JPH0219447A - フェライト系ステンレス鋼 - Google Patents
フェライト系ステンレス鋼Info
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- JPH0219447A JPH0219447A JP16601688A JP16601688A JPH0219447A JP H0219447 A JPH0219447 A JP H0219447A JP 16601688 A JP16601688 A JP 16601688A JP 16601688 A JP16601688 A JP 16601688A JP H0219447 A JPH0219447 A JP H0219447A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
- F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
- F28F21/082—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は１例えば原子力発電プラントの熱交換器用伝熱
管に使用され、耐食性に富むフェライト系ステンレス鋼
の改良に関する。
管に使用され、耐食性に富むフェライト系ステンレス鋼
の改良に関する。
（従来の技術）
例えば、原子力発電プラントに使用される給水加熱器、
湿分分離加熱器等の熱交換器には、耐食性にすぐれたオ
ーステナイト系ステンレス鋼製の伝熱管が従来から使用
されている。このオーステナイト系ステンレス鋼は、耐
食性に富むだけに超大形の熱交換器には好まれて多く採
用されている。
湿分分離加熱器等の熱交換器には、耐食性にすぐれたオ
ーステナイト系ステンレス鋼製の伝熱管が従来から使用
されている。このオーステナイト系ステンレス鋼は、耐
食性に富むだけに超大形の熱交換器には好まれて多く採
用されている。
しかし、オーステナイト系ステンレス鋼は。
（１−イオンを含む環境では粒内型の応力腐食割れを生
じる危険性が高く、復水器の海水リーク時Ｃａ−イオン
による応力腐食割れ発生の可能性がある。また、合金成
分中のＮｉおよび主としてＮｉと共存している微量のＣ
Ｏが溶出し、原子炉内に持ち込まれ、それぞれＣｏ”及
びＣ０１ｌ′に変化する。これらの半減期は長く、放射
線量を増大させる等の問題があり、耐応力腐食割れ性に
すぐれ、耐食性を有し、Ｎｉ、Ｃｏ含有量の少ない伝熱
管材料が要求されてきた。
じる危険性が高く、復水器の海水リーク時Ｃａ−イオン
による応力腐食割れ発生の可能性がある。また、合金成
分中のＮｉおよび主としてＮｉと共存している微量のＣ
Ｏが溶出し、原子炉内に持ち込まれ、それぞれＣｏ”及
びＣ０１ｌ′に変化する。これらの半減期は長く、放射
線量を増大させる等の問題があり、耐応力腐食割れ性に
すぐれ、耐食性を有し、Ｎｉ、Ｃｏ含有量の少ない伝熱
管材料が要求されてきた。
（発明が解決しようとする課題）
この要求に対し、最近ではフェライト系ステンレス鋼が
伝熱管材料として有望であることが判明し、実用化へ向
けての検討が進んできた。フェライト系ステンレス鋼は
、オーステナイト系ステンレス鋼と比較して、熱伝導率
が高く、耐応力腐食割れ性に優れ、Ｎｉ、Ｃｏ含有量も
極めて少ないので、伝熱管材料として有望な材料である
。しかし耐食性はオーステナイト系ステンレス鋼よりも
劣り、主成分のＦｅを主体としたクラッドが増大すると
いう問題を有している。Ｆｅは、ＣｏＣｏより半減期は
短いが、Ｆｅ５ｇを生成し放射線量の増大をもたらす要
因となるので、極力低く押えなければならず、その解決
策が模索されているのが現状であった。
伝熱管材料として有望であることが判明し、実用化へ向
けての検討が進んできた。フェライト系ステンレス鋼は
、オーステナイト系ステンレス鋼と比較して、熱伝導率
が高く、耐応力腐食割れ性に優れ、Ｎｉ、Ｃｏ含有量も
極めて少ないので、伝熱管材料として有望な材料である
。しかし耐食性はオーステナイト系ステンレス鋼よりも
劣り、主成分のＦｅを主体としたクラッドが増大すると
いう問題を有している。Ｆｅは、ＣｏＣｏより半減期は
