JPS6020460B2 - 圧力容器用Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼 - Google Patents
圧力容器用Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼Info
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- JPS6020460B2 JPS6020460B2 JP1534281A JP1534281A JPS6020460B2 JP S6020460 B2 JPS6020460 B2 JP S6020460B2 JP 1534281 A JP1534281 A JP 1534281A JP 1534281 A JP1534281 A JP 1534281A JP S6020460 B2 JPS6020460 B2 JP S6020460B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は圧力容器用Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼に関するもの
であって、鋼材熱処理時または構造部材熟間加工後の冷
却速度が著しく遅い場合においても高い強度を保証する
と共に敵性、特に競もどし腕化温度城において使用中に
進行する腕化の後においても優れた級性を保持する鋼に
係わるものである。
であって、鋼材熱処理時または構造部材熟間加工後の冷
却速度が著しく遅い場合においても高い強度を保証する
と共に敵性、特に競もどし腕化温度城において使用中に
進行する腕化の後においても優れた級性を保持する鋼に
係わるものである。
本発明にいうＣｒ−Ｍｏ系低合金鋼とは、たとえ雌羊Ｈ
ＭＯ鋼を代表とするものであって、これらは石油精製用
反応容器をはじめとする化学工業用各種圧力容器、さら
には原子力工業用の各種高温圧力容器等を製作する材料
として、従来から広く使用されている。
ＭＯ鋼を代表とするものであって、これらは石油精製用
反応容器をはじめとする化学工業用各種圧力容器、さら
には原子力工業用の各種高温圧力容器等を製作する材料
として、従来から広く使用されている。
これら機進物は近年益々高温高圧化、大型化の懐向にあ
り、各部材の厚肉化は自覚しく、たとえ雌瀬棚機慣用の
２やｒ−・Ｍ。
り、各部材の厚肉化は自覚しく、たとえ雌瀬棚機慣用の
２やｒ−・Ｍ。
鋼で脚。側超に達している。
更に石油代替エネルギーとして話題にのぼっている石炭
の液化装置の反応塔村‘こおＭま２よｒ−ＩＭＯ鋼乃至
‘ま柳−ＩＭＯ鋼の２００〜４５仇舷板厚の素材が必要
とされることが予想される。このような超極厚部材では
鋼材熱処理時または部材熱間加工後の冷却速度が著しく
低く遅くなることから、内部均質性を含めて材質特性の
確保が困難となり、強度ならびに靭性の一層の改善が産
業界から要請されている。
の液化装置の反応塔村‘こおＭま２よｒ−ＩＭＯ鋼乃至
‘ま柳−ＩＭＯ鋼の２００〜４５仇舷板厚の素材が必要
とされることが予想される。このような超極厚部材では
鋼材熱処理時または部材熱間加工後の冷却速度が著しく
低く遅くなることから、内部均質性を含めて材質特性の
確保が困難となり、強度ならびに靭性の一層の改善が産
業界から要請されている。
特に鋤性に関しては、石油精製反応容器、石炭液化反応
塔などを例にとれば、その操業温度が焼もどし腕化温度
域に相当することから、部材が操業中に縦化する大きな
問題を含んでいる。このようなことから高温圧力容器用
鋼材といえども操業休止、再操業時または定鰯水圧試験
時の脆性破壊を防止する観点から特に使用中腕化をうけ
た後においても充分な鞭性が必要とされる。燐もどし腕
化温度において操業中の構造物の部材の使用中腕化後の
級性を評価する方法としては、操業温度相当に鋼材を長
時間保定した後の轍性で判定する方法が最良であるが、
腕化処理に長時間を要する上に操業条件も種々であるこ
とから、鋼材の簡便な脆化処理方法として、ステップ・
クーリング（ｓｔｅｐｃｏｏｌｉｎｇ）腕化処理法が提
案されている。
塔などを例にとれば、その操業温度が焼もどし腕化温度
域に相当することから、部材が操業中に縦化する大きな
問題を含んでいる。このようなことから高温圧力容器用
鋼材といえども操業休止、再操業時または定鰯水圧試験
時の脆性破壊を防止する観点から特に使用中腕化をうけ
た後においても充分な鞭性が必要とされる。燐もどし腕
