JPS58117826A - 鋳造オ−ステナイト鋼構造品の高温性質を向上するための熱機械的処理 - Google Patents
鋳造オ−ステナイト鋼構造品の高温性質を向上するための熱機械的処理Info
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- JPS58117826A JPS58117826A JP22783282A JP22783282A JPS58117826A JP S58117826 A JPS58117826 A JP S58117826A JP 22783282 A JP22783282 A JP 22783282A JP 22783282 A JP22783282 A JP 22783282A JP S58117826 A JPS58117826 A JP S58117826A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、鋳造オーステナイト質耐熱合金構造品を、昇
温下で優れた強度と延性を具備すると共に高温において
炭化（炭素浸透）或いは酸化環境に曝される時改善され
たクリープ性質を示す組織を発現するよう熱−機械的に
処理する方法に関係する。
温下で優れた強度と延性を具備すると共に高温において
炭化（炭素浸透）或いは酸化環境に曝される時改善され
たクリープ性質を示す組織を発現するよう熱−機械的に
処理する方法に関係する。
様々の産業上のプロセス、とりわけ化学プ皇セスにおい
ては、更に一段と高い温度に耐えることができまた材料
にとって有害な環境雰囲気に更に一層耐えることのでき
る合金材及び合金製品に対する要求が絶ゆまず生みださ
れている。このような有害な環境とは炭化雰囲気及び酸
化算囲気いづれをも含むものであり、これらは多くの産
業プロセスにおいてプラントの性能と効率に著しい愚影
響を及ぼすことが知られている。これら影響は、エチレ
ン熱分解チューブ、二酸化炭素及びへりりム冷却原子炉
、石炭処理プラント、炭化水嵩リホー２ング義置、蒸気
発生器のような熱搗瑠設備において顕著である。
ては、更に一段と高い温度に耐えることができまた材料
にとって有害な環境雰囲気に更に一層耐えることのでき
る合金材及び合金製品に対する要求が絶ゆまず生みださ
れている。このような有害な環境とは炭化雰囲気及び酸
化算囲気いづれをも含むものであり、これらは多くの産
業プロセスにおいてプラントの性能と効率に著しい愚影
響を及ぼすことが知られている。これら影響は、エチレ
ン熱分解チューブ、二酸化炭素及びへりりム冷却原子炉
、石炭処理プラント、炭化水嵩リホー２ング義置、蒸気
発生器のような熱搗瑠設備において顕著である。
様々の合金材及び合金製品がこのような環境での使用に
向けて設計されてきた。特には、耐熱性及び炭化乃至炭
素浸透耐性を示すオーステナイト質合金鋼が炭化水素の
スチームクランキングのような有機物質の熱分解用の熱
分解炉において使用する為開発された。一般に、熱分解
炉は一層の耐熱合金鋼製管を収納し、その内部で反応が
行われる。ここで、「管」とは、昇温下で炭化性及び酸
化性物質を収蔵する、チューブ、パイプ、取付具、その
他の部品を包括するものである。
向けて設計されてきた。特には、耐熱性及び炭化乃至炭
素浸透耐性を示すオーステナイト質合金鋼が炭化水素の
スチームクランキングのような有機物質の熱分解用の熱
分解炉において使用する為開発された。一般に、熱分解
炉は一層の耐熱合金鋼製管を収納し、その内部で反応が
行われる。ここで、「管」とは、昇温下で炭化性及び酸
化性物質を収蔵する、チューブ、パイプ、取付具、その
他の部品を包括するものである。
オーステナイト質合金鋼を管のような構造品に鋳造する
時、管壁の厚さを通して半径方向に配向される柱状結晶
粒から主に成るミクロ組織が発現する。高温での使用中
、この型式の粒組織はクラックの発生（核生成）と伝播
を生じやすく・、いったんそれが開始されると構造体の
厚さ全体を通してクラックが走る傾向がある。この重大
な欠点の為Ｋ、このようなりラックの発生と伝播を阻止
するようこれら構造品を処理する方法の開発がきわめて
待望されている。更に、このようなりラックの発生と伝
播を阻止し、同時にクリープや延性のような他の高温性
質をも併せて改善するととも更に一層所望される。
時、管壁の厚さを通して半径方向に配向される柱状結晶
粒から主に成るミクロ組織が発現する。高温での使用中
、この型式の粒組織はクラックの発生（核生成）と伝播
を生じやすく・、いったんそれが開始されると構造体の
厚さ全体を通してクラックが走る傾向がある。この重大
な欠点の為Ｋ、このようなりラックの発生と伝播を阻止
するようこれら構造品を処理する方法の開発がきわめて
待望されている。更に、このようなりラックの発生と伝
播を阻止し、同時にクリープや延性のような他の高温性