短いが、Ｆｅ５ｇを生成し放射線量の増大をもたらす要
因となるので、極力低く押えなければならず、その解決
策が模索されているのが現状であった。
本発明は５以上のような従来材質の欠点を改良するため
になされたもので、原子カプラントの高温純水環境中で
すぐれた耐食性を有するフェライト系ステンレス鋼を提
供することを目的とするものである。
になされたもので、原子カプラントの高温純水環境中で
すぐれた耐食性を有するフェライト系ステンレス鋼を提
供することを目的とするものである。
（Ｗ題を解決するための手段）
本発明者等は、炭素鋼に合金成分を微量添加することに
より耐食性は大幅に向上することに着目し、微量の合金
成分を添加したフェライト系ステンレス鋼の耐食性を検
討した結果、Ｃｕの添加が耐食性を向上させることを見
出し、本発明に至ったものである。
より耐食性は大幅に向上することに着目し、微量の合金
成分を添加したフェライト系ステンレス鋼の耐食性を検
討した結果、Ｃｕの添加が耐食性を向上させることを見
出し、本発明に至ったものである。
すなわち１本発明は、重量基準でＣ０．００２〜０．０
３０％、 Ｓｉ １．０％以下、Ｍｎ１．０％以下、Ｃ
ｒ１６．０〜２０．０％、 Ｍｏ ０．５％以下、Ｎｉ
０．６％以下、Ｎ ０．０３０％以下、Ｔｉもしくは
Ｎｂ ６ｘ（Ｃ＋Ｎ）〜０．７５％、 Ｃｏ ０．０５
％以下、 Ｃｕ ０．０１〜０．５％ を含み、残部が
Ｆｅおよび付随的不純物からなるフェライト系ステンレ
ス鋼である。
３０％、 Ｓｉ １．０％以下、Ｍｎ１．０％以下、Ｃ
ｒ１６．０〜２０．０％、 Ｍｏ ０．５％以下、Ｎｉ
０．６％以下、Ｎ ０．０３０％以下、Ｔｉもしくは
Ｎｂ ６ｘ（Ｃ＋Ｎ）〜０．７５％、 Ｃｏ ０．０５
％以下、 Ｃｕ ０．０１〜０．５％ を含み、残部が
Ｆｅおよび付随的不純物からなるフェライト系ステンレ
ス鋼である。
（作 用）
後述する実施例の第１図は、Ｃｕの含有量を変化させた
１８ｃｒのフェライト系ステンレス鋼（実施例１〜３）
と従来の１８ Ｃｒのフェライト系ステンレス鋼（比較
例）の腐食減社の経時変化を示すグラフである。このグ
ラフによれば、従来材と比較して本発明に係る材料の腐
食性は大幅に向上しており、耐食性に及ぼすＣｕの効果
は大である。
１８ｃｒのフェライト系ステンレス鋼（実施例１〜３）
と従来の１８ Ｃｒのフェライト系ステンレス鋼（比較
例）の腐食減社の経時変化を示すグラフである。このグ
ラフによれば、従来材と比較して本発明に係る材料の腐
食性は大幅に向上しており、耐食性に及ぼすＣｕの効果
は大である。
すなわち、本発明はＣｕのｖｌｌ量の添加によりフェラ
イト系ステンレス鋼の耐食性を向上させるという新しい
知見により達成されたものであり、従来材の耐食性に劣
るという欠点が改善されたものである。
イト系ステンレス鋼の耐食性を向上させるという新しい
知見により達成されたものであり、従来材の耐食性に劣
るという欠点が改善されたものである。
次に、この発明のフェライト系ステンレス鋼においてそ
の化学組成を上記のように限定した理由を説明する。以
下の記載において組成を表わす１％」は、特に断わらな
い限り重量基準とする。
の化学組成を上記のように限定した理由を説明する。以
下の記載において組成を表わす１％」は、特に断わらな
い限り重量基準とする。
Ｃ０．００２〜０．０３０％：
Ｃはフェライト系ステンレス鋼の高温純水環境での応力
腐食感受性を著しく高める元素であり、その量は低いほ
ど好ましい、Ｃを０．０３０％以下にすることにより応
力腐食割れの発生を防止できるので、上限を０．０３％
とする。但し、後述する安定化元素のＴｉの添加により
目的を達成できる。
腐食感受性を著しく高める元素であり、その量は低いほ
ど好ましい、Ｃを０．０３０％以下にすることにより応
力腐食割れの発生を防止できるので、上限を０．０３％
とする。但し、後述する安定化元素のＴｉの添加により
目的を達成できる。
一方、Ｃは焼入性を向上させ、引張強さおよび耐力を向
上させるのに不可欠の元素で、Ｃ含有量が０．００２％
以下では十分な強度が得られない、このためＣの下限は
０．００２％とする。
上させるのに不可欠の元素で、Ｃ含有量が０．００２％
