JPS6196062A - High-chromium cast steel for high temperature service pressure vessel - Google Patents

High-chromium cast steel for high temperature service pressure vessel

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JPS6196062A
JPS6196062A JP21632284A JP21632284A JPS6196062A JP S6196062 A JPS6196062 A JP S6196062A JP 21632284 A JP21632284 A JP 21632284A JP 21632284 A JP21632284 A JP 21632284A JP S6196062 A JPS6196062 A JP S6196062A
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JP
Japan
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cast steel
chromium
chromium cast
toughness
materials
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JP21632284A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Nakamura
誠 中村
Yorimasa Takeda
竹田 頼正
Akiji Fujita
明次 藤田
Yusaku Takano
高野 勇作
Kazunari Takebayashi
竹林 一成
Mitsuo Minami
南 三津男
Yasumune Tashiro
田代 康統
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NIPPON CHIYUUTANKOU KK
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
NIPPON CHIYUUTANKOU KK
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain the high-chromium cast steel which is used for a pressure vessel for high temp. service and has superior ductility and toughness as cast steel products, by incorporating specific percentage of C, Si, Mn, Cr, Mo, V, Nb and N to Fe. CONSTITUTION:The high-chromium cast steel, consisting of by weight, 0.08-0.12% C, <=0.7% Si, <=0.8% Mn, 0.4-0.7% Ni, 9-11% Cr, 0.65-1.00% Mo, 0.13-0.20% V, 0.03-0.07% Nb, 0.03-0.07% N and the balance Fe with accompanying impurities, is manufactured. Because of its excellent characteristics such as high strength at high temps. and superior weldability as well as superior oxidation and cracking resistance this high-chromium cast steel can be suitably used as material for pressure vessel for high temp. service such as steam turbine compartment.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、大型の鋳鋼材としても、優れた高温強さと耐
酸化性と共に、常温における良好な延性および靭性を有
し、その之めに溶接性が良好で、かつ、割れ発生抵抗が
大きく、蒸気タービンの車室や弁室のように高い信頼性
が要求される高温圧力容器材として好適な高温圧力容器
材用の9〜11%高クロム鋳鋼材に関するものである。
Detailed Description of the Invention The present invention has excellent high-temperature strength and oxidation resistance, as well as good ductility and toughness at room temperature, even as a large-sized cast steel material, and therefore has good weldability. , relates to a 9-11% high chromium cast steel material for high-temperature pressure vessels that has high resistance to cracking and is suitable for high-temperature pressure vessels that require high reliability, such as steam turbine casings and valve chambers. .

蒸気タービンの車室や弁室は、高温で高圧力を受けるた
めに、クリープ破断強さや耐力で代表される優れた高温
強さが要求される。また、これらの部品は、構造が複雑
で厚肉であるために、起動時などに高温の蒸気が流入す
ると局部的に加熱されて、その部分に圧縮の歪みが生じ
、そのため冷却時に、その部分に大きな引張応力が残る
ことがある。そして、これらの部分は、また、熱疲労に
よる亀裂発生が起シ易く、このような亀裂発生あるいは
欠陥の存在によって脆性破壊的に大きな亀裂に進展する
ことがある。
The casing and valve chamber of a steam turbine are subject to high temperatures and high pressures, so they are required to have excellent high-temperature strength, represented by creep rupture strength and yield strength. In addition, these parts have complex structures and thick walls, so when high-temperature steam flows in during startup, etc., they are locally heated, causing compressive strain in those parts. A large tensile stress may remain. These parts are also prone to cracking due to thermal fatigue, and such cracking or the presence of defects may develop into large cracks due to brittle fracture.

これを防ぐためには、その材料は延性および靭性を高く
する必要がある。また、これらの部品を鋳物によって製
造する場合には、溶接補修が必要となる。また、その組
!、工作のためにも溶接が必要となる。従って、溶接性
のよいことが不可欠であ夛、このような溶接性の確保の
ためにも延性および靭性の確保が必要となる。
To prevent this, the material needs to have high ductility and toughness. Furthermore, when these parts are manufactured by casting, welding repairs are required. Also, that group! , Welding is also required for machining. Therefore, it is essential to have good weldability, and in order to ensure such weldability, it is also necessary to ensure ductility and toughness.