化温度において操業中の構造物の部材の使用中腕化後の
級性を評価する方法としては、操業温度相当に鋼材を長
時間保定した後の轍性で判定する方法が最良であるが、
腕化処理に長時間を要する上に操業条件も種々であるこ
とから、鋼材の簡便な脆化処理方法として、ステップ・
クーリング（ｓｔｅｐｃｏｏｌｉｎｇ）腕化処理法が提
案されている。
ステップ・クーリング法の１例を第１図に示すが、本発
明過程において用いた腕化処理方法は全てこの方法であ
る。即ち第１図に示した方法において５９３℃に加熱後
所定の温度に一定時間保持しながら冷却せしめ、腕化を
促進させるものである。又、強度に関しては、前述の装
置の操業温度が鋼材のクリープ強度を考慮する温度域よ
り低いことから、むしろ短時間高温引張特性が問題とな
り、厚肉化に伴う冷却速度の低下による強度低下に加え
て、高温長時間の溶接後熱処理（応力除去擬なましを含
む）による強度低下もみのがせない。
明過程において用いた腕化処理方法は全てこの方法であ
る。即ち第１図に示した方法において５９３℃に加熱後
所定の温度に一定時間保持しながら冷却せしめ、腕化を
促進させるものである。又、強度に関しては、前述の装
置の操業温度が鋼材のクリープ強度を考慮する温度域よ
り低いことから、むしろ短時間高温引張特性が問題とな
り、厚肉化に伴う冷却速度の低下による強度低下に加え
て、高温長時間の溶接後熱処理（応力除去擬なましを含
む）による強度低下もみのがせない。
本発明者らはＣ．ｒ−Ｍｏ鋼にＣｕ、ＮｉおよびＴｉ、
Ｂ、希土類元素を含有せしめ、さらにＮｂ、Ｔａ、Ｖの
１種又は２種以上或いは適当量のＣａの一方又は両方を
含有せしめることにより、結晶粒を微細化し、籾性、特
に腕化処理後の轍性を改善すると）もに常温ならびに高
温強度もすぐれた圧力容器用Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼を開
発することに成功しものである。
Ｂ、希土類元素を含有せしめ、さらにＮｂ、Ｔａ、Ｖの
１種又は２種以上或いは適当量のＣａの一方又は両方を
含有せしめることにより、結晶粒を微細化し、籾性、特
に腕化処理後の轍性を改善すると）もに常温ならびに高
温強度もすぐれた圧力容器用Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼を開
発することに成功しものである。
本発明鋼の成分範囲を示せば表−１のごと〈になるが、
残部としは、０．０１５％以下のＳおよびＰ、Ｎ：０．
００３０〜０．０１５０％、酸可溶Ｎ：０．０４０％以
下、それにＳｂ、Ｓｎ、およびＡｓにそれぞれ０．０１
０％以下等の不純物ならびにＦｅからなる。
残部としは、０．０１５％以下のＳおよびＰ、Ｎ：０．
００３０〜０．０１５０％、酸可溶Ｎ：０．０４０％以
下、それにＳｂ、Ｓｎ、およびＡｓにそれぞれ０．０１
０％以下等の不純物ならびにＦｅからなる。
表−Ｉ
くＷ物）
本発明の各成分の最適添加量の範囲についてその限定理
由を以下に示す。
由を以下に示す。
まずＣは強度の保持に必要であるが、溶接性、籾性の点
から最高０．３０％とした。
から最高０．３０％とした。
Ｓｉは強度を高めるが、同時に腕化感受性を高める作用
があるほか、溶接性、加工性を考慮して上限を０．６０
％とした。
があるほか、溶接性、加工性を考慮して上限を０．６０
％とした。
Ｍｎは強度保持上必要な成分であるが、上限を１．５％
にしたのはこれを超すと箸るしく縦化感受性を高め好ま
しくなく、０．２％未満では必要な強度が得られない上
に健全な鋼塊が得がたいために下限を０．２％とした。
にしたのはこれを超すと箸るしく縦化感受性を高め好ま
しくなく、０．２％未満では必要な強度が得られない上
に健全な鋼塊が得がたいために下限を０．２％とした。
Ｃｒは、耐酸化性、耐水素アタック性に有効な元素であ
るが１．００％未満では耐酸化性、耐水秦アタック性に
乏しいうえに高温強度が得られない。又含有量が多くな
ると熔接性ならびに加工性を低下させるので１．００〜
３．５０％の範囲とした。Ｍｏは著しく高温強度を高め
るほか耐水素アタック性にも有効な元素であるが、０．
４０％未満では高温強度を確保し難く、耐水素アタック
性も乏しくなる。又、含有量が多くなると溶接性を低下
させることに加えて、コスト・アップとなることから上
限を１．５０％、下限を０．４０％とした。Ｃｕは溶接
性を余り阻害せずに強度を向上せしめるが余り量が多く
なると鋼塊の鋼割れの原因ともなることから上限を０．
３０％とした。Ｎｉは焼入れ性の向上に有効で、後に述
