JPH093590A - 酸化物分散強化フェライト系耐熱鋼板及びその製造方法 - Google Patents
酸化物分散強化フェライト系耐熱鋼板及びその製造方法Info
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- JPH093590A JPH093590A JP15491795A JP15491795A JPH093590A JP H093590 A JPH093590 A JP H093590A JP 15491795 A JP15491795 A JP 15491795A JP 15491795 A JP15491795 A JP 15491795A JP H093590 A JPH093590 A JP H093590A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は工業的に製造コストがかからない溶
製法において、タンタル及びもしくはニオブのサブミク
ロンサイズの酸化物を多量かつ均一に鋼中に分散させる
ことにより、高温クリープ強度に優れたフェライト系耐
熱鋼板を提供することを目的とする。 【構成】 成分を適正範囲に限定した上で、酸化タンタ
ル、酸化ニオブの１種または２種が鋼中に、平均粒径で
０．００２〜３μｍ、数密度で１平方μｍあたり０．０
１個〜１０個含むことを特徴とする酸化物分散強化フェ
ライト系耐熱鋼板及びその製造方法。
製法において、タンタル及びもしくはニオブのサブミク
ロンサイズの酸化物を多量かつ均一に鋼中に分散させる
ことにより、高温クリープ強度に優れたフェライト系耐
熱鋼板を提供することを目的とする。 【構成】 成分を適正範囲に限定した上で、酸化タンタ
ル、酸化ニオブの１種または２種が鋼中に、平均粒径で
０．００２〜３μｍ、数密度で１平方μｍあたり０．０
１個〜１０個含むことを特徴とする酸化物分散強化フェ
ライト系耐熱鋼板及びその製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐熱構造物に不可欠な高
温強度、特に高温クリープ強度に優れたフェライト系耐
熱鋼板及びその製造方法に関するものである。
温強度、特に高温クリープ強度に優れたフェライト系耐
熱鋼板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高温、高負荷応力下で長時間使用される
構造用鋼材として、高いクリープ強度を有するフェライ
ト系耐熱鋼が強く要望されている。この種の用途に供さ
れる鋼の例として、ＪＩＳ規格ＳＴＢＡ２４（２．２５
Ｃｒ−１Ｍｏ鋼）、ＳＣＭＶ４（１．２５Ｃｒ−０．５
Ｍｏ−０．３Ｖ鋼）等のＣｒが添加された鋼が挙げられ
る。
構造用鋼材として、高いクリープ強度を有するフェライ
ト系耐熱鋼が強く要望されている。この種の用途に供さ
れる鋼の例として、ＪＩＳ規格ＳＴＢＡ２４（２．２５
Ｃｒ−１Ｍｏ鋼）、ＳＣＭＶ４（１．２５Ｃｒ−０．５
Ｍｏ−０．３Ｖ鋼）等のＣｒが添加された鋼が挙げられ
る。
【０００３】高温強度、クリープ強度の向上には、炭化
物による析出強化、Ｍｏ等による固溶強化が用いられて
きた。しかしながら、高温に長時間曝されると、析出物
は粗大化し、固溶元素は析出物を形成するようになるた
め、これら冶金因子による強化ではクリープ強度の向上
に対して限界がある。
物による析出強化、Ｍｏ等による固溶強化が用いられて
きた。しかしながら、高温に長時間曝されると、析出物
は粗大化し、固溶元素は析出物を形成するようになるた
め、これら冶金因子による強化ではクリープ強度の向上
に対して限界がある。
【０００４】新しい技術として、酸化物による分散強化
の利用が注目されている。即ち、酸化物は一般的に高温
での安定性が炭化物や窒化物に比べて大きいことから、
高温長時間の保持によっても安定したクリープ強度が得
られる可能性が高い。
の利用が注目されている。即ち、酸化物は一般的に高温
での安定性が炭化物や窒化物に比べて大きいことから、
高温長時間の保持によっても安定したクリープ強度が得
られる可能性が高い。
【０００５】高温強度の向上を目的として酸化物を含有
させた鋼及びその製造方法はいくつか開示されている。
中でも機械的合金化法（Mechanical Alloying 法、以下
ＭＡ法と称する）は成分系によらず酸化物の均一で微細
な分散状態が得られるため、研究から実用化まで多くの
検討がなされている。例えば、特開平４−６２４４号公
報にＭＡ法により粒径１μｍ以下の酸化物を高Ｃｒ系耐
熱鋼中に分散させ、高温クリープ強度を向上させた例が
記載されている。なお、ＭＡ法とは以下のようなプロセ
スである。
させた鋼及びその製造方法はいくつか開示されている。
中でも機械的合金化法（Mechanical Alloying 法、以下
ＭＡ法と称する）は成分系によらず酸化物の均一で微細
な分散状態が得られるため、研究から実用化まで多くの
検討がなされている。例えば、特開平４−６２４４号公
報にＭＡ法により粒径１μｍ以下の酸化物を高Ｃｒ系耐
熱鋼中に分散させ、高温クリープ強度を向上させた例が
記載されている。なお、ＭＡ法とは以下のようなプロセ
スである。
【０００６】所望の合金組成になるように配合された数
種類の金属あるいは合金粉末と酸化物粒子とをボールミ
ルによって不活性雰囲気下で混合し、酸化物含有合金粉
末（以下ＭＡ粉末と称する）を得る。次に、該ＭＡ粉末
を金属性の缶に真空封入した後、熱間押出しまたは高温
等圧プレス（ＨＩＰ）によって一体物とし、最後に熱処
理、加工を施して製品とする。
種類の金属あるいは合金粉末と酸化物粒子とをボールミ
ルによって不活性雰囲気下で混合し、酸化物含有合金粉
末（以下ＭＡ粉末と称する）を得る。次に、該ＭＡ粉末
を金属性の缶に真空封入した後、熱間押出しまたは高温
等圧プレス（ＨＩＰ）によって一体物とし、最後に熱処
理、加工を施して製品とする。
【０００７】また、ＭＡ法によらず溶鋼中に酸化タンタ
ルを添加することによりＣｒ系耐熱鋼に粒径１μｍ以下
の酸化タンタルを含有させ、高温クリープ強度を向上さ
せた例が特開平６−６５６９０号公報に開示されてい
る。
ルを添加することによりＣｒ系耐熱鋼に粒径１μｍ以下
の酸化タンタルを含有させ、高温クリープ強度を向上さ
せた例が特開平６−６５６９０号公報に開示されてい
る。
【０００８】さらに、酸化物を直接用いる方法以外に、
