JPS60215744A - 高温高圧用耐水素低合金鋼 - Google Patents
高温高圧用耐水素低合金鋼Info
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- JPS60215744A JPS60215744A JP7155684A JP7155684A JPS60215744A JP S60215744 A JPS60215744 A JP S60215744A JP 7155684 A JP7155684 A JP 7155684A JP 7155684 A JP7155684 A JP 7155684A JP S60215744 A JPS60215744 A JP S60215744A
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- rem
- 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】
産業上の利用分野
本発明は、高温高圧下で用いられる化学機器類の構成材
料の鋼材に関するものであり、特に高温高圧、水素に対
して優れた抵抗性を有する化学プラント機器構成材料に
適した高温高圧用耐水素低合金鋼にかかわるものである
。
料の鋼材に関するものであり、特に高温高圧、水素に対
して優れた抵抗性を有する化学プラント機器構成材料に
適した高温高圧用耐水素低合金鋼にかかわるものである
。
従来技術および問題点
近年化学工業の発展はめざましく、石油化学精製、重質
油分解プロセスなど高温高圧水素雰囲気で使用される機
器は広範囲にわたり、そのプロセスも高温高圧化、並び
に大型化の傾向があり、使用条件は苛酷なものになって
いる。したがってその構成材料の選択に際しては耐水素
性を十分考慮する必要がある。
油分解プロセスなど高温高圧水素雰囲気で使用される機
器は広範囲にわたり、そのプロセスも高温高圧化、並び
に大型化の傾向があり、使用条件は苛酷なものになって
いる。したがってその構成材料の選択に際しては耐水素
性を十分考慮する必要がある。
特に溶接部の耐水素性は母材と比較して劣っておシ十分
な対策が必要である。このような現状から高温高圧水素
雰囲気中で脆化が生じ難く、耐水素性の高い低合金鋼の
開発が昨今特に要望されて来ている。
な対策が必要である。このような現状から高温高圧水素
雰囲気中で脆化が生じ難く、耐水素性の高い低合金鋼の
開発が昨今特に要望されて来ている。
そこで従来かかる要望に応えるべく既に幾つかの提案が
なされており、例えば特公昭５０−７５２８号公報、特
公昭５７−１０９４７号公報等に記載の技術が知られて
いる。すなわちこれらの技術はいずれも鋼中に炭化物生
成元素を添加し、Ｃの固定を計るものである。水素脆化
は鋼中Ｃが外部の水素雰囲気から侵入拡散して来る水素
と反応してメタンガスを生成し、このメタンガスの圧力
が極めて高いために割れが発生することに起因するもの
と考えられ、したがってＣを炭化物として固定すればか
かるメタン反応によるガス生成反応は抑制できるものと
言える。
なされており、例えば特公昭５０−７５２８号公報、特
公昭５７−１０９４７号公報等に記載の技術が知られて
いる。すなわちこれらの技術はいずれも鋼中に炭化物生
成元素を添加し、Ｃの固定を計るものである。水素脆化
は鋼中Ｃが外部の水素雰囲気から侵入拡散して来る水素
と反応してメタンガスを生成し、このメタンガスの圧力
が極めて高いために割れが発生することに起因するもの
と考えられ、したがってＣを炭化物として固定すればか
かるメタン反応によるガス生成反応は抑制できるものと
言える。
しかしながらこの手段は次のごとき問題点がある。すな
わちＣを固定するためにはＷ、 Ｔｉ、 Ｚｒ、Ｎｂの
ような強炭化物生成元素を多量に添加する必要がある。
わちＣを固定するためにはＷ、 Ｔｉ、 Ｚｒ、Ｎｂの
ような強炭化物生成元素を多量に添加する必要がある。
また、鋼中Ｃが外部の水素雰囲気から拡散して来る水素
と反応してメタンガスを生成する反応を少なくするには
鋼中Ｃを少なくすることも考えられるが、強度が低下す
るという欠点がある。
と反応してメタンガスを生成する反応を少なくするには
鋼中Ｃを少なくすることも考えられるが、強度が低下す
るという欠点がある。
そこで本発明者らの一部は先に低炭化、または炭化物生
成手段のほかに耐水素性を鋼に付与する新規な手段につ
いて検討した結果、そもそもメタン生成反応は固溶Ｃお
よび炭化物Ｃと水素との反応であるのでメタン生成反応
が活発化するのはＣの活量が犬なる時であＪ、Ｃの活量