べるＴｉおよびＢの添加による焼入れ性向上効果を補な
うものとして必須であり、その量が０．１０％未満では
効果が少なく０．１％以上望むべくは０．２５％以上が
必要であるが、高価であることから上限を０．６０％と
し、下限を０．１０％とした。
るが１．００％未満では耐酸化性、耐水秦アタック性に
乏しいうえに高温強度が得られない。又含有量が多くな
ると熔接性ならびに加工性を低下させるので１．００〜
３．５０％の範囲とした。Ｍｏは著しく高温強度を高め
るほか耐水素アタック性にも有効な元素であるが、０．
４０％未満では高温強度を確保し難く、耐水素アタック
性も乏しくなる。又、含有量が多くなると溶接性を低下
させることに加えて、コスト・アップとなることから上
限を１．５０％、下限を０．４０％とした。Ｃｕは溶接
性を余り阻害せずに強度を向上せしめるが余り量が多く
なると鋼塊の鋼割れの原因ともなることから上限を０．
３０％とした。Ｎｉは焼入れ性の向上に有効で、後に述
べるＴｉおよびＢの添加による焼入れ性向上効果を補な
うものとして必須であり、その量が０．１０％未満では
効果が少なく０．１％以上望むべくは０．２５％以上が
必要であるが、高価であることから上限を０．６０％と
し、下限を０．１０％とした。
Ｔｉについては後に述べるＢとの複合により強度向上に
有効な成分であるが、単独では紬粒化効果がある。
有効な成分であるが、単独では紬粒化効果がある。
Ｎ添加量にもよるが、０．００５％未満では全く効果が
なく、０．２％超では清浄度を著しく低下することから
、上限０．２％、下限０．００５％とした。Ｂについて
はＴｉとの複合により、上述の効果を発揮するが、０．
０００５％未満では効果がなく、ｏ．ｏｏ４８％を超え
ると、高温割れの原因となることからこの範囲にとゞめ
た。
なく、０．２％超では清浄度を著しく低下することから
、上限０．２％、下限０．００５％とした。Ｂについて
はＴｉとの複合により、上述の効果を発揮するが、０．
０００５％未満では効果がなく、ｏ．ｏｏ４８％を超え
ると、高温割れの原因となることからこの範囲にとゞめ
た。
希士類元素については腕化度の減少に効果があるが、０
．００２％未満では効果がなく、０．２％を超えると却
って腕化後の籾性が低下することからこの範囲にとゞめ
た。
．００２％未満では効果がなく、０．２％を超えると却
って腕化後の籾性が低下することからこの範囲にとゞめ
た。
次にＮｂ、Ｔａ、Ｖは常温ならびに高温強度を高める効
果があり、それぞれ単独に加えても同時に加えてもほゞ
同等の効果が得られるが、合計の含有量が多くなると籾
性が低下する傾向があり、０．５％を超えるとこの頃向
が顕著となる。
果があり、それぞれ単独に加えても同時に加えてもほゞ
同等の効果が得られるが、合計の含有量が多くなると籾
性が低下する傾向があり、０．５％を超えるとこの頃向
が顕著となる。
又０．０１％未満では効果がほとんどないことからこの
範囲とした。また、Ｃａは、一般的には溶鋼中のＳと結
びつき一部浮上Ｓを減少させることに加えて、凝固後の
硫化物の形態を変化させ主に鋼の清浄度を改善すること
に効果があることが知られているが、本発明者らはＴｉ
、Ｂ処理した、Ｃで−Ｍｏ系鋼にＣａを添加すると腕化
感受性を小さくすることが出釆ることを見いだした。
範囲とした。また、Ｃａは、一般的には溶鋼中のＳと結
びつき一部浮上Ｓを減少させることに加えて、凝固後の
硫化物の形態を変化させ主に鋼の清浄度を改善すること
に効果があることが知られているが、本発明者らはＴｉ
、Ｂ処理した、Ｃで−Ｍｏ系鋼にＣａを添加すると腕化
感受性を小さくすることが出釆ることを見いだした。
この効果はＣａｏ．０００５％禾満ではＳ量が０．０１
０％未満の低Ｓ鋼においても期待出来ず、０．０００５
％以上であればＳ量をあえて低く抑制しない通常の鋼で
も腕化感受性低減効果がある。しかし、Ｃａ量が０．０
０３６％を超えると腕化処理前の級性を劣化させる悪影
響が現われることから上限を０．００３６％、下限を０
．０００５％とした。なお、鍵中に不可避的に混合する
不純物について述べれば次の通りである。Ｐは腕化感受
性を高める最も有害な不純物であることから０．０１５
％以下にすることが望ましい。
０％未満の低Ｓ鋼においても期待出来ず、０．０００５
％以上であればＳ量をあえて低く抑制しない通常の鋼で
も腕化感受性低減効果がある。しかし、Ｃａ量が０．０
０３６％を超えると腕化処理前の級性を劣化させる悪影
響が現われることから上限を０．００３６％、下限を０
