JPS592736B2 - 圧力容器用Ｃｒ↓−Ｍｏ鋼 - Google Patents
圧力容器用Ｃｒ↓−Ｍｏ鋼Info
- Publication number
- JPS592736B2 JPS592736B2 JP53115066A JP11506678A JPS592736B2 JP S592736 B2 JPS592736 B2 JP S592736B2 JP 53115066 A JP53115066 A JP 53115066A JP 11506678 A JP11506678 A JP 11506678A JP S592736 B2 JPS592736 B2 JP S592736B2
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- Japan
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- embrittlement
- steel
- less
- toughness
- temperature strength
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- Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は高温強度が高く、シかも焼もどし脆化域を含
む温度域で使用を経た後にも優れた靭性をもつ圧力容器
用Ｃｒ−Ｍｏ鋼に関するものである。
む温度域で使用を経た後にも優れた靭性をもつ圧力容器
用Ｃｒ−Ｍｏ鋼に関するものである。
化学工業や重油脱硫リアクターなどに使用される圧力容
器用鋼材には、耐水素アタック性や高温強度にすぐれる
ことが要求され、従来から２−！ｌ−係Ｃｒ−１％Ｍｏ
鋼や３％Ｃｒ−１％Ｍｏ鋼などが使用されている。
器用鋼材には、耐水素アタック性や高温強度にすぐれる
ことが要求され、従来から２−！ｌ−係Ｃｒ−１％Ｍｏ
鋼や３％Ｃｒ−１％Ｍｏ鋼などが使用されている。
しかし圧力容器の大型化に伴って、これら鋼材の肉厚の
増大化傾向が著しく、そのため鋼材の焼入時の冷却速度
の減少や応力除去焼鈍の長時間化などがさけられなくな
り、これらの鋼材に高い高温強度を与えることが困難に
なってきている。
増大化傾向が著しく、そのため鋼材の焼入時の冷却速度
の減少や応力除去焼鈍の長時間化などがさけられなくな
り、これらの鋼材に高い高温強度を与えることが困難に
なってきている。
一方でこれらの鋼材は、４００〜５００℃間の温度範囲
で長時間にわたり使用されるが、この温度範囲はいわゆ
る焼もとし脆化温度域に相当するため、使用中に靭性が
劣化する。
で長時間にわたり使用されるが、この温度範囲はいわゆ
る焼もとし脆化温度域に相当するため、使用中に靭性が
劣化する。
この特性の劣化の挙動を以下単に脆化ということにし、
従って上記温度域における鋼材の使用開始前を脆化前、
開始のあとを脆化後という。
従って上記温度域における鋼材の使用開始前を脆化前、
開始のあとを脆化後という。
上記の脆化は装置の定期点検に際して補修対象とされる
クラックの発生原因となるし、また装置の安全性や寿命
の面からも好ましくない。
クラックの発生原因となるし、また装置の安全性や寿命
の面からも好ましくない。
したがってこれらの用途に用いられるＣｒ−Ｍｏ鋼には
、高温強度が高いことさらに脆化前の靭性にすぐれかつ
脆化感受性が小さくその結果脆化後においてもすぐれた
靭性を有していることが併せ要望されている。
、高温強度が高いことさらに脆化前の靭性にすぐれかつ
脆化感受性が小さくその結果脆化後においてもすぐれた
靭性を有していることが併せ要望されている。
発明者らはこのような要望に対して、この様鋼材の成分
組成につき根本的な検討と実験を重ねた結果、Ｓの減少
が脆化処理前の靭性を著しく改善すること、またＳの減
少は脆化感受性を高めるがこれはＭｎの同時減少によっ
て十分抑制されうろこと、さらにＭｎの減少による焼入
性不足に起因する高温強度の低下はＢの添加によって補
えることの知見を得、これに基づいて高温強度が低下す
