JPS6167761A - 原子炉用オ−ステナイト系ステンレス鋼冷間加工部材 - Google Patents
原子炉用オ−ステナイト系ステンレス鋼冷間加工部材Info
- Publication number
- JPS6167761A JPS6167761A JP59189578A JP18957884A JPS6167761A JP S6167761 A JPS6167761 A JP S6167761A JP 59189578 A JP59189578 A JP 59189578A JP 18957884 A JP18957884 A JP 18957884A JP S6167761 A JPS6167761 A JP S6167761A
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- Japan
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- stainless steel
- austenitic stainless
- corrosion cracking
- stress corrosion
- cold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (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】
〔発明のオリ用分野〕
本発明は、高温水中にさらされる部材であってかつ引張
残留応力が生成するような冷開成形加工が施された部材
において、耐応力腐食割れ性に優れたオーステナイト系
ステンレス鋼冷開成形加工部材に係り、特に鋼成分であ
るｓｉ、ｐｉ極力低めることにより得られる耐応力腐食
割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼冷開成形
加工部材に関する。
残留応力が生成するような冷開成形加工が施された部材
において、耐応力腐食割れ性に優れたオーステナイト系
ステンレス鋼冷開成形加工部材に係り、特に鋼成分であ
るｓｉ、ｐｉ極力低めることにより得られる耐応力腐食
割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼冷開成形
加工部材に関する。
オーステナイト系ステンレス鋼は、優れた耐食性、機械
的特性及び加工性等を有しているので、化学プラント用
材あるいは原子カプラント用材をはじめ種々の用途に利
用されている。
的特性及び加工性等を有しているので、化学プラント用
材あるいは原子カプラント用材をはじめ種々の用途に利
用されている。
しかし、近年、上記オーステナイト系ステンレス鋼は多
様な環境下において種々の形態を伴なう応力腐食割れを
生ずることが知られ、その防止法が強く望まれている。
様な環境下において種々の形態を伴なう応力腐食割れを
生ずることが知られ、その防止法が強く望まれている。
この応力腐食割れの機構は材料と使用環境の組合わせに
よりそれぞれ異なるが、一般的にはオーステナイト系ス
テンレス鋼自体の局部腐食要因及び引張１５力の作用が
応力腐食割れの必要条件となっている。特に高温水中に
おける該鋼の応力腐食割れは、材料腐食要因として結晶
粒界への炭化物析出に因る鋭敏化と呼ばれる現象並びに
主として溶接によって生ずる引張残留応力の存在によっ
て発生する。したがって、上記環境中における応力腐食
割れを防止するには、少なくとも上記必要条件のいずれ
かを除去しなければならない。従来、前記環境中応力腐
食割れ防止方法としては次のような方法が提案されてい
る。
よりそれぞれ異なるが、一般的にはオーステナイト系ス
テンレス鋼自体の局部腐食要因及び引張１５力の作用が
応力腐食割れの必要条件となっている。特に高温水中に
おける該鋼の応力腐食割れは、材料腐食要因として結晶
粒界への炭化物析出に因る鋭敏化と呼ばれる現象並びに
主として溶接によって生ずる引張残留応力の存在によっ
て発生する。したがって、上記環境中における応力腐食
割れを防止するには、少なくとも上記必要条件のいずれ
かを除去しなければならない。従来、前記環境中応力腐
食割れ防止方法としては次のような方法が提案されてい
る。
（１）圧縮残留応力を付与する方法：（イ）溶接継手部
の残留応力全圧縮応力とするための水冷溶接方法、蔦周
波加熱残留応力改善方法など、及び（ロ）表面にショッ
トピーニング等による塑性加工を施して表面層の残留応
力を圧縮とする方法など。
の残留応力全圧縮応力とするための水冷溶接方法、蔦周
波加熱残留応力改善方法など、及び（ロ）表面にショッ
トピーニング等による塑性加工を施して表面層の残留応
力を圧縮とする方法など。
（２） ｌ料の鋭敏化を消滅させる方法：（イ）最終
的に材料を固溶化熱処理する方法、及び（ロ）結晶粒界
に炭化物が析出しないように材料の成分を低炭素化する
方法など。
