JPS59211555A - 高靭性圧力容器用鋼 - Google Patents
高靭性圧力容器用鋼Info
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- JPS59211555A JPS59211555A JP8413283A JP8413283A JPS59211555A JP S59211555 A JPS59211555 A JP S59211555A JP 8413283 A JP8413283 A JP 8413283A JP 8413283 A JP8413283 A JP 8413283A JP S59211555 A JPS59211555 A JP S59211555A
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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】
本発明は高靭性圧力容器用鋼の創案に係シ、極厚大単重
圧力容器用銅の如きにおいて溶接性の改善蚕充分な強度
、靭性を維持しつつ実現するようＫＬ、たものである。
圧力容器用銅の如きにおいて溶接性の改善蚕充分な強度
、靭性を維持しつつ実現するようＫＬ、たものである。
圧力容器を製造するための工程としては通常素材銅板を
Ａ４３点最上の温度に加熱し、熱間加工後空冷、或いは
熱間加ニー焼型−（焼戻し）（場合によっては熱間加工
後焼入焼戻しを朽うこともある）し、その後溶接−溶接
後熱処理（Ｐｏ５ｔ Ｗｅｌｄ Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔ
ｍｅｎｔ ：以下ＰＷＨＴという）を１回〜数回繰返す
方法が採られている。従ってこのような圧力容器用鋼板
に要求される性能としては熱間加工性および溶接性に優
れていることは言うまでもなく、これらの製造熱履歴を
受けた後にお−ても十分な強度′と靭性を維持している
ことが重要である。しかし一般に斯様な圧力容器に使用
される銅板はその板厚が１００〜３００ｍ と厚くな
るため前記した製造工程の中でもとシわけ熱間加工後空
冷又は規準によシ襄造するものは第一ステナイト域から
の冷却速度が小さくなり、特に板厚中心部では充分な強
度、靭性を維狩することが困難となる。然してこのよう
な目的で採用されるＣｒ −Ｍｏ鋼において充分な強度
、靭性を確保するにはミクロ組織として均一なベイナイ
ト組織を得る必要があシ、従来はこの均一なベイナイト
組織を得るために焼入性を高める合金元素の添加という
方法が採られていた。ところがこの焼入性を高める合金
元素の添加は同時に溶接部の硬度を高め、溶接性を低下
させるものであるから十分な対策となし得ない。そこで
近時においては焼入性を上けるために合金元素を添加す
るのではなく、焼入性向上に有効な元素であるＢととも
に几かＡｔの倒れか一方又は両者を同時冷加する方法が
採られている。即ちこの場合の７Ｚ、Ｎ添加の目的は鋼
中の固溶Ｎを固定してＢＮの生成を抑制することによシ
焼入性を烏めるのに有効な固溶Ｂ量を確保することにあ
る。然し上記のようにしても前述したように板厚の大き
い圧力容器用鋼板のように造塊時に大型の大単重鋼塊を
使用する場合には鋼塊の凝固速度が頗る遅くなるので従
来のようにｎ添加量が０．０１０〜０．０５０％と多い
ときには鋼塊中心部に粗大なＴＬ Ｎを生成し、この粗
大ＴＬＮは熱力学的に甚だ安定な析出物であるため圧延
、熱処理の熱履歴を経た後においても鋼板の板厚中心部
に残存することとなシ鋼板の靭性を甚だしく劣化させる
原因となっている。またＮ添加の場合はルＮの溶解度積
がｎＮに比較してかなシ大きいためＮを充分に固定する
には〃Ｎを生成する化学量論的な量を超えて過剰な〃を
添加する必要があシ、この過剰な〃は靭性に悪影響を及
ぼす粗大な〃Ｎを生成すると共にりＩＪ −ｆ強度を劣
化きせるため圧力容器用鋼の成分としては好ましいもの
でない。
Ａ４３点最上の温度に加熱し、熱間加工後空冷、或いは
熱間加ニー焼型−（焼戻し）（場合によっては熱間加工
後焼入焼戻しを朽うこともある）し、その後溶接−溶接
後熱処理（Ｐｏ５ｔ Ｗｅｌｄ Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔ
ｍｅｎｔ ：以下ＰＷＨＴという）を１回〜数回繰返す
方法が採られている。従ってこのような圧力容器用鋼板
に要求される性能としては熱間加工性および溶接性に優
れていることは言うまでもなく、これらの製造熱履歴を
受けた後にお−ても十分な強度′と靭性を維持している
ことが重要である。しかし一般に斯様な圧力容器に使用
される銅板はその板厚が１００〜３００ｍ と厚くな
るため前記した製造工程の中でもとシわけ熱間加工後空
