JPS61147835A - 高温強度の良好な高耐食オ−ステナイト鋼 - Google Patents

高温強度の良好な高耐食オ−ステナイト鋼

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JPS61147835A
JPS61147835A JP26950884A JP26950884A JPS61147835A JP S61147835 A JPS61147835 A JP S61147835A JP 26950884 A JP26950884 A JP 26950884A JP 26950884 A JP26950884 A JP 26950884A JP S61147835 A JPS61147835 A JP S61147835A
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Japan
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less
steel
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corrosion resistance
austenitic steel
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JP26950884A
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Yoshiatsu Sawaragi
椹木 義淳
Kunihiko Yoshikawa
吉川 州彦
Hiroshi Teranishi
寺西 洋志
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、優れた耐食性を有することはもちろんのこ
と、極めて良好な高温強度をも兼ね備えており、高温環
境下で使用されるボイラや化学プラント機器類に適用し
て優れた性能を発揮するオーステナイト鋼に関するもの
である。
〔従来技術とその問題点〕
一般に、各種ボイラ設備や化学プラント機器類等、高温
環境下で使用される装置の素材は、高温強度、耐食性、
溶接性など様々な特性が重視されるものであるが、従来
、これらの要求特性を比較的満足する上、価格面でもそ
れほどの不利を招くことかない18−8タイプのオース
テナイ、ト系ステン°レス鋼がこの覆の用途に広く使用
されてきた。
ところが、近年、前記高温設備の動車同上が推進される
ようになったこともあって材料の使用条件は苛酷化の度
合を益々増してきており、従って要求される材料性能も
次第に高度化してきたことから、上記現用の18−8オ
ーステナイト系ステンレス鋼では高温強度及び耐食性を
も含めてこれらの要求に十分な対処ができなくなってき
ているのが現状である。
もつとも、ステンレス鋼の耐食性改善にCr含有量の増
加が有効であることは一般的事項として知られてはいる
が、高Cr含有鋼として知られる5U83108鋼を指
摘するまでもなり、Cr含有量を増加したとしても高温
強度向上効果の方は望むべくもないばかりか、むしろ悪
影響の方が目に付(場合丁らあると言う問題があった。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、高温用機器類の素材として一般的であった
18−8オーステナイト系ステンレス鋼を凌駕する耐食
性と高温強度を備え、使用環境が更に苛酷化しつつある
高温設備類にも十分に対処し得る鋼材を提供すべく、特
にCr含有量が20%以上の高Crオース・テナイト鋼
の優れた耐食性に着目し、そのクリープ破断強度の飛躍
的改善を目指して行われた本発明者等の研究によってな
されたものであり、その特徴とするところは、オーステ
ナイト鋼を、 C:0.15%以下(以降、成分割合を示す%は重量%
とする)、 Si:1.0%以下、   Mn:10%以下。
Cr:20〜30%、 Ni:30〜55%を含有する
とともに、 Mo : 3.1〜6.0%、  W:3.1〜12.
