JPS59193249A - 海水用水車材料 - Google Patents
海水用水車材料Info
- Publication number
- JPS59193249A JPS59193249A JP58066604A JP6660483A JPS59193249A JP S59193249 A JPS59193249 A JP S59193249A JP 58066604 A JP58066604 A JP 58066604A JP 6660483 A JP6660483 A JP 6660483A JP S59193249 A JPS59193249 A JP S59193249A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molybdenum
- strength
- steel
- corrosion resistance
- seawater
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Hydraulic Turbines (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は海水揚水発電用ポンプ水車、潮力発電用水車及
び海水ポンプ等、海水を利用するポンプ機器で耐食性９
強度、靭性及び溶接性の必要なランチ鋳鋼材及びガイド
ベーン鋳鋼材に関する。
び海水ポンプ等、海水を利用するポンプ機器で耐食性９
強度、靭性及び溶接性の必要なランチ鋳鋼材及びガイド
ベーン鋳鋼材に関する。
従来のものに、炭素０．０３〜０．２５％、けい素０．
１０〜０．７０チ、マンガン０．２５〜２． ＯＯ％
。
１０〜０．７０チ、マンガン０．２５〜２． ＯＯ％
。
クロム１１〜１４％、ニッケル４〜８チ、モＩＪ ７’
デン０．５〜３．５ ％ 、残部鉄なる鋼が公知されて
おり、夫々の元素の好ましい範囲が記載され、モリブデ
ンは１．０〜２．０％が好ましいとしている。モリブデ
ンを含まない鋼及び１．０７〜３．５０ 、％含む鋼に
ついてクエン酸２１ｇ／ｌ＋５％塩溶液中で腐食試験を
行ない、モリブデン歓が少ない中はその増加と共に耐食
性が向上し、１．４５ ％で最もすぐれた耐食性を示し
、それよりモリブデン量が増えると耐食性はかえって低
下することが知られている。
デン０．５〜３．５ ％ 、残部鉄なる鋼が公知されて
おり、夫々の元素の好ましい範囲が記載され、モリブデ
ンは１．０〜２．０％が好ましいとしている。モリブデ
ンを含まない鋼及び１．０７〜３．５０ 、％含む鋼に
ついてクエン酸２１ｇ／ｌ＋５％塩溶液中で腐食試験を
行ない、モリブデン歓が少ない中はその増加と共に耐食
性が向上し、１．４５ ％で最もすぐれた耐食性を示し
、それよりモリブデン量が増えると耐食性はかえって低
下することが知られている。
しかしその後の本発明者らの実験ではモリブデン量が１
．０〜２．０チでは海水中で十分な耐食性が得られない
ことがわかった。
．０〜２．０チでは海水中で十分な耐食性が得られない
ことがわかった。
本発明の目的は海水耐食性が１８Ｃｒ・８Ｎｉ系オース
テナイトステンレス鋳鋼と同等以上で、耐力がこれより
すぐれ、かつ靭性及び溶接性のすぐれた５Ｎ ｉ −１
３Ｃｒ −２，５Ｍｏ系マルテンサイト鋳鋼を提供する
ことである。
テナイトステンレス鋳鋼と同等以上で、耐力がこれより
すぐれ、かつ靭性及び溶接性のすぐれた５Ｎ ｉ −１
３Ｃｒ −２，５Ｍｏ系マルテンサイト鋳鋼を提供する
ことである。
海水機器では海水耐食性が重要であるが、揚水ポンプ水
車、特に高揚程の場合、強度特に耐力及び腐食疲労強度
の高いことが必要である。ポンプ水車ランナ及びガイド
ベーンは通常鋳鋼で製作され、オーステナイトステンレ
ス鋳鋼は海水耐食性はすぐれているが、設計強度上必要
な耐力が２０〜２４Ｋｇｆ ／ｒａｎ２ と低い。ま
た引張強さも５０Ｋｇｆ ／・Ｉｌｌ ２でアシ、マル
テンサイト系鋳鋼の８０Ｋｇ ｆ ／ ｍｍ ２級より
低く、このため腐食疲労強度も低くなる。
車、特に高揚程の場合、強度特に耐力及び腐食疲労強度
の高いことが必要である。ポンプ水車ランナ及びガイド
ベーンは通常鋳鋼で製作され、オーステナイトステンレ
ス鋳鋼は海水耐食性はすぐれているが、設計強度上必要
な耐力が２０〜２４Ｋｇｆ ／ｒａｎ２ と低い。ま
