JPS5953663A - 耐浸炭性と高温クリ−プ破断強度にすぐれた耐熱鋳鋼 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本元明はりフォーマ−チューブやクラッキングチューブ
など用途に供する特に１１］Ｉ・ｊ浸炭性、高温クリー
プ破断強度にすぐれた酬熱坊ｊ（Ｎｉに関する。

石油化学ニーｉ＋−におけるエチレンクラッキングチュ
ーブ゛には、’＋６！Ｊ　１：ｉマによって４ｊむ青さ
れる１０浦′とベンド管の溶接組立品が用いられて心り
、才だ改質炉内のりフォーマ−チューブには回じ＜　、
Ｉｔ、’ｊ　造直菅とレゾユーザーの前接組立品が用い
られている。そして、これらの）目、碗にＱ：１、Ｎｉ
およびＣｒケ言む而にヤノ〜（φｔｆ、「（・６Ｉ（」
利の使用が一般的であり、代表的にｆ、ｌ’、　Ａ　Ｓ
　’ｌ’Ｍ）１に４Ｊｄやｔ（Ｊ）（Ａ７ｉ：どが用い
り）れてへている。

υ工４１−１１〒業の、ｌ、ｌ、温化に伴い、この神上
包・、、部＋：Ａ４ｇイ１には史なる高温特性の改善が
要求さｉｌつつある。

そこで、これにｊ心える（Ａネ１と１＝　′乙、ｌｌ−
１，’　１１に旧〕、ＷｌＭＯなどを７・１５加しプこ
ものも開つ；ξされ、実用にＩｌｌ、されている現状に
ある。（７かし乍ら、使用虎」（λの一層の高温化、原
料ガスの重質化を背１ｊＬに、タラノキングチュ−〕゛
やリフオーマ−チー：Ｌ−フ゛にｔ、↓、中、にｌＦ７
＋　？１清特性の改簡に市すらず、特に・Ｌの１１１百
１．１（使用下での耐浸炭性の向」二が強く安昭され−
（い／、。

かかる太情に鑑み、本イれ明ｔ」−主とし−Ｃ，ｌ−＾
己クラッキングチューブやりフォーマ−チューブのよう
な特に耐浸炭性が必安とされる。ｒ、１温装＋ｉ’ｔ　
ｒｌｆ　ｔ、１に最適のものを提供する（４的で、高温
クリープ破断強度の低下を伴うことなく耐浸炭性を大＋
ｌｊに改善でさるようにした新しイＮｉ−Ｃｒ　−Ｍｎ
　−Ｎ　−Ｎｂ−Ｔｉ　−Ｂ糸１１（ｌＩ熱ｒ’−’ｓ
　１ｍを開発することに成功したものである。

すなわち、本光明に係る１ｌｌｌｔ浸炭性と高幅りｌ）
−プｆＩｌンｊ’＋Ｉｆ　ノ・［１与−にすぐれた１制
りＪ５．町５醋１　（−；ｉｌ、（シｆ１２ｊ）〜Ｏ，
”７５、Ｓｉ　２．０以ｉ′、：、Ｍｒ＋　ｂ　−２０
、Ｃｒ０−３０、Ｎ　ｉ　」５　＝　４０、Ｎｏ、０１
〜０，４０　　、　　Ｉ封〕０３仁〜２．０　、　’ｌ
’ｊ、　Ｏ，ＯＪ〜０．５、　Ｂ　００（月〜０．０５
　ｋ　’ｂ　＋１ｆ１１１％會砂、代部）；ｐ　’ｉ’
４、的に１゛０がもなるとと金を性徴と−するものであ
り、さらに又１１１１Ｉ浸炭性の一層の回」二を目的と
Ｌ−Ｃ、ト！！Ｌ、：　：成分に加えて、ＣｕＯ３〜３
．０　、　　Ａｔフ（０Ｊ、○土へ川、０の−神スＵ二
伸４℃谷ＩＲｉ什％含むことケ特徴とするものである。

