JPS60165343A - 高クリ−プ破断強度と耐浸炭性を有する耐熱鋳造合金 - Google Patents

高クリ−プ破断強度と耐浸炭性を有する耐熱鋳造合金

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JPS60165343A
JPS60165343A JP2250284A JP2250284A JPS60165343A JP S60165343 A JPS60165343 A JP S60165343A JP 2250284 A JP2250284 A JP 2250284A JP 2250284 A JP2250284 A JP 2250284A JP S60165343 A JPS60165343 A JP S60165343A
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less
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resistant cast
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誠 高橋
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

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】 本発明は、石油化学工業において反応管等に使用する耐
熱鋳造合金、例えばエチレン製造用クラッキングチュー
ブに用いる耐熱鋳造合金に関し、更に詳述すれば高温ク
リープ破断強度が大きく、耐浸炭性に優れ、しかも溶接
性も良ηrな耐熱5ヅf造合金に関する。
従来、上記クラッキングチューブ等の材料としてNiや
Orを含む++iiJ熱lj鋼が用いられている。
例えば、A8’ll’M、I(K2O材(0,4O−2
5Or−2o Ni −1Fe ) ヤf(P 40材
(0,4G−25Cr −B 5 Ni−残Fe )、
又はo4C−2sOr −a 5Ni −1,5W鋼が
使用されている。
このうち、)IK 40材は、700〜1ooo′cの
温度範囲で使用されるのが一般である。その理由は、鋳
造時にオーステナイト中へ固溶する素イー中のCが、高
温加熱されるとOrと結合し、y!1.細なカーバイド
として分散析出し、更に長時間加熱保持されると」1記
カーバイドは成長粗大化する結 □果、その状態でのク
リープ破断強度は、短時間側データから直線的に外挿し
た幀より低10する刀・らである。
また)IP40利は、HK40制に比j、、 、IQ 
iの含有量が15%多く、高7温域での耐酸化性、強度
又は組織的安定性の面において優れている。しがし、長
時間、高温に加熱保持されると、1(K4Q材と同様に
クリープ破断強度が低下するという傾向があるので、9
50〜1050°Cの温度範囲にて常用される。
更にQ、4C−J50r−35Ni−1,5W鋼も、上
記HP 40材と同等のクリープ破断特性を有しており
、950〜1050°Cの温度範囲にて常用される。こ
の材料は)TP 4 Q材と異なってWを含有している
ので、このWの固溶強化効果によって長時間、高温に加
熱保持された状態でのクリープ破断強度の低下は1(P
404Rよυも小さいが、その強度は十分なものではな
い。
また上述した如き耐熱鋳鋼は、いずれも1050〜11
00°Cを越えた温度領域で耐浸炭性が劣るという欠点
も有している。
従って石油化学工業において反応管等に使用される耐熱
鋳造合金としては、高温領域におけるクリープ破断強度
が大きく、耐浸炭性に優れた材料の開発が望まれている
更に石油化学工業においてクラッキングチューブ等の反
応管を組み立てるべく連続配管する場合には、T 、I
 G溶接、ΔiIG浴接、1皮覆アーク浴接等のアーク
溶接が用いられるので、」−記反応管等に使用される耐
熱5誇造合金としては良好な溶接性も要求される。
本発明は、かかる要求を充足する耐熱fiQ造合金合金
発した活眼、得られたものであり、高温領域におけるク
リープ破断強度が大きく、+mt浸炭性に優れ、しかも
溶接性も良好な耐熱鋳造合金を提供することを目的とす
る。
本発明に係る高クリープ破断強度の耐浸炭性耐熱鋳造合
金は、C:O,a〜055%、Si;3゜0%以下、M
n:2.0%以下、P : 0.03 %以”r、s:
o、oa%以下、Or : 20.0〜a o、o%、
N1: 20.0〜40.0%、CO:50〜2oo%
、W:0.5〜60%、A(1:o、o2〜06%、1
3二0.0005〜0.01% を含有するーヒ、Zr
:oo2〜0.5%又はZr : Q、Q 2〜0.5
%及びl1li二0.02〜05%を合体し、残部が実
質的にFeである。
C: 03〜0.55% CはNbと結合して粒界に共晶カーバイドを生〕 成し、粒界破壊抵抗を高める結果、クリープ破断強度を
高める。このためには、特に950°C以上における高
クリープ破断強度を得るためには、少なくとも03%を
必要とする。一方、Cが055%を越えるとクリープ破
断強度向上への寄手は少なくなる上、Orカーバイドの
析出による脆化の方が大きくなるので、その上限は0.
55%とした。
、 Si:3,9%以下 溶解原材料から少量混入するSiは、溶鋼の流動性を高
めて鋳造性を向」ニさせる上、脱酸’4J果を高めるの
