JPH101737A - 高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼及びその製造方法 - Google Patents
高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼及びその製造方法Info
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- JPH101737A JPH101737A JP14721896A JP14721896A JPH101737A JP H101737 A JPH101737 A JP H101737A JP 14721896 A JP14721896 A JP 14721896A JP 14721896 A JP14721896 A JP 14721896A JP H101737 A JPH101737 A JP H101737A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】Ｃｒを大量に添加しないで蒸気条件の高温、高
圧化に対応可能な高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼
及びその製造方法を提供。 【解決手段】本発明の高温強度と靭性に優れた低合金耐
熱鋼は、重量％で、Ｃ：0.05〜0.20％と、Ｓｉ：0.05〜
0.40％と、Ｍｎ：0.1 〜1.0 ％と、Ｃｒ：2.0 〜3.0 ％
と、Ｍｏ：0.1 〜1.0 ％と、Ｗ：0.1 〜1.0 ％と、Ｖ：
0.2 〜0.5 ％と、Ｔｉ：0.02〜0.12％と、Ｂ：0.0010〜
0.0050％と、Ｎｂ：0.01％以下（0 ％を含む）とを含み
残部はFe及び不可避的不純物からなり、（Ｍｏ％＋Ｗ
％）：0.2 〜1.5 ％であることを特徴とする高温強度と
靭性に優れたものである。
圧化に対応可能な高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼
及びその製造方法を提供。 【解決手段】本発明の高温強度と靭性に優れた低合金耐
熱鋼は、重量％で、Ｃ：0.05〜0.20％と、Ｓｉ：0.05〜
0.40％と、Ｍｎ：0.1 〜1.0 ％と、Ｃｒ：2.0 〜3.0 ％
と、Ｍｏ：0.1 〜1.0 ％と、Ｗ：0.1 〜1.0 ％と、Ｖ：
0.2 〜0.5 ％と、Ｔｉ：0.02〜0.12％と、Ｂ：0.0010〜
0.0050％と、Ｎｂ：0.01％以下（0 ％を含む）とを含み
残部はFe及び不可避的不純物からなり、（Ｍｏ％＋Ｗ
％）：0.2 〜1.5 ％であることを特徴とする高温強度と
靭性に優れたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にボイラ用鋼管
などに使用される高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼
及びその製造方法に関する。
などに使用される高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼
及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ボイラ用鋼として、使用温度、圧力に応
じて炭素鋼からオーステナイトステンレス鋼まで使用さ
れているが、近年蒸気条件の高温、高圧化が計画されて
おり、従来材より高強度の材料が要求されている。
じて炭素鋼からオーステナイトステンレス鋼まで使用さ
れているが、近年蒸気条件の高温、高圧化が計画されて
おり、従来材より高強度の材料が要求されている。
【０００３】現在の蒸気圧力 246kgf/cm2 を350 kgf/cm
2 まで高圧にする場合、同じ管肉厚で設計するために
は、約1.5 倍の強度が必要となる。すなわち、現用の2.
25Cr-1Mo 鋼の600 ℃の許容応力 2.8kgf/mm2 の1.5 倍
の許容応力 4.2kgf/mm2 を有する必要がある。
2 まで高圧にする場合、同じ管肉厚で設計するために
は、約1.5 倍の強度が必要となる。すなわち、現用の2.
