JPS6411102B2 - - Google Patents
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- JPS6411102B2 JPS6411102B2 JP15556684A JP15556684A JPS6411102B2 JP S6411102 B2 JPS6411102 B2 JP S6411102B2 JP 15556684 A JP15556684 A JP 15556684A JP 15556684 A JP15556684 A JP 15556684A JP S6411102 B2 JPS6411102 B2 JP S6411102B2
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Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、石油化学、石油精製あるいは石炭液
化用などの高温高圧水素環境下で使用される圧力
容器用オーバレイステンレスクラツド鋼に関する
ものである。 （従来技術） 従来、Cr―Mo鋼を母材としたオーバレイステ
ンレスクラツド鋼は、使用環境の高温化と水素分
圧の増大により、母材とステンレスクラツドとの
境界層において水素脆化によるはく離割れ（以
下、水素脆化はく離現象という）が起こり易い。
近年の石油化学、石油精製、重質油分解、あるい
は石炭液化などのプロセスにおける機器構成材料
では特に高温高圧化によるこの水素脆化はく離現
象に対する抵抗性の高いことが要請されている。
一般にオーステナイトステンレス鋼は水素脆化に
対する感受性は小さく、抵抗性に優れているもの
と考えられているが、オーバレイステンレスクラ
ツド鋼の母材／ステンレス鋼の境界層には水素脆
化はく離現象が生ずる。その理由は、この境界層
近傍においてステンレス鋼が一般の単体とは異な
つた金属組織を形成し、そのオーステナイト結晶
粒が比較的大きくなること、また更にオーバレイ
後の溶接後熱処理過程での母材からステンレス鋼
への炭素の拡散移行などに起因して水素脆化感受
性が増大するためと考えられている。従来は、こ
の問題を解決するため溶接条件の改良あるいは初
層オーバレイの材質の改良などがなされてきたが
未だ満足な結果は得られない。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の従来技術の欠点を克服するた
めになされたものである。すなわち、高温高圧水
素環境下で使用される従来のオーバレイステンレ
スクラツド鋼においては、オーバレイステンレ鋼
のオーステナイト結晶粒の粗大化および溶接後熱
処理過程での母材からステンレス鋼への炭素の拡
散移行などに起因して発生する境界層における水
素脆化はく離現象の問題があつた。本発明はこの
問題を解決し、水素脆化はく離抵抗性の優れたオ
ーバレイステンレスクラツド鋼を提供せんとする
ものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、上記した水素脆化感受性の増大の原
因となる境界層近傍のオーバレイステンレス鋼の
オーステナイト結晶粒の粗大化および溶接後熱処
理過程で母材からステンレス鋼へ炭素が拡散移行
することの両者を阻止するために、母材中に特殊
合金元素を含有せしめたものである。 本発明の構成は、高温高圧水素環境化で使用す
るJIS・SCMV5（圧力容器用３％Cr―１％Mo鋼
板）を母材としたオーバレイステンレスクラツド
鋼において、該母材中に重量比でＶを0.10〜0.35
％含有させ、かつTi又はNbを単独で0.015〜
0.040％含有させるかあるいはTiおよびNbを複合
してその合計量が0.015〜0.040％となるよう含有
させたはく離抵抗性の優れたオーバレイステンレ
スクラツド鋼である。 （作用） 次に本発明のオーバレイステンレスクラツド鋼
の発明の構成要件であるＶ、TiおよびNbの成分
限定理由について説明する。 ａ バナジウム 母材中のＶは、同じく母材中に存するCrおよ
びMoよりも炭素との親和力が強い強炭化物形成
元素であり、オーバレイ溶接後の溶接後熱処理過
程で母材中の炭素を結合し、これを炭化物（V4
―C3）として固定するので母材からステンレス
鋼へ炭素が拡散移行することを軽減する。Ｖが炭
素と結合しV4C3を形成し炭素を固定するために
は、その含有量は0.10％以上必要であり、一方
0.35％を越えて含有させるとオーバレイ溶接時の
母材溶接熱影響部に溶接後熱処理過程で割れ
（SR割れ）の生ずる原因となるので、0.35％以下
にする必要がある。 ｂ チタニウム、ニオビウム TiおよびNbは、母材／ステンレス鋼境界層の
ステンレス鋼側のオーステナイト結晶粒を細粒化
するためのものである。オーバレイ溶接したオー
ステナイトステンレス鋼のオーステナイト結晶粒
度は、その溶融金属の核発生一粒子成長という凝
固形態に支配される。そして、母材中に含まれる
TiおよびNbはオーバレイ溶接中に母材／ステン