冷又は規準によシ襄造するものは第一ステナイト域から
の冷却速度が小さくなり、特に板厚中心部では充分な強
度、靭性を維狩することが困難となる。然してこのよう
な目的で採用されるＣｒ −Ｍｏ鋼において充分な強度
、靭性を確保するにはミクロ組織として均一なベイナイ
ト組織を得る必要があシ、従来はこの均一なベイナイト
組織を得るために焼入性を高める合金元素の添加という
方法が採られていた。ところがこの焼入性を高める合金
元素の添加は同時に溶接部の硬度を高め、溶接性を低下
させるものであるから十分な対策となし得ない。そこで
近時においては焼入性を上けるために合金元素を添加す
るのではなく、焼入性向上に有効な元素であるＢととも
に几かＡｔの倒れか一方又は両者を同時冷加する方法が
採られている。即ちこの場合の７Ｚ、Ｎ添加の目的は鋼
中の固溶Ｎを固定してＢＮの生成を抑制することによシ
焼入性を烏めるのに有効な固溶Ｂ量を確保することにあ
る。然し上記のようにしても前述したように板厚の大き
い圧力容器用鋼板のように造塊時に大型の大単重鋼塊を
使用する場合には鋼塊の凝固速度が頗る遅くなるので従
来のようにｎ添加量が０．０１０〜０．０５０％と多い
ときには鋼塊中心部に粗大なＴＬ Ｎを生成し、この粗
大ＴＬＮは熱力学的に甚だ安定な析出物であるため圧延
、熱処理の熱履歴を経た後においても鋼板の板厚中心部
に残存することとなシ鋼板の靭性を甚だしく劣化させる
原因となっている。またＮ添加の場合はルＮの溶解度積
がｎＮに比較してかなシ大きいためＮを充分に固定する
には〃Ｎを生成する化学量論的な量を超えて過剰な〃を
添加する必要があシ、この過剰な〃は靭性に悪影響を及
ぼす粗大な〃Ｎを生成すると共にりＩＪ −ｆ強度を劣
化きせるため圧力容器用鋼の成分としては好ましいもの
でない。
本発明は上記したような実情に鑑み検討を重ねて創案さ
れたものであって、極厚太単１鋼板に≧いても優れた溶
接性を有すると共にその鋼板をＡＣ３点以上の温度に加
熱し、熱間加工後空冷、或いは熱間加ニー焼型−（焼戻
し）処理を行った後においても、即ちこの鋼板を用いて
圧力容器を製造した場合における該圧力容器が、充分な
強度と靭性を具備していることにある。更に具体的に言
うならば、この強度、靭性のレベルとしては焼戻しパラ
メーターＣＰ＝Ｔ （ｌｏｇ ｔ＋２０ ） ）の値が
２０．５Ｘ１０’ 以内においては充分なＰＷＨＴを
施した後においても強度としてはＡＳＴＭＡ３８７ｇｒ
、 １１ ｃｌａｓｓ ２ の規格値を満足し、靭性と
しては（同じ（ＰＷＨＴを施した後においても）シャル
ピー試験における破面遷移温度（以下ｖＴｓという）が
−２０℃以下を満たすことにある。即ち本発明によるも
のは、ｗｔ％（以下単に俤という）で、ｃ ： ｏ、ｏ
ａ〜０．１２％、５Ｌ＝０．１５％を超え０．８０％未
満、Ｍｎ ： ０．４５％を超え１．００％未満、Ｃｒ
： ０．８０％を超え１．８０％未満、Ｍｏ ： ０
．１０％を超え１．２０％未満、Ｃｕ ： ０．５％未
満、Ｎｉ ： ０．１０％を超え１．００％未満、Ｔｉ
：ｏ、ｏｉｏ％未満、Ｂ ： ０．０００２〜０．０
０１０係、ｓｏｌ。
れたものであって、極厚太単１鋼板に≧いても優れた溶
接性を有すると共にその鋼板をＡＣ３点以上の温度に加
熱し、熱間加工後空冷、或いは熱間加ニー焼型−（焼戻
し）処理を行った後においても、即ちこの鋼板を用いて
圧力容器を製造した場合における該圧力容器が、充分な
強度と靭性を具備していることにある。更に具体的に言
うならば、この強度、靭性のレベルとしては焼戻しパラ
メーターＣＰ＝Ｔ （ｌｏｇ ｔ＋２０ ） ）の値が
２０．５Ｘ１０’ 以内においては充分なＰＷＨＴを
施した後においても強度としてはＡＳＴＭＡ３８７ｇｒ
、 １１ ｃｌａｓｓ ２ の規格値を満足し、靭性と
しては（同じ（ＰＷＨＴを施した後においても）シャル
ピー試験における破面遷移温度（以下ｖＴｓという）が
−２０℃以下を満たすことにある。即ち本発明によるも
のは、ｗｔ％（以下単に俤という）で、ｃ ： ｏ、ｏ
ａ〜０．１２％、５Ｌ＝０．１５％を超え０．８０％未
満、Ｍｎ ： ０．４５％を超え１．００％未満、Ｃｒ
： ０．８０％を超え１．８０％未満、Ｍｏ ： ０
．１０％を超え１．２０％未満、Ｃｕ ： ０．５％未
満、Ｎｉ ： ０．１０％を超え１．００％未満、Ｔｉ
：ｏ、ｏｉｏ％未満、Ｂ ： ０．０００２〜０．０
０１０係、ｓｏｌ。
Ａｔ：ｏ、ｏｉｏを超え０．０４０％４０％未満： ０
．００４０饅禾満を含有し、しかも前記Ｎ量とｎ量が、
の関係を満足し、残部が鉄および不可避的不純物からな
る高靭性圧力容器用鋼に関するものである。
．００４０饅禾満を含有し、しかも前記Ｎ量とｎ量が、
の関係を満足し、残部が鉄および不可避的不純物からな
る高靭性圧力容器用鋼に関するものである。
