JPH09228003A - 溶接性に優れた高強度オーステナイト系耐熱鋼 - Google Patents
溶接性に優れた高強度オーステナイト系耐熱鋼Info
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- JPH09228003A JPH09228003A JP13541296A JP13541296A JPH09228003A JP H09228003 A JPH09228003 A JP H09228003A JP 13541296 A JP13541296 A JP 13541296A JP 13541296 A JP13541296 A JP 13541296A JP H09228003 A JPH09228003 A JP H09228003A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、溶接性が良好で、優れた高温強度
を有するオーステナイト系耐熱鋼を提供する。 【解決手段】 Ｃ：０．０５％未満、Ｓｉ：５％以下、
Ｍｎ：２％未満、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．００５
％以下、Ｃｒ：１５〜２０％、Ｎｉ：６〜１５％、Ｗ：
１．５％〜１０％以下、Ｎｂ：０．１％超〜０．５％以
下、Ｖ：０．０５〜１．５％、Ｎ：０．１５％超〜０．
４％以下を含有し、残部をＦｅおよび不可避的不純物と
する。
を有するオーステナイト系耐熱鋼を提供する。 【解決手段】 Ｃ：０．０５％未満、Ｓｉ：５％以下、
Ｍｎ：２％未満、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．００５
％以下、Ｃｒ：１５〜２０％、Ｎｉ：６〜１５％、Ｗ：
１．５％〜１０％以下、Ｎｂ：０．１％超〜０．５％以
下、Ｖ：０．０５〜１．５％、Ｎ：０．１５％超〜０．
４％以下を含有し、残部をＦｅおよび不可避的不純物と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、極めて良好な高温
強度を有するとともに、優れた溶接性および良好な耐粒
界腐食特性を兼ね備え、使用環境が過酷化しつつあるボ
イラに適用して優れた性能を発揮するオーステナイト系
耐熱鋼に係わるものである。
強度を有するとともに、優れた溶接性および良好な耐粒
界腐食特性を兼ね備え、使用環境が過酷化しつつあるボ
イラに適用して優れた性能を発揮するオーステナイト系
耐熱鋼に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】火力発電プラントにおいては、経済性の
向上、あるいは近年の炭酸ガス排出抑制の点から、蒸気
条件を高温高圧化した超々臨界圧ボイラが計画されてい
る。従来のオーステナイト系耐熱鋼、例えばＳＵＳ３４
７Ｈはクリープ破断強度が不足し、このような過酷な環
境下で使用できないことから、高クリープ強度の材料と
して、「鉄と鋼」第７０年Ｓ１４０９頁、あるいは「火
力原子力発電」第３８巻第７５頁に示されているよう
に、Ｎｂ，Ｔｉなどの炭窒化物による析出強化、Ｍｏに
よる固溶強化などを利用したオーステナイト系耐熱鋼が
開発されている。
向上、あるいは近年の炭酸ガス排出抑制の点から、蒸気
条件を高温高圧化した超々臨界圧ボイラが計画されてい
る。従来のオーステナイト系耐熱鋼、例えばＳＵＳ３４
７Ｈはクリープ破断強度が不足し、このような過酷な環
境下で使用できないことから、高クリープ強度の材料と
して、「鉄と鋼」第７０年Ｓ１４０９頁、あるいは「火
力原子力発電」第３８巻第７５頁に示されているよう
に、Ｎｂ，Ｔｉなどの炭窒化物による析出強化、Ｍｏに
よる固溶強化などを利用したオーステナイト系耐熱鋼が
開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの耐熱
