JPS616257A - 12%Cr耐熱鋼 - Google Patents
12%Cr耐熱鋼Info
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- JPS616257A JPS616257A JP59126481A JP12648184A JPS616257A JP S616257 A JPS616257 A JP S616257A JP 59126481 A JP59126481 A JP 59126481A JP 12648184 A JP12648184 A JP 12648184A JP S616257 A JPS616257 A JP S616257A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
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- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
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】
[発明の技術分野]
本発明は550〜600℃の高温で優れたクリープ破断
強さを有し、特に蒸気タービンの羽根やボルト等に好適
な12%Cr耐熱鋼に関する。
強さを有し、特に蒸気タービンの羽根やボルト等に好適
な12%Cr耐熱鋼に関する。
[発明の技術的背景とその問題点]
現在の蒸気タービンは最高蒸気温度566℃、最大蒸気
圧力246atgであるが、熱効率の向上をはかるため
使用する蒸気温度、圧力は上昇する傾向にある。このた
め蒸気タービンロータや羽根、ボルト等には従来にも増
してより高いクリープ破断強さが要求されるようになっ
てきた。
圧力246atgであるが、熱効率の向上をはかるため
使用する蒸気温度、圧力は上昇する傾向にある。このた
め蒸気タービンロータや羽根、ボルト等には従来にも増
してより高いクリープ破断強さが要求されるようになっ
てきた。
従来より蒸気タービン羽根材にtj: H46(12C
rMo V Nb鋼)やクルジプル422 (12Cr
Mo V W鋼)が用いられてきたが、今後の蒸気温
度の上昇に対処するにはクリープ破断強さが必ずしも充
分ではなかった。そこで12チCr鋼のクリープ破断強
さを向上させるために、他の合金元素を加えたり、オー
ステナイト化温度を上げたり種々の方法が検討されてい
る。しかしながらこれらの方法でも成分偏析やフェライ
ト相を生成したり、クリープ破断強さあるいは破断延性
を低下させ、さらには鍛造加工性を害したり、他の特性
を犠牲にする欠点があった。
rMo V Nb鋼)やクルジプル422 (12Cr
Mo V W鋼)が用いられてきたが、今後の蒸気温
度の上昇に対処するにはクリープ破断強さが必ずしも充
分ではなかった。そこで12チCr鋼のクリープ破断強
さを向上させるために、他の合金元素を加えたり、オー
ステナイト化温度を上げたり種々の方法が検討されてい
る。しかしながらこれらの方法でも成分偏析やフェライ
ト相を生成したり、クリープ破断強さあるいは破断延性
を低下させ、さらには鍛造加工性を害したり、他の特性
を犠牲にする欠点があった。
[発明の目的]
本発明は上記点に鑑みてがされたもので、従来より使用
されている)145鋼とクルジプル422鋼の組成を改
良し蒸気タービンの羽根やボルトに適用可前なりリープ
破断強さが高く他の特性が低下しない12%C「耐熱鋼
を提供することを目的とするものである。
されている)145鋼とクルジプル422鋼の組成を改
良し蒸気タービンの羽根やボルトに適用可前なりリープ
破断強さが高く他の特性が低下しない12%C「耐熱鋼
を提供することを目的とするものである。
[発明の概要コ
本発明は12%Cr耐熱鋼の化学組成とクリープ破断強
さについて従来より使用されているH 45鋼とクルジ
プル422鋼を系統的に検討した結果、他の特性を低下
させずクリープ破断強さを向上させることを見い出した
ものである。
さについて従来より使用されているH 45鋼とクルジ
プル422鋼を系統的に検討した結果、他の特性を低下
させずクリープ破断強さを向上させることを見い出した
ものである。
即ち1本発明は重量%でC0,05〜0.25%、81
0,2チを越え1.ltで、 Mn 1.0%以下、
Nl 0.3−2,0% 、 Cr 8.0−13.0
%、 Mo 0.5〜2.0%、 V 0.1〜0.3
%、Nbまた1jTaを一種以上0.03以上0.30
%未満、N0.01〜0.2%、W1.1%を越え%2
.0チまで、残部Feおよび付随的不純物よりなり、実
質的に焼戻マルテンサイト組織であることを%徴とする
12%Cr耐熱鋼である。
0,2チを越え1.ltで、 Mn 1.0%以下、
