JPS5935984B2 - 耐熱鋳鋼 - Google Patents
耐熱鋳鋼Info
- Publication number
- JPS5935984B2 JPS5935984B2 JP9137381A JP9137381A JPS5935984B2 JP S5935984 B2 JPS5935984 B2 JP S5935984B2 JP 9137381 A JP9137381 A JP 9137381A JP 9137381 A JP9137381 A JP 9137381A JP S5935984 B2 JPS5935984 B2 JP S5935984B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cast steel
- temperature
- resistant cast
- creep rupture
- steel
- 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.)
- Expired
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐熱鋳鋼に関する。
従来、石油化学工業におけるエチレンクラツキングチ
ューブ材として、ＡＳＴＭ規格ＨＫ４０材（ＪＩＳＳＣ
Ｈ２２相渦）やＨＰ材（ＪＩＳＳＣＨ２４相当）等Ｎｉ
−Ｃｒ含有耐熱鋳鋼が汎用されてきたが、近年操業の高
温化につれて高温でのクリープ破断強度の改善が要求さ
れ、これに対して、Ｗを含むＨＰ材が開発され、実用に
供されている。
ューブ材として、ＡＳＴＭ規格ＨＫ４０材（ＪＩＳＳＣ
Ｈ２２相渦）やＨＰ材（ＪＩＳＳＣＨ２４相当）等Ｎｉ
−Ｃｒ含有耐熱鋳鋼が汎用されてきたが、近年操業の高
温化につれて高温でのクリープ破断強度の改善が要求さ
れ、これに対して、Ｗを含むＨＰ材が開発され、実用に
供されている。
しかしながら、操業条件の一そうの苛酷化に伴ない、上
記Ｗ含有ＨＰ材よシも更に高温クリープ破断強度の高い
材料が要請されるに到っている。 本発明者等は、上記
要請に応えるべく、Ｃｒ、ＮｉおよびＷを含む耐熱鋳鋼
を基本成分組成とし高温特性に対する各種添加元素の影
響について鋭意研究を重ねた結果、ＮおよびＴｉを添加
することによシ、高温度、特に１０００℃を越える苛酷
な使用条件に耐え得る、高温クリープ破断強度、耐熱衝
撃性等、卓越した高温特性を具備せしめ得ることを見出
し、本発明を完成するに到った。
記Ｗ含有ＨＰ材よシも更に高温クリープ破断強度の高い
材料が要請されるに到っている。 本発明者等は、上記
要請に応えるべく、Ｃｒ、ＮｉおよびＷを含む耐熱鋳鋼
を基本成分組成とし高温特性に対する各種添加元素の影
響について鋭意研究を重ねた結果、ＮおよびＴｉを添加
することによシ、高温度、特に１０００℃を越える苛酷
な使用条件に耐え得る、高温クリープ破断強度、耐熱衝
撃性等、卓越した高温特性を具備せしめ得ることを見出
し、本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明は、Ｃ約００３〜０．６％ （重量
％、以下同じ）、Ｓｉ約２．０％以下、Ｍｎ約２、０％
以下、Ｃｒ約２０〜３０％、Ｎｉ約３０〜４０％、Ｗ約
００５〜５、０％、Ｎ約０９０４〜０８１５％、Ｔｉ約
０００４〜０．１５％、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定理由に
ついて詳しく説明する。
％、以下同じ）、Ｓｉ約２．０％以下、Ｍｎ約２、０％
以下、Ｃｒ約２０〜３０％、Ｎｉ約３０〜４０％、Ｗ約
００５〜５、０％、Ｎ約０９０４〜０８１５％、Ｔｉ約
０００４〜０．１５％、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定理由に
ついて詳しく説明する。
なお、以下の説明中、「％」はすべて「重量％」である
。 Ｃぱ、鋳鋼の鋳造性を良好にするほか、一次炭化物
を形成しクリープ破断強度を高めるのに必要である。
。 Ｃぱ、鋳鋼の鋳造性を良好にするほか、一次炭化物
を形成しクリープ破断強度を高めるのに必要である。
このために少くとも約０．３％を要する。Ｃ量の増加と
