JPH08104943A - 高温強度に優れた圧力容器用鋼及びその製造方法 - Google Patents
高温強度に優れた圧力容器用鋼及びその製造方法Info
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- JPH08104943A JPH08104943A JP26613994A JP26613994A JPH08104943A JP H08104943 A JPH08104943 A JP H08104943A JP 26613994 A JP26613994 A JP 26613994A JP 26613994 A JP26613994 A JP 26613994A JP H08104943 A JPH08104943 A JP H08104943A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、優れた高温引張強度を発揮する高
温強度に優れた圧力容器用鋼及びその製造方法を提供す
る。 【構成】 一定範囲量のＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｎ
と、かつ一定範囲量のＮｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒのうち１
種又は２種以上の合計が０．００５〜０．１２と、かつ
一定範囲量のＶを含有し、かつ凸凹面を有する析出物を
体積率で０．１〜３．０％含有する鋼を、８５０℃〜１
０００℃の焼きならし及び６００℃〜７８０℃の焼戻し
熱処理を施して製造する高温強度に優れた圧力容器用鋼
である。 【効果】 溶接性が向上し、また合金コストも安くな
り、さらには３５０℃以上の温度域において優れた高温
強度が発揮され、高温用圧力容器用鋼として有用であ
る。
温強度に優れた圧力容器用鋼及びその製造方法を提供す
る。 【構成】 一定範囲量のＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｎ
と、かつ一定範囲量のＮｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒのうち１
種又は２種以上の合計が０．００５〜０．１２と、かつ
一定範囲量のＶを含有し、かつ凸凹面を有する析出物を
体積率で０．１〜３．０％含有する鋼を、８５０℃〜１
０００℃の焼きならし及び６００℃〜７８０℃の焼戻し
熱処理を施して製造する高温強度に優れた圧力容器用鋼
である。 【効果】 溶接性が向上し、また合金コストも安くな
り、さらには３５０℃以上の温度域において優れた高温
強度が発揮され、高温用圧力容器用鋼として有用であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温強度に優れた析出
物分散強化型の圧力容器用鋼、及びその製造方法に関
し、従来の分散強化型圧力容器用鋼に比べ合金コストが
安く、且つ３５０℃〜４７５℃の温度域において、優れ
た高温引張強度を発揮するため、圧力容器，ボイラー用
の鋼として有用である。
物分散強化型の圧力容器用鋼、及びその製造方法に関
し、従来の分散強化型圧力容器用鋼に比べ合金コストが
安く、且つ３５０℃〜４７５℃の温度域において、優れ
た高温引張強度を発揮するため、圧力容器，ボイラー用
の鋼として有用である。
【０００２】
【従来の技術】圧力容器用鋼には、Ｃ−Ｓｉ−Ｍｎ鋼
（ＪＩＳ規格 ＳＢ４２，２６，２９，ＳＧＶ４２，２
６，４９）、Ｃ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｍｏ鋼（ＪＩＳ規格 Ｓ
Ｂ４６Ｍ，４９Ｍ，ＳＢＶ１Ａ，１Ｂ，ＳＱＶ１Ａ，１
Ｂ）、Ｃ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｍｏ−Ｎｉ鋼（ＪＩＳ規格 Ｓ
ＱＶ２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂ，ＳＢＶ２，３）等があ
る。
（ＪＩＳ規格 ＳＢ４２，２６，２９，ＳＧＶ４２，２
６，４９）、Ｃ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｍｏ鋼（ＪＩＳ規格 Ｓ
Ｂ４６Ｍ，４９Ｍ，ＳＢＶ１Ａ，１Ｂ，ＳＱＶ１Ａ，１
Ｂ）、Ｃ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｍｏ−Ｎｉ鋼（ＪＩＳ規格 Ｓ
