JPS61147836A - 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Info
- Publication number
- JPS61147836A JPS61147836A JP26950984A JP26950984A JPS61147836A JP S61147836 A JPS61147836 A JP S61147836A JP 26950984 A JP26950984 A JP 26950984A JP 26950984 A JP26950984 A JP 26950984A JP S61147836 A JPS61147836 A JP S61147836A
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- corrosion resistance
- austenitic 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〕
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。
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。
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がない18−8タイプのオース
テナイト系ステンレス鋼がこの種の用途に広(使用され
てきた。
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がない18−8タイプのオース
テナイト系ステンレス鋼がこの種の用途に広(使用され
てきた。
ところが、近年、前記高温設備の効率向上が推進される
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。
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含有晶加が
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5US3108鋼を指摘す
るまでもなく、Cr含有量を増加したとしても高温強度
同上効果の方は望むべくもないばかりか、むしろ悪影響
の方が目につく場合すらあると言う問題があった。
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5US3108鋼を指摘す
るまでもなく、Cr含有量を増加したとしても高温強度
同上効果の方は望むべくもないばかりか、むしろ悪影響
の方が目につく場合す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
。i s −s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:0.07%未満(以降、成分割合を示す%は重量%
とする)、 Si:4.0%以下、 Mn : 10%以下。
。i s −s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:0.07%未満(以降、成分割合を示す%は重量%
とする)、 Si:4.0%以下、 Mn : 10%以下。
Cr:20〜30%、 Ni:30〜55%。
を含有するとともに、
Ti : 0.6超〜3,0%。
Nb:1超〜6%。
Al : 0.6超〜3.0%
の5ちの1種以上(但し、単独添加では各々の下限を、
Ti : 0.8%、Nb:1.6%、 Aj : 0
.8%とする)を含み、更に必要により B:0.001〜0.010%。
Ti : 0.8%、Nb:1.6%、 Aj : 0
.8%とする)を含み、更に必要により B:0.001〜0.010%。
Zr: 0.005〜0.200%。
Mo : 0.5〜6.0%。
W。=1〜12%
のうち!7)1種以上〔但し、MoとWを複合添加する
場合にはMo (%)+1/2W(%)−0,5〜6(
%)とする〕をも含み、 Fe及び不可避的不純物:残り から成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。
場合にはMo (%)+1/2W(%)−0,5〜6(
%)とする〕をも含み、 Fe及び不可避的不純物:残り から成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。
含有割合を上記の如くに数値限定した理由を説明する。
(al C
Cは耐熱鋼として必要な引張強さ並びにクリープ破断強
度を確保するのに有効な成分であるが、この発明の鋼の
ように金属間化合物の微細分散析出強化をねらった成分
系ではCの強度改善効果が比較的小さく、しかもその含
有量が0.07%以上になると延性低下が目立つように
なることから、C含有量は0.07%未満と定めた。
度を確保するのに有効な成分であるが、この発明の鋼の
ように金属間化合物の微細分散析出強化をねらった成分
系ではCの強度改善効果が比較的小さく、しかもその含
有量が0.07%以上になると延性低下が目立つように
なることから、C含有量は0.07%未満と定めた。
(b) 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。
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。
に調整することが望ましい。
(cl Mn
鳩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、Mn含有量は10%以
下と定めた。
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、Mn含有量は10%以
下と定めた。
(di Cr
Cr成分は、鋼の耐醗化性、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5になる
ことから、Cr含有量は20〜30%と定めた。
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5になる
ことから、Cr含有量は20〜30%と定めた。
(el Ni
Niは安定なオーステナイト組織を得るための必須成分
であり、その含有量はCr、 Mo、 W、 Ti 、
Nb。
であり、その含有量はCr、 Mo、 W、 Ti 、
Nb。
Al等の添加量によって決められるものであるが、この
発明の成分組成鋼ではNi含有量が30%を王道るとオ
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%と足めた。
発明の成分組成鋼ではNi含有量が30%を王道るとオ