で有効な元素である。し〃・し、30%を越えるとクリ
ープ破断強度に悪影響を及はすので、その上限を3.0
%とした。
Mn:2,0%以下 M、nは溶湯の脱酸を行い、溶湯中の不純物元素S=i
固定して溶接時の高温割れを防止rる元素として何効で
ある。しかし、20%を越えて含有させてもその添加量
の割には効果が小さいので、その上限を20%とした。
P:0.08%以「 Pの含有量が0.03%を越えると、溶接時の高温割れ
感受性を音しく高めるため、その」1限は003%とし
た。
s:o、oa%以下 SもPと同様、その含有量が0.(M3%を越えると、
溶接時の高温割れ感受性を著しく高めるため、その上限
を0.03%とした。
Or : 20.0〜30..0% 使用下限温度ニア00°Cの状!席から材料に耐酸化性
、高温強度を与えるためには、Orを少なくとも20.
0%含有させる必要がある。更に20.0%を越えて含
有させる場合、その増加量と共に耐酸化性及び高温強度
が向上するが、30.0%を越えると、低温域(900
°C以下)において組織的に不安定となり、Orカーバ
イド析出による脆化が著しくなるため、その上限は30
0%とした。
Ni:20.O〜40,0% N1はCr、に’eと共にオーステナイト相全形成し、
オーステナイトオ安定化させる元素である上、11Ut
酸化性を向上させ、高温強度を高める元素である。70
0°C以上の温度領域において、上記耐酸化性、高温強
度を向上させるためには、Niは少なくとも200%は
必要である。Niを20.0%以上含有させた場合、そ
の含有量の増加に伴い、耐酸化性、耐浸炭性は向上し、
高温領域における組織(特にカーバイトの凝集度合)を
安定化させる。しかし、40.0%を越えて含有させて
も高温強度に列する顕著な効果がないため、その上限は
40.0%とした。
co:5.0〜200% COは−Li1i2Niと同様、オーステナイトAIを
安定化させる元素であり、高温下にて酸化抵抗及び組織
的安定性を向上させるのに効果がある。更にクリープ破
断強度に対しても有効に作用する。これらの効果を発揮
させるには、COを少なくとも50%含有させる必要が
ある。また」1記効果は、COの増量と共に大きくなる
が、1150°C程度の高温領域ではCOを20%も含
有させれば十分であり、それ以上COを添加してもその
添加量の割には効果がない。従ってCOは5.0〜20
0%含有させることとした。
W:05〜60% Wはオーステナイト中に固溶し、固溶強化効果がある。
その効果は、Wが0.5%程度含有される状態から認め
られ、その含有量の増加と共に大きくなる。しかし、そ
の含有量が60%を越えると硬化して低温域での延性が
小さくなり、加工性、溶接性も悪化する。従ってWは0
5〜60%とした。
Al:o、o2〜0.6% AIのクリープ破断強度向上に対する効果は小さく、む
しろA4が0.6%を越えると室温における延性に対し
て悪影響を及はすので、AIの」−眼は0.6%以13
とした。一方、A4が002%以」−含有されると、高
温に加熱された状態にて表面皮膜を生成し、浸炭雰囲気
中のCの拡散を防止するため、耐浸炭性が向」−7する
。従ってその下限は002%とした。
B:0.0005〜0.01% Bはオーステナイト中に生成する二次炭化物の成長を抑
制し、クリープ破断強度向上に寄与する。
その効果は0.0005%から認められるが、001%
を越えると溶接性に悪影響を及はすので、0.0005
〜0.01%をBの許容範囲とした。
次にZrとTiについて述べる。Zrはその量と共にク
リープ破断強度が向上する。一方、Ill iは再加熱
によってオーステナイト中に生成するOrカーバイドの
成長粗大化を遅延させ、クリープ破断強度を向上させる
。いずれの元素も、002〜0.5%含有されていると
上記クリープ破断強度の向上効果が認められる。従って
本発明に係る鋳造合金は、Zr:o、o2〜0.5%及
び/又はTに0.02〜05%を含有させることとした
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。
高周波誘導溶解炉を用い、第1表に示す如き成分組成を
有する鋳鋼を各種溶製した。第1表中、届1〜A3は本
発明材に相当し、各種試験用素材として溶製したもので
あり、またA、 4は本発明材に相当するが、溶接用フ
ィラーワイヤ調製用素(Aとして溶製したものである。
史に第1表中、IFr、 11及び届12は従来利に相
当し、各試験用素材として溶製したものであり、また&
 1 Bは従来利に相当するが、溶接用フィラーワイヤ
調製用累月として溶製したものである。
上記鋳鋼に遠心力鋳造を付して外径]、:l(8mmX
肉厚23.5mmX長さ520 mmの鋳鋼管を得、夫
々から試験片を調製し、クリープ破断強度試験及び耐浸
炭性試験を行った。上記クリープ破断試験は、本発明材
と従来利とを比較すること、及び本発明材の溶接性を検
討するために溶接画材と溶接継手部とを比較することの
二つの目的の下に実施した。
なお、上記屑接継手を得るだめの溶接法としては、手動
TIG溶接(下向き溶接)を用いた。即ち、第1表のA
I又はAI2からなる母相に所定の開先加工(開先角:
20°)を施し、該(’d材を突き合わせだ上、第1表
の扁4又は届13からなる材料を切り出して伸展せしめ
たフィラーワイヤを用いて所定の溶接条件(溶接電流:
100〜V6oh、溶接電圧:14〜18V、溶接速度