Ｔｉによる脱酸でＴｉ系の酸化物を鋼中に分散させる技
術が低合金鋼の溶接部靭性向上を目的として開発されて
いる。例えば、特開平１−１１９７７号公報において
は、Ｔｉによる脱酸法により０．１μｍ〜３μｍ程度の
粒径を有するＴｉ系酸化物を４０〜１７０個／mm2 程度
鋼中に分散させることに成功している。
Ｔｉによる脱酸でＴｉ系の酸化物を鋼中に分散させる技
術が低合金鋼の溶接部靭性向上を目的として開発されて
いる。例えば、特開平１−１１９７７号公報において
は、Ｔｉによる脱酸法により０．１μｍ〜３μｍ程度の
粒径を有するＴｉ系酸化物を４０〜１７０個／mm2 程度
鋼中に分散させることに成功している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術はそれぞ
れ特徴を有するが、以下に示すような課題も有する。Ｍ
Ａ法によって酸化物を分散させる方法は酸化物を微細か
つ均一に分散させることが容易であり、数密度も非常に
大きくすることが可能であるため、高温強度、高温クリ
ープ強度の向上には最も有利である。しかしながら、製
造コストが高価であること、構造物に使用するために必
要な大きいサイズに製造することが困難であるため、構
造用鋼には不向きである。
れ特徴を有するが、以下に示すような課題も有する。Ｍ
Ａ法によって酸化物を分散させる方法は酸化物を微細か
つ均一に分散させることが容易であり、数密度も非常に
大きくすることが可能であるため、高温強度、高温クリ
ープ強度の向上には最も有利である。しかしながら、製
造コストが高価であること、構造物に使用するために必
要な大きいサイズに製造することが困難であるため、構
造用鋼には不向きである。
【００１０】酸化タンタルを溶鋼中に添加する方法では
鋳造歩留まりが悪く、添加量が自ずと多量となる。ま
た、板厚方向での酸化タンタルの数密度の変動、ばらつ
きが大きく、材質が不安定となりやすい。
鋳造歩留まりが悪く、添加量が自ずと多量となる。ま
た、板厚方向での酸化タンタルの数密度の変動、ばらつ
きが大きく、材質が不安定となりやすい。
【００１１】Ｔｉ脱酸によりＴｉ系酸化物を鋼中に分散
させる方法は耐熱用鋼で適用された例はないが、低合金
鋼における実績によれば、高温クリープ強度を高めるた
めに必要な酸化物の数密度を確保することが困難であ
り、そのまま耐熱鋼の製造に適用することはできないと
考えられる。
させる方法は耐熱用鋼で適用された例はないが、低合金
鋼における実績によれば、高温クリープ強度を高めるた
めに必要な酸化物の数密度を確保することが困難であ
り、そのまま耐熱鋼の製造に適用することはできないと
考えられる。
【００１２】従来以上の高温クリープ強度を達成するた
めには、高温で安定な酸化物を有効活用することが必須
であり、そのためには、粒子径が数μｍ以下のサブミク
ロンオーダーの酸化物を数百個／mm2 以上分散させる必
要がある。また、ＭＡ法のように製造コストの高い方法
は構造用鋼の製造方法としては工業的に採用することは
好ましくない。本発明は溶製法を基本とした上で、上記
酸化物分散状態を達成し、高温強度、特に高クリープ強
度に優れたフェライト系耐熱鋼板及びその製造方法を提
供することを目的とする。
めには、高温で安定な酸化物を有効活用することが必須
であり、そのためには、粒子径が数μｍ以下のサブミク
ロンオーダーの酸化物を数百個／mm2 以上分散させる必
要がある。また、ＭＡ法のように製造コストの高い方法
は構造用鋼の製造方法としては工業的に採用することは
好ましくない。本発明は溶製法を基本とした上で、上記
酸化物分散状態を達成し、高温強度、特に高クリープ強
度に優れたフェライト系耐熱鋼板及びその製造方法を提
供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、工業的に製造
コストがかからない溶製法において、タンタル及びもし
くはニオブのサブミクロンサイズの酸化物を多量かつ均
一に鋼中に分散させることに成功したもので、その要旨
とするところは、 （１）重量％で、 Ｃ ：０．００１〜０．３０％ Ｓｉ：０．０２〜１．０％ Ｍｎ：０．１〜３．０％ Ｐ ：０．０５％以下 Ｓ ：０．０２％以下 Ｃｒ：０．５〜１３％ Ｖ ：０．０２〜０．５％ Ａｌ：０．０００５〜０．０５％ Ｎ ：０．００２〜０．１％を含有し、 Ｍｏ：０．０３〜２．０％ Ｗ ：０．０５〜４．０％ の一種または２種を含有し、さらに、 Ｔａ：０．００４〜１．０％ Ｎｂ：０．００２〜０．５％ の一種または２種を含有し、残部鉄及び不可避不純物か
らなり、さらに、Ｔａ系酸化物、Ｎｂ系酸化物の１種ま
たは２種が鋼中に 平均粒径：０．００２〜３μｍ 数密度：０．０１個／μｍ2 〜１０個／μｍ2 分散することを特徴とする酸化物分散強化フェライト系
耐熱鋼板。
コストがかからない溶製法において、タンタル及びもし
くはニオブのサブミクロンサイズの酸化物を多量かつ均
一に鋼中に分散させることに成功したもので、その要旨
とするところは、 （１）重量％で、 Ｃ ：０．００１〜０．３０％ Ｓｉ：０．０２〜１．０％ Ｍｎ：０．１〜３．０％ Ｐ ：０．０５％以下 Ｓ ：０．０２％以下 Ｃｒ：０．５〜１３％ Ｖ ：０．０２〜０．５％ Ａｌ：０．０００５〜０．０５％ Ｎ ：０．００２〜０．１％を含有し、 Ｍｏ：０．０３〜２．０％ Ｗ ：０．０５〜４．０％ の一種または２種を含有し、さらに、 Ｔａ：０．００４〜１．０％ Ｎｂ：０．００２〜０．５％ の一種または２種を含有し、残部鉄及び不可避不純物か
らなり、さらに、Ｔａ系酸化物、Ｎｂ系酸化物の１種ま
たは２種が鋼中に 平均粒径：０．００２〜３μｍ 数密度：０．０１個／μｍ2 〜１０個／μｍ2 分散することを特徴とする酸化物分散強化フェライト系
耐熱鋼板。
【００１４】（２）Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏのうち１種または
２種以上の合計を０．０１〜４．０％含有することを特
徴とする前記（１）記載の酸化物分散強化フェライト系
耐熱鋼板。
２種以上の合計を０．０１〜４．０％含有することを特
徴とする前記（１）記載の酸化物分散強化フェライト系
耐熱鋼板。
【００１５】（３）酸素：０．００１〜０．３％ を含有することを特徴とする前記（１）または（２）記
載の酸化物分散強化フェライト系耐熱鋼板。