0%のうちの1種以上(但し、複合添加では各々の下限
を1,5%とする)を含み、更に必要によりB:0.0
01〜0.010%。
Zr: 0.005〜0.200%。
Ti:0.01〜0..300%。
Nb:0.01〜1.00%。
V:0.01〜1.00% のうちの1種以上をも含み、 Fe及び不可避的不純物:残り からなる成分組成で構成することによって、高耐食性は
もちろんのこと、優れた高温強度をも兼備せしめた点に
ある。
以下、本発明のオーステナイト鋼において各化学成分の
含有割合を上記の如くに数値限定した理由を説明する。
(at  C Cは耐熱鋼として必要な引張強さ並びにクリープ強度を
確保するのに有効な成分であるが、その含有量が0.1
5%を越えると延性低下を招(上、溶体化状態での未固
溶炭化物量も増加して機械的性質に悪影響が及ぶよ5に
なることから、C含有量は0.15%以下と定めた。
(bl  5i Si成分は鋼の脱酸剤として有効な元素であるが、その
含有量が1.0%を越えると溶接性や組織安定性の悪化
が顕著になることから、Si含有量は1.0%以下と定
めた。
なお、特に組織安定性の面からすればSi含有量を低目
に調整することが望ましい。
(cl  Mn 胤成分は鋼の脱酸作用や加工性改善作用を有する元素で
あるが、10%を越えて多量に含有させると耐熱特性の
劣化を招くようになることから、鳩舎有量は10%以下
と定めた。
fdl  Cr Cr成分は、鋼の耐酸化性、耐水蒸気酸化性或いは耐高
温腐食特性等の耐食性改善に優れた作用を発揮する元素
であるが、その含有量が20%未満では前記作用に所望
の効果が得られず、一方、30%を越えてCrを含有さ
せると加工性の劣化や組織の不安定化を招くようになる
ことから、Cr含有量は20〜30%と定めた。
(e)  Ni Niは安定なオーステナイト組織を得るだめの必須成分
であり、その含有量はCr、 Mo、 W、 Ti。
Nb等の添加量によって決められるものであるが、本発
明の成分組成鋼ではNi含有量が30%を下廻るとオー
ステナイト組織の確保が不安定となり、一方55%を越
えてNiを含有させることは経済的不利を招くことから
、Ni含有量は30〜55%と定めた。
(f)  Mo、及びW これらの成分には鋼の高温強度を効果的に改善する作用
があるので1種又は2覆の添加が必須の元素であるが、
その含有量が、単独添加の場合には各々3.1%を下廻
ると、そして複合添加の場合には各々1.5%を下廻る
と前記作用に所望の効果が得られな(なり、一方、Mo
含有量が6.0%を越えたり、W含有量が12.0%を
越えたりすると加工性や組織安定性の劣化を招(ように
なることから、鳩舎有量は3.1〜6.0%、W含有量
は3.1〜12.0%(但し、両成分の複合添加の場合
には各々の含有量の下限を1.5%とする)とそれぞれ
定めた。
(gl  B p及びZr これらの成分には結晶粒界を強化して鋼の高温強度を改
善する作用があるので、高温強度をより一層回上させる
必要がある場合に1種以上添加される元素であるが、B
含有量が0.001%未満、或いはZr含有量が0.0
05%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方
、0.010%を越えてBを含有させたり、0.200
%を越えてZrを含有させたりすると溶接性の劣化を招
くことから、B含有量は0.001〜0.010%、Z
r含有量はo、oos〜0.200%とそれぞれ定めた
(hl  Ti、 Nb、 及びV これらの成分には炭化物の微細分散析出強化を通じて鋼
の高温強度を改善する作用があるので、高温強度を更に
同上させる必要がある場合に1d以上添加される元素で
あるが、各々の含有量がそれぞれ0.01%未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方、Tiが0.30
0%を、Nbが1.00%を、モしてVが同じ<i、o
o%を越えて含有されても前記作用により以上の効果が
期待できないことから、Ti含有量は0.01〜0.3
00%、Nb含有量ハ0.01〜1.00%、■含有f
gハ0.01〜1.00%とそれぞれ定めた。
次いで、この発明を実施例によって具体的に説明する。
〔実施例〕
まず、常法通りの真空溶製、鍛造及び冷間圧延によって
第1表に示される如き化学成分組成の鋼材1〜29を得
た後、これに固溶化処理を施し、クリープ破断試験に供
した。
クリープ破断試験は、750℃の試験温度にて3000
時間でのクリープ破断強度を求めることで実施した。
得られた試験結果を第1表に併せて示した。
第1表に示される結果からも明らかなように、本発明鋼
1〜27は、いずれも、18−8ステンレス鋼(SUS
304H,5US316H,5US321H,5US3
47H等)や25Cr−2ONiステンレス鋼(SO5
3103等)の中で最もクリープ破断強度が高いとされ
