JPS583953A - Selecting method for austenite steel with superior erosion resistance at high temperature - Google Patents
Selecting method for austenite steel with superior erosion resistance at high temperatureInfo
- Publication number
- JPS583953A JPS583953A JP10246181A JP10246181A JPS583953A JP S583953 A JPS583953 A JP S583953A JP 10246181 A JP10246181 A JP 10246181A JP 10246181 A JP10246181 A JP 10246181A JP S583953 A JPS583953 A JP S583953A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- austenitic steel
- steel
- erosion resistance
- composition
- 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
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、石炭火力ボイラ、石炭液化、ガス化装置な
どの構造部材として使用されるオーステナイト鋼で、特
に高温でエロージョンを起す可能性のある環境下での使
用に際して、すぐれた耐エロージヨン性を示すオーステ
ナイト鋼の選定方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to austenitic steel used as structural members of coal-fired boilers, coal liquefaction, gasification equipment, etc., especially when used in environments where erosion may occur at high temperatures. This invention relates to a method for selecting austenitic steel that exhibits excellent erosion resistance.
近年のエネルギ事情の変化によυ石油に代って再び石炭
が使用される傾向にあり、例えば石炭火力ボイラや石炭
液化ガス化装置などの稼動数ないし研究の増加に見られ
る通りである。Due to changes in the energy situation in recent years, there is a tendency for coal to be used again in place of petroleum, as can be seen in the increase in the number of operations and research on coal-fired boilers, coal liquefaction and gasification equipment, etc.
一方、これら石炭火力ボイラ、石炭液化、ガス化装置は
、いずれも従来の石油火力ボイラなどと同様の材料構成
にて製作されており、したがって材料面に関しては石炭
利用に当っての考慮がはられれておらず、このため例え
ば石炭火力ボイラの500℃以上となる過熱器や再熱器
々どの部材の製造にはJIS−8US 304H,31
6H,321H。On the other hand, these coal-fired boilers, coal liquefaction, and gasification equipment are all manufactured using the same material composition as conventional oil-fired boilers, and therefore, consideration is not taken in terms of materials when using coal. For this reason, for example, JIS-8US 304H, 31 is required for manufacturing parts such as superheaters and reheaters that are heated to 500°C or higher in coal-fired boilers.
6H, 321H.
および347Hが使用され、また石炭液化、ガス化装置
では18−8系を中心とするオーステナイト鋼が使用さ
れている。and 347H are used, and austenitic steels mainly 18-8 series are used in coal liquefaction and gasification equipment.
このように現存の石炭火力ボイラや石炭液化、ガス化装
置々どにおいては、材料面に関して石油使用の場合に準
じた設計がなされているにすぎず、石炭利用の場合に独
自に生じる石炭微粉末や石炭燃焼灰分などの固体粒子を
含有する高温エロージョン環境にさらされる場合に、そ
の構成部材が如何なる高温耐エロージヨン性を示すもの
なのか確実に把握されておらず、ましてや、これらに関
する材料面での研究や方策は立てられていないのが現状
であり、わずかに設計面からプロテクタの使用等の対策
が行々われているにすぎない。In this way, existing coal-fired boilers, coal liquefaction, and gasification equipment are designed based on the materials used when using petroleum; It is not known for sure what kind of high-temperature erosion resistance the constituent parts exhibit when exposed to a high-temperature erosion environment containing solid particles such as coal combustion ash and coal combustion ash. Currently, no research or measures have been taken, and only a few measures have been taken from a design perspective, such as using protectors.