載の酸化物分散強化フェライト系耐熱鋼板。
【００１６】（４）下記（１）式で定義するＡが、 Ａ＞０ であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか
に記載の酸化物分散強化フェライト系耐熱鋼板。 Ａ＝（０．０１／√Ｓｉ）−８／９・Ａｌ （１） ただし、Ｓｉ，Ａｌは重量％。
に記載の酸化物分散強化フェライト系耐熱鋼板。 Ａ＝（０．０１／√Ｓｉ）−８／９・Ａｌ （１） ただし、Ｓｉ，Ａｌは重量％。
【００１７】（５）Ｔｉ，Ｚｒ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂ，ＲＥ
Ｍ，Ｙのうち１種または２種以上の合計を０．０００２
〜０．０５％含有することを特徴とする前記（１）〜
（４）のいずれかに記載の酸化物分散強化フェライト系
耐熱鋼板。
Ｍ，Ｙのうち１種または２種以上の合計を０．０００２
〜０．０５％含有することを特徴とする前記（１）〜
（４）のいずれかに記載の酸化物分散強化フェライト系
耐熱鋼板。
【００１８】（６）溶存酸素量：０．００２％〜０．１
％の溶鋼に Ｔａ：０．００４〜１．０％ Ｎｂ：０．００２〜０．５％ の１種または２種を添加した後、鋳造し、凝固開始温度
から凝固終了温度までを下記（２）式に示す冷却速度Ｒ
以上で凝固させ前記（１）〜（５）のいずれかに記載の
鋼板を製造することを特徴とする酸化物分散強化フェラ
イト系耐熱鋼板の製造方法。 Ｒ（℃／分）＝４２Ｃ−０．８Ｃ2 ＋０．７５Ｓｉ＋０．１７Ｍｎ＋５０Ｐ＋ ７０Ｓ−０．０５Ｃｒ＋０．８４Ｎｉ−０．２Ｖ−０．０２Ｗ （２） ただし、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｖ，Ｗ
は重量％。
％の溶鋼に Ｔａ：０．００４〜１．０％ Ｎｂ：０．００２〜０．５％ の１種または２種を添加した後、鋳造し、凝固開始温度
から凝固終了温度までを下記（２）式に示す冷却速度Ｒ
以上で凝固させ前記（１）〜（５）のいずれかに記載の
鋼板を製造することを特徴とする酸化物分散強化フェラ
イト系耐熱鋼板の製造方法。 Ｒ（℃／分）＝４２Ｃ−０．８Ｃ2 ＋０．７５Ｓｉ＋０．１７Ｍｎ＋５０Ｐ＋ ７０Ｓ−０．０５Ｃｒ＋０．８４Ｎｉ−０．２Ｖ−０．０２Ｗ （２） ただし、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｖ，Ｗ
は重量％。
【００１９】（７）溶存酸素量：０．００２％〜０．１
％の溶鋼に 酸化Ｔａ：０．００４〜１．０％ 酸化Ｎｂ：０．００２〜０．５％ の１種または２種を添加した後、鋳造し、凝固開始温度
から凝固終了温度までを下記（２）式に示す冷却速度Ｒ
以上で凝固させ前記（１）〜（５）のいずれかに記載の
鋼板を製造することを特徴とする酸化物分散強化フェラ
イト系耐熱鋼板の製造方法。 Ｒ（℃／分）＝４２Ｃ−０．８Ｃ2 ＋０．７５Ｓｉ＋０．１７Ｍｎ＋５０Ｐ＋ ７０Ｓ−０．０５Ｃｒ＋０．８４Ｎｉ−０．２Ｖ−０．０２Ｗ （２） ただし、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｖ，Ｗ
は重量％。
％の溶鋼に 酸化Ｔａ：０．００４〜１．０％ 酸化Ｎｂ：０．００２〜０．５％ の１種または２種を添加した後、鋳造し、凝固開始温度
から凝固終了温度までを下記（２）式に示す冷却速度Ｒ
以上で凝固させ前記（１）〜（５）のいずれかに記載の
鋼板を製造することを特徴とする酸化物分散強化フェラ
イト系耐熱鋼板の製造方法。 Ｒ（℃／分）＝４２Ｃ−０．８Ｃ2 ＋０．７５Ｓｉ＋０．１７Ｍｎ＋５０Ｐ＋ ７０Ｓ−０．０５Ｃｒ＋０．８４Ｎｉ−０．２Ｖ−０．０２Ｗ （２） ただし、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｖ，Ｗ
は重量％。
【００２０】（８）溶存酸素量：０．００２％〜０．１
％の溶鋼に Ｔａ：０．００４〜１．０％ Ｎｂ：０．００２〜０．５％ の１種または２種を添加した後、さらに、 酸化Ｔａ：０．００４〜１．０％ 酸化Ｎｂ：０．００２〜０．５％ の１種または２種を添加した後、鋳造し、凝固開始温度
から凝固終了温度までを下記（２）式に示す冷却速度Ｒ
以上で凝固させ前記（１）〜（５）のいずれかに記載の
鋼板を製造することを特徴とする酸化物分散強化フェラ
イト系耐熱鋼板の製造方法。 Ｒ（℃／分）＝４２Ｃ−０．８Ｃ2 ＋０．７５Ｓｉ＋０．１７Ｍｎ＋５０Ｐ＋ ７０Ｓ−０．０５Ｃｒ＋０．８４Ｎｉ−０．２Ｖ−０．０２Ｗ （２） ただし、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｖ，Ｗ
は重量％。
％の溶鋼に Ｔａ：０．００４〜１．０％ Ｎｂ：０．００２〜０．５％ の１種または２種を添加した後、さらに、 酸化Ｔａ：０．００４〜１．０％ 酸化Ｎｂ：０．００２〜０．５％ の１種または２種を添加した後、鋳造し、凝固開始温度
から凝固終了温度までを下記（２）式に示す冷却速度Ｒ
以上で凝固させ前記（１）〜（５）のいずれかに記載の
鋼板を製造することを特徴とする酸化物分散強化フェラ
イト系耐熱鋼板の製造方法。 Ｒ（℃／分）＝４２Ｃ−０．８Ｃ2 ＋０．７５Ｓｉ＋０．１７Ｍｎ＋５０Ｐ＋ ７０Ｓ−０．０５Ｃｒ＋０．８４Ｎｉ−０．２Ｖ−０．０２Ｗ （２） ただし、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｖ，Ｗ
は重量％。
【００２１】（９）連続鋳造することを特徴とする前記
（６）〜（８）のいずれかに記載の酸化物分散強化フェ
ライト系耐熱鋼板の製造方法。
（６）〜（８）のいずれかに記載の酸化物分散強化フェ
ライト系耐熱鋼板の製造方法。
【００２２】（１０）酸化Ｔａ、酸化Ｎｂの１種もしく
は２種が充填されたワイヤーをモールド内の溶鋼に連続
的に供給して連続鋳造することを特徴とする前記（７）
または（８）に記載の酸化物分散強化フェライト系耐熱
鋼板の製造方法にある。
は２種が充填されたワイヤーをモールド内の溶鋼に連続
的に供給して連続鋳造することを特徴とする前記（７）
または（８）に記載の酸化物分散強化フェライト系耐熱
鋼板の製造方法にある。
【００２３】
【作用】先ず、本発明の酸化物分散鋼について説明す
る。本発明の酸化物分散鋼においては、タンタル（Ｔ
ａ）、ニオブ（Ｎｂ）の１種または２種を含有し、該元
