JP2001164332A - 高靭性かつ耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼およびその製造方法 - Google Patents
高靭性かつ耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼およびその製造方法Info
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- JP2001164332A JP2001164332A JP35026199A JP35026199A JP2001164332A JP 2001164332 A JP2001164332 A JP 2001164332A JP 35026199 A JP35026199 A JP 35026199A JP 35026199 A JP35026199 A JP 35026199A JP 2001164332 A JP2001164332 A JP 2001164332A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】この発明は、焼戻しパラメータの大きいＰＷＨ
Ｔ条件においても、優れた強度・靭性と耐溶接割れ性が
得られる１〜１ １／４Ｃｒ−Ｍｏ鋼及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１５％、
Ｓｉ：０．０１〜０．８％、Ｍｎ：１％以下、Ｐ：０．
０１５％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｃｒ：０．８〜
１．６％、Ｍｏ：０．２〜１％、Ｔｉ：０．００２〜
０．００５％、Ｂ：０．０００３〜０．００３％、Ａ
ｌ：０．０１〜０．０４％、Ｎ：０．００６％以下、
Ｏ：０．００３％以下を含有し、更にＣｕ，Ｎｉ，Ｎ
ｂ，Ｃａ，Ｍｇ，ＲＥＭを選択成分とし、残部Ｆｅ及び
不可避不純物からなる鋼を焼ならし前に７００℃〜Ａｃ
1変態点に３０分間以上保持し、その後焼戻しを行う。
Ｔ条件においても、優れた強度・靭性と耐溶接割れ性が
得られる１〜１ １／４Ｃｒ−Ｍｏ鋼及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１５％、
Ｓｉ：０．０１〜０．８％、Ｍｎ：１％以下、Ｐ：０．
０１５％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｃｒ：０．８〜
１．６％、Ｍｏ：０．２〜１％、Ｔｉ：０．００２〜
０．００５％、Ｂ：０．０００３〜０．００３％、Ａ
ｌ：０．０１〜０．０４％、Ｎ：０．００６％以下、
Ｏ：０．００３％以下を含有し、更にＣｕ，Ｎｉ，Ｎ
ｂ，Ｃａ，Ｍｇ，ＲＥＭを選択成分とし、残部Ｆｅ及び
不可避不純物からなる鋼を焼ならし前に７００℃〜Ａｃ
1変態点に３０分間以上保持し、その後焼戻しを行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石油化学、石油精
製等の化学プラント設備やボイラ、原子力等の発電プラ
ント設備に用いられるＣｒ−Ｍｏ鋼に関し、特に焼戻し
パラメータの大きいＰＷＨＴ条件において靭性に優れた
Ｃｒ−Ｍｏ鋼およびその製造方法に関する。
製等の化学プラント設備やボイラ、原子力等の発電プラ
ント設備に用いられるＣｒ−Ｍｏ鋼に関し、特に焼戻し
パラメータの大きいＰＷＨＴ条件において靭性に優れた
Ｃｒ−Ｍｏ鋼およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧力容器やボイラ配管等には、現在、Ｊ
ＩＳ ＳＣＭＶ２に代表される１Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼や
ＳＣＭＶ３に代表される１ １／４Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼
が幅広く用いられている。ところがこれらの鋼種はＪＩ
Ｓ ＳＣＭＶ４に代表される２１／４Ｃｒ−１Ｍｏ鋼と
比較して溶接性やコストに優れるものの靭性が劣り、特
に厚肉材や、焼ならし後加速冷却を実施できない場合、
あるいは、高温長時間のＰＷＨＴを受ける場合にはその
劣化が著しく、改善が課題となっている。また、これら
の鋼種は、Ｃｒ−Ｍｏ鋼の中で溶接部の再熱割れ感受性
やクリープ脆化感受性が比較的高く、問題となることが
ある。
ＩＳ ＳＣＭＶ２に代表される１Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼や
ＳＣＭＶ３に代表される１ １／４Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼
が幅広く用いられている。ところがこれらの鋼種はＪＩ
