JPS6187852A - 耐熱オ−ステナイト鋳鋼 - Google Patents
耐熱オ−ステナイト鋳鋼Info
- Publication number
- JPS6187852A JPS6187852A JP20801584A JP20801584A JPS6187852A JP S6187852 A JPS6187852 A JP S6187852A JP 20801584 A JP20801584 A JP 20801584A JP 20801584 A JP20801584 A JP 20801584A JP S6187852 A JPS6187852 A JP S6187852A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cast steel
- strength
- yield strength
- austenitic stainless
- heat resisting
- 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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- 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（つ技術分野〕
本発明は高温特性に優れ九オーステナイト鋳鋼に係り、
４？にクリープ強度を向上させた耐熱オーステナイト鋳
鋼に関する。
４？にクリープ強度を向上させた耐熱オーステナイト鋳
鋼に関する。
オーステナイト鋼は耐食性に優れることから腐食環境下
で多く使用されている。特Ｋ、フェライト鋼に比べ機械
的性質の温度依存性が小さいことから使用限界温度はフ
ェライト鋼よシ高くできる。
で多く使用されている。特Ｋ、フェライト鋼に比べ機械
的性質の温度依存性が小さいことから使用限界温度はフ
ェライト鋼よシ高くできる。
しかしながらオーステナイト鋼は耐力が低いため高温域
で使用するため罠は部品を厚肉構造とし所定の強度を確
保しなければならなくなる。その結果、部品の重量増加
をまねき、大型部品の場合には輸送や架設が難しくなる
と同時に、熱処理時には厚肉部品の内外面で大きな不均
一熱分布を発生し、くり返し加熱を受けるような条件下
では熱疲労が加速される。従って、オーステナイト鋼で
は機械的特性を向上させ、できる限り厚肉構造をさける
必要がある。％に複雑な形状をした大型構造物では熱間
鍛造や冷間加工が難しいため鋳鋼品が多く用いられてい
るっ鋳鋼品は溶融凝固時に生成した樹枝状組織のため一
般に良好な機械的性質は得られず高温長時間の焼鈍を行
ない均一組織にする必要がある。また、鋳鋼品は熱間鍛
造や冷間加工材に比べ結晶粒が大きくなることから機械
的強度はさらに低く、大型部材では肉厚を一層厚くしな
ければならない。この煮熱間鍛造や冷間加工した鋼は、
鍛造や加工と熱処理を組合せることにより結晶粒を細か
くすることができるため有利であるが、前述したように
複雑形状の部品には適用し難いつ ところで、石油や石炭を燃料とする火力発電プラントで
は熱効率を向上させるため蒸気条件を一層高温・高圧化
する方向にあり、タービン構成部材のうちマルテンサイ
ト鋳鋼は高温強度が不足し、より高温特性の良いオース
テナイト鋳鋼に移行されようとしている。また化学プラ
ントやボイラーにおいても、同様な理由から高温環境下
で使用されるオーステナイト鋳鋼の使用条件は苛酷にな
ってきている。
で使用するため罠は部品を厚肉構造とし所定の強度を確
保しなければならなくなる。その結果、部品の重量増加
をまねき、大型部品の場合には輸送や架設が難しくなる
と同時に、熱処理時には厚肉部品の内外面で大きな不均
一熱分布を発生し、くり返し加熱を受けるような条件下
では熱疲労が加速される。従って、オーステナイト鋼で
は機械的特性を向上させ、できる限り厚肉構造をさける
必要がある。％に複雑な形状をした大型構造物では熱間
鍛造や冷間加工が難しいため鋳鋼品が多く用いられてい
るっ鋳鋼品は溶融凝固時に生成した樹枝状組織のため一
般に良好な機械的性質は得られず高温長時間の焼鈍を行
ない均一組織にする必要がある。また、鋳鋼品は熱間鍛
造や冷間加工材に比べ結晶粒が大きくなることから機械
的強度はさらに低く、大型部材では肉厚を一層厚くしな
ければならない。この煮熱間鍛造や冷間加工した鋼は、
鍛造や加工と熱処理を組合せることにより結晶粒を細か
くすることができるため有利であるが、前述したように
複雑形状の部品には適用し難いつ ところで、石油や石炭を燃料とする火力発電プラントで
は熱効率を向上させるため蒸気条件を一層高温・高圧化
する方向にあり、タービン構成部材のうちマルテンサイ
ト鋳鋼は高温強度が不足し、より高温特性の良いオース
テナイト鋳鋼に移行されようとしている。また化学プラ
ントやボイラーにおいても、同様な理由から高温環境下
で使用されるオーステナイト鋳鋼の使用条件は苛酷にな
ってきている。
このように、鋼の使用環境が変化しているＫもかかわら
ず、既存のオーステナイト鋳鋼は耐力やクリープ強度が
不足しており、さらに高い耐力やクリープ強度を有する
オーステナイト鋳鋼が望まれている。
ず、既存のオーステナイト鋳鋼は耐力やクリープ強度が