た引張強さも５０Ｋｇｆ ／・Ｉｌｌ ２でアシ、マル
テンサイト系鋳鋼の８０Ｋｇ ｆ ／ ｍｍ ２級より
低く、このため腐食疲労強度も低くなる。
本発明は耐食性は劣るが強度のすぐれているマルテンサ
イト系鋳鋼及び強度は低いが耐食性のすぐれているオー
ステナイト系ステンレス鋳鋼の性質の中、両者のすぐれ
た強度及び耐食性の両性質を１鋼種で兼備した鋼？提供
するものでおる。
イト系鋳鋼及び強度は低いが耐食性のすぐれているオー
ステナイト系ステンレス鋳鋼の性質の中、両者のすぐれ
た強度及び耐食性の両性質を１鋼種で兼備した鋼？提供
するものでおる。
またランチやガイドベーンは通常鋳鋼製であり、鋳鋼は
微少欠陥を含むのでその補修溶接が必要であり、また大
型ポンプ水車では分割部材を組立構造溶接するので溶接
性のすぐれていることが重要である。
微少欠陥を含むのでその補修溶接が必要であり、また大
型ポンプ水車では分割部材を組立構造溶接するので溶接
性のすぐれていることが重要である。
また大型購造物であるので高靭性が要求される。
本発明は上記事情にかんがみ、海水耐食性９強度、靭性
及び溶接性のすぐれた５Ｎｉ・１３０ｒ・２、５ Ｍ
ｏマルテンサイト系鋳鋼に関するものである。組成は重
量％で炭素０．０３〜０．０７チ、けい素０，２０〜０
．６０係、マンガン０．３〜０．８係、ニッケル４．５
〜６．５チ、クロム１１．５〜１４．０チ。
及び溶接性のすぐれた５Ｎｉ・１３０ｒ・２、５ Ｍ
ｏマルテンサイト系鋳鋼に関するものである。組成は重
量％で炭素０．０３〜０．０７チ、けい素０，２０〜０
．６０係、マンガン０．３〜０．８係、ニッケル４．５
〜６．５チ、クロム１１．５〜１４．０チ。
モリブデン２．０〜３．０ ％ 、残部鉄及び同伴する
不純物とからなるものである。
不純物とからなるものである。
成分限定理由は次の曲シである。
炭素は鋼の焼入性及び強度を増すのに必要な元素であり
、Ｑ、０３％より少なくてはこれらの作用が十分でなく
、十分な強度が得られない。また多い程これらの作用は
増すが、０．０７係を越えると結晶粒界にクロム炭化物
を析出し、炭化物周囲のクロム濃度が減少して海水耐食
性が低下し、また溶接性も低下するので、炭素は０．０
３〜０．０７％とする。０．０３〜０．０６％が好まし
い。
、Ｑ、０３％より少なくてはこれらの作用が十分でなく
、十分な強度が得られない。また多い程これらの作用は
増すが、０．０７係を越えると結晶粒界にクロム炭化物
を析出し、炭化物周囲のクロム濃度が減少して海水耐食
性が低下し、また溶接性も低下するので、炭素は０．０
３〜０．０７％とする。０．０３〜０．０６％が好まし
い。
けい素は脱酸剤として添加し、また基地を強化する。０
．２係より少なくてはそれらの作用が不十分であり、ま
た０、６％を超えると脆くなり、クロム量との組合せに
よってはデルタフエライ）を多くして更に脆くなる。し
たがってけい素は０．２〜０．６チとする。
．２係より少なくてはそれらの作用が不十分であり、ま
た０、６％を超えると脆くなり、クロム量との組合せに
よってはデルタフエライ）を多くして更に脆くなる。し
たがってけい素は０．２〜０．６チとする。
マンガンは脱酸、脱硫剤として添加し、また基地を強化
する。０，３チより少なくてはこれらの作用が不十分で
あり、また０、６チを超えてもその効果は飽和し、靭性
低下を生ずるので０．３〜０．６チとする。
する。０，３チより少なくてはこれらの作用が不十分で
あり、また０、６チを超えてもその効果は飽和し、靭性
低下を生ずるので０．３〜０．６チとする。
ニッケルは焼入性を増して強度を上げ、残留オーステナ
イトを生じて靭性を増し、かつ溶接性を向上させる。４
．５チよシ少なくてはこれらの作用が不十分であり、ま
た６、５チを超えると残留オーステナイト量が増えて強
度が低下するのでニッケルは４．５〜６．５％とする。
イトを生じて靭性を増し、かつ溶接性を向上させる。４
．５チよシ少なくてはこれらの作用が不十分であり、ま
た６、５チを超えると残留オーステナイト量が増えて強
度が低下するのでニッケルは４．５〜６．５％とする。
この中でも５．０〜６．０チが好ましいう
クロムは海水耐食性を増し、また焼入性を増して強度を
上げるのに重要な元素である。■１．５チより少なくて
はこれらの作用が不十分であり、また１４．０％より多