鋼は多量の合金元素を含むために、従来のオーステナイ
ト系耐熱鋼で溶接が比較的困難とされるＳＵＳ３１０Ｓ
と比べても、溶接が必ずしも容易とはいえず、溶接作業
性の改善が課題となっていた。鋼の高純化、すなわち
Ｐ，Ｓ量の低減とともにＣ量の低減が溶接性を向上させ
るための有力な手段であることは周知の事実である。し
かし、上述のように耐熱鋼の多くは炭窒化物により強化
されており、Ｃ量の低減は高温強度の低下を招くという
問題がある。本発明は、溶接性が良好で、優れた高温強
度を有するオーステナイト系耐熱鋼を提供することを目
的とする。
鋼は多量の合金元素を含むために、従来のオーステナイ
ト系耐熱鋼で溶接が比較的困難とされるＳＵＳ３１０Ｓ
と比べても、溶接が必ずしも容易とはいえず、溶接作業
性の改善が課題となっていた。鋼の高純化、すなわち
Ｐ，Ｓ量の低減とともにＣ量の低減が溶接性を向上させ
るための有力な手段であることは周知の事実である。し
かし、上述のように耐熱鋼の多くは炭窒化物により強化
されており、Ｃ量の低減は高温強度の低下を招くという
問題がある。本発明は、溶接性が良好で、優れた高温強
度を有するオーステナイト系耐熱鋼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】本発明者らは、溶接性改
善のためにＣ量を低減させた成分系で、Ｃ量低減による
高温強度の低下を他の元素の添加で補うべく、種々の実
験を行った結果、ついに、Ｗ，Ｎｂ，Ｖ，Ｎを同時にあ
る特定の成分範囲に限定して添加することにより、その
相乗効果によって、低Ｃの成分系においても高い高温強
度を維持できることを見いだした。さらに、この成分系
においても、耐高温腐食特性も、従来鋼と同等に確保で
きることを見いだした。
善のためにＣ量を低減させた成分系で、Ｃ量低減による
高温強度の低下を他の元素の添加で補うべく、種々の実
験を行った結果、ついに、Ｗ，Ｎｂ，Ｖ，Ｎを同時にあ
る特定の成分範囲に限定して添加することにより、その
相乗効果によって、低Ｃの成分系においても高い高温強
度を維持できることを見いだした。さらに、この成分系
においても、耐高温腐食特性も、従来鋼と同等に確保で
きることを見いだした。
【０００５】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
であり、その要旨とするところは、以下の特徴を有する
溶接性に優れた高強度オーステナイト系耐熱鋼である。
すなわち、（１）合金元素として、質量％で、 Ｃ ：０．０５％未満、 Ｓｉ：５％以下、 Ｍｎ：２％未満、 Ｐ ：０．０３％以下、 Ｓ ：０．００５％以下、 Ｃｒ：１５〜２０％、 Ｎｉ：６〜１５％、 Ｗ ：１．５〜１０％以下、 Ｎｂ：０．１％超〜０．５％以下、 Ｖ ：０．０５〜１．５％、 Ｎ ：０．１５％超〜０．４％以下 を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる。あ
るいは（２）合金元素として、上記（１）記載のものに
加えてさらに、Ｍｏ：２．０％以下を含有し、かつＭｏ
＋Ｗ≦１０％を満足する。
であり、その要旨とするところは、以下の特徴を有する
溶接性に優れた高強度オーステナイト系耐熱鋼である。
すなわち、（１）合金元素として、質量％で、 Ｃ ：０．０５％未満、 Ｓｉ：５％以下、 Ｍｎ：２％未満、 Ｐ ：０．０３％以下、 Ｓ ：０．００５％以下、 Ｃｒ：１５〜２０％、 Ｎｉ：６〜１５％、 Ｗ ：１．５〜１０％以下、 Ｎｂ：０．１％超〜０．５％以下、 Ｖ ：０．０５〜１．５％、 Ｎ ：０．１５％超〜０．４％以下 を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる。あ
るいは（２）合金元素として、上記（１）記載のものに
加えてさらに、Ｍｏ：２．０％以下を含有し、かつＭｏ