25Cr-1Mo 鋼の600 ℃の許容応力 2.8kgf/mm2 の1.5 倍
の許容応力 4.2kgf/mm2 を有する必要がある。
【０００４】低合金鋼のクリープ破断強度は、高温長時
間側で急激に低下する傾向があるため、この許容応力を
満たすためには、600 ℃、１万時間のクリープ破断強度
として15kgf/mm2 以上が要求される。
間側で急激に低下する傾向があるため、この許容応力を
満たすためには、600 ℃、１万時間のクリープ破断強度
として15kgf/mm2 以上が要求される。
【０００５】600 ℃以下の温度においては、現在2.25Ｃ
ｒ-1Ｍｏ鋼が主に使用されている。同じ温度で蒸気圧力
を高圧にする場合、現用の2.25Ｃｒ-1Ｍｏ鋼の管肉厚を
厚くし対処することは可能であるが、プラントの重量が
増すため大幅な設計の変更を余儀なくされる。
ｒ-1Ｍｏ鋼が主に使用されている。同じ温度で蒸気圧力
を高圧にする場合、現用の2.25Ｃｒ-1Ｍｏ鋼の管肉厚を
厚くし対処することは可能であるが、プラントの重量が
増すため大幅な設計の変更を余儀なくされる。
【０００６】より高強度の材料として、ＳＴＢＡ２８
（9Cr-1Mo-Nb-V）が火力基準に規格化されているが、こ
の材料はＣｒを多量添加するため高価になり経済性に難
点がある。
（9Cr-1Mo-Nb-V）が火力基準に規格化されているが、こ
の材料はＣｒを多量添加するため高価になり経済性に難
点がある。
【０００７】上記の様な従来鋼種の欠点を改善するため
の高強度の低合金鋼として、クリープ破断強度に有効な
Ｎｂの添加を特徴の一つとした特開平2-217438号公報、
特開平2-217439号公報、特開平3-87332 号公報、特開平
3-87333 号公報、特開平4-268040号公報、特開平5-3459
49号公報などに開示されている様なものがある。
の高強度の低合金鋼として、クリープ破断強度に有効な
Ｎｂの添加を特徴の一つとした特開平2-217438号公報、
特開平2-217439号公報、特開平3-87332 号公報、特開平
3-87333 号公報、特開平4-268040号公報、特開平5-3459
49号公報などに開示されている様なものがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したＮｂ
の添加を特徴の一つとした高強度の低合金鋼は、前記の
蒸気条件の高温、高圧化に対応可能なクリープ破断強度
を十分に満たしていない。 本発明の目的は、Ｃｒを大
量に添加しないで蒸気条件の高温、高圧化に対応可能な
高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼及びその製造方法
を提供することにある。
の添加を特徴の一つとした高強度の低合金鋼は、前記の
蒸気条件の高温、高圧化に対応可能なクリープ破断強度
を十分に満たしていない。 本発明の目的は、Ｃｒを大
量に添加しないで蒸気条件の高温、高圧化に対応可能な
高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼及びその製造方法
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。 （１）本発明の高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼
は、重量％で、Ｃ：0.05〜0.20％と、Ｓｉ：0.05〜0.40
％と、Ｍｎ：0.1 〜1.0 ％と、Ｃｒ：2.0 〜3.0 ％と、
Ｍｏ：0.1 〜1.0 ％と、Ｗ：0.1 〜1.0 ％と、Ｖ：0.2
〜0.5 ％と、Ｔｉ：0.02〜0.12％と、Ｂ：0.0010〜0.00
50％と、Ｎｂ：0.01％以下（0 ％を含む）とを含み残部
はFe及び不可避的不純物からなり、（Ｍｏ％＋Ｗ％）：
0.2 〜1.5 ％であることを特徴とする高温強度と靭性に
優れたものである。 （２）本発明の高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼の
製造方法は、上記（１）に記載した鋼を1000℃〜1100℃
で焼準し、700 ℃以上Ａｃ1 点以下で焼き戻す方法であ
る。 （３）本発明の高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼の
製造方法は、上記（１）に記載した鋼を1000℃以上で加
熱し、1000℃〜800 ℃で30％以上の加工を加えたのち20
0 ℃以下まで冷却し、700 ℃以上Ａｃ1 点以下で焼き戻
