JPS5993857A - 高温強度およびじん性に優れた高クロム鋳鋼 - Google Patents
高温強度およびじん性に優れた高クロム鋳鋼Info
- Publication number
- JPS5993857A JPS5993857A JP20330982A JP20330982A JPS5993857A JP S5993857 A JPS5993857 A JP S5993857A JP 20330982 A JP20330982 A JP 20330982A JP 20330982 A JP20330982 A JP 20330982A JP S5993857 A JPS5993857 A JP S5993857A
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- toughness
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- steel
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、蒸気タービン用部材などの高温褐圧下で使用
される部材の製造に適した、高温強度およびじん性に優
れた高クロム鋳鋼に関する。
される部材の製造に適した、高温強度およびじん性に優
れた高クロム鋳鋼に関する。
従来よシ、ケーシング、各積バルブ類などの蒸気タービ
ン用部材の材料として、Ｃｒ−Ｍｏ鋼あるいはＣｒ −
Ｍｏ −Ｖ鋼などの低Ｃｒ合金耐熱鋳鋼が広く使用され
ている。ところが、近年、蒸気タービンの大容量化や使
用蒸気の高温・高圧化が進み、その使用条件は次第建苛
酷になってきている。そして、このような苛酷な使用条
件下では、上述した従来のＣｒ−Ｍｏ鋼やＣｒ −Ｍｏ
−Ｖ ＠等の低Ｃｒ系合金鋼は、クリープ破断強度な
どの高温強度が不足するという問題があった。
ン用部材の材料として、Ｃｒ−Ｍｏ鋼あるいはＣｒ −
Ｍｏ −Ｖ鋼などの低Ｃｒ合金耐熱鋳鋼が広く使用され
ている。ところが、近年、蒸気タービンの大容量化や使
用蒸気の高温・高圧化が進み、その使用条件は次第建苛
酷になってきている。そして、このような苛酷な使用条
件下では、上述した従来のＣｒ−Ｍｏ鋼やＣｒ −Ｍｏ
−Ｖ ＠等の低Ｃｒ系合金鋼は、クリープ破断強度な
どの高温強度が不足するという問題があった。
そのため、最近では、上記従来の低合金鋼よシも高温強
度の優れた高Ｃｒ系鋳鋼が使用さｈつつある。
度の優れた高Ｃｒ系鋳鋼が使用さｈつつある。
しかし、従来の高Ｃｒ系鋳鋼には、以下に述べるような
問題がある。すなわち、蒸気タービンのケーシングやバ
ルブ類のほとんどは大型の鋳造製品であるため、製造時
に必然的に鋳造欠陥が生じる。
問題がある。すなわち、蒸気タービンのケーシングやバ
ルブ類のほとんどは大型の鋳造製品であるため、製造時
に必然的に鋳造欠陥が生じる。
そのため、これらの欠陥が、使用中の脆性破壊の起点と
ならないように１鋳造品を溶接補修することが必要とな
る。ところが、従来の高Ｃｒ系鋳鋼は、低合金鋳鋼に比
べて、じん性が低く、割れ感受性が大きいという欠点が
ある。通常、溶接割れを防止するためには、溶接の際に
予熱を行なうことが必要であるが、蒸気タービンのケー
シングのような大型構造物の溶接においては、予熱たけ
て溶接割れを有効に防止することは困難である。
ならないように１鋳造品を溶接補修することが必要とな
る。ところが、従来の高Ｃｒ系鋳鋼は、低合金鋳鋼に比
べて、じん性が低く、割れ感受性が大きいという欠点が
ある。通常、溶接割れを防止するためには、溶接の際に
予熱を行なうことが必要であるが、蒸気タービンのケー
シングのような大型構造物の溶接においては、予熱たけ
て溶接割れを有効に防止することは困難である。
上述したような問題点、すなわち、溶接性を改善するた
めには、鋳鋼中の含有炭素量を減らすことが考えられる
。しかし、従来の高Ｃｒ％鋼においては、炭素量が低下
することにより溶接性そのものは改善されるものの、そ
れに伴なってクリープ破断強度が低下してし゛まうとい
う新たな問題が生ずる。
めには、鋳鋼中の含有炭素量を減らすことが考えられる
。しかし、従来の高Ｃｒ％鋼においては、炭素量が低下