質をも併せて改善するととも更に一層所望される。
本発明に従えば、鋳造オーステナイト質耐熱クロム含有
合金鋼構造品の高温性質を改善する為の熱−機械的処理
法が提供され、この方法は、偵）炭化クロムを固溶せし
めるが、初期溶融を起さな〜１温度にまで構造品を加熱
し、（ｂ）構造品を炭化クロムの少くとも５０１、好ま
しくは少くとも７５−が固溶するよう充分な期間その温
度に維持し、（ｃｌ高温成形操作により約１５〜６〇−
塑性変形を適用し、そして（ｄｌ結晶粒の完全な再結晶
を起させるような速度で構造品を室温まで冷却すること
から成る。
合金鋼構造品の高温性質を改善する為の熱−機械的処理
法が提供され、この方法は、偵）炭化クロムを固溶せし
めるが、初期溶融を起さな〜１温度にまで構造品を加熱
し、（ｂ）構造品を炭化クロムの少くとも５０１、好ま
しくは少くとも７５−が固溶するよう充分な期間その温
度に維持し、（ｃｌ高温成形操作により約１５〜６〇−
塑性変形を適用し、そして（ｄｌ結晶粒の完全な再結晶
を起させるような速度で構造品を室温まで冷却すること
から成る。
本発明に従って処理されうるオーステナイト質合金構造
品は、鋳造法により作製されそして高温用途向けＫこれ
まで開発されて幹たもの一般である。一般に、これら構
造品は、ニッケルを基とするか或いは約５０重量−まで
の鉄を含有するものである。ここで使用される構造品は
約２０ル３０好ましくは約ＣＬ３〜α５重量％炭素を含
有している。構造品はまた、珪素、タングステン、モリ
ブデン、マンガン、ニオブ、ハフニウム、アルミニウム
、イツトリウム等のような元素をも少量含有しているこ
とが多くそしてこの種の合金に代表的に見いだされる任
意的な添加元素及び微量の随伴不純物をも含有している
。
品は、鋳造法により作製されそして高温用途向けＫこれ
まで開発されて幹たもの一般である。一般に、これら構
造品は、ニッケルを基とするか或いは約５０重量−まで
の鉄を含有するものである。ここで使用される構造品は
約２０ル３０好ましくは約ＣＬ３〜α５重量％炭素を含
有している。構造品はまた、珪素、タングステン、モリ
ブデン、マンガン、ニオブ、ハフニウム、アルミニウム
、イツトリウム等のような元素をも少量含有しているこ
とが多くそしてこの種の合金に代表的に見いだされる任
意的な添加元素及び微量の随伴不純物をも含有している
。
本発明に従い構造品を処理することｋより、鋳造状態の
ままのミクロ組織が改質されて、比較的粗い等細粒組織
が発現し、それにより主たる応力に対して横断方向に配
向される粒界の数を最小限とするようｋなる。ここで「
比較的粗い等釉粒」とは約４５μｍ 〜１８０＃ｍのＡ
ＳＴＭ６〜２の粒寸をおおよそ有する整った軸方向の粒
を意味する。非常に微細な粒はそれらがクリープ中粒界
摺りを最大限化し、それにより合金の強度を低下しそし
てクラックの核生成と伝播を促進するから、所望されな
い。
ままのミクロ組織が改質されて、比較的粗い等細粒組織
が発現し、それにより主たる応力に対して横断方向に配
向される粒界の数を最小限とするようｋなる。ここで「
比較的粗い等釉粒」とは約４５μｍ 〜１８０＃ｍのＡ
ＳＴＭ６〜２の粒寸をおおよそ有する整った軸方向の粒
を意味する。非常に微細な粒はそれらがクリープ中粒界
摺りを最大限化し、それにより合金の強度を低下しそし
てクラックの核生成と伝播を促進するから、所望されな
い。
本発明に従う熱−機械的処ｆｉｎ、次のような性質を有
する構造品が得られる； （ａｌ 優れた高温強度、 （ｂｌ 優れた高温延性、 （Ｃ）゛ 高温での改善されたクリープ性質、（ｄ）
粒界面積の増大とそれｋよる連続炭化物の容積分率の
減少及びクラック核発生点の最小限化、ｔｅｌ クラ
ック伝播を最小限とするような所要の方位の粒界、及び げ）粒安定化を与えそして高温への再唾露中の粒成長を
防止する粒界におけるブロック状炭化物。
する構造品が得られる； （ａｌ 優れた高温強度、 （ｂｌ 優れた高温延性、 （Ｃ）゛ 高温での改善されたクリープ性質、（ｄ）
粒界面積の増大とそれｋよる連続炭化物の容積分率の
減少及びクラック核発生点の最小限化、ｔｅｌ クラ
ック伝播を最小限とするような所要の方位の粒界、及び げ）粒安定化を与えそして高温への再唾露中の粒成長を
防止する粒界におけるブロック状炭化物。
本発明に従い構造品を処理するに当って、構造品は、炭
化クロムが固溶状態となる温度であり、しかも初期溶融
が起る温度以下の温度まで加熱される。「初期溶融」と
は合金の低融点相が溶融を示し始める温度を意味する。
化クロムが固溶状態となる温度であり、しかも初期溶融
が起る温度以下の温度まで加熱される。「初期溶融」と
は合金の低融点相が溶融を示し始める温度を意味する。
一般Ｋ、構造品は約１０５０〜１５００℃の、好ましく
は約１１００〜１２００℃の温度まで加熱される。構造