を増大させる元素の量を減らすか、あるいはＣの活量を
減少させる元素を添加すれば良いという結論に達し、か
かる元素の一つとしてＳｔを減少させるという新規な提
案を特願昭５７−１１５８５８号により行なっている。
成手段のほかに耐水素性を鋼に付与する新規な手段につ
いて検討した結果、そもそもメタン生成反応は固溶Ｃお
よび炭化物Ｃと水素との反応であるのでメタン生成反応
が活発化するのはＣの活量が犬なる時であＪ、Ｃの活量
を増大させる元素の量を減らすか、あるいはＣの活量を
減少させる元素を添加すれば良いという結論に達し、か
かる元素の一つとしてＳｔを減少させるという新規な提
案を特願昭５７−１１５８５８号により行なっている。
ところでその後もＣの活量を減少させる元素について、
すなわち耐水素性付与効果の犬なる元素について検討を
行なった結果、特Ｋ Ｃｒ −Ｍｏ系低合金鋼において
Ｓｌ量を下げることな（ＲＥＭおよびＣａがかかる目的
に最もかなった顕著な効果を示すという全く新規な知見
を得るに至ったものである。又Ｖを適当含有せしめるこ
とによって、高温高圧用材料において一不可欠の性質の
一つである高温強度を増大させ、さらに水素処理後の脆
化度を１０〜２０％抑制できるという効果を併せて得ら
れることが確認された。
すなわち耐水素性付与効果の犬なる元素について検討を
行なった結果、特Ｋ Ｃｒ −Ｍｏ系低合金鋼において
Ｓｌ量を下げることな（ＲＥＭおよびＣａがかかる目的
に最もかなった顕著な効果を示すという全く新規な知見
を得るに至ったものである。又Ｖを適当含有せしめるこ
とによって、高温高圧用材料において一不可欠の性質の
一つである高温強度を増大させ、さらに水素処理後の脆
化度を１０〜２０％抑制できるという効果を併せて得ら
れることが確認された。
すなわち、本発明者らは耐水素性および、高温強度特性
の実験を行なうために第１表に示す成分範囲の各種試験
試作鋼を溶製し、これから寸法１２Ｉ＋ＩＩ＋ｌφ×６
５簡の試作片を切シ出し熱サイクル再現装置により溶接
熱影響部を再現した試料を用いて高温高圧水素中で促進
試験を行なった。第１表に試験条件および結果を併記し
た。
の実験を行なうために第１表に示す成分範囲の各種試験
試作鋼を溶製し、これから寸法１２Ｉ＋ＩＩ＋ｌφ×６
５簡の試作片を切シ出し熱サイクル再現装置により溶接
熱影響部を再現した試料を用いて高温高圧水素中で促進
試験を行なった。第１表に試験条件および結果を併記し
た。
また促進試験の結果からその脆化度（イ）とＲＥＭ。
Ｃａの関係を示したのが第５図である。
この場合ＲＥＭおよびＣａ同時添加鋼は図中のＲＥＭチ
あるいはＣａ％の大きい方を標示した。なお脆化にφ０
は水素処理前の絞シ値φは水素処理後の絞シ値である
。しかしてこの式の意味するところは脆化度が大きいほ
ど水素に対する抵抗性が小さいことを示している。
あるいはＣａ％の大きい方を標示した。なお脆化にφ０
は水素処理前の絞シ値φは水素処理後の絞シ値である
。しかしてこの式の意味するところは脆化度が大きいほ
ど水素に対する抵抗性が小さいことを示している。
実験から明らかなようＫＣｒ −Ｍｏ系の低合金鋼にお
いては、Ｃの活量増大元素であるＳｉ量を減らすことな
く、Ｃの活量抑制元素であるＲＥＭ、Ｃａ を単独また
は複合添加することによりＣの活量が減少し、これによ
ってメタン生成反応が抑制される結果、高温高圧水素雰
囲気中での鋼材の水素脆化が防止でき、さらＫＶを添加
することによって高温強度の増大および水素脆化の抑制
効果が得られるという従来全く例を見なかった知見を得
た。本発明は斯る知見に基づいてなされたものである。
いては、Ｃの活量増大元素であるＳｉ量を減らすことな
く、Ｃの活量抑制元素であるＲＥＭ、Ｃａ を単独また
は複合添加することによりＣの活量が減少し、これによ
ってメタン生成反応が抑制される結果、高温高圧水素雰
囲気中での鋼材の水素脆化が防止でき、さらＫＶを添加
することによって高温強度の増大および水素脆化の抑制
効果が得られるという従来全く例を見なかった知見を得
た。本発明は斯る知見に基づいてなされたものである。
発明の構成
すなわち、本発明の要旨は、重量％でＣ０，０５〜０２
５％、 Ｓｉ Ｏ，０１５〜０．７０％、 ＲＩＩｎ
０．２〜１．５％、 Ｃｒ ０．５〜３５％、 Ｍｏ
０．８〜１．５％、 Ｖ Ｏ，０５〜０．４０％とＲＥ
ＭＯ９０１〜０．１０％、 Ｃａ Ｏ，００１〜０．０
１０％の一方または両方を含有し、かつＳｔとＲＥＭと
の関係が第１図Ａ ＢＣＤＥで囲まれた範囲、ＳｔとＣ
ａとの関係が第２図１７） ＡＢ ＣＤＥ テ囲まレタ