くなるとデルタフェライトの析出が多くなシ、脆くなる
ので１１．５〜１４．０％とする。
上げるのに重要な元素である。■１．５チより少なくて
はこれらの作用が不十分であり、また１４．０％より多
くなるとデルタフェライトの析出が多くなシ、脆くなる
ので１１．５〜１４．０％とする。
モリブデンは強度及び海水耐食性を増し、その成分範囲
は特に重要でおる。海水耐食性に関しては２．０チ未満
では耐食性が不十分であり、２，０チ以上の添加で耐食
性は急激に向上する。モリブデンの増加と共に強度は次
第に向上するが、靭性は最初徐々に低下し、３．０％を
超えると急激に低下する。したがってモリブデン上２．
０〜３．０係とする。この中で２．１〜２．６％が好ま
しい。
は特に重要でおる。海水耐食性に関しては２．０チ未満
では耐食性が不十分であり、２，０チ以上の添加で耐食
性は急激に向上する。モリブデンの増加と共に強度は次
第に向上するが、靭性は最初徐々に低下し、３．０％を
超えると急激に低下する。したがってモリブデン上２．
０〜３．０係とする。この中で２．１〜２．６％が好ま
しい。
以下、実施例によって本発明の内容ｆ！：説明するっ第
１表に用いた材料の化学組成を示す。賦香１〜３及び６
は残留オーステナイ）（ｒ含むマルテンサイト鋼、賦香
４，５は本発明鋼で残留オーステナイトを含むマルテン
サイト鋼である。これらの中、賦香５及び６は少量のデ
ルタフェライトを含む。
１表に用いた材料の化学組成を示す。賦香１〜３及び６
は残留オーステナイ）（ｒ含むマルテンサイト鋼、賦香
４，５は本発明鋼で残留オーステナイトを含むマルテン
サイト鋼である。これらの中、賦香５及び６は少量のデ
ルタフェライトを含む。
賦香７，８はオーステナイト鋼である。これらは高周波
炉で大気中溶解し、砂型に鋳造した。マルテンサイト系
Ｆ′１１０００Ｇで拡散焼なまし後、９８０Ｃより空冷
規準し、６００Ｃ×５ｈ空冷の焼戻しを行なった。Ｅの
種のマルテンサイト系鋼の大気窒素が含まれる。窒素は
強度を上げ、海水耐食性を向上させるので、０．１２％
寸で添加しても良い。
炉で大気中溶解し、砂型に鋳造した。マルテンサイト系
Ｆ′１１０００Ｇで拡散焼なまし後、９８０Ｃより空冷
規準し、６００Ｃ×５ｈ空冷の焼戻しを行なった。Ｅの
種のマルテンサイト系鋼の大気窒素が含まれる。窒素は
強度を上げ、海水耐食性を向上させるので、０．１２％
寸で添加しても良い。
浸漬腐食実験けＡＳＴＭ−Ｄ−１１４１−５２による人
工海水中に３０Ｘ６０Ｘ５ｍｍ試験片を１０００時間浸
漬し、腐食減量を求めた。第１図にその結果を示す。マ
ルテンサイト系鋼ではモリブデン量の増加により腐食量
は減少し、特にモリブデンが２．０チ以上で急減に減少
し、オーステナイト系鋼と同等以上の耐食性を示す。オ
ーステナイ）・系鋼は元来耐食性がすぐれているので、
モリブデン全２．５係添加しても腐食量はわずかに減少
する程度である。
工海水中に３０Ｘ６０Ｘ５ｍｍ試験片を１０００時間浸
漬し、腐食減量を求めた。第１図にその結果を示す。マ
ルテンサイト系鋼ではモリブデン量の増加により腐食量
は減少し、特にモリブデンが２．０チ以上で急減に減少
し、オーステナイト系鋼と同等以上の耐食性を示す。オ
ーステナイ）・系鋼は元来耐食性がすぐれているので、
モリブデン全２．５係添加しても腐食量はわずかに減少
する程度である。
従来、この種のマルテンサイト系鋼ではモリブデン１．
５チで腐食量が最小となり、１％以下及び２チ以上にな
ると、腐食量はかえって増加すると ′言われていた。
５チで腐食量が最小となり、１％以下及び２チ以上にな
ると、腐食量はかえって増加すると ′言われていた。
あるいはモリブデンは多い程腐食量が減少すると考えら
れていたが、２，０％以上のモリブデン添加によシ腐食
量が急激に減少するとの事実は認められていなかった。
れていたが、２，０％以上のモリブデン添加によシ腐食
量が急激に減少するとの事実は認められていなかった。
このような従来のデータ及び考えに対し、本発明は５Ｎ
ｌ−１３Ｃｒマルテンサイト系鋼でモリブデンが２．０
１ｅ境にし、それ以上の添加で腐食量が急激に減少する
ことを見出した。
ｌ−１３Ｃｒマルテンサイト系鋼でモリブデンが２．０
１ｅ境にし、それ以上の添加で腐食量が急激に減少する
ことを見出した。
塩水噴霧実験はＪ Ｉ ５−Ｚ−２３７１法によシ、３