以Ｆ本元関の１１Ｑ（病；１閾を１１″〜成する１滉分
几糸Ｖこついて、その特徴とともＣ（＝成分・イ］龜１
ノ、ｌ＋の０１（矩・里山☆二註述する。

ＣＯ，２５〜Ｏ，’７５係 Ｃ（ｔＪ、＋Ｑ’：Ｊ鋼の山造性をよくず４）曲に、麦
に、１ホベるＮｂ、　Ｃｒ、　　Ｎとの共存トで一火災
慴化ｌ吻、−火災化′ＡＩＩＪヲ形成し、クリープ破１
すＴ　’ｊｆｌｉ　ＩＶＩの同１：　Ｋ　’ｒイｌうＪ
−る０このため少なくとも０．２５％以上の蕗イ’ｌ’
　？ｒ必安と１″−る。しかし、その効果し］、Ｃ吊の
」胃加と共に商められるものの、過度に、笠く言外れる
と、二次炭化′吻　　□の過剰析出により使用後の靭性
低ドが沓しくなり、同時に溶接性も劣化〕−るためｔＪ
、６％を上限とする。

Ｓ１２，０以「 Ｓｌは、ｕ１鋼溶製時の脱酸剤としての役割をイＪする
他に、耐ｉＷ　ｋ件の改鱈に効果ケもたらす。／こだし
、多ｔ、ｉトに含イイすると浴接性が損われるので、２
．０　％を上限とする。

Ｍｎ５Ｎ２０％ Ｍ　ｎ　ｉＪオーステナイト相を安定化するとともに、
１１、Ｉｒに重役な効果は耐浸炭性改善への訂Ｊジであ
る。

そして、５係未４ｉＩｌｄでＬＬその効果が少なく、一
方２０係を超えると１料の９ｒＦ＝件を劣化さぜ、析１
）；・性を著しく１１１うためである。

Ｃｒ２０−３０％ ＣｒｉｊＭｎおよび後のＮ１との共存−トで金属組織を
オーステナイト化し２、高温強度やｍ行酸化性を商める
効果をイ）する。牛すに、１００（ＪＴＴｌ２Ｏ％Ｊ　
（ｈａｔ域で所要の強ＩＱ’、１１１１Ｉ酸化性を得る
だめの含有）辻にＬ少なくとも２０φ以−にであること
を要する。このような効果はＣｒ１す有ｒ１４の増加と
ともに強化さノしるが、反面あまり弗くなると使用後の
靭性の低ドが著しくなる／こめ、３０係をその１−限と
する。

Ｎｉ１５〜４０係 Ｎ］は」二。己のようン７″ｃｒ、Ｍｎと共ｒ／−シで
オーステプ−イト組織を保ち、ぞの１徂・ｆ）擬的／ぐ
）Ｆ巳１勺−全−ｊ−Ｊえ、：ｉｊｊ浸炭′１＋、（］
１ｌＩＣ１疋化１牛鰺」：び、１＋、　ｌ晶’ｉｆｉ　
１．１＞Ｚ　’ｘ：　イ１１ｍ保−→゛るのに有功な丸
木でイうる。そ−１〜で、１．（１００°ｃＬ；Ｊ、上
の１１イｊτ）ｌｆ１度域で艮（７−ｆなる１＾旬１賃
化性卦よひ（１，・）　（！、Ａ　’ｊ’Ｊ：度をイ↓
ｌるためにＣよ、１５％１試ヒの言上を・〃する。ヒフ
ｊＣ時性（はＮ１含・イ）１律の１冑勾１１とともにｌ
ｌ−］二するが、４０係７ｃｔｌ宣えると褐Ｘ加ズカ爪
が１別＋ＬＩＬＩ経済的に不、刊となるため、４０係を
」二限とする。

Ｎ　Ｏ，０１〜０４０係 Ｎは固、谷窒素の形、ｊ−１でＭｎを沈むオーステナイ
ト相を安定強化するとともに、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒと４化
′吻、炭蟹化物の形成に開力し、とのｆヒ合物が微細に
分１改イ斤出することによって結晶オ立が１）佼バ朋化
し１．持成長がｌ＞Ｉｔ　Ｉｔニされ、クリーブＩ波Ｉ
ノ斤弓！Ｉｊｉ躯が１７もめられる。

この効果ケ績体的に発揮ぜしめる／こめ、Ｉ′１オイ〕
ｉ・（は０．０］弼以−にとする。だ／どし、１１才（
ｊ’　）＋ｉ−が余り′多くなると、訳化′吻、炭窒化
′吻の、過剰の析出、１しびに粗大化を招き、溶接性が
低ドするので０．４０％をその１−１８（と）る。