範囲、まｆｃ、、 Ｓｔ、 ＲＥＭおよびＣａ三者の関
係が第８図のＡＢＣＤＥＦＧＦＩＩＪで囲まれた範囲を
おのおの満足し、さらに第４図のＡＢＣＤＥで囲まれた
範囲の５ｏｌＡＩとＮとを含有し、残部Ｆｅおよび不可
避的不純物からなることを特徴とする高温高圧用耐水素
低合金鋼にある。
５％、 Ｓｉ Ｏ，０１５〜０．７０％、 ＲＩＩｎ
０．２〜１．５％、 Ｃｒ ０．５〜３５％、 Ｍｏ
０．８〜１．５％、 Ｖ Ｏ，０５〜０．４０％とＲＥ
ＭＯ９０１〜０．１０％、 Ｃａ Ｏ，００１〜０．０
１０％の一方または両方を含有し、かつＳｔとＲＥＭと
の関係が第１図Ａ ＢＣＤＥで囲まれた範囲、ＳｔとＣ
ａとの関係が第２図１７） ＡＢ ＣＤＥ テ囲まレタ
範囲、まｆｃ、、 Ｓｔ、 ＲＥＭおよびＣａ三者の関
係が第８図のＡＢＣＤＥＦＧＦＩＩＪで囲まれた範囲を
おのおの満足し、さらに第４図のＡＢＣＤＥで囲まれた
範囲の５ｏｌＡＩとＮとを含有し、残部Ｆｅおよび不可
避的不純物からなることを特徴とする高温高圧用耐水素
低合金鋼にある。
ただし第１図においてＳｉ俤、ＲＥＭ％は、Ａ（０，０
１５，０，０１）、Ｂ’（０，ｔｏ、ｏ、０１）、Ｃ（
０，７０゜０．０８）、Ｄ（０，７０，０，１０）、Ｅ
（０，０１５，０，１０）。
１５，０，０１）、Ｂ’（０，ｔｏ、ｏ、０１）、Ｃ（
０，７０゜０．０８）、Ｄ（０，７０，０，１０）、Ｅ
（０，０１５，０，１０）。
第２図においてＳｉ量、 Ｃａチは
Ａ（０，０１５，０，００１）、 Ｂ（０，１０，０，
００１）、 Ｃ（０，７０゜０．００７）、Ｄ（０，７
０’、０．０１０）、’Ｅ（０，０１５，’Ｏ，Ｑ１０
）。
００１）、 Ｃ（０，７０゜０．００７）、Ｄ（０，７
０’、０．０１０）、’Ｅ（０，０１５，’Ｏ，Ｑ１０
）。
第８図においてＳｉチ、ＲＥＭチ、 Ｃａ％はＡ（０，
０１５，０，０１，０，００１）、 Ｂ（０，０１５，
０，０１，０，０１０）。
０１５，０，０１，０，００１）、 Ｂ（０，０１５，
０，０１，０，０１０）。
Ｃ（０，０１５，０，１０，０，０１０）、Ｄ（０，０
１５，０，１０，０，００１）。
１５，０，１０，０，００１）。
Ｅ（０，７０，０，１０，０，００１）、 Ｆ（０，７
０，０，１０，０，０１０）。
０，０，１０，０，０１０）。
Ｇ（０，７０，０，ＯＬ ０．０１０）、Ｈ（０，７０
，０，０１，０，００７）。
，０，０１，０，００７）。
Ｉ（０，７０，０，０８，０，００１）、Ｊ（０，１０
，０，０１，０，００１）。
，０，０１，０，００１）。
第４図において、５ｏｌＡ１％、Ｎ％は、Ａ（０，０１
４，０，００７）、Ｂ（０，０１０，０，００５）、Ｃ
（０，０１０゜０．００２５）、Ｄ（０，０７，０，０
０２５）、Ｅ（０，０７，０，００７）である。
４，０，００７）、Ｂ（０，０１０，０，００５）、Ｃ
（０，０１０゜０．００２５）、Ｄ（０，０７，０，０
０２５）、Ｅ（０，０７，０，００７）である。
以下本発明の詳細な説明する０
まずＣは焼き入れ性と強度を高めるために少なくとも０
．０５％以上必要とし、また多量になると靭性、溶接性
を害することと耐水素性に対する悪影響を考慮してその
上限を０．２５％とした。
．０５％以上必要とし、また多量になると靭性、溶接性
を害することと耐水素性に対する悪影響を考慮してその
上限を０．２５％とした。
次ＫＳｉは脱酸剤として少なくとも０．０１５％必要で
あり、また引張り強さを増大させる効果があるが多量に
含有すると靭性を害するのでその上限を０．７０％に限
定した。
あり、また引張り強さを増大させる効果があるが多量に
含有すると靭性を害するのでその上限を０．７０％に限
定した。
またＭｎは脱酸元素として使われているが、焼き入れ性
を増し強度および靭性を高める元素である。
を増し強度および靭性を高める元素である。
しかし、０．２％未満ではその効果が十分でなく’１．
５１を超えると耐水素性を減するのでその範囲は０．２
〜１５％が効果的である。
５１を超えると耐水素性を減するのでその範囲は０．２
〜１５％が効果的である。
次Ｋ Ｃｒは高温強度を高め、かつ耐水素性を向上させ
るのに必要である。高温強度を高めあるいは耐水素性を
改善するには０．５チ以上必要であるが。
るのに必要である。高温強度を高めあるいは耐水素性を
改善するには０．５チ以上必要であるが。
３．５％を超える多量の添加は高温高圧水素中での靭性
低下をきたすのでその範囲を０．５〜３．５チとした０ さらｌｃＭｏは高温強度を高め、かつ耐水素性を向上さ
せるためＫＯ，８％以上必要である。しかし１．５％を
超える添加は靭性を低下させるためその範囲を０．８〜
１．５％とした。