そこで、本発明者等は、上述のような観点か′ら、特に
石炭微粉末や石炭燃焼灰分などの固体粒子を含有する高
温エロージョン環境下で使用されるオーステナイト鋼部
材に着目し、かかる高温エロージョン環境下ですぐれた
耐エロージヨン性を示すオーステナイト鋼を選定すべく
研究を行なった結果、前記の環境下で使用されるオース
テナイト鋼を、
(A)C:0.5チ以下、N:0.2チ以下、 Si:
1.0多以下、Mn:2%以下、 Nj、: ’i’
〜35 % 、 Cr:16〜28%を含有し、さらに
必要に応じてT1およびNbのうちの1種または2種:
l係以下を含有し、残シがFeと不可避不純物からなる
組成を有するオーステナイト鋼(以下オーステナイト鋼
Aという)、および
([3)O:0.5%以下、N:0.2チ以下、 Si
:0.8チ以下、 Mn: 10〜22 %、 Or:
4〜15’%、M。Therefore, from the above-mentioned viewpoint, the present inventors focused on austenitic steel members that are used in high-temperature erosion environments that contain solid particles such as fine coal powder and coal combustion ash. As a result of conducting research to select austenitic steel that exhibits excellent erosion resistance in the environment, we found that the austenitic steel used in the above environment is (A) C: 0.5 inch or less, N: 0.2 Below, Si:
1.0 or less, Mn: 2% or less, Nj: 'i'
~35%, Cr: 16 to 28%, and optionally one or two of T1 and Nb:
an austenitic steel (hereinafter referred to as austenitic steel A) containing less than or equal to 1% and having a composition in which the remainder consists of Fe and unavoidable impurities, and ([3] O: 0.5% or less, N: 0.2% or less, Si
: 0.8 cm or less, Mn: 10-22%, Or:
4-15'%, M.
:4%以下、Ni:5%以下を含有し、残りがFeと不
可避不純物からなる組成(以上重量%、以下係はすべて
重量を示す)を有するオーステナイト鋼(以下オーステ
ナイト鋼Bという)、
のいずれかとすると共に、経験式:16000/T 5
−
(ただしTは給体温度で表わした使用温度)によって求
められた値以上の耐力寸たは降伏応力をもったオーステ
ナイト鋼に選定すると、この結果のオーステナイト鋼は
、特に上記の固体粒子を含有する高温エロージョン環境
下ですぐれた耐エロージヨン性を示すという知見を得た
のである。: 4% or less, Ni: 5% or less, and the remainder consists of Fe and unavoidable impurities (hereinafter referred to as austenitic steel B). At the same time, empirical formula: 16000/T 5
- If an austenitic steel is selected with a proof strength or yield stress greater than the value determined by They found that it exhibits excellent erosion resistance in high-temperature erosion environments.
この発明は上記知見にもとづいてなされたものであって
、以下に上記オーステナイト鋼AおよびBの成分組成お
よび耐力(または降伏応力)を上記の通りに限定した理
由を説明する。This invention has been made based on the above findings, and the reason why the composition and proof stress (or yield stress) of the austenitic steels A and B are limited as described above will be explained below.
■、オーステナイト鋼Aの成分組成
(a) O
Cはオーステナイト安定化並びに鋼の強度向上のために
重要な元素であって、その含有量が多いほど有効である
が、0.5%を越えて含有させると加工性の劣化が著し
く々ることから、その上限値を0.5%と定めた。■Composition of austenitic steel A (a) O C is an important element for stabilizing austenite and improving the strength of steel, and the higher its content, the more effective it is, but if it exceeds 0.5% If it is included, the workability deteriorates significantly, so the upper limit was set at 0.5%.
(b) N
NもCと同様にオーステナイトを安定化し、かつ鋼の強
度を高める作用をもつが、0.2%を越え 6−
た含有になると同様に加工性が低下するようになること
から、その上限値を0.2係と定めた。(b) Like C, N also has the effect of stabilizing austenite and increasing the strength of steel, but if the content exceeds 0.2%, the workability similarly decreases. , its upper limit was set at 0.2.
(c) Si
Sjには脱酸作用があるので不可欠の元素であるが、]
、0%を越えた含有は脱酸の面からは意味が々いことか
ら、その上限値を]、0係と定めた。(c) Si Sj is an essential element because it has a deoxidizing effect, but]
Since a content exceeding 0% is meaningless from the viewpoint of deoxidation, the upper limit was set as ], 0%.