従来、このような部品を鋳物で製造する場合には、いわ
ゆる1%Or −0,5Mo鋳鋼、2%%0r−1%M
O鋳鋼およびOr−Mo −V鋳鋼などの低合金鋼系鋳
鋼が使用されていた。しかし、これらの材料は、高温強
さが必ずしも十分で々い。
Conventionally, when manufacturing such parts by casting, so-called 1%Or-0,5Mo cast steel, 2%%0r-1%M
Low alloy cast steels such as O cast steel and Or-Mo-V cast steel were used. However, these materials do not necessarily have sufficient high temperature strength.

また、高温時の耐酸化性も問題があった。There was also a problem with oxidation resistance at high temperatures.

しかるに最近では、いわゆる省エネルギーを目的とした
1発電プラントの高効率化すなわち高温圧化を行おうと
する動きがおる。このような動きに対しては、これらの
材料は、高温強さおよび耐酸化性の面で十分に対応でき
ない状況にある。従って、これらの動きに対応するため
には、高温強さがよシ優れ、かつ、耐酸化性に優れた新
しい材料が必要となる。
However, recently, there has been a movement to improve the efficiency of a single power generation plant, that is, to increase the temperature and pressure for the purpose of so-called energy conservation. These materials do not have sufficient high-temperature strength and oxidation resistance to cope with such movements. Therefore, in order to respond to these movements, new materials with excellent high-temperature strength and oxidation resistance are required.

このよう罠、高温強さが高く、耐酸化性に優れた材料と
しては、いわゆるオーステナイト系鋼がある。しかし、
オーステナイト系鋼は、高温でのクリープ破断強さは高
いが、常温も含めて低温側での耐力が低い。また、熱伝
導率が小さいので熱応力も大きくなる傾°向がある。そ
のために、これらの材料は、蒸気タービン車室や弁室に
使用すると、起動時や負荷変動の際に、熱応力による曲
シが生じ易く、必ずしも、設計的には有毛ではない。ま
た、オーステナイト系鋼の場合には、いわゆる変態がな
いためK、組織のvI4整を熱処理で行うことができな
い。そのために、これらの材料では、鋳物によって製造
すると、鋳造組織がそのまま残る。また、鍛造による場
合でも、結晶粒の調整は、熱処理前の    1鍛造履
歴を制御することKよって行う必要かある。この場合、
蒸気タービン車室や弁室のように形状が複雑なものでは
、均質な材料を得ることが難しく、そのために材料本来
の性質を得ることが困難である。
A material that has high high-temperature strength and excellent oxidation resistance is so-called austenitic steel. but,
Austenitic steel has high creep rupture strength at high temperatures, but low yield strength at low temperatures including room temperature. Furthermore, since the thermal conductivity is low, thermal stress also tends to increase. Therefore, when these materials are used for steam turbine casings and valve chambers, they tend to bend due to thermal stress during startup or load fluctuations, and are not necessarily hairy in design. Further, in the case of austenitic steel, since there is no so-called transformation, the K and vI4 structure cannot be adjusted by heat treatment. Therefore, when these materials are produced by casting, the cast structure remains intact. Furthermore, even in the case of forging, it is necessary to adjust the crystal grains by controlling the forging history before heat treatment. in this case,
For items with complex shapes such as steam turbine casings and valve chambers, it is difficult to obtain homogeneous materials, and therefore it is difficult to obtain the original properties of the materials.

以上のような理由のために%蒸気タービンの車室や弁室
のような高温圧゛力容器用の材料としては、止むを得な
い場合はオーステナイト系鋼を採用するとしても、フェ
ライト系でもっと便利な材料の開発が強く望まれていた
For the above reasons, even if austenitic steel is used as the material for high-temperature pressure vessels such as steam turbine casings and valve chambers, ferritic steel is preferred when it is unavoidable. There was a strong desire to develop a convenient material.

このよう汝材料として注目されているものとして、8〜
13%程度のクロムを含むいわゆる12クロム鋼がある
In this way, as materials that are attracting attention, 8-
There is a so-called 12-chromium steel containing about 13% chromium.

12クロム鋼は、クロム含量が高いために、前述の低合
金系鋼に比して耐酸化性がよく、また比較的小型の圧延
あるいは鍛鋼材としては優れた高温強さをもつ材料とし
て多く実用化されているので、鋳造拐としても優れた高
温強さを有することが期待されている。
12 Chromium steel has a high chromium content, so it has better oxidation resistance than the low-alloy steels mentioned above, and is often used as a relatively small rolled or forged steel material with excellent high-temperature strength. It is expected that it will have excellent high-temperature strength even as a cast material.

