0 %を
超えるとδ−フェライト生成を促進し、靭性劣化を招く
ことから、W 含有量は 2.5〜4.0 %とした。好ましくは
2.5〜3.5 %である。
W: 2.5 to 4.0% W is one of the main strengthening elements of the steel of the present invention. During high temperature use, it is finely dispersed and precipitated in the grains as a Fe 7 W 6 type μ phase, and long-term creep strength. It is an element that contributes to the improvement of the strength of the steel, and also partially dissolves in the Cr carbide to suppress the agglomeration and coarsening of the carbide and greatly contribute to the maintenance of the strength. However, in order to obtain the effect, 2.5% or more is required, while on the other hand, if it exceeds 4.0%, the formation of δ-ferrite is promoted and the toughness is deteriorated. Therefore, the W content is set to 2.5 to 4.0%. Preferably
2.5 to 3.5%.

【0030】V :0.10〜0.50% V は、微細な炭窒化物を形成してクリープ強度の向上に
寄与する元素である。
V: 0.10 to 0.50% V is an element that forms fine carbonitrides and contributes to the improvement of creep strength.

【0031】しかし、その効果を得るためには0.10%以
上が必要であり、一方、0.05%を超えて添加してもその
効果は飽和することから、V 含有量は0.10〜0.50%とし
た。好ましくは0.15〜0.35%である。
However, in order to obtain the effect, 0.10% or more is required. On the other hand, even if added in excess of 0.05%, the effect is saturated, so the V content was made 0.10 to 0.50%. It is preferably 0.15 to 0.35%.

【0032】Nb:0.01〜0.15% Nbは、窒化物および炭窒化物を形成して、強度および靭
性の向上に寄与する元素である。しかし、その効果を得
るためには0.01%以上が必要であり、一方、0.15%を超
えると粗大な窒化物を形成し、逆に靭性を低下させるこ
とから、Nb含有量は0.01〜0.15%とした。好ましくは0.
04〜0.12%である。
Nb: 0.01 to 0.15% Nb is an element that forms nitrides and carbonitrides and contributes to the improvement of strength and toughness. However, in order to obtain the effect, 0.01% or more is necessary, while on the other hand, if it exceeds 0.15%, a coarse nitride is formed and the toughness is decreased, so the Nb content is 0.01 to 0.15%. did. Preferably 0.
It is from 04 to 0.12%.

【0033】Co: 2.5〜8.0 % Coは、本発明鋼においてFe7W6 型のμ相の析出を促進
し、クリープ強度向上に寄与するとともに、オーステナ
イト生成元素であってマルテンサイト組織の安定化にも
寄与する元素である。しかし、その効果を得るためには
2.5%以上が必要であり、一方、8.0 %を超えると鋼の
Ac1変態点の低下が著しくなり、逆に強度低下を招くこ
とから、Co含有量は、2.5 〜8.0 %とした。好ましくは
3.0〜 6.0%である。
Co: 2.5 to 8.0% Co promotes the precipitation of the Fe 7 W 6 type μ phase in the steel of the present invention, contributes to the improvement of creep strength, and stabilizes the martensite structure as an austenite forming element. Is an element that also contributes to. But to get that effect
2.5% or more is required, while if it exceeds 8.0%,
The Co content was set to 2.5 to 8.0% because the decrease in the Ac 1 transformation point becomes remarkable and conversely the strength decreases. Preferably
It is 3.0 to 6.0%.

【0034】sol-Al: 0.001〜0.050 % Alは、溶鋼の脱酸剤として添加する。しかし、その効果
を得るためにはsol-Al含有量で 0.001%以上が必要であ
り、一方、sol-Al含有量が 0.050%を超えるとクリープ
強度の低下を招くことから、sol-Al含有量は 0.001〜0.
050 %とした。
Sol-Al: 0.001 to 0.050% Al is added as a deoxidizing agent for molten steel. However, in order to obtain this effect, the sol-Al content must be 0.001% or more. On the other hand, if the sol-Al content exceeds 0.050%, the creep strength will be reduced. Is 0.001 to 0.
It was 050%.

【0035】好ましくは0.01〜0.03%である。It is preferably 0.01 to 0.03%.