ともにクリープ破断強度も高くなるう一過度に多くなる
と二次炭化物が過剰だ析出し、使用後の靭性低下が著し
くなるほか、溶接性も悪化するので、約００６％を上限
とする。 Ｓ８ｉは、溶製時の脱酸剤としての役割を有
するほか、耐浸炭性の改善に有効な元素である。
ともにクリープ破断強度も高くなるう一過度に多くなる
と二次炭化物が過剰だ析出し、使用後の靭性低下が著し
くなるほか、溶接性も悪化するので、約００６％を上限
とする。 Ｓ８ｉは、溶製時の脱酸剤としての役割を有
するほか、耐浸炭性の改善に有効な元素である。
ただし、過剰に加えると、溶接性を損なうので、約２０
０％以下とする。 Ｍｎは、上記Ｓｉと同様に脱酸剤と
して機能するほか、溶鋼中の硫黄（Ｓ）を固定・無害化
する元素として有効であるが、あまシ多く加えると耐酸
化性が低下するので、約２６０％を上限とする。
０％以下とする。 Ｍｎは、上記Ｓｉと同様に脱酸剤と
して機能するほか、溶鋼中の硫黄（Ｓ）を固定・無害化
する元素として有効であるが、あまシ多く加えると耐酸
化性が低下するので、約２６０％を上限とする。
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
。その効果ぱＣｒの増加とともに高められ、特に約１０
００℃以上の高温度における強度、耐酸化を十分なもの
とするＫは、約２０％以上加えられる。ただしあまシ多
く加えると、使用後の靭件の低下が著しくなるので、約
３０係を上限とする。Ｎｉは、上記のように、Ｃｒと共
存して、鋳鋼をオーステナイト組織となし組織を安定化
し、耐酸化性および高温強度等を高めるのに有効な元素
である。
ナイト化し、高温強度や耐酸化性を高める効果を有する
。その効果ぱＣｒの増加とともに高められ、特に約１０
００℃以上の高温度における強度、耐酸化を十分なもの
とするＫは、約２０％以上加えられる。ただしあまシ多
く加えると、使用後の靭件の低下が著しくなるので、約
３０係を上限とする。Ｎｉは、上記のように、Ｃｒと共
存して、鋳鋼をオーステナイト組織となし組織を安定化
し、耐酸化性および高温強度等を高めるのに有効な元素
である。
特に、約１０００℃以上の高温域において良好な耐酸化
性および高温強度を発揮させるには、約３０係以上の添
加を要する。Ｎｉの増加とともに上記両特性は向上する
が、約４０係を越えても効果は飽和し、経済的に不利で
あるので、約４０係を上限とする。Ｗは、高温強度に寄
与する。
性および高温強度を発揮させるには、約３０係以上の添
加を要する。Ｎｉの増加とともに上記両特性は向上する
が、約４０係を越えても効果は飽和し、経済的に不利で
あるので、約４０係を上限とする。Ｗは、高温強度に寄
与する。
この効果を得るたみに約０．５係以上の添加を要するが
、多量に加えると耐酸化性が損なわれるので、約５．０
係を上限とする。Ｎは、固溶窒素の形態でオーステナイ
ト相を安定化並びに強化するとともに、Ｔｉの窒化物あ
るいはＮとともに炭窒化物を形成Ｌ該析出物の微細分散
によシ結晶粒を微細化し、かつその粒成長を阻止して高
温強度や熱衝撃特性の改善に寄与する。
、多量に加えると耐酸化性が損なわれるので、約５．０
係を上限とする。Ｎは、固溶窒素の形態でオーステナイ
ト相を安定化並びに強化するとともに、Ｔｉの窒化物あ
るいはＮとともに炭窒化物を形成Ｌ該析出物の微細分散
によシ結晶粒を微細化し、かつその粒成長を阻止して高
温強度や熱衝撃特性の改善に寄与する。
この効果を十分に得るためのＮ量は少くとも約０．０４
係であることが望ましい。但し多量に加えると、窒化物
が過剰に析出し、また該窒化物の粗大化を招き、却って
耐熱衝撃特性が劣化するので、好ましくは約０．１５％
を上限とする。Ｔｉは、前記のように炭化物、炭窒化物
として析出分散し、結晶粒界の強｛Ｌ耐粒界割れ性の向
上によシ、高温におけるクリープ破断強度、熱衝撃特性
の顕著な改善をもたらし、また長時間クリープ破断強度
の大幅な向上に寄与する。上記効果を得るために、約０
．０４％以上とするのが好ましい。その添加量の増加と
共にクリープ破断強度の向上が認められるが、多量に加
えると析出物の粗大化のほか、酸化物系介在物の増加を
招き強度がやや低下するので、好ましくは約０．１５％
を上限とする。その他、Ｐ．Ｓ等の不純物・ハ、この種