低下をきたすのでその範囲を０．５〜３．５チとした０ さらｌｃＭｏは高温強度を高め、かつ耐水素性を向上さ
せるためＫＯ，８％以上必要である。しかし１．５％を
超える添加は靭性を低下させるためその範囲を０．８〜
１．５％とした。
またＶは高温強度を増大させ水素脆化を抑制させるため
には少なくとも０．０５ ％以上必要であるが０４０％
を超えると焼き入れ性、または熱間加工性あるいは靭性
を害するのでその範囲を０．０５〜０．４０チとした。
には少なくとも０．０５ ％以上必要であるが０４０％
を超えると焼き入れ性、または熱間加工性あるいは靭性
を害するのでその範囲を０．０５〜０．４０チとした。
さらに本発明においては、Ｃの活量を減少させるため、
すなわち耐水素性付与効果を大ならしめるため、ＲＥＭ
およびＣａの一方または両方を添加するものである。
すなわち耐水素性付与効果を大ならしめるため、ＲＥＭ
およびＣａの一方または両方を添加するものである。
ＲＥＭは原子番号５７〜７１の希土類元素の１種または
２種以上であるが、Ｃの活量を抑制するには０．０１未
満では効果がな（，０，１０チを超えると応力除去 焼
鈍後の靭性が低下するのでその範囲を０．０１〜０．１
０％とした。
２種以上であるが、Ｃの活量を抑制するには０．０１未
満では効果がな（，０，１０チを超えると応力除去 焼
鈍後の靭性が低下するのでその範囲を０．０１〜０．１
０％とした。
またＣａはＲＥＭ同様ＫＣの活量を抑制する効果がある
が、ｏ、ｏｏｉ％未満では効果がなく、ｏ、ｏｉｏｓを
超んると応力除去焼鈍後の靭性が低下すると同時ＫＣｒ
−Ｍｏ系低合金鋼に固溶させること力！困難となるた
めその範囲をｏ、ｏｏｉ〜０．０１０％とした。
が、ｏ、ｏｏｉ％未満では効果がなく、ｏ、ｏｉｏｓを
超んると応力除去焼鈍後の靭性が低下すると同時ＫＣｒ
−Ｍｏ系低合金鋼に固溶させること力！困難となるた
めその範囲をｏ、ｏｏｉ〜０．０１０％とした。
そしてさらに本発明においては、ＲＥＭおよびＣａの一
方また両方を含有するＫあたシＣの活量を減少させるた
め、すなわち耐水素性付与効果を大々らしめるためＳＳ
との関連においてＲＥＭおよびＣａの含有量を規定した
ところに重要な骨子力；ある。
方また両方を含有するＫあたシＣの活量を減少させるた
め、すなわち耐水素性付与効果を大々らしめるためＳＳ
との関連においてＲＥＭおよびＣａの含有量を規定した
ところに重要な骨子力；ある。
すなわち、ＲＥＭまたはＣａのいずれか一方を含有する
場合には、ＳｉとＲＥＭあるいはＳｔとＣａの関係が第
１図あるいは第２図のおのおのＡ、 Ｂ、 Ｃ。
場合には、ＳｉとＲＥＭあるいはＳｔとＣａの関係が第
１図あるいは第２図のおのおのＡ、 Ｂ、 Ｃ。
−＋＋ 、−ｂ 竹ＴＸＥＩ 也ｙ出 口 １ −Ｙ
ｒ−’Ｖ ＤＴｉ！ｕ ｂよびＣａの両方を含有する場
合には、Ｓｉ、ＲＥＭおよびＣａ三者の関係が第８図の
Ａ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄ、 Ｅ、 Ｆ、 Ｇ。
ｒ−’Ｖ ＤＴｉ！ｕ ｂよびＣａの両方を含有する場
合には、Ｓｉ、ＲＥＭおよびＣａ三者の関係が第８図の
Ａ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄ、 Ｅ、 Ｆ、 Ｇ。
Ｈ，Ｉ、 Ｊで囲まれた範囲を満足しなければならない
。ただし第１図においてＡ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄ、 Ｅの各
座標点はＳｉチ、ＲＥＭ％がＡ（０，０１５，０，０１
）、 Ｂ（０，１０゜０．０１）、 Ｃ（０，７０，０
，０３）、 ＤＣｏ、７０．０．１０）、 Ｅ（０，０
１５゜０、１０ ） 、であり、第２図１（おいてＡ、
Ｂ、 Ｃ，Ｄ、 Ｅの各座標点はＳｉ％、 Ｃａ％が
Ａ（０，０１５，０，００１）。
。ただし第１図においてＡ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄ、 Ｅの各
座標点はＳｉチ、ＲＥＭ％がＡ（０，０１５，０，０１
）、 Ｂ（０，１０゜０．０１）、 Ｃ（０，７０，０
，０３）、 ＤＣｏ、７０．０．１０）、 Ｅ（０，０
１５゜０、１０ ） 、であり、第２図１（おいてＡ、
Ｂ、 Ｃ，Ｄ、 Ｅの各座標点はＳｉ％、 Ｃａ％が
Ａ（０，０１５，０，００１）。
Ｂ（０，１０，０，００１）、 Ｃ（０，７０，０，０
０７）、 Ｄ（０，７０゜０．０１０）、Ｅ（０，０１
５，０，０１０）、であり、第８図においてＡ、 Ｂ、
Ｃ，Ｄ、 Ｅ、 Ｆ、 Ｇ、 Ｈ，Ｉ、 Ｊの各座標
点はＳｉチ。