ることなく脆化前および後においても靭性に優れた圧力
容器用Ｃｒ−Ｍｏ鋼を開発した。
組成につき根本的な検討と実験を重ねた結果、Ｓの減少
が脆化処理前の靭性を著しく改善すること、またＳの減
少は脆化感受性を高めるがこれはＭｎの同時減少によっ
て十分抑制されうろこと、さらにＭｎの減少による焼入
性不足に起因する高温強度の低下はＢの添加によって補
えることの知見を得、これに基づいて高温強度が低下す
ることなく脆化前および後においても靭性に優れた圧力
容器用Ｃｒ−Ｍｏ鋼を開発した。
なお脆化後の靭性を短時間で評価するために、ステップ
クーリングと称する加速脆化処理を施した後の靭性を測
定して靭性の評価を行なうことが一般に試みられている
が、この発明ではすべて脆化処理として第１図に示す条
件のステップクーリングを行ない、靭性の評価は２ｍｍ
Ｖノツチシャルピー（ＪＩＳ Ｚ２２０２４号試験片
）試験での破面遷移温度（以下ｖＴｒｓで表わす）で、
また脆化感受性の評価は上記脆化処理によるｖＴｒ ｓ
の上昇量（以下ΔｖＴｒｓで表わす）で行なった。
クーリングと称する加速脆化処理を施した後の靭性を測
定して靭性の評価を行なうことが一般に試みられている
が、この発明ではすべて脆化処理として第１図に示す条
件のステップクーリングを行ない、靭性の評価は２ｍｍ
Ｖノツチシャルピー（ＪＩＳ Ｚ２２０２４号試験片
）試験での破面遷移温度（以下ｖＴｒｓで表わす）で、
また脆化感受性の評価は上記脆化処理によるｖＴｒ ｓ
の上昇量（以下ΔｖＴｒｓで表わす）で行なった。
コ（１’）発明ハ、重ｉテｃ ： ０．０８〜０．２０
％１８ｉ ：０．５０％以下、Ｃｒ ： １００〜３
．５０％、ＭＯ二〇、４０〜１．５０％を、０．４５％
以下に抑制したＭｎならびに鋼中不可避不純物としての
混入をｏ、ｏｔｏ％未満に制限したＳとともに含み、か
つ０．０００５〜０．００５０係のＢを０．０２０〜０
．０７０％の酸可溶Ａ７とともに含有し、残部は不可避
不純物と実質的にＦｅから成るＣｒ−Ｍ。
％１８ｉ ：０．５０％以下、Ｃｒ ： １００〜３
．５０％、ＭＯ二〇、４０〜１．５０％を、０．４５％
以下に抑制したＭｎならびに鋼中不可避不純物としての
混入をｏ、ｏｔｏ％未満に制限したＳとともに含み、か
つ０．０００５〜０．００５０係のＢを０．０２０〜０
．０７０％の酸可溶Ａ７とともに含有し、残部は不可避
不純物と実質的にＦｅから成るＣｒ−Ｍ。
鋼である。
またこの発明は上記の成分のはかさらに高温強度改善成
分として、０．３０％以下のＮｉ、０．２０係以下のＣ
ｕ、０．１０係以下の■および０．１０％以下のＮｂの
うちから選ばれる一種または二種以上を含有するＣｒ−
Ｍｏ鋼である。
分として、０．３０％以下のＮｉ、０．２０係以下のＣ
ｕ、０．１０係以下の■および０．１０％以下のＮｂの
うちから選ばれる一種または二種以上を含有するＣｒ−
Ｍｏ鋼である。
この発明において成分を上記のように限定した理由につ
いて次に説明する。
いて次に説明する。
Ｃは高温強度を確保するために少くとも０．０８重量％
（以下単に％で表わす）は必要であるが、０．２０％を
超えると溶接性や脆化処理前の靭性が劣化するので０．
０８〜０．２０％とした。
（以下単に％で表わす）は必要であるが、０．２０％を
超えると溶接性や脆化処理前の靭性が劣化するので０．
０８〜０．２０％とした。
Ｓｉは高温強度を高めるが、同時に脆化感受性を高める
ネオυもあり、０．５％をこえるき後述のＭｎの減少に
よる脆化防止によっては補い切れないので上限を０．５
％と規定した。
ネオυもあり、０．５％をこえるき後述のＭｎの減少に
よる脆化防止によっては補い切れないので上限を０．５
％と規定した。
Ｃｒは耐水素アタック性や耐酸化性を高めるが、多すぎ
ると溶接性を劣化させるので１．００〜３．５０％とし
た。
ると溶接性を劣化させるので１．００〜３．５０％とし
た。
Ｍｏは耐水素アタック性や高温強度を高めるが、高価で
ありまた多すぎると溶接性を劣化させるので０．４０〜
１．５０係とした。
ありまた多すぎると溶接性を劣化させるので０．４０〜
１．５０係とした。
