JPH10251728A - 高強度・高靱性鋳鋼 - Google Patents
高強度・高靱性鋳鋼Info
- Publication number
- JPH10251728A JPH10251728A JP5597397A JP5597397A JPH10251728A JP H10251728 A JPH10251728 A JP H10251728A JP 5597397 A JP5597397 A JP 5597397A JP 5597397 A JP5597397 A JP 5597397A JP H10251728 A JPH10251728 A JP H10251728A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cast steel
- toughness
- strength
- compsn
- 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
Links
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高強度・高靱性鋳鋼に関する。
【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．０１〜０．１％、Ｓ
ｉ：０．２〜２％、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｎｉ：３〜７
％、Ｃｒ：１３〜１８％、Ｃｏ：２〜６％、Ｃｕ：１〜
４％、Ｎｂ：０．０５〜０．５％、残部が実質的にＦｅ
からなる高強度・高靱性鋳鋼。
ｉ：０．２〜２％、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｎｉ：３〜７
％、Ｃｒ：１３〜１８％、Ｃｏ：２〜６％、Ｃｕ：１〜
４％、Ｎｂ：０．０５〜０．５％、残部が実質的にＦｅ
からなる高強度・高靱性鋳鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高強度・高靱性鋳鋼
に関し、ポンプ用の羽根車、案内羽根等又は船舶用プロ
ペラを製造する場合や重量が１トン以下の上述の小型品
の製造に際して有効であるばかりでなく、特に高強度及
び高靱性が要求される水力発電プラント用の水車ラン
ナ、ガイドベーン等のような１トンを超える重量の大型
製品の製造に適する高強度・高靱性鋳鋼に関する。
に関し、ポンプ用の羽根車、案内羽根等又は船舶用プロ
ペラを製造する場合や重量が１トン以下の上述の小型品
の製造に際して有効であるばかりでなく、特に高強度及
び高靱性が要求される水力発電プラント用の水車ラン
ナ、ガイドベーン等のような１トンを超える重量の大型
製品の製造に適する高強度・高靱性鋳鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、水力発電プラント用の水車ラン
ナ、ガイドベーン等の製造に使用される鋳鋼材として
は、１３％Ｃｒ−４％Ｎｉマルテンサイト系ステンレス
鋼鋳鋼が使用されている。
ナ、ガイドベーン等の製造に使用される鋳鋼材として
は、１３％Ｃｒ−４％Ｎｉマルテンサイト系ステンレス
鋼鋳鋼が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、水力発電プラン
トでは発電効率の向上の観点から、より高い落差での発
電が検討されている。しかしながら、この高落差化によ
り落下速度が増大し、水車ランナに高い応力及び衝撃が
かかることから、従来用いられている材料ではこの対策
のために応力部の厚肉化が不可欠となり、かえって、発
電効率を低下させるという問題が予想される。
トでは発電効率の向上の観点から、より高い落差での発
電が検討されている。しかしながら、この高落差化によ
り落下速度が増大し、水車ランナに高い応力及び衝撃が
かかることから、従来用いられている材料ではこの対策
のために応力部の厚肉化が不可欠となり、かえって、発
電効率を低下させるという問題が予想される。
【０００４】これに対して、１３％Ｃｒ−４％Ｎｉマル
テンサイト系ステンレス鋼鋳鋼（ＳＣＳ６）よりも優れ
た高強度鋳鋼としては、１７％Ｃｒ−４％Ｎｉ析出強化
系ステンレス鋼鋳鋼（ＳＣＳ２４）があげられるが、製
品の大きさ又は重量により強度及び靱性が変化する質量
効果の影響が大きく、特に水力発電プラントの水車ラン
ナ等の重量が１トンを超える大型鋳鋼品としては靱性が
著しく低いため適用が難しいという問題があった。
テンサイト系ステンレス鋼鋳鋼（ＳＣＳ６）よりも優れ
た高強度鋳鋼としては、１７％Ｃｒ−４％Ｎｉ析出強化
系ステンレス鋼鋳鋼（ＳＣＳ２４）があげられるが、製