す方法である。
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。 （１）本発明の高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼
は、重量％で、Ｃ：0.05〜0.20％と、Ｓｉ：0.05〜0.40
％と、Ｍｎ：0.1 〜1.0 ％と、Ｃｒ：2.0 〜3.0 ％と、
Ｍｏ：0.1 〜1.0 ％と、Ｗ：0.1 〜1.0 ％と、Ｖ：0.2
〜0.5 ％と、Ｔｉ：0.02〜0.12％と、Ｂ：0.0010〜0.00
50％と、Ｎｂ：0.01％以下（0 ％を含む）とを含み残部
はFe及び不可避的不純物からなり、（Ｍｏ％＋Ｗ％）：
0.2 〜1.5 ％であることを特徴とする高温強度と靭性に
優れたものである。 （２）本発明の高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼の
製造方法は、上記（１）に記載した鋼を1000℃〜1100℃
で焼準し、700 ℃以上Ａｃ1 点以下で焼き戻す方法であ
る。 （３）本発明の高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼の
製造方法は、上記（１）に記載した鋼を1000℃以上で加
熱し、1000℃〜800 ℃で30％以上の加工を加えたのち20
0 ℃以下まで冷却し、700 ℃以上Ａｃ1 点以下で焼き戻
す方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明者は、クリープ破断強度に
有効な固溶強化元素Ｍｏ，Ｗとともに、析出強化元素Ｔ
ｉ，Ｖ，Ｎｂを添加して、Ｃｒを大量に添加することな
く、所望のクリープ破断強度を有し、蒸気条件の高温、
高圧化に対応し得る鋼について研究した。
有効な固溶強化元素Ｍｏ，Ｗとともに、析出強化元素Ｔ
ｉ，Ｖ，Ｎｂを添加して、Ｃｒを大量に添加することな
く、所望のクリープ破断強度を有し、蒸気条件の高温、
高圧化に対応し得る鋼について研究した。
【００１１】その結果、ＮｂはＴｉ，Ｖと複合添加する
と、著しく靭性を低下させるため、Ｔｉ，Ｖとは複合添
加しない方がよいという知見を得た。この知見に基づ
き、本発明者は、Ｎｂを実質的に添加しないようにし
て、Ｃｒを大量に添加することなく、蒸気条件の高温、
高圧化に対応できる本発明の鋼及びその製造方法を見出
だし、本発明を完成した。
と、著しく靭性を低下させるため、Ｔｉ，Ｖとは複合添
加しない方がよいという知見を得た。この知見に基づ
き、本発明者は、Ｎｂを実質的に添加しないようにし
て、Ｃｒを大量に添加することなく、蒸気条件の高温、
高圧化に対応できる本発明の鋼及びその製造方法を見出
だし、本発明を完成した。
【００１２】すなわち、本発明は、鋼組成及び製造条件
を下記範囲に限定することにより、ボイラ鋼管として必
要な溶接性及び加工性を保持しつつ、蒸気条件の高温、
高圧化に対応できる高温強度と靭性に優れた鋼を得るこ
とができる。
を下記範囲に限定することにより、ボイラ鋼管として必
要な溶接性及び加工性を保持しつつ、蒸気条件の高温、
高圧化に対応できる高温強度と靭性に優れた鋼を得るこ
とができる。
【００１３】以下に本発明の成分添加理由、成分範囲限
定理由、及び製造条件の限定理由について説明する。 （１）成分組成範囲 Ｃ：Ｔｉ，ＶとＭＣ型炭化物、ＣｒとＭ23Ｃ6 炭化物、
またＭｏ，Ｗとも炭化物を形成し引張り、クリープ破断
強度を向上させる元素である。その添加量が、0.05％未
満では炭化物の析出量が少なく十分な強度が得られな
い。0.20％を超えると靭性が低下するとともに、溶接に
よる高温割れが生じるため、0.05〜0.20％の範囲にす
る。
定理由、及び製造条件の限定理由について説明する。 （１）成分組成範囲 Ｃ：Ｔｉ，ＶとＭＣ型炭化物、ＣｒとＭ23Ｃ6 炭化物、
またＭｏ，Ｗとも炭化物を形成し引張り、クリープ破断
強度を向上させる元素である。その添加量が、0.05％未
満では炭化物の析出量が少なく十分な強度が得られな
い。0.20％を超えると靭性が低下するとともに、溶接に
よる高温割れが生じるため、0.05〜0.20％の範囲にす
る。
【００１４】Ｓｉ：脱酸剤として添加されるが、0.05％
未満の添加では脱酸が十分でなく靭性を低下させる。耐
酸化性の観点からは有効であるが、0.40％を超えると炭
化物の凝集、粗大化を促進しクリープ破断強度を低下さ
せ、焼き戻し後の靭性も低下させることから、0.05〜0.