０７）、 Ｄ（０，７０゜０．０１０）、Ｅ（０，０１
５，０，０１０）、であり、第８図においてＡ、 Ｂ、
Ｃ，Ｄ、 Ｅ、 Ｆ、 Ｇ、 Ｈ，Ｉ、 Ｊの各座標
点はＳｉチ。
ＲＥＭ％、 Ｃａ％がＡ（０，０１５，ｏ、０１．０．
００１）、 Ｂ（０，０１５゜０．０１，０．０１０）
、 Ｃ（０，０１５，０，１０，０，０１０）、 Ｄ（
０，０１５゜０．１０．０．００１）、 Ｅ（０，７０
，０，１０，０，００１）、 Ｆ（０，７０゜０．１０
．０．０１０）、 Ｇ （０，７０，０，０１，０，０
１０）、 Ｈ（０，７０゜０．０１．０．００７ ）、
Ｉ（０，７０，０，０８，０，００１）ｓ Ｊ（０，
１０゜０．０１，０、ｏｏｉ）、であるＯ ４ず、ＳｔとＲＥＭとの関係については、Ｃの活量を減
少させるため、すなわち耐水素性付与効果を犬ならしめ
るためには、第１図のごとき関係が必要であることが分
った。同図中線ＡＢはＲＥＭの下限０．０１チを、線Ｅ
ＤはＲＥＭの上限０１０％をおのおの示し、また線ＡＥ
ＶｉＳｉの下限ｏ、ｏ１５％を、線ＣＤはＳｉの上限０
．７０％ をおのおの示すものである。一方斜線ＢＣは
Ｃの活量を増大させる。すなわち耐水素性付与効果を小
とするＳｔの含有量に対してＲＥＭ ＶｃよるＣの活量
を減少させる、すなわち耐水素性付与効果を大ならしめ
るに必要な含有量の平衡関係を示すものである。
００１）、 Ｂ（０，０１５゜０．０１，０．０１０）
、 Ｃ（０，０１５，０，１０，０，０１０）、 Ｄ（
０，０１５゜０．１０．０．００１）、 Ｅ（０，７０
，０，１０，０，００１）、 Ｆ（０，７０゜０．１０
．０．０１０）、 Ｇ （０，７０，０，０１，０，０
１０）、 Ｈ（０，７０゜０．０１．０．００７ ）、
Ｉ（０，７０，０，０８，０，００１）ｓ Ｊ（０，
１０゜０．０１，０、ｏｏｉ）、であるＯ ４ず、ＳｔとＲＥＭとの関係については、Ｃの活量を減
少させるため、すなわち耐水素性付与効果を犬ならしめ
るためには、第１図のごとき関係が必要であることが分
った。同図中線ＡＢはＲＥＭの下限０．０１チを、線Ｅ
ＤはＲＥＭの上限０１０％をおのおの示し、また線ＡＥ
ＶｉＳｉの下限ｏ、ｏ１５％を、線ＣＤはＳｉの上限０
．７０％ をおのおの示すものである。一方斜線ＢＣは
Ｃの活量を増大させる。すなわち耐水素性付与効果を小
とするＳｔの含有量に対してＲＥＭ ＶｃよるＣの活量
を減少させる、すなわち耐水素性付与効果を大ならしめ
るに必要な含有量の平衡関係を示すものである。
次ＫＳｉとＣａとの関係については、Ｃの活量を減少さ
せるため、すなわち耐水素性付与効果を大ならしめるた
めには、第２図のごとき関係が必要であることが分った
。同図中線ＡＢはＣ＆の下限ｏ、ｏｏｉチを、線ＥＤけ
Ｃａの上限０．０１０％をおのおの示し、また線ＡＥは
Ｓｉの下限０．０１５％を、線ＣＤは阻の上限０．７０
％をおのおの示すものである。一方斜線ＢＣはＣの活
量を増大させる、すなわち耐水素性付与効果を小とする
Ｓｔの含有量に対してＣａＫよるＣの活量を減少させる
、すなわち耐水素性付与効果を犬ならしめるに必要な含
有量の平衡関係を示すものである。
せるため、すなわち耐水素性付与効果を大ならしめるた
めには、第２図のごとき関係が必要であることが分った
。同図中線ＡＢはＣ＆の下限ｏ、ｏｏｉチを、線ＥＤけ
Ｃａの上限０．０１０％をおのおの示し、また線ＡＥは
Ｓｉの下限０．０１５％を、線ＣＤは阻の上限０．７０
％をおのおの示すものである。一方斜線ＢＣはＣの活
量を増大させる、すなわち耐水素性付与効果を小とする
Ｓｔの含有量に対してＣａＫよるＣの活量を減少させる
、すなわち耐水素性付与効果を犬ならしめるに必要な含
有量の平衡関係を示すものである。
さらＫ ＲＥＭおよびＣａの両方を複合添加した場合に
ついては、Ｓｔとの関係が第８図のＡＢＣＤＥＦＧＨＩ
Ｊ の範囲内にあることが必要である。同図中平面ＡＢ
ＧＨＪはＲＥＭ １７）下限０．０１％を、平面ＣＤＥ
ＦＶｉＲＥＭの上限０．１０％をおのおの示し、また平
面ＡＤＥＩＪｉｔＣａの下限０．００１ ％を、平面Ｂ
ＣＦＧはＣａの上限０．０１０％をおのおの示し、さら
に平面ＡＢＣＤＶｉＳｉの下限０．０１５％を、平面Ｅ
ＦＧＨＩはＳｔの上限０．７０％をおのおの示すもので
ある。一方乎面ＨＩＪはＣの活量を増大させる、すなわ
ち耐水素性付与効果を小とするＳｉの含有量に対してＲ
ＥＭ、ＣａＶｃよるＣの活量を減少させる、すなわち耐
水素性付与効果を犬ならしめるに必要な含有量の平衡関
係を示すものである。
ついては、Ｓｔとの関係が第８図のＡＢＣＤＥＦＧＨＩ
Ｊ の範囲内にあることが必要である。同図中平面ＡＢ
ＧＨＪはＲＥＭ １７）下限０．０１％を、平面ＣＤＥ
ＦＶｉＲＥＭの上限０．１０％をおのおの示し、また平
面ＡＤＥＩＪｉｔＣａの下限０．００１ ％を、平面Ｂ
ＣＦＧはＣａの上限０．０１０％をおのおの示し、さら
に平面ＡＢＣＤＶｉＳｉの下限０．０１５％を、平面Ｅ
ＦＧＨＩはＳｔの上限０．７０％をおのおの示すもので
ある。一方乎面ＨＩＪはＣの活量を増大させる、すなわ
ち耐水素性付与効果を小とするＳｉの含有量に対してＲ
ＥＭ、ＣａＶｃよるＣの活量を減少させる、すなわち耐
水素性付与効果を犬ならしめるに必要な含有量の平衡関
係を示すものである。
また、本発明においては、前記のごと（ＳｉとＲＥＭ、
Ｃａの一方または両方との関係の規定に加えて、５ｏｌ
ＡｌとＮとの関係を第４図のＡ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄ、 Ｅ
で囲まれた範囲に規定することによって前記成分系の鋼
におけるγ粒の粒度を制御し、これによって耐水素性お
よび靭性を向上せしめることを計ったものである。すな
わち、第４図の関係は高温高圧用耐水素低合金鋼として
Ｃ０，０５〜０，２５％、ＳｉＯ，０１５〜０７０％、
Ｍｎ ０．２〜１．５％、 Ｃｒ Ｏ，５〜３．５％
、ＭｏＱ、８〜１、５％、 Ｖ Ｏ，０５〜０．４０％
、それＫ ＲＥＭｏ、０１〜０．１０％。
Ｃａの一方または両方との関係の規定に加えて、５ｏｌ
ＡｌとＮとの関係を第４図のＡ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄ、 Ｅ
で囲まれた範囲に規定することによって前記成分系の鋼
におけるγ粒の粒度を制御し、これによって耐水素性お
よび靭性を向上せしめることを計ったものである。すな
わち、第４図の関係は高温高圧用耐水素低合金鋼として
Ｃ０，０５〜０，２５％、ＳｉＯ，０１５〜０７０％、
Ｍｎ ０．２〜１．５％、 Ｃｒ Ｏ，５〜３．５％
、ＭｏＱ、８〜１、５％、 Ｖ Ｏ，０５〜０．４０％
、それＫ ＲＥＭｏ、０１〜０．１０％。
ＣａＯ８００１〜０．０１０％の一方または両方を含有
させた鋼に種々の５ｏｌＡｌおよびＮを変化せしめて検
討した結果得られたものであって、同図中線ＡＢは５ｏ
ＩＡ１の下限０．０１％を、線ＤＥは５ｏｌＡｌの上限
０．０７チを示すものである。Ｓｏ ＩＡＩが０．０１
％ 未満ではγ粒が粗大化するため焼きもどし脆化を起
こしやすく、また脆化度が犬きくなシ、さらに靭性が低
下する。また０、０７％を超えるとγ粒は混粒となり靭
性が低下する。
させた鋼に種々の５ｏｌＡｌおよびＮを変化せしめて検
討した結果得られたものであって、同図中線ＡＢは５ｏ
ＩＡ１の下限０．０１％を、線ＤＥは５ｏｌＡｌの上限
０．０７チを示すものである。Ｓｏ ＩＡＩが０．０１
％ 未満ではγ粒が粗大化するため焼きもどし脆化を起
こしやすく、また脆化度が犬きくなシ、さらに靭性が低
下する。また０、０７％を超えるとγ粒は混粒となり靭
性が低下する。
また、線ＡＥはＮの下限０．００２５俤を、線ＣＤはＮ
の上限０．００７％を示すものであるＯＮが、０．００
２５％未満ではγ粒が粗大化するため焼きもどし脆化を
起こしやすく、また脆化度が大きくなシ、さらに靭性が
低下する０また０、 ００７％を超えるとγ粒は微細化
し、靭性、焼き入れ性および強要が低下する。
の上限０．００７％を示すものであるＯＮが、０．００
２５％未満ではγ粒が粗大化するため焼きもどし脆化を
起こしやすく、また脆化度が大きくなシ、さらに靭性が
低下する０また０、 ００７％を超えるとγ粒は微細化
し、靭性、焼き入れ性および強要が低下する。
さらに線ＢＣは、 ５ｏｌＡｌとＮの量が化学量論的に
１：１の関係を示すものであるｏ ５ｏｌＡｌとＮとの
関係はこの線より上側においては１粒が微細化し、靭性
、焼き入れ性および強度が低下する。
１：１の関係を示すものであるｏ ５ｏｌＡｌとＮとの
関係はこの線より上側においては１粒が微細化し、靭性
、焼き入れ性および強度が低下する。
次に本発明の効果を実施例についてさらに詳細に述べる
。
。
実施例
第２表に供試材の化学成分を示した。Ａｔ、 ２．８゜
７、８．９．１８．１４．１５は本発明に係る鋼、４４
．５．６゜１０、１１．１２．１６．１７．１８は比較
鋼である。供試材の耐水素性を比較するため溶接熱影響
部を再現した試料を用いて高温高圧水素雰囲気中Ｋ１０
０および８００時間加熱した後の引張シ特性を第２表に
合わせて示した。その結果本発明鋼は、この高温高圧水
素処理色おいて水素脆化せず、比較鋼に比べて著しく高
い特性を示すが、比較鋼は高温高圧水素処理によって引
張シ強さが低下し、かつ絞シが著しく低下していること
が分る。
７、８．９．１８．１４．１５は本発明に係る鋼、４４
．５．６゜１０、１１．１２．１６．１７．１８は比較
鋼である。供試材の耐水素性を比較するため溶接熱影響
部を再現した試料を用いて高温高圧水素雰囲気中Ｋ１０
０および８００時間加熱した後の引張シ特性を第２表に
合わせて示した。その結果本発明鋼は、この高温高圧水
素処理色おいて水素脆化せず、比較鋼に比べて著しく高
い特性を示すが、比較鋼は高温高圧水素処理によって引
張シ強さが低下し、かつ絞シが著しく低下していること
が分る。
発明の効果
以上のとおり本発明のＣｒ −Ｍｏ 系低合金鋼は高温
高圧下水素雰囲気中おいて水素脆化が有利に防止でき、
かつ強度低下の々い優れた性質を有し、その工業的価値
は極めて大きいものである。
高圧下水素雰囲気中おいて水素脆化が有利に防止でき、
かつ強度低下の々い優れた性質を有し、その工業的価値
は極めて大きいものである。
第１図は本発明におけるＳｔとＲＥＭとの関係の適正範
囲を示す図、第２図は本発明におけるＳｉとＣａとの関
係の適正範囲を示す図、第８図は本発明におけるＳｔと
ＲＥＭとＣａとの関係の適正範囲を示す図、第４図は本
発明における一８ｏｌＡｌとＮとの関係の適正範囲を示
す図、第５図はＲＥＭおよびＣａと脆化度との関係を示
す図である。 出 願 人 新日本製鐵株式会社 第を図 館２１閾 第３図 艮 第４図
囲を示す図、第２図は本発明におけるＳｉとＣａとの関
係の適正範囲を示す図、第８図は本発明におけるＳｔと
ＲＥＭとＣａとの関係の適正範囲を示す図、第４図は本
発明における一８ｏｌＡｌとＮとの関係の適正範囲を示
す図、第５図はＲＥＭおよびＣａと脆化度との関係を示
す図である。 出 願 人 新日本製鐵株式会社 第を図 館２１閾 第３図 艮 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 重量％で ＣＯ，０５〜０２５％。 Ｓｉ Ｏ，０１５〜０．７０％。 Ｍｎ Ｏ，２〜１．５％。 Ｃｒ ０．５〜３．５ ％ 。 Ｍｏ ０．３ 〜１．５％。 Ｖ Ｏ，０５〜０．４０％と ＲＥＭｏ、０１〜０．１０％、 Ｃａ Ｏ，００１〜０
．０１０％の一方または両方を含有し、かつＳｉとＲＥ
Ｍとの関係が第１図のＡＢＣＤＥで囲まれた範囲、Ｓｉ
とＣａとの関係が第２図のＡＢＣＤＥで囲まれた範囲、
またＳｉ、ＲＥＭおよびＣａ三者の関係が第３図のＡＢ
ＣＤＥＦＧＨＩＪで囲まれた範囲をおのおの満足し、さ
らに第４図のＡＢＣＤＥで囲まれた範囲の５ｏｌＡ１と
Ｎとを含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる
ことを特徴とする高温高圧用耐水素低合金鋼０ ただし第１図においてＳｉｎ、ＲＥＭ％は、Ａ（０，０
，１５，ｏ、０１ ）、 Ｂ （０，１０，０，０１）
、 Ｃ（０，７０゜０．０８）、Ｄ（０，７０，０，１
０）、Ｅ（０，０１５，０，１０）。 第２図においてＳｉｎ、 Ｃａ％は、 Ａ（０，０１５，０，００１）、Ｂ（０，１０，０，０
０１）、Ｃ（０，７０゜０．００７）、 Ｄ（０，７０
，０，０１０）、 Ｅ（０，０１５，０，０１０）。 第３図において、Ｓｉｎ、ＲＥＭ％、Ｃａ％は、Ａ（０
，０１５，０，０１，０，００１）、Ｂ（０，０１５，
０，０１゜０．０１０）、Ｃ（０，０，１５，０，１０
，０，０１０）、Ｄ（０，０１５゜０．１０．０．００
１）、 Ｅ（０，７０，０，１０，０，００１）、Ｆ（
０，７０゜０．１０．０．０１０）、Ｇ（０，７’０．
０．０１．０．０１０）、 Ｈ（０，７０゜０．０１．
０．００７ ）、 Ｉ （０，７０，０，０３，０，０
０１）、Ｊ（０，１０゜０．０１，０．００１）。 第４図において５ｏｌＡ１％、Ｎチは、ＡＣｏ、０１４
．０．００７）、 Ｂ（０，０１０，０，００５）、Ｃ
（０，０１０゜０．００２５）、 Ｄ （０，０７，０
，００２５）、 Ｅ（０，０７，０，００７）。 である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7155684A JPS60215744A (ja) | 1984-04-10 | 1984-04-10 | 高温高圧用耐水素低合金鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7155684A JPS60215744A (ja) | 1984-04-10 | 1984-04-10 | 高温高圧用耐水素低合金鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60215744A true JPS60215744A (ja) | 1985-10-29 |
Family
ID=13464115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7155684A Pending JPS60215744A (ja) | 1984-04-10 | 1984-04-10 | 高温高圧用耐水素低合金鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60215744A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51114318A (en) * | 1975-04-01 | 1976-10-08 | Nippon Steel Corp | Steel for pipe having improved step-crack nasistance |
| JPS54131522A (en) * | 1978-04-03 | 1979-10-12 | Nippon Steel Corp | Steel highly resistant against hydrogen induced blister and cracking |
| JPS55113861A (en) * | 1979-02-21 | 1980-09-02 | Nippon Steel Corp | Steel plate with superior hydrogen induced cracking resistance |
| JPS5658948A (en) * | 1979-10-15 | 1981-05-22 | Nippon Steel Corp | Structural steel with enhanced z-direction crack resistance |
| JPS5773162A (en) * | 1980-10-27 | 1982-05-07 | Kawasaki Steel Corp | Steel products with superior hydrogen induced cracking resistance |
| JPS58199847A (ja) * | 1982-05-15 | 1983-11-21 | Nippon Steel Corp | 耐デイスボンデング特性の優れた圧力容器用鋼 |
-
1984
- 1984-04-10 JP JP7155684A patent/JPS60215744A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51114318A (en) * | 1975-04-01 | 1976-10-08 | Nippon Steel Corp | Steel for pipe having improved step-crack nasistance |
| JPS54131522A (en) * | 1978-04-03 | 1979-10-12 | Nippon Steel Corp | Steel highly resistant against hydrogen induced blister and cracking |
| JPS55113861A (en) * | 1979-02-21 | 1980-09-02 | Nippon Steel Corp | Steel plate with superior hydrogen induced cracking resistance |
| JPS5658948A (en) * | 1979-10-15 | 1981-05-22 | Nippon Steel Corp | Structural steel with enhanced z-direction crack resistance |
| JPS5773162A (en) * | 1980-10-27 | 1982-05-07 | Kawasaki Steel Corp | Steel products with superior hydrogen induced cracking resistance |
| JPS58199847A (ja) * | 1982-05-15 | 1983-11-21 | Nippon Steel Corp | 耐デイスボンデング特性の優れた圧力容器用鋼 |
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