以下では十分な強度が得られない、このためＣの下限は
０．００２％とする。
Ｎ ０．０３０％以下：
ＮはＣと同様フェライト系ステンレス鋼の応力腐食割れ
感受性を著しく高める元素であり、その量は低いほど好
ましい。Ｎを０．０３０％以下にすることにより応力腐
食割れの発生を防止できるので、上限を０．０３０％と
する。
感受性を著しく高める元素であり、その量は低いほど好
ましい。Ｎを０．０３０％以下にすることにより応力腐
食割れの発生を防止できるので、上限を０．０３０％と
する。
ＴｉもしくはＮｂ ６Ｘ（Ｃ十Ｎ）〜０．７５％：Ｔ
ｉもしくはＮｂはＣおよびＮを固定するため溶接時の鋭
敏化を防止し、粒界型応力腐食割れを抑制する効果があ
るが、６Ｘ（Ｃ＋Ｎ）％未満では十分な効果が得られな
いため、下限を６Ｘ（Ｃ＋Ｎ）％ とする。一方、０．
７５％を越える添加は靭性の低下をきたすので上限は０
．７５％とする。
ｉもしくはＮｂはＣおよびＮを固定するため溶接時の鋭
敏化を防止し、粒界型応力腐食割れを抑制する効果があ
るが、６Ｘ（Ｃ＋Ｎ）％未満では十分な効果が得られな
いため、下限を６Ｘ（Ｃ＋Ｎ）％ とする。一方、０．
７５％を越える添加は靭性の低下をきたすので上限は０
．７５％とする。
ＳＬ １．０％以下、Ｍｎ１．０％以下：ＳｉおよびＭ
ｎは、それぞれ脱酸剤、脱硫剤として添加するもので、
Ｓｉ、Ｍｎともに１．０％以下とする。上限を越えたＳ
ｉの添加は靭性を低下させ、またＭｎの添加は焼入性を
上げる効果を有するが過剰であると耐食性を低下させる
。
ｎは、それぞれ脱酸剤、脱硫剤として添加するもので、
Ｓｉ、Ｍｎともに１．０％以下とする。上限を越えたＳ
ｉの添加は靭性を低下させ、またＭｎの添加は焼入性を
上げる効果を有するが過剰であると耐食性を低下させる
。
Ｃｒ １６．０〜２０．０％：
Ｃｒはフェライト系ステンレス鋼の耐食性向上に不可欠
な成分である。高温純水環境では、全面腐食に対し１６
．０％未満では十分な耐食性がないので、下限を１６．
０％とする。一方Ｃｒ含有量が２０．０％を越えると、
フェライト系ステンレス鋼に特有な４７５℃脆性が生じ
るおそれがあるため、上限は２０．０％に制限している
。
な成分である。高温純水環境では、全面腐食に対し１６
．０％未満では十分な耐食性がないので、下限を１６．
０％とする。一方Ｃｒ含有量が２０．０％を越えると、
フェライト系ステンレス鋼に特有な４７５℃脆性が生じ
るおそれがあるため、上限は２０．０％に制限している
。
Ｍｏ０．５％以下：
ＭｏはＣｒと同様含有量が増大すると４７５℃脆性が生
じるおそれがあるため、上限を０．５％に制限している
。
じるおそれがあるため、上限を０．５％に制限している
。
Ｃｕ ０．０１〜０．５％：
Ｃｕは、本発明に係るフェライト系ステンレス鋼の構成
元素中で特に重要な元素であり、初期腐食を少なくし、
Ｃｕ含有のち密な密着性の良い保護皮膜を形成させるた
めに０．Ｏ１〜０．５％添加する。
元素中で特に重要な元素であり、初期腐食を少なくし、
Ｃｕ含有のち密な密着性の良い保護皮膜を形成させるた
めに０．Ｏ１〜０．５％添加する。
ＣｕはＣｒの存在の下でその効果を発揮するが、ｏ、ｏ
ｉ％未滴の添加ではその効果は十分でないので、下限は
０．０１％とする。しかし０．５％を越えて添加しても
、もはやそれ以上の効果は望めないので。
ｉ％未滴の添加ではその効果は十分でないので、下限は
０．０１％とする。しかし０．５％を越えて添加しても
、もはやそれ以上の効果は望めないので。
上限を０．５％とする。
Ｎｉ ０．６％以下：
Ｎｉは、オーステナイト相形成元素であり、含有量が増
大するにつれてＦｅ−Ｃｒ系合金状態図のγループ幅が
広がり、溶接熱影響部にマルテンサイトが変態生成しや
すくなり、溶接割れを引き起こすため、また放射線源の
Ｃｏ”を生成するため、その量は低いほど好ましいａＮ
ｉを０．６％以下にすることにより溶接熱影響部におけ
るマルテンサイトの変態生成を防止することができるの
で、上限を０．６％ とする。
大するにつれてＦｅ−Ｃｒ系合金状態図のγループ幅が
広がり、溶接熱影響部にマルテンサイトが変態生成しや
すくなり、溶接割れを引き起こすため、また放射線源の