Ｓ ＳＣＭＶ４に代表される２１／４Ｃｒ−１Ｍｏ鋼と
比較して溶接性やコストに優れるものの靭性が劣り、特
に厚肉材や、焼ならし後加速冷却を実施できない場合、
あるいは、高温長時間のＰＷＨＴを受ける場合にはその
劣化が著しく、改善が課題となっている。また、これら
の鋼種は、Ｃｒ−Ｍｏ鋼の中で溶接部の再熱割れ感受性
やクリープ脆化感受性が比較的高く、問題となることが
ある。
【０００３】１Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼、１ １／４Ｃｒ−
１／２Ｍｏ鋼の靭性を改善する技術として、特公昭６２
−５０５４７号公報に、Ｃ量を低減し、Ｂ添加する技術
が開示されている。しかし、Ｃ量の低減は靭性の改善に
有効なものの、厚肉材でＰＷＨＴ条件が（１）式の焼戻
しパラメータにおいて２０．３×１０3を超えるような
高温・長時間の場合では強度・靭性の確保がより困難と
なる。
１／２Ｍｏ鋼の靭性を改善する技術として、特公昭６２
−５０５４７号公報に、Ｃ量を低減し、Ｂ添加する技術
が開示されている。しかし、Ｃ量の低減は靭性の改善に
有効なものの、厚肉材でＰＷＨＴ条件が（１）式の焼戻
しパラメータにおいて２０．３×１０3を超えるような
高温・長時間の場合では強度・靭性の確保がより困難と
なる。
【０００４】 Ｔ．Ｐ．＝（Ｔ＋２７３．１５）（ｌｏｇｔ＋２０） （１） 但し、Ｔ：温度（℃）、ｔ：時間（ｈ） また、特公昭６２−５０５４７号公報のＢ添加系は、Ｂ
による焼入れ性を確保するためＴｉを添加するとともに
低ＮとしたＴｉ−Ｂ−低Ｎ系であるが１Ｃｒ−１／２Ｍ
ｏ鋼、１ １／４Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼を焼ならし処理し
たミクロ組織ではそれほど安定して高い靭性は得られて
いない。
による焼入れ性を確保するためＴｉを添加するとともに
低ＮとしたＴｉ−Ｂ−低Ｎ系であるが１Ｃｒ−１／２Ｍ
ｏ鋼、１ １／４Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼を焼ならし処理し
たミクロ組織ではそれほど安定して高い靭性は得られて
いない。
【０００５】更にＴｉの代わりにＡｌでＮを固定するＡ
ｌ−Ｂ−低Ｎ系も提案されているが、Ａｌは９００℃近
傍の焼ならし温度ではＮを完全に固定できず、また不安
定なため、安定した焼入れ性確保が困難で、靭性も一定
しない場合がある。また、Ａｌ，Ｔｉはともに溶接部の
再熱割れ感受性を高める元素でもあり、必ずしも添加が
望ましいわけではない。
ｌ−Ｂ−低Ｎ系も提案されているが、Ａｌは９００℃近
傍の焼ならし温度ではＮを完全に固定できず、また不安
定なため、安定した焼入れ性確保が困難で、靭性も一定
しない場合がある。また、Ａｌ，Ｔｉはともに溶接部の
再熱割れ感受性を高める元素でもあり、必ずしも添加が
望ましいわけではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
技術では１Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼、１ １／４Ｃｒ−１／
２Ｍｏ鋼が厚肉材であって、かつ高温・長時間ＰＷＨＴ
が要求される条件の場合、優れた靭性と優れた耐再熱割
れ性を安定して兼ね備えることは困難であった。
技術では１Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼、１ １／４Ｃｒ−１／
２Ｍｏ鋼が厚肉材であって、かつ高温・長時間ＰＷＨＴ
が要求される条件の場合、優れた靭性と優れた耐再熱割
れ性を安定して兼ね備えることは困難であった。
【０００７】そこで、本発明者らは特に焼戻しパラメー
タの大きいＰＷＨＴ条件（例えば、６９０℃×２４ｈ
ｒ，Ｔ．Ｐ．＝２０．６×１０3）においても優れた強
度と靭性が得られ、且つ耐再熱割れ性に優れた１〜１
１／４Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
タの大きいＰＷＨＴ条件（例えば、６９０℃×２４ｈ
ｒ，Ｔ．Ｐ．＝２０．６×１０3）においても優れた強
度と靭性が得られ、且つ耐再熱割れ性に優れた１〜１
１／４Ｃｒ−１／２Ｍｏ鋼及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、Ｃｒ−Ｍ
ｏ系鋼種の成分組成及び製造条件が靭性及び耐再熱割れ
性に及ぼす影響について鋭意検討を行い、以下の知見を
得た。
ｏ系鋼種の成分組成及び製造条件が靭性及び耐再熱割れ
性に及ぼす影響について鋭意検討を行い、以下の知見を
得た。
【０００９】１．焼入れ性にはＴｉ，Ｂの添加とＮの低
減が有効であるが、Ｔｉは靭性に対し悪影響を与えるた
め、その添加量を低くする必要がある。