することにより溶接性そのものは改善されるものの、そ
れに伴なってクリープ破断強度が低下してし゛まうとい
う新たな問題が生ずる。
したがって、蒸気タービン部材の大型化および使用条件
の高温高圧化に充分耐える耐熱鋳鋼としては、じん性お
よび溶接性の改善のみならずクリープｖＪ７．断強度を
低下させないことが要求されている。
の高温高圧化に充分耐える耐熱鋳鋼としては、じん性お
よび溶接性の改善のみならずクリープｖＪ７．断強度を
低下させないことが要求されている。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、高Ｃｒ系
鋳鋼の特徴である耐熱性およびクリープ破断強度を低下
させることなくしん性を向上させた、蒸気タービンのケ
ーシングや各種パルプ類に好適な耐熱鋳鋼を提供するこ
とを目的とする。
鋳鋼の特徴である耐熱性およびクリープ破断強度を低下
させることなくしん性を向上させた、蒸気タービンのケ
ーシングや各種パルプ類に好適な耐熱鋳鋼を提供するこ
とを目的とする。
本発明の、高温強度およびじん性に優れた高Ｃｒ鋳銅は
、重量比でＣｏ、 ｏ ｓ〜０．コ！チ、Ｓｉ０．７０
％以下、Ｍｎ Ｏ，／ ＯＡ−０，Ｉ ０％、Ｎｉ ／
、 ０〜３．０％、Ｃｒｌ、０〜ｉｓ、ｏ％、Ｍｏ Ｏ
，３０〜／、、２０ ％、Ｖ Ｏ，０！ｒ〜０．！０
％ 、Ｎｂ０、Ｏ／〜０．３０優、ＮＯ，０／〜０３１
０チを含み、残部がＦｅおよび付随的不純物から成るこ
と、を特徴とするものである。
、重量比でＣｏ、 ｏ ｓ〜０．コ！チ、Ｓｉ０．７０
％以下、Ｍｎ Ｏ，／ ＯＡ−０，Ｉ ０％、Ｎｉ ／
、 ０〜３．０％、Ｃｒｌ、０〜ｉｓ、ｏ％、Ｍｏ Ｏ
，３０〜／、、２０ ％、Ｖ Ｏ，０！ｒ〜０．！０
％ 、Ｎｂ０、Ｏ／〜０．３０優、ＮＯ，０／〜０３１
０チを含み、残部がＦｅおよび付随的不純物から成るこ
と、を特徴とするものである。
において組成を表わす「％」は、特に断らない限り重量
基準とする。
基準とする。
本発明の耐熱鋳鋼は、特定の組成のＦｅ基合金からなる
。合金中の各成分の添加目的ならびに組成限定の理由は
、次の通υである。
。合金中の各成分の添加目的ならびに組成限定の理由は
、次の通υである。
貰ず、Ｃは、高温で地鉄中に固溶してオーステナイト組
絨とし、γ→α′変態を起こさせ、低温および高温での
強度を向上させる。また、焼入性を向上させた。！７
、Ｖ 、 Ｍｏ、 Ｃｒ、 Ｎｂなどの炭化物生成元素
と化合して炭化物を形成し、高温クリープ破断強度を高
めるのに必要不可欠の元素で、合金中に０．ＯＫ −０
，２夕係含まれる。添加量がＯ，ＯＳ係未満であると、
上述の効果が乏しく、１だ０．２ｊｆ％を越えると溶接
性が悪くなったシ、炭化物が粗大化して拐料のじん性を
低下させる。
絨とし、γ→α′変態を起こさせ、低温および高温での
強度を向上させる。また、焼入性を向上させた。！７
、Ｖ 、 Ｍｏ、 Ｃｒ、 Ｎｂなどの炭化物生成元素
と化合して炭化物を形成し、高温クリープ破断強度を高
めるのに必要不可欠の元素で、合金中に０．ＯＫ −０
，２夕係含まれる。添加量がＯ，ＯＳ係未満であると、
上述の効果が乏しく、１だ０．２ｊｆ％を越えると溶接
性が悪くなったシ、炭化物が粗大化して拐料のじん性を
低下させる。
Ｓｔは、脱酸剤として添加されるもので、ｏ、ｙｏｑ６
以下とする。上限を起えてＳｉを添加すると、δフエラ
イ十の生成原因となシ、じん性が低下する。
以下とする。上限を起えてＳｉを添加すると、δフエラ
イ十の生成原因となシ、じん性が低下する。
胤は、脱酸、脱ｔｌｊ剤として添加されるもので、その
効果を得るためには、０．７０４以上を必要とする。ｏ
、 ｇ ｏ％を越えて添加するとじん性や高温強度が低
下する。
効果を得るためには、０．７０４以上を必要とする。ｏ
、 ｇ ｏ％を越えて添加するとじん性や高温強度が低
下する。
Ｎｉは、焼入性、じん性および低温における強度を向上
させるのに有効であシ、址たδフェライトの生成防止に
必要な元素であシ、／、Ｏ〜３．０％添加される。／、
０％未満では添加効果が乏しく、３．０係を越えて添加
すると、上記の効果が飽和すると同時に、逆にクリープ
破断強度の低下をもたら九Ｃｒは、焼入性を向上させ、