Ｃｏ”を生成するため、その量は低いほど好ましいａＮ
ｉを０．６％以下にすることにより溶接熱影響部におけ
るマルテンサイトの変態生成を防止することができるの
で、上限を０．６％ とする。
Ｃｏｏ、０５％以下：
ＣｏはＮｉと同様オーステナイト相形成元素であり、か
つ放射線源のＣ０６０を生成する元素なので。
つ放射線源のＣ０６０を生成する元素なので。
その量は低いほど好ましいが、０．０５％までは影響が
ないので、上限を０．０５％とする。
ないので、上限を０．０５％とする。
上記成分ならびに主成分としてＦｅを加える際に付随的
に含まれる不純物はなるべく少ない方が好ましい。
に含まれる不純物はなるべく少ない方が好ましい。
本発明のフェライト系ステンレス鋼は、まず各素材金属
を真空あるいは大気圧下で混合溶解し、脱酸後において
実質的に上記組成のフェライト系ステンレス鋼溶湯を得
、次いでこれを造塊し、圧延を施すことにより伝熱管用
の素材となる。
を真空あるいは大気圧下で混合溶解し、脱酸後において
実質的に上記組成のフェライト系ステンレス鋼溶湯を得
、次いでこれを造塊し、圧延を施すことにより伝熱管用
の素材となる。
この様にして作られた素材は最終用途に応じて抽伸、熱
処理、フィン加工等を施すことにより、給水加熱器、湿
分分離加熱器伝熱管等として形成される。
処理、フィン加工等を施すことにより、給水加熱器、湿
分分離加熱器伝熱管等として形成される。
以下、実施例により本発明をよ−り具体的に説明する。
（実施例）
第１表に示す組成（表中の数字は重量％を意味する）を
有する４種類の１８Ｃｒ系のフェライト系ステンレス鋼
をそれぞれ溶解、造塊し、圧延加工を行ない熱処理を施
して、素材試験片を得た。
有する４種類の１８Ｃｒ系のフェライト系ステンレス鋼
をそれぞれ溶解、造塊し、圧延加工を行ない熱処理を施
して、素材試験片を得た。
（以下余白）
かくして得られた素材試験片について、実機湿分分離加
熱器において最も腐食の激しい箇所に相当する条件とし
て温度２００℃、湿り度１１％、流速３０ ｍ／ｓｅｅ
の蒸気条件にて腐食試験を実施した。得られた結果を第
１図に示す 第１図に示す結果をみれば、本発明による素材は何れも
耐食性が従来材（比較例）より優れている。特にＣｕ含
有量の最も多い実施例３においては、腐食減量は従来材
の１／２以下で耐食性が大幅に改善されており、Ｃｕの
添加の効果は大であることがわかる。
熱器において最も腐食の激しい箇所に相当する条件とし
て温度２００℃、湿り度１１％、流速３０ ｍ／ｓｅｅ
の蒸気条件にて腐食試験を実施した。得られた結果を第
１図に示す 第１図に示す結果をみれば、本発明による素材は何れも
耐食性が従来材（比較例）より優れている。特にＣｕ含
有量の最も多い実施例３においては、腐食減量は従来材
の１／２以下で耐食性が大幅に改善されており、Ｃｕの
添加の効果は大であることがわかる。
上記実施例においては、材料は金属地肌のままで評価し
たものであるが、ブレフィルミング処理を施せば更に耐
食性が向上するのはもちろんのことであり、製造方法は
特に制限されるものではな％Ｎ。
たものであるが、ブレフィルミング処理を施せば更に耐
食性が向上するのはもちろんのことであり、製造方法は
特に制限されるものではな％Ｎ。
上述したように、本発明によれば比較的安価な元素のわ
ずかな添加により、従来の材料に比べて耐食性が大幅に
改善されたフェライト系ステンレス鋼が与えられる。こ
のため、給水加熱器、湿分分離加熱器等の伝熱管に用い
れば、従来材で有しているすぐれた耐ＳＣＣ性、低Ｃｏ
に併せて給水中のＦｅグラッドが減少し、原子力発電プ
ラント等の安全性、信頼性が向上するなど、産業上有効
な効果がもたらされる。
ずかな添加により、従来の材料に比べて耐食性が大幅に
改善されたフェライト系ステンレス鋼が与えられる。こ
のため、給水加熱器、湿分分離加熱器等の伝熱管に用い
れば、従来材で有しているすぐれた耐ＳＣＣ性、低Ｃｏ
に併せて給水中のＦｅグラッドが減少し、原子力発電プ
ラント等の安全性、信頼性が向上するなど、産業上有効
な効果がもたらされる。
第１図は、従来材と本発明による材料との腐食試験結果
