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JPS61179834A - 高温強度の良好な高耐食オ−ステナイト鋼 - Google Patents

高温強度の良好な高耐食オ−ステナイト鋼

Info

Publication number
JPS61179834A
JPS61179834A JP245685A JP245685A JPS61179834A JP S61179834 A JPS61179834 A JP S61179834A JP 245685 A JP245685 A JP 245685A JP 245685 A JP245685 A JP 245685A JP S61179834 A JPS61179834 A JP S61179834A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
steel
content
stainless steel
austenitic stainless
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
JP245685A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiatsu Sawaragi
椹木 義淳
Kunihiko Yoshikawa
吉川 州彦
Hiroshi Teranishi
寺西 洋志
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 JP245685A priority Critical patent/JPS61179834A/ja
Publication of JPS61179834A publication Critical patent/JPS61179834A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • 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、優れた耐食性を有することはもちろんのこ
と、極めて良好な高温強度をも兼ね備えており、高温環
境下で使用されるボイラや化学プラント機器類に適用し
て優れた性能を発揮するオーステナイト鋼に関するもの
である。
〈従来技術とその問題点〉 一般に1各種ボイラ設備や化学プラント機器類等、高温
環境下で使用される装置の素材は、高温強度、耐食性、
溶接性など様々な特性が重視されるものであるが、従来
、これらの要求特性を比較的満足する上、価格面でもそ
れほどの不利を招くことがない18−8タイプのオース
テナイト系ステンレス鋼がこの種の用途に広く使用され
てきた。
ところが、近年、前記高温設備の効率向上が推進される
ようになったこともあって材料の使用条件は苛酷化の度
合を益々増してきており、従って要求される材料性能も
次第に高度化してきたことから、上記現用の18−8オ
ーステナイト系ステンレス鋼では高温強度及び耐食性を
も含めてこれらの要求に十分な対処ができなくなってき
ているのが現状である。
もつとも、ステンレス鋼の耐食性改善にCr含有量の増
加が有効であることは一般的事項として知られてはいる
が、高cr含有鋼として知られる5US3103鋼を指
摘するまでもな(、Cr含有量を増加したとしても高温
強度向上効果の方は望むべくもないばかりか、むしろ悪
影響の方が目に付く場合すらあると言う問題があった。
   ゛〈問題点を解決するための手段〉 ゛ この発明は、高温用機器類の素材として一般的であった
1日−8オーステナイト系ステンレス鋼を凌駕する耐食
性と高温強度を備え、使用環境が更に苛酷化しつつある
高温設備類にも十分く対処し得る鋼材を提供すべく、特
にCr含有量が201以上の高Crオーステナイト鋼の
優れた耐食性に着目・し、そのクリープ破断強度の飛躍
的改善を1指して行われた本発明者等の研究によってな
されたものであシ、その特徴とするところは。
オーステナイト鋼を。
C:0.15%以下(以降、成分割合を示すチは重量%
とする)% Si:1.0%以下、   Mn:10%以下。
Cr:20〜30%、  Ni:30〜55%Mg及び
Caのうちの1種以上: 0.0010〜0.0500 % を含有するとともに、 Ti:0.3超〜3.0チ。
Nb:1超〜5LIb。
A!:0.3〜3.0  チ のうちの1a[以上を含み、更に必要によりB : 0
.001〜0.010 %。
Zr: 0.005〜0.200 チ。
Mo: 0.5〜6.0 ’ir。
°W:1〜12チ のうちの1種以上〔但し、 MoとWを複合添加する場
合にはMo(@+ + W (銹−0,5〜6(轡とす
る〕をも含み、 Fe及び不可避的不純物:残り から成る成分組成で構成することによって、高耐食性は
もちろんのこと、優れた高温強度をも兼備せしめた点に
ある。
以下1本発明のオーステナイト鋼にお゛いテ各化学成分
の含有割合を上記の如くに数値限定した理由を説明する
(a)  C Cは耐熱鋼として必要な引張強さ並びにクリープ強度を
確保するのに有効な成分であるが、その含有量が0.1
5%を越えると延性低下を招く上、溶体化状態での未固
溶炭化物量も増加して機械的性質に悪影響が及ぶように
なることから、C含有量は0.15チ以下と定めた。