０Ｘ６０Ｘ５ｍｍ試験片に５％塩化ナトリウム水溶液を
３５Ｃで５００時間噴霧ふシかけ、腐食減量を求めた。
０Ｘ６０Ｘ５ｍｍ試験片に５％塩化ナトリウム水溶液を
３５Ｃで５００時間噴霧ふシかけ、腐食減量を求めた。
第２図にその結果を示すっマルテンサイト系鋼ではモリ
ブデン量の増加と共に腐食量が減少し、特に１．０チ以
上及び２．０％以上になると腐食量は急激に減少するが
、オーステナイト系鋼と同等の耐食性を得るには２．０
チ以上のモリブデンが必要である。オーステナイト系鋼
は元来耐食性がすぐれているので、モリブデン全２．５
％添加しても腐食量はわずかに減少する程度である。
ブデン量の増加と共に腐食量が減少し、特に１．０チ以
上及び２．０％以上になると腐食量は急激に減少するが
、オーステナイト系鋼と同等の耐食性を得るには２．０
チ以上のモリブデンが必要である。オーステナイト系鋼
は元来耐食性がすぐれているので、モリブデン全２．５
％添加しても腐食量はわずかに減少する程度である。
本発明では５Ｎ！・１３Ｃｒマルテンサイト系鋼に２．
０％以上のモリブデンの添加によシ、腐食減量が急激に
減少し、オーステナイト系鋼井同等の耐食性が得られる
ことを見出した。
０％以上のモリブデンの添加によシ、腐食減量が急激に
減少し、オーステナイト系鋼井同等の耐食性が得られる
ことを見出した。
以上のように５Ｎｉ・＄３０ｒマルテンサイト系鋼にお
いて、モリブデンを２．０％以上にすると海水耐食性が
予想以上に急激に向上することが分った。実験はモリブ
デン３．３チまでであるが、この範囲内ではモリブデン
量の多い方が耐食性がやや向上するので、多く添加した
方が良いように思われる。しかし、ポンプ水車ライチは
大型の回転体であり、起動停止時に負荷応力の急変があ
り、高信頼性金得るために材料自体の高靭性が必要とな
る。
いて、モリブデンを２．０％以上にすると海水耐食性が
予想以上に急激に向上することが分った。実験はモリブ
デン３．３チまでであるが、この範囲内ではモリブデン
量の多い方が耐食性がやや向上するので、多く添加した
方が良いように思われる。しかし、ポンプ水車ライチは
大型の回転体であり、起動停止時に負荷応力の急変があ
り、高信頼性金得るために材料自体の高靭性が必要とな
る。
そこでシャルピー衝撃試験全行ない、靭性に及ぼすモリ
ブデン量の影響Ｔｈ ＦＪｌｉｌべた。Ｊ Ｉ Ｓ−Ｚ
−２２０２による２ｍｍＶノツチ衝撃試験片を用い、
ＯＣで試験した。その結果を第３図に示す。５Ｎｉ・１
３Ｃｒマルテンサイト系鋼ではモリブデン量の増加と共
に衝撃値は低下し、特に３．０ ％ ｋ超えると急激に
低下する。マルテンサイト糸軸１において、モリブデン
の添加は衝撃値を低下させることは知られているが、５
Ｎｌ・１３Ｃｒマルテンサイト系鋼においてモリブデン
が３． Ｏ％ ｉ超えると、このように急激に減少する
ことは知られていなかった。
ブデン量の影響Ｔｈ ＦＪｌｉｌべた。Ｊ Ｉ Ｓ−Ｚ
−２２０２による２ｍｍＶノツチ衝撃試験片を用い、
ＯＣで試験した。その結果を第３図に示す。５Ｎｉ・１
３Ｃｒマルテンサイト系鋼ではモリブデン量の増加と共
に衝撃値は低下し、特に３．０ ％ ｋ超えると急激に
低下する。マルテンサイト糸軸１において、モリブデン
の添加は衝撃値を低下させることは知られているが、５
Ｎｌ・１３Ｃｒマルテンサイト系鋼においてモリブデン
が３． Ｏ％ ｉ超えると、このように急激に減少する
ことは知られていなかった。
次に引張性質に及ぼすモリブデン量の影響を調べた。第
４図に引張強さ及び０．２チ耐力の結果を示す。マルテ
ンサイト系鋼は引張強さ及び０．２チ耐力共高い値を示
し、モリブデン量の増加につれ、両性質共次第に向上す
る。これに対し、オーステナイト系鋼は引張強さ、０，
２耐力共に低く、特に０．２％耐力が著しく低い。また
モリブデン添加の影響は非常に小さい。
４図に引張強さ及び０．２チ耐力の結果を示す。マルテ
ンサイト系鋼は引張強さ及び０．２チ耐力共高い値を示
し、モリブデン量の増加につれ、両性質共次第に向上す
る。これに対し、オーステナイト系鋼は引張強さ、０，
２耐力共に低く、特に０．２％耐力が著しく低い。また
モリブデン添加の影響は非常に小さい。
水車ランチやガイドベーンは強度設計上、高耐力が必要
であり、高揚程ポンプ水車ではオーステナイト系鋼の耐
力では不十分で、マルテンサイト系鋼が有利となる。
