JPS5867853A - 耐熱鋳鋼 - Google Patents
耐熱鋳鋼Info
- Publication number
- JPS5867853A JPS5867853A JP16248081A JP16248081A JPS5867853A JP S5867853 A JPS5867853 A JP S5867853A JP 16248081 A JP16248081 A JP 16248081A JP 16248081 A JP16248081 A JP 16248081A JP S5867853 A JPS5867853 A JP S5867853A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance
- cast steel
- strength
- high temp
- carburization
- 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
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (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、耐熱鋳鋼、特に高温クリープ破断強度、耐熱
衝撃性および耐浸炭性にすぐれた耐熱鋳鋼に関する。
衝撃性および耐浸炭性にすぐれた耐熱鋳鋼に関する。
従来、石油化学工業におけるエチレンクラッキングチュ
ーブ材や改質炉内のりフォーマチューブ材には、Niお
よびCrを含む耐熱鋳鋼、代表的には%ASTM H
K40材やHP材などが用いられてきた。近年、操業の
高温化に伴ない、高温特性の改善が要求され、これに応
える材料として。
ーブ材や改質炉内のりフォーマチューブ材には、Niお
よびCrを含む耐熱鋳鋼、代表的には%ASTM H
K40材やHP材などが用いられてきた。近年、操業の
高温化に伴ない、高温特性の改善が要求され、これに応
える材料として。
HP材にNbおよびWe添加したものが開発され。
実用に供されている。しかしながら、操業条件の一膚の
苛酷化とともに、上記Nl)およびW含有HP材よりも
更に高温クリープ破断強度が高く、かつ耐熱衝撃性や耐
浸炭性にすぐれた材料が要請されるに及んでいる。
苛酷化とともに、上記Nl)およびW含有HP材よりも
更に高温クリープ破断強度が高く、かつ耐熱衝撃性や耐
浸炭性にすぐれた材料が要請されるに及んでいる。
本発明者等は、上記要請に応えるべく、N1−cr−N
b−W−Fe系耐熱鋼について、高温特性に対する各種
添加元素の影響に関する詳細な研究を重ねた結果、N%
Ti* AlおよびBの各元素を複合的に含有させるこ
とにより、高温度、特に1,000°Cをこえる温度域
における高温クリープ破断強度。
b−W−Fe系耐熱鋼について、高温特性に対する各種
添加元素の影響に関する詳細な研究を重ねた結果、N%
Ti* AlおよびBの各元素を複合的に含有させるこ
とにより、高温度、特に1,000°Cをこえる温度域
における高温クリープ破断強度。
耐熱衝撃性並びに耐浸炭性を顕著に高め得ることを見出
し、本発明を完成するに到った。
し、本発明を完成するに到った。
すなわち1本発明は、CO,a〜0゜6係(重量係、以
下同じ)、Si2.0%以下、Mn2.096以下。
下同じ)、Si2.0%以下、Mn2.096以下。
Cr 20〜80 ’1%Ni 80〜40 %、Nb
0.8゛〜1.5係、Wo、5〜3.0係、NO,04
〜0.15係、TiO,04〜0.5憾、l’0.07
〜05係(但し。
0.8゛〜1.5係、Wo、5〜3.0係、NO,04
〜0.15係、TiO,04〜0.5憾、l’0.07
〜05係(但し。
0.07係をのぞ<)、Bo、0002〜0.004係
、残部実質的にFeからなる耐熱鋳鋼を提供する。
、残部実質的にFeからなる耐熱鋳鋼を提供する。
以下、本発明鋳鋼の成分限度理由について詳しく説明す
る。
る。
C:o、a〜0.6係
Cは鋳鋼の鋳造性を良くする+175\、後楓己Nbと
の共存下に一次炭化物を形成し、り1J−プ破断強度の
向上に寄与する。このために少くとも0.3係を必要と
する。その効果はC倣の増力口とともに高められるが、
過度に多くなると二次炭イし物の過II析出により、使
用後の靭性低下刃;著しくなるす?!≠・。
の共存下に一次炭化物を形成し、り1J−プ破断強度の
