JPS61261459A - 原子力機械建造用鋼 - Google Patents

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〕 この発明は冶金分野に関し、よ抄詳しくは、原子力産業
において、熱交換装置、表面構造、種々の容器およびエ
ネルギー装置の他の部品を製造するために用いることの
できる鋼に関する。

〔従来の技術〕

ステンレスクロム鋼は、この技術分野で知られており、
次の成分を含有する（重量％）。

炭素　　　０．１０−０．１５ ケイ素　　　　　　ｏ、ｓｏ　ｔで マンガン　　　　　ｏ、ｓｏ　−ｏ、ｓ。

クロム　　　　　１０．５　−１２．５モリブデン　　
　　０．６０−０．８０バナジウム　　　　０．１５−
０．３５タングステン　　　１．７０−２．２０ニツケ
ル　　　　　０．０２５まで リ　　ン　　　　　　　　　０．０３５まで鉄　　　　
　　　　残部 （入域ボルツデカ、Ｖ、Ｚ、ツセイトリン著「耐熱性鋼
および合金の熱処理」マシノストロエニエ、モスクワ、
１９６４、第６６頁）。

この鋼は加熱表面用に用いることができる。

しかしながら、この鋼は冶金生産における低い加工性、
高いスケール生成率を有し、したがって、原子力装置の
ために熱交換器および表面構造の製造に用いることがで
きない。その他、この鋼はタングステンなどの危険な元
素をかな抄含んでいる。

同じ目的で用いられるオーステナイト耐食性鋼が知られ
、それは重ｉ−で次のものを含んでいる。

炭　素　　　　０．１２未満 ケイ素　　　　０．８０まで マンガン　　　１．０−２．０ クロム　　　１７．０−１９．０ ニツケル　　　９．０−１１．０ イオウ　　　　０．０２０まで リ　　ン　　　　　　　０．０３５までチタン　　　　
０．６０　　まで 鉄　　　　　　残部 （Ｆ、Ｆ、キムシン著「耐熱鋼および合金−冶金、モス
クワ、１９６９、第１６８頁） この鋼は、全面的腐食に対して十分高い抵抗性を持ち、
したがって管、板などの原子炉建造に広く用いられてい
る。

しかしながら、オーステナイト耐食性鋼の使用時の経験
から、塩素イオンを含む媒質中で応力腐食割れを起しが
ちであり、設備の運転時の信頼性を低下させることがわ
かっている。この鋼は冷間硬化の傾向を持ち、物理的性
質の好ましくない組み合せ（低い熱伝導性と高い線膨張
係数）を有する。その他、この鋼はニッケルのような危
険な元素を含んでいる。

〔発明の主題〕

この発明の課題は、塩素イオンを含んだ媒質中での高い
応力腐食抵抗性、低い冷間硬化性および高い工学的性質
水準を保証する、成分の含量および割合を有する鋼を提
供することである。

この課題は、炭素、ケイ素、マンガン、クロムおよび鉄
を含み、この発明に従って、重量％で次の比率で、モリ
ブデン、バナジウム、セリウムおよびアルミニウムを含
有する鋼を提供することにより解決される。

炭素　　　０．０５−０．１０ ケイ素　　　　　　０．２０−０．４０マンガン　　　
　　０．８０−２．００クロム　　　　　ｉａ、ｏｏ　
−ｉｓ、ｏ。

モリブデン　　　　０．２０−０．８０バナジウム　　
　　０．０５　−ｏ、ａ。

セリウム　　　　　　０．０２−０．１５アルミニウム
　　　０．０１５−０．１５イオウ　　　　　　０．０
２０まで リ　　ン　　　　　　　　　　０．０３５　まで鉄　　
　　　　　　残部 耐食性および機械的性質を改善するために、０．２０−
０．８０重量％のモリブデンが前記鋼に添加される。０
．２０重量−未満のモリブデン含量は、鋼の機械的性質
および耐食性の必要な水準を保証しない。０．８０重量
幅を超えるモリブデン含量は、鋼の変形性を低下させる
。

鋼中の０．０８−０．３０重量％のバナジウム含量は、
例えば、衝撃弾性を増しまた脆化の転化温度を負の温度
領域に移行させる鋼の微細粒構造を保証する。

特定水準（０，３０重量％）を超えるバナジウム含量は
、鋼の溶接性を低下させるので、有利ではない。

０．０８：ｉｉ％未満へのバナジウム含量の低下は、鋼
の機械的性質の必要水準を確保させない。

セリウムとアルミニウムの各々の含ｉ０．０２−０．１
５重量％と０．０１５−０．１５重ｔ％は、冶金的製造
工程での鋼の工学的性質を増す。前記元素は金属の脱酸
素および精製を改善し、構造をより細かい粒子にする。