斯かる本発明について更に説明すると、本発明は極厚犬
単重鋼板、換言すれば特に３０トン以上の大単重鋼塊を
用いて製造する圧力容器用鋼において、強度、靭性を所
期のレベルに維持しつつ訂接注を改善するという効果を
最大限状態に発揮するものである。なおここで前記した
焼戻しパラメーターについて若干説明すると、前述した
Ｐ ＝ Ｔ （ｌｏｇ ｔ＋２０）において、Ｔは焼戻
し又は／及びＰＷＨＴ温度（’に＝℃＋２７３）、ｔは
焼戻又は／およびＰＷＨＴ時間（ｈｒ ） であり、
本発明で規定するＰ値が２０．５Ｘ１ｇ３ 以内とし
て、例えばＰ＝２０．０Ｘ１０３ というのは焼戻し
又は／及びＰＷＨＴ温度として６４０’Ｃ５６７０℃を
採用したとすればｔとしては夫々８０．５ｈｒ又は１６
．２ｈｒ に亘シ該温度に保持する熱履歴を意味するこ
とになる。
単重鋼板、換言すれば特に３０トン以上の大単重鋼塊を
用いて製造する圧力容器用鋼において、強度、靭性を所
期のレベルに維持しつつ訂接注を改善するという効果を
最大限状態に発揮するものである。なおここで前記した
焼戻しパラメーターについて若干説明すると、前述した
Ｐ ＝ Ｔ （ｌｏｇ ｔ＋２０）において、Ｔは焼戻
し又は／及びＰＷＨＴ温度（’に＝℃＋２７３）、ｔは
焼戻又は／およびＰＷＨＴ時間（ｈｒ ） であり、
本発明で規定するＰ値が２０．５Ｘ１ｇ３ 以内とし
て、例えばＰ＝２０．０Ｘ１０３ というのは焼戻し
又は／及びＰＷＨＴ温度として６４０’Ｃ５６７０℃を
採用したとすればｔとしては夫々８０．５ｈｒ又は１６
．２ｈｒ に亘シ該温度に保持する熱履歴を意味するこ
とになる。
上記したような成分組成設走理由について、先ず本発明
鋼の％徴であるル、Ｂ、Ｎ量 ＣｕおよびＮｉ に関し
□兄明すると以下の如くである。
鋼の％徴であるル、Ｂ、Ｎ量 ＣｕおよびＮｉ に関し
□兄明すると以下の如くである。
即ち従来のＣｒ −Ｍｏ 鋼においては溶接性および強
度、靭性の改善対策としてル、Ｂの添加υような方法が
採られていることは前記した通りでるるが、圧方谷器用
鋼板に使用される例えば３０トン以上の大型太単重鯛塊
の場合には凝固時の冷却速度が遅くな＃）＃Ｉｌ塊中心
部に粗大７ＺＮを生成し靭性に悪影響を与える。
度、靭性の改善対策としてル、Ｂの添加υような方法が
採られていることは前記した通りでるるが、圧方谷器用
鋼板に使用される例えば３０トン以上の大型太単重鯛塊
の場合には凝固時の冷却速度が遅くな＃）＃Ｉｌ塊中心
部に粗大７ＺＮを生成し靭性に悪影響を与える。
そこで本発明者等は鋼塊単重が３０トン相当の凝固を７
ユミレートした一連の実験を行い、その後所定の規準−
焼戻処理をしたＢ添加１ ａ Ｃｒ ０．５ Ｍｏ
ｆａにおいて７Ｚ ｉｔとＮ量のバランスと強度、靭性
の関係を調査した結果、粗大な７ンＮの生成が抑制され
、強度、靭性ともに優れた１２とＮ量のバランスが存在
することを確認した。即ち第１図はこ′Ｊ）ル、Ｎ ＋
ｉｔのバランスとｖＴｓ、Ｙ８（ｉｌ）関係をｃ：ｏ、
０７〜０．０９％、ｓｔ： ０．５９〜０．６８％、Ｍ
ｎ ： ０．６４〜０．７４％、Ｐ ： ０．００８・
−０，０１９％、Ｓ ： ０．００２〜０．００４％、
Ｃｕ ： Ｏ〜０．３０％、Ｎｉ ： ０．２４〜０．
３１％、ｃｒ：１．３５−１．４８％、Ｍｏ ： ０．
４９〜０．５７％、７ｊ ： Ｑ 〜０．０３０％、Ｂ
： ０．０００７〜０．００１２％、ｓｏｌ、、４ｔ
：０．０１７〜０．０２５％、Ｔ、Ｎ ： ０．００１
５〜０．００５２ ％の基本成分をもつ前記シュミレー
ト材につき焼型−（焼戻） −ＰｗＨＴ処理しｆｃ場合
Ｖこつぃて示したが、この焼型における冷却速度として
は１５０Ｉｌ＋Ｉ！Ｉ相当板厚のそれを採用し、焼戻し
又は／及びＰＷＨＴの条件としては前記Ｐ値として２０
．０Ｘ１０３ を採用した。
ユミレートした一連の実験を行い、その後所定の規準−
焼戻処理をしたＢ添加１ ａ Ｃｒ ０．５ Ｍｏ
ｆａにおいて７Ｚ ｉｔとＮ量のバランスと強度、靭性
の関係を調査した結果、粗大な７ンＮの生成が抑制され
、強度、靭性ともに優れた１２とＮ量のバランスが存在
することを確認した。即ち第１図はこ′Ｊ）ル、Ｎ ＋
ｉｔのバランスとｖＴｓ、Ｙ８（ｉｌ）関係をｃ：ｏ、
０７〜０．０９％、ｓｔ： ０．５９〜０．６８％、Ｍ
ｎ ： ０．６４〜０．７４％、Ｐ ： ０．００８・
−０，０１９％、Ｓ ： ０．００２〜０．００４％、
Ｃｕ ： Ｏ〜０．３０％、Ｎｉ ： ０．２４〜０．
３１％、ｃｒ：１．３５−１．４８％、Ｍｏ ： ０．
４９〜０．５７％、７ｊ ： Ｑ 〜０．０３０％、Ｂ
： ０．０００７〜０．００１２％、ｓｏｌ、、４ｔ
：０．０１７〜０．０２５％、Ｔ、Ｎ ： ０．００１
５〜０．００５２ ％の基本成分をもつ前記シュミレー