不足しており、さらに高い耐力やクリープ強度を有する
オーステナイト鋳鋼が望まれている。
〔発明の目的〕
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、鋳造品と
して高強度化したオーステナイト鋳鋼で８シ、特に耐力
とクリープ強度を向上させた耐熱オーステナイト鋳鋼を
提供することを目的とする０〔発明の概要〕 本発明は１重量パーセントで０．１５％以下の炭素、２
．０％以下のシリコン、３．０％以下のマンガン、０．
１％を越え０．３％までの窒素、６〜加チのニッケル、
１５〜２２ｔＩＪのクロム、４チ以下のモリブデン、残
部が実質的に鉄及び０．０１〜１，０チのニオブ、０．
００２〜０．５チのチタンの少なくとも１種よりなるオ
ーステナイト鋳鋼である。
して高強度化したオーステナイト鋳鋼で８シ、特に耐力
とクリープ強度を向上させた耐熱オーステナイト鋳鋼を
提供することを目的とする０〔発明の概要〕 本発明は１重量パーセントで０．１５％以下の炭素、２
．０％以下のシリコン、３．０％以下のマンガン、０．
１％を越え０．３％までの窒素、６〜加チのニッケル、
１５〜２２ｔＩＪのクロム、４チ以下のモリブデン、残
部が実質的に鉄及び０．０１〜１，０チのニオブ、０．
００２〜０．５チのチタンの少なくとも１種よりなるオ
ーステナイト鋳鋼である。
ここで、本発明に係るオーステナイト鋳鋼の組成限定理
由について説明するっ 炭素（Ｃ）：炭素はオーステナイト相を安定にし、鋳鋼
を強化するために多い程有効であるが、０．１５％を越
えて添加すると偏析を生じ均質化熱処理を行なっても偏
析が消えなくなるため上限を０．１５％とするが望まし
くは０．１２％である。さらに実用上は０．０３〜０．
０６％とすることが望ましい。
由について説明するっ 炭素（Ｃ）：炭素はオーステナイト相を安定にし、鋳鋼
を強化するために多い程有効であるが、０．１５％を越
えて添加すると偏析を生じ均質化熱処理を行なっても偏
析が消えなくなるため上限を０．１５％とするが望まし
くは０．１２％である。さらに実用上は０．０３〜０．
０６％とすることが望ましい。
シリコン（８ｉ）：シリコンは製鋼時の脱酸剤として作
用するとともに、鋳鋼の湯流れ性を良くするために必要
な元素であるが、多量の添加は靭性を害することから上
限を２．０優とする。さらに望ましくは０．１〜０．９
１特に０．３〜０．７ ％である０マンガン（Ｍｎ ）
：マンガンはシリコン同様ａ鋼時の脱酸剤として作用
するとともにオーステナイト生成元素としてオーステナ
イト相を安定にさせるが、多量に添加すると耐酸化性な
どの耐食性を害することから上限を３．０チとするが、
望ましくは２．４チ以下とすることが良い。さらに実用
上は０．２〜２．４％、特に０．５〜１．９％とするこ
とが望ましい。
用するとともに、鋳鋼の湯流れ性を良くするために必要
な元素であるが、多量の添加は靭性を害することから上
限を２．０優とする。さらに望ましくは０．１〜０．９
１特に０．３〜０．７ ％である０マンガン（Ｍｎ ）
：マンガンはシリコン同様ａ鋼時の脱酸剤として作用
するとともにオーステナイト生成元素としてオーステナ
イト相を安定にさせるが、多量に添加すると耐酸化性な
どの耐食性を害することから上限を３．０チとするが、
望ましくは２．４チ以下とすることが良い。さらに実用
上は０．２〜２．４％、特に０．５〜１．９％とするこ
とが望ましい。
窒素（Ｎ）：窒素はオーステナイト相を安定にするとと
もに、オーステナイト相中に固溶し耐力やクリープ強度
を向上させるために０．１％を越える含有が必要である
が、過剰に添加するとピンホールやブローホールを作る
とともに、粒界に窒化物を形成し靭性やクリープ強度を
低下させることから上限を０．３％とする。強度やブロ
ーホールなどを考えあわせると０．１１〜０．２％とす
ることが望ましい。
もに、オーステナイト相中に固溶し耐力やクリープ強度
を向上させるために０．１％を越える含有が必要である
が、過剰に添加するとピンホールやブローホールを作る
とともに、粒界に窒化物を形成し靭性やクリープ強度を
低下させることから上限を０．３％とする。強度やブロ
ーホールなどを考えあわせると０．１１〜０．２％とす
ることが望ましい。
工業上の窒素制御法を考えれば０，１２〜０．１６とす
ることが望ましいうさらに望ましくは約０．１４％とす
ると良い。
ることが望ましいうさらに望ましくは約０．１４％とす
ると良い。
ニッケル（Ｎｉ）：ニッケルは鋳鋼の組織ヲオーステナ
イトにするため必須な元素で、少なくとも６俤は必要で
ある。しかし、多量に添加すると高価になることから上
限を２０チとするが、望ましくは８．５〜１３．５％で
ある。さらに実用上は９〜１２．５ ％とすることが望
ましい。
イトにするため必須な元素で、少なくとも６俤は必要で
ある。しかし、多量に添加すると高価になることから上
限を２０チとするが、望ましくは８．５〜１３．５％で
ある。さらに実用上は９〜１２．５ ％とすることが望
ましい。
クロム（Ｃｒ）ニクロムは室温、高温の強度を高めると
ともＫ、耐食性、耐酸化性を向上させるためＫ １５４
以上必要であるが、多量に添加するとシグマ相を形成し
靭性を害することから上限を２２チとするが、Ｎｉ量と