であり、高揚程ポンプ水車ではオーステナイト系鋼の耐
力では不十分で、マルテンサイト系鋼が有利となる。
次に賦香４について共金糸の被覆棒を用いて溶接実験を
行なった。５０咽厚の鋳鋼材を予熱５０〜１００Ｃで溶
接し、割れは生ぜず健全な溶接部が得られた。
行なった。５０咽厚の鋳鋼材を予熱５０〜１００Ｃで溶
接し、割れは生ぜず健全な溶接部が得られた。
本実施例では鋳造材について述べたが、鍛造材でも同様
な効果が得られ、鍛造材は偏析、微少欠陥が少ないので
鋳造材よシもすぐれた性質を示す。
な効果が得られ、鍛造材は偏析、微少欠陥が少ないので
鋳造材よシもすぐれた性質を示す。
本発明鋼は従来鋼に比べ、耐食性１強度及び靭性がすぐ
れ、かつ溶接が容易であり、海水用機器特にポンプ水車
のランチャガイドベーンに適用すれば、信頼性及び経済
性の点で有利である。
れ、かつ溶接が容易であり、海水用機器特にポンプ水車
のランチャガイドベーンに適用すれば、信頼性及び経済
性の点で有利である。
第１図は本発明鋼及び従来鋼の人工海水中浸漬の腐食量
を示す線図、第２図は塩水噴霧試験による腐食量を示す
線図、第３図は衝撃値を示す線図、第４図は０．２チ耐
力及び引張強さを示す線図であ第 ／［Ｉ ＭＯ￥（％う 早 ２ 凹 第 ３ ｎ 閃。量（％）
を示す線図、第２図は塩水噴霧試験による腐食量を示す
線図、第３図は衝撃値を示す線図、第４図は０．２チ耐
力及び引張強さを示す線図であ第 ／［Ｉ ＭＯ￥（％う 早 ２ 凹 第 ３ ｎ 閃。量（％）
Claims (1)
- １、重量比で炭素０．０３〜０．０７％、けい素０．２
０〜０．６０俤、マンガン０．３０〜０．８０チ、ニッ
ケル４．５〜６．５％、クロム１１．５〜１４．０チ、
モリブデン２．０〜３，０チ残余鉄及び不純物からなる
ことを特徴とする海水用水車材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58066604A JPS59193249A (ja) | 1983-04-14 | 1983-04-14 | 海水用水車材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58066604A JPS59193249A (ja) | 1983-04-14 | 1983-04-14 | 海水用水車材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59193249A true JPS59193249A (ja) | 1984-11-01 |
Family
ID=13320673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58066604A Pending JPS59193249A (ja) | 1983-04-14 | 1983-04-14 | 海水用水車材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59193249A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02140465A (ja) * | 1988-11-22 | 1990-05-30 | Hitachi Ltd | 水車ランナの製造方法 |
| CN110643896A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-03 | 天津理工大学 | 一种超超临界高氮马氏体铸钢及其制备方法 |
-
1983
- 1983-04-14 JP JP58066604A patent/JPS59193249A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02140465A (ja) * | 1988-11-22 | 1990-05-30 | Hitachi Ltd | 水車ランナの製造方法 |
| CN110643896A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-03 | 天津理工大学 | 一种超超临界高氮马氏体铸钢及其制备方法 |
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