品はその温度に有効時間維持される。有効時間とは膨化
クロムの少くとも５０１６、好ましくは少くとも７５％
を固溶せしめるに必要とされる特定温度での時間を意味
する。このような高温に構造品をなお維持したまま、約
１５〜６０チの変形が起るよう高温成形操作により制御
下での塑性変形が構造品に適用される。好ましくは、変
形は一段階当り約１０〜１５慢づつ何段階かにわたって
適用される。本発明において使用するに適当な高温成形
操作の例としては、例えば圧延、押出、引板、鍛造郷が
挙げられる。一般Ｋ、炭化クロムを固溶せしめる温度に
おいて変形をもたらしつるような任意の高温成形操作が
適当である。これら温度以下では、炭化物粒子の近傍に
おける共存下の応力がｉトリックスにおけるクリープに
よって緩和されず、応力を吸収する為の別の緩和機構と
してクラックが発生する。
は約１１００〜１２００℃の温度まで加熱される。構造
品はその温度に有効時間維持される。有効時間とは膨化
クロムの少くとも５０１６、好ましくは少くとも７５％
を固溶せしめるに必要とされる特定温度での時間を意味
する。このような高温に構造品をなお維持したまま、約
１５〜６０チの変形が起るよう高温成形操作により制御
下での塑性変形が構造品に適用される。好ましくは、変
形は一段階当り約１０〜１５慢づつ何段階かにわたって
適用される。本発明において使用するに適当な高温成形
操作の例としては、例えば圧延、押出、引板、鍛造郷が
挙げられる。一般Ｋ、炭化クロムを固溶せしめる温度に
おいて変形をもたらしつるような任意の高温成形操作が
適当である。これら温度以下では、炭化物粒子の近傍に
おける共存下の応力がｉトリックスにおけるクリープに
よって緩和されず、応力を吸収する為の別の緩和機構と
してクラックが発生する。
変形操作の完了に際して、構造品は炉に移されそして結
晶粒の再結晶化を起らしめるよう約り００℃／時間を越
えない速度で冷却される。
晶粒の再結晶化を起らしめるよう約り００℃／時間を越
えない速度で冷却される。
以下、本発明の理解を助ける為、比較例及び実施例を示
す。これらは本発明の例示目的で示すのであって、本発
明を限定することを急回するものでない。
す。これらは本発明の例示目的で示すのであって、本発
明を限定することを急回するものでない。
比較例Ａ−Ｅ
寸法ｔ２５ｃＲ×５ｃＩＬ×２０菌を有する５つの試片
が、重量−で表わしてα４４嘔Ｃ，ｔ３５憾８ｉ。
が、重量−で表わしてα４４嘔Ｃ，ｔ３５憾８ｉ。
Ｑ、６％Ｍｎ、２＆１１ＧＣｒ、２ｔ２１Ｎｉ １１０
３％ Ｍｏ、残部Ｆｅの組成の鋳造オーステナイト鋼管
の壁から採取された。各試片の最初の鋳造状態のママノ
ミクロ組織は、約１５■平均直径の等軸ノそして柱状の
結晶粒混合物から成り、これら粒には炭化クロムの連続
したネットワークが中央周辺に多量に存在した。
３％ Ｍｏ、残部Ｆｅの組成の鋳造オーステナイト鋼管
の壁から採取された。各試片の最初の鋳造状態のママノ
ミクロ組織は、約１５■平均直径の等軸ノそして柱状の
結晶粒混合物から成り、これら粒には炭化クロムの連続
したネットワークが中央周辺に多量に存在した。
各試片は、冷間圧鷺により約６ｏ嘩質形され続いてチュ
ーブ状炉内で約１ｏｏｏ℃±５℃の温度で焼鈍された。
ーブ状炉内で約１ｏｏｏ℃±５℃の温度で焼鈍された。
但し、試料Ｅのみは８００”Ｃにおいて追加焼鈍を受け
た。焼鈍はすべて高純度アルゴン雰囲気中で実施された
。表■は各試料を焼鈍した温度及び時間をまとめたもの
である。
た。焼鈍はすべて高純度アルゴン雰囲気中で実施された
。表■は各試料を焼鈍した温度及び時間をまとめたもの
である。
閃」
Ａ １０００ １Ｂ
１０００ ８ Ｃ１０００２４ Ｄ １０００ １２０Ｅ
１０００ ２４ ８００ １すべての
試片は、焼鈍処理後実質上の再結晶化を示しそして各々
のミクロ組織は約１０μｍ寸法の再結晶化等釉粒を有し
て、不連続軟化物ネットワークを含むことが見出された
。これら試片は約１０Ｊｆｆｌの寸法を有する等軸結８
粒から成りそして粒界炭化物の不連続ネットワークを有
したけれども、これらは冷間圧延作業中存在する連続炭
化物が砕かれそして分断されそして微細な再結晶化ミク
ロ組織によって受継がれたものだから、所望されない。
１０００ ８ Ｃ１０００２４ Ｄ １０００ １２０Ｅ
１０００ ２４ ８００ １すべての
試片は、焼鈍処理後実質上の再結晶化を示しそして各々
のミクロ組織は約１０μｍ寸法の再結晶化等釉粒を有し
て、不連続軟化物ネットワークを含むことが見出された
。これら試片は約１０Ｊｆｆｌの寸法を有する等軸結８
粒から成りそして粒界炭化物の不連続ネットワークを有
したけれども、これらは冷間圧延作業中存在する連続炭
化物が砕かれそして分断されそして微細な再結晶化ミク
ロ組織によって受継がれたものだから、所望されない。
それ故、改変組織中には予備形成りラックが多数存在し
