JPS62133048A - 高温強度の優れたオーステナイト鋼 - Google Patents

高温強度の優れたオーステナイト鋼

Info

Publication number
JPS62133048A
JPS62133048A JP27283885A JP27283885A JPS62133048A JP S62133048 A JPS62133048 A JP S62133048A JP 27283885 A JP27283885 A JP 27283885A JP 27283885 A JP27283885 A JP 27283885A JP S62133048 A JPS62133048 A JP S62133048A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
strength
content
less
steel
creep rupture
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.)
Granted
Application number
JP27283885A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0830247B2 (ja
Inventor
Yoshiatsu Sawaragi
椹木 義淳
Kunihiko Yoshikawa
吉川 州彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP60272838A priority Critical patent/JPH0830247B2/ja
Publication of JPS62133048A publication Critical patent/JPS62133048A/ja
Publication of JPH0830247B2 publication Critical patent/JPH0830247B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、高温強度及び組織安定性に優れ、高温装置
用材料として極めて良好な性能を発揮する低コストのオ
ーステナイト鋼に関するものである。
〈背景技術〉 従来、高温環境下で使用されるボイラや化学プラント等
の装置材料には主として18−8系オーステナイトステ
ンレス鋼が使用されてきたが、近年、このような用途分
野では装置類使用条件の苛酷化が著しくなり、それにと
もなって使用材料への要求性能も高度化して、現用の1
8−8糸オーステナイトステンレス園では高温強度が不
十分であると言われる状況となってきている。
一般に、鋼の高温強度を改善する方法としては、インコ
ロイ807(商品名)やハステロイX(商品名)等のニ
ッケル基超合金しみられるように、固溶強化元素として
知られるMo + W又はcoを多量添υ口することが
有効であるが、このような方法は経済性の点で大きな不
利を伴うものであった。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明者等は、従来の高温装置用材料にみられる上記問
題点を踏まえ、 MoやW等の如き高価な元素による強
化を極力控えて、高温強度及び組織安定性に浸れた経済
的なオーステナイト鋼を提供すべく、特に鋼の高温強度
改善に対してはコストアップの要因とならないN添加が
有効であるとの確認事項に着目して、Nを含有する高温
用鋼成分系の高温強度及び組織安定性につき鋭意研究を
行った結果、下記(a)〜(clに示す如き知見を得た
のである。即ち。
fa)  N含有高温用−では、Cu t B及びMg
の添加によってそのクリープ破断強度が一層向上するこ
と、 fbl  上記鋼の高温強度及び組織安定性改善にはS
i及びM量の低減が盲動であり、特にSiは、N添加系
鋼において窒化物の析出を促進させて強度低下や靭性劣
化をもたらすことから、その含有晴を0、3%以下に抑
える必要があること、(cl  更に、上記成分系に炭
窒化物分散強化元素たるNb、或いは固溶強化元素たる
Mo及びWを単独又は複合で添υ口すると、鋼の高温強
度が更に改善されること。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、
オーステナイト鋼を C:Q、15幅以下(以降、成分割合を表わす壬は重[
口する)、 Si:0.31a下、    Mn : 10 %以下
、Cr:14〜27%、  Ni:6〜30%、Cu:
2〜6qb。
M : 0. OO3〜06030壬、Mg:0.00
1〜i1.ols%、 B:0.001〜n、oio%、 N:0.05〜0.35%、 を含有するか、或いは必要(二応じて更にMo : 0
.3〜3.0%、 w:n、s〜5.0%、 Nb:0.05〜1,5  幅 のうちの1種以上をも含み、 Fe及び不可避的不純物:残り から成る成分組成に構成することにより、滑れた高温強