旧）０３〜２．０　係 Ｎ　ｌＪ　＆：Ｉ、クリ−ツブ破１１Ｊｉ−ノロ１１中
を１髪もめるタカ果＾偵−する〇−ぞし２−（、この′
Ｉ力１４！：介イ（Ｉるだめに）Ｊ　（］　３係以１−
のＲイ」り゛必゛妓と−する。／、−′／こし、誹有扇
が、１）す６いとかえつ℃クリ−ツブ（妓ＨＪ［’＋ｌ
ｉ度の１八Ｆ’　ｋ　、ＡＥ　−に−１ことにイｒる、
タメ、２　、０％％：　、ｈ　ｌ！ｈ！：とずル。／Ｉ
：卦Ｎ　１）ｉＪ、’　、＋１ｌ−ｉ　’畠こＪｌと回
くノＪの几−４ｔ：であ７．、Ｔａを随伴−４るもので
あるが、そノ１易含Ｋ　６１．　””トノｆ　、イ４　
ｉ、ｊＡ０．３−２．０　％　−Ｑ　＋Ｉ；、　ｉｔ　
ｌ；Ｖ、　、Ｌい。

４ｘ　１１　’！ＩＩ　ａノド　：ｉｊ’ｌ　＆：：Ｌ
　、、ｌＴ、　ｉｌ２　諸几＝Ｈ＜　トド％　’／’−
””、１．（ｉ代合冷ＵＩＩ　４’−にとによって、＋
Ｉ″ｒｔ　ＩｒＡ特性の＞ｃｈｉ　’ｌ々向（−４・も
／ｊ　ｌ：、　Ｌ、とりわけ１（ＪＯ（１−（：を１１
イイえる１ｔ、°１１Ｅ１．髪１髪号月ＨＩこ」］・い
で４゛ぐｉｌだクリープ破１１′Ｊ「強度、１１１１１
〆Ｊ炭件４丁１１、・陥りし７めに）ものである。すな
わち、Ｔｊ、ｉｌ　Ｃ、ＮとＡ！ｉ’ｉ合し７て炭化物
、開化′吻、炭窒化物をｊｌり成Ｉ７、＋３＆Ｊ：これ
らの化合′吻を微細に分散拍出さ萌るとともに結晶粒１
ｆ釣全９ｍ化し、長時間クリープ破新作ｔＷの１ｉ１１
著な向−１ニ葡もたらすのであ不。

’ｌ’ｊ、　０．０１〜０．５　ＣＩ。

ＩＪ）：ｌ、炭−イー・化′Ｉ″す、１ｔ−の形成に（
−１Ｌす１′’−’Ｉ　ｌ！ｕ冒パ１１度の向１−に・
Ｆｆ”ｊＪる仙、Ａ７）と、１１ｇイエするり７′１合
しＩ’：　＆、ｌぞの相東λυ１１Ｌ（Ｃより冊Ｊ　（
Ｊ炭□ｌｆ４ｇを１四■＼１ｔ−／：、）３、（’Ｔ、
　７１１’＞　１．、）　’ｙノ）　・Ｌ’、　４．４
ｉｉ：１１１１びｌする／こめに−Ｑｊ、ぞ二σ）；ス
’　ｌＪ　１１ｊ　（＋、Ｊ・）＋、　：ｌ：’　ｌ−
、（１，ｌＯ，０，１係以１・と−１−る。’ｃ　Ｌ、
、−Ｃそのｒｊ−イＪ：・□、の清福とともＩ（（−ク
リープ破）（ノドｙ・Ｉ）度、］１ＩＩＩ浸炭性′１゛
ｊが１゛、４“ｌめＣコノするが、反面・泊り′シくろ
ると４ハＩＩｌ′ｌ〃Ｊの相ｊ、、、化、田°１１、′
吻７ｊ（ブ「白、物Ｌｔの［胃加に一１イＪｊ：、９１
１性の１１日（１［い澗！と・１′１ぴ）弗化イし・き
／（−すので、ｆの（、限帝０“）係とｊ−る１、１−
１　０．ＯＯ’ｌ〜Ｑ、（、、Ｔｏ　係］−１１１、結
晶オ）′Ｌ１ブ′ＩＩ−の強１１．（、’用′１１２に
、炭゛・ｊゼ化′吻’、’１（１１’　ｌｌ冒ω１の１
ｉ’＆　、ＩＨ１ｌ化、］（りひに伯出出）ｒｌ／）　
Ａｊｉ□　ｆｉｇ川友用Ｉｓ　？ｔ−，ｔ”＋′’１．
１ｊ−、クリーブイ波１ｔノｉ　’ｊ’−１（度の向Ｉ
−にン〕′ｌｌＪ／、（、この）ｒめにＱｌ、０．００
１％　、ｈｌ、　、、ｌ−ｎイ」するｃ−７１が望に１
し・い０１３昌１１甲が多くなるＡｊＳその効果イ、）
１「？１と、（［イ）が、反１１１１０．０５９６をハ
イ（えるとｃ６接性の−Ｊ化が開式ｒ’、：　’：’ｌ
、イ）／（゛め、その上限イ（−〇、ＯＥ〕係とする。