ト材につき焼型−（焼戻） −ＰｗＨＴ処理しｆｃ場合
Ｖこつぃて示したが、この焼型における冷却速度として
は１５０Ｉｌ＋Ｉ！Ｉ相当板厚のそれを採用し、焼戻し
又は／及びＰＷＨＴの条件としては前記Ｐ値として２０
．０Ｘ１０３ を採用した。
一方Ｂの焼入効果を発揮させるためＫは通電固溶Ｂ欺と
して２〜１０ ｐｐｍ程度が適当であるとされているの
で、Ｎ含有量を変えた几−ｆｒｅｅ （Ｔｉを含有しな
い）Ｂ含有１４ Ｃｒ ＩＭ。
して２〜１０ ｐｐｍ程度が適当であるとされているの
で、Ｎ含有量を変えた几−ｆｒｅｅ （Ｔｉを含有しな
い）Ｂ含有１４ Ｃｒ ＩＭ。
銅（Ｂ ： ０．０００３〜０．０００７％）について
同様な熱処理を行い、機械的性質を検討したが、その結
果は第２図に示す如くで、Ｂの焼入性はＮ量によってか
な９急激に変化することが明かになつた。即ち第２図に
みられるようにＮ量が０．００２４％未満のときには強
度、靭性が大幅に向上しており、Ｂの焼入性が充分に発
揮されていることがわかる。然してこの場合規準温度に
おいでは、 Ｂ〔固溶〕＋Ｎ〔固溶） ７！ ＢＮ ［析出物〕 ・
・・■の平衡関係が考えられるところ、ｔｏｔａｌ Ｎ
量が前記０．００２４％未満においてはＢＮ［析出物］
が殆んど存在せず、鋼中Ｂおよび鋼中Ｎの殆んどはＢ〔
固溶〕、Ｎ〔固溶〕として存在し、その結果として前記
のように焼入性が大きくなっているものと認められる。
同様な熱処理を行い、機械的性質を検討したが、その結
果は第２図に示す如くで、Ｂの焼入性はＮ量によってか
な９急激に変化することが明かになつた。即ち第２図に
みられるようにＮ量が０．００２４％未満のときには強
度、靭性が大幅に向上しており、Ｂの焼入性が充分に発
揮されていることがわかる。然してこの場合規準温度に
おいでは、 Ｂ〔固溶〕＋Ｎ〔固溶） ７！ ＢＮ ［析出物〕 ・
・・■の平衡関係が考えられるところ、ｔｏｔａｌ Ｎ
量が前記０．００２４％未満においてはＢＮ［析出物］
が殆んど存在せず、鋼中Ｂおよび鋼中Ｎの殆んどはＢ〔
固溶〕、Ｎ〔固溶〕として存在し、その結果として前記
のように焼入性が大きくなっているものと認められる。
ところで前記した第１図の場合のように強力なＮ固定元
素であるｎが存在する場合は、規準温度で鋼中Ｎの一部
、、つ″ｉシｎ含有量に対してｎＮの化学量論的結合ラ
インａ・・・・・・ａ以下のＮ ｒｒｉＴＬ Ｎとして
結合し固定されている。
素であるｎが存在する場合は、規準温度で鋼中Ｎの一部
、、つ″ｉシｎ含有量に対してｎＮの化学量論的結合ラ
インａ・・・・・・ａ以下のＮ ｒｒｉＴＬ Ｎとして
結合し固定されている。
従ってＢに充分な焼入性を発揮させるためには７ンによ
って置屋されないＮ量、即ち（Ｔｏｔａ１４ Ｎ −、、Ｘ ７′を量〕を前記０．００２４％未満と
すればよい筈である。惨実第１図に示すようにＮ（０，
００４０％で、几（０，０１０％ の範囲内においては
鋼中Ｎと鋼中ルの関係が、 Ｎ （−Ｘ Ｔｉ （→十０．００２４ ・・・
・・・・・・■８ の関係を満足する範囲内では高強度且つ高靭性が得られ
ているが、Ｎ） ４８ Ｘ ７’ｉ （％） 十０．０
０２４となるとＢの焼入性が発揮されず、低強度、低靭
性材しか得られていない。しかしＮ〉０．００４０％の
よりな＾ＮＮ領領域の条件を満足するように７′４を蝉
〃Ｄすると、例えば単重３０トン以上の大型鋼塊では鋼
塊中心部の凝固速度が遅くなって１μｍ以上の粗大ＴＬ
Ｎが多数発生し、靭性を著しく劣化させるのでＴｉ、
Ｎ量の範囲としては、 几＜ｏ、ｏｉｏ％ ・・・・・・・・・■
Ｎ（０，００４０％ ・・・・・・・・・
■であることが強度と靭性の確保のため非常に重要であ
るとぎえる。又Ｎ（０，００４０％の低Ｎ量領域でもｎ
、を７２． Ｎの化学針論的に必要な値以上に過剰に添
加すると粗大１ンＮは生成（７ないものの、今度はｎＣ
の析出に起因した靭性劣化を生ずるため７′４を高Ｎ１
低Ｎ量禎域の伺れの場合においてもｏ、ｏｉｏ％未満と
する必要のあることが判明した。
って置屋されないＮ量、即ち（Ｔｏｔａ１４ Ｎ −、、Ｘ ７′を量〕を前記０．００２４％未満と
すればよい筈である。惨実第１図に示すようにＮ（０，
００４０％で、几（０，０１０％ の範囲内においては
鋼中Ｎと鋼中ルの関係が、 Ｎ （−Ｘ Ｔｉ （→十０．００２４ ・・・
・・・・・・■８ の関係を満足する範囲内では高強度且つ高靭性が得られ
ているが、Ｎ） ４８ Ｘ ７’ｉ （％） 十０．０
０２４となるとＢの焼入性が発揮されず、低強度、低靭
性材しか得られていない。しかしＮ〉０．００４０％の
よりな＾ＮＮ領領域の条件を満足するように７′４を蝉
〃Ｄすると、例えば単重３０トン以上の大型鋼塊では鋼
塊中心部の凝固速度が遅くなって１μｍ以上の粗大ＴＬ
Ｎが多数発生し、靭性を著しく劣化させるのでＴｉ、