＋Ｗ≦１０％を満足する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に本発明において合金元素の
範囲を上記のように定めた理由について説明する。 Ｃ：溶接時の高温割れや延性低下を防止するためにはＣ
量をできるかぎり下げる必要があるが、良好な溶接性を
確保するために、Ｃ量の上限値は次のような実験に基づ
いて設定した。図１に、Ｃ以外の主要な合金元素が本発
明の範囲内にある鋼（Ｃｒ：１８％、Ｎｉ：１３％、
Ｗ：４％）においてＣ量を変化させたもの（図中、◆
印）と、比較のためのＳＵＳ３１０ＳＴＢ（後述する実
施例の比較鋼Ｑに相当する。図中、□印）についての溶
接性を評価するバリストレイン（Varestraint)試験の結
果を示す。図２により、Ｃ添加量を０．０５％未満に下
げることで、ＳＵＳ３１０ＳＴＢより良好な溶接性が得
られることがわかる。本試験結果から、良好な溶接性を
確保するためのＣ量の上限値を０．０５％未満とした。
範囲を上記のように定めた理由について説明する。 Ｃ：溶接時の高温割れや延性低下を防止するためにはＣ
量をできるかぎり下げる必要があるが、良好な溶接性を
確保するために、Ｃ量の上限値は次のような実験に基づ
いて設定した。図１に、Ｃ以外の主要な合金元素が本発
明の範囲内にある鋼（Ｃｒ：１８％、Ｎｉ：１３％、
Ｗ：４％）においてＣ量を変化させたもの（図中、◆
印）と、比較のためのＳＵＳ３１０ＳＴＢ（後述する実
施例の比較鋼Ｑに相当する。図中、□印）についての溶
接性を評価するバリストレイン（Varestraint)試験の結
果を示す。図２により、Ｃ添加量を０．０５％未満に下
げることで、ＳＵＳ３１０ＳＴＢより良好な溶接性が得
られることがわかる。本試験結果から、良好な溶接性を
確保するためのＣ量の上限値を０．０５％未満とした。
【０００７】Ｓｉ：Ｓｉは脱酸剤として有効であるばか
りでなく、耐酸化性や耐高温腐食特性をも向上させる元
素であるが、Ｓｉ量が多過ぎると、クリープ破断強度、
靱性や溶接性を低下させる。従って、上限を５％とし
た。 Ｍｎ：Ｍｎは脱酸作用を有し、溶接性や熱間加工性を向
上させる元素である。しかし、Ｍｎ量が多過ぎると、耐
酸化性の劣化を招くので、２％未満の添加量とした。
りでなく、耐酸化性や耐高温腐食特性をも向上させる元
素であるが、Ｓｉ量が多過ぎると、クリープ破断強度、
靱性や溶接性を低下させる。従って、上限を５％とし
た。 Ｍｎ：Ｍｎは脱酸作用を有し、溶接性や熱間加工性を向
上させる元素である。しかし、Ｍｎ量が多過ぎると、耐
酸化性の劣化を招くので、２％未満の添加量とした。
【０００８】Ｃｒ：Ｃｒは耐酸化性、耐水蒸気酸化性、
耐高温腐食特性に不可欠の元素である。従来のオーステ
ナイト系ステンレス鋼と同等以上の特性を確保するため
に、Ｃｒ量の下限を１５％とした。しかし、Ｃｒ量の増
加はオーステナイトの安定性を確保するのに必要なＮｉ
量を増大させ、経済性の面で不利となることから、上限
を２０％とした。 Ｎｉ：Ｎｉはオーステナイトの安定性を高め、σ相の生
成を抑制するために必須の元素である。本発明鋼におけ
る、Ｃｒをはじめとするフェライト生成元素の含有量に
対してオーステナイトの安定化を図るためには、Ｎｉ量
を６％以上とする必要がある。一方、Ｎｉ量が増大する
と経済性の面で不利となることから、上限を１５％とし
た。
耐高温腐食特性に不可欠の元素である。従来のオーステ
ナイト系ステンレス鋼と同等以上の特性を確保するため
に、Ｃｒ量の下限を１５％とした。しかし、Ｃｒ量の増
加はオーステナイトの安定性を確保するのに必要なＮｉ
量を増大させ、経済性の面で不利となることから、上限
を２０％とした。 Ｎｉ：Ｎｉはオーステナイトの安定性を高め、σ相の生
成を抑制するために必須の元素である。本発明鋼におけ
る、Ｃｒをはじめとするフェライト生成元素の含有量に
対してオーステナイトの安定化を図るためには、Ｎｉ量
を６％以上とする必要がある。一方、Ｎｉ量が増大する