向上に寄与する。このために少くとも0.3係を必要と
する。その効果はC倣の増力口とともに高められるが、
過度に多くなると二次炭イし物の過II析出により、使
用後の靭性低下刃;著しくなるす?!≠・。
形接性も悪化するので、0.6係を上限とする。
Si:2.O係以下
Siは鋳鋼宕製時の脱酸剤としての役割を有するほか、
耐浸炭性の改善をもたらす。ただし1.多量に含有する
と溶接性を損うので、2.0−上限とする・ yln: 2.0係以下 Mnは上記Siと同様に脱酸剤として機Hしするほか、
@鋼中の不純物であるSt固定・無害イヒする働きを有
する。但し、含有量力;多くなると、耐酸化性の低下を
招くので、2,0tI)以下とする。
耐浸炭性の改善をもたらす。ただし1.多量に含有する
と溶接性を損うので、2.0−上限とする・ yln: 2.0係以下 Mnは上記Siと同様に脱酸剤として機Hしするほか、
@鋼中の不純物であるSt固定・無害イヒする働きを有
する。但し、含有量力;多くなると、耐酸化性の低下を
招くので、2,0tI)以下とする。
Cr:20〜30%
Crは後記Ni との共存下に、鋳鋼組織をオーステナ
イト化し、高温強度や耐酸化性を高める効果を有する。
イト化し、高温強度や耐酸化性を高める効果を有する。
特に%1000°C以上の高温域で所要の強度、耐酸化
性を得るだめの含有量は少くとも20係であることを要
する。上記効果は含有量の増加とともに強化されるが、
あ捷り多くなると、使用後の靭性の低下が著しくなるの
で、30係を上限とする。
性を得るだめの含有量は少くとも20係であることを要
する。上記効果は含有量の増加とともに強化されるが、
あ捷り多くなると、使用後の靭性の低下が著しくなるの
で、30係を上限とする。
Ni :30〜40係
Niは上記のように、Crと共存してオーステナイト組
織を保ち、その組織的安定性を与え、耐酸化性および高
温強度を確保するのに有効な元素である。1000°C
以上の高温度域で良好なるit酸化性および高温強度を
得るためには30係以上の含有を要する。上記特性は含
有量の増加とともに向上するが、40膚をこえると、添
カロ効果力;を1ぼ飽和し、経済的に不利であるので、
40係を上限とする。
織を保ち、その組織的安定性を与え、耐酸化性および高
温強度を確保するのに有効な元素である。1000°C
以上の高温度域で良好なるit酸化性および高温強度を
得るためには30係以上の含有を要する。上記特性は含
有量の増加とともに向上するが、40膚をこえると、添
カロ効果力;を1ぼ飽和し、経済的に不利であるので、
40係を上限とする。
Nb :0.3〜1,5循
Nbはクリープ破断強度および耐浸炭性を高める。この
効果を得るためには0.3係以上の含有を必要とする。
効果を得るためには0.3係以上の含有を必要とする。
但し、その量が多くなると、力\えってクリープ破断強
度が低下しはじめるので、1.5%’Th上限とする。
度が低下しはじめるので、1.5%’Th上限とする。
なお、Nbは1通常これと同効元素であるTak随伴す
るので、その場合はTaとの合計微か0.3〜1,5φ
であればよい。
るので、その場合はTaとの合計微か0.3〜1,5φ
であればよい。
W:0.5〜3.0係
Wは前記Nbとの組合せにより、高温強度の向上をもた
らす。このために0.5係以上の含有を要するが、あ捷
り多くなると耐酸化性力;損なわれるので3.0係を上
限とする。
らす。このために0.5係以上の含有を要するが、あ捷
り多くなると耐酸化性力;損なわれるので3.0係を上
限とする。
本発明鋳鋼は、上記諸元素とともに、下記のごと<、N
%T1.AI!およびBの各元素を複合的に含有する点
に最大の特徴を有する。この複合添加によって、高温特
性の著顕な向上をもたらし。
%T1.AI!およびBの各元素を複合的に含有する点
に最大の特徴を有する。この複合添加によって、高温特
性の著顕な向上をもたらし。
とりわけ1000°C’(rこえる高温使用において。
すぐれたクリープ破断強度、耐熱衝撃性および耐浸17
J痔に具備するものとなるのである。すなわち。
J痔に具備するものとなるのである。すなわち。
TiはC,Nと結合して炭化物、窒化物、炭窒化物を形
成し、BおよびAfはこれら化合物を微細に分散析出さ
せて結晶粒界を強化し、耐粒界割れ性を高めることによ
り1高温強度、就中クリープ破断強度、高温熱衝撃特性