のバランスおよび窒素を添加する際の必ＩＪＩＣｒ量を
考慮すると１６〜１９．５％とすることが望ましい。さ
らに実用上は１７〜１８５％とすることが望ましい。
ともＫ、耐食性、耐酸化性を向上させるためＫ １５４
以上必要であるが、多量に添加するとシグマ相を形成し
靭性を害することから上限を２２チとするが、Ｎｉ量と
のバランスおよび窒素を添加する際の必ＩＪＩＣｒ量を
考慮すると１６〜１９．５％とすることが望ましい。さ
らに実用上は１７〜１８５％とすることが望ましい。
ニオブ（Ｎｂ）： ニオブはオーステナイト中に固溶し
クリープ強度を向上させるため少なくとも０．０１チは
必要であるが、多量に添加するとシグマ相を形成し靭性
を低下させることから上限を１．０％とするが、望まし
くは０．０２〜０．３チである０さらに実用上は０．０
３〜０．１５％とすることが望ましい。
クリープ強度を向上させるため少なくとも０．０１チは
必要であるが、多量に添加するとシグマ相を形成し靭性
を低下させることから上限を１．０％とするが、望まし
くは０．０２〜０．３チである０さらに実用上は０．０
３〜０．１５％とすることが望ましい。
チタン（Ｔｌ）：チタンはオーステナイト中罠固溶し強
度を向上させるため少なくとも０．００２％は必要であ
るが、多量に添加すると偏析を生じ均質化熱処理を行な
っても偏析が消えなくなるため上限を０．５チとするが
、望ましくはｏ、ｏ ｏ ｓ〜０．３である。さらに実
用上は０．０３〜０，１５とすることが望ましい。
度を向上させるため少なくとも０．００２％は必要であ
るが、多量に添加すると偏析を生じ均質化熱処理を行な
っても偏析が消えなくなるため上限を０．５チとするが
、望ましくはｏ、ｏ ｏ ｓ〜０．３である。さらに実
用上は０．０３〜０，１５とすることが望ましい。
なお、チタンはニッケル、窒素、モリブデンとのバラン
スにおいて結晶粒を微細にする作用も有している。
スにおいて結晶粒を微細にする作用も有している。
モリブデン（Ｍｏ）：モリブデンはオーステナイト中に
固溶して強度を向上させるため必要な元素であるが、過
剰に添加するとフェライト相を生成し九シ、偏析を生じ
て高ｍ特性を低下させることから上限を４チとするが、
望ましくは０．０５〜３．０チである。さらに実用上は
１．５〜３．０％とすることが望ましい。
固溶して強度を向上させるため必要な元素であるが、過
剰に添加するとフェライト相を生成し九シ、偏析を生じ
て高ｍ特性を低下させることから上限を４チとするが、
望ましくは０．０５〜３．０チである。さらに実用上は
１．５〜３．０％とすることが望ましい。
本発明のオーステナイト鋳鋼によれば、熱間および冷間
加工や複雑な熱処理を必要とせず固溶強化が可能となり
、クリープ強度や耐力を向上することができる。
加工や複雑な熱処理を必要とせず固溶強化が可能となり
、クリープ強度や耐力を向上することができる。
高周波誘導溶解炉により第１表に示す化学組成を有する
鋳鋼を溶製した後、１１００℃で加時間の均質化処理を
行ない炉冷し、次いで８００″Ｃ１８時間の安定化処理
を施したつこのようにして得られた試料から試験片を採
取し、試験結果を第２表及び第３表に示した。なお、１
尭比較例１は市販のυ Ｓｖｓ ３１６に和尚する組成で実施例試料同様の熱処
理を施し各試験を行なった。その結果を第２表及び第３
表に併記する。
鋳鋼を溶製した後、１１００℃で加時間の均質化処理を
行ない炉冷し、次いで８００″Ｃ１８時間の安定化処理
を施したつこのようにして得られた試料から試験片を採
取し、試験結果を第２表及び第３表に示した。なお、１
尭比較例１は市販のυ Ｓｖｓ ３１６に和尚する組成で実施例試料同様の熱処
理を施し各試験を行なった。その結果を第２表及び第３
表に併記する。
以下余白
第 ２ 表
第 ３ 表
上記結果から明らかなように本発明鋼の０．２％耐力は
比較例１および５の鋼より高くなっていも比較例２及び
３，４の鋼は本発明鋼と同等の０．２チ耐力を示すが伸
び及び絞りが低下している。
比較例１および５の鋼より高くなっていも比較例２及び
３，４の鋼は本発明鋼と同等の０．２チ耐力を示すが伸
び及び絞りが低下している。
このように本発明の耐熱オーステナイト鋳鋼は熱間およ
び冷間加工や複雑な熱処理を必要とせず鋳造状態で高い
耐力及び機械的特性を示すことから、蒸気タービン、ボ
イラー、化学プラント等の部材として適したものと言え
る。
び冷間加工や複雑な熱処理を必要とせず鋳造状態で高い
耐力及び機械的特性を示すことから、蒸気タービン、ボ
イラー、化学プラント等の部材として適したものと言え
る。
代理人 弁理士 則 近 憲 佑
（他１名）
Claims (1)
- 重量パーセントで０．１５％以下の炭素、２．０％以下
のシリコン、３．０％以下のマンガン、０．１％を越え
０．３％までの窒素、６〜２０％のニッケル、１５〜２
２％のクロム、４％以下のモリブデン、残部が実質的に
鉄及び０．０１〜１．０％のニオブ、０．００２〜０．
５％のチタンの少なくとも１種よりなる耐熱オーステナ