と経済性の面で不利となることから、上限を１５％とし
た。
【０００９】Ｍｏ，Ｗ：ＭｏおよびＷはともに固溶強
化、Ｌａｖｅｓ相析出などにより高温強度を高める元素
で、その効果は図２に示すように（Ｍｏ＋Ｗ）％でほぼ
整理できる。図２より、ＭｏとＷの合計量が２％以上の
添加で、クリープ破断強度が大幅に向上するが、１０％
を超えて添加してもさらなる向上は見られないことがわ
かる。Ｗ量またはＷとＭｏの合計量が１．５〜２．０％
の場合には、Ｃ，Ｎｂの添加量に応じてクリープ破断強
度は大きく変化するが、Ｃ，Ｎｂがそれぞれ０．０２５
％および０．２５％以上添加されていればＷまたはＷ＋
Ｍｏと、Ｃ＋Ｎｂとの複合効果で高いクリープ破断強度
が得られる。しかしながらＷ量またはＷとＭｏの合計量
が１．５％未満では複合効果は消失する。また、Ｍｏと
Ｗの合計量を１０％以上添加するとＬａｖｅｓ相などの
金属間化合物の粗大化を生じ、クリープ破断延性を低下
させるという問題も生ずる。さらに、図３に示すよう
に、Ｍｏを単独で添加すると、Ｍｏ量が増加するにつれ
て耐高温腐食特性が劣化するが、一方、Ｗは単独の添加
の場合には耐高温腐食特性を劣化させない上に、Ｍｏと
複合添加すると、Ｍｏ単独添加鋼に比べ耐高温腐食特性
が改善できることが実験により明らかとなった。従っ
て、Ｗは必ず添加することとし、その範囲を１．５％以
上、１０％以下とした。Ｍｏについては、２％を超えて
添加するとＷを複合添加した場合でも耐高温腐食特性を
特に低下させることから、２．０％以下を必要に応じて
添加する。
化、Ｌａｖｅｓ相析出などにより高温強度を高める元素
で、その効果は図２に示すように（Ｍｏ＋Ｗ）％でほぼ
整理できる。図２より、ＭｏとＷの合計量が２％以上の
添加で、クリープ破断強度が大幅に向上するが、１０％
を超えて添加してもさらなる向上は見られないことがわ
かる。Ｗ量またはＷとＭｏの合計量が１．５〜２．０％
の場合には、Ｃ，Ｎｂの添加量に応じてクリープ破断強
度は大きく変化するが、Ｃ，Ｎｂがそれぞれ０．０２５
％および０．２５％以上添加されていればＷまたはＷ＋
Ｍｏと、Ｃ＋Ｎｂとの複合効果で高いクリープ破断強度
が得られる。しかしながらＷ量またはＷとＭｏの合計量
が１．５％未満では複合効果は消失する。また、Ｍｏと
Ｗの合計量を１０％以上添加するとＬａｖｅｓ相などの
金属間化合物の粗大化を生じ、クリープ破断延性を低下
させるという問題も生ずる。さらに、図３に示すよう
に、Ｍｏを単独で添加すると、Ｍｏ量が増加するにつれ
て耐高温腐食特性が劣化するが、一方、Ｗは単独の添加
の場合には耐高温腐食特性を劣化させない上に、Ｍｏと
複合添加すると、Ｍｏ単独添加鋼に比べ耐高温腐食特性
が改善できることが実験により明らかとなった。従っ
て、Ｗは必ず添加することとし、その範囲を１．５％以
上、１０％以下とした。Ｍｏについては、２％を超えて
添加するとＷを複合添加した場合でも耐高温腐食特性を
特に低下させることから、２．０％以下を必要に応じて
添加する。
【００１０】Ｎｂ：Ｎｂは微細な炭窒化物を形成し、長
時間クリープ破断強度を著しく向上させる。しかしなが
ら、図４に示すように、Ｎｂ量が０．１％以下では前記
効果が得られないので、Ｎｂ量の下限を０．１％とし
た。前記効果は、固溶化熱処理温度で固溶し得るＮｂ量
が多いほど顕著であるが、固溶限を超えて添加すると、
未固溶の炭・窒化物が残存し、クリープ破断強度を低下
させる。従って、Ｎｂ量の上限を０．５％とした。 Ｖ：Ｖは微細な窒化物を形成し、長時間クリープ破断強
度を向上させる。しかしながら、図５に示すように、Ｖ
量が０．０５％未満では効果が得られず、また、１．５
％を超えると添加による強度向上代は小さくなるので、
Ｖの添加量は０．０５〜１．５％とした。
時間クリープ破断強度を著しく向上させる。しかしなが
ら、図４に示すように、Ｎｂ量が０．１％以下では前記
効果が得られないので、Ｎｂ量の下限を０．１％とし