引張強さ、クリープ破断強度を確保し、また耐酸化性を
向上させるのに必要な元素であシ、♂、ｏ−ｉｓ、ｏ％
添加される。
させるのに有効であシ、址たδフェライトの生成防止に
必要な元素であシ、／、Ｏ〜３．０％添加される。／、
０％未満では添加効果が乏しく、３．０係を越えて添加
すると、上記の効果が飽和すると同時に、逆にクリープ
破断強度の低下をもたら九Ｃｒは、焼入性を向上させ、
引張強さ、クリープ破断強度を確保し、また耐酸化性を
向上させるのに必要な元素であシ、♂、ｏ−ｉｓ、ｏ％
添加される。
１０％未満では、添加効果が乏しく、／、ｌｔ％を越え
ると、焼入性が悪くなったシ、δフェライトの生成原因
となシ、クリープ破断強度が低下する。
ると、焼入性が悪くなったシ、δフェライトの生成原因
となシ、クリープ破断強度が低下する。
Ｍｏは、焼もどし軟化抵抗性を増大させ、焼もどし脆化
の防止、焼入性、じん性を改善させるとともに、Ｃと炭
化物を形成しクリープ破断強度を向上させるために必要
な元素であシ、０．３０〜／、２０チ添加する。０．３
０％未満では添加効果が乏しく、／、２０１％を越える
と、炭化物が多量に析出してじん性が低下したシ、δフ
ェライトの生成によシ高温強度が低下する。
の防止、焼入性、じん性を改善させるとともに、Ｃと炭
化物を形成しクリープ破断強度を向上させるために必要
な元素であシ、０．３０〜／、２０チ添加する。０．３
０％未満では添加効果が乏しく、／、２０１％を越える
と、炭化物が多量に析出してじん性が低下したシ、δフ
ェライトの生成によシ高温強度が低下する。
■は、Ｃと化合して微細炭化物として析出し、クリープ
破断強度を向上させるのに必要な元素であり、少なくと
も０．０！ｒ％の添加が必要である。しかし、０．３％
を越えて添加すると、炭化物が粗大化してじん性が低下
したシ、溶接が困難になったシ、さらにδフェライトが
生成して疲労強度や高温強度が低下する。
破断強度を向上させるのに必要な元素であり、少なくと
も０．０！ｒ％の添加が必要である。しかし、０．３％
を越えて添加すると、炭化物が粗大化してじん性が低下
したシ、溶接が困難になったシ、さらにδフェライトが
生成して疲労強度や高温強度が低下する。
Ｎｂは、結晶粒を微細化して、じん性を改善したシ、Ｃ
やＮと化合し、非常に微細な炭窒化物を形成して、クリ
ープ破断強度を向上させるために極めて有効な元素であ
シ、ｏ、ｏｉ〜０．３０％添加する００．０／％未満で
は添加効果が乏しく 、 ０．３０％を越えると、製造
時に偏析が生じゃすくなシ、じん性が低下したシ、δフ
ェライトが生成して疲労強度、高温強度が低下したシ、
さらには、炭窒化物の増大によシ地鉄中のＣ濃度を減少
させ、強度低下をもたらす。
やＮと化合し、非常に微細な炭窒化物を形成して、クリ
ープ破断強度を向上させるために極めて有効な元素であ
シ、ｏ、ｏｉ〜０．３０％添加する００．０／％未満で
は添加効果が乏しく 、 ０．３０％を越えると、製造
時に偏析が生じゃすくなシ、じん性が低下したシ、δフ
ェライトが生成して疲労強度、高温強度が低下したシ、
さらには、炭窒化物の増大によシ地鉄中のＣ濃度を減少
させ、強度低下をもたらす。
Ｎは、上記の添加範囲の元素を含むマルテンサイト鋼に
含有させることにより、Ｃ＋歯と化合して炭窒化物を形
成し、クリープ破断強度が著しく向上する。また、Ｎは
オーステナイト生成元素であり、δフエライト生成防止
にも効果的に作用し、さらに結晶粒微細化による強度、
じん性の向上にも寄与する。そのため、ｏ、ｏｉ〜０，
１０％添加する００．０／チ未満では、添加効果が充分
でなく、また０、１％を越えると、溶接性やじん性を悪
くしたシ、巣やミクロボア発生の原因となシ好ましくな
い。
含有させることにより、Ｃ＋歯と化合して炭窒化物を形
成し、クリープ破断強度が著しく向上する。また、Ｎは
オーステナイト生成元素であり、δフエライト生成防止
にも効果的に作用し、さらに結晶粒微細化による強度、
じん性の向上にも寄与する。そのため、ｏ、ｏｉ〜０，
１０％添加する００．０／チ未満では、添加効果が充分
でなく、また０、１％を越えると、溶接性やじん性を悪
くしたシ、巣やミクロボア発生の原因となシ好ましくな