(d) Mn
Mnには脱酸作用のほかに、オーステナイトを安定化す
る作用があるが、2係を越えて含有させてもより一層の
向上効果は現われないことから、その上限値を2係と定
めた。(d) Mn In addition to its deoxidizing effect, Mn has the effect of stabilizing austenite, but even if it is contained in an amount exceeding the 2nd coefficient, no further improvement effect will appear, so the upper limit value has been set to 2%. It was determined that
(e) Nj
その含有量が7係未満ではオーステナイトを安定的に確
保することができず、一方35係を越えた含有はオース
テナイト化のためには意味がないことから、その含有量
を7〜35%と定めた。(e) If the Nj content is less than 7 parts, it is not possible to stably secure austenite, while if the content exceeds 35 parts, it is meaningless for austenitization. It was set at 35%.
(f) 0r
Orには高温での耐酸化性を向上させる作用があるが、
その含有量が]−6係未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方28係を越えて含有させると加工性が劣
化するようになることから、その含有量を]6〜28%
と定めた。(f) 0r Or has the effect of improving oxidation resistance at high temperatures,
If the content is less than -6%, the desired effect cannot be obtained, while if it is more than 28%, the processability will deteriorate, so the content should be adjusted to]6 to 28%.
It was determined that
(g)TiおよびNb
T1およびNbには、鋼中のCおよび1\■と結合して
析出物を形成することにより鋼を強化し、かつ耐エロー
ジヨン性を向上させる均等的作用があるので、より一層
の強度および耐エロージヨン性が要求される場合に必要
に応じて含有されるが、1φを越えて含有させてもよシ
一段の向上効果はなく、むしろ鋼の清浄度や溶接性など
が低化するようになることから、その上限含有量を]−
多と定めた。(g) Ti and Nb T1 and Nb combine with C and 1\■ in the steel to form precipitates, thereby strengthening the steel and improving erosion resistance. It is included as necessary when higher strength and erosion resistance are required, but even if it is added in excess of 1φ, it will not have any further improvement effect, but rather will improve the cleanliness and weldability of the steel. Therefore, the upper limit of the content]-
It was determined that there were many.
■、オーステナイト鋼Bの成分組成
(a) C,N、 Sj
これらの元素の限定理由は上記のオーステナイト鋼Aと
同じである。(2) Composition of austenitic steel B (a) C, N, Sj The reasons for limiting these elements are the same as those for austenitic steel A described above.
(b) Mn
オーステナイト鋼Bはオーステナイト鋼AにおけるN1
をMnに代えて高価なN1の節減をはかったものである
が、Mn含有量が10%未満ではオーステナイトを安定
的に確保することができず、一方22茅までの含有でオ
ーステナイトの安定化は十分なので、その含有量を10
−22 %と定めた。(b) Mn austenitic steel B is N1 in austenitic steel A
However, if the Mn content is less than 10%, it is not possible to stably secure austenite, and on the other hand, if the content is up to 22%, austenite cannot be stabilized. It is enough, so the content is 10
-22%.
(c) 0r
Orには特に高温での耐酸化性を向上させる作用がある
が、その含有量が4%未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方15%を越えて含有させてもより一層の
耐酸化性向上効果は現われないことから、その含有量を
4〜15チと定めた。(c) 0rOr has the effect of improving oxidation resistance, especially at high temperatures, but if its content is less than 4%, the desired effect cannot be obtained; on the other hand, if it is contained in excess of 15%, Since the effect of further improving oxidation resistance was not apparent, the content was set at 4 to 15 inches.
(d) M。(d) M.
Moは高温強度を高めるのにきわめて有効な元素である
が、4%を越えて含有させても含有量の割りには高温強
度改善効果が小さく、高価な元素であることも考慮して
、その上限値を4係と定めだ。Mo is an extremely effective element for increasing high-temperature strength, but even if it is contained in amounts exceeding 4%, the effect of improving high-temperature strength is small relative to the content, and considering that it is an expensive element, The upper limit is set at 4.