、長時間クリープ破断強度の顕著な向上をもたらすので
ある。更に、Tiけ主としてAlとの相乗効果により耐
浸炭性の著しい改善に寄与する。
成し、BおよびAfはこれら化合物を微細に分散析出さ
せて結晶粒界を強化し、耐粒界割れ性を高めることによ
り1高温強度、就中クリープ破断強度、高温熱衝撃特性
、長時間クリープ破断強度の顕著な向上をもたらすので
ある。更に、Tiけ主としてAlとの相乗効果により耐
浸炭性の著しい改善に寄与する。
N:0.04〜0.15係
Nは固溶窒素の形態でオーステナイト相を安定・強化す
るとともに、T1等と窒化物、炭窒化物の形成に関与し
、この化合物が、前記のようにAI!。
るとともに、T1等と窒化物、炭窒化物の形成に関与し
、この化合物が、前記のようにAI!。
Bとの共存下に微細に分散析出することによって、結晶
粒が微細化し1粒成長が阻止され、クリープ破断強度や
耐熱衝撃性が高められる。この効果を十分なものとする
ため、その含有量は好ましくは0.04%以上とする。
粒が微細化し1粒成長が阻止され、クリープ破断強度や
耐熱衝撃性が高められる。この効果を十分なものとする
ため、その含有量は好ましくは0.04%以上とする。
但し、あまり多くなると。
窒化物、炭窒化物の過剰の析出、粗大化を招き。
かえって耐熱衝撃性が低下するので、o、x5m*上限
とするのが好ましい。
とするのが好ましい。
Ti:0.04〜0.5係
T1は上記のように炭窒化物等の形成により高温強度、
耐熱衝撃性に寄与するほか、特にA7層との粗列効果に
よって耐浸炭性を強化する。これらの効果全発揮させる
ため、その含有量は好ましくは0.044以上とする。
耐熱衝撃性に寄与するほか、特にA7層との粗列効果に
よって耐浸炭性を強化する。これらの効果全発揮させる
ため、その含有量は好ましくは0.044以上とする。
含有量の増加とともに、クリープ破断強度、耐浸炭性等
が高められるか、あ1り多くなると、析出物の粗大化、
酸化物系介在S量の増加を招き、特に0.5係をこえる
と、極端な強度低下が生ずる。よって、0.5tI)以
下とし。
が高められるか、あ1り多くなると、析出物の粗大化、
酸化物系介在S量の増加を招き、特に0.5係をこえる
と、極端な強度低下が生ずる。よって、0.5tI)以
下とし。
強度を重視するときは、0.154’(5上限とするの
が好ましい。
が好ましい。
Ai:0.07幅ケ越え、0.5係以下A7?はクリー
プ破断強度向上効果以外に、上記したごと<Ti との
共存により耐浸炭性の顕著な改善効果を有する。クリー
プ破断強度向上のみを期待するときは、その含有量を0
.02〜0.0γ係に限定するのが好ましいが、特に耐
浸炭性の改善を目的の一つとする本発明では、ltI′
浸炭性を十分なものとするために、その含有量を少くと
も0,07壬をこえる量とする。含有量の増加とともに
、強度はやや低下するが、耐浸炭性はさらに強化される
。しかし、0.54=iこえると、強度が極端に低くな
るので、上限i 0.54とする。なお%TlおよびA
l含有材を浸炭試験後、EPMA(X線マイクロアナラ
イザー)に付すと、試験片表層部にAI!!Jツチ層の
存在が認められる。このA1層が強力な浸炭防止効果を
有しているのである。
プ破断強度向上効果以外に、上記したごと<Ti との
共存により耐浸炭性の顕著な改善効果を有する。クリー
プ破断強度向上のみを期待するときは、その含有量を0
.02〜0.0γ係に限定するのが好ましいが、特に耐
浸炭性の改善を目的の一つとする本発明では、ltI′
浸炭性を十分なものとするために、その含有量を少くと
も0,07壬をこえる量とする。含有量の増加とともに
、強度はやや低下するが、耐浸炭性はさらに強化される
。しかし、0.54=iこえると、強度が極端に低くな
るので、上限i 0.54とする。なお%TlおよびA
l含有材を浸炭試験後、EPMA(X線マイクロアナラ
イザー)に付すと、試験片表層部にAI!!Jツチ層の
存在が認められる。このA1層が強力な浸炭防止効果を
有しているのである。
B:O,0O02〜0.004係
Bは結晶粒界の強化のほか、前記Tiイv4*微△
細析出させるとともに、析出後の凝集粗大化を遅らせる
ことにより、クリープ破断強度の向上に寄与する。この
ために、含有量はO,0O02%以上であることが望ま
しい。ただし、あまり多くなっても、それほど強度向上