減が有効であるが、Ｔｉは靭性に対し悪影響を与えるた
め、その添加量を低くする必要がある。
【００１０】２．低Ｔｉ系において焼入れ性を確保する
ためにはＡｌの添加が有効で、適量のＡｌを複合添加し
た低Ｔｉ，Ａｌ−Ｂ系とし、さらに他の成分を最適化
し、靭性、耐再熱割れ性に優れた成分組成とすることが
可能である。
ためにはＡｌの添加が有効で、適量のＡｌを複合添加し
た低Ｔｉ，Ａｌ−Ｂ系とし、さらに他の成分を最適化
し、靭性、耐再熱割れ性に優れた成分組成とすることが
可能である。
【００１１】３．上述した成分組成による効果は、７０
０℃〜Ａｃ1変態点の温度域に３０分以上保持する熱履
歴を焼ならし前に中間焼戻しとして実施するか、焼なら
しのための加熱時に該熱履歴を実施した場合により望ま
しいものとなる。
０℃〜Ａｃ1変態点の温度域に３０分以上保持する熱履
歴を焼ならし前に中間焼戻しとして実施するか、焼なら
しのための加熱時に該熱履歴を実施した場合により望ま
しいものとなる。
【００１２】本発明はこれら知見に更に検討を加えてな
されたものであり、すなわち、本発明は、 １． 質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１５％、Ｓｉ：
０．０１〜０．８％、Ｍｎ：１％以下、Ｐ：０．０１５
％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｃｒ：０．８〜１．６
％、Ｍｏ：０．２〜１％、Ｔｉ：０．００２〜０．００
５％、Ｂ：０．０００３〜０．００３％、Ａｌ：０．０
１〜０．０４％、Ｎ：０．００６％以下、Ｏ：０．００
３％以下を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる
靭性及び耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
されたものであり、すなわち、本発明は、 １． 質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１５％、Ｓｉ：
０．０１〜０．８％、Ｍｎ：１％以下、Ｐ：０．０１５
％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｃｒ：０．８〜１．６
％、Ｍｏ：０．２〜１％、Ｔｉ：０．００２〜０．００
５％、Ｂ：０．０００３〜０．００３％、Ａｌ：０．０
１〜０．０４％、Ｎ：０．００６％以下、Ｏ：０．００
３％以下を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる
靭性及び耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
【００１３】２． 更に、質量％で、Ｃｕ：０．０５〜
０．５％を含有する１記載の靭性及び耐再熱割れ性に優
れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
０．５％を含有する１記載の靭性及び耐再熱割れ性に優
れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
【００１４】３． 更に、質量％で、Ｎｉ：０．０５〜
０．８％を含有する１又は２記載の靭性及び耐再熱割れ
性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
０．８％を含有する１又は２記載の靭性及び耐再熱割れ
性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
【００１５】４． 更に、質量％で、Ｎｂ：０．００５
〜０．０３％を含有する１乃至３の何れかに記載の靭性
及び耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
〜０．０３％を含有する１乃至３の何れかに記載の靭性
及び耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
【００１６】５． 更に，質量％で、Ｃａ：０．０００
５〜０．００５％、Ｍｇ：０．０００５〜０．００５
％、ＲＥＭ：０．０００５〜０．０２％の一種又は二種
以上を含有する１乃至４の何れかに記載の靭性及び耐再
熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
５〜０．００５％、Ｍｇ：０．０００５〜０．００５
％、ＲＥＭ：０．０００５〜０．０２％の一種又は二種
以上を含有する１乃至４の何れかに記載の靭性及び耐再
熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。
【００１７】６．１乃至５の何れかに記載の組成の鋼を
焼ならし前に７００℃〜Ａｃ1変態点の温度域に３０分