(e) Ni
N1には耐酸化性を向上させる作用があるが、5チを越
えた含有は、Mnによる代替効果が減することになるこ
とから、その上限値を5チと定めた。(e) NiN1 has the effect of improving oxidation resistance, but if it is contained in excess of 5 Ti, the substitution effect by Mn will be reduced, so the upper limit was set at 5 Ti.
■、耐力
上記の成分組成を有するオーステナイト鋼AおよびBに
関し、とのオーステナイト鋼のもつ特性 9−
と、高温エロージョン環境を構成する各種の要因との関
係について種々の面から検討を加えていった結果、これ
らオーステナイト鋼のもつ耐方寸だは降伏応力と、高温
エロージョン環境の雰囲気温度、すなわち使用温度との
間には特別な相関関係があることを見出し、さらにこの
関係について検討を加えていった結果、前記オーステナ
イト鋼A6000
およびBの耐力または降伏応力≧−一「−(ただしTは
給体温度で表わしだ使用温度)を満足した場合に、前記
オーステナイト鋼AおよびBは上記の特に固体粒子を含
有する高温エロージョン環境下ですぐれた耐エロージヨ
ン性を示すことが経験的に結論づけられたのである。■Proof strength Concerning austenitic steels A and B having the above-mentioned compositions, we investigated the relationship between the characteristics of austenitic steel 9- and various factors that constitute the high-temperature erosion environment from various aspects. As a result, they discovered that there is a special correlation between the diagonal strength and yield stress of these austenitic steels and the atmospheric temperature in the high-temperature erosion environment, that is, the operating temperature, and further investigated this relationship. As a result, when the proof stress or yield stress of the austenitic steel A6000 and B satisfies ≧-1'- (where T is the service temperature expressed by the feed temperature), the austenitic steel A and B have the above-mentioned solid particles in particular. It has been empirically concluded that the material exhibits excellent erosion resistance in a high-temperature erosion environment.
つぎに、この発明の方法を実施例により具体的に説明す
る。Next, the method of the present invention will be specifically explained using examples.
実施例
通常の溶解法および鍛造法によりそれぞれ第1表に示さ
れる成分組成および耐力をもった本発明オーステナイト
鋼]〜6および従来鋼1〜3を製造し、これらの各種鋼
より試験片を取出し、これ−1〇−
らの試験片を用いて、温度:650℃(したがつ160
00
て−、 −17,3となる)にて、固体粒子として平均
粒径:■00〜1.50μmを有するJI87号人造け
い砂を、ギヤリアガスとしてArガスを使用し、65m
/秒の流速で前記試験片に20°の衝突角にて1時間吹
付けの条件で高温エロージョン試験を行々い、各試験片
における最大エロージョン深さを測定した。この測定結
果を第1表に合せて示した。Examples Austenitic steels of the present invention] to 6 and conventional steels 1 to 3 having the compositions and yield strength shown in Table 1 were manufactured by ordinary melting and forging methods, respectively, and test pieces were taken from these various steels. , using these test pieces, temperature: 650℃ (160℃)
JI No. 87 artificial silica sand having an average particle size of 00 to 1.50 μm was used as the solid particles, and Ar gas was used as the gear gas.
A high-temperature erosion test was conducted under the conditions of spraying the test pieces at a flow rate of 20°/sec for 1 hour at an impact angle of 20°, and the maximum erosion depth of each test piece was measured. The measurement results are also shown in Table 1.