Ｎ量の範囲としては、 几＜ｏ、ｏｉｏ％ ・・・・・・・・・■
Ｎ（０，００４０％ ・・・・・・・・・
■であることが強度と靭性の確保のため非常に重要であ
るとぎえる。又Ｎ（０，００４０％の低Ｎ量領域でもｎ
、を７２． Ｎの化学針論的に必要な値以上に過剰に添
加すると粗大１ンＮは生成（７ないものの、今度はｎＣ
の析出に起因した靭性劣化を生ずるため７′４を高Ｎ１
低Ｎ量禎域の伺れの場合においてもｏ、ｏｉｏ％未満と
する必要のあることが判明した。
以上のことから例えば板厚１００＋＋＋ｍ以上の極厚大
単重圧力容器用鋼板において優れた強度、靭性全焼重付
においでも確保するには前記した■、川、１１式の関係
を同時に満足させるようにｉ”ｉ、Ｎ量を第１図に］＼
ツチングを施して示した範囲にコントロールすることが
必要である。同様に固溶Ｎ量のコントロールは熱力学的
に安定な窒化物を生成する例えばＺｎ、 Ｍ。
単重圧力容器用鋼板において優れた強度、靭性全焼重付
においでも確保するには前記した■、川、１１式の関係
を同時に満足させるようにｉ”ｉ、Ｎ量を第１図に］＼
ツチングを施して示した範囲にコントロールすることが
必要である。同様に固溶Ｎ量のコントロールは熱力学的
に安定な窒化物を生成する例えばＺｎ、 Ｍ。
Ｎｂ％Ｖ のような他の元素によっても可能であり・初
期にＮ量の低減化が充分になされた状態ではこれらの元
素を微量添加することによシ靭性に悪影響を及はす窒化
物を生成することなく、又クリープ強度を劣化させるこ
となしにＢによる焼入性向上効果を有効に発揮させるこ
とができる。
期にＮ量の低減化が充分になされた状態ではこれらの元
素を微量添加することによシ靭性に悪影響を及はす窒化
物を生成することなく、又クリープ強度を劣化させるこ
となしにＢによる焼入性向上効果を有効に発揮させるこ
とができる。
Ｂは、固溶Ｎが上述したようにｎ等によって十分に固定
されている場合においては０．０００２％以上の添加で
焼入性向上効果が認められ、一方ｏ、ｏｏｉｏｓを超え
て添加することは逆に焼入性を低下させると共に熱間加
工性をも低下させるのでその添加量範囲を０．０００２
〜０．００１０％とした。
されている場合においては０．０００２％以上の添加で
焼入性向上効果が認められ、一方ｏ、ｏｏｉｏｓを超え
て添加することは逆に焼入性を低下させると共に熱間加
工性をも低下させるのでその添加量範囲を０．０００２
〜０．００１０％とした。
またＣｕ、Ｎｉの添加は、特に板厚の大きい場合には、
焼入性の向上、及びマトリックスの靭性向上に有効であ
ることから、Ｃｕ〈Ｏｓ係、０．１０ （Ｎｉ （１，
００％の範囲で添加を行なう。
焼入性の向上、及びマトリックスの靭性向上に有効であ
ることから、Ｃｕ〈Ｏｓ係、０．１０ （Ｎｉ （１，
００％の範囲で添加を行なう。
なお近年では、製鋼技術の進歩により、鋼中の不純物の
低減がかなシ容易に行ない得るようになってきていて、
Ｎの場合にＦｉ４０ｐｐｒｒｌＬ下にコントロールする
ことは十分に可能である。このような低Ｎレベルの領域
で、焼入性を向上ζぜるためにＴｉ−？Ｂを添加する場
合、丁でに述べたように、過剰のＲを添加することｉｌ
ｌ鋼板の靭性に対して極めて有害であることが一連の実
験及びその検討から明らかになっている。
低減がかなシ容易に行ない得るようになってきていて、
Ｎの場合にＦｉ４０ｐｐｒｒｌＬ下にコントロールする
ことは十分に可能である。このような低Ｎレベルの領域
で、焼入性を向上ζぜるためにＴｉ−？Ｂを添加する場
合、丁でに述べたように、過剰のＲを添加することｉｌ
ｌ鋼板の靭性に対して極めて有害であることが一連の実
験及びその検討から明らかになっている。
以上得られた知見をもとに低Ｃをベースとした１ １Ｃ
：ｒ −０，！ｉＭｏ ％＆ｔに’ｌ’ｉ、Ｎ、Ｂ、
Ｃｕ、Ｎｉケコントロールして輝加することによシ強度
、靭性、浴接性共に慢れ／ヒ極厚犬単重圧力容器用鋼の
製造かり能であることが確認されたが、更にこの本発明
−について説明すると、第３図は板厚１５０ｍ＋ｎの１
７ Ｃｒ −０，５Ｍｏ鋼における規準−焼戻し−ＰＷ
ＨＴ後（焼戻しパラメータは、２０゜０ＸＩＯ” ）の
ものについて強度、靭性のＣ量による変化を従来鋼Ａ、
Ｂと本発明鋼について示しだグラフである。即ち通常、
７”＝： Ｂを含まない従来型の１ ａ Ｃｒ−０，５
Ｍｏ鋼（蜀では、規準による場合、板厚の増大に併い強
度維持が困難となることが知られており、この場合にも
ＡＳＴＭ Ａ３８７ ｇｒ、 １１α。
：ｒ −０，！ｉＭｏ ％＆ｔに’ｌ’ｉ、Ｎ、Ｂ、
Ｃｕ、Ｎｉケコントロールして輝加することによシ強度
、靭性、浴接性共に慢れ／ヒ極厚犬単重圧力容器用鋼の
製造かり能であることが確認されたが、更にこの本発明
−について説明すると、第３図は板厚１５０ｍ＋ｎの１