レス鋼境界層において高融点の窒化物を形成し、
これが溶融ステンレスの凝固時の核発生箇所とな
り、境界層のステンレス鋼側のオーステナイト結
晶粒を細粒化する。この細粒化のためには、Ti
あるいはNb単独、または、TiおよびNbの複合
で、その含有量を0.015％以上にする必要がある。
この下限量はオーステナイト結晶粒の細粒下に必
要な境界層での窒化物の形成に要する含有量の下
限に相当する。一方TiおよびNbも強炭化物形成
元素であり、その含有量が増大すると、母材の焼
入時にその温度域（900〜950℃）に過熱された
際、これら元素が炭素と結合して炭化物を形成し
炭素を固定することとなり母材の焼入性および機
械的強度の低下をまねく。そのためTiあるいは
Nbの単独含有量および両者の複合含有量をいず
れも0.040％以下にする必要がある。 （実施例） 本発明の実施例は、第１表Ａ〜Ｃに示した組成
を有する母材にSUS347をオーバレイ溶接したオ
ーバレイステンレスクラツド鋼である。該母材は
JIS規格SCMV5鋼板にそれぞれ同欄記載のとお
りＶ、TiおよびNbを含有させたものである。ま
た第１表Ｄは比較材であり、これはJIS規格
SCMV5鋼板に同じくSUS347をオーバレイ溶接
したオーバレイステンレスクラツド鋼である。 第１表記載の各クラツド鋼に、オーバレイ溶接
後、690℃×26時間の溶接後熱処理を加え、厚さ
55mm×巾50mm×長さ110mmのオーバレイ部を含む
各試験斤に機械加工し、試験に供した。試験方法
は、オートクレーブを用い、温度条件375〜575
℃、水素圧条件150Kg／cm2にて高温高圧水素環境
下に暴露し、空冷後所定時間大気中に放置し、は
く離割れの有無を調査したものである。第２表は
その結果を示すものである。同表に示したとお
り、本発明実施例Ａ〜Ｃは、いずれも575℃の最
高試験温度まで、はく離割れは生ぜず、一方、比
較材Ｄは450℃ではく離割れが生じ475℃および
500℃では著しいはく離割れが生じている。この
結果から明らかなとおり、実施例Ａ〜Ｃの水素脆
化はく離抵抗性は極めて優れている。 更に、実施例Ａおよび比較材Ｄの溶接後熱処理
後、母材／ステンレス境界層近傍の金属組織を第
１図に示す。第１図においてイは実施例Ａの、ロ
は比較材Ｄの組織をそれぞれ示すものである。第
１図から明らかなとおり、実施例Ａのオーバレイ
ステンレス鋼のオーステナイト結晶粒は比較材Ｄ
のそれに比べてはるかに微細である。また比較材
Ｄにおいて、境界層近傍のステンレス鋼側のオー
ステナイト結晶粒界は、母材から拡散移行した炭
素が高密度に炭化物としてその粒界面に析出した
様相が明らかである。 これらの水素脆化はく離割れ性の評価試験を、
SUS309、SUS316などの他のオーステナイト系
ステンレス鋼を用いたクラツド鋼についても実施
し、いずれも優れた抵抗性を有することを確認し
た。 （効 果） 本発明は、上記した構成を採ることにより、従
来技術の欠点を克服し、高温高圧水素環境下で使
用される水素脆化はく離抵抗性の優れたオーバレ
イステンレスクラツド鋼を実現したものであり、
その効果は実施例に示したとおり極めて顕著であ
る。
化用などの高温高圧水素環境下で使用される圧力
容器用オーバレイステンレスクラツド鋼に関する
ものである。 （従来技術） 従来、Cr―Mo鋼を母材としたオーバレイステ
ンレスクラツド鋼は、使用環境の高温化と水素分
圧の増大により、母材とステンレスクラツドとの
境界層において水素脆化によるはく離割れ（以
下、水素脆化はく離現象という）が起こり易い。
近年の石油化学、石油精製、重質油分解、あるい
は石炭液化などのプロセスにおける機器構成材料
では特に高温高圧化によるこの水素脆化はく離現
象に対する抵抗性の高いことが要請されている。
一般にオーステナイトステンレス鋼は水素脆化に
対する感受性は小さく、抵抗性に優れているもの
と考えられているが、オーバレイステンレスクラ
ツド鋼の母材／ステンレス鋼の境界層には水素脆
化はく離現象が生ずる。その理由は、この境界層
近傍においてステンレス鋼が一般の単体とは異な
つた金属組織を形成し、そのオーステナイト結晶
粒が比較的大きくなること、また更にオーバレイ
後の溶接後熱処理過程での母材からステンレス鋼
への炭素の拡散移行などに起因して水素脆化感受
性が増大するためと考えられている。従来は、こ
の問題を解決するため溶接条件の改良あるいは初
層オーバレイの材質の改良などがなされてきたが
未だ満足な結果は得られない。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の従来技術の欠点を克服するた
めになされたものである。すなわち、高温高圧水
素環境下で使用される従来のオーバレイステンレ
スクラツド鋼においては、オーバレイステンレ鋼
のオーステナイト結晶粒の粗大化および溶接後熱
処理過程での母材からステンレス鋼への炭素の拡
散移行などに起因して発生する境界層における水
素脆化はく離現象の問題があつた。本発明はこの
問題を解決し、水素脆化はく離抵抗性の優れたオ