本’／＋”ｈ明の］１熱、’ｕ、ｊ　１ｆｌｌｌ　＆−
１、基本げりに＆、ｌ−，１ソ、１σ）成分イｒ・誹み
、残部は実なノＩ的Ｇ′（暖（０か１）々るものである
。

ところで、本発明でｔま１−記１１１１αノー１・４　
’、（ｊｉｌｌの１制メス炭１）１を一層向上する目的
で、Ｂ゛θに代えて更に次のＣＵ、Ａｌの一棟又ｄ−二
４：：Ｒケ各々適話、苫イｊせし７める場合を併有して
いる。

Ｃｕ　ｔＪ、５−　：３．０％ Ｃｕ１−Ｊ用断己基本化学成分による柑料・時性を１ｔ
１うことなく、さらにその耐浸炭性の改善を泪る／こめ
に有効な砲加元素である。この場合その添加ｈ−ｔ、　
ｋＪ、、０．５係以下では耐浸炭性の改ｐ（に贈るべき
ものがなく、他方３，０９１８を超えて添加されると延
性低下に伴う溶接性の劣化をきたして好ましくない。

Ａ１０．０１〜１．０％ Ａ／？は１岨陳化性の改善向−」二に効果がある他に、
特にｌ浸炭性の改１棹に有効々元素である。その場合Ｃ
＋１と複合添加すると、より湘著な改善効果を示す。

ｌ浸炭性の改錆を目的とする本イ１ｔツ」でＣ１、Δｒ
添加により所期の改善効果を収めるためにＣ；［、その
訝有ｊ、４−は少なくとも０．０１　％す、」二とする
。そして、そのＩキイ１’　！ｌのＪｖ１加とともに耐
浸炭性は数片される。

しかし、Ａ／冷加′ＩＪ４が１．０係を超えると溶鋼の
流動例か低トし、著しく鋳造性が損われるので、］−９
９０％その上限とする。なお、ＡＩの會１工・・４か（
Ｊ・０５％以下の倣ンＪＩの場合でｔ；Ｊ４、Ｃｕとイ
ｔ）合沁ｍすることによりＣｕの耐浸炭性改痺幼果をよ
り凪４著ならしめる。

本発明の耐ｐ、ｆＪシｇ１．Ｊ鋼はその俗製時に、その
他Ｐ１Ｓ４ｐの不純！物を不１ｉＪ−、け（的に混入す
る。４．．４　汗かλｒ）るが、この神の；酬材にノ瓜
常１９′Ｉ−谷される・叱凹円で・０れ（ｄ：、その存
在り：妨げない。

次に本発明の実施例を叱「咬１＜すと共にＩＬ５げ、ぞ
のずぐれた特性領明らかにする。

〈実施例２ Ｉ髄固波浴解炉（大気中）で各抑シ１１鋼を〆谷製し、
遠心１以下造法により各ノを前付（外径１３６　ｐｎｎ
、肉厚２０ｍｍ、長さ５００　ｍｍ　）を゛１ノ１造し
た。これらの名供試（」の化学成分を第１表に示す。な
、に−ｆｌ＋、試桐中、イσ］、２は比較材であり、意
３〜２０が本発明の鋳、（凶相である。

各１共試材から試除片全抹１１Ｖ　Ｌ、クリープ破新作
１更おまひ面ｊ浸炭性の６川定に（共１−７／仁。ぞの
ｉｌ’ｌ’ｌ　′［トを７Ｊｙ。

２表に示ず。なお各試、・欣の要′ＩＩ１．１．１７．
Ｊ−次のＪｌ！ｊりである。

（１）クリープ破１イブ［強度 ＪＩＳＺ２２７２のＪ、１とＴによる。ただし、（Ａ）
　＋！清ＩＷ１０９３Ｃ，イｉｊＪ屯ｉ、９　Ｋｑ　Ａ
ｍ２、（Ｂ）　ｔ＋”Ａ　！艷８５０°Ｃ１荷巾゛１．
３ｔ（９Ａｐ＋・の２曲りの条と１−で実施しメこ。