的に材料を固溶化熱処理する方法、及び（ロ）結晶粒界
に炭化物が析出しないように材料の成分を低炭素化する
方法など。
このような方法のいずれか１つを採用することにより前
記環境中応力腐食割れは防止できる。すなわち、もし上
記防止方法のうち（２）が実施困難な場合には、（１）
による方法が採用される。上記（１）において、特に（
ロ）による方法を採用する場合加工誘起マルテンサイト
が生じる上限温度であるＭｑ点以下におりでショットピ
ーニング等による表面塑性加工が施されると、当然のこ
とであるが材料表面又は内部に至る領域に加工誘起マル
テンサイトが生成する。この加工誘起マルテンサイトが
応力腐食割れにどのように影響するかは例えばＭｇｃｉ
２水溶液中においてはその存在によって応力腐食割れ性
は低下することが示されている一方、環境と材料の組合
わせによっては逆にその存在により応力腐食割れ性は増
加することがある等、その効果は場合により異なってい
るのが現状である。そのため、上記（１）（ロ）の方法
において、加工誘起マルテンサイトがその使用環境中に
おける応力腐食割れ性に対して加速要因であることが判
明している場合は、加工誘起マルテンサイトを生じなく
させる何らかの方策が必要となる。
記環境中応力腐食割れは防止できる。すなわち、もし上
記防止方法のうち（２）が実施困難な場合には、（１）
による方法が採用される。上記（１）において、特に（
ロ）による方法を採用する場合加工誘起マルテンサイト
が生じる上限温度であるＭｑ点以下におりでショットピ
ーニング等による表面塑性加工が施されると、当然のこ
とであるが材料表面又は内部に至る領域に加工誘起マル
テンサイトが生成する。この加工誘起マルテンサイトが
応力腐食割れにどのように影響するかは例えばＭｇｃｉ
２水溶液中においてはその存在によって応力腐食割れ性
は低下することが示されている一方、環境と材料の組合
わせによっては逆にその存在により応力腐食割れ性は増
加することがある等、その効果は場合により異なってい
るのが現状である。そのため、上記（１）（ロ）の方法
において、加工誘起マルテンサイトがその使用環境中に
おける応力腐食割れ性に対して加速要因であることが判
明している場合は、加工誘起マルテンサイトを生じなく
させる何らかの方策が必要となる。
他方、上記防止方法のうち（２）が容易に実施できる場
合には、（１）による方法は何ら実施する必要はない。
合には、（１）による方法は何ら実施する必要はない。
すなわち、前述したように前記環境中応力腐食割れは、
材料が鋭敏化していない、すなわち非鋭敏化の状態であ
れば発生しないというのが公知の知見であった。
材料が鋭敏化していない、すなわち非鋭敏化の状態であ
れば発生しないというのが公知の知見であった。
次にオーステナイト系ステンレス鋼板あるいは鋼管にせ
ん断打抜、切削加工、曲げ等の冷開成形加工を与える場
合の従来技術を述べる。従来、オーステナイト系ステン
レス鋼の冷開成形加工においては、冷開成形加工のまま
使用に供される場合と冷間加工後に固溶化熱処理を行い
冷間成形加工による影響を除去して使用に供する場合と
がある。
ん断打抜、切削加工、曲げ等の冷開成形加工を与える場
合の従来技術を述べる。従来、オーステナイト系ステン
レス鋼の冷開成形加工においては、冷開成形加工のまま
使用に供される場合と冷間加工後に固溶化熱処理を行い
冷間成形加工による影響を除去して使用に供する場合と
がある。
ここで固溶化処理の目的は加工硬化組成を元のオーステ
ナイト組織に回復させることにある。もちろん、前記冷
開成形加工が加工誘起マルテンサイトを生ずる上限温度
であるＭｄ点以下で施された部材に生じた加工誘起マル
テンサイトも、この固溶化処理により消滅するが、これ
は副次的な現象である。上記の冷開成形加工部材の使用
環境が高温水である場合、通常には部材自体が非鋭敏化
の状態であれば前記環境中応力腐食割れの発生は問題と
されなかった。この場合前記冷開成形加工後の固溶化処
理は部材の機械的強度の改善が対象であって、応力腐食
割れ防止を対象としたものではないというのが従来の考
えであった。
ナイト組織に回復させることにある。もちろん、前記冷
開成形加工が加工誘起マルテンサイトを生ずる上限温度
であるＭｄ点以下で施された部材に生じた加工誘起マル
テンサイトも、この固溶化処理により消滅するが、これ
は副次的な現象である。上記の冷開成形加工部材の使用
環境が高温水である場合、通常には部材自体が非鋭敏化
の状態であれば前記環境中応力腐食割れの発生は問題と
されなかった。この場合前記冷開成形加工後の固溶化処
理は部材の機械的強度の改善が対象であって、応力腐食
割れ防止を対象としたものではないというのが従来の考
えであった。
その結果、冷間成形加工の製造法において、冷開成形加
工後のビッカース硬さ並びに加工誘起マルテンサイト量
をある値以下に制御することにより、優れた耐応力腐食