(b)  5t Si成分は鋼の脱酸剤として有効な元素であるが。
その含有量が1.0チを越えると溶接性や組織安定性の
悪化が顕著になる仁とから、 Si含有量は1.0−以
下と定めた。
なお、特に組織安定性の面からすればSi含有量を低目
に調整するのが望ましい。
(c)  Mn Mn成分は鋼の脱酸作用や加工性改善作用を有する元素
であるが、10チを越えて多量に含有させると耐熱特性
の劣化を招くようKなることから。
Mn含有量は10チ以下と定めた。
(d)  Cr Cr成分は、鋼の耐酸化性、耐水蒸気酸化性或いは耐高
温腐食特性等の耐食性改善に優れた作用を発揮する元素
であるが、その含有量が20チ未満では前記作用に所望
の効果が得られず、一方。
30%を越えてCrを含有させると加工性の劣化や組織
の不安定化を招くようになることから、 Cr含有量は
20〜30チと定めた。
(e)  Ni N1は安定なオーステナイト組織を得るための必須成分
で1)、その含有量はCr、 Mo 、 W 、 Ti
 、Nb等の添加量によって決められるものであるが、
本発明の成分組成鋼ではNi含有量が30チを下廻ると
オーステナイト組織の確保が不安定となり、一方55%
を越えてN1を含有させることは経済的不利を招くこと
から、 Ni含有量は30〜55%と定めた。
(f)Mg、  及びCa これらの成分は、いずれも、鋼の脱酸作用や加工性改善
作用を有しているほか、クリープ破断強度改善にも有効
な元素であるのでla[以上の添加を必要とするが、そ
の含有量が合計で0.0010−未満では前記作用に所
望の効果を得ることができず、他方、これらの含有量が
0.05001を越えた場合には、逆に加工性を劣化さ
せる傾向がみられることから、 Mg又はCaの含有量
を合計で0、0 OI O〜0.0500%と定めた。
(g)Ti、Nb、及びM これらの成分には、 NiユA! 、 Ni3Ti 、
 Ni、Nb等の金属間化合物の微細分散析出を通じて
鋼を強化する作用があるので1種以上の添加が必須であ
るが、Ti含有量が0.3 %以下、 Nb含有量が1
チ以下。
そしてM含有量が0.3−未満の場合には前記作用に所
望の効果が得られず、一方、 Ti含有量が3.0チを
%Nb含有量が5%、そしてM含有量が3.0チをそれ
ぞれ越えると鋼の加工性劣化が目立つようになってくる
ことから、Ti含有量は0.3超〜3.0俤、Nb含有
量ij:1超〜5チ、M含有量は03〜3.0%とそれ
ぞれ定めた。
(h)B、及びZr これらの成分には、結晶粒界を強化して鋼の高温強度を
改善する作用があるので、高温強度をより一層向上させ
る必要がある場合に1&以上添加される元素であるが、
B含有量が0.0011未満、或いはZr含有量が0.
005%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方、0.010チを越えてBを含有させたfi、0.2
00%を越えてZrを含有させたりすると溶接性の劣化
を招くことから。
B含有量は0.001〜0.010 %、 Zr含有量
は0、 OO5〜0.200 %とそれぞれ定めた。
(i)Mo、及びW これらの成分にも鋼の高温強度を効果的に改善する作用
があるので、高温強度の更なる向上が望まれる場合に必
要により1m以上添加される元素であるが、単独添加の
場合にMo含有量が0.5チを下廻るかW含有量が1%
を下廻ると、そして複合添加の場合に(Mo (@ +
 + W (@ )量が0.5(%)を下廻ると前記作
用に所望の効果が得られず、一方、単独添加の場合にM
o含有量が6.0チを下廻るかW含有量が12チを下廻
ると、そして複合添加の場合K(Mo(@14−W(%
)〕量が6(@を下廻ると加工性や組織安定性の劣化を
招くようになることから、M。
含有量は0.5〜6.0%、W含有量は1〜12%〔但
し1画成分の複合添加の場合にはMo(n + −) 
w(%) −0,5〜6(弼とする〕とそれぞれ定めた
次いで、この発明を実施例によって具体的に説明する。
〈実施例〉 まず、常法通りの真空溶製、鍛造及び冷間圧延によって
第1表に示される如き化学成分組成の本発明鋼材1〜2
9並びに比較鋼材A−K(但し。
比較鋼材Aは従来のSUS 304.比較鋼材BはSU
S 316.比較鋼材CはSUS 347.比較鋼材り
はSUS 321.比較鋼材EFiSUS31O8であ
る)を得た後、これらに固溶化処理(処理温度:120
0℃)を施し、クリープ破断試験に供した。
クリープ破断試験は1本発明鋼1〜29並びに比較鋼A
〜Eについては700℃及び750℃の2温度で実施し
、その他のものについては750℃でのみ実施した。
このようにして求められたところの、各温度における1
000hrでのクリープ破断強度を第1表に併せて示す
第1表に示される結果、特に本発明鋼1−4と比較鋼A
−Eとの比較結果からも明らかなように。
Ti、At及びNbの1m以上を添加した本発明鋼の強
度レベルは従来鋼の強度レベルよりも高くなっているこ
とがわかる。
なお、第1図は、本発明鋼9.l 5,17,22゜2
4及び27と比較鋼F−にとの750℃X100Ohr
クリ一プ破断強度を対比したグラフであるが。
該第1図からもh Mg或いはCaを添加することKよ
り、成分系を問わず鋼のクリープ破断強度が改善される
ことを確認できる。