【0036】N : 0.020〜0.12% N は、窒化物および炭窒化物を形成してクリープ強度、
靭性の向上に寄与する元素である。しかし、その効果を
得るためには 0.020%以上が必要であり、一方、0.12%
を超えると窒化物の粗大化が進行し、逆に著しい靭性低
下を招くことから、N 含有量は 0.020〜0.12%とした。
好ましくは0.04〜0.08%である。
N: 0.020 to 0.12% N forms nitrides and carbonitrides to form creep strength,
It is an element that contributes to the improvement of toughness. However, 0.020% or more is necessary to obtain the effect, while 0.12%
If the content exceeds N, the coarsening of the nitride will proceed, and on the contrary, the toughness will be significantly reduced. Therefore, the N content was set to 0.020 to 0.12%.
It is preferably 0.04 to 0.08%.

【0037】Ti、Zr、Hf:それぞれ、 0.005〜0.08%、
0.005〜0.15%、 0.005〜0.29% Ti、Zr、Hfは、いずれも強力な窒化物生成元素であり、
微量の含有によって溶接入熱に対しても安定な微細な窒
化物を形成し、特に溶接継手部の高温長時間側のクリー
プ強度を向上させるのに極めて重要な元素であり、Ti、
ZrおよびHfのうちの1種または2種以上を選んで含有さ
せるが、その効果を得るためにはいずれの元素も 0.005
%以上が必要である。しかし、Tiの場合は0.08%を、Zr
の場合は0.15%を、Hfの場合は0.29%を超えると粗大な
窒化物を形成し、靭性を急激に劣化させることから、こ
れらの元素を単独で添加する場合の含有量の上限は、そ
れぞれ、0.08%、0.15%、0.29%とした。
Ti, Zr, Hf: 0.005 to 0.08%,
0.005-0.15%, 0.005-0.29% Ti, Zr, and Hf are all powerful nitride-forming elements,
It forms a fine nitride stable against welding heat input due to the inclusion of a very small amount, and is an extremely important element especially for improving the creep strength of the welded joint at high temperature for a long time.
One or more of Zr and Hf are selected and contained, but in order to obtain the effect, all elements are 0.005
% Or more is required. However, in the case of Ti, 0.08%, Zr
0.15% in the case of Hf, and 0.29% in the case of Hf, coarse nitrides are formed, and the toughness is rapidly deteriorated.Therefore, the upper limit of the content when adding these elements alone is , 0.08%, 0.15%, 0.29%.

【0038】また、本発明鋼においては、溶接継手部の
高温長時間側のクリープ強度を向上させるために、Ti、
ZrおよびHfのうちの1種または2種以上とNbとの複合必
須添加による複合析出効果を利用するのであるが、この
時、これら元素の含有量は、Nbの窒化物に対してTi、Zr
およびHfの窒化物を粗大化させずに有効に微細析出させ
るためには、下式の範囲内にあることが必要である。
Further, in the steel of the present invention, in order to improve the creep strength of the welded joint at high temperature for a long time, Ti,
The complex precipitation effect of the complex essential addition of one or more of Zr and Hf and Nb is utilized. At this time, the content of these elements is such that the content of Ti and Zr is different from that of the nitride of Nb.
In order to effectively and finely precipitate Hf nitride without coarsening, it is necessary to be within the range of the following formula.

【0039】0.001 ≦ (14/47.90)Ti+(14/91.22)Zr+(14
/178.49)Hf ≦(14/92.91)Nb すなわち、NQ1 = (14/47.90)Ti+(14/91.22)Zr+(14/17
8.49)Hf 、NQ2 = (14/92.91)Nb とするとき、NQ1 値
およびNQ2 値がいずれも 0.001以上であり、かつ(NQ2
−NQ1 )値が 0(ゼロ)以上である必要がある。
0.001 ≤ (14 / 47.90) Ti + (14 / 91.22) Zr + (14
/178.49)Hf ≤ (14 / 92.91) Nb That is, NQ1 = (14 / 47.90) Ti + (14 / 91.22) Zr + (14/17
When 8.49) Hf and NQ2 = (14 / 92.91) Nb, both NQ1 value and NQ2 value are 0.001 or more, and (NQ2
-NQ1) Value must be greater than or equal to 0 (zero).

【0040】上記の式は、種々実験研究の結果、本発明
者等が見い出した式であり、この範囲外では溶接継手部
の強度向上がないことは、図1に示す結果から明かであ
る。
The above formula is a formula found by the present inventors as a result of various experimental studies, and it is clear from the results shown in FIG. 1 that the strength of the welded joint is not improved outside this range.