割れ性を有する冷開成形加工部材が得られることを見い
出した。しかし、この方法においては、冷間加工成形時
に特別な措置を構するか、もしくは冷間加工成形後に特
定の熱処理を必要とする等実際の作業上煩雑である欠点
があった。
工後のビッカース硬さ並びに加工誘起マルテンサイト量
をある値以下に制御することにより、優れた耐応力腐食
割れ性を有する冷開成形加工部材が得られることを見い
出した。しかし、この方法においては、冷間加工成形時
に特別な措置を構するか、もしくは冷間加工成形後に特
定の熱処理を必要とする等実際の作業上煩雑である欠点
があった。
本発明の目的は、高温水中で使用される耐応力腐食割れ
性に優れた非鋭敏化オーステナイト系ステンレス鋼成形
加工部材を提供することにある。
性に優れた非鋭敏化オーステナイト系ステンレス鋼成形
加工部材を提供することにある。
本発明はオーステナイト系ステンレス鋼冷間成形加工部
拐の発明であって、冷間加工が施された準安定オーステ
ナイト系ステンレス鋼において、該鋼は、Ｃ０，０８％
以下、５ｔＯ１１チ以下、Ｍｎ２％以下、から構成され
ていることを特徴とするものである。
拐の発明であって、冷間加工が施された準安定オーステ
ナイト系ステンレス鋼において、該鋼は、Ｃ０，０８％
以下、５ｔＯ１１チ以下、Ｍｎ２％以下、から構成され
ていることを特徴とするものである。
本発明者らはオーステナイト系ステンレス鋼冷間加工部
制の耐応力腐食割れ性に関して種々検討した結果、上記
鋼種は鋭敏化を生じていなくとも冷開成形加工の影響に
よって応力腐食割れ性を有する場合のあること、それは
生成した加工誘起マルテンサイト相の存在並びに加工硬
化層の存在によって生ずるが、これらが存在しても鋼中
のＳｉ。
制の耐応力腐食割れ性に関して種々検討した結果、上記
鋼種は鋭敏化を生じていなくとも冷開成形加工の影響に
よって応力腐食割れ性を有する場合のあること、それは
生成した加工誘起マルテンサイト相の存在並びに加工硬
化層の存在によって生ずるが、これらが存在しても鋼中
のＳｉ。
Ｐ、の含有量全制御することによって、耐応力腐食割れ
性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼冷間加工部材
が得られることを見い出した。
性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼冷間加工部材
が得られることを見い出した。
本発明は以上の知見に基づいてなされたもので、成分限
定は以下の理由による。成分は重量％で表わす。
定は以下の理由による。成分は重量％で表わす。
Ｃ：Ｃはオーステナイト系ステンレス鋼の鋭敏化に係わ
る元素のため極力低く抑えることが必要であり、上限’
ｅ０．０８％とした。
る元素のため極力低く抑えることが必要であり、上限’
ｅ０．０８％とした。
Ｎｉ ニオ−ステナイト組織となるための元素で耐食性
を大きく向上させるもので、その範囲は′ヤ〜１６％が
効果的である。
を大きく向上させるもので、その範囲は′ヤ〜１６％が
効果的である。
Ｃｒ二Ｎｉと共存しオーステナイト組織となる。
またＭＯと共存して高温水中で十分な耐食性を得るため
に下限を１６％、良好な熱間加工性を保つために上限を
２０チとした。
に下限を１６％、良好な熱間加工性を保つために上限を
２０チとした。
Ｍｎ：多量に添加すると加工性が著しく低下するので上
限を２係とした。
限を２係とした。
ＭＯ＝耐食性改善元素であるが、３％を越えると加工性
が低下するので上限を３チとした。
が低下するので上限を３チとした。
Ｓｉ：０．ｔ％以下とすることによって、加工誘起マル
テンサイトもしくは加工硬化層を有するオーステナイト
系ステンレス鋼冷開成形加工部材の高温水中における耐
応力腐食割れ性を著しく向上させる。
テンサイトもしくは加工硬化層を有するオーステナイト
系ステンレス鋼冷開成形加工部材の高温水中における耐
応力腐食割れ性を著しく向上させる。
Ｐ、Ｓ：０．０１チ以下とすることによりＳＩを０．１
チ以下とする効果と同様の効果がある。
チ以下とする効果と同様の効果がある。
以上述べてきたオーステナイト系ステンレス鋼の成分に
おいて、本発明の特徴はｓｔ、ｐをそれぞれ制御するこ
とにある。ｓｉ、ｐなど鋼中の不可避的不純成分は極力
抑えるのが一般的に行なわれている公知技術であるが、
特定の特性改善を目高゛ζしてはいない。そのため、通
常鋼中にはＪＩＳ７、′ 規格範囲内にあるものの意識的にさらに低く抑えること
はなされていない。
おいて、本発明の特徴はｓｔ、ｐをそれぞれ制御するこ
とにある。ｓｉ、ｐなど鋼中の不可避的不純成分は極力
抑えるのが一般的に行なわれている公知技術であるが、
特定の特性改善を目高゛ζしてはいない。そのため、通
常鋼中にはＪＩＳ７、′ 規格範囲内にあるものの意識的にさらに低く抑えること
はなされていない。
本発明は、上記Ｓｉ、ｐの不可避的不純成分を積極的に