の鋼に通常許容される範囲内で存在してもかまわない。
係であることが望ましい。但し多量に加えると、窒化物
が過剰に析出し、また該窒化物の粗大化を招き、却って
耐熱衝撃特性が劣化するので、好ましくは約０．１５％
を上限とする。Ｔｉは、前記のように炭化物、炭窒化物
として析出分散し、結晶粒界の強｛Ｌ耐粒界割れ性の向
上によシ、高温におけるクリープ破断強度、熱衝撃特性
の顕著な改善をもたらし、また長時間クリープ破断強度
の大幅な向上に寄与する。上記効果を得るために、約０
．０４％以上とするのが好ましい。その添加量の増加と
共にクリープ破断強度の向上が認められるが、多量に加
えると析出物の粗大化のほか、酸化物系介在物の増加を
招き強度がやや低下するので、好ましくは約０．１５％
を上限とする。その他、Ｐ．Ｓ等の不純物・ハ、この種
の鋼に通常許容される範囲内で存在してもかまわない。
次に実施例を挙げて本発明鋳鋼の高温特性について具体
的に説明する。実施例 高周波溶解炉（大気中）で各種成分の鋳鋼を溶製し、遠
心鋳造により鋳塊（外径１３６ｍｍＸ肉厚２０ｍｍ×長
さ５００ｍｍ）を製造した。
的に説明する。実施例 高周波溶解炉（大気中）で各種成分の鋳鋼を溶製し、遠
心鋳造により鋳塊（外径１３６ｍｍＸ肉厚２０ｍｍ×長
さ５００ｍｍ）を製造した。
各供試鋼の化学成分組成を第１表に示す。各鋳塊から試
験片を採取し、クリープ破断試験および耐熱衝撃性試験
を行なった。クリープ破断試験はＪＩＳＺ２２７２の規
定に準拠し、かつ（３）温度１０９８℃、荷重１．９ｋ
９ｆ／ Ｍｍｍｍ２およびＱ３）温度８５０’Ｃ−荷重
７．３ｋｇｆ／１ｎｍ２の２通Ｄの条件で行なった。耐
熱衝撃性試験は、第１図に示すような形状・寸法に調製
した試片（厚さ８ｍｒｎ）を用い、これを温度９００℃
に加熱して３０分間株持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ツ
クの長さを測定した。耐熱衝撃性は該クラツク長さが５
ｍｍに達したときの繰返し回数にて評価した。試験結果
を第２表に示す。なお、供試材屋１〜４は、ＮおよびＴ
ｉを前記所定の範囲内で含有する本発明鋼、ＡＩｌ〜１
６は比較鋼である。比較鋼のうち、ＡｌｌはＷを含むＨ
Ｐ材、屋１２は、Ｔｉを含まず、また屋１３〜１６！Ｄ
，ＮおよびＴｉのいづれをも含むが、その量が本発明の
規定する前記範囲から逸脱するものである。第２表に示
されるように、本発明鋼Ａ１〜４ぱ、従来高温クリープ
破断強度がすぐれているとされているＷ含有ＨＰ材屋１
１およびその他の比較鋼にくらべ、すぐれた高温クリー
プ破断強度を備えている。
験片を採取し、クリープ破断試験および耐熱衝撃性試験
を行なった。クリープ破断試験はＪＩＳＺ２２７２の規
定に準拠し、かつ（３）温度１０９８℃、荷重１．９ｋ
９ｆ／ Ｍｍｍｍ２およびＱ３）温度８５０’Ｃ−荷重
７．３ｋｇｆ／１ｎｍ２の２通Ｄの条件で行なった。耐
熱衝撃性試験は、第１図に示すような形状・寸法に調製
した試片（厚さ８ｍｒｎ）を用い、これを温度９００℃
に加熱して３０分間株持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ツ
クの長さを測定した。耐熱衝撃性は該クラツク長さが５
ｍｍに達したときの繰返し回数にて評価した。試験結果
を第２表に示す。なお、供試材屋１〜４は、ＮおよびＴ
ｉを前記所定の範囲内で含有する本発明鋼、ＡＩｌ〜１
６は比較鋼である。比較鋼のうち、ＡｌｌはＷを含むＨ
Ｐ材、屋１２は、Ｔｉを含まず、また屋１３〜１６！Ｄ
，ＮおよびＴｉのいづれをも含むが、その量が本発明の
規定する前記範囲から逸脱するものである。第２表に示
されるように、本発明鋼Ａ１〜４ぱ、従来高温クリープ
破断強度がすぐれているとされているＷ含有ＨＰ材屋１
１およびその他の比較鋼にくらべ、すぐれた高温クリー
プ破断強度を備えている。
各比較鋼のように％ ＮＩＴｔ％ を欠くかもしくはそ
の量に過不足があると、クリープラブチャーデータ面で
劣る。特に、本発明鋼は、８５０℃などの１０００℃以
下の温度域よシも、１０９３℃などのように１０００℃
を越える高温域において、一段とすぐれたクリープ破断
特性を示すことは注目すべきである。また、本発明鋼は