Nl 0.3−2,0% 、 Cr 8.0−13.0
%、 Mo 0.5〜2.0%、 V 0.1〜0.3
%、Nbまた1jTaを一種以上0.03以上0.30
%未満、N0.01〜0.2%、W1.1%を越え%2
.0チまで、残部Feおよび付随的不純物よりなり、実
質的に焼戻マルテンサイト組織であることを%徴とする
12%Cr耐熱鋼である。
以下本発明の12チCr耐熱鋼の化学成分およびその限
定理由について欧明する。
定理由について欧明する。
Cは焼入時のオーステナイト相を安定にし、さらに炭化
物を生威しクリープ破断強さを得るために0.05%以
上は必要である。しかし0.25%を越えると炭化物が
過剰となり、逆にクリープ破断強さを低下させるのでこ
の範囲とするが、特に好着しくけ0.08〜(1,15
%とする。
物を生威しクリープ破断強さを得るために0.05%以
上は必要である。しかし0.25%を越えると炭化物が
過剰となり、逆にクリープ破断強さを低下させるのでこ
の範囲とするが、特に好着しくけ0.08〜(1,15
%とする。
Slは溶解時の脱酸剤として必要な元素で02%以下で
はその効果が十分に得られず、また1、0係を越えると
δフェライト相が生成するためこの範囲とする。特に好
ましくは0.8%な越え0.6係までとするO Muは81と同様に溶解時の脱酸、脱健剤として添加す
るが、多量の添加はクリープ破断強さを低下させるので
1.0%までとする。特に好ましlj0.3〜0,8チ
とする。
はその効果が十分に得られず、また1、0係を越えると
δフェライト相が生成するためこの範囲とする。特に好
ましくは0.8%な越え0.6係までとするO Muは81と同様に溶解時の脱酸、脱健剤として添加す
るが、多量の添加はクリープ破断強さを低下させるので
1.0%までとする。特に好ましlj0.3〜0,8チ
とする。
Nlはオーステナイト生成元素であり焼入時のオーステ
ナイト相を安定にしδフェライト相の生成を防止するの
に有効な元素であり0.31以上は必要であるが2.0
チを越えるとクリープ破断強さを急激に低下させ%また
ACI温度を下げるのでこの範囲とする。特l−好まし
い範囲は0.5〜1.5%とするO Crは高温使用時の酸化を防止し、クリープ破断強さを
向上させるために必要か元素で8.0チ未満ではその効
果が十分でなく、また13.0%を越えるとδフェライ
ト相を生成するのでこの範囲とする。
ナイト相を安定にしδフェライト相の生成を防止するの
に有効な元素であり0.31以上は必要であるが2.0
チを越えるとクリープ破断強さを急激に低下させ%また
ACI温度を下げるのでこの範囲とする。特l−好まし
い範囲は0.5〜1.5%とするO Crは高温使用時の酸化を防止し、クリープ破断強さを
向上させるために必要か元素で8.0チ未満ではその効
果が十分でなく、また13.0%を越えるとδフェライ
ト相を生成するのでこの範囲とする。
特に好ましくは9.5〜12.(lの範囲とするOMO
はクリープ破断強さの向上と焼戻脆性を防ぐために重要
な元素で0.51未満ではその効果が十分でなく、また
2、0チを越えるとδフェライト相を生成しクリープ破
断強さや靭性の低下をきたすのでこの範囲とする。特(
:好ましくは0.7〜1.5%とする。
はクリープ破断強さの向上と焼戻脆性を防ぐために重要
な元素で0.51未満ではその効果が十分でなく、また
2、0チを越えるとδフェライト相を生成しクリープ破
断強さや靭性の低下をきたすのでこの範囲とする。特(
:好ましくは0.7〜1.5%とする。
■はクリープ破断強さを向上させるのに必要な元素で0
.1%未満ではその効果が十分でなく、また0、3%を
越えるとδフェライト相が生成し易くなるのでこの範囲
とする。特に好ましくは0.15〜0.27チとする。
.1%未満ではその効果が十分でなく、また0、3%を
越えるとδフェライト相が生成し易くなるのでこの範囲
とする。特に好ましくは0.15〜0.27チとする。
NbおよびTa ij基地中に炭窒化物として微細に析
出し、クリープ破断強さを向上させる元素で少なくとも
0.03%以上必要とし、また0、3s以上でもδフェ
ライトの生成や粗大炭化物の析出が起きるためこの範囲
とする。特(:好ましい範囲は0.10%〜0.27チ
である。
出し、クリープ破断強さを向上させる元素で少なくとも
0.03%以上必要とし、また0、3s以上でもδフェ
ライトの生成や粗大炭化物の析出が起きるためこの範囲
とする。特(:好ましい範囲は0.10%〜0.27チ
である。
Nはフェライト相の生成を抑えるとともに炭窒化物を析
出しクリープ破断強さを向上させるに必要な元素で0.
01−未満ではその効果が十分に得られず、また0、2
%を越えるとピンホールを発生するのでこの範囲とする
0特に好ましい範囲は0.Oa〜0.08%とする。
出しクリープ破断強さを向上させるに必要な元素で0.