40％の範囲にする。 Ｍｎ：脱酸、脱硫剤として添加されるが、0.1 ％未満で
は十分な脱酸、脱硫効果が得られないこと、1.0 ％を超
えるとＳｉと同様靭性を低下させるため、0.1〜1.0 ％
の範囲にする。
未満の添加では脱酸が十分でなく靭性を低下させる。耐
酸化性の観点からは有効であるが、0.40％を超えると炭
化物の凝集、粗大化を促進しクリープ破断強度を低下さ
せ、焼き戻し後の靭性も低下させることから、0.05〜0.
40％の範囲にする。 Ｍｎ：脱酸、脱硫剤として添加されるが、0.1 ％未満で
は十分な脱酸、脱硫効果が得られないこと、1.0 ％を超
えるとＳｉと同様靭性を低下させるため、0.1〜1.0 ％
の範囲にする。
【００１５】Ｃｒ：耐酸化性に有効であり、Ｍ23Ｃ6 を
形成し高温強度を向上させる元素であるが、2.0 ％未満
では耐酸化性が十分でないこと、3.0 ％を超えるとＭＣ
炭化物の生成量を減少させクリープ破断強度を低下させ
るため、その範囲を2.0 〜3.0 ％にする。
形成し高温強度を向上させる元素であるが、2.0 ％未満
では耐酸化性が十分でないこと、3.0 ％を超えるとＭＣ
炭化物の生成量を減少させクリープ破断強度を低下させ
るため、その範囲を2.0 〜3.0 ％にする。
【００１６】Ｍｏ，Ｗ：固溶強化元素、炭化物形成元素
として高温強度に有効であるが、高価な元素であるため
過剰な添加は経済性を損なう。また、凝固時に偏析しや
すい元素であり、材質の不均一さを生じ靭性等を低下さ
せるため、その添加量をそれぞれ0.1 〜1.0 ％にし、か
つその合計含有量を0.2 〜1.5 ％に限定する。
として高温強度に有効であるが、高価な元素であるため
過剰な添加は経済性を損なう。また、凝固時に偏析しや
すい元素であり、材質の不均一さを生じ靭性等を低下さ
せるため、その添加量をそれぞれ0.1 〜1.0 ％にし、か
つその合計含有量を0.2 〜1.5 ％に限定する。
【００１７】Ｖ：ＶＣを形成して、高温強度特に高温側
のクリープ破断強度の向上に有効な元素である。0.2 ％
未満では、ＶＣとしての析出量が少ないため目標とする
クリープ破断強度が得られない。0.50％を超えると、10
00℃以上の高温加熱を実施しても未固溶の粗大なＶＣと
して残存し、クリープ破断強度低下の原因になる。ま
た、靭性も低下させるためその範囲を0.2 〜0.5 ％にす
る。
のクリープ破断強度の向上に有効な元素である。0.2 ％
未満では、ＶＣとしての析出量が少ないため目標とする
クリープ破断強度が得られない。0.50％を超えると、10
00℃以上の高温加熱を実施しても未固溶の粗大なＶＣと
して残存し、クリープ破断強度低下の原因になる。ま
た、靭性も低下させるためその範囲を0.2 〜0.5 ％にす
る。
【００１８】Ｔｉ：Ｖと同様ＭＣ炭化物形成元素であ
り、ＴｉＣとして析出しクリープ破断強度を向上させ
る。0.02％未満ではその効果が現れず、0.12％を超える
と高温加熱時にＶと同様未固溶のＴｉＣとして残存し、
クリープ破断強度を低下させるため、その範囲を0.02〜
0.12％にする。
り、ＴｉＣとして析出しクリープ破断強度を向上させ
る。0.02％未満ではその効果が現れず、0.12％を超える
と高温加熱時にＶと同様未固溶のＴｉＣとして残存し、
クリープ破断強度を低下させるため、その範囲を0.02〜
0.12％にする。
【００１９】Ｂ：クリープ破断強度の改善に有効な元素
であるが、0.0010％未満ではその効果が認められず、0.