度と組織安定性を付与せしめた点、を特徴とするもので
ある。
次いで、この発明のオーステナイト鋼において、各成分
の含有割合を前記の如くに数値限定した理由を説明する
■ C Cは、耐熱鋼として必要な引張強さ及びクリープ破断強
度を確保するのに有効な元素であるが、0、15 %を
越えて含有させると溶体化状態での未固溶炭化物惜が増
加して機械的性質に悪影響を及ぼすようになることから
、C含有量は0.15%以下と定めた。なお、C含有量
が微量であってもそれなりの効果を得られるが、好まし
くは0.014以上を含有させるのが良い。
■ 5i Siは脱酸剤として有効な元素であり1通常の耐熱鋼で
は0.4〜0.8%穆度含有されているが、添IJD量
が多くなると溶接性が劣化するヒ、高温強度及び延性・
靭性の低下をも招くこととなる。つまり、 Si@を添
加すると、その増加に伴って長時間加熱中に生じるσ相
母が増加することに0口えて、この発明に系るN含有鋼
においては窒化物量も増加することとなって機械的性質
の劣化を甚だしぐする。そして、この傾向はSi含有看
が0.3%を越えると顕著になるため(二Si含装置を
0.3憾以下と定めたが、できれば0.2係以下に抑え
ることが望ましい。
Mn 廁は鋼の脱酸剤として有効であり、また加工性改善にも
有効な元素であるが、lO係を越えて含有させると耐熱
特性を劣化するようになることから、 Mn含有量は1
0%以下と定めたー■ Cr Crは耐酸化性等、鋼の耐食性改善の点より必要な元素
であり、その十分な効果を発揮させるためには14%以
上の含有量を確保する必要がある。
ところで、耐食性の観点からはCr含有量は多いほど望
ましいが、27優を越えて含有させると加工性の劣化を
招く上、組織不安定を来たす恐れがあることから、Cr
含有量は14〜27qhと定めた。
■ Ni Niは安定なオーステナイト組織を確保するために必須
の成分であり、その適正歇はCr 2Mo + W *
隅等の添加着によって定まるが、この発明に係る壇の場
合にはNi含有号が6%未満であるとオーステナイト組
織の安定確保が困醋となり、一方30%を越えて含有さ
せることは経済的な不利につながることから、Ni含有
号は6〜30%と定めた。
(1)  (::u Cuは鋼の高温強度、特にクリープ破断強度を改善する
作用を有しているが、その含有Iが2%未満では前記作
用に所望の効果が得られず、一方、6’Flを越えて含
有させると延性が低下し、しかもυロエ性劣化をも招く
ことから、Cu含有けは2〜6優と定めた。
■ M Mは脱酸剤として必要な元素であって0.003憾以上
含有させる必要があるが、0.030 %を越えて含有
させると高温・長時間使用時のσ相析出が促進され1機
械的性質の劣化を招くこととなる。
従って1M含有着はn、or13〜0.030%と定め
たが、できれば0.003−0.020%に調整するの
が望ましい。
[有] Mg Mgは鋼の脱酸剤として、セしてυロエ性改善成分とし
て必要な元素であるが、この発明におけるが如く脱酸元
素としてのSi及びM量を低目に制限する場合には欠く
ことのできない成分であり、しかもクリープ破断強度の
改善にも寄与するものである。そして、 Mg含有量が
0.001%未満ではその十分な効果を発揮させること
ができず、一方、0.0151を越えて含有させるとD
ロエ性が再び劣化するようになることから、Mg含有計
は+1.001〜0015もと定めた。
ω B Bは炭窒化物分散強化及び粒界強化により’h’ifA
のクリープ破断強度を改善する作用を有しているが、そ
の含有喰が0.001%未満では前記作用に十分な効果
が得られず、一方、n、010%を越えて含有させると
溶接性を劣化させることから、B金員づは0.001〜
0.010県と定めた。
(jI  N Nは、Cと同様に引張強さやクリープ破断強度改善に有
効な元素であるが、その含有号が005%未満では十分
な効果を得ることができず、一方、NはCに比較して固
溶できる母は多いが0.35憾を越えて含有させると高
温長時間使用中に析出する窒化物口が増υ口し、機械的
性質の劣化を招くことから、N含有酸は0.05〜0.
354と定めた。
(k)  Mo 、及びW これらの元素には鋼の高温強度を改善する作用があるの
で、必要により1種又は2種添υ口されるが、Mo含頁
計が0.3%未満であったりW含有滑か0.5%未満で
あると前記作用に所望の効果を得ることができない。一
方、高温強度改善の観点からはこれらの添IJD lは
多いほど好ましいが% Mo含有壕が3,0%を越えた
り、W@倚滑が5.0係を爆えるとその効果は飽和する
傾向をみせる上、IJO工件の劣化を招くようになり、
しかも経済性の点からも不利であることから、Mo含含
有は0.3〜3.0′4と、W含有喰は0.5〜5.0
%とそれぞれ定めた。
■ 励 Nbは炭窒化物微細分散強化によりクリープ破断強度を
改善するのに有効な元素であるが、その含有啜が0.0
5qb未満では上記効果が十分(=発揮されず、一方、
1.5憾を越えて含有させると溶体化状態での未固溶窒
化物量が増加して機械的性質を劣化させることから、N
b含有頃は005〜1.5 qbと定めた。
次に、この発明を実施例により比較例と対比しながら具
体的に説明する。
く実施例〉 まず、真空溶解にて第1表に示す如き成分わ]成の本発
明鋼1〜35.比較mA〜0並びに従来材P−Rを溶製
し、鍛造及び冷間圧延を経た後溶体化処理を旌した。な
お、第1表において、従来材Pは18−8系ステンレス
鋼中で最も高温強度の擾れた5US316Htl、従来
材Qはインコロイ807(商品名)相当Ni基合金、そ
して従来材R)はハステロイX(商品名)相当Ni基合
金である。
続いて、これらの供試材について750℃でのクリープ
破断試験を行い、1ooohクリ一プ破断強度を求める
とともに、更に、組織安定性を評価するため750℃X
l000hの長時間71D熱材について0℃でのシャル
ピー衝撃試験を行った。
これらの試験結果を第2表に示す。
第2表:二示される結果からは、まず、本発明鑓1〜3
5はいずれも18−8系ステンレス鋼の中で最も高温強
度に侵れた5US316H鋼よりも著しく高いクリープ
破断強度を示し、Ni基合金であるインコロイ8 (’
) 7 (商品名)の強度を上回るものが多いことがわ
かる。特に1本発明鋼6 、15〜17,19.21〜
23.及び31〜33では、Moを9%含有するハステ
ロイX以上の高強関レベルが得られている。
また、本発明鋼1〜35は衝撃特性も良好であり、これ
らの中でハステロイX(商品名)よりもクリープ破断強
度レベルが高いものをみても、その衝撃値はハステロイ
Xのそれよりも高い値を示していることがわかるう 即ち、これらの結果は、本発明鋼が高温強度だけではな
く組織安定性にも摩れた経済的なオーステナイト鋼であ
ることを示すものであるうところで、第1図は、クリー
プ破mr強度に及ぼすCu含有者の影響を@記第1表の
鋼についてグラフ化したものであるが、この第1図から
ち、2壬以上のCu添Ijp l二よってクリープ破断
強度の改善効果が顕著化することが確認できる。なお、
弔1図中の記号は、第1表における材料種別記号である
ことは言うまでもない。
また、第2図はMじ〈クリープ破断強度に及ぼすN含i
tの影響を、第3図はクリープ破断強度に及ぼすMo及
びW含有計の影響を、そして第4図はクリープ破断強度
に及ぼすNb@有責の影響を前記i19の鋼についてグ
ラフ化したちのであるが。
該第2〜4図からも、N、Mo、W及びNbの適噌恭加
が高幅強度改善に有効であることがわかるう一方、この
発明の大きな特徴の1つであるStlを開眼した理由は
、クリープ破断強度及び衝撃特性に及ぼすSiの影響を
示すIll!5図が「Si含有量を03%以下C:制限
した本発明鋼の方が03憾を建える比較鋼よりも滑れて
いる」ことを明瞭に示していることからも十分に理解さ
れるはずである。
これは、Si量を増加するとσ相析出が促進されるだけ
でなく、長時間加熱により生じる窒化物量に及ぼすSi
量の影響を示す第6図からも明らかなように、長時間0
口熱によって窒化物量が増加することに起因するもので
ある。
このように、窒化物量が増加すると靭性低下を招くばか
りでなく、強化j二必要な固溶N量の低下に伴うクリー
プ破断強度低下をも生じる結果となるのである。
く総括的な効果〉 以上に説明した如く、この発明によれば、鰻れたクリー
プ破断強度と組織安定性を備えたオーステナイト鋼を実
現することができ、かつ該オーステナイト1確はNi&
のインコロイ807(商品名)やハステロイX(商品名
)に比較して経済的にも有利であることから、ボイラや
化学プラント機器等の高−機器に適用してその耐久性を
十分に向上し得るなど、産業上有用な効果がもたらされ
るのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、増のクリープ破断強度に及ぼすCu含耳計の
影響を示すグラフ、 第2図は、鋼のクリープ破断強度に及ぼすN含有けの影
響を示すグラフ、 弔3図は、踊のクリープ破断強度に及ぼすMo及びW含
有量の影響を示すグラフ、 第4図は、鋼のクリープ破断強度に及ぼすNb含有稙の
影響を示すグラフ、 第5図は、鋤のクリープ破断強度及び衝撃特性に及ぼす
Si含有量の影響を比較したグラフ、弔6図は、Sr含
含有が長時間加熱によって菌中に生じる窒化物の量へ及
ぼす影響を示すグラフでである。 出願人  住友金属工業株式会社 代理人  富 1)和 夫 外2名 拳5m 工: 750’CXl0hクン−2′ 、M所久3 (Kgf/mm2) 750’Cx1O3hクター2・ 夛[苅A (Kqf / mm 2) 750’Cx1Ohクツ−2′

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量割合にて、 C:0.15%以下、Si:0.3%以下、Mn:10
    %以下、Cr:14〜27%、 Ni:6〜30%、Cu:2〜6%、 M:0.003〜0.030%、 Mg:0.001〜0.015%、 B:0.001〜0.010%、 N:0.05〜0.35%、 Fe及び不可避的不純物:残り から成ることを特徴とする、高温強度と組織安定性に優
    れるオーステナイト鋼。
  2. (2)重量割合にて、 C:0.15%以下、Si:0.3%以下、Mn:10
    %以下、Cr:14〜27%、 Ni:6〜30%、Cu:2〜6%、 Al:0.003〜0.030%、 Mg:0.001〜0.015%、 B:0.001〜0.010%、 N:0.05〜0.35% を含有するとともに、 Mo:0.3〜3.0%、 W:0.5〜5.0% のうちの1種以上をも含み、 Fe及び不可避的不純物:残り から成ることを特徴とする、高温強度と組織安定性に優
    れるオーステナイト鋼。
  3. (3)重置割合にて、 C:0.15%以下、Si:0.3%以下、Mn:10
    %以下、Cr:14〜27%、 Ni:6〜30%、Cu:2〜6%、 Al:0.003〜0.030%、 Mg:0.001〜0.015%、 B:0.001〜0.010%、 N:0.05〜0.35%、 Nb:0.05〜1.5%、 Fe及び不可避的不純物:残り から成ることを特徴とする、高温強度と組織安定性に優
    れるオーステナイト鋼。
  4. (4)重量割合にて、 C:0.15%以下、Si:0.3%以下、Mn:10
    %以下、Cr:14〜27%、 Ni:6〜30%、Cu:2〜6%、 M:0.003〜0.030%、 Mg:0.001〜0.015%、 B:0.001〜0.010%、 N:0.05〜0.35%、 Nb:0.05〜1.5% を含有するとともに、 Mo:0.3〜3.0%、 W:0.5〜5.0% のうちの1種以上をも含み、 Fe及び不可避的不純物:残り から成ることを特徴とする、高温強度と組織安定性に優
    れるオーステナイト鋼。
JP60272838A 1985-12-04 1985-12-04 高温強度の優れたオーステナイト鋼 Expired - Lifetime JPH0830247B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60272838A JPH0830247B2 (ja) 1985-12-04 1985-12-04 高温強度の優れたオーステナイト鋼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60272838A JPH0830247B2 (ja) 1985-12-04 1985-12-04 高温強度の優れたオーステナイト鋼

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62133048A true JPS62133048A (ja) 1987-06-16
JPH0830247B2 JPH0830247B2 (ja) 1996-03-27

Family

ID=17519476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60272838A Expired - Lifetime JPH0830247B2 (ja) 1985-12-04 1985-12-04 高温強度の優れたオーステナイト鋼

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0830247B2 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6411950A (en) * 1987-07-03 1989-01-17 Nippon Steel Corp High-strength austenitic heat-resistant steel reduced in si content
EP0690141A1 (en) 1994-06-28 1996-01-03 Sumitomo Chemical Company, Limited An austenitic heat resistant steel excellent in elevated temperature strength
US6485679B1 (en) * 1999-02-16 2002-11-26 Sandvik Ab Heat resistant austenitic stainless steel
CN101563523A (zh) * 2006-04-21 2009-10-21 国际壳牌研究有限公司 高强度合金
JP2009540110A (ja) * 2006-04-21 2009-11-19 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ 高強度合金
WO2021220913A1 (ja) 2020-04-30 2021-11-04 日本製鉄株式会社 オーステナイト系耐熱鋼の製造方法
WO2021220912A1 (ja) 2020-04-30 2021-11-04 日本製鉄株式会社 オーステナイト系耐熱鋼

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5521547A (en) * 1978-08-01 1980-02-15 Hitachi Metals Ltd Austenite stainless steel having high strength and pitting corrosion resistance

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5521547A (en) * 1978-08-01 1980-02-15 Hitachi Metals Ltd Austenite stainless steel having high strength and pitting corrosion resistance

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6411950A (en) * 1987-07-03 1989-01-17 Nippon Steel Corp High-strength austenitic heat-resistant steel reduced in si content
EP0690141A1 (en) 1994-06-28 1996-01-03 Sumitomo Chemical Company, Limited An austenitic heat resistant steel excellent in elevated temperature strength
US5626817A (en) * 1994-06-28 1997-05-06 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Austenitic heat resistant steel excellent in elevated temperature strength
US6485679B1 (en) * 1999-02-16 2002-11-26 Sandvik Ab Heat resistant austenitic stainless steel
JP5000805B2 (ja) * 1999-02-16 2012-08-15 サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ 耐熱オーステナイトステンレス鋼
CN101563523A (zh) * 2006-04-21 2009-10-21 国际壳牌研究有限公司 高强度合金
JP2009540110A (ja) * 2006-04-21 2009-11-19 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ 高強度合金
WO2021220913A1 (ja) 2020-04-30 2021-11-04 日本製鉄株式会社 オーステナイト系耐熱鋼の製造方法
WO2021220912A1 (ja) 2020-04-30 2021-11-04 日本製鉄株式会社 オーステナイト系耐熱鋼
KR20230002998A (ko) 2020-04-30 2023-01-05 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 오스테나이트계 내열강
KR20230002997A (ko) 2020-04-30 2023-01-05 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 오스테나이트계 내열강의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0830247B2 (ja) 1996-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2165817C (en) Ferritic-austenitic stainless steel and use of the steel
EP0545753A1 (en) Duplex stainless steel having improved strength and corrosion resistance
US5084238A (en) High strength heat-resistant low alloy steels
US5849111A (en) Duplex stainless steel
GB2084187A (en) Ferritic stainless steel
JPH07216511A (ja) 高温強度に優れた高クロムオーステナイト耐熱合金
US20040184946A1 (en) High-strength, heat-resistant alloy for exhaust valves with improved overaging-resistance
JPS58120766A (ja) 高温強度の優れたオ−ステナイトステンレス鋼
EP0438992A1 (en) Austenitic stainless steel
JPS62133048A (ja) 高温強度の優れたオーステナイト鋼
JPS61179835A (ja) 高温強度の優れた耐食性オーステナイト鋼
JP3424599B2 (ja) 熱間加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼
US5814274A (en) Low-Cr ferritic steels and low-Cr ferritic cast steels having excellent high teperature strength and weldability
JPS60100640A (ja) 耐熱耐食性の優れた高クロム合金
USRE28772E (en) High strength corrosion-resistant stainless steel
JPH07138708A (ja) 高温強度と熱間加工性の良好なオーステナイト鋼
JPS62260037A (ja) 耐食性高クロム合金
JPS60155648A (ja) 高靭性フエライト系耐熱鋼
JPH1161342A (ja) 高Crフェライト鋼
JPS61179833A (ja) 高温強度の良好な高耐食オ−ステナイト鋼
JPH062926B2 (ja) 高温クリープ強度の高い耐熱綱
JPH0774414B2 (ja) 高温強度の優れるオ−ステナイト鋼
US3373015A (en) Stainless steel and product
JPH05212582A (ja) 高Crフェライト系耐熱鋼用溶接材料
JPH0377269B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term