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%と足めた。
(f) Ti、 Nb、及びAl
これらの成分には、Ni3Al 、 Ni3 Ti 、
Ni3Nb等の金属間化合物の微細分散析出を通じて
鋼を強化する作用があるが、゛Ti含有量が0.6%以
下、Nb含有量が1%以下、モしてM含有量が0.6%
以下の場合には前記作用に所望の効果が得られず、また
、これらの各成分が単独で添加されろ場合には、Ti:
0.8%以上、Nb:1.6%以上、AA!:0.8%
以上の含有量を確保しないと安定した強度上昇効果の獲
得が困難になる恐れが出て(る。一方、Ti含有量が3
.0%を、Nb含有量の上限が6%を、モしてAl含有
量の上限が3.0%をそれぞれ越えると鋼の加工性劣化
が目立つようになってくる。
Ni3Nb等の金属間化合物の微細分散析出を通じて
鋼を強化する作用があるが、゛Ti含有量が0.6%以
下、Nb含有量が1%以下、モしてM含有量が0.6%
以下の場合には前記作用に所望の効果が得られず、また
、これらの各成分が単独で添加されろ場合には、Ti:
0.8%以上、Nb:1.6%以上、AA!:0.8%
以上の含有量を確保しないと安定した強度上昇効果の獲
得が困難になる恐れが出て(る。一方、Ti含有量が3
.0%を、Nb含有量の上限が6%を、モしてAl含有
量の上限が3.0%をそれぞれ越えると鋼の加工性劣化
が目立つようになってくる。
従って、Ti含有量は0.6超〜3.0%、 Nb含有
量は1超〜6%、 Al含有量は0.6超〜3.0%(
但し、単独添加では各々の下限を、Ti : 0.8%
、Nb:1.6%、Al:0.8%とする)と、それぞ
れ定めた。
量は1超〜6%、 Al含有量は0.6超〜3.0%(
但し、単独添加では各々の下限を、Ti : 0.8%
、Nb:1.6%、Al:0.8%とする)と、それぞ
れ定めた。
(gl Be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向上させる
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o、ooi%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CZr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%、
Zr含有量は0.005〜0.200%とそれぞれ定め
た。
善する作用があるので、高温強度をより一層向上させる
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o、ooi%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CZr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%、
Zr含有量は0.005〜0.200%とそれぞれ定め
た。
(h) Mo、及びW
これらの成分にも鋼の高温強度を効果的に改善する作用
があるので、高温強度の更なる向上が望まれる場合に必
要により1種以上添加される元素であるが、単独添加の
場合にMo含有量が0.5%を下廻るかW含有量が1%
を下廻ると、そして複合添加の場合に(Mo (%)+
1/2W(%)〕量が0.5(%)を下廻ると前記作用
に所望の効果が得られず、一方、単独添加の場合にMo
含有量が6.0%を土建るかW含有量が12%を土建る
と、そして複合添加の場合に(Mo (%)+1/2W
(%)〕量が6(%)を土建ると加工性や組織安定性の
劣化を招くようになることから、鳩舎有量は0.5〜6
.0%、W含有量は1〜12%〔但し、両成分の複合添
加の場合にはMo (%)+1/2W(%)〜0.5〜
6(%)とする〕とそれぞれ定めた。
があるので、高温強度の更なる向上が望まれる場合に必
要により1種以上添加される元素であるが、単独添加の
場合にMo含有量が0.5%を下廻るかW含有量が1%
を下廻ると、そして複合添加の場合に(Mo (%)+
1/2W(%)〕量が0.5(%)を下廻ると前記作用
に所望の効果が得られず、一方、単独添加の場合にMo
含有量が6.0%を土建るかW含有量が12%を土建る
と、そして複合添加の場合に(Mo (%)+1/2W
(%)〕量が6(%)を土建ると加工性や組織安定性の
劣化を招くようになることから、鳩舎有量は0.5〜6
.0%、W含有量は1〜12%〔但し、両成分の複合添
加の場合にはMo (%)+1/2W(%)〜0.5〜
6(%)とする〕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。
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1〜30を得
た後、これに同浴化処理(処理温度:1200℃)を施
し、クリープ破断試験に供した。
第1表に示される如き化学成分組成の鋼材1〜30を得
た後、これに同浴化処理(処理温度:1200℃)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冥施した。
時間でのクリープ破断強度を求めることで冥施した。
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、Ti、N
b及びAlの1種以上を添加した本発明鋼1〜250強
度レベルは、いずれも、従来の5US304H#、5U
S316H鋼、5US321H鋼及び5US310S鋼
より高いことがわかる。
b及びAlの1種以上を添加した本発明鋼1〜250強
度レベルは、いずれも、従来の5US304H#、5U
S316H鋼、5US321H鋼及び5US310S鋼
より高いことがわかる。
また、第1図は、本発明鋼1,3〜7,10及び23の
750℃X3000hrクリ一プ破断強度を対比したグ
ラフであるが、該第1図からも、B及びZrの1a以上
を添加すること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。
750℃X3000hrクリ一プ破断強度を対比したグ
ラフであるが、該第1図からも、B及びZrの1a以上
を添加すること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。
更に、第2図は、本発明鋼1,3〜5,7〜16゜及び
23の750℃X3000hrクリ一プ破断強度を対比
したグラフであるが、該第2図からは、特定量のMo及
びWの添加が有効であることを確認できる。
23の750℃X3000hrクリ一プ破断強度を対比
したグラフであるが、該第2図からは、特定量のMo及
びWの添加が有効であ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
試験を実施したところ、Cr含有量が高いことか17.