また、第2図は、本発明鋼1,2.及び9〜12の10
00hrクリープ破断強度を対比したグラフであるが、
該第2図からも%B及びZrの1種以上を添加すること
Kよりクリープ破断強度が一層改善されることがわかる
更に、第3図は%MO或いはWの添加量が鋼のクリープ
破断強度に及ぼす影響を示すグラフであり、グラフ中の
番号は第1表における鋼抛を示しているが、該第3図か
らも、鋼のクリープ破断強度の改善にMo又はW添加が
有効であり、かつその添加効果は(Mo(n + + 
W(%) )量で比較1良く整理できることがわかる。
そして、これとは別に2本発明鋼1〜29について耐食
性試験を実施したところ、 Cr含有量が高いことから
%18−8オーステナイト系ステンレス鋼に比して極め
て優れた耐食性を示すことも確認された。
く総括的な効果〉 以上に説明したように、この発明によれば、高温設備類
の素材として広く使用されていた18−8オーステナイ
ト系ステンレス鋼よりも優れた耐食性を示し、しかも該
1日−8オーステナイト系ステンレス鋼やSUS 31
0 S鋼をはるかに凌ぐクリープ破断強度をも兼備した
高強度高耐食オーステナイト鋼が実現され、ボイラや化
学プラント機器類等の高温設備の性能向上並びに耐久性
向上に大きく寄与できるなど、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、鋼のクリープ破断強度に及ぼすMg。 Ca添加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B。 Zr添加の影響を示すグラフ、 第3図は、鋼のクリープ破断強度に及ぼすMo。 W添加の影響を示すグラフである。 出願人  住友金属工業株式会社 代理人  富  1) 和  夫 ほか2名業2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)重量割合にて、 C:0.15%以下、Si:1.0%以下、Mn:10
    %以下、Cr:20〜30%、 Ni:30〜55%、 Mg及びCaのうちの1種以上: 0.0010〜0.0500% を含有するとともに、 Ti:0.3超〜3.0%、 Nb:1超〜5%、 Al:0.3〜3.0% のうちの1種以上をも含み、 Fe及び不可避不純物:残り から成ることを特徴とする、高温強度の良好な高耐食オ
    ーステナイト鋼。 (2)重量割合にて、 C:0.15%以下、Si:1.0%以下、Mn:10
    %以下、Cr:20〜30%、 Ni:30〜55%、 Mg及びCaのうちの1種以上: 0.0010〜0.0500% を含有するとともに、 Ti:0.3超〜3.0%、 Nb:1超〜5%、 Al:0.3〜3.0% のうちの1種以上を含み、かつ、 B:0.001〜0.010%、 Zr:0.005〜0.200% 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、高温強度の良好な高耐食オ
    ーステナイト鋼。 (3)重量割合にて、 C:0.15%以下、Si:1.0%以下、Mn:10
    %以下、Cr:20〜30%、 Ni:30〜55%、 Mg及びCaのうちの1種以上: 0.0010〜0.0500% を含有するとともに、 Ti:0.3超〜3.0%、 Nb:1超〜5%、 Al:0.3〜3.0% のうちの1種以上を含み、かつ、 Mo:0.5〜6.0%、 W:1〜12% のうちの1種以上〔但し、複合添加ではMo(%)+1
    /2W(%)=0.5〜6(%)とする〕をも含み、F
    eび不可避的不純物:残り から成ることを特徴とする、高温強度の良好な高耐食オ
    ーステナイト鋼。 (4)重量割合にて、 C:0.15%以下、Si:1.0%以下、Mn:10
    %以下、Cr:20〜30%、 Ni:30〜55%、 Mg及びCaのうちの1種以上: 0.0010〜0.0500% を含有するとともに、 Ti:0.3超〜3.0%、 Nb:1超〜5%、 Al:0.3〜3.0% のうちの1種以上を含み、かつ、 B:0.001〜0.010%、 Zr:0.005〜0.200% のうちの1種以上、並びに Mo:0.5〜6.0%、 W:1〜12% のうちの1種以上〔但し、複合添加ではMo(%)+1
    /2W(%)=0.5〜6(%)とする〕をも含み、F
    e及び不可避的不純物:残り から成ることを特徴とする、高温強度の良好な高耐食オ
    ーステナイト鋼。
JP245685A 1985-01-10 1985-01-10 高温強度の良好な高耐食オ−ステナイト鋼 Pending JPS61179834A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018146783A1 (ja) 2017-02-09 2018-08-16 新日鐵住金株式会社 オーステナイト系耐熱合金およびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018146783A1 (ja) 2017-02-09 2018-08-16 新日鐵住金株式会社 オーステナイト系耐熱合金およびその製造方法
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