ーバレイステンレスクラツド鋼を提供せんとする
ものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、上記した水素脆化感受性の増大の原
因となる境界層近傍のオーバレイステンレス鋼の
オーステナイト結晶粒の粗大化および溶接後熱処
理過程で母材からステンレス鋼へ炭素が拡散移行
することの両者を阻止するために、母材中に特殊
合金元素を含有せしめたものである。 本発明の構成は、高温高圧水素環境化で使用す
るJIS・SCMV5（圧力容器用３％Cr―１％Mo鋼
板）を母材としたオーバレイステンレスクラツド
鋼において、該母材中に重量比でＶを0.10〜0.35
％含有させ、かつTi又はNbを単独で0.015〜
0.040％含有させるかあるいはTiおよびNbを複合
してその合計量が0.015〜0.040％となるよう含有
させたはく離抵抗性の優れたオーバレイステンレ
スクラツド鋼である。 （作用） 次に本発明のオーバレイステンレスクラツド鋼
の発明の構成要件であるＶ、TiおよびNbの成分
限定理由について説明する。 ａ バナジウム 母材中のＶは、同じく母材中に存するCrおよ
びMoよりも炭素との親和力が強い強炭化物形成
元素であり、オーバレイ溶接後の溶接後熱処理過
程で母材中の炭素を結合し、これを炭化物（V4
―C3）として固定するので母材からステンレス
鋼へ炭素が拡散移行することを軽減する。Ｖが炭
素と結合しV4C3を形成し炭素を固定するために
は、その含有量は0.10％以上必要であり、一方
0.35％を越えて含有させるとオーバレイ溶接時の
母材溶接熱影響部に溶接後熱処理過程で割れ
（SR割れ）の生ずる原因となるので、0.35％以下
にする必要がある。 ｂ チタニウム、ニオビウム TiおよびNbは、母材／ステンレス鋼境界層の
ステンレス鋼側のオーステナイト結晶粒を細粒化
するためのものである。オーバレイ溶接したオー
ステナイトステンレス鋼のオーステナイト結晶粒
度は、その溶融金属の核発生一粒子成長という凝
固形態に支配される。そして、母材中に含まれる
TiおよびNbはオーバレイ溶接中に母材／ステン
レス鋼境界層において高融点の窒化物を形成し、
これが溶融ステンレスの凝固時の核発生箇所とな
り、境界層のステンレス鋼側のオーステナイト結
晶粒を細粒化する。この細粒化のためには、Ti
あるいはNb単独、または、TiおよびNbの複合
で、その含有量を0.015％以上にする必要がある。
この下限量はオーステナイト結晶粒の細粒下に必
要な境界層での窒化物の形成に要する含有量の下
限に相当する。一方TiおよびNbも強炭化物形成
元素であり、その含有量が増大すると、母材の焼
入時にその温度域（900〜950℃）に過熱された
際、これら元素が炭素と結合して炭化物を形成し
炭素を固定することとなり母材の焼入性および機
械的強度の低下をまねく。そのためTiあるいは
Nbの単独含有量および両者の複合含有量をいず
れも0.040％以下にする必要がある。 （実施例） 本発明の実施例は、第１表Ａ〜Ｃに示した組成
を有する母材にSUS347をオーバレイ溶接したオ
ーバレイステンレスクラツド鋼である。該母材は
JIS規格SCMV5鋼板にそれぞれ同欄記載のとお
りＶ、TiおよびNbを含有させたものである。ま
た第１表Ｄは比較材であり、これはJIS規格
SCMV5鋼板に同じくSUS347をオーバレイ溶接
したオーバレイステンレスクラツド鋼である。 第１表記載の各クラツド鋼に、オーバレイ溶接
後、690℃×26時間の溶接後熱処理を加え、厚さ
55mm×巾50mm×長さ110mmのオーバレイ部を含む
各試験斤に機械加工し、試験に供した。試験方法
は、オートクレーブを用い、温度条件375〜575
℃、水素圧条件150Kg／cm2にて高温高圧水素環境
下に暴露し、空冷後所定時間大気中に放置し、は
く離割れの有無を調査したものである。第２表は
その結果を示すものである。同表に示したとお
り、本発明実施例Ａ〜Ｃは、いずれも575℃の最
高試験温度まで、はく離割れは生ぜず、一方、比
較材Ｄは450℃ではく離割れが生じ475℃および
500℃では著しいはく離割れが生じている。この
結果から明らかなとおり、実施例Ａ〜Ｃの水素脆
化はく離抵抗性は極めて優れている。 更に、実施例Ａおよび比較材Ｄの溶接後熱処理
後、母材／ステンレス境界層近傍の金属組織を第
１図に示す。第１図においてイは実施例Ａの、ロ
は比較材Ｄの組織をそれぞれ示すものである。第
１図から明らかなとおり、実施例Ａのオーバレイ
ステンレス鋼のオーステナイト結晶粒は比較材Ｄ
のそれに比べてはるかに微細である。また比較材
Ｄにおいて、境界層近傍のステンレス鋼側のオー
ステナイト結晶粒界は、母材から拡散移行した炭
素が高密度に炭化物としてその粒界面に析出した
様相が明らかである。 これらの水素脆化はく離割れ性の評価試験を、
SUS309、SUS316などの他のオーステナイト系
ステンレス鋼を用いたクラツド鋼についても実施
し、いずれも優れた抵抗性を有することを確認し
た。 （効 果） 本発明は、上記した構成を採ることにより、従