【0041】図1は、後述の実施例の供試鋼についての
結果を、母材部に対する溶接継手部のクリープ破断時間
比および靭性比を縦軸に、上記(NQ2 −NQ1 )値を横軸
に採って示した図であり、(NQ2 −NQ1 )値が0 未満で
あると、溶接継手部のクリープ強度が向上しないか、あ
るいは長時間加熱後の靭性が極端に劣化してしまうこと
がわかる。
FIG. 1 shows the results for test steels of the examples described below, in which the creep rupture time ratio and the toughness ratio of the welded joint part to the base metal part are plotted on the vertical axis, and the (NQ2-NQ1) values are plotted on the horizontal axis. It is understood that if the (NQ2-NQ1) value is less than 0, the creep strength of the welded joint is not improved or the toughness after heating for a long time is extremely deteriorated. .

【0042】P 、S :上限は、それぞれ、0.030 %、0.
015 % P および Sは、不可避不純物として鋼中に含有され、熱
間加工性、溶接部靭性等に悪影響を及ぼす元素であり、
熱間加工性、溶接部靭性等を確保する点からは極力低い
方が望ましいが、それぞれ 0.030%以下、 0.015%以下
であれば本発明鋼の性能に直接影響しないことから、そ
の上限はそれぞれ、 0.030%、 0.015%とした。
P, S: The upper limits are 0.030% and 0.
015% P and S are elements that are contained in steel as unavoidable impurities and have an adverse effect on hot workability, weld toughness, etc.
From the viewpoint of ensuring hot workability, weld toughness, etc., it is desirable to be as low as possible, but 0.030% or less and 0.015% or less do not directly affect the performance of the steel of the present invention. It was set to 0.030% and 0.015%.

【0043】本発明鋼では、上記成分に加えてさらに、
次のTa、Niを選んで含有させてもよい。
In the steel of the present invention, in addition to the above components,
The following Ta and Ni may be selected and contained.

【0044】Ta:上限0.50% Taは、上記のNbと同様に、窒化物および炭窒化物を形成
して強度、靭性の向上に寄与する作用を有することか
ら、この効果を得たい場合には必要に応じて含有させる
ことができる。その効果は、0.01%以上で得られるの
で、含有させる場合には0.01%以上とするのが望まし
い。しかし、0.50%を超えると粗大な窒化物を形成して
逆に靭性の低下を招くことから、上限は0.50%とした。
Ta: The upper limit of 0.50% Ta has a function of forming nitrides and carbonitrides to contribute to the improvement of strength and toughness, like the above Nb. It can be contained if necessary. Since the effect is obtained at 0.01% or more, when it is contained, 0.01% or more is desirable. However, if it exceeds 0.50%, coarse nitrides are formed and the toughness is decreased, so the upper limit was made 0.50%.

【0045】Ni:上限 1.5% Niは、オーステナイト生成元素としてCoと同様な効果を
有し、またマルテンサイト組織を強靭にして靭性を向上
させる作用を有することから、クリープ強度と靭性の向
上および組織のより一層の安定化を図る目的で添加する
ことができる。
Ni: upper limit 1.5% Ni has the same effect as Co as an austenite forming element, and also has the effect of strengthening the martensitic structure and improving the toughness, so that the creep strength and toughness are improved and the structure is improved. Can be added for the purpose of further stabilization.

【0046】その効果は、含有量が0.10%以上で得られ
るので、含有させる場合は0.10%以上とするのが望まし
い。しかし、 1.5%を超えると鋼の Ac1変態点を著しく
低下させて強度低下を招くことから、上限は1.5 %とし
た。
Since the effect is obtained when the content is 0.10% or more, it is desirable to set it to 0.10% or more when it is contained. However, if it exceeds 1.5%, the Ac 1 transformation point of the steel is remarkably lowered and the strength is lowered, so the upper limit was made 1.5%.

【0047】本発明鋼では、加えてさらに、次のMoまた
は/および Bを選んで含有させてもよい。
In the steel of the present invention, in addition, the following Mo and / or B may be selected and contained.