ＱＶ２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂ，ＳＢＶ２，３）等があ
る。
【０００３】従来これらの鋼に、さらにＴｉ，Ｎｂなど
の合金元素を添加することで、炭化物，窒化物を析出さ
せて高温強度を向上させてきた。そのさい析出物の形状
は主に球もしくは棒状であり、析出物の量を増やすほど
高温強度は向上した。しかし析出物を多量に含有するほ
ど靱性の劣化，溶接性の劣化，合金コストの上昇等の問
題が生じるため、析出物の量には上限がある。
の合金元素を添加することで、炭化物，窒化物を析出さ
せて高温強度を向上させてきた。そのさい析出物の形状
は主に球もしくは棒状であり、析出物の量を増やすほど
高温強度は向上した。しかし析出物を多量に含有するほ
ど靱性の劣化，溶接性の劣化，合金コストの上昇等の問
題が生じるため、析出物の量には上限がある。
【０００４】析出物の形態を制御した例として、ＣＡＭ
Ｐ−ＩＳＩＪ Ｖｏｌ．４（１９９１）ｐ８５６記載の
“Ｖ−ｗｉｎｇ”がある。Ｖ−ｗｉｎｇは、Ｎｂ（Ｃ，
Ｎ）とＶ（Ｃ，Ｎ）の複合析出物であり、析出物表面が
凸凹している。
Ｐ−ＩＳＩＪ Ｖｏｌ．４（１９９１）ｐ８５６記載の
“Ｖ−ｗｉｎｇ”がある。Ｖ−ｗｉｎｇは、Ｎｂ（Ｃ，
Ｎ）とＶ（Ｃ，Ｎ）の複合析出物であり、析出物表面が
凸凹している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】限られた量の析出物で
高温強度を向上させるためには、析出物のサイズを小さ
くし析出物の数を増やすことが必要である。しかし析出
物の数を増やすためには高温の溶体化熱処理及び低温仕
上げ圧延直接焼き入れ等を行う必要があり、製造コスト
の増加等の問題がある。
高温強度を向上させるためには、析出物のサイズを小さ
くし析出物の数を増やすことが必要である。しかし析出
物の数を増やすためには高温の溶体化熱処理及び低温仕
上げ圧延直接焼き入れ等を行う必要があり、製造コスト
の増加等の問題がある。
【０００６】また高温の使用環境中では、析出物の凝集
粗大化が進行し、析出物のサイズは大きくなる。
粗大化が進行し、析出物のサイズは大きくなる。
【０００７】本発明はこれら欠点を解消し、析出物のサ
イズ以外の因子で転位の運動を阻害し、高温強度を向上
させる高温強度に優れた圧力容器用鋼及びその製造方法
を提供する。
イズ以外の因子で転位の運動を阻害し、高温強度を向上
させる高温強度に優れた圧力容器用鋼及びその製造方法
を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、析出物の
形をコントロールすれば転位の運動を効率よく阻害でき
ることを見出した。析出物の表面が凸凹であれば、以下
の作用によって転位の運動を、同じ体積率とサイズを持
つ球状，針状，棒状または板状の析出物より強く阻害す
る。
形をコントロールすれば転位の運動を効率よく阻害でき
ることを見出した。析出物の表面が凸凹であれば、以下
の作用によって転位の運動を、同じ体積率とサイズを持
つ球状，針状，棒状または板状の析出物より強く阻害す
る。
【０００９】この場合、凸面の突起があることで転位を
捕まえる確率が高くなる。３５０〜４７５℃では、常温
では活動できなかった転位のすべり面が活動できるよう
になり、転位のすべり方向は常温の２倍の２４方向にな
る。
捕まえる確率が高くなる。３５０〜４７５℃では、常温
では活動できなかった転位のすべり面が活動できるよう
になり、転位のすべり方向は常温の２倍の２４方向にな
る。
【００１０】析出物の長径が転位すべり面上にあり、転
位線に平行かつ転位のすべり方向に垂直に存在するとき
が最も強く転位の運動を阻害する。析出物に突起が存在
することは、析出物と転位が上記のような位置関係にあ
る確率が高くなる。高温引張強度は転位の運動と密接に
関係し、転位が運動しにくい程変形が進み難い。すなわ
ち高温引張強度が高くなることを示している。
位線に平行かつ転位のすべり方向に垂直に存在するとき
が最も強く転位の運動を阻害する。析出物に突起が存在
することは、析出物と転位が上記のような位置関係にあ
る確率が高くなる。高温引張強度は転位の運動と密接に
関係し、転位が運動しにくい程変形が進み難い。すなわ
ち高温引張強度が高くなることを示している。
【００１１】さらに凸凹面を有する析出物を析出させる
ために、成分及び熱処理条件を見出し、本発明を完成す