以上保持し、焼ならし後、焼戻しすることを特徴とする
靭性及び耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼の製造方
法。
焼ならし前に７００℃〜Ａｃ1変態点の温度域に３０分
以上保持し、焼ならし後、焼戻しすることを特徴とする
靭性及び耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼の製造方
法。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の化学成分について説明す
る。
る。
【００１９】Ｃ：０．０３〜０．１５％ Ｃは板厚１００ｍｍ以上の厚肉材においても強度及び靭
性を確保するため０．０３％以上を添加する。０．１５
％を超えて添加すると靭性や溶接低温割れ性を劣化させ
るため、０．０３〜０．１５％を添加する。
性を確保するため０．０３％以上を添加する。０．１５
％を超えて添加すると靭性や溶接低温割れ性を劣化させ
るため、０．０３〜０．１５％を添加する。
【００２０】Ｓｉ：０．０１〜０．８％ Ｓｉは強度の確保及び耐酸化性の向上に有効で０．０１
％以上を添加する。０．８％を超えて添加すると靭性を
劣化させ、焼戻し感受性を増大させるため０．０１％〜
０．８％とする。
％以上を添加する。０．８％を超えて添加すると靭性を
劣化させ、焼戻し感受性を増大させるため０．０１％〜
０．８％とする。
【００２１】Ｍｎ：１％以下 Ｍｎは強度・靭性を向上させるのに有効であるが、同時
に焼戻し脆化感受性を増大させるため１％以下とする。
に焼戻し脆化感受性を増大させるため１％以下とする。
【００２２】Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００３％
以下 Ｐは焼戻し脆性を助長し靭性を損ねると共に再熱割れ感
受性を高めるため、０．０１５％以下とする。Ｓも再熱
割れ感受性を高めるため、０．００３％以下とする。
以下 Ｐは焼戻し脆性を助長し靭性を損ねると共に再熱割れ感
受性を高めるため、０．０１５％以下とする。Ｓも再熱
割れ感受性を高めるため、０．００３％以下とする。
【００２３】Ｃｒ：０．８〜１．６％ Ｃｒは高温用鋼として重要な高温強度、耐水素侵食性及
び耐酸化性に有効であり、０．８％以上添加する必要が
ある。１．６％を超えるとコストが上昇し、溶接性が劣
化するため０．８〜１．６％とする。
び耐酸化性に有効であり、０．８％以上添加する必要が
ある。１．６％を超えるとコストが上昇し、溶接性が劣
化するため０．８〜１．６％とする。
【００２４】Ｍｏ：０．２〜１％ Ｍｏは安定的に炭化物を生成し、Ｃｒと同様に高温強
度、クリープ強度及び耐水素侵食性に有効であり、０．
２％以上添加する。１％を超えて添加すると溶接性を害
し、経済性を損なうため０．２〜１％とする。
度、クリープ強度及び耐水素侵食性に有効であり、０．
２％以上添加する。１％を超えて添加すると溶接性を害
し、経済性を損なうため０．２〜１％とする。
【００２５】Ｔｉ：０．００２〜０．００５％ Ｔｉは強窒化物生成元素であり、Ｎを固定することによ
りＢの焼入れ性向上効果を高めるために添加する。Ｃｒ
量が１〜１．６％程度のＣｒ−Ｍｏ鋼の場合、多量の添
加は靭性を低下させるため、０．００２％以上、０．０
０５％以下を添加する。
りＢの焼入れ性向上効果を高めるために添加する。Ｃｒ
量が１〜１．６％程度のＣｒ−Ｍｏ鋼の場合、多量の添
加は靭性を低下させるため、０．００２％以上、０．０
０５％以下を添加する。
【００２６】Ｂ：０．０００３〜０．００３％ Ｂは焼入れ性を向上させるため０．０００３％以上添加
する。０．００３％を超えて添加すると溶接性、靭性及
び溶接部の耐再熱割れ性を低下させるため、０．０００
３〜０．００３％とする。
する。０．００３％を超えて添加すると溶接性、靭性及
び溶接部の耐再熱割れ性を低下させるため、０．０００
３〜０．００３％とする。
【００２７】ｓｏｌ．Ａｌ：０．０４％以下 ｓｏｌ．Ａｌは脱酸材として必要で、Ｎの固定にも有効
であるが、溶接部の再熱割れ感受性や高温延性を低下さ
せるため０．０４％以下とする。
であるが、溶接部の再熱割れ感受性や高温延性を低下さ
せるため０．０４％以下とする。
【００２８】Ｎ：０．００６％以下 ＮはＢと結びつき、固溶Ｂ量を減少させ、Ｂの焼入れ性
向上効果を阻害するので０．００６％以下に制限する。
向上効果を阻害するので０．００６％以下に制限する。
【００２９】Ｏ：０．００５％以下 Ｏは酸化物系介在物を生成し延靭性や溶接性を低下させ
るため、又、Ｃａを添加した場合、その効果を有効にす
るため０．００５％以下に制限する。
るため、又、Ｃａを添加した場合、その効果を有効にす
るため０．００５％以下に制限する。
【００３０】以上が本発明鋼の基本成分組成であり、さ