、耐熱衝撃特性についても、Ｗ含有ＨＰ材やその他の比
較鋼にくらべすぐれていることが認められる。
の量に過不足があると、クリープラブチャーデータ面で
劣る。特に、本発明鋼は、８５０℃などの１０００℃以
下の温度域よシも、１０９３℃などのように１０００℃
を越える高温域において、一段とすぐれたクリープ破断
特性を示すことは注目すべきである。また、本発明鋼は
、耐熱衝撃特性についても、Ｗ含有ＨＰ材やその他の比
較鋼にくらべすぐれていることが認められる。
以上のように、本発明に係る耐熱鋳鋼は、従来のＷ含有
ＨＰ材などよシもすぐれた高温特性、就中高温クリープ
破断強度および耐熱衝撃性を有し、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オー
マチューブとして、あルイは鉄鋼関連設備におけるハー
スロールやラジアントチューブなど、温度１０００℃を
越える高温域で使用される各種設備部品の好適な材料と
して供することができる。
ＨＰ材などよシもすぐれた高温特性、就中高温クリープ
破断強度および耐熱衝撃性を有し、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オー
マチューブとして、あルイは鉄鋼関連設備におけるハー
スロールやラジアントチューブなど、温度１０００℃を
越える高温域で使用される各種設備部品の好適な材料と
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を示す説明図である。
Claims (1)
- １ Ｃ０．３〜０．６％（重量％、以下同じ）、Ｓｉ２
．０％以下、Ｍｎ２．０％以下、Ｃｒ２０〜３０％、Ｎ
ｉ３０〜４０％、Ｗ０．５〜５．０％、Ｎ０．０４〜０
．１５％、Ｔｉ０．０４〜０．１５％、残部実質的にＦ
ｅより成る耐熱鋳鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9137381A JPS5935984B2 (ja) | 1981-06-13 | 1981-06-13 | 耐熱鋳鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9137381A JPS5935984B2 (ja) | 1981-06-13 | 1981-06-13 | 耐熱鋳鋼 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56003605A Division JPS596910B2 (ja) | 1981-01-12 | 1981-01-12 | 耐熱鋳鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57116761A JPS57116761A (en) | 1982-07-20 |
| JPS5935984B2 true JPS5935984B2 (ja) | 1984-08-31 |
Family
ID=14024568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9137381A Expired JPS5935984B2 (ja) | 1981-06-13 | 1981-06-13 | 耐熱鋳鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935984B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03240930A (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-28 | Kubota Corp | 耐浸炭性および溶接性にすぐれた耐熱合金 |
-
1981
- 1981-06-13 JP JP9137381A patent/JPS5935984B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57116761A (en) | 1982-07-20 |
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