品の大きさ又は重量により強度及び靱性が変化する質量
効果の影響が大きく、特に水力発電プラントの水車ラン
ナ等の重量が１トンを超える大型鋳鋼品としては靱性が
著しく低いため適用が難しいという問題があった。
【０００５】従って本発明は上述の問題に鑑み、１７％
Ｃｒ−４％Ｎｉ析出強化系ステンレス鋼鋳鋼並みの優れ
た強度と１３％Ｃｒ−４％Ｎｉマルテンサイト系ステン
レス鋼鋳鋼並みの靱性を有し、かつ鋳造により水車ラン
ナ等の大型品が一体成形可能なステンレス鋼鋳鋼を提供
しようとするものである。
Ｃｒ−４％Ｎｉ析出強化系ステンレス鋼鋳鋼並みの優れ
た強度と１３％Ｃｒ−４％Ｎｉマルテンサイト系ステン
レス鋼鋳鋼並みの靱性を有し、かつ鋳造により水車ラン
ナ等の大型品が一体成形可能なステンレス鋼鋳鋼を提供
しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は１７％Ｃｒ−４
％Ｎｉ析出強化系ステンレス鋼鋳鋼のＦｅの一部をＣｏ
で置換し、１７％Ｃｒ−４％Ｎｉ析出強化系ステンレス
鋼鋳鋼の質量効果の影響を緩和させるのと同時に、低靱
性を引き起こすデルタフェライト及び残留オーステナイ
トを抑制するようにした高強度・高靱性鋳鋼であって、
重量％で、Ｃ：０．０１〜０．１％、Ｓｉ：０．２〜２
％、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｎｉ：３〜７％、Ｃｒ：１３
〜１８％、Ｃｏ：２〜６％、Ｃｕ：１〜４％、Ｎｂ：
０．０５〜０．５％、残部が実質的にＦｅからなるもの
である。
％Ｎｉ析出強化系ステンレス鋼鋳鋼のＦｅの一部をＣｏ
で置換し、１７％Ｃｒ−４％Ｎｉ析出強化系ステンレス
鋼鋳鋼の質量効果の影響を緩和させるのと同時に、低靱
性を引き起こすデルタフェライト及び残留オーステナイ
トを抑制するようにした高強度・高靱性鋳鋼であって、
重量％で、Ｃ：０．０１〜０．１％、Ｓｉ：０．２〜２
％、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｎｉ：３〜７％、Ｃｒ：１３
〜１８％、Ｃｏ：２〜６％、Ｃｕ：１〜４％、Ｎｂ：
０．０５〜０．５％、残部が実質的にＦｅからなるもの
である。
【０００７】（作用）以下、本発明の高強度・高靱性鋳
鋼の各成分の含有量の限定理由について説明する。以
下、パーセントは重量％を意味する。
鋼の各成分の含有量の限定理由について説明する。以
下、パーセントは重量％を意味する。
【０００８】Ｃ：Ｃは水中における腐食を抑制するため
０．１％以下とするが、強度を向上させるためには０．
０１％以上含有させることが必要である。そこで上限値
を０．１％とし、下限値を０．０１％とした。
０．１％以下とするが、強度を向上させるためには０．
０１％以上含有させることが必要である。そこで上限値
を０．１％とし、下限値を０．０１％とした。
【０００９】Ｓｉ：Ｓｉは溶解時に必要な脱酸成分であ
るため不可欠な元素であることから、少なくとも０．２
％以上であることが好ましい。一方、多量の添加はデル
タフェライトの生成量を増加させ、強度及び靱性を低下
させるため、上限値を２％とした。
るため不可欠な元素であることから、少なくとも０．２
％以上であることが好ましい。一方、多量の添加はデル
タフェライトの生成量を増加させ、強度及び靱性を低下
させるため、上限値を２％とした。
【００１０】Ｍｎ：Ｍｎは本発明の鋳鋼の不可避的な成
分であるＳを固着させ、さらにデルタフェライトの生成
を抑制するため、少なくとも０．２％以上であることが
好ましい。一方、上限値は残留オーステナイトの生成を
促進させ、強度、靱性を低下させることから２％以下と
する。
分であるＳを固着させ、さらにデルタフェライトの生成
を抑制するため、少なくとも０．２％以上であることが
好ましい。一方、上限値は残留オーステナイトの生成を
促進させ、強度、靱性を低下させることから２％以下と
する。
【００１１】Ｎｉ：Ｎｉは靱性を低下させるデルタフェ
ライトを抑制するため３％以上必要であるが、残留オー
ステナイトの生成を促進させ、靱性を低下させるため上
限値を７％とした。
ライトを抑制するため３％以上必要であるが、残留オー
ステナイトの生成を促進させ、靱性を低下させるため上
限値を７％とした。
【００１２】Ｃｒ：Ｃｒは耐食性を向上させるため不可
欠な成分であるが、Ｓｉと同様にデルタフェライトの生
成促進成分であることから、上限値を１８％とし、下限
値を１３％とした。
欠な成分であるが、Ｓｉと同様にデルタフェライトの生
成促進成分であることから、上限値を１８％とし、下限
値を１３％とした。
【００１３】Ｃｏ：ＣｏはＮｉと同様な作用を有し、加
えてＮｉよりは残留オーステナイト生成促進効果が小さ