はすすまず、かえって溶接性の低下を招くので、好まし
くは0.0044を上限とする。
ことにより、クリープ破断強度の向上に寄与する。この
ために、含有量はO,0O02%以上であることが望ま
しい。ただし、あまり多くなっても、それほど強度向上
はすすまず、かえって溶接性の低下を招くので、好まし
くは0.0044を上限とする。
P、Sその他鋼の溶製時に不可避的に混入する不純物は
、この種の鋼に通常許容される範囲であれば存在しても
かまわない。
、この種の鋼に通常許容される範囲であれば存在しても
かまわない。
次に、本発明鋳鋼について実施例を挙げて具体的に説明
する。
する。
実施例
高周波溶解炉(大気中)で鋳鋼を溶製し、遠心鋳造法に
より管材(外径186mmX肉厚20朋×長さ500m
m)’e得た。各供試材の化学成分組成を第1表に示す
。供試材應1〜4は本発明鋳鋼。
より管材(外径186mmX肉厚20朋×長さ500m
m)’e得た。各供試材の化学成分組成を第1表に示す
。供試材應1〜4は本発明鋳鋼。
届5〜9は比較材である。比較材のうち%黒5はNbと
Wを含むHP材(N、Ti%AI!、 Bのいずれも含
まない)%A6〜9はN−Tl h klおよびBkす
べで含むが、TiまたはA4量が本発明の規定から逸脱
するものである。
Wを含むHP材(N、Ti%AI!、 Bのいずれも含
まない)%A6〜9はN−Tl h klおよびBkす
べで含むが、TiまたはA4量が本発明の規定から逸脱
するものである。
各供試材より試験片を採取し、クリープ破断強度、耐熱
衝撃性、並び耐浸炭性を測定した。その結果を第2表に
示す。なお、各試験要領は次のとおりである。
衝撃性、並び耐浸炭性を測定した。その結果を第2表に
示す。なお、各試験要領は次のとおりである。
〔I〕クリープ破断試験
JIS Z2272の規定による。但し、(A)温度
1093°C・荷重1.9 kqf /rtwfおよび
(B)9度850°C・荷重7.3 kqf /myd
c7) 2 k り (D 条件で行なった。
1093°C・荷重1.9 kqf /rtwfおよび
(B)9度850°C・荷重7.3 kqf /myd
c7) 2 k り (D 条件で行なった。
(II)耐熱衝撃性試験
第1図に示す形状・寸法の試片(厚さ8 mm ) f
c 一温度900°Cに加熱保持(保持時間30分)し
たのち水冷する操作を繰返し、この操作を10回行なう
ごとに試片に発生したクラックの長さを測定する。耐熱
衝撃性Fi該クりック長さが5mmK達したときの繰返
し回数で評価した。第2表中、「耐熱衝撃性」欄の数値
はその回数である。むろん、回数の多い程、耐熱衝撃性
にすぐれることを意味する。
c 一温度900°Cに加熱保持(保持時間30分)し
たのち水冷する操作を繰返し、この操作を10回行なう
ごとに試片に発生したクラックの長さを測定する。耐熱
衝撃性Fi該クりック長さが5mmK達したときの繰返
し回数で評価した。第2表中、「耐熱衝撃性」欄の数値
はその回数である。むろん、回数の多い程、耐熱衝撃性
にすぐれることを意味する。
(nD耐浸炭性試験
試片(直径12mmX長さ60mm )を固体浸炭剤
(デグサK G 30 、BaC0a含有)中、温度1
100″Cで800Hr保持したのち、試片の表面から
深さ1厘までの層および1〜2mmの層よりそれぞれ切
粉を採取し、C量分析を行ない、増加C量(wt%)を
求めた。表中、「耐浸炭性」欄の数値は該増加C量であ
る。C量増加の少いほど。
(デグサK G 30 、BaC0a含有)中、温度1
100″Cで800Hr保持したのち、試片の表面から
深さ1厘までの層および1〜2mmの層よりそれぞれ切
粉を採取し、C量分析を行ない、増加C量(wt%)を
求めた。表中、「耐浸炭性」欄の数値は該増加C量であ
る。C量増加の少いほど。
耐浸炭性にすぐれることは言うまでもない。
第2表に示されるように、本発明鋳鋼(黒1〜4)は、
従来材のなかでも高温クリープ破断強度がすぐれろとさ
れているNb 、W含有HP材(供試・羽″A5)およ
びその他の比較材にくらべ、卓越した高温クリープ破断
強度を備えており、特に1000°Ceこえる温度域に
おいても高度のクリープ破断強度を維持する。また、本
発明鋳鋼は。
従来材のなかでも高温クリープ破断強度がすぐれろとさ
れているNb 、W含有HP材(供試・羽″A5)およ
びその他の比較材にくらべ、卓越した高温クリープ破断