た。前記効果は、固溶化熱処理温度で固溶し得るＮｂ量
が多いほど顕著であるが、固溶限を超えて添加すると、
未固溶の炭・窒化物が残存し、クリープ破断強度を低下
させる。従って、Ｎｂ量の上限を０．５％とした。 Ｖ：Ｖは微細な窒化物を形成し、長時間クリープ破断強
度を向上させる。しかしながら、図５に示すように、Ｖ
量が０．０５％未満では効果が得られず、また、１．５
％を超えると添加による強度向上代は小さくなるので、
Ｖの添加量は０．０５〜１．５％とした。
【００１１】Ｐ：Ｐは燐化物を形成し、長時間破断強度
を向上させる効果がある。しかし添加量が多いと溶接性
を著しく劣化させるのに加えて、熱間加工性も損なうの
で上限を０．０３％とした。 Ｓ：Ｓは粒界に偏析して、熱間加工性を劣化させ、また
クリープ中粒界脆化を促進させるので、上限を０．００
５％とした。 Ｎ：Ｎは固溶強化および窒化物の形成によってクリープ
破断強度を著しく向上させる元素である。Ｎが０．１５
％以下では溶接性向上のために低Ｃ量としたための強度
低下分を補償できず、また０．４％を超えて添加しても
長時間のクリープ破断強度の増加は少なく、さらに靱性
を低下させる。従って、Ｎ量の範囲を０．１５％超、
０．４％以下とした。
を向上させる効果がある。しかし添加量が多いと溶接性
を著しく劣化させるのに加えて、熱間加工性も損なうの
で上限を０．０３％とした。 Ｓ：Ｓは粒界に偏析して、熱間加工性を劣化させ、また
クリープ中粒界脆化を促進させるので、上限を０．００
５％とした。 Ｎ：Ｎは固溶強化および窒化物の形成によってクリープ
破断強度を著しく向上させる元素である。Ｎが０．１５
％以下では溶接性向上のために低Ｃ量としたための強度
低下分を補償できず、また０．４％を超えて添加しても
長時間のクリープ破断強度の増加は少なく、さらに靱性
を低下させる。従って、Ｎ量の範囲を０．１５％超、
０．４％以下とした。
【００１２】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。表１−１、表２−１に供試鋼の化学成分および材
料特性を示す。これらの鋼について、１２５０℃で溶体
化処理後、バリストレイン試験，７００，７５０，８０
０℃でクリープ破断試験を、また、６５０℃で高温腐食
試験を実施した。バリストレイン試験の条件は、試験片
厚み：４mm、溶接方法：ＧＴＡＷ、溶接電圧：１０Ｖ、
溶接電流：８０Ａ、溶接速度：８０mm/min、付加歪：４
％である。クリープ破断強度については、データをＬａ
ｒｓｏｎ−Ｍｉｌｌｅｒ法で整理し、６５０℃×１０万
時間の破断強度を推定した。高温腐食試験については、
Ｋ2 ＳＯ4 ：Ｎａ2 ＳＯ4 ：Ｆｅ2 （ＳＯ4 ）３＝０．
２８：０．２：０．５（質量比）の石炭焚き模擬燃焼灰
中に供試鋼を６５０℃で２００ｈ保持後、腐食減量を測
定した。試験結果を同じく表１−２、表２−２に示す。
する。表１−１、表２−１に供試鋼の化学成分および材
料特性を示す。これらの鋼について、１２５０℃で溶体
化処理後、バリストレイン試験，７００，７５０，８０
０℃でクリープ破断試験を、また、６５０℃で高温腐食
試験を実施した。バリストレイン試験の条件は、試験片
厚み：４mm、溶接方法：ＧＴＡＷ、溶接電圧：１０Ｖ、
溶接電流：８０Ａ、溶接速度：８０mm/min、付加歪：４
％である。クリープ破断強度については、データをＬａ
ｒｓｏｎ−Ｍｉｌｌｅｒ法で整理し、６５０℃×１０万
時間の破断強度を推定した。高温腐食試験については、
Ｋ2 ＳＯ4 ：Ｎａ2 ＳＯ4 ：Ｆｅ2 （ＳＯ4 ）３＝０．
２８：０．２：０．５（質量比）の石炭焚き模擬燃焼灰
中に供試鋼を６５０℃で２００ｈ保持後、腐食減量を測
定した。試験結果を同じく表１−２、表２−２に示す。
【００１３】この表１に示した鋼Ａ〜Ｑが本発明鋼であ
り、表２に示した鋼Ｒ〜ＡＩは比較鋼である。比較鋼の
うち、Ｒ，Ｓはそれぞれ、従来よく使用されているＳＵ