Ｍｎは後述のＳ、Ｂと関連してこの発明を構成する最も
重要な因子の一つである。
重要な因子の一つである。
一般に２Ｌ％Ｃｒ−１％Ｍｏ鋼や３ ％ Ｃｒ−１％Ｍ
ｏ鋼は、通常厚み２５０〜３００ｍｍ程度の厚肉材まで
要求される。
ｏ鋼は、通常厚み２５０〜３００ｍｍ程度の厚肉材まで
要求される。
第２図ａに、厚み２５０朋の２１％Ｃｒ−Ｌ％ＭＯ鋼の
高温強度と脆化処理前後の靭性に及ぼすＭｎの影響を、
同図すに示すＢを含む場合の動向と比較して示す。
高温強度と脆化処理前後の靭性に及ぼすＭｎの影響を、
同図すに示すＢを含む場合の動向と比較して示す。
第２図ａのようにＢを含有させず単にＭｎを減少すると
一応脆化感受性は低まるが、初析フェライトの析出によ
り高温強度が著しく劣化し、また脆化処理前の靭性が劣
化するため脆化処理後の靭性はあまり改善されない。
一応脆化感受性は低まるが、初析フェライトの析出によ
り高温強度が著しく劣化し、また脆化処理前の靭性が劣
化するため脆化処理後の靭性はあまり改善されない。
ところがＢを適量含有させた上でＭｎを減少すると初析
フェライトの析出が抑えられ、高温強度の低下や脆化処
理前の靭性の劣化はほとんど起きない。
フェライトの析出が抑えられ、高温強度の低下や脆化処
理前の靭性の劣化はほとんど起きない。
またこの場合でもＭｎの減少による脆化感受性の低下は
発揮されるので、結果的に高温強度が高く脆化処理後の
靭性が著しく改善される（第２図す参照）。
発揮されるので、結果的に高温強度が高く脆化処理後の
靭性が著しく改善される（第２図す参照）。
上記のような効果はＢを適量添加しかつ後に述べるよう
にＳを僅少にした上で、Ｍｎを０．４５％以下に抑制す
れば著しく発揮されるので、Ｍｎは０．４５％以下とし
た。
にＳを僅少にした上で、Ｍｎを０．４５％以下に抑制す
れば著しく発揮されるので、Ｍｎは０．４５％以下とし
た。
またこのようなり添加による焼入性向上効果はＢ含有量
０．０００５％以上で発揮されるが、０．００５０％を
超えると脆化処理前の靭性が劣化し、かつ脆化感受性も
高まるのでＢは０．０００５〜０．００５００；ｂとし
た。
０．０００５％以上で発揮されるが、０．００５０％を
超えると脆化処理前の靭性が劣化し、かつ脆化感受性も
高まるのでＢは０．０００５〜０．００５００；ｂとし
た。
なおこのＢによる焼入性向上効果を有効に発揮させるた
めには、Ｎの大部分をＢ以外の元素で固定する必要があ
り、その観点から酸化溶Ａ７を０．０２０〜０．０７０
％の範囲で加えることにした。
めには、Ｎの大部分をＢ以外の元素で固定する必要があ
り、その観点から酸化溶Ａ７を０．０２０〜０．０７０
％の範囲で加えることにした。
さてＳはＭｎとの関連において重要な因子である ２Ｌ
％Ｃｒ−１％Ｍｏ鋼について第３図ａに４ 示すようにＳの減少はＭｎ含有量によらず脆化処理前の
靭性を改善するが、発明者らはＭｎが０．４５％をこえ
て元来脆化感受性が高い場合にはＳを減少するとざらに
脆化感受性が高まるのに反し、Ｍｎが０．４５％以下で
元来脆化感受性の抵い場合にはＳを減少しても脆化感受
性は高まらないことを見出した（第３図す参照）。
％Ｃｒ−１％Ｍｏ鋼について第３図ａに４ 示すようにＳの減少はＭｎ含有量によらず脆化処理前の
靭性を改善するが、発明者らはＭｎが０．４５％をこえ
て元来脆化感受性が高い場合にはＳを減少するとざらに
脆化感受性が高まるのに反し、Ｍｎが０．４５％以下で
元来脆化感受性の抵い場合にはＳを減少しても脆化感受
性は高まらないことを見出した（第３図す参照）。
いいかえればＭｎが０．４５％以下の場合におけるＳの
減少は脆化処理後の靭性の改善に著しい効果があること
を見出したものであり、その効果の面からＳは０．０１
０％未満とした。
減少は脆化処理後の靭性の改善に著しい効果があること
を見出したものであり、その効果の面からＳは０．０１
０％未満とした。
鋼中に混入する不可避の不純物のうちＳについては上記
のような制限が不可欠であるが、その他の混入不純物に
ついては次のとおりである。
のような制限が不可欠であるが、その他の混入不純物に
ついては次のとおりである。