るに至った。
ために、成分及び熱処理条件を見出し、本発明を完成す
るに至った。
【００１２】(1) 本発明の圧力容器用鋼の要旨とする
ところは、重量％で、Ｃ：０．０５〜０．２５，Ｓｉ：
０．１０〜０．７５，Ｍｎ：０．３０〜１．６０，Ｐ：
０．０３０以下，Ｓ：０．０３０以下，Ｎ：０．００５
〜０．０１４、かつＮｂ：０．０１〜０．１０，Ｔａ：
０．０１〜０．１０，Ｔｉ：０．００５〜０．０６，Ｚ
ｒ：０．００５〜０．１０のうち１種又は２種以上の合
計が０．００５〜０．１２、かつＶ：０．０３〜０．３
０を含有し、かつ凸凹面を有する析出物を体積率で０．
１〜３．０％を含有し、残部鉄及び不可避的不純物から
なることを特徴とする高温強度に優れた圧力容器用鋼で
ある。
ところは、重量％で、Ｃ：０．０５〜０．２５，Ｓｉ：
０．１０〜０．７５，Ｍｎ：０．３０〜１．６０，Ｐ：
０．０３０以下，Ｓ：０．０３０以下，Ｎ：０．００５
〜０．０１４、かつＮｂ：０．０１〜０．１０，Ｔａ：
０．０１〜０．１０，Ｔｉ：０．００５〜０．０６，Ｚ
ｒ：０．００５〜０．１０のうち１種又は２種以上の合
計が０．００５〜０．１２、かつＶ：０．０３〜０．３
０を含有し、かつ凸凹面を有する析出物を体積率で０．
１〜３．０％を含有し、残部鉄及び不可避的不純物から
なることを特徴とする高温強度に優れた圧力容器用鋼で
ある。
【００１３】(2) また上記 (1)項の圧力容器用鋼にお
いて、さらに重量％で、Ｎｉ：０．３０〜１．００，Ｃ
ｒ：０．１０〜１．００，Ｍｏ：０．２５〜１．００の
１種又は２種以上を含有することを特徴とするものであ
る。
いて、さらに重量％で、Ｎｉ：０．３０〜１．００，Ｃ
ｒ：０．１０〜１．００，Ｍｏ：０．２５〜１．００の
１種又は２種以上を含有することを特徴とするものであ
る。
【００１４】(3) さらには重量％で、Ｃ：０．０５〜
０．２５，Ｓｉ：０．１０〜０．７５，Ｍｎ：０．３０
〜１．６０，Ｐ：０．０３０以下，Ｓ：０．０３０以
下，Ｎ：０．００５〜０．０１４、かつＶ：０．０５〜
０．３０Ｃｒ：０．１０〜１．００のうち１種又は２種
を含有し、かつＭｏ：０．２５〜１．００を含有し、か
つ凸凹面を有する析出物を体積率で０．１〜３．０％含
有し、残部鉄及び不可避的不純物からなることを特徴と
する高温強度に優れた圧力容器用鋼である。
０．２５，Ｓｉ：０．１０〜０．７５，Ｍｎ：０．３０
〜１．６０，Ｐ：０．０３０以下，Ｓ：０．０３０以
下，Ｎ：０．００５〜０．０１４、かつＶ：０．０５〜
０．３０Ｃｒ：０．１０〜１．００のうち１種又は２種
を含有し、かつＭｏ：０．２５〜１．００を含有し、か
つ凸凹面を有する析出物を体積率で０．１〜３．０％含
有し、残部鉄及び不可避的不純物からなることを特徴と
する高温強度に優れた圧力容器用鋼である。
【００１５】(4) また上記 (3)項の圧力容器用鋼にお
いて、さらに重量％でＮｉ：０．３０〜１．００を含有
することを特徴とするとするものである。
いて、さらに重量％でＮｉ：０．３０〜１．００を含有
することを特徴とするとするものである。
【００１６】本発明の圧力容器用鋼の製造方法は、上記
(1)〜 (4)項のいずれか１項に記載の成分を有する鋼
を、８５０℃〜１０００℃の焼きならし及び６００℃〜
７８０℃の焼戻し熱処理を施すことを特徴とする高温強
度に優れた圧力容器用鋼の製造方法である。
(1)〜 (4)項のいずれか１項に記載の成分を有する鋼
を、８５０℃〜１０００℃の焼きならし及び６００℃〜
７８０℃の焼戻し熱処理を施すことを特徴とする高温強
度に優れた圧力容器用鋼の製造方法である。
【００１７】但しここで、凸凹面は以下の様に定義す
る。即ち析出物の長径と短径の比が２以上であり、かつ
析出物をある平面で切断したときの析出物の輪郭を曲線
ｃとする（曲線ｃは１つもしくは複数の閉曲線から成り
立っている）。ある直線ｌが存在し、曲線ｃと直線ｌの
交点（接点は除く）が３つ以上になるとき、その析出物
は表面に凸凹面を持つと定義する。さらに体積率は、抽
出レプリカを１万倍で観察して求めた析出物の面積率に
等しいとする。
る。即ち析出物の長径と短径の比が２以上であり、かつ
析出物をある平面で切断したときの析出物の輪郭を曲線
ｃとする（曲線ｃは１つもしくは複数の閉曲線から成り
立っている）。ある直線ｌが存在し、曲線ｃと直線ｌの
交点（接点は除く）が３つ以上になるとき、その析出物
は表面に凸凹面を持つと定義する。さらに体積率は、抽
出レプリカを１万倍で観察して求めた析出物の面積率に