第1表に示される結果から、 16000−の値、すな
わち]7.3に相当する耐力(−1,7,3kg /、
B )よりも高い耐力を有する本発明オーステナイト鋼
1〜6は、いずれも]、 7.3 kg/−以下の耐力
しかもたない従来鋼1〜3に比して一段とすぐれた高温
耐エロージヨン性を示すことが明らかである。From the results shown in Table 1, the value of 16000-, i.e., the yield strength (-1,7,3 kg/, corresponding to ]7.3
All of the austenitic steels 1 to 6 of the present invention, which have a yield strength higher than B), have even better high-temperature erosion resistance than conventional steels 1 to 3, which have a yield strength of 7.3 kg/- or less. It is clear to show.
上述のように、この発明によれば、高温エロージョン環
境、特に石炭微粉末や石炭燃焼灰分などの固体粒子を含
有する雰囲気において、構成部材として使用されるオー
ステナイト鋼部材を、成分組成およびその使用温度の両
面から選定すると、この結果のオーステナイト鋼部材は
すぐれた高温耐エロージヨン性を示すようになるなど工
業上有用な効果がもたらされるのである。As described above, according to the present invention, an austenitic steel member used as a structural member in a high-temperature erosion environment, particularly in an atmosphere containing solid particles such as fine coal powder and coal combustion ash, is If selected based on both aspects, the resulting austenitic steel member will exhibit industrially useful effects such as excellent high-temperature erosion resistance.
出願人 住友金属工業株式会社 代理人 富 1) 和 夫 13−Applicant: Sumitomo Metal Industries, Ltd. Agent Tomi 1) Kazuo 13-
Claims (3)
下でオーステナイト鋼を使用するに際して、前記オース
テナイト鋼として、C:0.5%以下、N:0.2%以
下、Si:1.0%以下、Mn:2%以下。 Ni:’7〜35%、 Cr: 16〜28%を含有し
、残りがFeと不可避不純物からなる組成(以上重量%
)を有し、かつ経験式: 16000/T、(ただし、
Tは絶体温度で表わした使用温度)によって求められた
値以上の耐力または降伏応力をもったオーステナイト鋼
を選定することを特徴とする高温での耐エロージヨン性
にすぐれたオーステナイト鋼の選定方法。(1) When using austenitic steel in an environment where erosion may occur at high temperatures, the austenitic steel should include C: 0.5% or less, N: 0.2% or less, and Si: 1.0% or less. , Mn: 2% or less. The composition contains Ni: 7 to 35%, Cr: 16 to 28%, and the remainder is Fe and inevitable impurities (more than 1% by weight).
), and the empirical formula: 16000/T, (however,
A method for selecting an austenitic steel with excellent erosion resistance at high temperatures, the method comprising selecting an austenitic steel having a proof stress or yield stress greater than a value determined by the operating temperature (T is the service temperature expressed as an absolute temperature).
下でオーステナイト鋼を使用するに際して、前記オース
テナイト鋼として、O:0.5%以下、N:0.2%以
下、 Si: 1.0 %以下、Mn:2%以下。 Ni:’7〜35%、 Or: 16〜28 %を含有
し、さらにT1およびNbのうちの]1種まだは2種:
lチ以下を含有し、残シがFeと不可避不純物からなる
組成(以上重量係)を有し、かつ経験式: 16000
/T、(ただし、Tは絶対温度で表わした使用温度)に
よって求められた値以上の耐力または降伏応力をもった
オーステナイト鋼を選定することを特徴とする高温での
耐エロージヨン性にすぐれたオーステナイト鋼の選定方
法。(2) When using austenitic steel in an environment where erosion may occur at high temperatures, the austenitic steel should contain O: 0.5% or less, N: 0.2% or less, and Si: 1.0% or less. , Mn: 2% or less. Contains Ni: 7 to 35%, Or: 16 to 28%, and one or two of T1 and Nb:
16000 or less, and has a composition (by weight) with the remainder consisting of Fe and unavoidable impurities, and has an empirical formula: 16000
/T, (where T is the service temperature expressed in absolute temperature) an austenitic steel with excellent erosion resistance at high temperatures, characterized by selecting an austenitic steel with proof stress or yield stress greater than the value determined by How to select steel.