素の酸化物が鋼中に微細分散していることが最大の特徴
である。合金成分を後述する範囲に適正化した上でな
ら、ほぼ酸化物の種類によらず平均粒径が０．００２〜
３μｍのものが数密度０．０１個／mm2 以上鋼中に分散
すれば明確な分散強化効果が得られ、従来技術での達成
レベルを凌駕する高温クリープ強度が得られる。
る。本発明の酸化物分散鋼においては、タンタル（Ｔ
ａ）、ニオブ（Ｎｂ）の１種または２種を含有し、該元
素の酸化物が鋼中に微細分散していることが最大の特徴
である。合金成分を後述する範囲に適正化した上でな
ら、ほぼ酸化物の種類によらず平均粒径が０．００２〜
３μｍのものが数密度０．０１個／mm2 以上鋼中に分散
すれば明確な分散強化効果が得られ、従来技術での達成
レベルを凌駕する高温クリープ強度が得られる。
【００２４】上記酸化物の分散状態を得るために適した
酸化物形成元素を探索した結果、Ｔａ及び／またはＮｂ
が歩留まりが良好でかつ得られる酸化物の分散状態が高
温クリープ強度を得るために最も好ましいものになるこ
とが判明した。他の酸化物形成元素、例えば、Ａｌ、Ｔ
ｉ、等は得られる酸化物の数密度が十分ではない。従っ
て、本発明ではＴａ及び／またはＮｂの含有及び該成分
により生成する酸化物の分散が最も重要な要件である。
酸化物形成元素を探索した結果、Ｔａ及び／またはＮｂ
が歩留まりが良好でかつ得られる酸化物の分散状態が高
温クリープ強度を得るために最も好ましいものになるこ
とが判明した。他の酸化物形成元素、例えば、Ａｌ、Ｔ
ｉ、等は得られる酸化物の数密度が十分ではない。従っ
て、本発明ではＴａ及び／またはＮｂの含有及び該成分
により生成する酸化物の分散が最も重要な要件である。
【００２５】Ｔａ，Ｎｂは２次脱酸生成物として、Ｘ2
Ｏ5 ，ＸＯ2 ，ＸＯ，Ｘ2 ＦｅＯ6，ＸＯ6 等のＴａ，
Ｎｂ系酸化物を形成し、鋳片に分散する。なお、Ｘは、
Ｘ＝Ｔａy Ｎｂ1-y であり、ｙは０〜１の値である。ま
た、その他の添加元素からＳｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｓ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｔｉ，Ｃａ，ＲＥＭ，Ｍｇ，Ｚｒ等
を含む場合である。Ｔａ，Ｎｂの１種または２種の含有
量が、Ｔａ：０．００４〜１．０％，Ｎｂ：０．００２
〜０．５％の範囲内であれば、Ｔａ，Ｎｂ系酸化物の平
均粒径は０．００２〜３μｍの範囲内に入り、１μｍ2
あたり０．０１個〜１０個程度の分散状態が得られる。
Ｏ5 ，ＸＯ2 ，ＸＯ，Ｘ2 ＦｅＯ6，ＸＯ6 等のＴａ，
Ｎｂ系酸化物を形成し、鋳片に分散する。なお、Ｘは、
Ｘ＝Ｔａy Ｎｂ1-y であり、ｙは０〜１の値である。ま
た、その他の添加元素からＳｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｓ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｔｉ，Ｃａ，ＲＥＭ，Ｍｇ，Ｚｒ等
を含む場合である。Ｔａ，Ｎｂの１種または２種の含有
量が、Ｔａ：０．００４〜１．０％，Ｎｂ：０．００２
〜０．５％の範囲内であれば、Ｔａ，Ｎｂ系酸化物の平
均粒径は０．００２〜３μｍの範囲内に入り、１μｍ2
あたり０．０１個〜１０個程度の分散状態が得られる。
【００２６】なお、本発明における酸化物の数密度は抽
出レプリカを光学顕微鏡または電子顕微鏡による観察・
撮影によって求めたものである。即ち、倍率１０００〜
５００００倍の適当な倍率の抽出レプリカ写真の３視野
以上について酸化物１００個以上を測定し、平均粒径及
び観察面積あたりの個数を求める。酸化物の形状が円で
はないときは酸化物の面積から円相当径を粒径とする。
出レプリカを光学顕微鏡または電子顕微鏡による観察・
撮影によって求めたものである。即ち、倍率１０００〜
５００００倍の適当な倍率の抽出レプリカ写真の３視野
以上について酸化物１００個以上を測定し、平均粒径及
び観察面積あたりの個数を求める。酸化物の形状が円で
はないときは酸化物の面積から円相当径を粒径とする。
【００２７】Ｔａ，Ｎｂ系酸化物の平均粒径が０．００
２μｍ未満では転位が容易に酸化物を乗り越えていくた
め強度の向上が少なく、３μｍを超えると酸化物そのも
のが破壊の起点となる傾向にあり靭性が低下するので好
ましくない。また数密度が１μｍ2 あたり０．０１個未
満であると高温クリープ強度が向上しない。また、酸化
物の数密度は大きい程強度は向上するが、１０個超の分
散は製鋼上コントロールが困難であることから本発明に
おいては酸化物の数密度は１μｍ2 あたり０．０１個〜
１０個に限定する。
２μｍ未満では転位が容易に酸化物を乗り越えていくた
め強度の向上が少なく、３μｍを超えると酸化物そのも
のが破壊の起点となる傾向にあり靭性が低下するので好
ましくない。また数密度が１μｍ2 あたり０．０１個未
満であると高温クリープ強度が向上しない。また、酸化
物の数密度は大きい程強度は向上するが、１０個超の分
散は製鋼上コントロールが困難であることから本発明に
おいては酸化物の数密度は１μｍ2 あたり０．０１個〜
１０個に限定する。
【００２８】Ｔａ含有量が０．００４％未満またはＮｂ
含有量が０．００２％未満の場合は分散する酸化物の個
数が十分ではない。Ｔａ含有量が１．０％超またはＮｂ
含有量が０．５％超の場合はＴａ又はＮｂが過剰となり
不経済であるばかりでなく、酸化物が粗大化し機械的特
性に悪影響を及ぼす。
含有量が０．００２％未満の場合は分散する酸化物の個
数が十分ではない。Ｔａ含有量が１．０％超またはＮｂ
含有量が０．５％超の場合はＴａ又はＮｂが過剰となり
不経済であるばかりでなく、酸化物が粗大化し機械的特
性に悪影響を及ぼす。
【００２９】その他の元素、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎ，Ｚ
ｒ，Ｙ，ＲＥＭ，Ｍｇ，Ｃａ及び不可避的不純物Ｐ，Ｓ
については、本発明の含有量の範囲内ではＴａ系酸化
物、Ｎｂ系酸化物の微細分散に悪影響を及ぼさない。
ｕ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎ，Ｚ
ｒ，Ｙ，ＲＥＭ，Ｍｇ，Ｃａ及び不可避的不純物Ｐ，Ｓ