0050％を超えると熱間加工性を低下させ、キズ等の発生
原因になるため、その添加量を0.0010〜0.0050％の範囲
にする。
であるが、0.0010％未満ではその効果が認められず、0.
0050％を超えると熱間加工性を低下させ、キズ等の発生
原因になるため、その添加量を0.0010〜0.0050％の範囲
にする。
【００２０】Ｎｂ：クリープ破断強度の改善に有効な元
素であるが、Ｔｉ，Ｖと複合添加した場合、その上限が
0.01％を超えると著しく靭性を低下させるため、その範
囲を0.01％以下（0 ％を含む）とする。
素であるが、Ｔｉ，Ｖと複合添加した場合、その上限が
0.01％を超えると著しく靭性を低下させるため、その範
囲を0.01％以下（0 ％を含む）とする。
【００２１】上記の成分組成範囲に調整することによ
り、蒸気条件の高温、高圧化に対応可能な高温強度と靭
性に優れた性能を得ることが可能である。このような特
性の鋼は、以下の二つの製造方法で製造することができ
る。 （２）鋼板製造工程 ａ）第一の製造方法は、上記の好適成分に調整した鋼を
1000℃〜1100℃の温度範囲で焼準して、700 ℃以上Ａｃ
1 点以下で焼き戻す方法である。
り、蒸気条件の高温、高圧化に対応可能な高温強度と靭
性に優れた性能を得ることが可能である。このような特
性の鋼は、以下の二つの製造方法で製造することができ
る。 （２）鋼板製造工程 ａ）第一の製造方法は、上記の好適成分に調整した鋼を
1000℃〜1100℃の温度範囲で焼準して、700 ℃以上Ａｃ
1 点以下で焼き戻す方法である。
【００２２】ここで、1100℃を超えて焼準した場合、結
晶粒が粗大化するため靭性が低下するため、上限を1100
℃とする必要がある。また、1000℃未満では、炭化物析
出元素が十分に固溶せず、強度、靭性バランスが劣化す
るため、下限を1000℃とする必要がある。
晶粒が粗大化するため靭性が低下するため、上限を1100
℃とする必要がある。また、1000℃未満では、炭化物析
出元素が十分に固溶せず、強度、靭性バランスが劣化す
るため、下限を1000℃とする必要がある。
【００２３】焼戻し処理は、鋼の靭性改善と溶接、応力
除去処理等による軟化を防止するために必須である。し
かし、その温度がＡｃ1 点を超えると、オーステナイト
相へのＣの再固溶が生じ強度が低下するため、上限をＡ
ｃ1 点とする必要がある。また、700 ℃未満では、強度
が高くなり靭性が低下するため、下限を700 ℃とする必
要がある。 ｂ）第二の製造方法は、上記の好適成分に調整した鋼を
1000℃以上で加熱して、十分炭化物析出元素を固溶さ
せ、1000℃〜800 ℃で30％以上の加工を加えたのち200
℃以下まで冷却し、700 ℃以上Ａｃ1 点以下で焼き戻す
方法である。ここで、加熱温度を1000℃未満にすると、
炭化物析出元素が十分に固溶せず、クリープ破断強度が
劣化するため、下限を1000℃とする必要がある。加熱温
度を1000℃以上にしても圧延時の加工量が30％未満の場
合、結晶粒の細粒化が十分になされず、靭性が劣化する
ため、加工量の下限を30％とする必要がある。
除去処理等による軟化を防止するために必須である。し
かし、その温度がＡｃ1 点を超えると、オーステナイト
相へのＣの再固溶が生じ強度が低下するため、上限をＡ
ｃ1 点とする必要がある。また、700 ℃未満では、強度
が高くなり靭性が低下するため、下限を700 ℃とする必
要がある。 ｂ）第二の製造方法は、上記の好適成分に調整した鋼を
1000℃以上で加熱して、十分炭化物析出元素を固溶さ
せ、1000℃〜800 ℃で30％以上の加工を加えたのち200
℃以下まで冷却し、700 ℃以上Ａｃ1 点以下で焼き戻す
方法である。ここで、加熱温度を1000℃未満にすると、
炭化物析出元素が十分に固溶せず、クリープ破断強度が
劣化するため、下限を1000℃とする必要がある。加熱温
度を1000℃以上にしても圧延時の加工量が30％未満の場
合、結晶粒の細粒化が十分になされず、靭性が劣化する
ため、加工量の下限を30％とする必要がある。
【００２４】加工後の冷却を200 ℃より高い温度で停止