Ｎは転炉、電炉、あるいはＡＳＥＡ−８ＫＦ法による通
常の精錬条件で含有される０、００３０〜０．０１５０
％の範囲で許容される。
常の精錬条件で含有される０、００３０〜０．０１５０
％の範囲で許容される。
Ｐは脆化感受性を高める悪影響があるので、０．０１５
％以下とすることが好ましい。
％以下とすることが好ましい。
Ｓｎ 、ＳｂおよびＡｓも脆化感受性を高める悪影響が
あるので、いずれもｏ、ｏｉｏ％以下とすることが好ま
しい。
あるので、いずれもｏ、ｏｉｏ％以下とすることが好ま
しい。
次に第２発明ではＮｉ、Ｃｕ、ＶおよびＮｂを含有させ
て高温強度をさらに高める。
て高温強度をさらに高める。
Ｎｉは、コストの面から０．３０％以下とした。
Ｃｕは高温強度を高める一方で多すぎると脆化感受性を
高める不利もあるので、その心配のない０．２０％以下
とした。
高める不利もあるので、その心配のない０．２０％以下
とした。
またＶ、Ｎｂはいずれも高温強度を高める効果があるが
、多すぎると溶接性を劣化させるので、それぞれ０．１
０％以下とした。
、多すぎると溶接性を劣化させるので、それぞれ０．１
０％以下とした。
なおこの発明のＣｒ−Ｍｏ鋼を製造するには、常法に従
って溶製、造塊および熱間圧延加工を施したのち、もし
くは引続き、同じく常法に従って熱処理を施せばよい。
って溶製、造塊および熱間圧延加工を施したのち、もし
くは引続き、同じく常法に従って熱処理を施せばよい。
次にこの発明の実施例について説明する。
真空溶解炉で、第１表に示した成分組成になる供試鋼Ａ
−Ｆｒ、Ｃらびに比較鋼Ｇ−Ｊをそれぞれ溶製し、５ト
ンまたは１００ｋｇの鋼塊としたのち、鍛造していずれ
も厚み２５０＋ｕ＋の鋼板とし、ついで下記の熱処理を
施した。
−Ｆｒ、Ｃらびに比較鋼Ｇ−Ｊをそれぞれ溶製し、５ト
ンまたは１００ｋｇの鋼塊としたのち、鍛造していずれ
も厚み２５０＋ｕ＋の鋼板とし、ついで下記の熱処理を
施した。
熱処理条件
焼 入 れ：９３０℃Ｘ８ｈｒ→水冷
焼もどし：６５０°（：、Ｘ８ｈｒ→空冷応力除去焼鈍
：６９０℃Ｘ２０ｈｒ→炉冷得られた各供試鋼ならびに
比較鋼につき、常温および４３０°Ｃでの引張り強さ、
さらに脆化処理前後のｖＴｒｓおよび脆化感受性（Δｖ
Ｔｒｓ）について調べ、その結果を第２表に示した。
：６９０℃Ｘ２０ｈｒ→炉冷得られた各供試鋼ならびに
比較鋼につき、常温および４３０°Ｃでの引張り強さ、
さらに脆化処理前後のｖＴｒｓおよび脆化感受性（Δｖ
Ｔｒｓ）について調べ、その結果を第２表に示した。
第２表に対する第１表の対比から明らかなように、この
発明に従う供試鋼Ａ−Ｆはいずれも比較鋼Ｇ−Ｊに比べ
て脆化処理後の靭性が格段にすぐれ、また高温強度の低
下もほとんどない。
発明に従う供試鋼Ａ−Ｆはいずれも比較鋼Ｇ−Ｊに比べ
て脆化処理後の靭性が格段にすぐれ、また高温強度の低
下もほとんどない。
以上述べたようにこの発明によれば、圧力容器用Ｃｒ−
Ｍｏ鋼に対し、高い高温強度のみならず、脆化処理前は
勿論脆化温度域での長時間にわたる使用の後でもすぐれ
た靭性を併せ付与することができ、有利である。
Ｍｏ鋼に対し、高い高温強度のみならず、脆化処理前は
勿論脆化温度域での長時間にわたる使用の後でもすぐれ
た靭性を併せ付与することができ、有利である。
第１図はこの発明における脆化処理条件を示す説明図、
第２図ａ、ｂはＭｎ含有量と高温強度および脆化処理前
後の靭性との関係に及ぼすＢの効果を示す比較グラフ、
第３図ａ、ｂは、脆化処理前後の靭性ならびに脆化感受
性のＳ含有量依存性をＭｎ含有量で区別して示すグラフ
である。
第２図ａ、ｂはＭｎ含有量と高温強度および脆化処理前
後の靭性との関係に及ぼすＢの効果を示す比較グラフ、
第３図ａ、ｂは、脆化処理前後の靭性ならびに脆化感受
性のＳ含有量依存性をＭｎ含有量で区別して示すグラフ
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量でｃ：ｏ、ｏｓ〜０．２１％、Ｓｉ：０．５０
係以下、Ｃｒ ： １．００〜３．５０％、Ｍｏ：０．
４０〜１．５０％を、０．４５％以下に抑制したＭｎな