このよりな12りμム鋳鋼材としては、第1表に示すよ
うなものが一般に広く知られている。
As this rigid 12 μm cast steel material, those shown in Table 1 are generally widely known.

しかし、これらの材料は、その成分検討が必ずしも十分
でない。従って、蒸気タービンの単室や弁室のような大
型鋳造品を製造した場合には、偏析によるδフェライト
の生成、炭化物の析出や焼入れ不足のために、延性およ
び靭性が得られない。
However, the composition of these materials has not necessarily been sufficiently studied. Therefore, when manufacturing a large cast product such as a single chamber or valve chamber of a steam turbine, ductility and toughness cannot be obtained due to the formation of δ ferrite due to segregation, precipitation of carbides, and insufficient quenching.

また、延性および靭性が得られても、高温強さが得られ
ず、そのために高温圧力容器材としての実用は困難であ
った。
Furthermore, even if ductility and toughness were obtained, high-temperature strength was not obtained, which made it difficult to put it into practical use as a material for high-temperature pressure vessels.

また、12クロム鋳鋼の場合、δ−フェライトの生成、
炭化物の析出を抑制し、さらに、焼入れ性七十分に確保
しても、大型あるいは厚肉材として製造したときには、
延性および靭性が得られないという問題もある。
In addition, in the case of 12 chromium cast steel, the formation of δ-ferrite,
Even if the precipitation of carbides is suppressed and the hardenability is maintained at 70%, when manufactured as a large or thick material,
Another problem is that ductility and toughness cannot be obtained.

本発明は、上記の状況に対して、大型材とじ℃も十分な
延性および靭性が確保でき、かつ、優れた高温強さを有
し、ざらに良好な耐酸化性を有する、いわゆる12クロ
ム鋳鋼の範中に入る9〜11%クロム鋳鋼を提供するも
のである。
In response to the above situation, the present invention has developed a so-called 12 chromium cast steel that can secure sufficient ductility and toughness even when used for large-sized materials, has excellent high-temperature strength, and has very good oxidation resistance. The present invention provides a 9 to 11% chromium cast steel that falls within the range of 9 to 11% chromium.

本発明は、以下の試験および知見にもとづいて、上記の
性質を得るにはその成分範囲を狭い範囲に限定しなけれ
ばならないことを明らかにし、その範囲を限定すること
Kよって行われた。
The present invention was carried out based on the following tests and findings, by clarifying that in order to obtain the above properties, the range of the components must be limited to a narrow range, and by limiting the range.

第2表は、本発明のために試験を行った試験材の成分を
示す。試験材は50ky真空高周波溶解炉で50k)の
材料t−溶製し、これを砂型鋳型に鋳込むことによって
真鯛した。これらの試験材は、+、o 30 cで10
 hr 加熱し、これから300Cまでt−75c/h
r  で冷却し、以後空冷した後、これを650Cおよ
び700Cで10 hr 焼戻す熱処理を行った後、引
張、衝撃、高温引張およびクリープ破断試験に供された
Table 2 shows the components of the test materials tested for the present invention. The test material was made by melting a 50k) material in a 50ky vacuum high-frequency melting furnace, and casting it into a sand mold to make a red sea bream. These test materials were +, 10 at o 30 c.
hr Heating, from now on to 300C t-75c/h
After being cooled at R2 and then air-cooled, it was heat treated by tempering at 650C and 700C for 10 hours, and then subjected to tensile, impact, high temperature tensile and creep rupture tests.

ここで、各温度での保持時間をI Ohr  とし、1
、o s o cから300Cまでの冷却速度を75C
/hr  としたのは、蒸気タービン車室などの大型材
を想定し、それを模擬したものである。
Here, the holding time at each temperature is I Ohr, and 1
, 75C cooling rate from o s o c to 300C
/hr is assumed to simulate a large material such as a steam turbine casing.

第3表(その1)(その2)は、常温および高温引張お
よび衝撃試験結果を示す。
Table 3 (Part 1) (Part 2) shows the results of room temperature and high temperature tensile and impact tests.