すると、ベイナイト変態が未完了になり強度が低下する
ため、上限を200 ℃とする必要がある。焼戻し処理は、
鋼の靭性改善と溶接、応力除去処理等による軟化を防止
するために必須である。しかし、その温度がＡｃ1 点を
超えると、オーステナイト相へのＣの再固溶が生じ強度
が低下するため、上限をＡｃ1 点とする必要がある。ま
た、700 ℃未満では、強度が高くなり靭性が低下するた
め、下限を700 ℃とする必要がある。以下に本発明の実
施例を挙げ、本発明の効果を立証する。
すると、ベイナイト変態が未完了になり強度が低下する
ため、上限を200 ℃とする必要がある。焼戻し処理は、
鋼の靭性改善と溶接、応力除去処理等による軟化を防止
するために必須である。しかし、その温度がＡｃ1 点を
超えると、オーステナイト相へのＣの再固溶が生じ強度
が低下するため、上限をＡｃ1 点とする必要がある。ま
た、700 ℃未満では、強度が高くなり靭性が低下するた
め、下限を700 ℃とする必要がある。以下に本発明の実
施例を挙げ、本発明の効果を立証する。
【００２５】
【実施例】表１に示す化学組成の鋼（本発明鋼No.1〜N
o.8, 比較鋼No.9〜No.15)を、真空溶解し10kgの鋼塊と
したのち1000〜1200℃に加熱し、熱間圧延で12mmt の板
にした。熱間での加工率は、85％である。比較鋼のNo.9
は、規格化されており現用のSTBA24(2.25Cr-1Mo 鋼）で
ある。No.10 は本発明鋼にＮｂを添加した鋼、No.11、1
2、13はＭｏ，Ｗを過剰に添加した鋼、No.14 はＶを、N
o.15 はＴｉをそれぞれ過剰に添加した鋼である。
o.8, 比較鋼No.9〜No.15)を、真空溶解し10kgの鋼塊と
したのち1000〜1200℃に加熱し、熱間圧延で12mmt の板
にした。熱間での加工率は、85％である。比較鋼のNo.9
は、規格化されており現用のSTBA24(2.25Cr-1Mo 鋼）で
ある。No.10 は本発明鋼にＮｂを添加した鋼、No.11、1
2、13はＭｏ，Ｗを過剰に添加した鋼、No.14 はＶを、N
o.15 はＴｉをそれぞれ過剰に添加した鋼である。
【００２６】熱処理は、No.9鋼は通常の930 ℃のオース
テナイト化後徐冷し690 ℃で保持する恒温焼鈍をし、N
o.9鋼以外は、1030℃×1h空冷のち760 ℃×1hの焼き戻
し処理を施した。
テナイト化後徐冷し690 ℃で保持する恒温焼鈍をし、N
o.9鋼以外は、1030℃×1h空冷のち760 ℃×1hの焼き戻
し処理を施した。
【００２７】各鋼の熱処理材から、試験片を採取し常温
の引張り試験、クリープ破断試験およびシャルピー衝撃
試験を実施した。クリープ破断試験は、600 および650
℃で実施し、600 ℃、１万時間の破断強度を求めた。こ
れらの結果を表２に示す。
の引張り試験、クリープ破断試験およびシャルピー衝撃
試験を実施した。クリープ破断試験は、600 および650
℃で実施し、600 ℃、１万時間の破断強度を求めた。こ
れらの結果を表２に示す。
【００２８】比較鋼No.9の現用2.25Cr-1Mo鋼は、クリー
プ破断強度が15kgf/mm2 以下である。比較鋼No.10 〜13
は、クリープ破断強度は15kgf/mm2 以上であるが、衝撃
特性がいずれも10kgm 以下になる。特にＮｂを添加した
比較鋼10は、1kgm程度の著しく低い吸収エネルギーしか
示さない。
プ破断強度が15kgf/mm2 以下である。比較鋼No.10 〜13
は、クリープ破断強度は15kgf/mm2 以上であるが、衝撃
特性がいずれも10kgm 以下になる。特にＮｂを添加した
比較鋼10は、1kgm程度の著しく低い吸収エネルギーしか
示さない。
【００２９】比較鋼No.14 、15は、衝撃特性は比較的良
好であるが、クリープ破断強度の低下が顕著であり、い
ずれも15kgf/mm2 以下になる。これに対して、本発明鋼
はいずれも良好な衝撃特性および15kgf/mm2 以上の高い
クリープ破断強度を有している。
好であるが、クリープ破断強度の低下が顕著であり、い
