JPS61276948A - 熱間加工性の優れた高クロム合金鋼 - Google Patents

熱間加工性の優れた高クロム合金鋼

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JPS61276948A
JPS61276948A JP11534685A JP11534685A JPS61276948A JP S61276948 A JPS61276948 A JP S61276948A JP 11534685 A JP11534685 A JP 11534685A JP 11534685 A JP11534685 A JP 11534685A JP S61276948 A JPS61276948 A JP S61276948A
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chromium alloy
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学 田村
Naoji Yamanouchi
山之内 直次
Hitoshi Hayakawa
均 早川
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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】 「発明の目的」 本発明は熱間加工性の優れた高クロム合金鋼の創案に係
り、高強度、高耐食性を有する高りロム合金鋼において
それらの特性を確保し、しかもその熱間加工性を改善し
た鋼を提供しようとするものである。
産業上の利用分野 高クロム合金鋼。
従来の技術 鋳造材も含めると強度と耐食性に優れた合金鋼は多数あ
るが、鍛造材または管材になるとその数は極めて限定さ
れる。これは多くの場合、鋳造できても熱間加工性が悪
く、経済的に加工できないことが主たる理由として挙げ
られる。
然してこれら合金鋼の熱間加工性を改善するには以下の
ような方法がある。
■ESRなどの2次溶解を行う。
■脱酸、脱硫する。
■Ca、A4などの微量元素を添加する。
即ち■■については今日においても種々のプロセス、設
備などが開発されており、この■■の対策を講じてもな
お加工性が充分でない場合には■の対策が採られる。な
お、高クロム合金についてはTi、Zrなどの元素を投
入することが%公昭51〜46729号公報に発表され
ている。
発明が解決しようとする問題点 上記のように■の方法は重要であるが、Ca。
吟などの軽元素は炉中へ安定して投入することが困難で
、熱間加工性を確実に改善するには一層の工夫を特徴と
する 特に高クロム合金系のものにおいては窒素が熱間加工性
を害することが知られでいる。前記した特公昭51〜4
6729号 公報による元素を添加するならばいくらか
の効果があるとしても充分でない。高クロム合金鋼にお
ける耐熱性、高温強度性、耐食性および溶接性などを損
うことなしに熱間加工性に優れたものを得ることは困難
である。
「発明の構成」 問題点を解決するための手段 1、  C:0.01〜0.2 w t%、  802
wt%以下。
Mn:2wt%以下+  Cr : 22〜38wt%
Ni +Co :3(1〜65wt%、Tj、+Nb 
: 0.03〜1.0wt%。
41 : 0.01〜1.0wt%、  S : 0.
01wt%以下。
Zr +Hf −1〜y : 0.002−0.2wt
%。
N : 0.1 wt%以下 を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物から成す、
加工性・千うメータZeが次式の範囲内とされたことを
特徴とする熱間加工性の優れた高クロム合金鋼。
Ze = −0,02〜+0.02 2、  C:0.01〜0.2 wt%、 4売:2w
t%以下。
Mn::2wt%以下、  Cr:22〜38wt%。
Ni +Co : 30〜65wt%、  Mo+W:
0.1〜3.0wt%。
Tt+Nb : 0103〜1.0wt%、  ziA
’:0.01〜1.0wt%。
S:0.01wt%以下。
Zr +Hf +y : 0.002〜0.G!wt 
、%、  N:0.1wt%以下。
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物から成り、
加工性パラメータZeが次式の範囲内とされたことを特
徴とする熱間加工性の優れた高クロム合金鋼。
Ze=  0.02〜+0.02 3、  C: 0.01〜012wt%+  Si=2
wt%以下。
!+h+:2wt%以下、Cr:22〜38wt%。
Ni +Co : 30〜65wt%、  7′4+N
b : 0.03〜1.0wt%。
Al : 0.01〜1.0wt%r  S : 0.
01 wt%以下。
Ca +My : 0.01 w t%以下。
Zr +Hf +y : 0.002〜0.2wt%+
  N:0.1wt%以下。
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物がら成シ、
加工性・ぐラメータZeが次式の範囲内とされたことを
特徴とする熱間加工性の優れた高クロム合金鋼。
Ze=−0,02〜+0.02 作用 各成分が前記組成範囲内に選ばれ、しかも加工性パラメ
ータZeが−0,02から十0.02の範囲内とされる
ことによって、この種高クロム合金の有する高強度性お
よび高耐食性を阻害することなしに、その熱間加工性を
大幅に改善する。
即ち高温条件下で加工する鍛造、造管の如きを有利に実
施せしめる。
実施例 上記したような本発明について更に説明すると、本発明
においては高クロム合金鋼における耐熱性、高温強度、
耐食性および溶接性のような本来の各特性を損うことな
しに、熱間加工に有害な酸素、窒素、硫黄を制御し、熱
間加工性に優れた高クロム合金鋼を得しめるようにした
ものである。
即ち先ず本発明における成分組成限定理由について述べ
ると以下の如くである。なお以下においてはwt%を単
に1%」という。
C: 0.01〜020%。
高温強度を得るためには最低001%は必要であるが、
本発明のような高クロム合金においてはこのCが溶接性
を害すると共に加工性をも害するので0.20%を上限
とする。
Sj、 : 2 CI)以下。
このStは構成上特に必要な元素ではないが、溶解時に
スクラップからの混入があり、溶接性および相安定性の
観点から2%を上限とする。
Mn : 2%以下。
このMnも構成上特に必要ではないが、やはりスクラッ
プ利用時などに混入があり、耐酸化性の観点から上限を
2%とした。
Cr:22〜38%。
優れた耐高温腐食性を確保するには22%以上が必要で
ある。
然しこのCrが38%以上となると靭性、加工性を著し
く害するのでこれを上限とすることが必要である。
Ni 十Co : 30〜65%。
Niとcoは実質的に同じに作用し、これらのものは高
クロム材のオーステナイト組織を安定化させるために最
小30%は必要である。
然しこれらの元素を65%以上も用いることは経済的で
ないからこれを上限とする。
Ti +Nb : 0.03〜1.0%。
Ti、 、 Nbは微量で高温強度を上昇し、加工性を
も改善するので、0.03%以上を含有させることが必
要である。然し過度の添加は靭性を害するので1.0%
を上限とする。
# : 0.05〜1.0%。
脱ガス剤としてAtは必要であって、最小001チとす
ることが必要である。然し1.0%を超えて含有すると
靭性を害するのでこれを上限とすることが必要である。
Zr +y +F(f  :  0.002〜0.2%
これらのものも略同じに作用し、極く微量の添加によっ
ても高温強度および熱間加工性を著しく改善するので、
少くとも0.002%は添加することが必要である。然
し、0.2%以上の添加は溶接性を損うので最大0.2
%とすべきである。
S : 0.01%以下。
本発明の目的とする加工性改善には極力少い方が好まし
く、0.01%以上は有害である。
N : 0.1%以下。
高クロムのオーステナイト鋼においてはこのNが熱間加
工性を著しく害する。然して大気溶解するとかなりのN
が含有されるが、上限を0.1%とすべきである。
残部は几および不可避的不純物であるが、本発明におい
ては加工性・(ラメータZeが、Ze =−0,02〜
十0.02を満足させることが必要であり、この加工性
パラメータZeは次式によって求められる。
又本発明によるものは下記するMo+W  又はCa+
Mgの何れか一方又は双方を含有せしめることができる
Mo +W : 0.1〜3.0% MoとWも同じに作用する。高温強度を高めるために最
小0.1%は必要であるが、3.0%を超えて含有させ
ると相安定性を損うので、上限を3.0%とする。
Ca +Mg : 0.01%以下。
これらのCa、Mjも加工性を改善し、何れか一方又は
双方を0.01%以下の範囲で含有させることは有効で
ある。
本発明によるものの具体的な製造例およびその比較例に
ついて説明すると以下の如くである。
本発明者等が大気炉、真空炉を用い、溶製、熱間圧延し
て得た本発明合金および比較合金の化学組成は第1表の
通りであり、又その熱間板シ試験結果も併せてこの第1
表に示した。
即ち本発明合金は何れも加工性パラメータZeカー0.
02〜002  の範囲内のものであって、捩・シ試験
における破断回転数も8以上である。これに対し比較合
金は加工性ノ’?ラメータZeが何れも上記範囲を外れ
、捩り試験結果も6以下である。
添附図面には上記したような捩シ試験結果と加工性パラ
メータZeの関係を図表としてボすが、この図から明か
なようにZeが−0,02から0.02の範囲において
加工性が急激に改善されていることは明かである。
なお代表的に第1表における本発明合金Aと従来のSU
S 347およびインコロイ800 Kついて、そのク
リープ破断性質と高温腐食性能を示すが、本発明のもの
はそれらの何れにおいても優ねていることは明かで、本
発明によれば強度、耐食性を損うことなしに加工性を大
幅且つ的確に向上し得ることが確認された。
第  2  表 「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときはこの種高クロム
合金に関してその高強度性および高耐食性のような特質
性を損うことなく熱間加工性を的確に改善向上せしめ、
鍛造その他の経済的な熱間加工により各種製品を有利に
製造し得るものであって、工業的にその効果の大きい発
明である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施態様を示すものであって、本発明合
金および比較合金についての加工性パラメータと110
0℃における捩り試験結果を要約して示した図表である