18−8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。
試験を実施したところ、Cr含有量が高いことか17.
18−8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。
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(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向
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。
の素材として広(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向
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B及び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Mo及びW添
加の影響を示すグラフである。
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Mo及びW添
加の影響を示すグラフである。
Claims (4)
- (1)重量割合にて、 C:0.07%未満、Si:1.0%以下、Mn:10
%以下、Cr:20〜30%、 Ni:30〜55%、 を含有するとともに、 Ti:0.6超〜3.0%、 Nb:1超〜6%、 Al:0.6超〜3.0% のうちの1種以上(但し、単独添加では各々の下限を、
Ti:0.8%、Nb:1.6%、Al:0.8%とす
る)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。 - (2)重量割合にて、 C:0.07%未満、Si:1.0%以下、Mn:10
%以下、Cr:20〜30%、 Ni:30〜55% を含有するとともに、 Ti:0.6超〜3.0%、 Nb:1超〜6%、 Al:0.6超〜3.0% のうちの1種以上(但し、単独添加では各々の下限を、
Ti:0.8%、Nb:1.6%、Al:0.8%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 からな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)重量割合にて、 C:0.07%未満、Si:1.0%以下、Mn:10
%以下、Cr:20〜30%、 Ni:30〜55% を含有するとともに、 Ti:0.6超〜3.0%、 Nb:1超〜6%、 Al:0.6超〜3.0% のうちの1種以上(但し、単独添加では各々の下限を、
Ti:0.8%、Nb:1.6%、Al:0.8%とす
る)を含み、かつ、 Mo:0.5〜6.0%、 W:1〜12% のうちの1種以上〔但し、複合添加ではMo(%)+1
/2W(%)=0.5〜6(%)とする〕をも含み、F
e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)重量割合にて、 C:0.07%未満、Si:1.0%以下、Mn:10
%以下、Cr:20〜30%、 Ni:30〜55% を含有するとともに、 Ti:0.6超〜3.0%、 Nb:1超〜6%、 Al:0.6超〜3.0% のうちの1種以上(但し、単独添加では各々の下限を、
Ti:0.8%、Nb:1.6%、Al:0.8%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 Mo:0.5〜6.0%、 W:1〜12% のうちの1種以上〔但し、複合添加ではMo(%)+1
/2W(%)=0.5〜6(%)とする〕をも含み、F
e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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26950984A JPS61147836A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | 高温強度の良好な高耐食オ−ステナイト鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26950984A JPS61147836A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | 高温強度の良好な高耐食オ−ステナイト鋼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61147836A true JPS61147836A (ja) | 1986-07-05 |
Family
ID=17473406
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26950984A Pending JPS61147836A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | 高温強度の良好な高耐食オ−ステナイト鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61147836A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012046796A (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | オーステナイト系ステンレス鋼 |
EP3168320A1 (en) | 2015-11-11 | 2017-05-17 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Austenite steel, and austenite steel casting using same |
-
1984
- 1984-12-20 JP JP26950984A patent/JPS61147836A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012046796A (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | オーステナイト系ステンレス鋼 |
EP3168320A1 (en) | 2015-11-11 | 2017-05-17 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Austenite steel, and austenite steel casting using same |
US10415423B2 (en) | 2015-11-11 | 2019-09-17 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Austenite steel, and austenite steel casting using same |
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