い。
上記成分ならびに主成分としてのＦθを加える際に付随
的に含まれる不純物はなるべく少ない方が好ましい。
的に含まれる不純物はなるべく少ない方が好ましい。
それぞれ下記第１表に示した組成（表中の数字は重量％
を意味する）を有する本発明の高Ｃｒ鋳鋼用合金（実施
例１．．２および３）および従来の高Ｃｒ鋳鋼用合金（
比較例／）を、それぞれ溶解、鋳造して、素材試験片を
得た。
を意味する）を有する本発明の高Ｃｒ鋳鋼用合金（実施
例１．．２および３）および従来の高Ｃｒ鋳鋼用合金（
比較例／）を、それぞれ溶解、鋳造して、素材試験片を
得た。
上記試験片について、それぞれ以下に述べるような熱処
理を行なつた０ まず、１０７０℃の温度にて為温焼鈍を行ない、その後
徐冷し、フェライトノーズ（約ｑｏｏ’ｃ）でｒＯ時間
以上保持した後空冷し、さらに１０ｊＯ℃に加熱した後
、Ｍａ１点以下（約３！Ｏ℃）まで強制空冷し焼入れを
行ない、その後まず５７０℃で第一段の暁もどしを行な
い、空冷した後、さらに第二段の暁きもどしを行なった
。この第二段の焼きもどし・ま、比較例については、７
２０°Ｃ（比較例／Ａ）およびｔｌｒθ”ｃ ＜比較例
／Ｂ）で行な−、実施例についてはそれぞれｔｒｏ℃で
行なった。
理を行なつた０ まず、１０７０℃の温度にて為温焼鈍を行ない、その後
徐冷し、フェライトノーズ（約ｑｏｏ’ｃ）でｒＯ時間
以上保持した後空冷し、さらに１０ｊＯ℃に加熱した後
、Ｍａ１点以下（約３！Ｏ℃）まで強制空冷し焼入れを
行ない、その後まず５７０℃で第一段の暁もどしを行な
い、空冷した後、さらに第二段の暁きもどしを行なった
。この第二段の焼きもどし・ま、比較例については、７
２０°Ｃ（比較例／Ａ）およびｔｌｒθ”ｃ ＜比較例
／Ｂ）で行な−、実施例についてはそれぞれｔｒｏ℃で
行なった。
下記第２表に、上記の熱処理済試験片の各々につ込て、
引張試験、衝撃試験、 乙ｏｏ℃でのりＩＪ −プ破断
試験を行なった結果を示す。
引張試験、衝撃試験、 乙ｏｏ℃でのりＩＪ −プ破断
試験を行なった結果を示す。
上記第２表において、比較例／Ａおよび比較例／Ｂは、
それぞれ第二段焼もどし温度を、７２０℃とｔｒｏ℃で
行なった場合の比較である。この比較例についていえば
、第二段焼きもどし温度が低い比較例／Ｂの方が引張強
度、耐力、クリープ破断寿命の点で優れているが、逆に
、伸び、絞シ、皆撃値およびＦＡＴＴなどのじん件に関
する特性が著しく低下する。そのため、従来材において
は、使用中の脆性破壊防止を考慮し、通電７．２０℃程
興で第二段焼もどしが行なわれる。
それぞれ第二段焼もどし温度を、７２０℃とｔｒｏ℃で
行なった場合の比較である。この比較例についていえば
、第二段焼きもどし温度が低い比較例／Ｂの方が引張強
度、耐力、クリープ破断寿命の点で優れているが、逆に
、伸び、絞シ、皆撃値およびＦＡＴＴなどのじん件に関
する特性が著しく低下する。そのため、従来材において
は、使用中の脆性破壊防止を考慮し、通電７．２０℃程
興で第二段焼もどしが行なわれる。
上記第２表の結果によれば、本発明による素材は、従来
素材と比較して、引張強度、耐力が同等ないしそれ以上
であシ、しかも、伸び、絞シ蕾撃値およびＦＡＴＴなど
のじん性に関する特性が著しく優れている。また、クリ
ープ破断寿命についても、比較例／Ａと本発明の実施例
を比較した場合、はぼ同等かあるいは侵れていることが
わ７Ｊ）る。
素材と比較して、引張強度、耐力が同等ないしそれ以上
であシ、しかも、伸び、絞シ蕾撃値およびＦＡＴＴなど
のじん性に関する特性が著しく優れている。また、クリ
ープ破断寿命についても、比較例／Ａと本発明の実施例
を比較した場合、はぼ同等かあるいは侵れていることが
わ７Ｊ）る。
上述した実旙例、比較例のデータかられかるように、本
発明の篩Ｃｒ鋳鋼は、強度の点で従来４」と同等ないし
それ以上であシ、がっ、じん性が著しく優れているため
、これら性質の調和が要求される素材として極めて優れ
た性質を有している。
発明の篩Ｃｒ鋳鋼は、強度の点で従来４」と同等ないし
それ以上であシ、がっ、じん性が著しく優れているため
、これら性質の調和が要求される素材として極めて優れ
た性質を有している。