については、本発明の含有量の範囲内ではＴａ系酸化
物、Ｎｂ系酸化物の微細分散に悪影響を及ぼさない。
【００３０】次にＴａ，Ｎｂ以外の化学成分範囲の限定
理由を述べる。Ｃは強度を確保するために０．００１％
以上必要であるが、０．３０％超の添加は溶接性を損ね
るため０．００１〜０．３０％に限定した。
理由を述べる。Ｃは強度を確保するために０．００１％
以上必要であるが、０．３０％超の添加は溶接性を損ね
るため０．００１〜０．３０％に限定した。
【００３１】Ｓｉ，ＡｌはＴａ，Ｎｂに比べて強脱酸元
素であるため、本発明のようにＴａ，Ｎｂの酸化物を形
成、分散させる目的の鋼ではＳｉ，Ａｌの含有量が重要
である。各々について、Ｓｉは０．０２〜１．０％、Ａ
ｌは０．０００５〜０．０５％とする必要がある。Ｓｉ
＜０．０２％またはＡｌ＜０．０００５％であると溶鋼
のボイリングが激しくなり健全な鋳片が得られず、Ｓｉ
＞１．０％またはＡｌ＞０．０５％では溶存酸素量の確
保が困難となり、酸化物の個数が不足して強度向上が計
れない。さらに、ＳｉとＡｌ最適範囲の組み合わせが存
在し、その範囲は実験から求めた結果、Ａ＝（０．０１
／√Ｓｉ）−８／９・Ａｌで表される指標Ａの値が０以
上であれば、本発明で限定した酸化物サイズ、個数範囲
の中でさらに酸化物個数を増加し、サイズをさらに微細
化できることが知見された。ただし、Ｓｉ，Ａｌは重量
％である。
素であるため、本発明のようにＴａ，Ｎｂの酸化物を形
成、分散させる目的の鋼ではＳｉ，Ａｌの含有量が重要
である。各々について、Ｓｉは０．０２〜１．０％、Ａ
ｌは０．０００５〜０．０５％とする必要がある。Ｓｉ
＜０．０２％またはＡｌ＜０．０００５％であると溶鋼
のボイリングが激しくなり健全な鋳片が得られず、Ｓｉ
＞１．０％またはＡｌ＞０．０５％では溶存酸素量の確
保が困難となり、酸化物の個数が不足して強度向上が計
れない。さらに、ＳｉとＡｌ最適範囲の組み合わせが存
在し、その範囲は実験から求めた結果、Ａ＝（０．０１
／√Ｓｉ）−８／９・Ａｌで表される指標Ａの値が０以
上であれば、本発明で限定した酸化物サイズ、個数範囲
の中でさらに酸化物個数を増加し、サイズをさらに微細
化できることが知見された。ただし、Ｓｉ，Ａｌは重量
％である。
【００３２】Ｍｎは強度を確保するために０．１％以上
必要であるが、３．０％超の添加は溶接性を損ねるため
０．１〜３．０％に限定した。
必要であるが、３．０％超の添加は溶接性を損ねるため
０．１〜３．０％に限定した。
【００３３】Ｐは靭性を低下させるため、０．０５％以
下に限定した。Ｓは延性及び靭性を低下させるため、
０．０２％以下に限定した。
下に限定した。Ｓは延性及び靭性を低下させるため、
０．０２％以下に限定した。
【００３４】Ｃｒはフェライト系耐熱鋼として耐酸化性
を確保するために０．５％以上必要であるが、１３％超
の添加は靭性を損ねるため、０．５〜１３％に限定し
た。
を確保するために０．５％以上必要であるが、１３％超
の添加は靭性を損ねるため、０．５〜１３％に限定し
た。
【００３５】Ｍｏ，Ｗは１種又は２種の添加によって高
温強度を高める。そのためには、Ｍｏ：０．０３％以上
またはＷ：０．０５％以上必要であるが、Ｍｏ：２．０
％またはＷ：４．０％を超えると靭性を損ねるため、Ｍ
ｏ：０．０３〜２．０％、Ｗ：０．０５〜４．０％に限
定した。
温強度を高める。そのためには、Ｍｏ：０．０３％以上
またはＷ：０．０５％以上必要であるが、Ｍｏ：２．０
％またはＷ：４．０％を超えると靭性を損ねるため、Ｍ
ｏ：０．０３〜２．０％、Ｗ：０．０５〜４．０％に限
定した。
【００３６】Ｖは高温強度を高めるためには０．０２％
以上必要であるが、０．５％を超えると靭性を損なうた
め０．０２〜０．５％に限定した。
以上必要であるが、０．５％を超えると靭性を損なうた
め０．０２〜０．５％に限定した。
【００３７】Ｎは高温強度を高めるためには０．００２
％以上必要であるが、０．１％を超えると靭性が低下す
るため０．００２〜０．１％に限定した。
％以上必要であるが、０．１％を超えると靭性が低下す
るため０．００２〜０．１％に限定した。
【００３８】必要に応じて添加するＮｉ，Ｃｕ，Ｃｏは
焼入れ性を向上させ、かつ靭性に有害なδフェライトの
生成を抑制する点で同様の効果を有する。焼入れ性確
保、靭性確保のために単独または２種以上の合計で０．
０１％以上必要であるが、４．０％を超えるとクリープ
強度を低下させるため、０．０１〜４．０％に限定し
た。
焼入れ性を向上させ、かつ靭性に有害なδフェライトの
生成を抑制する点で同様の効果を有する。焼入れ性確
保、靭性確保のために単独または２種以上の合計で０．
０１％以上必要であるが、４．０％を超えるとクリープ
強度を低下させるため、０．０１〜４．０％に限定し
た。
【００３９】酸化物分散に関して、より好ましくは酸素
含有量を０．００１〜０．３％に限定する。酸素が０．
００１％未満ではＴａ，Ｎｂを必要量含有していても酸
化物数が不足し、強度上昇が計れない。一方、酸素が
０．３％超では酸化物が極端に粗大化して脆性破壊の起
点になるため好ましくない。従って、請求項２では酸素
を０．００１〜０．３％に限定した。
含有量を０．００１〜０．３％に限定する。酸素が０．
００１％未満ではＴａ，Ｎｂを必要量含有していても酸
化物数が不足し、強度上昇が計れない。一方、酸素が
０．３％超では酸化物が極端に粗大化して脆性破壊の起
点になるため好ましくない。従って、請求項２では酸素
を０．００１〜０．３％に限定した。
【００４０】Ｔｉ，Ｚｒ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂ，ＲＥＭ，Ｙ
は選択的に添加することで、Ｔａ系酸化物またはＮｂ系
酸化物の数密度を増加させることができる。特に凝固時
冷却速度が遅い鋳片の中心部で数密度を増加させる効果
が大きい。その効果は、選択元素の合計量で０．０００
２％以上で現れ、０．０５％を超えると逆に酸化物が粗
大になり数密度が減少する。
は選択的に添加することで、Ｔａ系酸化物またはＮｂ系
酸化物の数密度を増加させることができる。特に凝固時
冷却速度が遅い鋳片の中心部で数密度を増加させる効果
が大きい。その効果は、選択元素の合計量で０．０００
２％以上で現れ、０．０５％を超えると逆に酸化物が粗
大になり数密度が減少する。