ずれも15kgf/mm2 以下になる。これに対して、本発明鋼
はいずれも良好な衝撃特性および15kgf/mm2 以上の高い
クリープ破断強度を有している。
【００３０】表３に本発明鋼のNo.3を用いて、熱処理条
件を変化させた場合の結果を示す。素材の加熱、圧延条
件は1150℃加熱で85％加工し960 ℃の圧延仕上り温度で
ある。焼準温度が高い場合、クリープ破断強度は向上す
るが、1100℃以上で焼準した場合、結晶粒が粗大化する
ため衝撃特性が低下する。また、1000℃以下の場合、ク
リープ破断強度が明らかに低下し、15kgf/mm2 以下とな
る。
件を変化させた場合の結果を示す。素材の加熱、圧延条
件は1150℃加熱で85％加工し960 ℃の圧延仕上り温度で
ある。焼準温度が高い場合、クリープ破断強度は向上す
るが、1100℃以上で焼準した場合、結晶粒が粗大化する
ため衝撃特性が低下する。また、1000℃以下の場合、ク
リープ破断強度が明らかに低下し、15kgf/mm2 以下とな
る。
【００３１】焼準温度と600 ℃、１万時間クリープ破断
強度の関係を図１に示す。1000℃以上の焼準温度でクリ
ープ破断強度が15kgf/mm2 以上に向上する。表４に本発
明鋼のNo.3を用いて、加熱温度、圧延仕上り温度、加工
率を変化させた場合の結果を示す。加熱温度が低い比較
鋼3Eは、クリープ破断強度が11kgf/mm2 以下になる。加
熱温度を1000℃以上にしても圧延時の加工量が少ない場
合、比較鋼3Dに示すようにクリープ破断強度は高いが衝
撃特性が低下する。
強度の関係を図１に示す。1000℃以上の焼準温度でクリ
ープ破断強度が15kgf/mm2 以上に向上する。表４に本発
明鋼のNo.3を用いて、加熱温度、圧延仕上り温度、加工
率を変化させた場合の結果を示す。加熱温度が低い比較
鋼3Eは、クリープ破断強度が11kgf/mm2 以下になる。加
熱温度を1000℃以上にしても圧延時の加工量が少ない場
合、比較鋼3Dに示すようにクリープ破断強度は高いが衝
撃特性が低下する。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】
【表４】
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、鋼組成及び製造条件を
特定することにより、Ｃｒを大量に添加しないで蒸気条
件の高温、高圧化に対応可能な高温強度と靭性に優れた
耐熱鋼を製造することができる。この鋼は、高温強度と
靭性に優れ、ボイラ鋼管として必要な溶接性、加工性を
有しているので、蒸気条件を高温高圧にした火力発電設
備の実現を可能にする。
特定することにより、Ｃｒを大量に添加しないで蒸気条
件の高温、高圧化に対応可能な高温強度と靭性に優れた
耐熱鋼を製造することができる。この鋼は、高温強度と
靭性に優れ、ボイラ鋼管として必要な溶接性、加工性を
有しているので、蒸気条件を高温高圧にした火力発電設
備の実現を可能にする。
【図１】本発明の実施例に係る焼準温度と600 ℃，１万
時間クリープ破断強度の関係を示す図である。
時間クリープ破断強度の関係を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：0.05〜0.20％と、Ｓｉ：
0.05〜0.40％と、Ｍｎ：0.1 〜1.0 ％と、Ｃｒ：2.0 〜
3.0 ％と、Ｍｏ：0.1 〜1.0 ％と、Ｗ：0.1 〜1.0 ％
と、Ｖ：0.2 〜0.5 ％と、Ｔｉ：0.02〜0.12％と、Ｂ：
0.0010〜0.0050％と、Ｎｂ：0.01％以下（0 ％を含む）
とを含み残部はFe及び不可避的不純物からなり、（Ｍｏ
％＋Ｗ％）：0.2 〜1.5 ％であることを特徴とする高温
強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼。 - 【請求項２】 重量％で、Ｃ：0.05〜0.20％と、Ｓｉ：
0.05〜0.40％と、Ｍｎ：0.1 〜1.0 ％と、Ｃｒ：2.0 〜
3.0 ％と、Ｍｏ：0.1 〜1.0 ％と、Ｗ：0.1 〜1.0 ％