強度を備えており、特に1000°Ceこえる温度域に
おいても高度のクリープ破断強度を維持する。また、本
発明鋳鋼は。
耐熱衝撃性についても従来材を凌駕する。更に浸炭試験
におけるC量増加は従来材の半分ないしそれ以丁であり
、その高度の耐浸炭性も本発明鋳鋼を特徴づける材料特
性の一つであることがわかる。
におけるC量増加は従来材の半分ないしそれ以丁であり
、その高度の耐浸炭性も本発明鋳鋼を特徴づける材料特
性の一つであることがわかる。
以上のように、本発明に係る耐熱鋳鋼は、従来のNb
、W含有HP材などに比し、高温特性、就中に温クリー
プ破断強度、耐熱衝撃性、並びに耐浸炭性等にすぐれて
おり1石油化学工業におけるエチレンクラッキングチュ
ーブや改質炉内のりフォーマチューブをけじめとして、
鉄鋼関漣設備におけるハースロールやラジアントチュー
ブなど。
、W含有HP材などに比し、高温特性、就中に温クリー
プ破断強度、耐熱衝撃性、並びに耐浸炭性等にすぐれて
おり1石油化学工業におけるエチレンクラッキングチュ
ーブや改質炉内のりフォーマチューブをけじめとして、
鉄鋼関漣設備におけるハースロールやラジアントチュー
ブなど。
1000°Ciこえる高温域で使用される各種設備部材
の好適な材料として供することができる。
の好適な材料として供することができる。
第1図は耐熱衝撃性試験片の形状寸法説明図である。
特許出願人 久保田鉄工株式会社
代理人弁理士 宮 崎 新八部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (I)CO,8〜0.6 %、 Si 2.0 %以下
、Mn 2.0 ’I=以下、Cr2O〜80%、Ni
30〜40 %、N1)0.3〜1.5係、Wo、5〜
3.0係、NO,04〜0.15係、Ti’0.04〜
0.5係、A7?0.07係を越え。 05係以下、BO,0O02〜0.004係、残部実質
的にFeからなる耐熱鋳鋼。
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16248081A JPS5867853A (ja) | 1981-10-12 | 1981-10-12 | 耐熱鋳鋼 |
NZ201260A NZ201260A (en) | 1981-10-12 | 1982-07-13 | Heat-resistant cast steel |
AU86003/82A AU535669B2 (en) | 1981-10-12 | 1982-07-14 | Heat resistant cast steel |
ES513990A ES8305048A1 (es) | 1981-10-12 | 1982-07-15 | "procedimiento de fabricar acero colado resistente al calor". |
NL8202873A NL8202873A (nl) | 1981-10-12 | 1982-07-15 | Tegen verhitting bestand gietstaal. |
CA000407311A CA1198611A (en) | 1981-10-12 | 1982-07-15 | Heat resistant cast steel |
IT67915/82A IT1155556B (it) | 1981-10-12 | 1982-07-16 | Acciaio per getti con elevata resistenza al calore particolarmente per applicazioni nell industria petrolchimica |
GB08228347A GB2110236B (en) | 1981-10-12 | 1982-10-05 | Heat resistant cast steel |
FR8217006A FR2514373B1 (fr) | 1981-10-12 | 1982-10-11 | Acier pour moulage, resistant a la chaleur |