らに特性を改善させる場合、選択成分としてＣｕ，Ｎ
ｉ，Ｎｂ，Ｃａ，Ｍｇ，ＲＥＭを一種又は二種以上添加
することができる。
らに特性を改善させる場合、選択成分としてＣｕ，Ｎ
ｉ，Ｎｂ，Ｃａ，Ｍｇ，ＲＥＭを一種又は二種以上添加
することができる。
【００３１】Ｃｕ：０．０５〜０．５％ Ｃｕは焼入れ性を高め、また、固溶強化元素として強度
を高めるため０．０５％以上添加する。０．５％を超え
て添加すると再熱割れ感受性を高め、クリープ延性や熱
間加工性を低下させるので０．０５〜０．５％とする。
を高めるため０．０５％以上添加する。０．５％を超え
て添加すると再熱割れ感受性を高め、クリープ延性や熱
間加工性を低下させるので０．０５〜０．５％とする。
【００３２】Ｎｉ：０．０５〜１％ Ｎｉは焼入れ性を高め、靭性を改善するため０．０５％
以上添加する。１％を超えて添加するとコストが高くな
り、又再熱割れ感受性も高まるので０．０５〜１％とす
る。
以上添加する。１％を超えて添加するとコストが高くな
り、又再熱割れ感受性も高まるので０．０５〜１％とす
る。
【００３３】Ｎｂ：０．００５〜０．０３％ Ｎｂは安定な炭窒化物生成元素であり常温、高温強度及
びクリープ破断強度を向上させるため０．００５％以上
添加する。０．０３％を超えて添加すると靭性や溶接性
が低下し、再熱割れ感受性が高まるため０．００５〜
０．０３％以下とする。
びクリープ破断強度を向上させるため０．００５％以上
添加する。０．０３％を超えて添加すると靭性や溶接性
が低下し、再熱割れ感受性が高まるため０．００５〜
０．０３％以下とする。
【００３４】Ｃａ：０．０００５〜０．００５％、Ｍ
ｇ：０．０００５〜０．００５％、ＲＥＭ：０．０００
５〜０．０２％の一種または二種以上 再熱割れ感受性をより低下させる場合、Ｃａ，Ｍｇ及び
ＲＥＭの一種または二種以上を添加する。Ｃａ、Ｍｇは
強硫化物生成元素であり、鋼中の固溶Ｓを固定し、更に
酸化物系介在物の分布を制御し、再熱割れ感受性を低下
させるため、それぞれ０．０００５％以上、０．００５
％以下を添加する。
ｇ：０．０００５〜０．００５％、ＲＥＭ：０．０００
５〜０．０２％の一種または二種以上 再熱割れ感受性をより低下させる場合、Ｃａ，Ｍｇ及び
ＲＥＭの一種または二種以上を添加する。Ｃａ、Ｍｇは
強硫化物生成元素であり、鋼中の固溶Ｓを固定し、更に
酸化物系介在物の分布を制御し、再熱割れ感受性を低下
させるため、それぞれ０．０００５％以上、０．００５
％以下を添加する。
【００３５】原子番号が５７番から７１番までのＲＥＭ
（希土類元素）もＣａ，Ｍｇと同様な作用効果により再
熱割れ感受性を低下させる。添加する場合、原子番号が
５７番から７１番までのＲＥＭ（希土類元素）の一種又
は二種以上で０．０００５％以上、０．０２％以下とす
る。
（希土類元素）もＣａ，Ｍｇと同様な作用効果により再
熱割れ感受性を低下させる。添加する場合、原子番号が
５７番から７１番までのＲＥＭ（希土類元素）の一種又
は二種以上で０．０００５％以上、０．０２％以下とす
る。
【００３６】次に、本発明鋼の製造条件について説明す
る。本発明鋼は、焼ならし焼戻しにより製造する。焼な
らしは熱間圧延または熱間成形加工後に実施し、必要と
する機械的性質に応じて液体冷却又は加速冷却し、その
後、焼戻しを行う。
る。本発明鋼は、焼ならし焼戻しにより製造する。焼な
らしは熱間圧延または熱間成形加工後に実施し、必要と
する機械的性質に応じて液体冷却又は加速冷却し、その
後、焼戻しを行う。
【００３７】本発明鋼で、特に焼入れ性を安定して確保
し、靭性を低下させることなく高い強度を確保する場
合、７００℃〜Ａｃ1変態点の温度域に３０分以上保持
する工程を、焼ならし前に実施する。本発明で焼ならし
前に実施するとは焼ならしの昇温前、または焼ならしの
昇温途中において実施することを意味する。
し、靭性を低下させることなく高い強度を確保する場
合、７００℃〜Ａｃ1変態点の温度域に３０分以上保持
する工程を、焼ならし前に実施する。本発明で焼ならし
前に実施するとは焼ならしの昇温前、または焼ならしの
昇温途中において実施することを意味する。
【００３８】焼入れ性を安定して確保するため、圧延ま
まで析出しているＴｉＮに加え、ＡｌＮを効率的に析出
させ、Ｎを固定する。保持温度は、７００℃未満の低温
側ではＡｌの拡散速度が遅く析出が不十分なため７００
℃以上とし、ＡｌＮの析出を容易にするため、Ａｃ1変
態点以下とする。また、保持時間はＡｌＮが十分析出す
るように３０分以上とする。
まで析出しているＴｉＮに加え、ＡｌＮを効率的に析出
させ、Ｎを固定する。保持温度は、７００℃未満の低温
側ではＡｌの拡散速度が遅く析出が不十分なため７００
℃以上とし、ＡｌＮの析出を容易にするため、Ａｃ1変
態点以下とする。また、保持時間はＡｌＮが十分析出す
るように３０分以上とする。