らびに鋼中不可避不純物としての混入をｏ、ｏｔｏ％未
滴に制限したＳとともに含み、かつ０．０００５〜０．
００５０係のＢを０．０２０〜０．０７０係の酸可溶Ａ
７とともに含有し、残部は不可避不純物と実質的にＦｅ
から成ることを特徴とする圧力容器用Ｃｒ−Ｍｏ鋼。 ２ 重量でＣ：０．０８〜０．２０係、Ｓｉ：０．５０
係以下、Ｃｒ ： １．００〜３．５０％、Ｍｏ：０．
４０〜１．５０％を、０．４５％以下に抑制したＭｎな
らびに鋼中不可避不純物としての混入をｏ、ｏｔｏ％未
満に制限したＳとともに含み、かつ０．０００５〜０．
００５０係のＢを０．０２０〜０．０７０％の酸可溶Ａ
ｌとともに含有し、さらに０．３０％以下のＮｉ、０．
２０％以下のｃｕ、ｏ、ｔｏ％以下の■および０．１０
％以下のＮｂのうちから選ばれる一種または二種以上を
含有し、残部は不可避不純物と実質的にＦｅから成るこ
とを特徴とする圧力容器用Ｃｒ−Ｍｏ鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53115066A JPS592736B2 (ja) | 1978-09-21 | 1978-09-21 | 圧力容器用Ｃｒ↓−Ｍｏ鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53115066A JPS592736B2 (ja) | 1978-09-21 | 1978-09-21 | 圧力容器用Ｃｒ↓−Ｍｏ鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5541962A JPS5541962A (en) | 1980-03-25 |
| JPS592736B2 true JPS592736B2 (ja) | 1984-01-20 |
Family
ID=14653323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53115066A Expired JPS592736B2 (ja) | 1978-09-21 | 1978-09-21 | 圧力容器用Ｃｒ↓−Ｍｏ鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS592736B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5693858A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | High temp. steel with excellent creep embrittlement resistance |
| JPS5831874A (ja) * | 1981-08-18 | 1983-02-24 | Minamisenjiyu Seisakusho:Kk | サイド式テ−プ巻装置 |
| JPS58207360A (ja) * | 1982-05-27 | 1983-12-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | ステンレスクラツドＣｒ−Ｍｏ鋼板 |
| JPS59205449A (ja) * | 1983-05-06 | 1984-11-21 | Hitachi Ltd | 耐熱鋼 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5169422A (en) * | 1974-12-12 | 1976-06-16 | Nippon Steel Corp | Cr mo keiteigokinko |
-
1978
- 1978-09-21 JP JP53115066A patent/JPS592736B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5541962A (en) | 1980-03-25 |
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