いため、本発明において重要な成分である。この効果は
２％以上で現われるが、６％を越えて含有した場合、残
留オーステナイトを生成し、靱性を低下させる傾向があ
る。そこで、上限値を６％とし、下限値を２％とした。
えてＮｉよりは残留オーステナイト生成促進効果が小さ
いため、本発明において重要な成分である。この効果は
２％以上で現われるが、６％を越えて含有した場合、残
留オーステナイトを生成し、靱性を低下させる傾向があ
る。そこで、上限値を６％とし、下限値を２％とした。
【００１４】Ｃｕ：Ｃｕは熱処理により、微細な化合物
を生成し、強度を向上させるため、不可欠な元素である
が、逆に靱性を低下させるため、上限値を４％とし、下
限値を１％とした。
を生成し、強度を向上させるため、不可欠な元素である
が、逆に靱性を低下させるため、上限値を４％とし、下
限値を１％とした。
【００１５】Ｎｂ：Ｎｂは熱処理により、炭化物を生成
し、強度を向上させるため不可欠な元素であるが、逆に
靱性を低下させるため、上限値を０．５％とし、下限値
を０．０５％とした。
し、強度を向上させるため不可欠な元素であるが、逆に
靱性を低下させるため、上限値を０．５％とし、下限値
を０．０５％とした。
【００１６】以上のような組成の鋳鋼は高い強度を有
し、同時に高い靱性を有しており、加えて鋳造性に優れ
ることから、高強度・高靱性が要求されるランナ、ガイ
ドベーン等の重量が１トンを超える水力発電プラント部
品やポンプ部品等に幅広く使用できる材料である。
し、同時に高い靱性を有しており、加えて鋳造性に優れ
ることから、高強度・高靱性が要求されるランナ、ガイ
ドベーン等の重量が１トンを超える水力発電プラント部
品やポンプ部品等に幅広く使用できる材料である。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例をあげ、本発
明の効果を一層明らかにする。
明の効果を一層明らかにする。
【００１８】（実施例１）大気中において、高周波誘導
溶解炉により表１に示す組成について、ＪＩＳＧ０３０
７−１９８９図（ａ）に規定した形状の試料（ここでは
約１６ｋｇ）を溶製し熱処理を施した。その後引張試験
及びシャルピー衝撃試験を行った。その試験結果を表２
に示す。表２に示すように試料１〜４の強度及び靱性は
ＳＣＳ６（試料１６〜１７）及びＳＣＳ２４（試料１２
〜１５）よりバランスのとれた高い強度及び高い靱性を
併せもつことがわかる。
溶解炉により表１に示す組成について、ＪＩＳＧ０３０
７−１９８９図（ａ）に規定した形状の試料（ここでは
約１６ｋｇ）を溶製し熱処理を施した。その後引張試験
及びシャルピー衝撃試験を行った。その試験結果を表２
に示す。表２に示すように試料１〜４の強度及び靱性は
ＳＣＳ６（試料１６〜１７）及びＳＣＳ２４（試料１２
〜１５）よりバランスのとれた高い強度及び高い靱性を
併せもつことがわかる。
【００１９】（実施例２）表１に示す試料１の組成につ
いて、直径５０ｃｍ、高さ７０ｃｍ、重量１０５０ｋｇ
の大型鋳塊試料を高周波誘導溶解炉により大気中におい
て溶製し熱処理を施した。その後、引張試験及びシャル
ピー衝撃試験を行った。その試験結果を表３に示す。表
３に示すように試料１の強度及び靱性はＳＣＳ６（試料
１６）の靱性並みでかつ、より高い強度を有しており、
またＳＣＳ２４（試料１５）の強度と同程度でかつ、よ
り高い靱性を有していることがわかる。また、表２と表
３の試験結果を対比して、試料１の試験片の大きさの違
いによる質量効果はＳＣＳ２４（試料１５）のそれより
は小さく、ＳＣＳ６（試料１６）並みであることがわか
る。以上のことから、本発明に係る高強度・高靱性鋳鋼
は、優れた強度及び靱性を併せもっているこということ
ができる。
いて、直径５０ｃｍ、高さ７０ｃｍ、重量１０５０ｋｇ
の大型鋳塊試料を高周波誘導溶解炉により大気中におい
て溶製し熱処理を施した。その後、引張試験及びシャル
ピー衝撃試験を行った。その試験結果を表３に示す。表
３に示すように試料１の強度及び靱性はＳＣＳ６（試料
１６）の靱性並みでかつ、より高い強度を有しており、
またＳＣＳ２４（試料１５）の強度と同程度でかつ、よ
り高い靱性を有していることがわかる。また、表２と表
３の試験結果を対比して、試料１の試験片の大きさの違
いによる質量効果はＳＣＳ２４（試料１５）のそれより
は小さく、ＳＣＳ６（試料１６）並みであることがわか
る。以上のことから、本発明に係る高強度・高靱性鋳鋼
は、優れた強度及び靱性を併せもっているこということ
ができる。
【００２０】（実施例３）表１に示す試料１の成分系に
て鋳造試験を実施した。鋳造したのは水力発電プラント
用のデリア形水車のランナベーン部品であり、鋳込重量