Ｓ３４７Ｈ相当鋼、ＳＵＳ３１０Ｓ相当鋼である。本発
明鋼はＲのＳＵＳ３４７Ｈ鋼に比し、非常に優れた高温
強度と耐高温腐食特性を、またＳＵＳ３１０Ｓ鋼に比し
優れた溶接性を有する。比較鋼のうち、Ｓ〜ＶはＣの添
加量が高いために、バリストレイン試験での溶接総割れ
長さが長く、溶接性が劣る例である。Ｘ〜ＺはＷの添加
量が少ないために、またＡＥ，ＡＦ，ＡＧはそれぞれＮ
ｂ，Ｖ，Ｎの添加量が少ないために高温強度が低い例で
ある。また、ＡＡ〜ＡＤはＭｏの添加量が多いために、
高温強度は高いものの、耐高温腐食特性が劣る例であ
る。
り、表２に示した鋼Ｒ〜ＡＩは比較鋼である。比較鋼の
うち、Ｒ，Ｓはそれぞれ、従来よく使用されているＳＵ
Ｓ３４７Ｈ相当鋼、ＳＵＳ３１０Ｓ相当鋼である。本発
明鋼はＲのＳＵＳ３４７Ｈ鋼に比し、非常に優れた高温
強度と耐高温腐食特性を、またＳＵＳ３１０Ｓ鋼に比し
優れた溶接性を有する。比較鋼のうち、Ｓ〜ＶはＣの添
加量が高いために、バリストレイン試験での溶接総割れ
長さが長く、溶接性が劣る例である。Ｘ〜ＺはＷの添加
量が少ないために、またＡＥ，ＡＦ，ＡＧはそれぞれＮ
ｂ，Ｖ，Ｎの添加量が少ないために高温強度が低い例で
ある。また、ＡＡ〜ＡＤはＭｏの添加量が多いために、
高温強度は高いものの、耐高温腐食特性が劣る例であ
る。
【００１４】Ｐ，Ｗ，ＡＨはＷとＣ，Ｎｂの複合添加効
果を示す例であり、ＰはＣ，Ｎｂがそれぞれ０．０２５
％および０．２５％以上あるためＷが下限近傍でも高温
強度が高いが、ＷはＣ，Ｎｂが０．２５以下のため、高
温強度が低く、ＡＨはＣ，Ｎｂがそれぞれ０．０２５％
および０．２５％以上であるがＷが本発明成分範囲以下
であるため高温強度が低い例である。ＡＩはＰの添加量
が多いために、高温強度は高いものの、溶接性が劣る例
である。
果を示す例であり、ＰはＣ，Ｎｂがそれぞれ０．０２５
％および０．２５％以上あるためＷが下限近傍でも高温
強度が高いが、ＷはＣ，Ｎｂが０．２５以下のため、高
温強度が低く、ＡＨはＣ，Ｎｂがそれぞれ０．０２５％
および０．２５％以上であるがＷが本発明成分範囲以下
であるため高温強度が低い例である。ＡＩはＰの添加量
が多いために、高温強度は高いものの、溶接性が劣る例
である。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】
【表４】
【００１９】
【発明の効果】本発明により、良好な溶接性を保持しつ
つ、従来よりも高温強度に優れたオーステナイト系耐熱
鋼を安価に提供することが可能となり、産業の発展に寄
与するところ極めて大なるものがある。
つ、従来よりも高温強度に優れたオーステナイト系耐熱
鋼を安価に提供することが可能となり、産業の発展に寄
与するところ極めて大なるものがある。
【図１】Ｃ以外の主要な合金元素を本発明の範囲内に入
れた鋼とＳＵＳ３１０ＳＴＢのバリストレイン試験の結
果を示すグラフである。
れた鋼とＳＵＳ３１０ＳＴＢのバリストレイン試験の結
果を示すグラフである。
【図２】クリープ強度に及ぼすＷ＋Ｍｏ添加量の影響を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図３】高温腐食特性に及ぼすＷ，Ｍｏ添加量の影響を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図４】クリープ強度に及ぼすＮｂ添加量の影響を示す
グラフである。
グラフである。
【図５】クリープ強度に及ぼすＶ添加量の影響を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】クリープ強度に及ぼすＰ添加量の影響を示すグ
ラフである。
ラフである。
【手続補正書】
【提出日】平成９年２月６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に本発明において合金元素の