【００３９】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００４０】表１に示す各種成分の実験室溶製材を、板
厚２０ｍｍまで圧延し鋼板を製造した。圧延は１２００
℃に加熱し、圧延仕上がり温度約１０００℃で行い、そ
の後、種々の条件で９２０℃の焼ならし、７１０℃の焼
戻しを実施した。尚、焼ならし時の冷却速度はいずれも
板厚１２０ｍｍの１／２ｔにおける空冷速度となるよう
に調整した。
厚２０ｍｍまで圧延し鋼板を製造した。圧延は１２００
℃に加熱し、圧延仕上がり温度約１０００℃で行い、そ
の後、種々の条件で９２０℃の焼ならし、７１０℃の焼
戻しを実施した。尚、焼ならし時の冷却速度はいずれも
板厚１２０ｍｍの１／２ｔにおける空冷速度となるよう
に調整した。
【００４１】溶接後熱処理（ＰＷＨＴ）は強度・靭性に
対して厳しい条件となる６９０℃×２４ｈの高温長時間
で実施した。下式によるＴ．Ｐ．（テンパーパラメー
タ）では２０．６×１０3に相当する。
対して厳しい条件となる６９０℃×２４ｈの高温長時間
で実施した。下式によるＴ．Ｐ．（テンパーパラメー
タ）では２０．６×１０3に相当する。
【００４２】 Ｔ．Ｐ．＝（Ｔ＋２７３．１５）（ｌｏｇｔ＋２０） 引張り試験は常温及び４５０℃の高温引張りを６φ×３
０ＧＬの試験片を用いて実施し、靭性はシャルピー衝撃
試験によりフルカーブを求め、破面遷移温度（ｖＴｓ
℃）により評価した。試験はいずれも１／２ｔ，Ｃ方向
で行った。
０ＧＬの試験片を用いて実施し、靭性はシャルピー衝撃
試験によりフルカーブを求め、破面遷移温度（ｖＴｓ
℃）により評価した。試験はいずれも１／２ｔ，Ｃ方向
で行った。
【００４３】再熱割れ感受性試験は、ＪＩＳ Ｚ ３１
５８のｙ形溶接割れ試験方法に準拠し、試験ビード溶接
後、６５０℃×８ｈの溶接後熱処理を実施した。その
後、５断面の断面割れ率の平均割れ率を求め、評価し
た。
５８のｙ形溶接割れ試験方法に準拠し、試験ビード溶接
後、６５０℃×８ｈの溶接後熱処理を実施した。その
後、５断面の断面割れ率の平均割れ率を求め、評価し
た。
【００４４】表１に示す供試鋼の鋼Ｎｏ．１〜１０は本
発明鋼で、鋼Ｎｏ．１〜８は１ １／４Ｃｒ−１／２Ｍ
ｏ鋼を基本成分とし、鋼Ｎｏ．２はＮｉ添加系、鋼Ｎ
ｏ．３はＣｕ，Ｎｉ添加系、鋼Ｎｏ．５はＮｂ添加系、
鋼Ｎｏ．６，７，８はそれぞれＮｉ−Ｃａ系、Ｎｉ−Ｍ
ｇ系、Ｎｉ−ＲＥＭ系となっている。
発明鋼で、鋼Ｎｏ．１〜８は１ １／４Ｃｒ−１／２Ｍ
ｏ鋼を基本成分とし、鋼Ｎｏ．２はＮｉ添加系、鋼Ｎ
ｏ．３はＣｕ，Ｎｉ添加系、鋼Ｎｏ．５はＮｂ添加系、
鋼Ｎｏ．６，７，８はそれぞれＮｉ−Ｃａ系、Ｎｉ−Ｍ
ｇ系、Ｎｉ−ＲＥＭ系となっている。
【００４５】鋼Ｎｏ．９，鋼Ｎｏ．１０は１Ｃｒ−１／
２Ｍｏ鋼を基本成分とし、鋼Ｎｏ．１０はＣｕ−Ｎｉ添
加系である。鋼Ｎｏ．１１〜２０はいずれかの元素が本
発明範囲外で比較鋼となっている。尚、鋼Ｎｏ．１〜２
０のＡｃ1変態点は７６０〜８００℃となる。
２Ｍｏ鋼を基本成分とし、鋼Ｎｏ．１０はＣｕ−Ｎｉ添
加系である。鋼Ｎｏ．１１〜２０はいずれかの元素が本
発明範囲外で比較鋼となっている。尚、鋼Ｎｏ．１〜２
０のＡｃ1変態点は７６０〜８００℃となる。
【００４６】表２に熱処理条件と材料特性を示す。熱処
理条件Ａは焼ならしー焼戻しであるが、焼ならし時の加
熱速度が遅く、加熱時に７００℃〜Ａｃ1変態点に３０
分以上加熱される。熱処理条件Ｂは焼ならし時の加熱速
度が速く、加熱時には７００℃〜Ａｃ1変態点に３０分
以上加熱されることはない。しかし、焼ならしの加熱前
に７５０℃で３０分保持される。
理条件Ａは焼ならしー焼戻しであるが、焼ならし時の加
熱速度が遅く、加熱時に７００℃〜Ａｃ1変態点に３０
分以上加熱される。熱処理条件Ｂは焼ならし時の加熱速
度が速く、加熱時には７００℃〜Ａｃ1変態点に３０分
以上加熱されることはない。しかし、焼ならしの加熱前
に７５０℃で３０分保持される。
【００４７】熱処理条件Ｃは焼ならし時の昇温途中で７
５０℃で３０分保持され、熱処理条件Ａ，Ｂ，Ｃはいず
れも請求項６記載の発明方法となっている。一方、熱処
理条件Ｄ，Ｅは本発明の範囲外の条件となっている。熱
処理条件Ａ，Ｂ，Ｃでは鋼Ｎｏ．１〜１０までの発明鋼
はいずれも高い常温強度、高温強度、優れた靭性および
良好な耐再熱割れ性を有している。鋼Ｎｏ．１で熱処理
条件Ｄ，Ｅの場合、７００℃〜Ａｃ1変態点に３０分以
上加熱されることがなく熱処理条件Ａ，Ｂ，Ｃと比較し
てシャルピー衝撃特性は劣るが、耐再熱割れ性は良好で
あり、従来鋼以上の特性を有している。
５０℃で３０分保持され、熱処理条件Ａ，Ｂ，Ｃはいず
れも請求項６記載の発明方法となっている。一方、熱処
理条件Ｄ，Ｅは本発明の範囲外の条件となっている。熱
処理条件Ａ，Ｂ，Ｃでは鋼Ｎｏ．１〜１０までの発明鋼