イト鋳鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20801584A JPS6187852A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 耐熱オ−ステナイト鋳鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20801584A JPS6187852A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 耐熱オ−ステナイト鋳鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6187852A true JPS6187852A (ja) | 1986-05-06 |
Family
ID=16549260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20801584A Pending JPS6187852A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 耐熱オ−ステナイト鋳鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6187852A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5201965A (en) * | 1991-04-15 | 1993-04-13 | Hitachi Metals, Ltd. | Heat-resistant cast steel, method of producing same, and exhaust equipment member made thereof |
| JPH0632293U (ja) * | 1992-10-01 | 1994-04-26 | 株式会社新来島どっく | 貨物倉口蓋の開閉装置 |
| US5489416A (en) * | 1993-02-03 | 1996-02-06 | Hitachi Metals, Ltd. | Heat-resistant, austenitic cast steel and exhaust equipment member made thereof |
| US5501835A (en) * | 1994-02-16 | 1996-03-26 | Hitachi Metals, Ltd. | Heat-resistant, austenitic cast steel and exhaust equipment member made thereof |
| JP2009120950A (ja) * | 2007-11-09 | 2009-06-04 | General Electric Co <Ge> | 鍛造オーステナイト系ステンレス鋼合金部品及び製造方法 |
| CN109136748A (zh) * | 2018-08-02 | 2019-01-04 | 浙江久立特材科技股份有限公司 | 一种稳定化型不锈钢无缝管及其制造方法 |
-
1984
- 1984-10-05 JP JP20801584A patent/JPS6187852A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5201965A (en) * | 1991-04-15 | 1993-04-13 | Hitachi Metals, Ltd. | Heat-resistant cast steel, method of producing same, and exhaust equipment member made thereof |
| JPH0632293U (ja) * | 1992-10-01 | 1994-04-26 | 株式会社新来島どっく | 貨物倉口蓋の開閉装置 |
| US5489416A (en) * | 1993-02-03 | 1996-02-06 | Hitachi Metals, Ltd. | Heat-resistant, austenitic cast steel and exhaust equipment member made thereof |
| US5501835A (en) * | 1994-02-16 | 1996-03-26 | Hitachi Metals, Ltd. | Heat-resistant, austenitic cast steel and exhaust equipment member made thereof |
| JP2009120950A (ja) * | 2007-11-09 | 2009-06-04 | General Electric Co <Ge> | 鍛造オーステナイト系ステンレス鋼合金部品及び製造方法 |
| CN109136748A (zh) * | 2018-08-02 | 2019-01-04 | 浙江久立特材科技股份有限公司 | 一种稳定化型不锈钢无缝管及其制造方法 |
| CN109136748B (zh) * | 2018-08-02 | 2019-10-29 | 浙江久立特材科技股份有限公司 | 一种稳定化型不锈钢无缝管及其制造方法 |
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