ており、これは延性と強度の不通を招来するため、材料
を高温用途で用いることを不適当とする。
ており、これは延性と強度の不通を招来するため、材料
を高温用途で用いることを不適当とする。
比較例Ｆ−Ｎ及び例１−７
先きの例における管と同じ組成を有する鋳造オステナイ
ト管壁からｔ ２５ｃＩＬＸ ５（！ＩＩＸ ２０αの
寸法の試片が採取された。すべての試片は、先ず１２０
０℃において一時間加熱されそして単一スタンドミルに
少くとも２回それらを通すととにより様々の温度で熱間
加工を受けた。各パスは、試片の約１０−〇減厚をもた
らした。変形後、試片はクリープ破断試験された０表■
は各試片に対する実験条件を示しそして表■はクリープ
試験データを示す。
ト管壁からｔ ２５ｃＩＬＸ ５（！ＩＩＸ ２０αの
寸法の試片が採取された。すべての試片は、先ず１２０
０℃において一時間加熱されそして単一スタンドミルに
少くとも２回それらを通すととにより様々の温度で熱間
加工を受けた。各パスは、試片の約１０−〇減厚をもた
らした。変形後、試片はクリープ破断試験された０表■
は各試片に対する実験条件を示しそして表■はクリープ
試験データを示す。
上記表のデータは、比較的大きな粒寸において試片は本
発明におけるような粒寸な有する試片とは対照的にクリ
ープ破断を受けやすくなることを示す。
発明におけるような粒寸な有する試片とは対照的にクリ
ープ破断を受けやすくなることを示す。
比較例０−Ｑ
上記例と同じ寸法及び組成を有する３つの試片が１２０
０℃で１時間加熱されそして後年−スタンドミルを２回
通すことにより９００℃で熱間加工された。試片は様々
な温度及び時間焼鈍された。
０℃で１時間加熱されそして後年−スタンドミルを２回
通すことにより９００℃で熱間加工された。試片は様々
な温度及び時間焼鈍された。
表■は試片が処理された条件を示す。
表■
０ ２ １９ １１００ １ ５９
Ｐ ２ １９ １１００ １２０
６０Ｑ ２ １９ １０００ １
ｓ１表■に示された試片の熱間圧延は多量のクラッ
ク発生及び裂けをもたらした。従って、熱間加工は９０
０℃を越える温度で達成されねばならない。
Ｐ ２ １９ １１００ １２０
６０Ｑ ２ １９ １０００ １
ｓ１表■に示された試片の熱間圧延は多量のクラッ
ク発生及び裂けをもたらした。従って、熱間加工は９０
０℃を越える温度で達成されねばならない。
例８
先きと同じ組成を有する鋳造オーステナイト鋼試片が１
２００℃で１時間加熱されそして３０−減厚をもたらす
よう押出による変形を受けた。管は１１００℃で１時間
焼鈍されそして１００℃／時間以下の速度で室温に冷却
された。管は優れた高温強度及び靭性並びに改善された
クリープ性質を持つことが見出された。
２００℃で１時間加熱されそして３０−減厚をもたらす
よう押出による変形を受けた。管は１１００℃で１時間
焼鈍されそして１００℃／時間以下の速度で室温に冷却
された。管は優れた高温強度及び靭性並びに改善された
クリープ性質を持つことが見出された。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）鋳造オーステナイト質鋼構造晶ｏ＊ｐ＊掌を一改善
する為の方法であって、 （ａ） 構造品を炭化り四ムを固溶せしめる温度以上
で且つ初期溶融を起さない温度よりｔい温度に加熱する
段階と、 （ｂｌ 構造品をその温度に有効時間維持する段階と
、（Ｃ） 約１５〜６０−ｍｍ変形を適用す養ことｋ
より構造品を熱間加工する段階と、 （ｄ） 構造品を約り００℃／時間以下の適度で冷却
して生成平均粒寸が約４５〜１・ｏ ｓｒｓ Ｏ＠囲に
あるよう粒の再結晶を起させる段階とを包含する前記方
法。 ２）構造品が約１０８＠〜１２００℃の温度に加熱され
る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）構造品が約１１００〜１２００℃の温度に加熱され
る特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４）構造品が炭化クロムの少くとも７５嘩を固溶せしめ
るに充分長く維持される特許請求の範囲第１項記載の方
法。 ５）タロムの実質上すべてを固溶せしめるに充分長く構
造品が維持される特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６）少くとも５０ｅｓの変形が実現される特許請求の範
囲第１項記載の方法。 ７）少くとも５０チの変形が実現される特許請求の範囲
第５項記載の方法。 ＠）構造品が管である特許請求の範囲第１項記載の方法
。 ９）構造品が管である特許請求の範囲第７項記載の方法
。 １０）生成平均粒寸が約８０〜１００μｍである特許請
