JPS629186B2 - - Google Patents
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- JPS629186B2 JPS629186B2 JP3554882A JP3554882A JPS629186B2 JP S629186 B2 JPS629186 B2 JP S629186B2 JP 3554882 A JP3554882 A JP 3554882A JP 3554882 A JP3554882 A JP 3554882A JP S629186 B2 JPS629186 B2 JP S629186B2
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Landscapes
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
この発明は、耐食性にすぐれしかも強度の高い
Ni―Cr合金の製造方法に関する。 Ni―Cr合金、例えばAlloy600（75Ni―15Cr―
Fe）、Alloy690（60Ni―30Cr―Fe）等は、原子
力プラントや化学プラントなどのチユーブ、容
器、その他付属品として使用される厚板、丸棒、
パイプおよび各種鍛造品に採用される。 ところでかかるNi―Cr合金の場合、0.2％耐力
で25Kgｆ／mm2を満たすためには少なくとも0.06％
程度のＣ含有が必要との見方が一般的であり、こ
のため例えば上記Alloy600でもＣが約0.06％で、
かかる高Ｃの故に耐食性の劣化は免れない。こう
した事情から、従来一般に、Ni―Cr合金の場合
には、熱間加工を950〜1200℃の温度範囲で行
い、1100℃程度に加熱保持して焼鈍後、急冷する
という段取りで未固溶のCr炭化物のない状態、
すなわち粒界にCr炭化物の析出がなく鋭敏化し
ていない状態として、使用に供するというのが通
例であつた。 しかるに普通は、熱処理されたあと、この合金
成品は、使用に当り組立・施工に必要な加工や溶
接を受けて導入された歪除去を目的に行われる応
力除去焼鈍（例えば、500〜600℃に５〜20時間加
熱、以下これをSR処理と呼ぶ）によつて、また
300℃程度に加熱される使用環境によつて、或い
は溶接時の熱影響によつて、粒界へのCr炭化物
の析出が起こる。このような理由から従来、Ni
―Cr合金からなる成品は通常、鋭敏化した状態
での使用を余儀なくされていたわけである。 本発明の目的は、上記SR処理等を受けても鋭
敏化せず、しかも強度的にも従来のNi―Cr合金
に遜色ないNi―Cr合金を製造する方法の提供に
ある。 すなわち本発明の要旨とするところは、C0.04
％以下、Si1.0％以下、Mn1.0％以下、P0.030％以
下、S0.005％以下、Ni50〜80％、Cr15〜35％、
Al0.1〜0.5％で、更にNb0.10〜2.0％を含有し、
残部は実質的にFeからなる合金を、1050〜1250
℃に加熱して熱間加工を開始し、750〜1200℃の
加工終了までに30％以上の加工率を与え、その際
必ず950℃〜750℃の温度範囲で加工率15％以上の
加工を付与し、次いでＣ量に応じて260log（％
Ｃ）＋1200〜260log（％Ｃ）＋1380℃の温度で15分
以上２時間以内の焼鈍を行うことを特徴とする耐
食性および強度の良好なNi―Cr合金の製造法、
にある。 Ni―Cr合金の製造法に係る上記本発明は、要
するに、 Ｃ量を低減し、かつNbを適量添加すること
により、SR処理や溶接熱影響に基くCr炭化物
の粒界への析出を抑制し、鋭敏化による耐食性
の劣化を防ぎ、 Ｃ低減による強度、とくに0.2％耐力の低下
を、熱間加工条件と熱処理条件を適正管理する
ことにより補い、 更にNbC又はNb（CN）を粒内に均一分布さ
せ、加えて未固溶のCr炭化物を積極的に粒内
に残留させることによつて、強度のより一層の
向上を図ろうというものである。 本発明に使用するNi―Cr合金の各成分限定の
理由は以下の通りである。 Ｃ：強度上昇に有効であるが、その反面SRまた
は溶接熱影響部において、Cr炭化物の粒界へ
の析出を容易にし、鋭敏化を促進する弊害があ
る。このため、Ｃは0.04％を上限とする必要が
ある。 Nb：Ｃの固定化作用を有するために、0.1〜2.0％
添加することによつて耐応力腐食割れ性の向上
が得られる。Nbはまた、粒内にNbC又はNb
（CN）として分布し、析出効果と固溶効果によ
り強度を向上させるものと考えられる。 Si，Mn，Al：何れも脱酸元素として有効なもの
である。各成分とも下限値未満ではその効果が
期待できず、一方上限値をこえると合金の清浄
度に悪影響が出る。 Ni：耐食性向上にきわめて有効な元素であり、
とくにCl-を含む高温水環境下での耐応力腐食
割れ性を高める効果がある。このためNiは、
50％以上必要とされる。一方、80％を越えると
上記した効果の飽和を来たし、Cr添加量が制
限されることとなるため、80％以下とする。 Cr：耐食性確保上必須の元素である。15％未満
では効果が不足し、35％を越える含有は熱間加
工性の劣化をもたらす。 Ｐ：0.030％を越えると熱間加工性を害するた
め、0.030％以下とする。 Ｓ：上記同様熱間加工性確保にとつて好ましくな
い元素である。とくに本発明の方法では、低温
での熱間加工を実施するため、とりわけＳを低
くする必要があり、したがつて0.005％以下と
した。 上記組成になるNi―Cr合金を用い、本発明の
方法では、熱間加工を1050〜1250℃に加熱して実
施するが、これは、加熱温度が1050℃未満では熱
間加工時の変形抵抗が大きくなり、後述する30％
以上の熱間加工が不可能となり、他方1250℃を越
えると熱間変形能の劣化が著しく熱間加工の困難
を来たす、からである。 上記熱間加工における加工率（肉厚または板厚
減少率）としては、30％以上が必要である。加工
率の上昇とともに結晶粒が微細化して強度が上が
る傾向があり、熱間加工後の焼鈍により0.2％耐
力で25Kgｆ／mm2以上を確保するのに、加工率は30
％必要である。 本発明では、上記熱間加工の際、950℃〜750℃
の温度範囲での加工率をを15％以上とする制限が
加えられているが、これは以下の理由による。す
なわち、950℃〜750℃の温度範囲では熱間圧延中
に再結晶化が進行しにくいため、熱間圧延後に未
再結晶組織が得られる。熱間圧延後の段階で未再
結晶組織を呈すれば、その後の焼鈍による再結晶
化によつて微細な結晶粒が確保でき、しかもこの
場合粒内にCr炭化物が取り残された再結晶組織
が生成される。この950℃〜750℃での加工率が15
％未満では、焼鈍による再結晶化が十分に期待で
きず、Cr炭化物が粒界に残つて耐食性の劣化が
みられる。 熱間加工の仕上げ温度は、750〜1200℃の範囲
にする必要がある。仕上げ温度が750℃未満では
変形抵抗の増大によつて熱間加工が困難となると
ともに、変形能も低下する結果、熱間圧延時割れ
発生が避けられない。 このような熱間圧延後、焼鈍を実施するもので
あるが、この焼鈍は、Ｃ量に応じて260log（％
Ｃ）＋1200〜260log（％Ｃ）＋1380℃の温度で15分
以上２時間以内とする必要がある。温度が下限値
を下廻りかつ15分未満では、再結晶化が不十分と
なつて粒界のCr炭化物が一部残留して耐食性が
劣化する。また、上限値を越える温度で２時間を
上廻る長時間焼鈍を行うと、Cr炭化物が母相に
固溶してしまい、0.2％耐力で25Kgｆ／mm2以上の
確保が困難となるとともに、SR処理等によつて
粒界に再びCr炭化物が析出し鋭敏化される。 次に、本発明を実施例を掲げて説明する。 第１表に示す４種類のNi―Cr合金を、10tonの
電気炉で溶製し、造塊―分塊を経て150mm厚のス
ラブとし、続いて第２表に示す条件にて熱間圧延
―焼鈍を行つた。 得られた板材より直径14mmの引張試験片、1.0
mm厚×10mm巾×40mm長の腐食試験片および２mm厚
×10mm巾×75mm長の応力腐食割れ試験片をそれぞ
れ採取し、各対応の試験に供した。 腐食試験としては、試験片を40％硝酸の沸騰水
溶液中に24時間浸漬し、その腐食速度（ｇ／m2
ｈ）を測定する方法をとつた。 応力腐食割れ試験としては、上記試験片を２枚
重ね合せてＵ字型に曲げた、いわゆるＵ―ベンド
試験片をオートクレーブ（高温高圧容器）を用い
て、純水に1000ppmCl-イオンを含む溶液中に
2000時間浸漬し、このときの割れの深さを顕微鏡
で調査するという試験を実施した。この際、試験
片としては、焼鈍まま、SR処理（550℃×10hr）
を行なつたもの、溶接（80A）による熱影響に相
当する熱履歴を与えたもの、の３種類を使用し
た。 上記３つの試験結果は第２表および第３表に示
したとおりである。
Ni―Cr合金の製造方法に関する。 Ni―Cr合金、例えばAlloy600（75Ni―15Cr―
Fe）、Alloy690（60Ni―30Cr―Fe）等は、原子
力プラントや化学プラントなどのチユーブ、容
器、その他付属品として使用される厚板、丸棒、
パイプおよび各種鍛造品に採用される。 ところでかかるNi―Cr合金の場合、0.2％耐力
で25Kgｆ／mm2を満たすためには少なくとも0.06％
程度のＣ含有が必要との見方が一般的であり、こ
のため例えば上記Alloy600でもＣが約0.06％で、
かかる高Ｃの故に耐食性の劣化は免れない。こう
した事情から、従来一般に、Ni―Cr合金の場合
には、熱間加工を950〜1200℃の温度範囲で行
い、1100℃程度に加熱保持して焼鈍後、急冷する
という段取りで未固溶のCr炭化物のない状態、
すなわち粒界にCr炭化物の析出がなく鋭敏化し
ていない状態として、使用に供するというのが通
例であつた。 しかるに普通は、熱処理されたあと、この合金
成品は、使用に当り組立・施工に必要な加工や溶
接を受けて導入された歪除去を目的に行われる応
力除去焼鈍（例えば、500〜600℃に５〜20時間加
熱、以下これをSR処理と呼ぶ）によつて、また
300℃程度に加熱される使用環境によつて、或い
は溶接時の熱影響によつて、粒界へのCr炭化物
の析出が起こる。このような理由から従来、Ni
―Cr合金からなる成品は通常、鋭敏化した状態
での使用を余儀なくされていたわけである。 本発明の目的は、上記SR処理等を受けても鋭
敏化せず、しかも強度的にも従来のNi―Cr合金
に遜色ないNi―Cr合金を製造する方法の提供に
ある。 すなわち本発明の要旨とするところは、C0.04
％以下、Si1.0％以下、Mn1.0％以下、P0.030％以
下、S0.005％以下、Ni50〜80％、Cr15〜35％、
Al0.1〜0.5％で、更にNb0.10〜2.0％を含有し、
残部は実質的にFeからなる合金を、1050〜1250
℃に加熱して熱間加工を開始し、750〜1200℃の
加工終了までに30％以上の加工率を与え、その際
必ず950℃〜750℃の温度範囲で加工率15％以上の
加工を付与し、次いでＣ量に応じて260log（％
Ｃ）＋1200〜260log（％Ｃ）＋1380℃の温度で15分
以上２時間以内の焼鈍を行うことを特徴とする耐
食性および強度の良好なNi―Cr合金の製造法、
にある。 Ni―Cr合金の製造法に係る上記本発明は、要
するに、 Ｃ量を低減し、かつNbを適量添加すること
により、SR処理や溶接熱影響に基くCr炭化物
の粒界への析出を抑制し、鋭敏化による耐食性
の劣化を防ぎ、 Ｃ低減による強度、とくに0.2％耐力の低下
を、熱間加工条件と熱処理条件を適正管理する
ことにより補い、 更にNbC又はNb（CN）を粒内に均一分布さ
せ、加えて未固溶のCr炭化物を積極的に粒内
に残留させることによつて、強度のより一層の
向上を図ろうというものである。 本発明に使用するNi―Cr合金の各成分限定の
理由は以下の通りである。 Ｃ：強度上昇に有効であるが、その反面SRまた
は溶接熱影響部において、Cr炭化物の粒界へ
の析出を容易にし、鋭敏化を促進する弊害があ
る。このため、Ｃは0.04％を上限とする必要が
ある。 Nb：Ｃの固定化作用を有するために、0.1〜2.0％
添加することによつて耐応力腐食割れ性の向上
が得られる。Nbはまた、粒内にNbC又はNb
（CN）として分布し、析出効果と固溶効果によ
り強度を向上させるものと考えられる。 Si，Mn，Al：何れも脱酸元素として有効なもの
である。各成分とも下限値未満ではその効果が
期待できず、一方上限値をこえると合金の清浄
度に悪影響が出る。 Ni：耐食性向上にきわめて有効な元素であり、
とくにCl-を含む高温水環境下での耐応力腐食
割れ性を高める効果がある。このためNiは、
50％以上必要とされる。一方、80％を越えると
上記した効果の飽和を来たし、Cr添加量が制
限されることとなるため、80％以下とする。 Cr：耐食性確保上必須の元素である。15％未満
では効果が不足し、35％を越える含有は熱間加
工性の劣化をもたらす。 Ｐ：0.030％を越えると熱間加工性を害するた
め、0.030％以下とする。 Ｓ：上記同様熱間加工性確保にとつて好ましくな
い元素である。とくに本発明の方法では、低温
での熱間加工を実施するため、とりわけＳを低
くする必要があり、したがつて0.005％以下と
した。 上記組成になるNi―Cr合金を用い、本発明の
方法では、熱間加工を1050〜1250℃に加熱して実
施するが、これは、加熱温度が1050℃未満では熱
間加工時の変形抵抗が大きくなり、後述する30％
以上の熱間加工が不可能となり、他方1250℃を越
えると熱間変形能の劣化が著しく熱間加工の困難
を来たす、からである。 上記熱間加工における加工率（肉厚または板厚
減少率）としては、30％以上が必要である。加工
率の上昇とともに結晶粒が微細化して強度が上が
る傾向があり、熱間加工後の焼鈍により0.2％耐
力で25Kgｆ／mm2以上を確保するのに、加工率は30
％必要である。 本発明では、上記熱間加工の際、950℃〜750℃
の温度範囲での加工率をを15％以上とする制限が
加えられているが、これは以下の理由による。す
なわち、950℃〜750℃の温度範囲では熱間圧延中
に再結晶化が進行しにくいため、熱間圧延後に未
再結晶組織が得られる。熱間圧延後の段階で未再
結晶組織を呈すれば、その後の焼鈍による再結晶
化によつて微細な結晶粒が確保でき、しかもこの
場合粒内にCr炭化物が取り残された再結晶組織
が生成される。この950℃〜750℃での加工率が15
％未満では、焼鈍による再結晶化が十分に期待で
きず、Cr炭化物が粒界に残つて耐食性の劣化が
みられる。 熱間加工の仕上げ温度は、750〜1200℃の範囲
にする必要がある。仕上げ温度が750℃未満では
変形抵抗の増大によつて熱間加工が困難となると
ともに、変形能も低下する結果、熱間圧延時割れ
発生が避けられない。 このような熱間圧延後、焼鈍を実施するもので
あるが、この焼鈍は、Ｃ量に応じて260log（％
Ｃ）＋1200〜260log（％Ｃ）＋1380℃の温度で15分
以上２時間以内とする必要がある。温度が下限値
を下廻りかつ15分未満では、再結晶化が不十分と
なつて粒界のCr炭化物が一部残留して耐食性が
劣化する。また、上限値を越える温度で２時間を
上廻る長時間焼鈍を行うと、Cr炭化物が母相に
固溶してしまい、0.2％耐力で25Kgｆ／mm2以上の
確保が困難となるとともに、SR処理等によつて
粒界に再びCr炭化物が析出し鋭敏化される。 次に、本発明を実施例を掲げて説明する。 第１表に示す４種類のNi―Cr合金を、10tonの
電気炉で溶製し、造塊―分塊を経て150mm厚のス
ラブとし、続いて第２表に示す条件にて熱間圧延
―焼鈍を行つた。 得られた板材より直径14mmの引張試験片、1.0
mm厚×10mm巾×40mm長の腐食試験片および２mm厚
×10mm巾×75mm長の応力腐食割れ試験片をそれぞ
れ採取し、各対応の試験に供した。 腐食試験としては、試験片を40％硝酸の沸騰水
溶液中に24時間浸漬し、その腐食速度（ｇ／m2
ｈ）を測定する方法をとつた。 応力腐食割れ試験としては、上記試験片を２枚
重ね合せてＵ字型に曲げた、いわゆるＵ―ベンド
試験片をオートクレーブ（高温高圧容器）を用い
て、純水に1000ppmCl-イオンを含む溶液中に
2000時間浸漬し、このときの割れの深さを顕微鏡
で調査するという試験を実施した。この際、試験
片としては、焼鈍まま、SR処理（550℃×10hr）
を行なつたもの、溶接（80A）による熱影響に相
当する熱履歴を与えたもの、の３種類を使用し
た。 上記３つの試験結果は第２表および第３表に示
したとおりである。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
第２表において、合金成分と製造条件の両方が
本発明範囲に入る本発明例は全て、引張試験結果
が常法で得た従来例に全く遜色なく、第４表に示
したAlloy600，Alloy690に関するJIS規格値を可
成り上廻つており、本発明の方法によれば、きわ
めて良好な引張特性をもつNi―Cr合金が得られ
ることが分る。因みに、合金成分は本発明範囲に
入るが製造条件が常法のままの比較例は、とくに
0.2％耐力の点で劣つている。 また第３表においては、上記本発明例は、従来
例に較べ、焼鈍まま、SR処理後の何れの段階で
も耐食性が著しく勝つているのが明らかである。
とくに従来例では、SR処理後、溶接熱影響部の
40％硝酸による腐食、応力腐食割れの何れもが著
しくなつているのに対し、本発明例では、これが
きわめて効果的に抑制されており、本発明の方法
では、焼鈍ままでは勿論のこと、SR処理や溶接
熱影響部においても著しく優れた耐食性を有する
Ni―Cr合金を製造できることが実証された。な
お、比較例は、このような腐食の点でも、従来例
より稍々すぐれる程度で、本発明には全く及ばな
い。
本発明範囲に入る本発明例は全て、引張試験結果
が常法で得た従来例に全く遜色なく、第４表に示
したAlloy600，Alloy690に関するJIS規格値を可
成り上廻つており、本発明の方法によれば、きわ
めて良好な引張特性をもつNi―Cr合金が得られ
ることが分る。因みに、合金成分は本発明範囲に
入るが製造条件が常法のままの比較例は、とくに
0.2％耐力の点で劣つている。 また第３表においては、上記本発明例は、従来
例に較べ、焼鈍まま、SR処理後の何れの段階で
も耐食性が著しく勝つているのが明らかである。
とくに従来例では、SR処理後、溶接熱影響部の
40％硝酸による腐食、応力腐食割れの何れもが著
しくなつているのに対し、本発明例では、これが
きわめて効果的に抑制されており、本発明の方法
では、焼鈍ままでは勿論のこと、SR処理や溶接
熱影響部においても著しく優れた耐食性を有する
Ni―Cr合金を製造できることが実証された。な
お、比較例は、このような腐食の点でも、従来例
より稍々すぐれる程度で、本発明には全く及ばな
い。
Claims (1)
- １ C0.04％以下、Si1.0％以下、Mn1.0％以下、
P0.030％以下、S0.005％以下、Ni50〜80％、
Cr15〜35％、Al0.1〜0.5％で、更にNb0.10〜2.0
％を含有し、残部は実質的にFeからなる合金
を、1050〜1250℃に加熱して熱間加工を開始し、
加工終了までに30％以上の加工率を与え、その際
必ず950℃〜750℃の温度範囲で加工率15％以上の
加工を付与し、次いでＣ量に応じて260log（％
Ｃ）＋1200〜260log（％Ｃ）＋1380℃の温度で15分
以上２時間以内の焼鈍を行うことを特徴とする耐
食性および強度の良好なNi―Cr合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3554882A JPS58153763A (ja) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | ニツケル・クロム合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3554882A JPS58153763A (ja) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | ニツケル・クロム合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58153763A JPS58153763A (ja) | 1983-09-12 |
| JPS629186B2 true JPS629186B2 (ja) | 1987-02-26 |
Family
ID=12444773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3554882A Granted JPS58153763A (ja) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | ニツケル・クロム合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58153763A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63180875A (ja) * | 1987-01-22 | 1988-07-25 | Nec Corp | レ−ダ信号処理装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60100655A (ja) * | 1983-11-04 | 1985-06-04 | Mitsubishi Metal Corp | 耐応力腐食割れ性のすぐれた高Ｃｒ含有Νｉ基合金部材の製造法 |
| JPS61217561A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-09-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Ｎｉ基合金の製造方法 |
| FR2596066B1 (fr) * | 1986-03-18 | 1994-04-08 | Electricite De France | Alliage austenitique nickel-chrome-fer |
-
1982
- 1982-03-05 JP JP3554882A patent/JPS58153763A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63180875A (ja) * | 1987-01-22 | 1988-07-25 | Nec Corp | レ−ダ信号処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58153763A (ja) | 1983-09-12 |
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