の比較を示すグラフである。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健
の比較を示すグラフである。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健
Claims (1)
- 重量比でＣ０．００２〜０．０３０％、Ｓｉ１．０％以
下、Ｍｎ１．０％以下、Ｃｒ１６．０〜２０．０％、Ｍ
ｏ０．５％以下、Ｎｉ０．６％以下、Ｎ０．０３０％以
下、ＴｉもしくはＮｂ６×（Ｃ＋Ｎ）〜０．７５％、Ｃ
ｏ０．０５％以下、Ｃｕ０．０１〜０．５％、残部Ｆｅ
および付随的不純物からなることを特徴とするフェライ
ト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16601688A JPH0219447A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | フェライト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16601688A JPH0219447A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | フェライト系ステンレス鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0219447A true JPH0219447A (ja) | 1990-01-23 |
Family
ID=15823348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16601688A Pending JPH0219447A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | フェライト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0219447A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02301543A (ja) * | 1989-05-15 | 1990-12-13 | Kobe Steel Ltd | 高温水中における耐溶出性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
| WO2008151479A1 (fr) * | 2007-06-13 | 2008-12-18 | Weidong Chen | Tube flexible ultra fin constitué d'un alliage et son procédé de fabrication |
| EP3517647A4 (en) * | 2016-12-21 | 2019-12-04 | JFE Steel Corporation | FERRITIC STAINLESS STEEL |
-
1988
- 1988-07-05 JP JP16601688A patent/JPH0219447A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02301543A (ja) * | 1989-05-15 | 1990-12-13 | Kobe Steel Ltd | 高温水中における耐溶出性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
| WO2008151479A1 (fr) * | 2007-06-13 | 2008-12-18 | Weidong Chen | Tube flexible ultra fin constitué d'un alliage et son procédé de fabrication |
| EP3517647A4 (en) * | 2016-12-21 | 2019-12-04 | JFE Steel Corporation | FERRITIC STAINLESS STEEL |
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