【００４１】以上が鋼板に関する本発明の限定理由であ
るが、次に本発明の鋼板を得るための製造方法について
説明する。
るが、次に本発明の鋼板を得るための製造方法について
説明する。
【００４２】Ｔａ，Ｎｂ添加及び／または酸化Ｔａ，酸
化Ｎｂ添加により溶鋼中にＴａ系酸化物，Ｎｂ系酸化物
が分散するが、溶鋼での保持時間が長くなると酸化物は
凝集・浮上するため最終的な酸化物は減少する。溶鋼中
での保持時間は凝固時（凝固開始から終了までの温度範
囲）の冷却速度と凝固温度幅（液相線−固相線の温度範
囲）の両者の影響を受ける。実験的に酸化物の分散に適
した条件を求めた結果、下記の（２）式、 Ｒ（℃／分）＝４２Ｃ−０．８Ｃ2 ＋０．７５Ｓｉ＋０．１７Ｍｎ＋５０Ｐ＋ ７０Ｓ−０．０５Ｃｒ＋０．８４Ｎｉ−０．２Ｖ−０．０２Ｗ （２） で規定される冷却速度、Ｒ以上で凝固温度域（凝固開始
から終了までの温度範囲）を冷却すれば、凝固中の酸化
物の凝集・浮上を実用的に許容できる範囲に抑制できる
ことが判明した。ただし、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｃ
ｒ，Ｎｉ，Ｖ，Ｗは重量％である。Ｒ以上の冷却速度で
あれば、冷却速度は大きいほど酸化物の分散には有効で
あるが、Ｒが１０００℃／分以上になると効果は飽和す
るため、実用的には冷却速度はＲ〜１０００℃／分の範
囲が好ましい。なお、酸化物の分散状態は凝固後は変化
しないため、凝固終了後の冷却速度は何等限定する必要
はない。
化Ｎｂ添加により溶鋼中にＴａ系酸化物，Ｎｂ系酸化物
が分散するが、溶鋼での保持時間が長くなると酸化物は
凝集・浮上するため最終的な酸化物は減少する。溶鋼中
での保持時間は凝固時（凝固開始から終了までの温度範
囲）の冷却速度と凝固温度幅（液相線−固相線の温度範
囲）の両者の影響を受ける。実験的に酸化物の分散に適
した条件を求めた結果、下記の（２）式、 Ｒ（℃／分）＝４２Ｃ−０．８Ｃ2 ＋０．７５Ｓｉ＋０．１７Ｍｎ＋５０Ｐ＋ ７０Ｓ−０．０５Ｃｒ＋０．８４Ｎｉ−０．２Ｖ−０．０２Ｗ （２） で規定される冷却速度、Ｒ以上で凝固温度域（凝固開始
から終了までの温度範囲）を冷却すれば、凝固中の酸化
物の凝集・浮上を実用的に許容できる範囲に抑制できる
ことが判明した。ただし、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｃ
ｒ，Ｎｉ，Ｖ，Ｗは重量％である。Ｒ以上の冷却速度で
あれば、冷却速度は大きいほど酸化物の分散には有効で
あるが、Ｒが１０００℃／分以上になると効果は飽和す
るため、実用的には冷却速度はＲ〜１０００℃／分の範
囲が好ましい。なお、酸化物の分散状態は凝固後は変化
しないため、凝固終了後の冷却速度は何等限定する必要
はない。
【００４３】Ｔａ系酸化物及び／またはＮｂ系酸化物の
分散方法としては、Ｔａ，Ｎｂと結びつく溶鋼中の溶存
Ｏ量を規定した上でＴａ，Ｎｂまたは酸化Ｔａ，酸化Ｎ
ｂを添加すると、酸化物の歩留まりが高くなる。酸化物
ではないＴａ，Ｎｂを添加するのはＴａ，Ｎｂを脱酸元
素として用いて、溶鋼中あるいは凝固段階でＴａ系酸化
物，Ｎｂ系酸化物を形成させることに意義がある。従っ
て、Ｔａ，Ｎｂを添加する時点での溶鋼中のＯ量は重要
である。前述したように、鋼中のＯは０．００１〜０．
３％が好ましいが、溶鋼中の溶存Ｏ量としては０．００
２〜０．１％の範囲がＴａ系酸化物，Ｎｂ系酸化物の分
散には好ましい。溶存Ｏが０．００２％未満ではＴａま
たはＮｂを添加した際に該元素と結びつくＯ量が不足の
ため、酸化物個数が不十分となる。また、酸化Ｔａ，酸
化Ｎｂを添加する場合でも、添加された酸化Ｔａ，酸化
Ｎｂの一部あるいは全量は溶解中に一度溶解してから凝
固時に析出するため、同様に添加前の溶存Ｏ量が０．０
０２％未満では溶鋼中の全Ｏ量が不足し、最終的に残存
するＴａ系酸化物、Ｎｂ系酸化物の個数が不十分とな
る。一方、溶存Ｏ量が０．１％超では酸化物の凝集・粗
大化が顕著となるため好ましくない。従って、本発明に
おいては、Ｔａ，Ｎｂ及び／またはＴａ酸化物、Ｎｂ酸
化物を添加する前の溶存Ｏ量を０．００２〜０．１％に
限定する。
分散方法としては、Ｔａ，Ｎｂと結びつく溶鋼中の溶存
Ｏ量を規定した上でＴａ，Ｎｂまたは酸化Ｔａ，酸化Ｎ
ｂを添加すると、酸化物の歩留まりが高くなる。酸化物
ではないＴａ，Ｎｂを添加するのはＴａ，Ｎｂを脱酸元
素として用いて、溶鋼中あるいは凝固段階でＴａ系酸化
物，Ｎｂ系酸化物を形成させることに意義がある。従っ
て、Ｔａ，Ｎｂを添加する時点での溶鋼中のＯ量は重要
である。前述したように、鋼中のＯは０．００１〜０．
３％が好ましいが、溶鋼中の溶存Ｏ量としては０．００
２〜０．１％の範囲がＴａ系酸化物，Ｎｂ系酸化物の分
散には好ましい。溶存Ｏが０．００２％未満ではＴａま
たはＮｂを添加した際に該元素と結びつくＯ量が不足の
ため、酸化物個数が不十分となる。また、酸化Ｔａ，酸
化Ｎｂを添加する場合でも、添加された酸化Ｔａ，酸化
Ｎｂの一部あるいは全量は溶解中に一度溶解してから凝
固時に析出するため、同様に添加前の溶存Ｏ量が０．０
０２％未満では溶鋼中の全Ｏ量が不足し、最終的に残存
するＴａ系酸化物、Ｎｂ系酸化物の個数が不十分とな
る。一方、溶存Ｏ量が０．１％超では酸化物の凝集・粗
大化が顕著となるため好ましくない。従って、本発明に
おいては、Ｔａ，Ｎｂ及び／またはＴａ酸化物、Ｎｂ酸
化物を添加する前の溶存Ｏ量を０．００２〜０．１％に
限定する。
【００４４】溶存Ｏ量を０．００２〜０．１％とした上
で、Ｔａ及び／またはＮｂに加えて、または酸化Ｔａ及
び／または酸化Ｎｂを添加することになるが、酸化物で
はない原料（Ｔａ及び／またはＮｂ）と酸化物（酸化Ｔ
ａ及び／または酸化Ｎｂ）を複合的に添加する場合は、
酸化物ではないＴａ，Ｎｂ原料を先に添加する方が最終
的な酸化物の歩留まりが良好となり、また、操業上も有
利である。ＴａとＮｂの添加順序、あるいは酸化Ｔａと
酸化Ｎｂの添加順序は問わない。さらに、同時に添加し
ても酸化物の分散状態には影響を及ぼさない。
で、Ｔａ及び／またはＮｂに加えて、または酸化Ｔａ及
び／または酸化Ｎｂを添加することになるが、酸化物で
はない原料（Ｔａ及び／またはＮｂ）と酸化物（酸化Ｔ
ａ及び／または酸化Ｎｂ）を複合的に添加する場合は、
酸化物ではないＴａ，Ｎｂ原料を先に添加する方が最終