等しいとする。
【００１８】
【作用】以下、各成分の限定理由について説明する。
【００１９】Ｃは、炭素化物を形成し高温強度を向上さ
せるため０．０５％以上必要であるが、０．２５％を超
える添加は溶接性を損ねるため、０．０５〜０．２５％
に限定した。
せるため０．０５％以上必要であるが、０．２５％を超
える添加は溶接性を損ねるため、０．０５〜０．２５％
に限定した。
【００２０】Ｓｉは、脱酸元素として０．１０％以上必
要であるが、０．７５％を超える添加は靱性を損ねるた
め、０．１０〜０．７５％に限定した。
要であるが、０．７５％を超える添加は靱性を損ねるた
め、０．１０〜０．７５％に限定した。
【００２１】Ｍｎは、焼きならし時の組織を安定化する
ため０．３０％以上必要であるが、１．６０％を超える
添加は熱間加工性を損ねるため、０．３０〜１．６０％
に限定した。
ため０．３０％以上必要であるが、１．６０％を超える
添加は熱間加工性を損ねるため、０．３０〜１．６０％
に限定した。
【００２２】Ｐは靱性を損ねるため、０．０３０％以下
に限定した。
に限定した。
【００２３】Ｓは靱性を損ねるため、０．０３０％以下
に限定した。
に限定した。
【００２４】Ｎは、窒化物を形成し高温強度を向上させ
るため０．００５％以上必要であるが、０．０１４％を
超える添加は溶接性を損ねるため、０．００５〜０．０
１４％に限定した。
るため０．００５％以上必要であるが、０．０１４％を
超える添加は溶接性を損ねるため、０．００５〜０．０
１４％に限定した。
【００２５】ここでＮｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ（これを選
択元素群と呼称する）とＶは、選択元素群の元素を
含有する炭窒化物と、Ｖ炭窒化物の組み合わせにて凸凹
析出物を形成する。
択元素群と呼称する）とＶは、選択元素群の元素を
含有する炭窒化物と、Ｖ炭窒化物の組み合わせにて凸凹
析出物を形成する。
【００２６】ＮｂとＶの組み合わせでは、球状のＮｂ
（Ｃ，Ｎ）が先に析出し、Ｖ（Ｃ，Ｎ）がそのＮｂ
（Ｃ，Ｎ）を核に棒状に突起として析出するために、析
出物の表面に凸凹ができる。突起の数は熱処理条件によ
って異なり、２本〜５０本とさまざまであり、例えば図
１に示すように、こんぺい糖のような形態を呈する場合
が多い。
（Ｃ，Ｎ）が先に析出し、Ｖ（Ｃ，Ｎ）がそのＮｂ
（Ｃ，Ｎ）を核に棒状に突起として析出するために、析
出物の表面に凸凹ができる。突起の数は熱処理条件によ
って異なり、２本〜５０本とさまざまであり、例えば図
１に示すように、こんぺい糖のような形態を呈する場合
が多い。
【００２７】その他代表的な組み合わせとして、Ｔａ
（Ｃ，Ｎ）＋Ｖ（Ｃ，Ｎ）、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）＋Ｖ（Ｃ，
Ｎ）、Ｚｒ（Ｃ，Ｎ）＋Ｖ（Ｃ，Ｎ）、（Ｎｂ，Ｔａ）
（Ｃ，Ｎ）＋（Ｖ，Ｎｂ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｎｂ，Ｔｉ）
（Ｃ，Ｎ）＋Ｖ（Ｃ，Ｎ）等がある。
（Ｃ，Ｎ）＋Ｖ（Ｃ，Ｎ）、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）＋Ｖ（Ｃ，
Ｎ）、Ｚｒ（Ｃ，Ｎ）＋Ｖ（Ｃ，Ｎ）、（Ｎｂ，Ｔａ）
（Ｃ，Ｎ）＋（Ｖ，Ｎｂ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｎｂ，Ｔｉ）
（Ｃ，Ｎ）＋Ｖ（Ｃ，Ｎ）等がある。
【００２８】それぞれの元素及びその合計が下限未満で
は析出物が凸凹にならず、上限超では析出物の長径／短
径比が２未満になり、凸凹が減少してしまう。従って、
Ｎｂ：０．０１〜０．１０％、Ｔａ：０．０１〜０．１
０％、Ｔｉ：０．００５〜０．０６％、Ｚｒ：０．００
５〜０．１０％、かつＮｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒの合計を
０．００５〜０．１２％に、Ｖは０．０３〜０．３０に
限定した。
は析出物が凸凹にならず、上限超では析出物の長径／短
径比が２未満になり、凸凹が減少してしまう。従って、
Ｎｂ：０．０１〜０．１０％、Ｔａ：０．０１〜０．１
０％、Ｔｉ：０．００５〜０．０６％、Ｚｒ：０．００
５〜０．１０％、かつＮｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒの合計を