【0048】Mo、B :上限は、それぞれ、1.0 %、0.03
0 % Mo、B は、M23C6 型炭化物を微細分散析出させる効果の
ある元素であり、高温長時間側のクリープ強度を向上さ
せる作用を有することから、この効果を特に得たい場合
には、必要に応じてMoまたは/および Bを含有させるこ
とができる。その効果は、Moについては0.01%以上で、
B については0.0005%以上で顕著となるので、含有させ
る場合には、Moは0.01%以上、B は0.0005%以上とする
のが望ましい。しかし、Moについては1. 0%を、B につ
いては 0.030%を超えると、粗大な析出物を形成して靭
性を劣化させことから、Moの上限は1.0 %、B の上限は
0.030 %とした。
Mo and B: The upper limits are 1.0% and 0.03, respectively.
0% Mo and B are elements that have the effect of finely dispersing and precipitating M 23 C 6 type carbides, and have the effect of improving the creep strength at high temperatures over a long period of time. , And / or B may be contained if necessary. The effect is 0.01% or more for Mo,
Since B becomes remarkable at 0.0005% or more, when it is contained, Mo is preferably 0.01% or more and B is preferably 0.0005% or more. However, when Mo exceeds 1.0% and B exceeds 0.030%, coarse precipitates are formed and the toughness deteriorates. Therefore, the upper limit of Mo is 1.0% and the upper limit of B is
It was set to 0.030%.

【0049】なお、B は厚肉材などで熱処理後の冷却が
遅い場合、焼き入れ性を高めて高温強度の確保に寄与す
る作用も有する。
When B is a thick material and the cooling is slow after the heat treatment, it has a function of enhancing the hardenability and contributing to the securing of high temperature strength.

【0050】本発明鋼では、加えてさらに、次のCaまた
は/およびMgを選んで含有させてもよい。
In the steel of the present invention, in addition, the following Ca and / or Mg may be selected and contained.

【0051】Ca、Mg:上限は、いずれも、0.010 % Ca、Mgは、鋼の熱間加工性を向上させる元素であり、熱
間加工性の向上を目的とする場合に含有させることがで
きる。その効果は、いずれも含有量が0.0005%以上で得
られるので、Caまたは/およびMgを含有させる場合は、
いずれも0.0005%以上とするのが望ましい。しかし、い
ずれもその含有量が 0.010%を超えると介在物の粗大化
を招いて逆に加工性、靭性を損なうことから、その上限
はいずれも 0.010%とした。
Ca, Mg: Both upper limits are 0.010% Ca, Mg are elements that improve the hot workability of steel, and can be contained when the purpose is to improve the hot workability. . The effect is obtained with a content of 0.0005% or more, so when Ca or / and Mg is contained,
In each case, 0.0005% or more is desirable. However, if the content exceeds 0.010% in both cases, coarsening of inclusions is caused and conversely the workability and toughness are impaired, so the upper limit was made 0.010% in all cases.

【0052】[0052]

【実施例】表1および表2に示す化学組成を有する50種
の各鋼(No.1〜2 は従来鋼、No.3〜29は比較鋼、 No.30
〜50は本発明鋼)を50kgの真空誘導溶解炉にて溶製して
144 mmφインゴットを作製し、得られたインゴットを熱
間鍛造、熱間圧延して20mm厚さの板材とし、その後、N
o.1およびNo.2の鋼については、通常、これらの鋼に施
される 950℃×1時間→AC(空冷)の焼きならし処理
後、750 ℃×1時間→ACの焼きもどし処理を、その他の
鋼については1050℃×1時間→ACの焼きならし処理後、
780 ℃×1時間→ACの焼きもどし処理を施してから各種
の試験片を採取して試験に供し、次に示す条件の各方法
でクリープ強度および靭性を調査した。
EXAMPLES 50 kinds of steels having the chemical compositions shown in Tables 1 and 2 (No. 1 to 2 are conventional steels, No. 3 to 29 are comparative steels, No. 30
~ 50 is steel of the present invention) is melted in a 50 kg vacuum induction melting furnace
A 144 mmφ ingot was produced, and the obtained ingot was hot forged and hot rolled into a plate material with a thickness of 20 mm, and then N
For o.1 and No.2 steels, 950 ℃ x 1 hour → AC (air cooling) normalizing treatment usually applied to these steels, then 750 ℃ x 1 hour → AC tempering treatment For other steels, 1050 ℃ x 1 hour → After AC normalizing treatment,
780 ° C. × 1 hour → AC tempering treatment, various test pieces were sampled and subjected to a test, and the creep strength and toughness were investigated under each method under the following conditions.