．０００５％とした。なお、鍵中に不可避的に混合する
不純物について述べれば次の通りである。Ｐは腕化感受
性を高める最も有害な不純物であることから０．０１５
％以下にすることが望ましい。
ＳはＴｉ、Ｂ処理を行ったＣｒ一Ｍｏ系鋼の腕化感受性
に対しては殆んど影響がないが、余り多くなると腕化処
理前の劉性を低下させることから０．０１５％以下にす
ることが望ましい。Ｎは蚤炉、転炉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。
に対しては殆んど影響がないが、余り多くなると腕化処
理前の劉性を低下させることから０．０１５％以下にす
ることが望ましい。Ｎは蚤炉、転炉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。
脱酸剤として用いるＡＩは酸可客ＡＩが多くなると腕化
処理前の籾性をかえって低下させる悪影響が現われるこ
とから０．０４０％以下にすることが望ましい。Ｓｂ、
Ｓｎ、偽はＰと同様に腕化感受性の高めて有害な不純物
であることから、それぞれ０．０１０％以下にすること
が望ましい。
処理前の籾性をかえって低下させる悪影響が現われるこ
とから０．０４０％以下にすることが望ましい。Ｓｂ、
Ｓｎ、偽はＰと同様に腕化感受性の高めて有害な不純物
であることから、それぞれ０．０１０％以下にすること
が望ましい。
尚、本発明鋼材は通常の溶解、精練、造塊又は蓮銭、圧
延又は鍛造、熱処理等の一般的な鋼材製造工程により必
要寸法のものを得ることが出来る。
延又は鍛造、熱処理等の一般的な鋼材製造工程により必
要寸法のものを得ることが出来る。
次に、実施例について本発明の効果を述べる。
表−２は供誌鋼の化学組成、引張強さ、応力除去嫌なま
し後ならびに腕化処理後の靭‘性、および参考として腕
化度を一括して示す。熱処理条件は、 焼入れ；９３０℃×紬 冷却速度は板厚４０仇肋の１／
２ｔに相当するシミユレート処理嬢もどし；６５０℃×
軸 応力除去競鎚：７１０ｑｏ×６肋 炉袷 ■ 略 き ら 表−２（つづき） 表−２から明らかなように、本発明による供試鋼は比較
鋼に比べて、常温ならびに高温強度を高く維持しながら
、腕化処理後の籾性が箸るしく改善されている。
し後ならびに腕化処理後の靭‘性、および参考として腕
化度を一括して示す。熱処理条件は、 焼入れ；９３０℃×紬 冷却速度は板厚４０仇肋の１／
２ｔに相当するシミユレート処理嬢もどし；６５０℃×
軸 応力除去競鎚：７１０ｑｏ×６肋 炉袷 ■ 略 き ら 表−２（つづき） 表−２から明らかなように、本発明による供試鋼は比較
鋼に比べて、常温ならびに高温強度を高く維持しながら
、腕化処理後の籾性が箸るしく改善されている。
以上のように本発明のＣｒ−Ｍｏ系低合金鋼は強度を高
く保ちながら、しかも高温圧力容器として使用した場合
腕化温度城で長時間使用して後においてもすぐれた鞠性
をもつ鋼材である。
く保ちながら、しかも高温圧力容器として使用した場合
腕化温度城で長時間使用して後においてもすぐれた鞠性
をもつ鋼材である。
第１図は鋼の腕化処理法としてのステップ．クーリング
法の１例を示す図である。 弟ノ図
法の１例を示す図である。 弟ノ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：０．３０％以下、Ｓｉ：０．６０％以下、Ｍｎ
：０．２０〜１．５０％、Ｃｒ：１．００〜３．５０％
、Ｍｏ：０．４０〜１．５０％、Ｃｕ：０３０％以下、
Ｎｉ：０．１０〜０．６０％の範囲で規定する基本成分
に加えてＴｉ：０．００５〜０．２％、Ｂ：０．０００
５〜０．００４８％および原子番号５７〜７１の希土類
元素の１種又は２種以上合計０．００２〜０．２％を含
有し、残部は不可避的に混合する不純物およびＦｅから
なることを特徴とする圧力容器用Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼
。 ２ Ｃ：０．３０％以下、Ｓｉ：０．６０％以下、Ｍｎ
：０．２０〜１．５０％、Ｃｒ：１．００〜３．５０％
、Ｍｏ：０．４０〜１．５０％、Ｃｕ：０．３０％以下
、Ｎｉ：０．１０〜０．６０％の範囲で規定する基本成
分に加えて、Ｔｉ：０．００５〜０．２％、Ｂ：０．０
００５〜０．００４８％および原子番号５７〜７１の希
土類元素の１種又は２種以上合計０．００２〜０．２％
を含有すると共に０．０１％〜０．５％の範囲でＮｂ、
ＴａおよびＶの少なくとも１種を含有し、残部は下可避
的に混合する不純物およびＦｅからなることを特徴とす