０．００５〜０．１２％に、Ｖは０．０３〜０．３０に
限定した。
【００２９】析出物の体積率は、０．１％未満では高温
強度向上が十分でなく、３．０％を超えると靱性が低下
するため、０．１〜３．０体積率に限定した。
強度向上が十分でなく、３．０％を超えると靱性が低下
するため、０．１〜３．０体積率に限定した。
【００３０】Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ（これを選択元素群と
呼称する）は、焼入れ性を確保し鋼の組織を安定化させ
るために、高温強度をさらに向上させる働きがある。一
方過剰の添加は溶接性を損ねるため、Ｎｉ：０．３０〜
１．００％、Ｃｒ：０．１０〜１．００％，Ｍｏ：０．
２５〜１．００％にそれぞれ限定した。特に板厚が５０
ｍｍを超える場合に添加することが望ましい。
呼称する）は、焼入れ性を確保し鋼の組織を安定化させ
るために、高温強度をさらに向上させる働きがある。一
方過剰の添加は溶接性を損ねるため、Ｎｉ：０．３０〜
１．００％、Ｃｒ：０．１０〜１．００％，Ｍｏ：０．
２５〜１．００％にそれぞれ限定した。特に板厚が５０
ｍｍを超える場合に添加することが望ましい。
【００３１】選択元素群（Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ）
を添加しない場合は、Ｖ，Ｃｒ（これを選択元素群と
呼称する）とＭｏの組み合わせにて、凸凹析出物を形成
させることができる。この場合、Ｖ及び／又はＣｒを含
有する炭窒化物を核として、Ｍｏ炭窒化物が突起状に析
出する。
を添加しない場合は、Ｖ，Ｃｒ（これを選択元素群と
呼称する）とＭｏの組み合わせにて、凸凹析出物を形成
させることができる。この場合、Ｖ及び／又はＣｒを含
有する炭窒化物を核として、Ｍｏ炭窒化物が突起状に析
出する。
【００３２】具体例として、Ｖ4 （Ｃ，Ｎ）3 ＋Ｍｏ2
（Ｃ，Ｎ）、（Ｖ，Ｃｒ）4 （Ｃ，Ｎ）3 ＋Ｍｏ
2 （Ｃ，Ｎ），（Ｖ，Ｃｒ）4 （Ｃ，Ｎ）3 ＋（Ｍｏ，
Ｃｒ）2 （Ｃ，Ｎ），Ｃｒ2（Ｃ，Ｎ）＋Ｍｏ2 （Ｃ，
Ｎ），Ｃｒ23Ｃ6 ＋Ｍｏ2 （Ｃ，Ｎ）等がある。
（Ｃ，Ｎ）、（Ｖ，Ｃｒ）4 （Ｃ，Ｎ）3 ＋Ｍｏ
2 （Ｃ，Ｎ），（Ｖ，Ｃｒ）4 （Ｃ，Ｎ）3 ＋（Ｍｏ，
Ｃｒ）2 （Ｃ，Ｎ），Ｃｒ2（Ｃ，Ｎ）＋Ｍｏ2 （Ｃ，
Ｎ），Ｃｒ23Ｃ6 ＋Ｍｏ2 （Ｃ，Ｎ）等がある。
【００３３】それぞれの元素及びその合計が下限未満で
は、析出物が凸凹にならず、上限超では、析出物の長径
／短径比が２未満になり凸凹が減少してしまう。従って
Ｖ：０．０５〜０．３０％、Ｃｒ：０．１０〜１．００
％、Ｍｏ：０．２５〜１．００％にそれぞれ限定した。
は、析出物が凸凹にならず、上限超では、析出物の長径
／短径比が２未満になり凸凹が減少してしまう。従って
Ｖ：０．０５〜０．３０％、Ｃｒ：０．１０〜１．００
％、Ｍｏ：０．２５〜１．００％にそれぞれ限定した。
【００３４】熱処理は、析出物を凸凹にするために必須
である。焼きならしは、オーステナイト変態開始温度以
上で且つ選択元素群の元素が１００％固溶しない温度
で行う必要がある。また焼きならし温度が１０００℃を
超えると、靱性が著しく劣化する。これらのため８５０
℃〜１０００℃に限定した。選択元素のなかでも、Ｎ
ｂ及び／又はＴａを添加した場合は、焼きならし温度９
００〜９８０℃が好ましい。
である。焼きならしは、オーステナイト変態開始温度以
上で且つ選択元素群の元素が１００％固溶しない温度
で行う必要がある。また焼きならし温度が１０００℃を
超えると、靱性が著しく劣化する。これらのため８５０
℃〜１０００℃に限定した。選択元素のなかでも、Ｎ
ｂ及び／又はＴａを添加した場合は、焼きならし温度９
００〜９８０℃が好ましい。
【００３５】焼き戻しは、Ｖ析出物を選択元素群の析
出物の表面に成長させる働きがある。凸凹を形成するた
めには６００℃以上の温度が必要であるが、７８０℃超
では析出物の凸凹が崩れるため、６００〜７８０℃に限
定した。より好ましくは６５０〜７６０℃である。なお
焼きならし後の冷却速度は、１５０℃／分（８００℃〜
５００℃間の平均）以下に遅くすることが望ましい。
出物の表面に成長させる働きがある。凸凹を形成するた
めには６００℃以上の温度が必要であるが、７８０℃超
では析出物の凸凹が崩れるため、６００〜７８０℃に限
定した。より好ましくは６５０〜７６０℃である。なお
焼きならし後の冷却速度は、１５０℃／分（８００℃〜