は３０００ｋｇである。図１に鋳込時の概略形状を示
す。同図において、１は製品（ランナベーン部品）、２
は押湯、３は湯道、４は堰である。また、鋳型は鋳物砂
にクロマイト砂、バインダに重量比でアルカリフェノー
ル樹脂１．６％、硬化材０．４％を使用した砂型鋳型で
ある。この砂型鋳型を１０時間の温風乾燥した後、鋳込
温度１５８０℃で鋳造を行った。その結果、割れ等の有
害な鋳造欠陥はなく、健全な鋳物を製造することができ
た。従って、本発明は優れた鋳造性を有している。
て鋳造試験を実施した。鋳造したのは水力発電プラント
用のデリア形水車のランナベーン部品であり、鋳込重量
は３０００ｋｇである。図１に鋳込時の概略形状を示
す。同図において、１は製品（ランナベーン部品）、２
は押湯、３は湯道、４は堰である。また、鋳型は鋳物砂
にクロマイト砂、バインダに重量比でアルカリフェノー
ル樹脂１．６％、硬化材０．４％を使用した砂型鋳型で
ある。この砂型鋳型を１０時間の温風乾燥した後、鋳込
温度１５８０℃で鋳造を行った。その結果、割れ等の有
害な鋳造欠陥はなく、健全な鋳物を製造することができ
た。従って、本発明は優れた鋳造性を有している。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】
【発明の効果】本発明により、優れた強度及び靱性を有
し、質量効果が小さく、かつ鋳造性の良好な水力発電プ
ラント用の鋳鋼部品の供給が可能となった。
し、質量効果が小さく、かつ鋳造性の良好な水力発電プ
ラント用の鋳鋼部品の供給が可能となった。
【図１】本発明の高強度・高靱性鋳鋼を使用して、水力
発電プラント用のデリア形水車のランナベーン部品を鋳
造する態様の説明図。
発電プラント用のデリア形水車のランナベーン部品を鋳
造する態様の説明図。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０１〜０．１％、Ｓ
ｉ：０．２〜２％、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｎｉ：３〜７
％、Ｃｒ：１３〜１８％、Ｃｏ：２〜６％、Ｃｕ：１〜
４％、Ｎｂ：０．０５〜０．５％、残部が実質的にＦｅ
からなる高強度・高靱性鋳鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05597397A JP3739886B2 (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 高強度・高靱性鋳鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05597397A JP3739886B2 (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 高強度・高靱性鋳鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10251728A true JPH10251728A (ja) | 1998-09-22 |
| JP3739886B2 JP3739886B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=13014029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05597397A Expired - Fee Related JP3739886B2 (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 高強度・高靱性鋳鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3739886B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1479877A3 (en) * | 2003-05-21 | 2006-05-31 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Vane,camshaft timing control device, and sliding member |
-
1997
- 1997-03-11 JP JP05597397A patent/JP3739886B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1479877A3 (en) * | 2003-05-21 | 2006-05-31 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Vane,camshaft timing control device, and sliding member |