る5US316Hの破断強度レベルより高いことがわか
る。
また、第1図は、本発明鋼1〜10の750℃x300
0hrクリープ破断強度を対比したグラフであるが、該
第1図からも、Mo又はW1或いはB又はZrの添加に
よって鋼のクリープ破断強度が改善されることを確認で
きる。なお、第1図中の数字は第1表の鋼種を示してい
る。
更に、第2図は、本発明鋼1,5,7.11〜16.1
9〜21,24及び26の750℃×3000hrクリ
ープ破断強度を対比したグラフであるが、該第2図から
は、Ti、Nb或いはVの添加によって鋼のクリープ破
断強度が改善されることを確認できる。
なお、これとは別に、本発明鋼1〜27について耐食性
試験な実施したところ、Cr含有量が高いことから、1
8−8オーステナイト系ステンレス鋼に比して極めて優
れた耐食性を示すことも確認された。
〔総括的な効果〕
以上に説明したように、この発明によれば、高温設備類
の素材として広く使用されていた18−8オーステナイ
ト系ステンレス鋼よりも優れた耐食性を示し、しかも該
18−8オーステナイト系ステンレス鋼や5US310
S鋼をはるかに凌ぐクリープ破断強度をも兼備した高強
度高耐食オーステナイト鋼が実現され、ボイラや化学プ
ラント機器類等の高温設備の性能向上並びに耐久性同上
に大きく寄与できるなど、産業上有用な効果がもたらさ
れるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、鋼のクリープ破断強度に及ぼすMo 。 W、B、Zr添加の影響を示すグラフ、第2図は、鋼の
クリープ破断強度に及ぼすTi。 Nb、V添加の影響を示すグラフである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量割合にて C:0.15%以下、Si:1.0%以下、Mn:10
    %以下、Cr:20〜30%、 Ni:30〜55% を含有するとともに、 Mo:3.1〜6.0%、W:3.1〜12.0%のう
    ちの1種以上(但し、複合添加では各々の下限を1.5
    %とする)をも含み、 Fe及び不可避的不純物:残り から成ることを特徴とする、高温強度の良好な高耐食オ
    ーステナイト鋼。
  2. (2)重量割合にて、 C:0.15%以下、Si:1.0%以下、Mn:10
    %以下、Cr:20〜30%、 Ni:30〜55% を含有するとともに、 Mo:3.1〜6.0%、W:3.1〜12.0%のう
    ちの1種以上(但し、複合添加では各々の下限を1.5
    %とする)を含み、かつ、 B:0.001〜0.010%、 Zr:0.005〜0.200% のうちの1種以上をも含み、 Fe及び不可避的不純物:残り から成ることを特徴とする、高温強度の良好な高耐食オ
    ーステナイト鋼。
  3. (3)重量割合にて、 C:0.15%以下、Si:1.0%以下、Mn:10
    %以下、Cr:20〜30%、 Ni:30〜55% を含有するとともに、 Mo:3.1〜6.0%、W:3.1〜12.0%のう
    ちの1種以上(但し、複合添加では各々の下限を1.5
    %とする)を含み、かつ、 Ti:0.01〜0.300%、 Nb:0.01〜1.00%、 V:0.01〜1.00% のうちの1種以上をも含み、 Fe及び不可避的不純物:残り から成ることを特徴とする、高温強度の良好な高耐食オ
    ーステナイト鋼。
  4. (4)重量割合にて、 C:0.15%以下、Si:1.0%以下、Mn:10
    %以下、Cr:20〜30%、 Ni:30〜55% を含有するとともに、 Mo:3.1〜6.0%、W:3.1〜12.0%のう
    ちの1種以上(但し、複合添加では各々の下限を1.5
    %とする)を含み、かつ、 B:0.001〜0.010%、 Zr:0.005〜0.200% のうちの1種以上、並びに Ti:0.01〜0.300%、 Nb:0.01〜1.00%、 V:0.01〜1.00% のうちの1種以上をも含み、 Fe及び不可避不純物:残り から成ることを特徴とする、高温強度の良好な高耐食オ
    ーステナイト鋼。
JP26950884A 1984-12-20 1984-12-20 高温強度の良好な高耐食オ−ステナイト鋼 Pending JPS61147835A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106282730A (zh) * 2016-09-18 2017-01-04 华能国际电力股份有限公司 一种冷轧离心铸造再热器管材及其制备工艺
JP2017014576A (ja) * 2015-07-01 2017-01-19 新日鐵住金株式会社 オーステナイト系耐熱合金及び溶接構造物

Cited By (3)

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