７ Ｃｒ −０，５Ｍｏ鋼における規準−焼戻し−ＰＷ
ＨＴ後（焼戻しパラメータは、２０゜０ＸＩＯ” ）の
ものについて強度、靭性のＣ量による変化を従来鋼Ａ、
Ｂと本発明鋼について示しだグラフである。即ち通常、
７”＝： Ｂを含まない従来型の１ ａ Ｃｒ−０，５
Ｍｏ鋼（蜀では、規準による場合、板厚の増大に併い強
度維持が困難となることが知られており、この場合にも
ＡＳＴＭ Ａ３８７ ｇｒ、 １１α。
２ （ｇｒａｄｅｌｌ ｃｌａｓｓ ２ ） の規
格値を満足するためには、Ｃ量として０．１３％以上の
添加が必要である。しかしこのＣ量の増加に従いｖＴｓ
は劣化する傾向にあり、Ｃ量０４１３％のときにｖＴｓ
は＋１５℃となシ、高強度、高靭性の目安として足めた
強度・靭性レベルを同時に満足’Ｌ得るｃｔレベルは存
在しない。また従来鋼Ｂは焼入性を上げるためにＮ ：
０．００４５％の１− Ｃｒ −０，５Ｍｏ鋼に０．
０２５％７Ｚ１Ｂを添加したものであるが、強度は良好
な値を示しているものの靭性は同一〇量しベルで比較す
ると従来鋼Ａよシも劣っていることがわかる。これらは
すでに述べたように、凝固時に生成した粗大７ＺＮに起
因しているものである。
格値を満足するためには、Ｃ量として０．１３％以上の
添加が必要である。しかしこのＣ量の増加に従いｖＴｓ
は劣化する傾向にあり、Ｃ量０４１３％のときにｖＴｓ
は＋１５℃となシ、高強度、高靭性の目安として足めた
強度・靭性レベルを同時に満足’Ｌ得るｃｔレベルは存
在しない。また従来鋼Ｂは焼入性を上げるためにＮ ：
０．００４５％の１− Ｃｒ −０，５Ｍｏ鋼に０．
０２５％７Ｚ１Ｂを添加したものであるが、強度は良好
な値を示しているものの靭性は同一〇量しベルで比較す
ると従来鋼Ａよシも劣っていることがわかる。これらは
すでに述べたように、凝固時に生成した粗大７ＺＮに起
因しているものである。
これらに対し、本発明鋼においては、強度・靭性レベル
が大幅に改善されていて、ｃ景が０．１θ％以下の低Ｃ
域でも高強度φ＾靭性の目安として定めた規準を十分に
満足しているものであることは明らかである。
が大幅に改善されていて、ｃ景が０．１θ％以下の低Ｃ
域でも高強度φ＾靭性の目安として定めた規準を十分に
満足しているものであることは明らかである。
第４図は１ ’ Ｃｒ −０，５Ｍｏ ｇＩ！４の規準
−焼戻し後の強度・靭性に及ぼす規準時の冷却速度の影
響を従来鋼Ａ、Ｂと本発明鋼につぃＣ示したものである
が、本発明鋼は従来鋼に比較して試験を行ったすべての
冷却速度の領域（焼型相当板厚くｘ５ｏｍ）に渡って安
定して優れた強度・靭性レベルを有している。
−焼戻し後の強度・靭性に及ぼす規準時の冷却速度の影
響を従来鋼Ａ、Ｂと本発明鋼につぃＣ示したものである
が、本発明鋼は従来鋼に比較して試験を行ったすべての
冷却速度の領域（焼型相当板厚くｘ５ｏｍ）に渡って安
定して優れた強度・靭性レベルを有している。
本発明鋼における前記ｎＳＮ、Ｂ、Ｃｕ。
Ｎｉ 以外の個々の成分設定理由は以下の通シである
。
。
Ｃは、強度確保の点からＣ２０，０３％は必要であるが
、一方添加址の増大に併い溶接割れ感受性、溶接部靭性
を劣化させることからその上限を０．１２％とした。
、一方添加址の増大に併い溶接割れ感受性、溶接部靭性
を劣化させることからその上限を０．１２％とした。
Ｓ４は、強度確保及び耐酸化性の理由からある程度は必
要であるが、同時に靭性低下、焼戻し脆化感受性を増大
させるため０．１５ （Ｓｔ＜Ｏ，ＳＯ％の範囲とした
。
要であるが、同時に靭性低下、焼戻し脆化感受性を増大
させるため０．１５ （Ｓｔ＜Ｏ，ＳＯ％の範囲とした
。
ｕｎは、強度、靭性を向上させるためた有効であるが、
焼戻し脆化感受性を品めることから０．４５ （Ｍｌｍ
（１，００％の範囲とする、。
焼戻し脆化感受性を品めることから０．４５ （Ｍｌｍ
（１，００％の範囲とする、。
Ｃｒ ！ｉ、圧力容器用鋼にとって重要な性能である高
温強度、耐水素アタック性、耐酸化性に対して有効であ
って０．８０％以上含有させることが必要であるが、一
方コスト、溶接性の観点よ、！ｌ）１．８０％を上限と
した。
温強度、耐水素アタック性、耐酸化性に対して有効であ
って０．８０％以上含有させることが必要であるが、一
方コスト、溶接性の観点よ、！ｌ）１．８０％を上限と
した。
Ｍｏは、安定的に炭化物を生成するためにＣｒ 同様
に、高温強度、クリープ強度、耐水素アタック性に有効
であるが、過剰な添加は溶接性を害し、経済性を損うた
め０．１０ （Ｍ 。
に、高温強度、クリープ強度、耐水素アタック性に有効
であるが、過剰な添加は溶接性を害し、経済性を損うた
め０．１０ （Ｍ 。
（１，２０％の範囲とした。
ｓｏｌ、、ν は、結晶粒の微細化および固溶Ｎの固定