したがって本発明の高Ｃｒ鋳鋼を、高温高圧下で使用さ
れる蒸気タービンのケーシングや各種バルブ類に用いる
ことにより、安全性、信頼性に優れた蒸気タービンプラ
ントの設計・製造が可能となシ、工業上すこぶる有用で
ある。
れる蒸気タービンのケーシングや各種バルブ類に用いる
ことにより、安全性、信頼性に優れた蒸気タービンプラ
ントの設計・製造が可能となシ、工業上すこぶる有用で
ある。
出願人代理人 猪 股 清
Claims (1)
- 重量比でｃｏ、ｏ夕〜０，２！チ、ＳｉＯ，７０％以下
、庵０、 ／ ０−０． ｆ ０％、Ｎｉ ／、０〜３
．０ ％、Ｃｒ １，０〜／！、０％Ｍｏ Ｏ，３０〜
／、２０％、ｖ ｏ、 ｏ ｓ 〜ｏ、よ０％、Ｎｂ０
６Ｏ／〜０．３０％、Ｎ ｏ、 ｏ ｉ 〜ｏ、 １０
％を含み、残部がＦｅおよび付随的不純物から成るこ
とを特徴とする、高温強度およびじん性に優れた高クロ
ム鋳鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20330982A JPS5993857A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 高温強度およびじん性に優れた高クロム鋳鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20330982A JPS5993857A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 高温強度およびじん性に優れた高クロム鋳鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5993857A true JPS5993857A (ja) | 1984-05-30 |
Family
ID=16471891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20330982A Pending JPS5993857A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 高温強度およびじん性に優れた高クロム鋳鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5993857A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5008072A (en) * | 1986-02-05 | 1991-04-16 | Hitachi, Ltd. | Heat resistant steel and gas turbine components composed of the same |
| EP2478988A1 (de) * | 2011-01-20 | 2012-07-25 | Alstom Technology Ltd | Schweisszusatzwerkstoff aus Eisenlegierung |
-
1982
- 1982-11-19 JP JP20330982A patent/JPS5993857A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5008072A (en) * | 1986-02-05 | 1991-04-16 | Hitachi, Ltd. | Heat resistant steel and gas turbine components composed of the same |
| EP2478988A1 (de) * | 2011-01-20 | 2012-07-25 | Alstom Technology Ltd | Schweisszusatzwerkstoff aus Eisenlegierung |
| CH704427A1 (de) * | 2011-01-20 | 2012-07-31 | Alstom Technology Ltd | Schweisszusatzwerkstoff. |
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