はいずれも高い常温強度、高温強度、優れた靭性および
良好な耐再熱割れ性を有している。鋼Ｎｏ．１で熱処理
条件Ｄ，Ｅの場合、７００℃〜Ａｃ1変態点に３０分以
上加熱されることがなく熱処理条件Ａ，Ｂ，Ｃと比較し
てシャルピー衝撃特性は劣るが、耐再熱割れ性は良好で
あり、従来鋼以上の特性を有している。
【００４８】鋼Ｎｏ．１１〜２０は本発明の範囲外の成
分であり、熱処理条件Ａによっても材料特性は劣ってい
る。鋼Ｎｏ．１１はＴｉが低く焼入れ性が確保されてお
らず、常温強度および高温強度が低く、靭性に劣ってい
る。鋼Ｎｏ．１２はＴｉ添加量が高く、焼入れ性は十分
確保され、常温強度、高温強度は高いものの、靭性に劣
っている。鋼Ｎｏ．１３はさらにＴｉが高く靭性が悪
く、耐再熱割れ性も劣っている。
分であり、熱処理条件Ａによっても材料特性は劣ってい
る。鋼Ｎｏ．１１はＴｉが低く焼入れ性が確保されてお
らず、常温強度および高温強度が低く、靭性に劣ってい
る。鋼Ｎｏ．１２はＴｉ添加量が高く、焼入れ性は十分
確保され、常温強度、高温強度は高いものの、靭性に劣
っている。鋼Ｎｏ．１３はさらにＴｉが高く靭性が悪
く、耐再熱割れ性も劣っている。
【００４９】鋼Ｎｏ．１４はＮ量が高く、鋼Ｎｏ．１５
はＡｌ量が低いため焼入れ性が十分でなく、常温強度お
よび高温強度が低く、靭性も劣っている。鋼Ｎｏ．１
６，１７はいずれもＡｌ量が高く、強度、高温強度も高
く、靭性も普通であるが、耐再熱割れ性が劣化してい
る。鋼Ｎｏ．１８は酸素量が高く、鋼Ｎｏ．１９はＶが
添加されており、鋼Ｎｏ．２０はＳ量が高く靭性が劣化
し、耐再熱割れ性が著しく劣っている。
はＡｌ量が低いため焼入れ性が十分でなく、常温強度お
よび高温強度が低く、靭性も劣っている。鋼Ｎｏ．１
６，１７はいずれもＡｌ量が高く、強度、高温強度も高
く、靭性も普通であるが、耐再熱割れ性が劣化してい
る。鋼Ｎｏ．１８は酸素量が高く、鋼Ｎｏ．１９はＶが
添加されており、鋼Ｎｏ．２０はＳ量が高く靭性が劣化
し、耐再熱割れ性が著しく劣っている。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
【表３】
【００５３】
【発明の効果】本発明鋼はＢによる焼入れ性向上効果
を、成分及び製造条件の調整により安定的且つ効果的に
するとともに、耐再熱割れ性に優れた成分により、焼戻
しパラメータの大きいＰＷＨＴ条件においても、優れた
強度・靭性と耐溶接割れ性が得られる。
を、成分及び製造条件の調整により安定的且つ効果的に
するとともに、耐再熱割れ性に優れた成分により、焼戻
しパラメータの大きいＰＷＨＴ条件においても、優れた
強度・靭性と耐溶接割れ性が得られる。
Claims (6)
- 【請求項１】 質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１５％、
Ｓｉ：０．０１〜０．８％、Ｍｎ：１％以下、Ｐ：０．
０１５％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｃｒ：０．８〜
１．６％、Ｍｏ：０．２〜１％、Ｔｉ：０．００２〜
０．００５％、Ｂ：０．０００３〜０．００３％、Ａ
ｌ：０．０１〜０．０４％、Ｎ：０．００６％以下、
Ｏ：０．００３％以下を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不
純物からなる靭性及び耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ
鋼。 - 【請求項２】 更に、質量％で、Ｃｕ：０．０５〜０．
５％を含有する請求項１記載の靭性及び耐再熱割れ性に
優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。 - 【請求項３】 更に、質量％で、Ｎｉ：０．０５〜０．
８％を含有する請求項１又は２記載の靭性及び耐再熱割
れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。 - 【請求項４】 更に、質量％で、Ｎｂ：０．００５〜
０．０３％を含有する請求項１乃至３の何れかに記載の
靭性及び耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。 - 【請求項５】 更に，質量％で、Ｃａ：０．０００５〜
０．００５％、Ｍｇ：０．０００５〜０．００５％、Ｒ
ＥＭ：０．０００５〜０．０２％の一種又は二種以上を
含有する請求項１乃至４の何れかに記載の靭性及び耐再
熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼。 - 【請求項６】 請求項１乃至５の何れかに記載の組成の
鋼を焼ならし前に７００℃〜Ａｃ1変態点の温度域に３