によりＢの焼入性効果を篩める働きがあるが、過剰な添
加はクリープ強度および耐水素侵食性を劣化させるため
に０．０１０ （ｓｏｌ。
によりＢの焼入性効果を篩める働きがあるが、過剰な添
加はクリープ強度および耐水素侵食性を劣化させるため
に０．０１０ （ｓｏｌ。
／１／（０，０４０％ の範囲と１〜た。
不純物元素であるｐ、ｓについては、靭性の確保という
観点がらＰ＜０．０１５％、Ｓ≦０．００７％ にコン
トロールすることが望ましい。
観点がらＰ＜０．０１５％、Ｓ≦０．００７％ にコン
トロールすることが望ましい。
本発明によるものの具体的な実施例について説明すると
以下の如くである。
以下の如くである。
本発明者等の用いた本発明鋼および、従来鋼の化学成分
を比較して示すと次の第１表の通りであシ、この第１表
において鋼Ａ、Ｂ。
を比較して示すと次の第１表の通りであシ、この第１表
において鋼Ａ、Ｂ。
Ｃ，Ｄは本発明鋼であり、ｆＡＥ、Ｆ、Ｇは従来鋼であ
る。
る。
父上記したような第１表の各鋼についての機械的性質を
測定した結果は次の第２表の通りであって、本発明鋼Ａ
、Ｂ、Ｃ，Ｄでは従来ｍＤ、Ｅ、Ｆに比較して板厚中心
部での強度、靭性がともに優れた値を示していると共に
溶接性も大幅に改善されている。
測定した結果は次の第２表の通りであって、本発明鋼Ａ
、Ｂ、Ｃ，Ｄでは従来ｍＤ、Ｅ、Ｆに比較して板厚中心
部での強度、靭性がともに優れた値を示していると共に
溶接性も大幅に改善されている。
以上説明したような本発明によるときは近時における製
鋼技術の進歩に適合し強度、靭性および溶接性の倒れに
おいても優れた特性を示す極厚大単重の圧力容器用鋼を
的確に製造し得るものであって、工業的にその効果の大
きい発明である。
鋼技術の進歩に適合し強度、靭性および溶接性の倒れに
おいても優れた特性を示す極厚大単重の圧力容器用鋼を
的確に製造し得るものであって、工業的にその効果の大
きい発明である。
図面は本発明の技術的内容を示すものでろって、第１図
は鋼塊単重３０トンの１４ Ｃｒ−０，５ｆｖｌｏ鋼に
ついて強度、靭性に及ぼす７ｊ −Ｎ量バランスの影響
を示した図表、第２図はｎｏ、５ Ｍｏ鋼の強度、靭性
とＣ量の関係を示した図表、第４図は１７ Ｃｒ−０，
５Ｍｏ 鋼の強度、靭性と規準時冷却速度の関係を示し
た図表である。 シ丁し ／ ■１ ゴ′ ２ 恥 ・・・ Ｊ 圃 ′Ａ＞ ４ ｉん） 昭和 ！８°８月：・ 口 特許庁長官着 杉 （口 大 殿 １、事件の表示 昭和ダと年１ｚｆ 計願第 ｇ４Ｌ／”ｊン号２
、発明θ名称 １’ニーＩ Ｓシ）−１’Ｅｐ三””Ｅ”ｏ−ＩＡ］瓢
３、補正をする者 事件との関係；、５Ｇ・・ト出願人 名称（氏名） ＩＥＩ Ａ： Ｓ↓・°、１・ｊ：Ｅ
、ｉ’ｌ、式会社４、代理人 昭和 年 月 １」錆Ｉ 補 正 の 内 ′谷 １、本願ＩＪＩ細Ｍ中第１２上′４２行ｌ−１中にＩＺ
Ｉ〕」とあるのをｉ” Ｚｒ ｊと訂正する１
は鋼塊単重３０トンの１４ Ｃｒ−０，５ｆｖｌｏ鋼に
ついて強度、靭性に及ぼす７ｊ −Ｎ量バランスの影響
を示した図表、第２図はｎｏ、５ Ｍｏ鋼の強度、靭性
とＣ量の関係を示した図表、第４図は１７ Ｃｒ−０，
５Ｍｏ 鋼の強度、靭性と規準時冷却速度の関係を示し
た図表である。 シ丁し ／ ■１ ゴ′ ２ 恥 ・・・ Ｊ 圃 ′Ａ＞ ４ ｉん） 昭和 ！８°８月：・ 口 特許庁長官着 杉 （口 大 殿 １、事件の表示 昭和ダと年１ｚｆ 計願第 ｇ４Ｌ／”ｊン号２
、発明θ名称 １’ニーＩ Ｓシ）−１’Ｅｐ三””Ｅ”ｏ−ＩＡ］瓢
３、補正をする者 事件との関係；、５Ｇ・・ト出願人 名称（氏名） ＩＥＩ Ａ： Ｓ↓・°、１・ｊ：Ｅ
、ｉ’ｌ、式会社４、代理人 昭和 年 月 １」錆Ｉ 補 正 の 内 ′谷 １、本願ＩＪＩ細Ｍ中第１２上′４２行ｌ−１中にＩＺ
Ｉ〕」とあるのをｉ” Ｚｒ ｊと訂正する１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｃ： ０．０３〜０．１２ｗｔ％、 Ｓ４ ： ０，１５ｗｔ％を超え０．８０ｗｔ％未満、
Ｍｓ ： ０．４５ｗｔ％を超え１．（１０ｗｔ％未満
、Ｃｒ ： ０．８０ｗｔ％を超え１．８０ｗｔ％未満
、ＭＯ： ０．１０ｗｔ％を超え１．２（ｈｖｔｓ未満
、Ｃｕ ： ０．５ｗｔ％未満、 Ｎｉ： ０．１０ｗｔ％を超え１．００ｗｔ％未満、几
： ０．０１０ｗｔ％未満、 Ｂ ： ０．０００２〜０．００１０ｗｔ％、”’ＩＩ
： ０．０１０ｗｔ％を超え０．０４Ｑｗｔ％未満、
Ｎ ： ０．００４０ｗｔ％未満 を含有し、しかも前記Ｎｉと７′４量が、Ｎ （” Ｘ
Ｔｉ＋ ０．００２４％８ の関係を満し、残部が鉄および不可避的不純物からなる