:5、5〜8.0 m 7分)にて手動’I’IG溶接
を行い、上記溶接継手を得た。
クリープ破断試験は、JIS Z 227.2の規定に
基づいて行った(試験温度:1098°C)。また耐浸
炭性試験としては、試片(直径12緒×長さ6QMII
)を固定浸炭剤(テ゛グサKGg’0)中に温度115
0’Cで200時間保持した後、試ハ表面から0.25
騎ピッチで切粉を採取して化学分析を行い、表面から1
履の位置における炭素増量をめ、これによって1耐浸炭
性を評価する方法を用いた。
各試験結果を第1図(従来材のクリープ破断特性)、第
2図(本発明材のクリープ破断特性)、第3図(本発明
利溶接継手部のクリープ破断性19、第2表(耐浸炭性
比較試験結果)に示す。なお、第1図には従来材溶接継
手部のクリープ破断特性も併せて図示した。
第2表 該試験結果より、従来材の長時−開側のクリープ破断強
度は短時間側データから直線的に外挿しだ値より低下し
ている(第1図参照)にも拘らず、本発明材の長時間側
のクリープ破断強度は従来材のように低下していない(
第2図参照)ことが分かる。また従来材の溶接継手部は
母材に比して、約10%の強度低下を示しているが(第
1図参ij@)、本発明利の溶接継手部は母材と同等の
強度を有しており、本発明材の溶接性が良好なことが分
かった。更に耐浸炭性 に関しても本発明材は、表面か
ら1mmの位置における炭素増量が、従来材に比して5
0%以下となっており(第2表参照)、大幅に耐浸炭性
が改良されていることが分かった。
以上詳述したように、本発明のn1it熱鋳造合金は従
来のNi+Orを含む耐熱鋳鋼等に比し、高温領域にお
けるクリープ破断強度が大きく、耐浸炭性に優れ、しか
も溶接性も良好な材料であるので、石油化学工業におい
て用いられるクラッキングチューブの材料として最適で
あるほか、リフオーマ−チューブ、チューブサポート等
の材料として使用することができる。また各種鉄鋼関連
設備部桐、例えばハースローラ、ラジアントチューブ、
熱処理用トレイ匈−の材料としても極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来Hのクリープ破断特性を月くすグラフ、第
2図は本発明材のクリープ破断特性を示すグラフ、第3
図は本発明材の溶接継手部のクリープ破断特性を母相と
比較して示したグラフである。 石な1咋時間(Hrs) 腋M時間(Hrs) 絨婢時藺(Hrs)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)c:o、a〜、0.55%、S:a、O%以下、
    Mn’:2.Q%以下、P:0.08%以下、S:0.
    03%以下、Cr:2o、o 〜ao、0%、N1:2
    0.0〜40.0’A、Co : 5.0〜20.0%
    、W:05〜60%、A#:0.02〜0.6%、13
    :0.0.005〜0.01% を含有する」二、zr
    :002〜0.5%又はZr:0.02〜0.5%及び
    Ti:0.02〜0.5%を含有し、残部が実質的にF
    eである高クリープ破断強度の1耐浸炭性耐熱時造合金
JP2250284A 1984-02-08 1984-02-08 高クリ−プ破断強度と耐浸炭性を有する耐熱鋳造合金 Granted JPS60165343A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2340911A (en) * 1998-08-20 2000-03-01 Doncasters Plc Creep resistant alloy pipes and methods of making the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4847690A (ja) * 1971-10-20 1973-07-06
JPS53117892A (en) * 1977-02-10 1978-10-14 Shikhirev Boris N Device for treating sheet material by using strong magnetic powder

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4847690A (ja) * 1971-10-20 1973-07-06
JPS53117892A (en) * 1977-02-10 1978-10-14 Shikhirev Boris N Device for treating sheet material by using strong magnetic powder

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2340911A (en) * 1998-08-20 2000-03-01 Doncasters Plc Creep resistant alloy pipes and methods of making the same
GB2340911B (en) * 1998-08-20 2000-11-15 Doncasters Plc Alloy pipes and methods of making same

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