５００℃間の平均）以下に遅くすることが望ましい。
【００３６】また焼きならしは、オーステナイト変態開
始温度以上でかつ選択元素群の元素が１００％固溶し
ない温度で行う必要がある。また焼きならし温度が１０
００℃を超えると靱性が著しく劣化する。これらのため
８５０℃〜１０００℃に限定した。
始温度以上でかつ選択元素群の元素が１００％固溶し
ない温度で行う必要がある。また焼きならし温度が１０
００℃を超えると靱性が著しく劣化する。これらのため
８５０℃〜１０００℃に限定した。
【００３７】焼き戻しは、Ｍｏ析出物を選択元素群の
析出物の表面に成長させる働きがある。凸凹を形成する
ためには６００℃以上の温度が必要であるが、７８０℃
超では析出物の凸凹が崩れるために、６００〜７８０℃
に限定した。
析出物の表面に成長させる働きがある。凸凹を形成する
ためには６００℃以上の温度が必要であるが、７８０℃
超では析出物の凸凹が崩れるために、６００〜７８０℃
に限定した。
【００３８】その他の不純物について、Ｃｕ，Ｃｏは
０．５％以下、Ａｌは０．０５％以下、Ｏは０．０３％
以下、Ｒｅｍ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｙ，Ｂは０．００５％以下
にすることが望ましい。
０．５％以下、Ａｌは０．０５％以下、Ｏは０．０３％
以下、Ｒｅｍ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｙ，Ｂは０．００５％以下
にすることが望ましい。
【００３９】
【実施例】表１，表２と、表３に示したそれぞれの成分
の鋼（記号Ａ〜Ｍと記号Ｎ〜Ｔで示す）を、５０ｋｇ真
空溶解炉にて鋳造し、熱間圧延した後、表４の熱処理を
経て、凸凹面を有する析出物の体積率の測定，４２５℃
の引張強度及び２ｍｍＶノッチ衝撃試験にて０℃での吸
収エネルギーを求めた。
の鋼（記号Ａ〜Ｍと記号Ｎ〜Ｔで示す）を、５０ｋｇ真
空溶解炉にて鋳造し、熱間圧延した後、表４の熱処理を
経て、凸凹面を有する析出物の体積率の測定，４２５℃
の引張強度及び２ｍｍＶノッチ衝撃試験にて０℃での吸
収エネルギーを求めた。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【００４２】
【表３】
【００４３】
【表４】
【００４４】本発明例のＡ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｃ２，Ｄ
１，Ｅ１，Ｆ１，Ｇ１，Ｎ１，Ｎ２．Ｏ１，Ｐ１は、引
張強度及び靱性共に優れた値を示している。
１，Ｅ１，Ｆ１，Ｇ１，Ｎ１，Ｎ２．Ｏ１，Ｐ１は、引
張強度及び靱性共に優れた値を示している。
【００４５】比較例Ａ２は、焼きならし温度が低いため
凸凹析出物の量が不十分となり、強度が低い。
凸凹析出物の量が不十分となり、強度が低い。
【００４６】比較例Ａ３は、焼きならし温度が高いため
強度は十分であるが靱性が低い。
強度は十分であるが靱性が低い。
【００４７】比較例Ｂ２は、焼き戻し温度が低いため凸
凹析出物の量が不十分であるが、転位が回復せずに残っ
ているため、強度は高い。しかし、靱性は低い値を示し
ている。
凹析出物の量が不十分であるが、転位が回復せずに残っ
ているため、強度は高い。しかし、靱性は低い値を示し
ている。
【００４８】比較例Ｂ３は、焼き戻し温度が高いため凸
凹析出物の量が不十分となり、強度が低い。
凹析出物の量が不十分となり、強度が低い。
【００４９】比較例Ｃ３は、焼きならし温度が低く且つ
焼き戻し温度が高いために、凸凹析出物の量が不十分と
なり強度が低い。
焼き戻し温度が高いために、凸凹析出物の量が不十分と
なり強度が低い。
【００５０】比較例Ｃ４は、焼きならし温度が高く且つ
焼き戻しが低いため、強度は高いが靱性が低い。
焼き戻しが低いため、強度は高いが靱性が低い。
【００５１】比較例Ｈ１は、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒの
総量が過剰であるため、凸凹析出物の量が不十分となり
強度が低い。
総量が過剰であるため、凸凹析出物の量が不十分となり
強度が低い。
【００５２】比較例Ｉ１は、Ｎｂ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒの
量が不足しているため、凸凹析出物の量が不十分となり
強度が低い。
量が不足しているため、凸凹析出物の量が不十分となり
強度が低い。