アルミニウム含量の増加（０，１５重量％を超える）は
、アルミナ量の増大および鋼中の遊離アルミニウムの出
現のために衝撃弾性の悪化を招く。

アルミニウム含量の減少（０，０１５重量％未満）は鋼
の、脱酸素および脱ガスを悪化させる。

特定水準（０，１５重ｆ％）を超える鋼中のセリウム含
量の増大は、その鋳込みをむずかしくし、また非金属包
含物で金属を汚染する。

セリウム含量の低減（０，０２重量−未満）は有効でな
く、ただ溶融技術を複雑にするのみである。

鋼中の１３．０−１５．０重量％のクロム含量はより安
定な構造および必要な耐食性およびその強度的性質を確
実にする。

鋼中の０．８−２．０重量％のマンガン含量はその必要
な機械的性質を与える。

２重量％を超えるマンガンを含めることは、鋼の衝撃弾
性を悪化させるので有利ではない。

０．８重量％未満のマンガン含量は、収縮割れ形成傾向
を増大させ、鋼の必要な機械的性質を保証できず、また
溶融時に鋼の脱イオウが問題となる。

特定範囲（０，２０−０，４０重量％）内の鋼中ケイ素
含量は、その必要な完全な脱酸素を確保する。

０．４０重量％を超えるケイ素含量の増加は、非金属包
含物による汚染を促進し、衝撃弾性を悪化させる。

鋼中の主成分は鉄であり、述べた合金元素に加えで、鋼
は０．０２５　　までのイオウと０．０３５　　重畳Ｓ
ｔでのリンを含有する。

開示された鋼は電気炉中で新鮮な原料もしくはクロムフ
エｏ　（ｃｈｒｏｍｉｆｅｒｏｕｓ　）／Ｃクラップを
用いてつくられる。鉄鋼石は酸化段階の初め、引き続き
脱酸素で用いる。（スクラップを用いる場合）スラグか
らクロムの部分的還元後、スラグをすくい取り、そして
フェロクロム溶融をシャモットもしくは石灰スラグの下
で開始し、脱酸素混合物で後者を処理する。

液体金属精製が白色スラグの下で仕上げられ、アルミニ
ウム塊との脱酸素後、最終作業はフェロセリウムもしく
はミツシュ斉・メタルによる鋼処理である。

この発明に従って、鋼はまた電気スラグ再溶融および真
空アーク再溶融方法によって製造されうる。

以下に与えられる表１は、この発明に従う鋼および公知
のオーステナイト鋼の特性を示す。

同様の試験条件の下で、同じ強度性質および十分に高い
タフネスを持つ公知のオーステナイト鋼との対比から、
開示した鋼は高い降伏点を持ち、したがって、壁、特に
管の厚さを減らし、そして金属消費を低減させる。

開示された鋼の高い伝導性および低い線膨張係数が、設
備、特に熱交換器の運転時の熱応力を減らし、その信頼
性と持続性を改善する。公知のオーステナイトとは反対
に開示の鋼は、冷間硬化を起さない。これは鋼製造およ
び設備建造時両方の工学的性質を改良する。

開示の鋼は、公知のオーステナイト鋼にとって代表的で
ある塩素イオンを含む媒質中での応力腐食割れを起さな
い。

この発明による鋼は、危険なニッケルを含まない。

開示した鋼の性質が、鍛造物、圧延ストック、および管
について完全に試験された。

開示された鋼のすべての性質の包括的な研究は、その鋼
が腐食に対して高い抵抗性を示す物質であり、オーステ
ナイト鋼に代って、厘子力機械建造において、熱交換設
備、表面構造物、容器、および電力設備の他の部品の製
造に用いるこトカテキる。

この発明を良く理解するために、表２は、開示した鋼の
化学組成および機械的性質の例を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 炭素、マンガン、ケイ素、クロムおよび鉄を含有する鋼
   であつて、さらにモリブデン、バナジウム、セリウムお
   よびアルミニウムを次の割合（重量％）で含有すること
   を特徴とする鋼。 炭素　０．０５−０．１０ ケイ素　０．２０−０．４０ マンガン　０．８０−２．００ クロム　１３．０−１５．０ モリブデン　０．２０−０．８０ バナジウム　０．０８−０．３０ セリウム　０．０２−０．１５ アルミニウム　０．０１５−０．１５ イオウ　０．０２０まで リン　０．０３５まで 鉄　残部