下でオーステナイト鋼を使用するに際して、前記オース
テナイト鋼として、O:0.5%以下、N:0.2%以
下、 Si: 0.8 %以下、Mn:10〜22%、
Car: 4〜15 %、 Mo: 4 %以下、N
i:5%以下を含有し、残りがFeと不可避不純物から
なる組成(以上重量%)を有し、かつ経験式: 160
00/T、(ただし、Tは絶対温度で表わした使用温度
)によって求められた値以上の耐力または降伏応力をも
ったオーステナイト鋼を選定することを特徴とする高温
での耐エロージヨン性にすぐれたオーステナイト鋼の選
定方法。(3) When using austenitic steel in an environment where erosion may occur at high temperatures, the austenitic steel should contain O: 0.5% or less, N: 0.2% or less, and Si: 0.8% or less. , Mn: 10-22%,
Car: 4-15%, Mo: 4% or less, N
i: 5% or less, with the remainder consisting of Fe and unavoidable impurities (weight% or more), and empirical formula: 160
00/T, (where T is the service temperature expressed in absolute temperature) an austenitic steel with a proof stress or yield stress greater than the value determined by the method. Excellent erosion resistance at high temperatures. How to select austenitic steel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10246181A JPS6033182B2 (en) | 1981-07-01 | 1981-07-01 | How to select austenitic steel with excellent erosion resistance at high temperatures |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10246181A JPS6033182B2 (en) | 1981-07-01 | 1981-07-01 | How to select austenitic steel with excellent erosion resistance at high temperatures |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS583953A true JPS583953A (en) | 1983-01-10 |
JPS6033182B2 JPS6033182B2 (en) | 1985-08-01 |
Family
ID=14328095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10246181A Expired JPS6033182B2 (en) | 1981-07-01 | 1981-07-01 | How to select austenitic steel with excellent erosion resistance at high temperatures |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6033182B2 (en) |
-
1981
- 1981-07-01 JP JP10246181A patent/JPS6033182B2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6033182B2 (en) | 1985-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3645725A (en) | Austenitic steel combining strength and resistance to intergranular corrosion | |
JPS58197248A (en) | Heat resistant alloy | |
JPH0364589B2 (en) | ||
JPH01252758A (en) | Nitrogen fortified fe-ni-cr alloy | |
KR100482706B1 (en) | Austenitic Stainless Steel and Use of the Steel | |
US2909425A (en) | Austenitic cr-mn-c-n steels for elevated temperature service | |
JPS583953A (en) | Selecting method for austenite steel with superior erosion resistance at high temperature | |
JPH07331390A (en) | High chromium austenitic heat resistant alloy | |
US4119456A (en) | High-strength cast heat-resistant alloy | |
JPH055599B2 (en) | ||
CN107937826B (en) | Stainless steel having excellent oxidation resistance at high temperature | |
JP3960832B2 (en) | High corrosion resistant heat resistant cast steel | |
JP2607594B2 (en) | Coated arc welding rod for Cr-Mo low alloy steel | |
JPS6335758A (en) | Oxide dispersion-strengthened-type high-manganese austenitic stainless steel | |
US3957545A (en) | Austenitic heat resisting steel containing chromium and nickel | |
JPS63183155A (en) | High-strength austenitic heat-resisting alloy | |
JPS62243742A (en) | Austenitic stainless steel having superior creep rupture strength | |
JPS583948A (en) | Selecting method for ferrite steel with superior erosion resistance at high temperature | |
JPS613859A (en) | High-strength heat-resistant co alloy for gas turbine | |
JP2536802B2 (en) | Boiler alloy with excellent erosion resistance | |
JPS6134497B2 (en) | ||
JPS60162757A (en) | Austenitic stainless steel having high corrosion resistance at high temperature | |
JPH05271847A (en) | Boiler alloy excellent in erosion resistance | |
JPS6147900B2 (en) | ||
JPH0256418B2 (en) |