JPS62243742A - クリ−プ破断強度に優れたオ−ステナイトステンレス鋼 - Google Patents

クリ−プ破断強度に優れたオ−ステナイトステンレス鋼

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JPS62243742A
JPS62243742A JP8718986A JP8718986A JPS62243742A JP S62243742 A JPS62243742 A JP S62243742A JP 8718986 A JP8718986 A JP 8718986A JP 8718986 A JP8718986 A JP 8718986A JP S62243742 A JPS62243742 A JP S62243742A
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steel
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stainless steel
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雄介 南
Hidemichi Kimura
秀途 木村
Manabu Tamura
学 田村
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Nippon Kokan Ltd
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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】 〔産業上の利用分骨〕 この発明は、高温用鋼に係り、特にクリープ破IX ’
J Rに優れたオーステナイトステンレス鋼に関するも
のである。
〔従来の技術〕
18XCr −8XN i系オーステナイトステンし・
ス鋼は、g湿強度に優れNij!:合金等に比べ経済的
であるt二め、ボイラーチューブ等の熱交換器及び化学
工業の反応管等に広く使用されている。
ところで近年ボイラーの蒸気条件の高温高圧化が検討さ
れており、このためより高温強度に浸れた経済的な鋼の
開発が望まれている。
この系統のクリープ破断強度を改蕃する方法としては、
炭化物の析出が有効であり・MzxC6・或いはTiC
,NbC等の炭化物による強化鋼が用いられている。更
にMo、W、Cu等の添加も”a効である。
炭化物による強化は、含有C量を増加させることでより
有効になるが、C景増加に伴い高温の溶体化処理が必要
であり、実際の製造、施工を考慮した場合1200℃程
度が上限であり、炭化物による強化は何れも高価な元素
であるためその含有量には制限がある。
そのtコめ高温高圧用部材として、経済性に優れた高強
度鋼の開発が望まれている。
〔発明の解決すべき問題点〕
本発明は、従来技術の問題点を解決するためのものであ
り、現用鋼より格段に浸れたクリープ破断強度を有し、
高Ni含金に比へ経済性に富むクリープ破断強度に擾れ
たオーステナイトスフ・ルス鋼を提供することを目的と
するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記の問題点を解決するために詳細な検討を
行なった結果酸されたものである。
本発明の第1発明鋼は、 重量基準にて、C; 0.05〜0.15J S i+
1.0X以下、Mn;2.0%以下、N i ;  1
0〜18%、 Cr ;  15〜25X。
Mo ; 1.0〜3.0J Cu ; 2.5〜3.
5XST−N; 0.032以下、P H0,03〜Q
、 08X及びTi;0.5X以下、Nb;1.0北以
下のうち一種又は二種を含有し、且つ(Ti4−Nbl
/C(原子比) 、 0.20〜0.80を満足し、残
部はFe及び不可避不純物からなるクリープ破断強度に
浸れたオーステナイトステルス鋼であり、 本発明の第2発明鋼は、 重量基準ニ1”、C; 0.0!l+〜0.15%、S
i;1.0%以下、Mn;2.Ojj以下、N i ;
  10〜18J Cr ;  15〜25%、M o
 ; 1.O〜3.0J Cu ; 2.s〜:(、s
x、 T−N; 0.03に以下、P H0,03〜0
.01及びTN0.5X以下、Nb、1.0X以下のう
ち一種又は二種を含有し、旦っ(Ti+Nb) /C(
原子比) 、 0.20〜0.80を満足し、更にB;
 0.010X以下、Z r ; 0.10X以下のう
ち一種又は二種を含有し、残部はFe及び不可避不純物
からなるクリープ破断強度に優れたオーステナイトステ
ントス鋼である。
〔作用〕
本発明は、鋼中のPの含有量を適正範囲に制限し、且つ
Ti、Nb量をCiとの対応で調整することにより現用
鋼より格段に廣れたクリープ破断強度を有し、その他特
性が18−8系オーステナイトステルス鋼と同等である
鋼を提供するものである。次に本発明合金組成の成分の
限定理由について述べる。
CF 0.05〜0.15X 高温用オーステナイトステンレス鋼のクリープ破断強度
を向上させるために有効な元素であるが、0.05X未
満では充分な効果が得られず、又0.15Xを超える過
剰添加は熱同加工性及び溶接性を損なうことから上記の
範囲とした。
Si;1.Q*以下 脱酸剤また耐酸化性改善のため添加されるが、1.0に
を超える添加ではシグマ相の析出が生じl1ln化する
ため1に以下とした。
Mn;2.0%以下 脱酸、脱硫またオーステナイト相の安定のため添加され
るが、2.0Xを超える添加は有効ではない。
N i ; 10−18% オーステナイト相の安定のためI0%以上の含有が必要
であるが、過剰の含有はデルタフェライト凝固しないこ
と、また高価となるので上限を18Xとした。
Cr ; 1s〜zsx 耐酸化性から15X以上必要であるが、25Xを超える
とシグマ相等の脆化相の析出が促進されること、又オー
ステナイト相の安定のためN1量を増加させる必要があ
り、経済的でないため上限を252とした。
M o・; 1.0〜3.0% クリープ破断強度の改善に効果があり、1X未満ではそ
の効果が不十分であり、過剰の添加は相安定性、破断延
性を損なうこと、また経済的に有利でないことから上限
を3χとする。
Cu ;  2,5〜3.5g クリープ破断強度を向上させる元素であるが、2.5x
未満ではその効果が^られないこと 3.5Xを超えて
含有させても効果は向上しないこと、また熱間加工性、
破断延性が損なわれることからその範囲を前記の範囲と
定めた。
T−N、0.03%以下 過剰の添加は介在物としてのTiNを増加させるため上
限を0.03ygとした。
P i O,03〜0.08N この元素の添加は本発明の特徴の一つであり、0.03
N未満ではクリープ破断強度に対する効果が十分でなく
、また0、01を超えると溶接性を損なうためその範囲
を上記の範囲とした。
T i 、 N b これらの元素は炭化物を形成しクリープ破断強度の向上
に有効な元素であるが、(Ti+Nb) /C(原子比
)が0.2未満では効果が十分でな/、 、0.8を超
えるとクリープ破断延性が低下するのでその範囲を0.
2〜08に限定し、各元素の上限はクリープ破1tA強
度の向上効果を考り伍し夫々の範囲を0.5x及び1.
Ozに限定した。、 T i及びNbはこれらのうち一
種又は二種を添加することが出来る。
B、Zr 前記の添加元素の他に、第2発明鋼においては、破断強
度、及び延性の改善を目的として、これらの元素を更に
一種又は二種を必要に応じ添加することが出来る。夫々
の範囲は、0.0102及び0.IHを超えて添加して
も効果が向上しないのでその範囲をo、otox以下及
び0.10X以下とする。
次に本発明の実施例について述べる。
〔実施例〕
本実施例に供した本発明鋼並びに比較鋼の化学成分並び
に1tli的特性を次表に示す。
表に示したNal〜20の鋼(本発明鋼Na 1〜9.
比較鋼No、l(1〜20) ヲ溶製し、10kgmj
mトl、りc7)t+FA間圧延で12關tの板にした
。この板を表に示した;=度で溶体化処理を行い、クリ
ープ破断試験片、パレスI・レイン試験用素材を採取し
た。
クリープ破断強度は650℃、28 k%、 r / 
nun’で行い、溶1災性を評価するパレストレイJ試
験はT I Gで人、tlAl 9.3 k V / 
cm 、付加4 里1 、5にで行い全割れ長さを測定
し、溶接割れ感受性を評価した。
不発IJ清の特徴であるPffiに関しては、P量の少
ない比較鋼No、 10 、 14 、 17 、 1
8は破断時間が1000時間以下であるに対して、本発
明鋼は何れ41000時間以上の破断時間を示した。
plの多い比較鋼&、 11 (Po、092wtX1
は破断時間は4210時間と長いが、破断伸びは2%迄
低下し、fB接割れ想受性も増大している。このことか
ら本発明鋼のP、lは0.03X〜0.08wtXが好
ましいことが判る。
TiC,NbCはクリープ破断強度の改善に有効である
が、その量が少ない場合十分な効果が期待出来ない。
比較鋼No、 12で示すように(Ti+Nb) /C
(原子比)が0.2未満の場合破断時間は1000時間
以下である。
又この比が0.80を超えると破断時間は3000Fl
同以上となるが、破断延性は°3%3%迄低下。このた
め破断強度、延性を十分満足するtコめには、(Ti+
Nb) /C(原子比)を0.20〜0.80の範囲に
することが必要があることは明らかである。
溶体化処理温度を高温にすることで比較ff4 No、
 16で示すように破断時間は長くなるが、1250℃
という実施上困難な温度が要求される。
Mo、Cuは破断強度に対して有効であるが、高価な元
素であり、経済的ではないこと、また比較W4Na19
,20で示すように過剰の3有は破断延性を低下させる
ことから、本発明鋼の上限は夫々3.0.3.5wt2
にすることが必要であることは明らかである。
本発明鋼No、、5.6で示すように適量のB、Zrの
添加は破断強度に有効であることは表より明らかである
〔発明の効果〕
本発明のオーステナイトステンレス鋼は、実施例に明ら
かなように、低廉な元素の微量添加により諸特性を低下
せずに、現用鋼より格段に層れたクリープ破断強度を有
し、高Ni合金に比ベクリープ破断強度を大幅に改善さ
せ、経済性に富む効果等を案するものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量基準にて、C;0.05〜0.15%、Si
    ;1.0%以下、Mn;2.0%以下、Ni;10〜1
    8%、Cr;15〜25%、Mo;1.0〜3.0%、
    Cu;2.5〜3.5%、T−N;0.03%以下、P
    ;0.03〜0.08%及びTi;0.5%以下、Nb
    ;1.0%以下のうち一種又は二種を含有し、且つ(T
    i+Nb)/C(原子比);0.20〜0.80を満足
    し、残部はFe及び不可避不純物からなることを特徴と
    するクリープ破断強度に優れたオーステナイトステンレ
    ス鋼。
  2. (2)重量基準にて、C;0.05〜0.15%、Si
    ;1.0%以下、Mn;2.0%以下、Ni;10〜1
    8%、Cr;15〜25%、Mo;1.0〜3.0%、
    Cu;2.5〜3.5%、T−N;0.03%以下、P
    ;0.03〜0.08%及びTi;0.5%以下、Nb
    ;1.0%以下のうち一種又は二種を含有し、且つ(T
    i+Nb)/C(原子比);0.20〜0.80を満足
    し、更にB;0.010%以下、Zr;0.10%以下
    のうち一種又は二種を含有し、残部はFe及び不可避不
    純物からなることを特徴とするクリープ破断強度に優れ
    たオーステナイトステンレス鋼。
JP8718986A 1986-04-17 1986-04-17 クリ−プ破断強度に優れたオ−ステナイトステンレス鋼 Granted JPS62243742A (ja)

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