01−未満ではその効果が十分に得られず、また0、2
%を越えるとピンホールを発生するのでこの範囲とする
0特に好ましい範囲は0.Oa〜0.08%とする。
WはMOと同様にクリープ破断強さを向上させるに必要
な元素で1.1チ以下では効果が少く、また2、0%を
越えるとδフェライトを生成するためこの範囲とする0
特に好ましい範囲は1,1.を越え1.5チまでとする
。
な元素で1.1チ以下では効果が少く、また2、0%を
越えるとδフェライトを生成するためこの範囲とする0
特に好ましい範囲は1,1.を越え1.5チまでとする
。
そして上記の限定組成範囲内において本発明の12チC
r耐熱鋼はδフェライト相を含まず実質的に焼戻マルテ
ンサイト組織とするため以下に示すクロム当量を6〜1
1の範囲とすることが望ましい。
r耐熱鋼はδフェライト相を含まず実質的に焼戻マルテ
ンサイト組織とするため以下に示すクロム当量を6〜1
1の範囲とすることが望ましい。
クロム当量=−40XCチー30×Nチー2XM11チ
ー4×N1%+Cr%+4 xMo %+ 6 X S
i %+1IXV%+5XNb%+2.5XTa%+1
.5×W係 このようにして組成決定された本発明の12%Cr耐熱
鋼は1050〜1150℃の温度範囲でオーステナイト
化後油中に焼入れ、ついで600〜700℃の温度範囲
で焼戻しを行い最終的に焼戻マルテンサイト組織となる
。
ー4×N1%+Cr%+4 xMo %+ 6 X S
i %+1IXV%+5XNb%+2.5XTa%+1
.5×W係 このようにして組成決定された本発明の12%Cr耐熱
鋼は1050〜1150℃の温度範囲でオーステナイト
化後油中に焼入れ、ついで600〜700℃の温度範囲
で焼戻しを行い最終的に焼戻マルテンサイト組織となる
。
[発明の実施例]
以下本発明について実施例をもって説明する。
表−1に示す化学耕成の合金試料50Ktを高周波真空
炉で溶解鋳造後% 1200℃で30’Xtに鍛伸し
た0 これにより各試験素材を切り出し1100℃×2時間加
熱俵油焼fi、、 650℃×3時間焼戻しを行い、
引張試験およびクリープ破断試験を実施した。
炉で溶解鋳造後% 1200℃で30’Xtに鍛伸し
た0 これにより各試験素材を切り出し1100℃×2時間加
熱俵油焼fi、、 650℃×3時間焼戻しを行い、
引張試験およびクリープ破断試験を実施した。
表−2に各試験結果を示すが、H45相当グ)比較例1
およびクルジプル422相当の比較例2に比べ本発明の
実施例1〜4はクリープ破断時間が長く、!た引張伸び
、絞りも大きく靭性に優ハている。
およびクルジプル422相当の比較例2に比べ本発明の
実施例1〜4はクリープ破断時間が長く、!た引張伸び
、絞りも大きく靭性に優ハている。
以下余白
[発明の効果]
このように本発明材は成分バランスの最適化により、蒸
気タービンの高温化に十分に対処できる強度が得られ、
羽根やボルトにかぎらず高温に曝される他の部材への適
用も可能な耐熱鋼である。
気タービンの高温化に十分に対処できる強度が得られ、
羽根やボルトにかぎらず高温に曝される他の部材への適
用も可能な耐熱鋼である。
Claims (3)
- (1)重量%でC0.05〜0.25%、Si0.2%
を越え1.0%まで、Mn1.0%以下、Ni0.3〜
2.0%、Cr8.0〜13.0%、Mo0.5〜2.
0%、V0.1〜0.3%、NbまたはTaを一種以上
0.03以上0.3%未満、N0.01〜0.2%、W
1.1%を越え2.0%まで、残部Feおよび付随的不
純物よりなり実質的に焼戻マルテンサイト組織であるこ
とを特徴とする12%Cr耐熱鋼。 - (2)蒸気タービン用羽根を構成する鋼であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の12%Cr耐熱鋼
。 - (3)蒸気タービン用ボルトを構成する鋼である事を特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の12%Cr耐熱鋼
。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59126481A JPS616257A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 12%Cr耐熱鋼 |
FR8509405A FR2566430B1 (fr) | 1984-06-21 | 1985-06-20 | Acier resistant a la chaleur cr-12 et piece de turbine formee a partir de ce dernier |
DE19853522115 DE3522115A1 (de) | 1984-06-21 | 1985-06-20 | Hitzebestaendiger 12-cr-stahl und daraus gefertigte turbinenteile |
US07/004,273 US4857120A (en) | 1984-06-21 | 1987-01-06 | Heat-resisting steel turbine part |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59126481A JPS616257A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 12%Cr耐熱鋼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS616257A true JPS616257A (ja) | 1986-01-11 |
Family
ID=14936277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59126481A Pending JPS616257A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 12%Cr耐熱鋼 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4857120A (ja) |
JP (1) | JPS616257A (ja) |
DE (1) | DE3522115A1 (ja) |
FR (1) | FR2566430B1 (ja) |
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JPS63171856A (ja) * | 1987-01-09 | 1988-07-15 | Hitachi Ltd | 耐熱鋼 |
JPH02200756A (ja) * | 1989-01-30 | 1990-08-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 加工性に優れた高強度耐熱鋼 |
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JPH0621323B2 (ja) * | 1989-03-06 | 1994-03-23 | 住友金属工業株式会社 | 耐食、耐酸化性に優れた高強度高クロム鋼 |
JP2639849B2 (ja) * | 1990-02-19 | 1997-08-13 | 新日本製鐵株式会社 | 高窒素フェライト系耐熱鋼の製造方法 |
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