求の範囲第７項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US33465181A | 1981-12-28 | 1981-12-28 | |
| US334651 | 1981-12-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58117826A true JPS58117826A (ja) | 1983-07-13 |
Family
ID=23308159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22783282A Pending JPS58117826A (ja) | 1981-12-28 | 1982-12-28 | 鋳造オ−ステナイト鋼構造品の高温性質を向上するための熱機械的処理 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0083191A3 (ja) |
| JP (1) | JPS58117826A (ja) |
| CA (1) | CA1196555A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61272317A (ja) * | 1985-05-29 | 1986-12-02 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 耐食性に優れた常温および高温域での高強度オ−ステナイト・ステンレス鋼材の製造方法 |
| JP2602015B2 (ja) * | 1986-08-30 | 1997-04-23 | 愛知製鋼株式会社 | 耐腐食疲労性、耐海水性に優れたステンレス鋼およびその製造方法 |
| JPH0694057B2 (ja) * | 1987-12-12 | 1994-11-24 | 新日本製鐵株式會社 | 耐海水性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
| CZ2008844A3 (cs) | 2008-12-24 | 2010-04-28 | Servisbal Obaly S.R.O. | Vložka |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50120418A (ja) * | 1974-03-08 | 1975-09-20 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2931744A (en) * | 1957-08-26 | 1960-04-05 | United States Pipe Foundry | Method of grain refining centrifugal castings |
| US3780555A (en) * | 1972-04-10 | 1973-12-25 | Sargent Industries | Method of making a pipe with refined grain structure |
| SU704997A1 (ru) * | 1975-04-25 | 1979-12-25 | Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт | Способ обработки литых труб из хромоникелевых аустенитных сталей |
| US4138279A (en) * | 1976-03-01 | 1979-02-06 | Kubota, Ltd. | Method of producing stainless steel product |
-
1982
- 1982-11-09 CA CA000415183A patent/CA1196555A/en not_active Expired
- 1982-12-20 EP EP82306799A patent/EP0083191A3/en not_active Withdrawn
- 1982-12-28 JP JP22783282A patent/JPS58117826A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50120418A (ja) * | 1974-03-08 | 1975-09-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0083191A3 (en) | 1985-04-03 |
| CA1196555A (en) | 1985-11-12 |
| EP0083191A2 (en) | 1983-07-06 |
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