【００５３】比較例Ｊ１は、Ｖが不足しているため凸凹
析出物の量が不十分となり、強度が低い。
析出物の量が不十分となり、強度が低い。
【００５４】比較例Ｋ１は、Ｖが過剰であるため凸凹析
出物の量が不十分となり、強度が低い。
出物の量が不十分となり、強度が低い。
【００５５】比較例Ｌ１は、Ｃ及びＮが不足しているた
め凸凹析出物の量が不十分となり、強度が低い。
め凸凹析出物の量が不十分となり、強度が低い。
【００５６】比較例Ｍ１は、Ｃｒ，Ｍｏが過剰であるた
め強度靱性は十分であるが、溶接割れが観察された。
め強度靱性は十分であるが、溶接割れが観察された。
【００５７】比較例Ｎ３は、焼きならし温度が低いため
凸凹析出物の量が不十分となり、強度が低い。
凸凹析出物の量が不十分となり、強度が低い。
【００５８】比較例Ｎ４は、焼き戻し温度が高い凸凹析
出物の量が不十分となり、強度が低い。
出物の量が不十分となり、強度が低い。
【００５９】比較例Ｏ２は、焼きならし温度が高いため
強度は十分であるが、靱性が低い。
強度は十分であるが、靱性が低い。
【００６０】比較例Ｏ３は、焼き戻し温度が低いため凸
凹析出物量が不足しているものの、強度は十分であるが
靱性が低い。
凹析出物量が不足しているものの、強度は十分であるが
靱性が低い。
【００６１】比較例Ｑ１は、Ｖが不足しているため凸凹
析出物の量が不十分となり、強度が低い。
析出物の量が不十分となり、強度が低い。
【００６２】比較例Ｒ１は、Ｖ及びＣｒが過剰であるた
め凸凹析出物の量が不十分となり、強度が低い。
め凸凹析出物の量が不十分となり、強度が低い。
【００６３】比較例Ｓ１は、Ｍｏが不足しているため凸
凹析出物の量が不十分となり、強度が低い。
凹析出物の量が不十分となり、強度が低い。
【００６４】比較例Ｔ１は、Ｃ及びＮが不足しているた
め凸凹析出物の量が不十分となり、強度が低い。
め凸凹析出物の量が不十分となり、強度が低い。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、一定の鋼
成分及び熱処理条件を付与すことにより、析出物の形を
コントロールしてその転位の運動を効率よく阻害し、高
温域における引張強度を向上させることにより、高温強
度に優れた析出物分散強化型の圧力容器用鋼を得るもの
であり、従来型の高価な合金成分を多量に含有させた分
散強化型耐熱鋼に比べて溶接性もよくなり、また合金コ
ストも安くなり、さらには３５０℃以上の温度域におい
て優れた高温強度を発揮するため、圧力容器，ボイラー
等の高温用圧力容器用鋼として有用である。
成分及び熱処理条件を付与すことにより、析出物の形を
コントロールしてその転位の運動を効率よく阻害し、高
温域における引張強度を向上させることにより、高温強
度に優れた析出物分散強化型の圧力容器用鋼を得るもの
であり、従来型の高価な合金成分を多量に含有させた分
散強化型耐熱鋼に比べて溶接性もよくなり、また合金コ
ストも安くなり、さらには３５０℃以上の温度域におい
て優れた高温強度を発揮するため、圧力容器，ボイラー
等の高温用圧力容器用鋼として有用である。
図１ （ａ），（ｂ）図は球状核表面に形成される析出物の形
態の一例を示す図面である。
態の一例を示す図面である。
Claims (5)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０５〜０．２５，Ｓ
ｉ：０．１０〜０．７５，Ｍｎ：０．３０〜１．６０，
Ｐ：０．０３０以下，Ｓ：０．０３０以下，Ｎ：０．０
０５〜０．０１４、かつＮｂ：０．０１〜０．１０，Ｔ
ａ：０．０１〜０．１０，Ｔｉ：０．００５〜０．０
６，Ｚｒ：０．００５〜０．１０のうち１種又は２種以
上の合計が０．００５〜０．１２、かつＶ：０．０３〜
０．３０を含有し、かつ凸凹面を有する析出物を体積率
で０．１〜３．０％を含有し、残部鉄及び不可避的不純
物からなることを特徴とする高温強度に優れた圧力容器
用鋼。 - 【請求項２】 重量％で、Ｎｉ：０．３０〜１．００，
Ｃｒ：０．１０〜１．００，Ｍｏ：０．２５〜１．００
の１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項
１記載の高温強度に優れた圧力容器用鋼。 - 【請求項３】 重量％で、Ｃ：０．０５〜０．２５，Ｓ
ｉ：０．１０〜０．７５，Ｍｎ：０．３０〜１．６０，
Ｐ：０．０３０以下，Ｓ：０．０３０以下，Ｎ：０．０
０５〜０．０１４、かつＶ：０．０５〜０．３０Ｃｒ：