る圧力容器用Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼。 ３ Ｃ：０．３０％以下、Ｓｉ：０．６０％以下、Ｍｎ
：０．２０〜１．５０％、Ｃｒ：１．００〜３．５０％
、Ｍｏ：０．４０〜１．５０％、Ｃｕ：０．３０％以下
、Ｎｉ：０．１０〜０．６０％の範囲で規定される基本
成分に加えてＴｉ：０．００５〜０．２％、Ｂ：０．０
００５〜０．００４８％および原子番号５７〜７１の希
土類元素の１種又は２種以上合計０．００２〜０．２％
を含有すると共にＣａ：０．０００５〜０．００３６％
を含有し、残部は不可避的に混合する不純物およびＦｅ
からなることを特徴とする圧力容器用Ｃｒ−Ｍｏ系低合
金鋼。 ４ Ｃ：０．３０％以下、Ｓｉ：０．６０％以下、Ｍｎ
：０．２０〜１．５０％、Ｃｒ：１．００〜３．５０％
、Ｍｏ：０．４０〜１．５０％、Ｃｕ：０．３０％以下
、Ｎｉ：０．１０〜０．６０％の範囲で規定される基本
成分に加えてＴｉ：０．００５〜０．２％、Ｂ：０．０
００５〜０．００４８％および原子番号５７〜７１の希
土類元素の１種又は２種以上合計０．００２〜０．２％
を含有すると共に０．０１％〜０．５％の範囲でＮｂ、
ＴａおよびＶの少なくとも１種およびＣａ：０．０００
５〜０．００３６％を含有し、残部は下可避的に混合す
る不純物およびＦｅからなることを特徴とする圧力容器
用Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1534281A JPS6020460B2 (ja) | 1981-02-04 | 1981-02-04 | 圧力容器用Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1534281A JPS6020460B2 (ja) | 1981-02-04 | 1981-02-04 | 圧力容器用Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57131349A JPS57131349A (en) | 1982-08-14 |
| JPS6020460B2 true JPS6020460B2 (ja) | 1985-05-22 |
Family
ID=11886111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1534281A Expired JPS6020460B2 (ja) | 1981-02-04 | 1981-02-04 | 圧力容器用Ｃｒ−Ｍｏ系低合金鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020460B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6017056A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-28 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 靭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼 |
| JP2967886B2 (ja) * | 1991-02-22 | 1999-10-25 | 住友金属工業 株式会社 | クリープ強度と靭性に優れた低合金耐熱鋼 |
| JP3334217B2 (ja) * | 1992-03-12 | 2002-10-15 | 住友金属工業株式会社 | 靱性とクリープ強度に優れた低Ｃｒフェライト系耐熱鋼 |
| JP3096959B2 (ja) * | 1996-02-10 | 2000-10-10 | 住友金属工業株式会社 | 高温強度に優れた低Ｍｎ低Ｃｒフェライト耐熱鋼 |
| JP3745567B2 (ja) * | 1998-12-14 | 2006-02-15 | 新日本製鐵株式会社 | 電縫溶接性に優れたボイラ用鋼およびそれを用いた電縫ボイラ鋼管 |
-
1981
- 1981-02-04 JP JP1534281A patent/JPS6020460B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57131349A (en) | 1982-08-14 |
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