ことを特徴とする高靭性圧力容器用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8413283A JPS59211555A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 高靭性圧力容器用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8413283A JPS59211555A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 高靭性圧力容器用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59211555A true JPS59211555A (ja) | 1984-11-30 |
| JPS6250547B2 JPS6250547B2 (ja) | 1987-10-26 |
Family
ID=13821971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8413283A Granted JPS59211555A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 高靭性圧力容器用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59211555A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61139647A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-26 | Kawasaki Steel Corp | 溶接性の優れた低炭素極厚鋼板 |
| JPS61270354A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-11-29 | Kawasaki Steel Corp | 高靭性溶接用鋼 |
| JPS62146247A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-06-30 | Kobe Steel Ltd | 多層容器用Ｃｒ−Ｍｏ鋼板 |
| JPH02250941A (ja) * | 1989-03-24 | 1990-10-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 低炭素クロムモリブデン鋼及びその製造方法 |
| CN110396647A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-01 | 中天钢铁集团有限公司 | 一种高电磁性能及高强度低合金钢及其生产工艺与用途 |
-
1983
- 1983-05-16 JP JP8413283A patent/JPS59211555A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61139647A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-26 | Kawasaki Steel Corp | 溶接性の優れた低炭素極厚鋼板 |
| JPS61270354A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-11-29 | Kawasaki Steel Corp | 高靭性溶接用鋼 |
| JPH0454734B2 (ja) * | 1985-05-27 | 1992-09-01 | Kawasaki Steel Co | |
| JPS62146247A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-06-30 | Kobe Steel Ltd | 多層容器用Ｃｒ−Ｍｏ鋼板 |
| JPH02250941A (ja) * | 1989-03-24 | 1990-10-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 低炭素クロムモリブデン鋼及びその製造方法 |
| CN110396647A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-01 | 中天钢铁集团有限公司 | 一种高电磁性能及高强度低合金钢及其生产工艺与用途 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6250547B2 (ja) | 1987-10-26 |
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