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、C:0.01〜0.2wt%、Si=2wt%以下
    、Mn:2wt%以下、Cr:22〜38wt%、Ni
    +Co:30〜65wt%、Ti+Nb:0.03〜1
    .0wt%、Al:0.01〜1.0wt%、S:0.
    01wt%以下、Zr+Hf+y:0.002〜0.2
    wt%、N:0.1wt%以下を含有し、残部がFeお
    よび不可避的不純物から成り、加工性パラメータZeが
    次式の範囲内とされたことを特徴とする熱間加工性の優
    れた高クロム合金鋼。 Ze=−0.02〜+0.02 2、C:0.01〜0.2wt%、Si:2wt%以下
    、Mn:2wt%以下、Cr:22〜38wt%、Ni
    +Co:30〜65wt%、Mo+W:0.1〜3.0
    wt%、Ti+Nb:0.03〜1.0wt%、Al:
    0.01〜1.0wt%、S:0.01wt%以下、Z
    r+Hf+y:0.002〜0.2wt%、N:0.1
    wt%以下、 を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物から成り、
    加工性パラメータZeが次式の範囲内とされたことを特
    徴とする熱間加工性の優れた高クロム合金鋼。 Ze=−0.02〜+0.02 3、C:0.01〜0.2wt%、Si:2wt%以下
    、Mn:2wt%以下、Cr:22〜38wt%、Ni
    +Co:30〜65wt%、Ti+Nb:0.03〜1
    .0wt%、Al:0.01〜1.0wt%、S:0.
    01wt%以下、Ca+Mg:0.01wt%以下、 Zr+Hf+y:0.002〜0.2wt%、N:0.
    1wt%以下、を含有し、残部がFeおよび不可避的不
    純物から成り、加工性パラメータZeが次式の範囲内と
    されたことを特徴とする熱間加工性の優れた高クロム合
    金鋼。 Ze=−0.02〜+0.02
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