、従来通常作られている成分範囲よりもさらに低めるこ
とにより耐応力腐食割れ性に優れたオーステナイト系ス
テンレス鋼冷開成形加工部材が得られることを新たに見
い出したものである。
、従来通常作られている成分範囲よりもさらに低めるこ
とにより耐応力腐食割れ性に優れたオーステナイト系ス
テンレス鋼冷開成形加工部材が得られることを新たに見
い出したものである。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されない。
発明はこれら実施例に限定されない。
第１表に示す組成の従来材Ａ及び本発明材Ｂについて、
それぞれ１０５０’Ｃ，３０分の溶体化熱処理を施した
後、室温にて４０％の冷間圧延を施した素材から試験片
を作製した。これらの試験片をクラファイトウールで隙
間を形成させた定変位曲げ試験冶具にセットし、２８８
′Ｃ，８ｐｐｍ０２純水中に５００時間浸漬して耐応力
腐食割れ性を検討した。
それぞれ１０５０’Ｃ，３０分の溶体化熱処理を施した
後、室温にて４０％の冷間圧延を施した素材から試験片
を作製した。これらの試験片をクラファイトウールで隙
間を形成させた定変位曲げ試験冶具にセットし、２８８
′Ｃ，８ｐｐｍ０２純水中に５００時間浸漬して耐応力
腐食割れ性を検討した。
第１表
２８８℃、８ｐｐｍ（ｈ純水中に５００時間浸漬後取り
出した従来材Ａ及び本発明材Ｂの定変位曲げ試験片に生
じた応力腐食割れの平均割れ深さａを第１図に示す。第
１図から明らかなように、本発明材は応力腐食割れを全
く生じておらず、従来材Ａに比べると、その耐応力腐食
割れ性は著しく向上していることが明らかである。
出した従来材Ａ及び本発明材Ｂの定変位曲げ試験片に生
じた応力腐食割れの平均割れ深さａを第１図に示す。第
１図から明らかなように、本発明材は応力腐食割れを全
く生じておらず、従来材Ａに比べると、その耐応力腐食
割れ性は著しく向上していることが明らかである。
第２図は、応力腐食割れの平均割れ深さａとＳｉ含有量
の関係を示すグラフである。第２図から明らかなように
、Ｓｉ含有量がおよそ０．１重量％以下において応力腐
食割れは生じていない。
の関係を示すグラフである。第２図から明らかなように
、Ｓｉ含有量がおよそ０．１重量％以下において応力腐
食割れは生じていない。
４０％冷間圧延によって従来材Ａ及び本発明材Ｂともお
よそ３０％程度の加工誘起マルテンサイトが生成してお
り、かつ加工硬化層の硬さも大略Ｈｖ （ＩＫｒ） ３
００前後であった。これらの加工誘起マルテンサイト及
び加工硬化層の程度は高温水中においてオーステナイト
系ステンレス鋼冷開成形加工部材に応力腐食割れを生じ
うる範囲にある。しかるに本発明によれば加工誘起マル
テンサイト及び加工硬化層が存在しても、耐応力腐食割
れ性が著しく向上することが明らかである。
よそ３０％程度の加工誘起マルテンサイトが生成してお
り、かつ加工硬化層の硬さも大略Ｈｖ （ＩＫｒ） ３
００前後であった。これらの加工誘起マルテンサイト及
び加工硬化層の程度は高温水中においてオーステナイト
系ステンレス鋼冷開成形加工部材に応力腐食割れを生じ
うる範囲にある。しかるに本発明によれば加工誘起マル
テンサイト及び加工硬化層が存在しても、耐応力腐食割
れ性が著しく向上することが明らかである。
以上説明したように、本発明によれば、高温水中にさら
される部材であって、冷開成形加工が施された準安定オ
ーステナイト系ステンレス鋼の耐応力腐食割れ性は著し
く向上することが明らかである。
される部材であって、冷開成形加工が施された準安定オ
ーステナイト系ステンレス鋼の耐応力腐食割れ性は著し
く向上することが明らかである。
第１図は本発明の一実施例の平均割れ深さａ’４比較し
たグラフ、第２図は同じく平均割れ深さａと８１含有量
の関係を示すグラフである。
たグラフ、第２図は同じく平均割れ深さａと８１含有量
の関係を示すグラフである。
Claims (1)
- １、冷間加工が施された準安定オーステナイト系ステン
レス鋼において、該鋼は、Ｃ０．０８％以下、Ｓｉ０．
１％以下、Ｍｎ２％以下、Ｐ０．０１％以下、Ｓ０．０
１％以下、Ｎｉ７〜１６％、Ｃｒ１６〜２０％、Ｍｏ３
％以下、残部Ｆｅから構成されていることを特徴とする
原子炉用オーステナイト系ステンレス鋼冷間加工部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59189578A JPS6167761A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 原子炉用オ−ステナイト系ステンレス鋼冷間加工部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59189578A JPS6167761A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 原子炉用オ−ステナイト系ステンレス鋼冷間加工部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6167761A true JPS6167761A (ja) | 1986-04-07 |