第 3 表 (そQ+) 第 3 表 (その2) 熱り1.030 CX l Ohr −S OOCA、
c、−常ai+6socx+ohr*、c第1図は、常
温引張試験結果より、延性の代表とされる絞りについて
、これを引張強さとの関係にまとめて示す。また、第2
図は靭性の代表とされる常温衝撃領ヲ引張強さとの関係
にまとめた結果を示す。ここでは、衝撃値は2 m V
ノツチシャルビ衝撃値を示す。また、第5図は高温強さ
の代表とされるクリープ破断試験結果全引張強さとの関
係にまとめて示す。
Table 3 (SoQ+) Table 3 (Part 2) Heat 1.030 CX l Ohr -S OOCA,
c, -normal ai + 6 soc Also, the second
The figure shows the relationship between the room temperature impact region, which is representative of toughness, and tensile strength. Here, the impact value is 2 mV
Indicates Notuchi Shalubi impact value. Further, FIG. 5 summarizes the relationship between the creep rupture test results, which are representative of high-temperature strength, and the total tensile strength.

第1図より、この試験では、延性の代表である絞りと引
張強さの相関関係は、主として、炭素量によって変化し
、炭素量が少ないほど、延性が向上する傾向があること
がわかる。
From FIG. 1, it can be seen that in this test, the correlation between the area of area, which is representative of ductility, and tensile strength mainly changes depending on the carbon content, and the lower the carbon content, the more the ductility tends to improve.

ここで試験をした材料番号1から8までの材料は、本発
明の鋳鋼の成分を決めるために試験したもので、δ−フ
ェライトの抑制および焼入れ性の確保の点では、十分に
配慮が払われている。
The materials No. 1 to 8 tested here were tested to determine the composition of the cast steel of the present invention, and sufficient consideration was given to suppressing δ-ferrite and ensuring hardenability. ing.

従って、上記材料の試験結果は、δ−フェライトの抑制
および焼入れ性が十分に確保された条件で得られたもの
である。一般に、いわゆる1ZCir系鋳鋼は、4\型
材で焼入れの際、冷却速度が大きい場合には、このよう
な傾向は現われない。そのために、これらの鋳鋼を大型
化する場合、この点が盲点となって、種々の問題を起す
ことが多い。本発明における試験は、このような問題を
避けるために前述のようにその熱処理について配慮した
試験を行い、その結果として上記結果を得たものである
Therefore, the test results for the above materials were obtained under conditions that sufficiently ensured the suppression of δ-ferrite and the hardenability. Generally, when the so-called 1ZCir cast steel is quenched with a 4\ type material and the cooling rate is high, such a tendency does not appear. Therefore, when these cast steels are enlarged, this point becomes a blind spot and often causes various problems. In order to avoid such problems, the tests in the present invention were conducted in consideration of the heat treatment as described above, and the above results were obtained as a result.

第2図から、衝撃値も、絞りほど敏感ではないけれども
、炭素量が多くなると低下する傾向があることがわかる
。また、第2図では、材料番号8番と12番では衝撃値
が低くなっているが、これは、δ−フェライトが生成す
るためである。
From FIG. 2, it can be seen that the impact value also tends to decrease as the carbon content increases, although it is not as sensitive as the aperture. Further, in FIG. 2, the impact values are low for materials No. 8 and No. 12, but this is because δ-ferrite is generated.

第3図からここで試験された材料は、同じ引張強さでお
れば、炭素量が低いほどクリープ破断強さは上昇する傾
向があることがわかる。
From FIG. 3, it can be seen that for the materials tested here, if the tensile strength is the same, the lower the carbon content, the higher the creep rupture strength tends to be.

この傾向も、一般の小型材の常識には反しており、本発
明のように、試験材の熱処理を大型材のそれに模擬して
はじめて得られるものである。
This tendency is also contrary to common sense for small-sized materials, and can only be obtained by simulating the heat treatment of test materials to that of large-sized materials, as in the present invention.

以下に、本発明の鋳鋼の成分の具体的な限定理由を述べ
る。
The specific reasons for limiting the components of the cast steel of the present invention will be described below.

炭素量は、前述の試験結果より、延性、靭性および高温
強さの確保の点から、炭素量を低くすることとし、0.
08〜0.12%とした。炭素量は、あまり少なくする
と、δ−フェライトの生成が起ジ易くなる。また、焼入
れ性が不足し、靭性の確保が困難になるので、その下限
を0.08%とした。上限を0.12%としたのは、こ
こに示した試験の結果では、炭素は、これよりも多くし
ても、また、十分な延性および靭性が保たれているが、
これは、比較的小型の試験材で条件の良い溶製を行った
。材料の結果であって、大型の実用材では、炭素量の増
加による延性および靭性の低下はより大きく強調して現
われる可能性があることおよびこの鋳鋼の実用範囲でお
る引張強さ70〜aokyr/sm2では炭素を多くす
ると、クリープ破断強さが低下する傾向があることを考
慮したものである。
Based on the above test results, the carbon content was determined to be low in order to ensure ductility, toughness, and high-temperature strength, and was set at 0.
08 to 0.12%. If the carbon content is too small, δ-ferrite is likely to be formed. Furthermore, since hardenability is insufficient and it becomes difficult to ensure toughness, the lower limit was set at 0.08%. The upper limit was set at 0.12% because, according to the test results shown here, sufficient ductility and toughness are maintained even when the carbon content is higher than this.
This was a relatively small test material that was melted under good conditions. As a result of the material, in large practical materials, the decrease in ductility and toughness due to the increase in carbon content may be more pronounced and the tensile strength of this cast steel is within the practical range of 70~aokyr/ This is done in consideration of the fact that when the amount of carbon in sm2 is increased, the creep rupture strength tends to decrease.

ケイ素を0.7%以下にしたのは、通常、この種の材料
では、鋳造材とする場合には、鋳造性の確保のためにケ
イ素はや〜高めにすることが望ましいとされているので
、その常識にしたがって、この値まで許容することにし
たものでおる。ケイ素を高くすると、渦流れがよくなる
The reason why the silicon content was set to 0.7% or less is because it is usually desirable for this type of material to have a rather high silicon content in order to ensure castability when used as a casting material. Based on common sense, we have decided to allow up to this value. Increasing the silicon content improves the vortex flow.

また、溶湯の鎮静化の効果があって、いわゆる鋳造欠陥
の防止には有効であるが、そのかわりに、ミクロ的およ
びマクロ的偏析を起し易く、安定した材料性質が得難く
なるという問題がある。上述の0.7%という上限は、
この後者の問題が顕著に現われない範囲でこれを許容し
たものである。
It also has the effect of calming the molten metal and is effective in preventing so-called casting defects, but at the cost of this, it tends to cause micro and macro segregation, making it difficult to obtain stable material properties. be. The upper limit of 0.7% mentioned above is
This latter problem is allowed as long as it does not become noticeable.

マンガンを0.8%以下としたのは、通常、この種の鋳
鋼では、マンガンのみ加は硫黄の悪影響を軽減し、また
、δ−フェライトの生成防止および焼入れ性の向上に有
効であるので、ここまで許容したものである。マンガン
は、これ以上添Wすることも可能かもしれないが、らま
ジ多くすると材料の性格を変えるおそれがあるので、こ
こでは、0.8%にマンガンの上限をおさえた。
The reason why manganese is set at 0.8% or less is that in this type of cast steel, adding manganese reduces the adverse effects of sulfur, and is also effective in preventing the formation of δ-ferrite and improving hardenability. This has been allowed up to this point. Although it may be possible to add more manganese, adding too much may change the characteristics of the material, so here the upper limit of manganese was set at 0.8%.

ニッケルを0.4%から0.7%としたのは、この種の
鋳鋼では、クリープ破断強さの改善のためには、ニッケ
ルは少ない方がよい。
The reason for increasing the nickel content from 0.4% to 0.7% is that in this type of cast steel, it is better to have less nickel in order to improve the creep rupture strength.

しかし、ニッケルをあまり少なくするとδ−フェライト
の生成および初析7エライトの析出傾向が生じ、靭性が
低下して鋳鋼材としての実用性がなくなるので、通常添
茄される0、5%添MJを目標として、この範囲に定め
たものである。
However, if the nickel content is too small, δ-ferrite tends to form and pro-eutectoid 7-elite tends to precipitate, reducing toughness and making it unpractical as a cast steel material. This range has been set as a goal.

クロムを9%から11%にしたのは、この種の鋳鋼では
、クロムiI全多くした方が、クリープ破断強さは向上
するが、ろまジ多くすると、δ−フェライトの生成およ
び初析フェライトの析出傾向が生じ、靭性の確保が困難
になるので、この範囲に定めた。
The reason for increasing the chromium content from 9% to 11% is that in this type of cast steel, increasing the total amount of chromium iI improves the creep rupture strength, but increasing the amount of chromium iI increases the formation of δ-ferrite and pro-eutectoid ferrite. This range was set because this tends to cause precipitation and makes it difficult to ensure toughness.

モリブデンを0.65%から1.00%としたのは、こ
の種の鋳鋼では、モリブデンは、1%程度添茄するとク
リープ破断強さの向上に対して釣り合いのとれた効果を
与えるが、あまシ多く添加すると、高温長時間加熱にょ
る脆化を起したり、δ−フェライトの生成および初析7
エライトの析出を起す傾向が生じるので、ここでは、大
型の鋳鋼材にした場合の偏析も考慮して、それよジもや
や低めの上記の範囲に定めた。
The reason for increasing molybdenum from 0.65% to 1.00% is that in this type of cast steel, adding about 1% of molybdenum has a balanced effect on improving creep rupture strength, but it has a moderate effect on improving creep rupture strength. If too much is added, it may cause embrittlement due to long-term heating at high temperatures, the formation of δ-ferrite, and pro-eutectoid 7
Since there is a tendency for erite to precipitate, the above-mentioned range is set at a slightly lower value in consideration of segregation in the case of a large cast steel material.

バナジウムを0.13%から0.20%としたのは、通
常、この種の鋳鋼では、クリープ@fill?強さの向
上のためには、バナジウムは0.25%程度龜加するの
が望ましいとされている。しかし本発明者らは別の試験
によって、これ全大型材として使用する場合とは、前述
の炭素の場合と同様にクリープ破断強さは、バナジウム
量を少なくした方がかえって向上する傾向があることを
確認していたので、ここでは焼入れ性を損わない範囲で
これを低くすることとし、その制御範囲も考慮してこの
範囲に決めたものでおる。
The reason why the vanadium content is increased from 0.13% to 0.20% is because this type of cast steel usually suffers from creep @fill? In order to improve the strength, it is said that it is desirable to add vanadium by about 0.25%. However, the present inventors conducted another test and found that when used as a large material, the creep rupture strength tends to improve as the amount of vanadium is reduced, as in the case of carbon mentioned above. Since this has been confirmed, we decided to lower this value within a range that does not impair hardenability, and we decided on this range taking into consideration the control range.

バナジウムは、通常、この種の鋳鋼のこの程度の添加量
については、0.03%の幅を持たせて成分範囲を決め
ることが必要とされている。
Normally, when adding vanadium to this type of cast steel, it is necessary to determine the component range within a range of 0.03%.

= オフ”i 0.03〜0.07%としたのは、ニオ
ブは、窒素との相互作用で結晶粒の成長を防止して、延
性および靭性の確保に役立ち、1だ、バナジウムとの複
合箔塀により、クリープ破断強さの向上にも効果がある
が、これも上述のバナジウムと同様に、あまり多く象即
すると、大型材ではかえつ℃クリープ破断強さを低下さ
せ、また、偏析部に炭窒化物を析出させて、欠陥となる
ことが別の試験で確認されているので、ここでは、ここ
に示した試験によってその効果が確認された0、035
%を中心として、その制御可能な範囲として上記の範囲
を定めたものでおる。
= Off”i 0.03 to 0.07% is because niobium prevents crystal grain growth through interaction with nitrogen and helps ensure ductility and toughness. Foil walls are also effective in improving creep rupture strength, but as with vanadium mentioned above, if too much of this is used, the creep rupture strength of large materials will be reduced, and the segregated areas will deteriorate. It has been confirmed in another test that carbonitrides are precipitated in the 0,035, resulting in defects.
The above range is defined as a controllable range centered on %.

窒素を0.03〜0.07%としたのは、この種の鋳鋼
では前述したように、大型材にした場合炭素を多くする
と延性および靭性を低下させるが、窒素にはそのような
作用はなく、かつ、これと炭素との共存によって、炭化
物と同質の炭   1窒化物の析出を増進させてクリー
プ破断強さの向上に効果がおる。また、バナジウムおよ
びニオブとの共存により、結晶粒の成長の抑制およびδ
−フェライトの生成、初析フェライトの析出の防止に効
果がある。さらに、焼入れ性を向上させるなどの効果に
よって、延性および靭性の確保にも効果がめるdで、窒
業t−添茄したものである。しかし、窒素もあまり多く
添加すると、炭素の場合と同様に、クリープ破断強さを
かえって低下させる傾向が生じる。従って、ここでは、
その効果が確認された0、03%を中心に、その制御可
能な範囲として、上記の範囲を定めたものである。
The reason why the nitrogen content was set at 0.03 to 0.07% was because, as mentioned above, when making large-sized steel, increasing the amount of carbon reduces the ductility and toughness, but nitrogen does not have such an effect. Moreover, its coexistence with carbon promotes the precipitation of carbon-nitride, which is the same as carbide, and is effective in improving creep rupture strength. In addition, by coexisting with vanadium and niobium, the growth of crystal grains can be suppressed and δ
- Effective in preventing the formation of ferrite and the precipitation of pro-eutectoid ferrite. Furthermore, it is added with d and nitride, which has the effect of improving hardenability and ensuring ductility and toughness. However, if too much nitrogen is added, the creep rupture strength tends to decrease, as in the case of carbon. Therefore, here:
The above range is defined as the controllable range, centered around 0.03%, where the effect has been confirmed.

以上の成分に対して、さらに、δ−フェライトの生成、
初析フェライトの析出の防止および焼入れ性の増加が必
要な場合には、コバルトを添1することも可能でるる。
In addition to the above components, generation of δ-ferrite,
If it is necessary to prevent the precipitation of pro-eutectoid ferrite and increase hardenability, it is also possible to add cobalt.

コバルトはニッケルと同様の効果を有するが、ニッケル
と異なり、クリープ破断強さにはあまり悪影響は与えな
い。
Cobalt has similar effects to nickel, but unlike nickel, it does not have much of a negative effect on creep rupture strength.

従って、ニッケルを制限することにより、δ−フェライ
トの生成、初析7エライトの析出防止および焼入れ性の
確保に問題がおる場合に(プ、コバルトt−伶加するこ
とが望ましい。しかし、コバルトをあまり多く添加する
と、材料性質の釣合いをくずす可能性があるので、ここ
では、その範囲を効果が確認された0、5%を中心とし
、その制御可能範囲である0、7%までを許容限として
、コバルトを添加することを許容した。
Therefore, by limiting the amount of nickel, if there are problems with the formation of δ-ferrite, preventing the precipitation of pro-eutectoid 7-erite, and ensuring hardenability, it is desirable to add cobalt. If too much is added, the balance of material properties may be lost, so here we will focus on the range of 0.5%, where the effect has been confirmed, and set the allowable range up to 0.7%, which is the controllable range. As such, the addition of cobalt was allowed.

以上に述べた成分な、第2表の材料番号1゜2および3
の材料に相当する。これらの材料が、これと類似である
材料番号4〜7の材料に比して延性、靭性およびクリー
プ破断強さの点ですぐれていることは、第1図から第5
図までの結果よりあきらかである。これは主として、炭
素の効果による。材料番号8の材料は、クリープ破断強
さの点ではすぐれているが、延性および靭性の点で問題
がある。これは主として、窒素の影響である。
The ingredients mentioned above, material numbers 1゜2 and 3 in Table 2
corresponds to the material of The superiority of these materials in terms of ductility, toughness, and creep rupture strength over the similar materials numbered 4 to 7 is shown in Figures 1 to 5.
This is clear from the results shown in the figure. This is mainly due to the effect of carbon. Material No. 8 has excellent creep rupture strength, but has problems with ductility and toughness. This is mainly due to the effect of nitrogen.

また、第1表に示す既存の材料から類推される材料とし
てここでは、材料番号9〜12の材料を試験したが、こ
れらの材料は、いずれも、延性および靭性の点あるいは
クリープ破断の点または、こ・の両者に問題があること
がわかる。
In addition, materials No. 9 to 12 were tested here as materials that are analogous to the existing materials shown in Table 1, but these materials all had poor ductility and toughness, creep rupture, or It can be seen that there are problems with both.

以上に、述べたように、本発明の高クロム鋳鋼は、新し
い試験および知見にもとづいて、従来のこの種の鋳鋼の
実用化への障害となっていた大型材にした場合の延性お
よび靭性低下の問題を解決し、かつ、クリープ破断強さ
をも改良したもので、最近、開発が望まれている蒸気タ
ービンの車室や弁室などの高温圧力容器用高クロム鋳鋼
材として実用性の高いものであり、工業的に顕著な価値
のあるものである。
As mentioned above, based on new tests and findings, the high chromium cast steel of the present invention has been shown to exhibit reduced ductility and toughness when made into large pieces, which has been an obstacle to the practical use of conventional cast steel of this type. This problem has been solved and the creep rupture strength has been improved, making it highly practical as a high-chromium cast steel material for high-temperature pressure vessels such as steam turbine casings and valve chambers, which has recently been desired to be developed. It is of significant industrial value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明材と比較材とを引張試験材の常温引張
試験結果から絞りの変化を引張強さとの関係にまとめて
対比して示したものでるり、第2図は、第1図の如く衝
撃値を引張強さとの関係にまとめて対比して示したもの
でおる。また、第3図に、クリープ破断強さを引張強さ
との関係にまとめて示したものでおる。 なお、第1囚から第5図までに示した化学成分は、呼称
成分を示す。 「゛続浦止11): 昭和60年 1 ;]
Figure 1 shows a comparison of changes in area of area and tensile strength based on the room temperature tensile test results of the inventive material and comparative material. As shown in the figure, the impact value is summarized and compared with the tensile strength. Further, FIG. 3 shows the relationship between creep rupture strength and tensile strength. The chemical components shown in Figures 1 to 5 are nominal components. "゛Zokuuradome 11): 1985 1;]

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)重量含有率で炭素0.08〜0.12%、ケイ素
0.7%以下、マンガン0.8%以下、ニツケル0.4
〜0.7%、クロム9〜11%、モリブデン0.65〜
1.00%、バナジウム0.13〜0.20%、ニオブ
0.03〜0.07%および窒素0.03〜0.07%
を含有し、残部が鉄および付随的に混入する不純物より
なることを特徴とする高温圧力容器用高クロム鋳鋼。
(1) Weight content of carbon 0.08-0.12%, silicon 0.7% or less, manganese 0.8% or less, nickel 0.4
~0.7%, chromium 9-11%, molybdenum 0.65~
1.00%, vanadium 0.13-0.20%, niobium 0.03-0.07% and nitrogen 0.03-0.07%
A high-chromium cast steel for high-temperature pressure vessels, characterized in that the remainder consists of iron and incidentally mixed impurities.
(2)重量含有率で炭素0.08〜0.12%、ケイ素
0.7%以下、マンガン0.8%以下、ニツケル0.4
〜0.7%、クロム9〜11%、モリブデン0.65〜
1.00%、コバルト0.7%以下、バナジウム0.1
3〜0.20%、ニオブ0.03〜0.07%および窒
素0.03〜0.07%を含有し、残部が鉄および付随
的に混入する不純物よりなることを特徴とする高温圧力
容器用高クロム鋳鋼。
(2) Weight content of carbon 0.08-0.12%, silicon 0.7% or less, manganese 0.8% or less, nickel 0.4
~0.7%, chromium 9-11%, molybdenum 0.65~
1.00%, cobalt 0.7% or less, vanadium 0.1
3 to 0.20%, niobium 0.03 to 0.07%, and nitrogen 0.03 to 0.07%, the balance being iron and incidental impurities. High chromium cast steel.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0959747A (en) * 1995-08-25 1997-03-04 Hitachi Ltd High strength heat resistant cast steel, steam turbine casing, steam turbine electric power plant, and steam turbine
JP2006336059A (en) * 2005-05-31 2006-12-14 Toshiba Corp Heat-resistant steel member and manufacturing method therefor
JP2010242221A (en) * 2010-05-24 2010-10-28 Toshiba Corp Heat-resistant steel member and method for production thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56102559A (en) * 1980-01-17 1981-08-17 Toshiba Corp Integrated high and low pressure rotor for steam turbine and its manufacture
JPS59179719A (en) * 1983-03-31 1984-10-12 Toshiba Corp Manufacture of turbine rotor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56102559A (en) * 1980-01-17 1981-08-17 Toshiba Corp Integrated high and low pressure rotor for steam turbine and its manufacture
JPS59179719A (en) * 1983-03-31 1984-10-12 Toshiba Corp Manufacture of turbine rotor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0959747A (en) * 1995-08-25 1997-03-04 Hitachi Ltd High strength heat resistant cast steel, steam turbine casing, steam turbine electric power plant, and steam turbine
JP2006336059A (en) * 2005-05-31 2006-12-14 Toshiba Corp Heat-resistant steel member and manufacturing method therefor
JP4602163B2 (en) * 2005-05-31 2010-12-22 株式会社東芝 Heat-resistant steel member and manufacturing method thereof
JP2010242221A (en) * 2010-05-24 2010-10-28 Toshiba Corp Heat-resistant steel member and method for production thereof

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