【0053】また、板材から採取した一部の試験片は、
60゜の開先加工を施して共金系溶接材料を用いて初層を
130 A、15V、10cm/min の条件でTIG溶接し、2層
以降を160 A、16V、10cm/min の条件で手溶接して溶
接継手を作製し、その後、740 ℃×2時間→炉冷の溶接
後熱処理(PWHT)を施してから、図2に示す位置から、
図3および図4に示すクリープ試験片および衝撃試験片
を採取し、溶接継手部のクリープ強度と靭性の試験に供
した。
Some test pieces collected from the plate material are
A 60 ° groove process is applied and the first layer is formed using a common metal welding material.
TIG welding is performed under the conditions of 130 A, 15 V, 10 cm / min, and two or more layers are manually welded under the conditions of 160 A, 16 V, 10 cm / min to produce a welded joint, and then 740 ℃ x 2 hours → furnace cooling After the post-weld heat treatment (PWHT) of the
The creep test piece and the impact test piece shown in FIGS. 3 and 4 were sampled and subjected to the creep strength and toughness tests of the welded joint.

【0054】なお、表1中、No.1〜2 は従来の高Crフェ
ライト系耐熱鋼であり、No.1はJIS-STBA26、No.2はASTM
-A213-T91 に規定の鋼である。
In Table 1, Nos. 1 and 2 are conventional high Cr ferritic heat-resistant steels, No. 1 is JIS-STBA26 and No. 2 is ASTM.
-Steel specified in A213-T91.

【0055】[0055]

【表1】 [Table 1]

【0056】[0056]

【表2】 [Table 2]

【0057】[クリープ破断試験(母材および継手)] 試験温度 : 650 ℃ 試験片 : 6.0 mmφ×GL=30mm 負荷荷重 : 100 MPa 試験項目 : 破断時間(目標;1万時間以上) [シャルピー衝撃試験(母材および継手)] 試験温度 : 0 ℃ 試験片 : 10mm幅×10mm厚×55mm長−2 mmVノッチ 試験項目 : 衝撃値(目標:vEo ≧50 J/cm2) 表3および表4に、これらの試験結果を示した。[Creep rupture test (base metal and joint)] Test temperature: 650 ℃ Specimen: 6.0 mmφ × GL = 30 mm Load: 100 MPa Test item: Breaking time (target; 10,000 hours or more) [Charpy impact test (Base material and joint)] Test temperature: 0 ° C Test piece: 10mm width x 10mm thickness x 55mm length -2mm V notch Test item: Impact value (target: vEo ≥ 50 J / cm 2 ) Table 3 and Table 4 The results of these tests are shown.

【0058】[0058]

【表3】 [Table 3]

【0059】[0059]

【表4】 [Table 4]

【0060】表3および表4に示すように、No.1〜 2の
従来鋼は、いずれも母材においても650 ℃、100 MPa の
クリープ破断試験において、破断時間が1000時間未満で
650℃以上での高温クリープ特性が十分でない。
As shown in Tables 3 and 4, the conventional steels of Nos. 1 and 2 all had a fracture time of less than 1000 hours in the creep rupture test at 650 ° C. and 100 MPa even in the base metal.
Insufficient high temperature creep characteristics at 650 ℃ or higher.

【0061】また、No.3〜17および No.29の比較鋼は、
いずれの鋼も幾つかの成分が本発明の範囲を外れている
ものの結果を示しているが、母材の高温クリープ特性に
優れるものもある溶接継手部のクリープ特性あるいは靭
性が著しく劣化しており、全ての特性を満足するものは
ない。さらに、No.18 〜28の比較鋼は、各成分は本発明
の範囲内であるが、Ti、Zr、HfおよびNbの含有量が本発
明の規定式を満足していないため、母材の特性は良好で
あるものの溶接継手部のクリープ特性あるいは靭性が劣
っていることが、図1からも明かである。
The comparative steels No. 3 to 17 and No. 29 are
Both steels show the results when some components are out of the range of the present invention, but some of the base metals have excellent high temperature creep properties, and the creep properties or toughness of the welded joints are significantly deteriorated. , None satisfy all characteristics. Further, the comparative steels of No. 18 to 28, each component is within the scope of the present invention, but since the contents of Ti, Zr, Hf and Nb do not satisfy the formula of the present invention, It is clear from FIG. 1 that although the characteristics are good, the creep characteristics or toughness of the welded joint are poor.