Family
ID=16243673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59189578A Pending JPS6167761A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 原子炉用オ−ステナイト系ステンレス鋼冷間加工部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6167761A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0436440A (ja) * | 1990-06-01 | 1992-02-06 | Nippon Steel Corp | 耐粒界腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
| JPH06122946A (ja) * | 1992-08-25 | 1994-05-06 | Nippon Steel Corp | 耐粒界腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
| JP2007000448A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Og Giken Co Ltd | 下肢用筋力訓練機 |
| JP2014532175A (ja) * | 2011-09-30 | 2014-12-04 | アレバ・エヌペ | 低炭素含有量を有するオーステナイトステンレス鋼から作製されたプリフォームから、耐摩耗性のおよび耐腐食性の原子炉のための被覆管を生産するための方法、対応する被覆管、および、対応する制御クラスター |
| JP2014532174A (ja) * | 2011-09-30 | 2014-12-04 | アレバ・エヌペ | 耐摩耗性のおよび耐腐食性の原子炉のためのステンレス鋼パーツを生産するための方法、対応するパーツ、および、対応する制御クラスター |
-
1984
- 1984-09-12 JP JP59189578A patent/JPS6167761A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0436440A (ja) * | 1990-06-01 | 1992-02-06 | Nippon Steel Corp | 耐粒界腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
| JPH06122946A (ja) * | 1992-08-25 | 1994-05-06 | Nippon Steel Corp | 耐粒界腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
| JP2007000448A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Og Giken Co Ltd | 下肢用筋力訓練機 |
| JP2014532175A (ja) * | 2011-09-30 | 2014-12-04 | アレバ・エヌペ | 低炭素含有量を有するオーステナイトステンレス鋼から作製されたプリフォームから、耐摩耗性のおよび耐腐食性の原子炉のための被覆管を生産するための方法、対応する被覆管、および、対応する制御クラスター |
| JP2014532174A (ja) * | 2011-09-30 | 2014-12-04 | アレバ・エヌペ | 耐摩耗性のおよび耐腐食性の原子炉のためのステンレス鋼パーツを生産するための方法、対応するパーツ、および、対応する制御クラスター |
| US9914986B2 (en) | 2011-09-30 | 2018-03-13 | Areva Np | Method for producing, from a preform made of austenitic stainless steel with a low carbon content, a wear-resistant and corrosion-resistant cladding for a nuclear reactor, corresponding cladding and corresponding control cluster |
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