DE3237782A DE3237782C2 (de) | 1981-10-12 | 1982-10-12 | Hitzebeständiger Stahlguß |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16248081A JPS5867853A (ja) | 1981-10-12 | 1981-10-12 | 耐熱鋳鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5867853A true JPS5867853A (ja) | 1983-04-22 |
JPH0135067B2 JPH0135067B2 (ja) | 1989-07-24 |
Family
ID=15755413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16248081A Granted JPS5867853A (ja) | 1981-10-12 | 1981-10-12 | 耐熱鋳鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5867853A (ja) |
-
1981
- 1981-10-12 JP JP16248081A patent/JPS5867853A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0135067B2 (ja) | 1989-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5084238A (en) | High strength heat-resistant low alloy steels | |
JPH02217439A (ja) | 耐食、耐酸化性に優れた高強度低合金鋼 | |
JPS626634B2 (ja) | ||
JPS6142781B2 (ja) | ||
JPS61177352A (ja) | 石油化学工業反応管用耐熱鋳鋼 | |
JPS5864359A (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
JP3570288B2 (ja) | 熱間加工性に優れた高Crマルテンサイト系耐熱鋼 | |
JPS5867853A (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
JPS5935424B2 (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
JPS5864360A (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
JPS5935425B2 (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
EP0705909A1 (en) | A high-chromium ferritic steel excellent in high-temperature ductility and strength | |
JPS5964752A (ja) | 溶接性と高温強度に優れたオ−ステナイト鋼 | |
JPH0762497A (ja) | 高温強度と靱性の優れた高Crフェライト系耐熱鋼 | |
JPS596908B2 (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
JPS5864361A (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
JPS6142779B2 (ja) | ||
JPH09184043A (ja) | 高温強度に優れ溶接性の良好な低合金耐熱鋼 | |
JPS5938366A (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
JPS596910B2 (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
JP2551512B2 (ja) | 高Crフェライト系耐熱鋼用溶接材料 | |
JPS5935430B2 (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
JPS5938364A (ja) | 耐熱鋳鋼 | |
JPS62207846A (ja) | 高温強度と延性に優れた耐熱鋳鋼 | |
JP4743198B2 (ja) | 建築用耐火鋼材およびその製造方法 |