と、Ｖ：0.2 〜0.5 ％と、Ｔｉ：0.02〜0.12％と、Ｂ：
0.0010〜0.0050％と、Ｎｂ：0.01％以下（0 ％を含む）
とを含み残部はFe及び不可避的不純物からなり、（Ｍｏ
％＋Ｗ％）：0.2 〜1.5 ％である鋼を1000℃〜1100℃で
焼準し、700 ℃以上Ａｃ1 点以下で焼き戻すことを特徴
とする高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼の製造方
法。 - 【請求項３】 重量％で、Ｃ：0.05〜0.20％と、Ｓｉ：
0.05〜0.40％と、Ｍｎ：0.1 〜1.0 ％と、Ｃｒ：2.0 〜
3.0 ％と、Ｍｏ：0.1 〜1.0 ％と、Ｗ：0.1 〜1.0 ％
と、Ｖ：0.2 〜0.5 ％と、Ｔｉ：0.02〜0.12％と、Ｂ：
0.0010〜0.0050％と、Ｎｂ：0.01％以下（0 ％を含む）
とを含み残部はFe及び不可避的不純物からなり、（Ｍｏ
％＋Ｗ％）：0.2 〜1.5 ％である鋼を1000℃以上で加熱
し、1000℃〜800 ℃で30％以上の加工を加えたのち200
℃以下まで冷却し、700 ℃以上Ａｃ1 点以下で焼き戻す
ことを特徴とする高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14721896A JPH101737A (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14721896A JPH101737A (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH101737A true JPH101737A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=15425251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14721896A Pending JPH101737A (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 高温強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH101737A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100330453B1 (ko) * | 1999-10-28 | 2002-04-01 | 윤영석 | 압력용기용 크롬-몰리브데늄-바나듐강 |
| US6406564B1 (en) * | 1998-12-14 | 2002-06-18 | Nippon Steel Corporation | Electric welded boiler steel pipe |
| JP2013142160A (ja) * | 2012-01-10 | 2013-07-22 | Jfe Steel Corp | 耐溶接割れ性と耐スラリー腐食摩耗性に優れた溶接鋼管およびその製造方法 |
-
1996
- 1996-06-10 JP JP14721896A patent/JPH101737A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6406564B1 (en) * | 1998-12-14 | 2002-06-18 | Nippon Steel Corporation | Electric welded boiler steel pipe |
| KR100330453B1 (ko) * | 1999-10-28 | 2002-04-01 | 윤영석 | 압력용기용 크롬-몰리브데늄-바나듐강 |
| JP2013142160A (ja) * | 2012-01-10 | 2013-07-22 | Jfe Steel Corp | 耐溶接割れ性と耐スラリー腐食摩耗性に優れた溶接鋼管およびその製造方法 |
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