（ＩＩ）　ｌｉ醍炭性試験 試片（直径１２屑ｍ、長さ６０．ｍ）全固定ｉ■炭剤（
テグザＫｔ）　３０、Ｂａｃｏ３含有）中でｒｌＩＡ度
１１０　ｆ）ｃのドに３３００時間１呆有したのち、試
片のイ（而がら深さＩ　ＴＪＩｎ−までの層と、表向か
ら深さ１〜２　Ｊｉｍの層りり各々切粉ケ抹Ｊ（ンし、
Ｃ′ｆ−分析を行って増加Ｃ：　ｔｅｌ　（ｗシ係）を
Ａくめ／こ。第２表中、「１酎浸炭性」の＋ｌ＃Ｎの数
ｆｉｌｋ＋、この増加Ｃ１１を意味し、勿論該数植が小
さい４゛ｌｌ酊１浸炭性にすぐれることを示す。

次　　　　　　　菓 第１表　）共試（／Ｉｖ化′４〜成分（ｗｔ＝ｚ）第２
衣　　試験結果 上♂己渠２永くの試、ｌ・１す＞　＋！’１’ｊ風から
明らかな、ｌ、うに、本発明＝Ｉｊ　、醐（供＝Ｃ４ｇ
（ｒ＋、　３〜２０　；　ニ、ｂ＞　−）　−ｃ　ｉｔ
、ｆｊＥ来（Ａのうちでも両温クリープ破１すｌ’　９
Ｕｉ　Ｉ’ｔにすぐれているとされるＮｂ誹有−′Ｔ１
１°ＨＰＩＪ’　（１１；試伺濫上）と比較しても卓越
したクリーゾ＋ｉｌ＊断強塵全倫えでいることが認めら
れるとともに、耐浸炭性ｄＪ（・倹結呆Ｖこおいてはそ
のＣ融増加は従来利の半分乃至それ以丁てあり、非常に
ずぐれた１１１ｉ１浸炭性ケ具１＋ｉｉｉ　しているの
が確認される。

このように本発明に係るＮｉ　−Ｃ１−１，４ｎ　−Ｎ
　−Ｎｂ−Ｔｉ−Ｂ糸ｕ熱：θｊ舎（；司ｆ；Ｉ１、従
来の１．’Ｊ　ｌ）”、、ｇ’−（コ５ｑＰ（：４など
と比較すると、高温クリープ破り１強１隼と耐浸炭性に
すぐれるのが特徴である。従って、本発明、ダ１４（１
骨」、耐浸炭性と１ｌ−１Ｊ温クリ一プ１波断’ｉＭｔ
　１則が四求される石油化学工業用のエチレンクラツキ
ングチューブヤ改質炉内のりフォーマ−チューブｋｌｆ
ｊＬ）めと（７て、鉄鋼関連設備における・・−スロー
ルやラジアントチューブなど１０００　　’Ｃを超える
高γ１ｍ域で使用される各種設備部材の好適な材料とし
７て供することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　　　Ｇ　　　　Ｏ，２５〜０．７５Ｓｉ　　２
   ．０以−Ｆ Ｍｎ　　　　５　〜２０ Ｃｒ２０−３Ｏ Ｎコ　　　　１５〜４Ｏ Ｎ　　　ｏ　、ｏ　］、　　〜　０．４ＯＮｂ　　　ｆ
   Ｊ、３　〜２．Ｏ Ｔｉ　　　Ｏ，（Ｊｌ　〜　０．５ Ｂ　　　　Ｏ，００１〜　００５ を各４ｊ　ｈＩ係沈み、残部実質的にＦｅからなること
   を特徴とするｌｔ１浸炭性と高温クリープ破１す１強度
   にすぐねた耐熱鋳鋼。 ２、　　　　ＣＯ，２５〜　０．７５ Ｓｉ　　２．０以下 Ｍｎ　、！ｊ〜２０ Ｃｒ　　　　２０　　＝　　３Ｏ Ｎ　ｉ、　　　　’、Ｌ　５　〜４０ ；Ｊ（１，Ｑ１〜０４Ｏ Ｎｂ　　　　Ｏ，３〜　２．０ Ｔ］　　　０．０１〜０．５ １３　　　　（１，００１−〜　０．０５とＣｕ　Ｏ，
   ５−３，０、ＡＩ　０．０１〜１．０の−、回文（は二
   種を各重沿係旨み、残部実質的にＦｅかｌっなることを
   １特徴とする１１ｉｔ浸炭性と品温クリープ？ｉ’ｆｆ
   　ｍ１強度しこすぐれた酬熱鋳蛸。