来技術の欠点を克服し、高温高圧水素環境下で使
用される水素脆化はく離抵抗性の優れたオーバレ
イステンレスクラツド鋼を実現したものであり、
その効果は実施例に示したとおり極めて顕著であ
る。
【表】
【表】
〓 軽微なはく離割れ発生
● 著しいはく離割れ発生
● 著しいはく離割れ発生
第１図イは本発明実施例の母材／ステンレス境
界層の金属組織、同図ロは比較材の同組織をそれ
ぞれ示す。
界層の金属組織、同図ロは比較材の同組織をそれ
ぞれ示す。
Claims (1)
- １ 高温高圧水素環境下で使用するJIS・
SCMV5を母材としたオーバレイステンレスクラ
ツド鋼において、該母材中に重量比でＶを0.10〜
0.35％含有させ、かつTiあるいはNbを単独で
0.015〜0.040％含有させるかあるいはTiおよび
Nbを複合してその合計量が0.015〜0.040％となる
よう含有させた、はく離抵抗性の優れたオーバレ
イステンレスクラツド鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15556684A JPS6137951A (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | はく離抵抗性の優れたオ−バレイステンレスクラツド鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15556684A JPS6137951A (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | はく離抵抗性の優れたオ−バレイステンレスクラツド鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6137951A JPS6137951A (ja) | 1986-02-22 |
| JPS6411102B2 true JPS6411102B2 (ja) | 1989-02-23 |
Family
ID=15608846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15556684A Granted JPS6137951A (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | はく離抵抗性の優れたオ−バレイステンレスクラツド鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6137951A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9708424B2 (en) | 2011-09-27 | 2017-07-18 | Kaneka Corporation | (Meth)acryloyl-terminated polyisobutylene polymer, method for producing the same, and active energy ray-curable composition |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6369941A (ja) * | 1986-09-09 | 1988-03-30 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 耐デイスボンデイング性の優れたオ−バ−レイクラツド鋼 |
| JPS6379940U (ja) * | 1986-11-15 | 1988-05-26 | ||
| JP2006312952A (ja) * | 2005-05-06 | 2006-11-16 | Ntn Corp | 転がり軸受装置 |
| US9174293B2 (en) | 2010-12-16 | 2015-11-03 | Caterpillar Inc. | Hardfacing process and parts produced thereby |
-
1984
- 1984-07-27 JP JP15556684A patent/JPS6137951A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9708424B2 (en) | 2011-09-27 | 2017-07-18 | Kaneka Corporation | (Meth)acryloyl-terminated polyisobutylene polymer, method for producing the same, and active energy ray-curable composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6137951A (ja) | 1986-02-22 |
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