的な酸化物の歩留まりが良好となり、また、操業上も有
利である。ＴａとＮｂの添加順序、あるいは酸化Ｔａと
酸化Ｎｂの添加順序は問わない。さらに、同時に添加し
ても酸化物の分散状態には影響を及ぼさない。
【００４５】以上の酸化物分散強化フェライト系耐熱鋼
板の製造方法は、連続鋳造を行うことでより効果的にＴ
ａ系酸化物またはＮｂ系酸化物の数密度が増加する。こ
れは、連続鋳造は冷却速度が速く、又鋳片の長手方向で
冷却速度が一定であるためである。
板の製造方法は、連続鋳造を行うことでより効果的にＴ
ａ系酸化物またはＮｂ系酸化物の数密度が増加する。こ
れは、連続鋳造は冷却速度が速く、又鋳片の長手方向で
冷却速度が一定であるためである。
【００４６】さらに、連続鋳造に際して、酸化Ｔａ，酸
化Ｎｂを添加する方法として、該原料を内部に充填した
ワイヤーをモールド内の溶鋼中に連続的に供給するとよ
り、効果的にＴａ系酸化物またはＮｂ系酸化物の数密度
が増加する。これは、より凝固部に近い溶鋼中にワイヤ
ー添加で酸化物を供給することにより、酸化物の歩留ま
りが向上し、かつ、板厚中心部での酸化物の数密度が増
加するためと、連続的に供給することにより長手方向に
も均一な酸化物の分散状態が得られるためである。
化Ｎｂを添加する方法として、該原料を内部に充填した
ワイヤーをモールド内の溶鋼中に連続的に供給するとよ
り、効果的にＴａ系酸化物またはＮｂ系酸化物の数密度
が増加する。これは、より凝固部に近い溶鋼中にワイヤ
ー添加で酸化物を供給することにより、酸化物の歩留ま
りが向上し、かつ、板厚中心部での酸化物の数密度が増
加するためと、連続的に供給することにより長手方向に
も均一な酸化物の分散状態が得られるためである。
【００４７】
【実施例】実施例を表１〜表３に示す。表１は表２に示
す製造方法により製造された鋼板の化学成分含有量を示
したものである。表３は製造された鋼板の室温での引張
特性、２mmＶノッチシャルピー衝撃特性、クリープ特性
を調査した結果である。機械試験は全て板厚中心部から
圧延方向に直角に採取した試験片により実施した。２mm
Ｖノッチシャルピー衝撃特性は０℃における吸収エネル
ギー（ｖＥ0 ）で評価した。また、クリープ特性は６２
５℃１００００時間の破断応力で評価した。本発明によ
り製造された鋼Ａ１〜Ａ１６は６２５℃１００００時間
のクリープ破断強度が約１３０MPa 〜１８０MPa と非常
に優れた特性を有する。
す製造方法により製造された鋼板の化学成分含有量を示
したものである。表３は製造された鋼板の室温での引張
特性、２mmＶノッチシャルピー衝撃特性、クリープ特性
を調査した結果である。機械試験は全て板厚中心部から
圧延方向に直角に採取した試験片により実施した。２mm
Ｖノッチシャルピー衝撃特性は０℃における吸収エネル
ギー（ｖＥ0 ）で評価した。また、クリープ特性は６２
５℃１００００時間の破断応力で評価した。本発明によ
り製造された鋼Ａ１〜Ａ１６は６２５℃１００００時間
のクリープ破断強度が約１３０MPa 〜１８０MPa と非常
に優れた特性を有する。
【００４８】一方、比較鋼の鋼Ｂ１〜Ｂ７は本発明を満
足していないため、本発明鋼に比べて特にクリープ特性
が劣る。即ち、鋼Ｂ１，Ｂ２はどちらも本発明の最も重
要な要件である、Ｔａ，Ｎｂの添加が非酸化物あるいは
酸化物いずれの形態のものもなされていないため、クリ
ープ特性が劣る。鋼Ｂ３は逆にＴａ添加量が過剰であ
り、最終的な鋼中Ｔａ含有量も過剰であるため、酸化Ｔ
ａが粗大化してクリープ特性も劣り、靭性も他に比べて
劣る。鋼Ｂ４はＴａは含まれているものの含有量が不十
分であり、その結果、クリープ特性も向上していない。
鋼Ｂ５は酸化Ｔａの分散は適正範囲であるが、基本成分
として必要なＭｏあるいはＷが含有されていないため、
クリープ特性が非常に低い。鋼Ｂ６，Ｂ７は、凝固温度
域での冷却速度が本発明の範囲を逸脱しているために酸
化物の密度が十分ではなく、鋼中のＴａ，Ｎｂ含有量は
適正範囲であるもののクリープ特性は劣る。
足していないため、本発明鋼に比べて特にクリープ特性
が劣る。即ち、鋼Ｂ１，Ｂ２はどちらも本発明の最も重
要な要件である、Ｔａ，Ｎｂの添加が非酸化物あるいは
酸化物いずれの形態のものもなされていないため、クリ
ープ特性が劣る。鋼Ｂ３は逆にＴａ添加量が過剰であ
り、最終的な鋼中Ｔａ含有量も過剰であるため、酸化Ｔ
ａが粗大化してクリープ特性も劣り、靭性も他に比べて
劣る。鋼Ｂ４はＴａは含まれているものの含有量が不十
分であり、その結果、クリープ特性も向上していない。
鋼Ｂ５は酸化Ｔａの分散は適正範囲であるが、基本成分
として必要なＭｏあるいはＷが含有されていないため、
クリープ特性が非常に低い。鋼Ｂ６，Ｂ７は、凝固温度
域での冷却速度が本発明の範囲を逸脱しているために酸
化物の密度が十分ではなく、鋼中のＴａ，Ｎｂ含有量は
適正範囲であるもののクリープ特性は劣る。
【００４９】以上、実施例によれば、本発明により製造
されたフェライト系耐熱鋼板は非常に優れたクリープ特
性を有することが明らかである。
されたフェライト系耐熱鋼板は非常に優れたクリープ特
性を有することが明らかである。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
【表３】
【００５３】
【表４】
【００５４】
【表５】
【００５５】
【表６】
【００５６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は酸化Ｔａ酸
化Ｎｂの分散強化によって高いクリープ強度を有するフ
ェライト系耐熱鋼板を提供するものであり、今後の産業
界に果たす役割は極めて大きい。
化Ｎｂの分散強化によって高いクリープ強度を有するフ
ェライト系耐熱鋼板を提供するものであり、今後の産業
界に果たす役割は極めて大きい。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/52 Ｃ２２Ｃ 38/52 38/58 38/58
Claims (10)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．００１〜０．３０％ Ｓｉ：０．０２〜１．０％ Ｍｎ：０．１〜３．０％ Ｐ ：０．０５％以下 Ｓ ：０．０２％以下 Ｃｒ：０．５〜１３％ Ｖ ：０．０２〜０．５％ Ａｌ：０．０００５〜０．０５％ Ｎ ：０．００２〜０．１％を含有し、 Ｍｏ：０．０３〜２．０％ Ｗ ：０．０５〜４．０％ の１種または２種を含有し、さらに、 Ｔａ：０．００４〜１．０％ Ｎｂ：０．００２〜０．５％ の１種または２種を含有し、残部鉄及び不可避不純物か