０分以上保持し、焼ならし後、焼戻しすることを特徴と
する靭性及び耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35026199A JP2001164332A (ja) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | 高靭性かつ耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35026199A JP2001164332A (ja) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | 高靭性かつ耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001164332A true JP2001164332A (ja) | 2001-06-19 |
Family
ID=18409315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35026199A Pending JP2001164332A (ja) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | 高靭性かつ耐再熱割れ性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001164332A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100551588B1 (ko) * | 2004-03-24 | 2006-02-13 | 주식회사 세아베스틸 | 충격인성이 우수한 고온 침탄용강 |
| JP2013144842A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-07-25 | Jfe Steel Corp | 耐再熱割れ性と強度、靭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼板およびその製造方法 |
| CN108754349A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-06 | 倍德力能源装备（江苏）有限公司 | 一种高强度重型弹簧支吊架 |
| CN113166900A (zh) * | 2018-11-29 | 2021-07-23 | 株式会社Posco | 高温强度优异的用于中高温的钢板及其制备方法 |
-
1999
- 1999-12-09 JP JP35026199A patent/JP2001164332A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100551588B1 (ko) * | 2004-03-24 | 2006-02-13 | 주식회사 세아베스틸 | 충격인성이 우수한 고온 침탄용강 |
| JP2013144842A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-07-25 | Jfe Steel Corp | 耐再熱割れ性と強度、靭性に優れたＣｒ−Ｍｏ鋼板およびその製造方法 |
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| CN113166900A (zh) * | 2018-11-29 | 2021-07-23 | 株式会社Posco | 高温强度优异的用于中高温的钢板及其制备方法 |
| JP2022510209A (ja) * | 2018-11-29 | 2022-01-26 | ポスコ | 高温強度に優れた中高温用鋼板及びその製造方法 |
| EP3889303A4 (en) * | 2018-11-29 | 2022-03-09 | Posco | STEEL PLATE FOR HIGH TEMPERATURE APPLICATIONS HAVING EXCELLENT HIGH TEMPERATURE RESISTANCE, AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF |
| JP7277584B2 (ja) | 2018-11-29 | 2023-05-19 | ポスコ カンパニー リミテッド | 高温強度に優れた中高温用鋼板及びその製造方法 |
| CN113166900B (zh) * | 2018-11-29 | 2023-11-24 | 浦项股份有限公司 | 高温强度优异的用于中高温的钢板及其制备方法 |
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