範囲を上記のように定めた理由について説明する。 Ｃ：溶接時の高温割れや延性低下を防止するためにはＣ
量をできるかぎり下げる必要があるが、良好な溶接性を
確保するために、Ｃ量の上限値は次のような実験に基づ
いて設定した。図１に、Ｃ以外の主要な合金元素が本発
明の範囲内にある鋼（Ｃｒ：１８％、Ｎｉ：１３％、
Ｗ：４％）においてＣ量を変化させたもの（図中、◆
印）と、比較のためのＳＵＳ３１０ＳＴＢ（後述する実
施例の比較鋼Ｑに相当する。図中、□印）についての溶
接性を評価するバリストレイン（Varestraint)試験の結
果を示す。図１により、Ｃ添加量を０．０５％未満に下
げることで、ＳＵＳ３１０ＳＴＢより良好な溶接性が得
られることがわかる。本試験結果から、良好な溶接性を
確保するためのＣ量の上限値を０．０５％未満とした。
範囲を上記のように定めた理由について説明する。 Ｃ：溶接時の高温割れや延性低下を防止するためにはＣ
量をできるかぎり下げる必要があるが、良好な溶接性を
確保するために、Ｃ量の上限値は次のような実験に基づ
いて設定した。図１に、Ｃ以外の主要な合金元素が本発
明の範囲内にある鋼（Ｃｒ：１８％、Ｎｉ：１３％、
Ｗ：４％）においてＣ量を変化させたもの（図中、◆
印）と、比較のためのＳＵＳ３１０ＳＴＢ（後述する実
施例の比較鋼Ｑに相当する。図中、□印）についての溶
接性を評価するバリストレイン（Varestraint)試験の結
果を示す。図１により、Ｃ添加量を０．０５％未満に下
げることで、ＳＵＳ３１０ＳＴＢより良好な溶接性が得
られることがわかる。本試験結果から、良好な溶接性を
確保するためのＣ量の上限値を０．０５％未満とした。
Claims (2)
- 【請求項１】 合金元素として、質量％で、 Ｃ ：０．０５％未満、 Ｓｉ：５％以下、 Ｍｎ：２％未満、 Ｐ ：０．０３％以下、 Ｓ ：０．００５％以下、 Ｃｒ：１５〜２０％、 Ｎｉ：６〜１５％、 Ｗ ：１．５％〜１０％以下、 Ｎｂ：０．１％超〜０．５％以下、 Ｖ ：０．０５〜１．５％、 Ｎ ：０．１５％超〜０．４％以下を含有し、残部Ｆｅ
および不可避的不純物よりなることを特徴とする溶接性
に優れた高強度オーステナイト系耐熱鋼。 - 【請求項２】 請求項１記載の鋼に、合金元素としてさ
らに重量％で、Ｍｏ：２．０％以下を含有し、かつＭｏ
＋Ｗ≦１０％を満足することを特徴とする請求項１記載
の溶接性に優れた高強度オーステナイト系耐熱鋼。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13541296A JP3388998B2 (ja) | 1995-12-20 | 1996-05-29 | 溶接性に優れた高強度オーステナイト系耐熱鋼 |
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| DE1996620722 DE69620722T2 (de) | 1995-12-20 | 1996-12-19 | Hochfester wärmebeständiger austenitischer Stahl mit verbesserter Schweissbarkeit |
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|---|---|---|---|
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| JP7-332341 | 1995-12-20 | ||
| JP13541296A JP3388998B2 (ja) | 1995-12-20 | 1996-05-29 | 溶接性に優れた高強度オーステナイト系耐熱鋼 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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