【0062】これに対し、本発明鋼である No.30〜50で
は、これらの特性を同時に満足し、溶接継手部において
も従来にない高温長時間クリープ特性が得られ、かつ靭
性にも優れた画期的な高Crフェライト系耐熱鋼が得られ
ていることが解る。
On the other hand, in the steels of the present invention Nos. 30 to 50, these characteristics were satisfied at the same time, and the high temperature long-time creep characteristics unprecedented in the welded joint were obtained, and the toughness was also excellent. It can be seen that an epoch-making high Cr ferritic heat resistant steel has been obtained.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明鋼は、ボイラ、原子力、化学工業
などの広い産業分野で使用される高温耐熱、耐圧部材、
例えば鋼管、圧力容器用鋼板、タービン用材料として使
用される溶接継手部の高温長時間クリープ特性および靭
性に優れた高Crフェライト系耐熱鋼が得られる。したが
って、本発明が斯界に与える利益は極めて大きい。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The steel of the present invention is used in a wide range of industrial fields such as boilers, nuclear power, chemical industry, etc.
For example, a high Cr ferritic heat resistant steel excellent in high temperature long-term creep properties and toughness of a welded joint used as a steel pipe, a steel plate for a pressure vessel, and a material for a turbine can be obtained. Therefore, the benefits of the present invention to the field are extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】Ti、ZrおよびHf含有量が溶接継手部のクリープ
強度および靭性に及ぼす影響を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the influence of Ti, Zr, and Hf contents on the creep strength and toughness of a welded joint.

【図2】溶接継手部からの各種試験片の採取位置を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing sampling positions of various test pieces from a welded joint.

【図3】シャルピー衝撃試験片を示す図である。FIG. 3 is a view showing a Charpy impact test piece.

【図4】クリープ試験片を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a creep test piece.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】重量%で、C:0.02〜0.15%、Si:0〜1.0
%、Mn:0.05〜1.5 %、Cr:8.0〜13.0%、W: 2.5〜4.0
%、V:0.10〜0.50%、Nb:0.01〜0.15%、Co:2.5〜8.0
%、sol-Al:0.001〜0.050 %、N: 0.020〜0.12%、Ta:0
〜0.50%、Ni:0〜1.5 %、並びに、Mo:0〜1.00%および
B: 0〜0.030 %の1種または2種、Ca:0〜0.010 %およ
びMg:0〜0.010 %の1種または2種を含有し、さらに、
Ti:0.005〜0.08%、Zr:0.005〜0.15%およびHf:0.005〜
0.29%のうちの1種または2種以上を次式を満足する範
囲で含有し、 0.001 ≦ (14/47.90)Ti+(14/91.22)Zr+(14/178.49)Hf
≦(14/92.91)Nb 残部Feおよび不可避的不純物からなり、不純物中の P、
S がそれぞれ0.030 %以下、0.015 %以下であることを
特徴とする溶接継手部の高温長時間クリープ強度と靭性
に優れた高Crフェライト系耐熱鋼。
1. In weight%, C: 0.02 to 0.15%, Si: 0 to 1.0
%, Mn: 0.05 to 1.5%, Cr: 8.0 to 13.0%, W: 2.5 to 4.0
%, V: 0.10 to 0.50%, Nb: 0.01 to 0.15%, Co: 2.5 to 8.0
%, Sol-Al: 0.001-0.050%, N: 0.020-0.12%, Ta: 0
~ 0.50%, Ni: 0-1.5%, Mo: 0-1.00% and
B: contains 0 to 0.030% of one or two, Ca: 0 to 0.010% and Mg: 0 to 0.010% of one or two, and further,
Ti: 0.005-0.08%, Zr: 0.005-0.15% and Hf: 0.005-
One or more of 0.29% is contained within the range satisfying the following formula, 0.001 ≤ (14 / 47.90) Ti + (14 / 91.22) Zr + (14 / 178.49) Hf
≤ (14 / 92.91) Nb Consists of balance Fe and unavoidable impurities.
High Cr ferritic heat-resistant steel with excellent high-temperature long-term creep strength and toughness of welded joints, characterized by S of 0.030% or less and 0.015% or less, respectively.
JP22439194A 1994-09-20 1994-09-20 High Cr ferritic heat resistant steel Expired - Fee Related JP3418884B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22439194A JP3418884B2 (en) 1994-09-20 1994-09-20 High Cr ferritic heat resistant steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22439194A JP3418884B2 (en) 1994-09-20 1994-09-20 High Cr ferritic heat resistant steel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0885848A true JPH0885848A (en) 1996-04-02
JP3418884B2 JP3418884B2 (en) 2003-06-23