らなり、さらに、Ｔａ系酸化物、Ｎｂ系酸化物の１種ま
たは２種が鋼中に 平均粒径：０．００２〜３μｍ 数密度：０．０１個／μｍ2 〜１０個／μｍ2 分散することを特徴とする酸化物分散強化フェライト系
耐熱鋼板。 - 【請求項２】 Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏのうち１種または２種
以上の合計を０．０１〜４．０％含有することを特徴と
する請求項１記載の酸化物分散強化フェライト系耐熱鋼
板。 - 【請求項３】 酸素：０．００１〜０．３％ を含有することを特徴とする請求項１または２記載の酸
化物分散強化フェライト系耐熱鋼板。 - 【請求項４】 下記（１）式で定義するＡが、 Ａ＞０ であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に
記載の酸化物分散強化フェライト系耐熱鋼板。 Ａ＝（０．０１／√Ｓｉ）−８／９・Ａｌ （１） ただし、Ｓｉ，Ａｌは重量％。 - 【請求項５】 Ｔｉ，Ｚｒ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂ，ＲＥＭ，
Ｙのうち１種または２種以上の合計を ０．０００２〜０．０５％ 含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項
に記載の酸化物分散強化フェライト系耐熱鋼板。 - 【請求項６】 溶存酸素量：０．００２％〜０．１％ の溶鋼に Ｔａ：０．００４〜１．０％ Ｎｂ：０．００２〜０．５％ の１種または２種を添加した後、鋳造し、凝固開始温度
から凝固終了温度までを下記（２）式に示す冷却速度Ｒ
以上で凝固させ請求項１〜５のいずれか１項に記載の鋼
板を製造することを特徴とする酸化物分散強化フェライ
ト系耐熱鋼板の製造方法。 Ｒ（℃／分）＝４２Ｃ−０．８Ｃ2 ＋０．７５Ｓｉ＋０．１７Ｍｎ＋５０Ｐ＋ ７０Ｓ−０．０５Ｃｒ＋０．８４Ｎｉ−０．２Ｖ−０．０２Ｗ （２） ただし、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｖ，Ｗ
は重量％。 - 【請求項７】 溶存酸素量：０．００２％〜０．１％ の溶鋼に 酸化Ｔａ：０．００４〜１．０％ 酸化Ｎｂ：０．００２〜０．５％ の１種または２種を添加した後、鋳造し、凝固開始温度
から凝固終了温度までを下記（２）式に示す冷却速度Ｒ
以上で凝固させ請求項１〜５のいずれか１項に記載の鋼
板を製造することを特徴とする酸化物分散強化フェライ
ト系耐熱鋼板の製造方法。 Ｒ（℃／分）＝４２Ｃ−０．８Ｃ2 ＋０．７５Ｓｉ＋０．１７Ｍｎ＋５０Ｐ＋ ７０Ｓ−０．０５Ｃｒ＋０．８４Ｎｉ−０．２Ｖ−０．０２Ｗ （２） ただし、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｖ，Ｗ
は重量％。 - 【請求項８】 溶存酸素量：０．００２％〜０．１％ の溶鋼に Ｔａ：０．００４〜１．０％ Ｎｂ：０．００２〜０．５％ の１種または２種を添加した後、さらに、 酸化Ｔａ：０．００４〜１．０％ 酸化Ｎｂ：０．００２〜０．５％ の１種または２種を添加した後、鋳造し、凝固開始温度
から凝固終了温度までを下記（２）式に示す冷却速度Ｒ
以上で凝固させ請求項１〜５のいずれか１項に記載の鋼
板を製造することを特徴とする酸化物分散強化フェライ
ト系耐熱鋼板の製造方法。 Ｒ（℃／分）＝４２Ｃ−０．８Ｃ2 ＋０．７５Ｓｉ＋０．１７Ｍｎ＋５０Ｐ＋ ７０Ｓ−０．０５Ｃｒ＋０．８４Ｎｉ−０．２Ｖ−０．０２Ｗ （２） ただし、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｖ，Ｗ
は重量％。 - 【請求項９】 連続鋳造することを特徴とする請求項６
〜８のいずれか１項に記載の酸化物分散強化フェライト
系耐熱鋼板の製造方法。 - 【請求項１０】 酸化Ｔａ、酸化Ｎｂの１種もしくは２
種が充填されたワイヤーをモールド内の溶鋼に連続的に
供給して連続鋳造することを特徴とする請求項７または
８に記載の酸化物分散強化フェライト系耐熱鋼板の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15491795A JPH093590A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 酸化物分散強化フェライト系耐熱鋼板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15491795A JPH093590A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 酸化物分散強化フェライト系耐熱鋼板及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH093590A true JPH093590A (ja) | 1997-01-07 |
Family
ID=15594787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15491795A Withdrawn JPH093590A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 酸化物分散強化フェライト系耐熱鋼板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH093590A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0984072A1 (en) * | 1998-09-02 | 2000-03-08 | Japan as represented by Director General of National Research Institute for Metals | Oxide dispersion steel |
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