０．１０〜１．００のうち１種又は２種を含有し、かつ
Ｍｏ：０．２５〜１．００を含有し、かつ凸凹面を有す
る析出物を体積率で０．１〜３．０％含有し、残部鉄及
び不可避的不純物からなることを特徴とする高温強度に
優れた圧力容器用鋼。 - 【請求項４】 重量％で、Ｎｉ：０．３０〜１．００を
含有することを特徴とする請求項３記載の高温強度に優
れた圧力容器用鋼。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の成
分を有する鋼を、８５０℃〜１０００℃の焼きならし及
び６００℃〜７８０℃の焼戻し熱処理を施すことを特徴
とする高温強度に優れた圧力容器用鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26613994A JPH08104943A (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | 高温強度に優れた圧力容器用鋼及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26613994A JPH08104943A (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | 高温強度に優れた圧力容器用鋼及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08104943A true JPH08104943A (ja) | 1996-04-23 |
Family
ID=17426862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26613994A Pending JPH08104943A (ja) | 1994-10-06 | 1994-10-06 | 高温強度に優れた圧力容器用鋼及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08104943A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008223081A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Kobe Steel Ltd | 溶接熱影響部の靭性に優れた高張力厚鋼板 |
| CN109355570A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-02-19 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 薄规格易焊接低温结构钢板的生产方法 |
| US10829830B2 (en) | 2015-12-17 | 2020-11-10 | Posco | Pressure vessel steel plate having excellent post weld heat treatment resistance, and manufacturing method therefor |
-
1994
- 1994-10-06 JP JP26613994A patent/JPH08104943A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008223081A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Kobe Steel Ltd | 溶接熱影響部の靭性に優れた高張力厚鋼板 |
| US10829830B2 (en) | 2015-12-17 | 2020-11-10 | Posco | Pressure vessel steel plate having excellent post weld heat treatment resistance, and manufacturing method therefor |
| CN109355570A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-02-19 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 薄规格易焊接低温结构钢板的生产方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021001 |