| US7127980B2 (en) | 2003-05-21 | 2006-10-31 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Vane, valve timing control device, and sliding member |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3739886B2 (ja) | 2006-01-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102037086B1 (ko) | 지열 발전 터빈 로터용 저합금강 및 지열 발전 터빈 로터용 저합금 물질, 및 이들의 제조 방법 | |
| CN105039869A (zh) | 一种马氏体不锈钢零件激光再制造用合金粉末及制备方法 | |
| JPH10265909A (ja) | 高靭性耐熱鋼、タービンロータ及びその製造方法 | |
| US6793744B1 (en) | Martenstic stainless steel having high mechanical strength and corrosion | |
| JP2013241670A (ja) | 強度及び靭性に優れた蒸気タービンブレード用鋼 | |
| CN102864383B (zh) | 一种低合金钢 | |
| CN101492791B (zh) | 可大线能量焊接的电磁钢板及其制造方法 | |
| US3925064A (en) | High corrosion fatigue strength stainless steel | |
| JP3483493B2 (ja) | 圧力容器用鋳鋼材及びそれを用いる圧力容器の製造方法 | |
| GB2386906A (en) | Heat resisting steels | |
| JPS6092455A (ja) | 水車用鋳鋼 | |
| JPH10251728A (ja) | 高強度・高靱性鋳鋼 | |
| JP2011067870A (ja) | 鋳造圧縮機物品及びそれを形成する方法 | |
| EP0039052A1 (en) | Martensitic stainless cast steel having high cavitation erosion resistance | |
| JP2005320606A (ja) | オーステナイト系鋳鋼品及びその製造方法 | |
| JP2014208869A (ja) | 析出強化型マルテンサイト鋼 | |
| GB2368849A (en) | Martensitic stainless steel | |
| US3915756A (en) | Process of manufacturing cast steel marine propellers | |
| JPS6338420B2 (ja) | ||
| JPH08239735A (ja) | オーステナイト系ステンレス鋳鋼 | |
| JP2000273582A (ja) | 圧力容器用鋳鋼材及びそれを用いた圧力容器の製造方法 | |
| JPH07118812A (ja) | 耐熱鋳鋼タービンケーシング及びその製造法 | |
| CN103184389A (zh) | 高尔夫球杆合金 | |
| EP4083250A1 (en) | Precipitation-hardened stainless steel alloys | |
| JP2678263B2 (ja) | 高強度高耐食性マルテンサイト系，ステンレス鋼の製造方法及びその用途 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050411 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050516 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20050715 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Effective date: 20051018 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20051104 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |