JPS63186853A - 酸化物分散強化型高クロム鋼 - Google Patents

酸化物分散強化型高クロム鋼

Info

Publication number
JPS63186853A
JPS63186853A JP30649886A JP30649886A JPS63186853A JP S63186853 A JPS63186853 A JP S63186853A JP 30649886 A JP30649886 A JP 30649886A JP 30649886 A JP30649886 A JP 30649886A JP S63186853 A JPS63186853 A JP S63186853A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel
less
oxide dispersion
toughness
dispersed
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
Application number
JP30649886A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoji Yamanouchi
山之内 直次
Hitoshi Hayakawa
均 早川
Hideto Kimura
秀途 木村
Yusuke Minami
雄介 南
Akihide Yoshitake
明英 吉武
Manabu Tamura
学 田村
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.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan 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 NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Publication of JPS63186853A publication Critical patent/JPS63186853A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (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、高温強度と靭性の優れた高クロム鋼、特に
核融合炉の第一壁用材料に好適な高温強度と靭性の優れ
た高クロム鋼に関するものである。
〔従来技術〕
一般に、核融合炉の第一壁用材料として、次のものが適
用されると考えられている。
サンドビック社(スエーデン)製のHT−9鋼(Cr:
12%、Mai1%、w : 0.5%、V :0.3
%、Ni:0.5%、残部がFe及び不可避不純物)。
前記の鋼は、フェライト鋼で、このフェライト鋼のみが
中性子照射による膨れ現象(スエリング現象と呼ばれる
。以下スエリングと云う。)が小さいことが確められて
おり、核融合炉の第一壁用として有望な材料である。
フェライト鋼は、オーステナイト鋼に較べて、高温強度
が低い欠点及び脆化しやすい欠点をもっている。一方に
おいて高密度中性子照射の環境下では銹導放射能を生ぜ
しめない目的で、Mo、 Ni、Nb、等の元素を合金
元素として添加することが、制限されるので、従来にな
い合金設計が必要となツタ、 ソコテUsvs−1(C
: 0.1t%、V : 1.5%、Cr:2.5%、
残部がFe及び不可避不純物から成る)が核融合炉の第
一壁用材料として提案されている。
(AIME 1984 P2O1〜P2O3,Proc
eedings of Topi−cal Confe
rence on Ferritic A11ays 
for use 1nNuclear  Energ7
  Technology:  N、M、Ghanie
n、  A。
5habaik 、 M、Z、Yousseb)が、高
温強度が不充分であり、最高使用温度は約520℃に過
ぎない(JIS−STAB24相当)。
更に核融合炉の第一壁用材料として次の成分の鋼が提案
されている。 Cr: 9%、W:2%、■:0.25
%、C: 0.1%を含み残部がFe及び不可避不純物
からなる鋼(Journal of Metals1!
383 Oct。
P1O〜P33  rsteels  for  Fu
+ion Reactor  Appli−catio
ns J R,L、KIuch and M、P、Ta
naka) 、この鋼もクリープ強度が不充分である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のフェライト鋼は耐スエリング性には優れているが
高温強度が低かった。又従来のオーステナイト鋼は高温
強度に優れているが耐スエリング性が劣っていた。
本発明は、従来よりも高い高温強度と靭性とを有し、か
つフェライト鋼であることにより中性子照射を受けた際
スエリングの小さい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〕
本発明の酸化物分散強化型高クロム鋼は次の如くである
第1発明鋼は、Feの合金であり重量基準でC: 0.
04〜0.15% Mn: 3.0%以下 S : 0.01%以下 W:0.5〜3.0% Si: 1.0%以下 P : 0.02%以下 Cr:  6.0 〜13.0% Y2O30,1〜5.0  % 残部がFe及び不可避不純物から成る合金であり、Y2
O3は粒径in以下の粒子として分散させた醜化物分散
強化型高クロム鋼。
第2発明鋼は、前述の第1発明鋼に旧=5.0%以下を
含むことを加え、Y2O3を粒径lQ以下の粒子として
分散させた醜化物分散強化型高クロム鋼。
第3発明鋼は、前述の第1発明鋼にTa:0.02〜0
.5%、V :0.01〜0.5%のうち1種又は2種
を含むことを加え、 y2o3粒径11以下の粒子とし
て分散させた酸化物分散強化型高クロム鋼。
第4発明鋼は、前述の第1発明鋼にNi:5.0%以下
Ta:0.02〜0.5%のうち1種又は2種を含むこ
とを加え、Y2O3を粒径111a以下の粒子として分
散させた酸化物分散強化型高クロム鋼である。
第5発明鋼は前述の第1発明鋼にNi:5%以下、V 
: 0.01〜0.5%の1種または2種を含むことを
加え、Y2O3を粒径lQ以下の粒子として分散させた
醜化物分散強化型高クロム鋼である。
〔作用〕
次に本願発明鋼の作用および合金組成成分の限定理由に
ついて述べる。
■第一発明(基本組r&) C:炭化物を生じせしめることが、本発明鋼においては
、靭性を低下せしめる。炭化物を生じせしめないために
は、0.15%以下であること必要である。ただし06
04%未満では強度が低下するので、その範囲を0.0
4〜0.15%と定めた。
5i11%を超えると靭性を低下せしめるので、その範
囲を1%以下とした。
Mn:3%を超えると、Ac1変態点が低下し、均一な
プルテンサイド組織が得難くなるので、その範囲を3%
以下と定めた。
P:粒界に偏析して脆化させるので少い程よいが工業的
には一応の目標値を定めて、その範囲を0.020%以
下と定めた。
S:硫化物となって非金属介在物になって靭性を低下さ
せるので、その範囲を0.01%以下とした。
Cr:高温水中の耐食性を得るためには最低6%を必要
とする。ただし、13%を超えると、靭性を得てかつ焼
き入れ焼き戻し組織を得ることが困難となるので、その
範囲を6〜13%と定めた。
W:高温強度を上げるためには、最小限0.5%必要で
あるが、3%を超えると焼入−相組織を得ることが困難
になるので、その範囲を0.5〜3.0%と定めた。
Y2O3: Y2O3は粒径1g以下の粒子として合金
中に分散して強度を上昇させる。0.1%未満の添加量
では効果が小さく、5%を超えると靭性が低下する0粒
径についても1間を超えると疲労特性が悪化する。
■第二発明鋼は、第−発明鋼の元素の他に、旧:5%を
含む。
Ni:靭性の向上のために添加するが誘導放射能を発生
するので上限を5%とした。
■第三発明鋼は、第−発明鋼の元素の他に、Ta二0.
02〜0.5%、V :0.01〜0.5%のうち1種
又は2種を含む。
Ta:高温強度を高めるためには、最小限0.02%必
要であるが、0.5%を超えると靭性が低下するので、
その範囲を0.02〜0.5%と定めた。
■=高温強度を高めるためには、最小限0.01%必要
であるが、0.5%を超えると靭性が低下するので、そ
の範囲を0.01〜0.5%とした。
■第四発明鋼は、第−発明鋼の元素の他に旧:5%以下
を加え、かつTa:0.02〜0.5%のうち1種また
は2種を含む。
■第3発明鋼は、第−発明銅元素の他にNi:5%以下
、V : 0.01〜0.5%のうち1種または2種を
含む。
Ni、 Ta、 V:の夫々の作用は前述の通りである
次に本発明の実施例について述べる。
〔実施例〕
表1に示す、本発明合金組成を有する合金は、Fe、 
14r+、 Cr、 W、 Ta、Vは金属粉で、Cは
黒鉛粉で、Y2O3はY2O3粉から、次の手順で作っ
た0合計6.5kgの粉末を38!Lのアトライターで
180kgのスチールポールを用いて200rpmの回
転数で20hr混合し、Φ80X15hmの炭素鋼のキ
ャンに入れ熱間押し出しによりΦ30とすることにより
得た。
比較合金の一部は50kg高周波炉にて溶製し、熱間圧
延をすることによって得た。
靭性についてはシャルビ吸収エネルギー遷移温度を求め
た。
高温強度については550℃で20kgf/ m m’
の応力のときのクリープ破断時間によつそ評価した。
その結果を表1に示す、また、第1図にクリープ破断強
度とY2O3含有量との関係を示す、 Y2O3を分散
させた鋼はY2O3を含有しない鋼に較べて、高温強度
が顕著に高まる0図中比較鋼22.23.24.25、
27、も十分な高温強度を有しているが、靭性が低い、
この理由は、夫々、鋼22はWを過剰に含むこと、鋼2
3はCrを過剰に含むこと、鋼24はTaを過剰に含む
こと、鋼25は■を過剰に含むこと、鋼27はY2O3
を過剰に含むことにある。これに比較し本発明鋼1〜2
Iは、高温強度が十分であり、かつ靭性も十分である。
本実験では、添加する酸化物としてY2O3のみを対象
としたが、Y2O3と比重がほぼ等しく、母相と反応し
ないと考えられる、Ce2O3、LaO3、BaZ r
03、Zr2O3、CaZrO2、A、f! 203 
、 Cr2O3、Yb2O3でY2O3の一部ないし全
部を置換しても、本発明と同等の高強度材が得られるこ
とは明らかである。
〔発明の効果〕
本発明の高温強度の優れた酸化物分散強化型高クロム鋼
は、現在の核融合炉の第一壁用材料に使用されているオ
ーステナイト鋼に比べて、フェライト鋼であるため耐ス
エリング性に優れており。
かつ従来のフェライト鋼と較べて高温強度が高く靭性も
優れており、低放射化であり、核融合実験炉の第−壁用
鋼として使用されることが有望である。
又応用分野としてボイラ用鋼、原子炉二次系のるもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例におけるY2O3の含有量と、クリー
プ破断時間(単位hr)の散布図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量基準にて、C:0.04〜0.15%、Mn
    :3.0%以下、S:0.01%以下、W:0.5〜3
    .0%、Si:1.0%以下、P:0.02%以下、C
    r:6.0〜13.0%、Y_2O_3:0.1〜5.
    0%を含み、残部がFe及び不可避不純物から成り、Y
    _2O_3を粒径1μm以下の粒子として分散させた酸
    化物分散強化型高クロム鋼。
  2. (2)重量基準にて、C:0.04〜0.15%、Mn
    :3.0%以下、S:0.01%以下、W:0.5〜3
    .0%、Si:1.0%以下、P:0.02%以下、C
    r:6.0〜13.0%、Y_2O_3:0.1〜5.
    0%を含み、かつNi:5.0%以下を含み、残部がF
    e及び不可避不純物から成り、Y_2O_3を粒径1μ
    m以下の粒子として分散させた酸化物分散強化型高クロ
    ム鋼。
  3. (3)重量基準にて、C:0.04〜0.15%、Mn
    :3.0%以下、S:0.01%以下、W:0.5〜3
    .0%、Si:1.0%以下、P:0.02%以下、C
    r:6、0〜13.0%、Y_2O_3:0.1〜5.
    0%を含み、かつTa:0.02〜0.5%、V:0.
    01〜0.5%の1種または2種を含み、残部がFe及
    び不可避不純物から成り、Y_2O_3を粒径1μm以
    下の粒子として分散させた酸化物分散強化型高クロム鋼
  4. (4)重量基準にて、C:0.04〜0.15%、Mn
    :3.0%以下、S:0.01%以下、W:0.5〜3
    .0%、Si:1.0%以下、P:0.02%以下、C
    r:6.0〜13.0%、Y_2O_3:0.1〜5.
    0%を含み、かつNi:5.0%以下、Ta:0.02
    〜0.5%の1種または2種を含み、残部がFe及び不
    可避不純物から成り、Y_2O_3を粒径1μm以下の
    粒子として分散させた酸化物分散強化型高クロム鋼。
  5. (5)重量基準にて、C:0.04〜0.15%、Mn
    :3.0%以下、S:0.01%以下、W:0.5〜3
    .0%、Si:1.0%以下、P:0.02%以下、C
    r:6.0〜13.0%、Y_2O_3:0.1〜5.
    0%を含み、かつNi:5.0%以下、V:0.01〜
    0.5%の1種または2種を含み、残部がFe及び不可
    避不純物から成り、Y_2O_3を粒径1μm以下の粒
    子として分散させた酸化物分散強化型高クロム鋼。
JP30649886A 1986-09-29 1986-12-24 酸化物分散強化型高クロム鋼 Pending JPS63186853A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22802386 1986-09-29
JP61-228023 1986-09-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63186853A true JPS63186853A (ja) 1988-08-02

Family

ID=16869982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30649886A Pending JPS63186853A (ja) 1986-09-29 1986-12-24 酸化物分散強化型高クロム鋼

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63186853A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01287252A (ja) * 1988-05-11 1989-11-17 Sumitomo Metal Ind Ltd 焼結分散強化型フェライト系耐熱鋼
JPH05247587A (ja) * 1992-03-03 1993-09-24 Nippon Steel Corp 低放射化高強度耐熱鋼板
FR2777020A1 (fr) * 1998-04-07 1999-10-08 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'un alliage ferritique - martensitique renforce par dispersion d'oxydes
CN112481544A (zh) * 2020-10-21 2021-03-12 上海大学 一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法
JP2021095625A (ja) * 2019-12-18 2021-06-24 ケプコ ニュークリア フューエル カンパニー リミテッド フェライト系合金及びこれを用いた核燃料被覆管の製造方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01287252A (ja) * 1988-05-11 1989-11-17 Sumitomo Metal Ind Ltd 焼結分散強化型フェライト系耐熱鋼
JPH05247587A (ja) * 1992-03-03 1993-09-24 Nippon Steel Corp 低放射化高強度耐熱鋼板
FR2777020A1 (fr) * 1998-04-07 1999-10-08 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'un alliage ferritique - martensitique renforce par dispersion d'oxydes
EP0949346A1 (fr) * 1998-04-07 1999-10-13 Commissariat A L'energie Atomique Procédé de fabrication d'un alliage ferritique-martensitique renforce par dispersion d'oxydes
US6485584B1 (en) 1998-04-07 2002-11-26 Commissariat A L'energie Atomique Method of manufacturing a ferritic-martensitic, oxide dispersion strengthened alloy
JP2021095625A (ja) * 2019-12-18 2021-06-24 ケプコ ニュークリア フューエル カンパニー リミテッド フェライト系合金及びこれを用いた核燃料被覆管の製造方法
KR20210077982A (ko) * 2019-12-18 2021-06-28 한전원자력연료 주식회사 페라이트계 합금 및 이를 이용한 핵연료 피복관의 제조방법
US11603584B2 (en) 2019-12-18 2023-03-14 Kepco Nuclear Fuel Co., Ltd. Ferritic alloy and method of manufacturing nuclear fuel cladding tube using the same
CN112481544A (zh) * 2020-10-21 2021-03-12 上海大学 一种高密度氧化物弥散强化钢的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Espy Weldability of nitrogen-strengthened stainless steels
Smith et al. Vanadium-base alloys for fusion first-wall/blanket applications
US20110189496A1 (en) Steel alloy for ferritic steel having excellent creep strength and oxidation resistance at elevated usage temperatures
GB2219004A (en) Dispersion strengthened ferritic steel
WO2008086141A1 (en) Oxidation resistant high creep strength austenitic stainless steel
CN105624469A (zh) 超超临界锅炉用镍基高温合金及其制备方法和应用
CA1068132A (en) High strength ferritic alloy
Huet et al. Dispersion-strengthened ferritic steels as fast-reactor structural materials
Gelles Swelling in several commercial alloys irradiated to very high neutron fluence
Wegrzyn Delta ferrite in stainless steel weld metals
JPS63186853A (ja) 酸化物分散強化型高クロム鋼
CA1245474A (en) Mn-fe base and mn-cr-fe base austenitic alloys
EP1431410B1 (en) Free cutting alloy
Abe et al. Low-temperature aging characteristics of type 316L stainless steel welds: dependence on solidification mode
EP1528112A1 (en) Dispersed oxide reinforced martensitic steel excellent in high temperature strength and method for production thereof
CN101910437B (zh) 具有在焊接热影响区裂纹尖端张开位移性能优异的焊接接头的焊接结构用钢
JPS6335758A (ja) 酸化物分散強化型高マンガンオ−ステナイト鋼
JPH01287252A (ja) 焼結分散強化型フェライト系耐熱鋼
US3795509A (en) Austenitic steel of the cr-ni-mn group
US3496034A (en) Steel resistant to embrittlement by neutron radiation
US4231793A (en) Nickel-base alloy
Ogwu et al. Improving the sensitisation resistance of ferritic stainless steels
US4653684A (en) Welding material for austenite stainless steel having high Si content and method of application
Zhang et al. Effect of the combined addition of Y and Ti on the second phase and mechanical properties of China low-activation martensitic steel
JPH03110097A (ja) オーステナイト系ステンレス鋼溶接用ワイヤ