Family

ID=16813018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22439194A Expired - Fee Related JP3418884B2 (en) 1994-09-20 1994-09-20 High Cr ferritic heat resistant steel

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3418884B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998030727A1 (en) * 1997-01-08 1998-07-16 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Steam turbine rotor materials for high-temperature use
US6712913B2 (en) 2001-05-09 2004-03-30 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Ferritic heat-resisting steel
EP1405931A2 (en) * 1997-07-16 2004-04-07 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Heat-resisting cast steel
WO2004087979A1 (en) 2003-03-31 2004-10-14 National Institute For Materials Science Welded joint of tempered martensite based heat-resistant steel
KR20220085993A (en) * 2020-12-16 2022-06-23 주식회사 포스코 Pressure vessel steel plate having excellent property after post weld heat treatment at high temperature and method for manufacturing the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998030727A1 (en) * 1997-01-08 1998-07-16 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Steam turbine rotor materials for high-temperature use
EP1405931A2 (en) * 1997-07-16 2004-04-07 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Heat-resisting cast steel
EP1405931A3 (en) * 1997-07-16 2004-04-21 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Heat-resisting cast steel
US6712913B2 (en) 2001-05-09 2004-03-30 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Ferritic heat-resisting steel
WO2004087979A1 (en) 2003-03-31 2004-10-14 National Institute For Materials Science Welded joint of tempered martensite based heat-resistant steel
KR20220085993A (en) * 2020-12-16 2022-06-23 주식회사 포스코 Pressure vessel steel plate having excellent property after post weld heat treatment at high temperature and method for manufacturing the same
WO2022131570A1 (en) * 2020-12-16 2022-06-23 주식회사 포스코 Pressure vessel steel plate having excellent high temperature pwht resistance and method for manufacturing same

Also Published As

Publication number Publication date
JP3418884B2 (en) 2003-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0621323B2 (en) High strength and high chrome steel with excellent corrosion resistance and oxidation resistance
WO1996001334A1 (en) Process for producing ferritic iron-base alloy and ferritic heat-resistant steel
WO2006109664A1 (en) Ferritic heat-resistant steel
US5591391A (en) High chromium ferritic heat-resistant steel
JP7016343B2 (en) High chrome martensitic heat resistant steel with high creep rupture strength and oxidation resistance
WO2007091535A1 (en) Ferritic heat-resistant steel
JPH062927B2 (en) High strength low alloy steel with excellent corrosion resistance and oxidation resistance
JP2000248337A (en) Method for improving water vapor oxidation resistance of high chromium ferritic heat resistant steel for boiler and high chromium ferritic heat resistant steel for boiler excellent in water vapor oxidation resistance
JP3982069B2 (en) High Cr ferritic heat resistant steel
JP2970955B2 (en) High chromium ferritic heat resistant steel with excellent copper checking resistance
EP0199046B1 (en) High-strength heat-resisting ferritic steel pipe and tube
WO2002061162A1 (en) Heat-resistant martensite alloy excellent in high-temperature creep rapture strength and ductility and process for producing the same
KR100378786B1 (en) Steel for boiler excellent in butt seam weldability and electroseamed steel pipe for boiler using the same
US4420335A (en) Materials for rolls
JP3418884B2 (en) High Cr ferritic heat resistant steel
JPH0885850A (en) High chromium ferritic heat resistant steel
JPH0543986A (en) High chromium ferritic heat resisting steel reduced in deterioration in strength in weld heat-affected zone
JP3301284B2 (en) High Cr ferritic heat resistant steel
JP3387145B2 (en) High Cr ferritic steel with excellent high temperature ductility and high temperature strength
JP2594265B2 (en) TIG welding wire for 9Cr-Mo steel
JP2001152293A (en) HIGH Cr FERRITIC HEAT RESISTING STEEL
JP3355711B2 (en) High Cr ferritic heat resistant steel with excellent high temperature strength and toughness
JP3565155B2 (en) High strength low alloy heat resistant steel
JP2001234276A (en) Cr-Mo STEEL HAVING HIGH TOUGHNESS AND EXCELLENT IN REHEAT CRACKING RESISTANCE
JPH0639659B2 (en) High strength high chromium steel with excellent oxidation resistance and weldability

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080418

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090418

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100418

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110418

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120418

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees