JPS6046353A - 耐熱鋼 - Google Patents
耐熱鋼Info
- Publication number
- JPS6046353A JPS6046353A JP15165083A JP15165083A JPS6046353A JP S6046353 A JPS6046353 A JP S6046353A JP 15165083 A JP15165083 A JP 15165083A JP 15165083 A JP15165083 A JP 15165083A JP S6046353 A JPS6046353 A JP S6046353A
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- JP
- Japan
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- less
- resistant steel
- heat
- necessary
- strength
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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】
この発明は、高温および高温強度にすぐれていると共に
一酸化性等の耐食性にもすぐれた耐熱鋼に関するもので
ある。
一酸化性等の耐食性にもすぐれた耐熱鋼に関するもので
ある。
耐熱鋼は、エンジン部品、タービン部品、熱交換器用部
品、加熱炉用部品、化学工業装置用部品等の耐熱性およ
び耐食性などが要求される部品の素材として使用されて
いるが、たとえば、自動車エンジン用の耐熱ボルトとし
ては、従来、AOD法により溶製された5UH660が
一部使用されていた。しかしながら、この鋼種はNiを
25.5%前後含有する高Ni材石であるため価格高を
もたらすという問題点があった。
品、加熱炉用部品、化学工業装置用部品等の耐熱性およ
び耐食性などが要求される部品の素材として使用されて
いるが、たとえば、自動車エンジン用の耐熱ボルトとし
ては、従来、AOD法により溶製された5UH660が
一部使用されていた。しかしながら、この鋼種はNiを
25.5%前後含有する高Ni材石であるため価格高を
もたらすという問題点があった。
この発明は、上記したような従来の問題点を解消するた
めになされたもので、Ni含有量を従来の耐熱鋼よりも
少なくしたときでもその他の合金成分を適切な範囲で選
択することによって、優れた高温強度および一酸化性等
の耐熱特性を具備する耐熱鋼を提供することを目的とし
ている。
めになされたもので、Ni含有量を従来の耐熱鋼よりも
少なくしたときでもその他の合金成分を適切な範囲で選
択することによって、優れた高温強度および一酸化性等
の耐熱特性を具備する耐熱鋼を提供することを目的とし
ている。
すなわち、この発明による耐熱鋼は3重量%で、C:0
.01〜0.20%、Si・2.0%υ下、M n :
2 、5%以下、Ni:15−25%、Cr:9〜1
6%、Ti :2.O〜3.5%、A文 、0.1〜1
.5%、B:0.001〜0.015%、および必要に
1εじて、Nb:0.1〜3.0%、Mo:0.3〜3
.5%。
.01〜0.20%、Si・2.0%υ下、M n :
2 、5%以下、Ni:15−25%、Cr:9〜1
6%、Ti :2.O〜3.5%、A文 、0.1〜1
.5%、B:0.001〜0.015%、および必要に
1εじて、Nb:0.1〜3.0%、Mo:0.3〜3
.5%。
W:0.3〜3.0%、CLJ:0.3〜4.0%、Z
r:0.005〜0.1%のうちのlルr・または2種
以上、さらにMg:O,OO1〜0.03%、Ca:
0.001〜0.03%。
r:0.005〜0.1%のうちのlルr・または2種
以上、さらにMg:O,OO1〜0.03%、Ca:
0.001〜0.03%。
REM:0.001〜0.05%のうちの1種または2
種以上を含み、残部Feおよび不純物よりなることを特
徴とし、Ni含有量を従来の耐熱鋼よりも下げたときで
も、Cr、Ti、Auをはじめとする合金元素の添加量
を適切に選択することによって、すぐれた高温特性が選
られるようにしたことを特徴としている。
種以上を含み、残部Feおよび不純物よりなることを特
徴とし、Ni含有量を従来の耐熱鋼よりも下げたときで
も、Cr、Ti、Auをはじめとする合金元素の添加量
を適切に選択することによって、すぐれた高温特性が選
られるようにしたことを特徴としている。
以下、この発明による耐熱鋼の成分範囲(重量%)の限
定理由について説明する。
定理由について説明する。
C(炭素):0.01〜0.20%
CはCrおよびTiと結合して)欠化物を形成すること
により母材の高温強度を高めるのに有効な元素であって
、このためには0.01%以上含有させることが必要で
ある。しかし、多すぎると炭化物の生成量が多くなりす
ぎ、耐食性を劣化させると共に靭延性をも劣化するので
0.20%以下とする必要がある。
により母材の高温強度を高めるのに有効な元素であって
、このためには0.01%以上含有させることが必要で
ある。しかし、多すぎると炭化物の生成量が多くなりす
ぎ、耐食性を劣化させると共に靭延性をも劣化するので
0.20%以下とする必要がある。
Si(けい素):2.0%以下
Siは主としてん解精錬時の脱酸剤として作用する元素
であるか、多量に含有すると靭性が劣化すると共に、エ
ンジン部品の場合のPbO削食性も低下するので2.0
%以下とした。
であるか、多量に含有すると靭性が劣化すると共に、エ
ンジン部品の場合のPbO削食性も低下するので2.0
%以下とした。
Mn(マンカン)・2.5%以下
MnはS】と同様に主として溶解精錬時の脱酸剤として
作用する元素であるが、多量に含有すると高温での一酸
化性か低下するのて2.5%以下とした。
作用する元素であるが、多量に含有すると高温での一酸
化性か低下するのて2.5%以下とした。
Nよ (二、ケル)・15〜25%
Niはオーステナイトの安定化に寄与すると共に、γ′
相(Ni3 (A文、Ti))を形成させて高温強度お
よび耐食性を向上させるのに有効な元素であって、この
ような効果を得るためには15%以上含有させることが
必要である。しかしながら、多すぎると価格の士別をも
たらすので25%以下とした。
相(Ni3 (A文、Ti))を形成させて高温強度お
よび耐食性を向上させるのに有効な元素であって、この
ような効果を得るためには15%以上含有させることが
必要である。しかしながら、多すぎると価格の士別をも
たらすので25%以下とした。
Cr(クロム)=9〜16%
Crは耐熱S判とじて要求される1酎酎化性等の耐食性
を確保するために必要な元素であり、このためには9%
以上含有させることか必要である。しかし、Ni量を2
5%以下におさえるためあまり多量に含有させるとオー
ステナイト相か不安定となり、σ相が生成し、靱延性か
劣化すると共に高温強度か低下するため、16%以下と
する必要かある。
を確保するために必要な元素であり、このためには9%
以上含有させることか必要である。しかし、Ni量を2
5%以下におさえるためあまり多量に含有させるとオー
ステナイト相か不安定となり、σ相が生成し、靱延性か
劣化すると共に高温強度か低下するため、16%以下と
する必要かある。
T i、 (チタン):20〜3,5%T1はNiおよ
びAlと結合して高温強度を向上させるのに有効なγ′
相(Ni3(Al、Ti))を形成するのに有効な元素
であり、このためには29%以上含有させることが必要
である。しかし、多量に含有するとη相(N i 3T
l )か形成されて高温特性か劣化し耐熱鋼としての
特性が低下するので3・5%以下とする必要かある。そ
して、より望ましくは上記の理由から2.4〜2.8%
とするのか良い。
びAlと結合して高温強度を向上させるのに有効なγ′
相(Ni3(Al、Ti))を形成するのに有効な元素
であり、このためには29%以上含有させることが必要
である。しかし、多量に含有するとη相(N i 3T
l )か形成されて高温特性か劣化し耐熱鋼としての
特性が低下するので3・5%以下とする必要かある。そ
して、より望ましくは上記の理由から2.4〜2.8%
とするのか良い。
Al(アルミニウム):O,1〜1.5%AlはTiと
同様にγ′相(Ni3 (A文。
同様にγ′相(Ni3 (A文。
Ti))を形成し高温強度を高めるのに有効な元素であ
り、このためには0.1%以上含有させることが必要で
ある。また、高い高温強度を得るのに十分な前記γ′相
(N ij (A9.、Ti)lを形成させるためには
Ti+AfL≧2.8%とすることがより望ましい、し
かし h<、 ;l:との親和力の高いAlを多量に含
有すると製造性が劣化すると共に熱間加工性も悪化し、
さらにはTiとA文とのバランスがくずれてT i /
A l比が小ざくなるタメ析出硬化量が減少して十分
な高温強度が得られなくなるので、An含有量か 1.5%以下とする必要がある。そして、より望ましく
は上記の理由から0.2〜12%ノ範囲とするのか良い
。
り、このためには0.1%以上含有させることが必要で
ある。また、高い高温強度を得るのに十分な前記γ′相
(N ij (A9.、Ti)lを形成させるためには
Ti+AfL≧2.8%とすることがより望ましい、し
かし h<、 ;l:との親和力の高いAlを多量に含
有すると製造性が劣化すると共に熱間加工性も悪化し、
さらにはTiとA文とのバランスがくずれてT i /
A l比が小ざくなるタメ析出硬化量が減少して十分
な高温強度が得られなくなるので、An含有量か 1.5%以下とする必要がある。そして、より望ましく
は上記の理由から0.2〜12%ノ範囲とするのか良い
。
B (ホロ7):O,C’01−0.015%Bは熱間
加工性の改善に寄与すると共に、η(Ni3Ti)の生
成を抑制して強度および靭性の低下を防止し、さらには
高温クリープ強度を高めるのに有効な元素であって、こ
のためには0.001%以上含有させることが必要であ
る。
加工性の改善に寄与すると共に、η(Ni3Ti)の生
成を抑制して強度および靭性の低下を防止し、さらには
高温クリープ強度を高めるのに有効な元素であって、こ
のためには0.001%以上含有させることが必要であ
る。
しかし、多量に含有すると母材の融点を低下させて熱間
加工性を阻害するので0.015%以下とする必要があ
る。
加工性を阻害するので0.015%以下とする必要があ
る。
Nb(=オブ):O,1〜3.0%、Mo(モリブデン
):0.3〜3.5%、W(クンゲステア)+0.3〜
3.0%、Cu(銅):0.3〜4.0%、Zr (ジ
ルコニウム)二〇、oo5〜0.1%のうちの1種また
は2種以上 N b 、 M o 、 W 、 Cu 、 Z rは
いずれも母材の強度を高めるのに有効な元素である。そ
して、この場合、Nbはγ′相(Ni3(A文、 T
1Nb)lを形成して強度を向上させるので必要に応じ
て011%以上含有させるのが良いが、多すぎるとδ相
(Ni3Ti)を生成して強度を低下するので3.0%
以下とする必要がある。なお、Nbはその一部をTaに
置換しても良い、またMO,W、CIJはオーステナイ
ト中に固溶して強度を高めるのに有効な元素であるので
必要に応じてそれぞれ0.3%以上含有させるのも良い
、しかし、含有量が多すぎると熱間加工性を阻害すると
共に脆化層を析出し易くするので、Moは3.5%以下
、Wは3.0%以下、Cuは4.0%以下とする必要が
ある。一方、ZrはBと同様粒界に偏析してクリープ破
け11引?度を高めるのに有効な元)−ニであり、この
ためには必要に15して0.005%以」二含有させる
のも良いが、多すぎると靭性を劣化するので0.10%
以下とする必要がある。
):0.3〜3.5%、W(クンゲステア)+0.3〜
3.0%、Cu(銅):0.3〜4.0%、Zr (ジ
ルコニウム)二〇、oo5〜0.1%のうちの1種また
は2種以上 N b 、 M o 、 W 、 Cu 、 Z rは
いずれも母材の強度を高めるのに有効な元素である。そ
して、この場合、Nbはγ′相(Ni3(A文、 T
1Nb)lを形成して強度を向上させるので必要に応じ
て011%以上含有させるのが良いが、多すぎるとδ相
(Ni3Ti)を生成して強度を低下するので3.0%
以下とする必要がある。なお、Nbはその一部をTaに
置換しても良い、またMO,W、CIJはオーステナイ
ト中に固溶して強度を高めるのに有効な元素であるので
必要に応じてそれぞれ0.3%以上含有させるのも良い
、しかし、含有量が多すぎると熱間加工性を阻害すると
共に脆化層を析出し易くするので、Moは3.5%以下
、Wは3.0%以下、Cuは4.0%以下とする必要が
ある。一方、ZrはBと同様粒界に偏析してクリープ破
け11引?度を高めるのに有効な元)−ニであり、この
ためには必要に15して0.005%以」二含有させる
のも良いが、多すぎると靭性を劣化するので0.10%
以下とする必要がある。
Mg(マグネンウL、):O,0O1−0,03%、C
a(カルシウム):O,0O1−0,03%、REM(
春、上類元素のうちの1種または2拳1・以上):O,
0O1−0,05%のうちの1挿また2種以上 Mg、Ca、REMはいずれも脱酪・脱硫作用を有する
元素であって泪のii’i浄度を高めると共に、前2者
は粒界に偏析して粒界を強化するのに有効な元素であり
、このような効果を得るために、各々0.001%以」
−必要に1εじて含有させるのもよい、しかしながら、
多量lXに含有すると熱間加工性を阻害し、靭性および
延性を低下させるノテ、Mgは0.03%以下、Caは
0.03%以下、REMは0.05%以下とする必要が
ある。
a(カルシウム):O,0O1−0,03%、REM(
春、上類元素のうちの1種または2拳1・以上):O,
0O1−0,05%のうちの1挿また2種以上 Mg、Ca、REMはいずれも脱酪・脱硫作用を有する
元素であって泪のii’i浄度を高めると共に、前2者
は粒界に偏析して粒界を強化するのに有効な元素であり
、このような効果を得るために、各々0.001%以」
−必要に1εじて含有させるのもよい、しかしながら、
多量lXに含有すると熱間加工性を阻害し、靭性および
延性を低下させるノテ、Mgは0.03%以下、Caは
0.03%以下、REMは0.05%以下とする必要が
ある。
υごに、この光151の実施例を比較例とと6に説明す
る。
る。
表に示す化″i:成分を有する本発明鋼(No、1〜1
7)および比較鎖(No、18〜22)を各々50kg
高周波1;A4炉で溶製したのも30kg鋼塊に鋳造し
、続いて鍛伸によって直径30IIIfflの丸材にし
3 さらにJI:延によって+l’111Y I G
mmの丸材にした0次いで、各丸材に対し、1000°
CX1hr加熱後水冷および750℃X16hr加八後
空冷のハ処理を施した。その後、各大杯より試験片を切
り出して引張試験および酸化試験を行つだ。
7)および比較鎖(No、18〜22)を各々50kg
高周波1;A4炉で溶製したのも30kg鋼塊に鋳造し
、続いて鍛伸によって直径30IIIfflの丸材にし
3 さらにJI:延によって+l’111Y I G
mmの丸材にした0次いで、各丸材に対し、1000°
CX1hr加熱後水冷および750℃X16hr加八後
空冷のハ処理を施した。その後、各大杯より試験片を切
り出して引張試験および酸化試験を行つだ。
ここで、引張試験は縮小JIS 4号試験片を用いるこ
とにより行い、室温および700’Cでの引張強さを測
定した。また、酸化試験は70010mmX長さ15m
mの杯状試験片を用いてこれを静止空気中において92
7°Cで1oOhr加熱したときの酸化減量(mg/
cm’ / hr)を測定することにより行った。
とにより行い、室温および700’Cでの引張強さを測
定した。また、酸化試験は70010mmX長さ15m
mの杯状試験片を用いてこれを静止空気中において92
7°Cで1oOhr加熱したときの酸化減量(mg/
cm’ / hr)を測定することにより行った。
この結果を同じ〈次表に示す。
表に示すように、本発明’d5 (No、1〜17)は
いずれも室温および高温(700″C)での引張強さが
、大きく、耐酸化性にも1fれていることが明らかであ
るか、本発明鋼の成分範囲を外れている比較鋼(N・・
18〜22)では引張強さおよび耐酸化性(1)いず
れか一方あるいは両方が本発明鋼よりも劣っていること
か明らかであり、本発明鋼が比較鋼よりも高温強度およ
び耐食性の両方においてすぐれていることか確認された
。
いずれも室温および高温(700″C)での引張強さが
、大きく、耐酸化性にも1fれていることが明らかであ
るか、本発明鋼の成分範囲を外れている比較鋼(N・・
18〜22)では引張強さおよび耐酸化性(1)いず
れか一方あるいは両方が本発明鋼よりも劣っていること
か明らかであり、本発明鋼が比較鋼よりも高温強度およ
び耐食性の両方においてすぐれていることか確認された
。
以上説明してきたように、この発明による1ll14熱
鋼では、Ni含有がを25%以下と従来の耐熱鋼よりも
低くしたときでも、Cr、Ti、Ai、I3および必要
に応じて他の元素の添加量を適正な範囲に定めたから、
常温および高温強度にすぐれていると同時に耐酸化性等
の耐食性にもすぐれたものであり、耐熱ホルトやバルブ
をはじめその他のエンジン部品、タービン部品、熱交換
器用部品、加熱炉川部用等の高強度・耐熱部品の素材と
シテ適したものであり、Ni含有量が従来の耐熱化より
も低くすることができるためにそれだけ価格の低減をは
かることができるという工業的価値人なる非常にすぐれ
た効果をもたらしうる。
鋼では、Ni含有がを25%以下と従来の耐熱鋼よりも
低くしたときでも、Cr、Ti、Ai、I3および必要
に応じて他の元素の添加量を適正な範囲に定めたから、
常温および高温強度にすぐれていると同時に耐酸化性等
の耐食性にもすぐれたものであり、耐熱ホルトやバルブ
をはじめその他のエンジン部品、タービン部品、熱交換
器用部品、加熱炉川部用等の高強度・耐熱部品の素材と
シテ適したものであり、Ni含有量が従来の耐熱化より
も低くすることができるためにそれだけ価格の低減をは
かることができるという工業的価値人なる非常にすぐれ
た効果をもたらしうる。
特許出願人
犬Pl特殊鋼株式会社
代理人ゴf理士
小
塩
Claims (4)
- (1)重量%で、C:0.01〜0.20%。 5i:2.0%以下、M n : 2 、5%以下。 Ni:15〜25%、Cr:9〜16%、Ti:2.0
〜3.5%、A父:0.1〜1.5%。 B:O,0O1−0,015%、残部Feおよび不純物
よりなることを特徴とする耐熱鋼。 - (2)重量%で、C:O,O1〜0.20%、Si:2
.0%以下、Mn:2.5%以下、Ni:15−25%
、Cr:9−16%、Ti。 2.0〜3.5%、A9.:0.1〜1.5%。 B:0.001〜0.015%、およびNb:0.1−
3.0%、Mo:0.3−3.5%。 W:0.3〜3.0%、Cu:0.3〜4.0%、Zr
:0.005〜0.1%のうちの1種よたは2種以上を
含み、残部Feおよび不純物よりなることを4.1f徴
とする耐熱鋼。 - (3)重量%で、C:0.01〜0,20%、Si:2
.0%以下、Mn’: 2 、5%以下、Ni:15〜
25%、Cr:9−16%、Ti :2.0〜3.5%
、 A又 : 0.1〜1.5%。 B:O,0O1−0,015%、およびMg:0.00
1 NO,03%、Ca:0.001〜0.03%、R
EM:0.001〜0.05%のうちの1種または2種
以上を含み、残部Feおよび不純物よりなることを特徴
とする耐熱鋼。 - (4)重量%で、C:O,O1〜0.20%、Si:2
.0%以下、Mn+2.5%以−トNi:15〜25%
、Cr:9〜16%、Ti:2.0〜3.5%、A又:
0.1〜1.5%B:O,OO1〜0.015%、8よ
びNb・0.1−3.0%、Mo:0.3−3.5%。 w:Q、3〜3.0%、Cu:0.3−4.0%、Zr
:0.005〜0.1%のうちの1種または2種以にを
含み、さらにMg:0.001〜0.03%、Ca:0
.001〜0.03%。 REM:0.001〜0.05%のうちの1 +−r+
または2種以上を含み、残部Feおよび不純物よりなる
ことを4S徴とするH熱鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15165083A JPS6046353A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 耐熱鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15165083A JPS6046353A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 耐熱鋼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6046353A true JPS6046353A (ja) | 1985-03-13 |
Family
ID=15523201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15165083A Pending JPS6046353A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 耐熱鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6046353A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60221556A (ja) * | 1984-04-11 | 1985-11-06 | Hitachi Metals Ltd | 省資源型鉄基超耐熱合金 |
JPH02274843A (ja) * | 1989-04-14 | 1990-11-09 | Hitachi Metals Ltd | 潤滑皮膜密着性のすぐれた省資源型鉄基超耐熱合金 |
CN102691016A (zh) * | 2011-03-21 | 2012-09-26 | 大同特殊钢株式会社 | 沉淀硬化型耐热钢 |
WO2014104138A1 (ja) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | 株式会社日本製鋼所 | 高温特性および耐水素脆化特性に優れたFe-Ni基合金およびその製造方法 |
JP2016003387A (ja) * | 2014-06-19 | 2016-01-12 | 株式会社日本製鋼所 | Fe−Ni基合金およびFe−Ni基合金の製造法 |
-
1983
- 1983-08-22 JP JP15165083A patent/JPS6046353A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60221556A (ja) * | 1984-04-11 | 1985-11-06 | Hitachi Metals Ltd | 省資源型鉄基超耐熱合金 |
JPH02274843A (ja) * | 1989-04-14 | 1990-11-09 | Hitachi Metals Ltd | 潤滑皮膜密着性のすぐれた省資源型鉄基超耐熱合金 |
CN102691016A (zh) * | 2011-03-21 | 2012-09-26 | 大同特殊钢株式会社 | 沉淀硬化型耐热钢 |
US9145600B2 (en) | 2011-03-21 | 2015-09-29 | Daido Steel Co., Ltd. | Precipitation hardened heat-resistant steel |
WO2014104138A1 (ja) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | 株式会社日本製鋼所 | 高温特性および耐水素脆化特性に優れたFe-Ni基合金およびその製造方法 |
JP2014129576A (ja) * | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Japan Steel Works Ltd:The | 高温特性および耐水素脆化特性に優れたFe−Ni基合金およびその製造方法 |
CN104884662A (zh) * | 2012-12-28 | 2015-09-02 | 株式会社日本制钢所 | 具有优异的高温特性和耐氢脆性特性的Fe-Ni基合金及其制造方法 |
US9994938B2 (en) | 2012-12-28 | 2018-06-12 | The Japan Steel Works, Ltd. | Fe-Ni-based alloy having excellent high-temperature characteristics and hydrogen embrittlement resistance characteristics, and method for producing the same |
JP2016003387A (ja) * | 2014-06-19 | 2016-01-12 | 株式会社日本製鋼所 | Fe−Ni基合金およびFe−Ni基合金の製造法 |
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