JPH1161342A - 高Ｃｒフェライト鋼 - Google Patents
高Ｃｒフェライト鋼Info
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- JPH1161342A JPH1161342A JP21462997A JP21462997A JPH1161342A JP H1161342 A JPH1161342 A JP H1161342A JP 21462997 A JP21462997 A JP 21462997A JP 21462997 A JP21462997 A JP 21462997A JP H1161342 A JPH1161342 A JP H1161342A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ６００℃以上の温度域における高温クリープ
強度を大幅に改善するとともに、靱性、加工性および溶
接性においても既存の低合金鋼と同等以上の性能を有
し、オーステナイト系ステンレス鋼に代替できる新しい
Ｃｒフェライト鋼を提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．０３〜０．１２、Ｓ
ｉ：０．１〜０．７、Ｍｎ：０．１〜１．０、Ｐ：≦
０．０２５、Ｓ：≦０．０１５、Ｃｒ：８〜１３、Ｍ
ｏ：０．１〜１．５、Ｗ：０．１〜３．５、Ｖ：０．０
１〜０．３、Ｎｂ：０．０１〜０．２、Ｃｏ：０．１〜
３、Ｃｕ：０．１〜３、Ｎｉ：０．１〜１、Ｂ：０．０
００５〜０．０１、Ｎ：０．０１〜０．１を含み、さら
にＨｆ：０．０１〜０．５、Ｚｒ：０．０１〜０．５、
Ｔａ：０．０１〜１．０、またはＯｓ：０．０１〜３の
いずれかを含み、残部が鉄および不可避的不純物からな
る高Ｃｒフェライト鋼である。
強度を大幅に改善するとともに、靱性、加工性および溶
接性においても既存の低合金鋼と同等以上の性能を有
し、オーステナイト系ステンレス鋼に代替できる新しい
Ｃｒフェライト鋼を提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．０３〜０．１２、Ｓ
ｉ：０．１〜０．７、Ｍｎ：０．１〜１．０、Ｐ：≦
０．０２５、Ｓ：≦０．０１５、Ｃｒ：８〜１３、Ｍ
ｏ：０．１〜１．５、Ｗ：０．１〜３．５、Ｖ：０．０
１〜０．３、Ｎｂ：０．０１〜０．２、Ｃｏ：０．１〜
３、Ｃｕ：０．１〜３、Ｎｉ：０．１〜１、Ｂ：０．０
００５〜０．０１、Ｎ：０．０１〜０．１を含み、さら
にＨｆ：０．０１〜０．５、Ｚｒ：０．０１〜０．５、
Ｔａ：０．０１〜１．０、またはＯｓ：０．０１〜３の
いずれかを含み、残部が鉄および不可避的不純物からな
る高Ｃｒフェライト鋼である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電用ボイラー、
タービンおよび化学プラント等の分野で、高温耐圧部材
として使用するのに好適な高温強度に優れた高Ｃｒフェ
ライト鋼に関する。
タービンおよび化学プラント等の分野で、高温耐圧部材
として使用するのに好適な高温強度に優れた高Ｃｒフェ
ライト鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】発電用ボイラー、化学プラントおよび原
子力用等の高温耐圧部材としては、オーステナイト系ス
テンレス鋼、Ｃｒ含有量が９〜１２％の高Ｃｒフェライ
ト鋼、２ 1/4Ｃｒ−１Ｍｏ鋼（ＪＩＳ ＳＴＢＡ２４を
いう。）に代表される低Ｃｒフェライト鋼および炭素鋼
等がある（本明細書において合金成分の含有量はすべて
重量％である）。これらは、対象部材の使用温度、圧
力、使用環境に応じ、かつ経済性を考慮して選択されて
いる。この中でも、９〜１２％Ｃｒフェライト鋼は、オ
ーステナイト系ステンレス鋼に比べ、１）安価である、
２）熱膨張率が小さい、３）応力腐食割れを起しにく
い、４）熱伝導性が良い等の優れた特徴を有している。
さらに、低Ｃｒフェライト鋼と比較しても、高温腐食、
応力腐食に対して優れており、かつ高温強度が高い。従
って、オーステナイト系ステンレス鋼の代替材として注
目されている。
子力用等の高温耐圧部材としては、オーステナイト系ス
テンレス鋼、Ｃｒ含有量が９〜１２％の高Ｃｒフェライ
ト鋼、２ 1/4Ｃｒ−１Ｍｏ鋼（ＪＩＳ ＳＴＢＡ２４を
いう。）に代表される低Ｃｒフェライト鋼および炭素鋼
等がある（本明細書において合金成分の含有量はすべて
重量％である）。これらは、対象部材の使用温度、圧
力、使用環境に応じ、かつ経済性を考慮して選択されて
いる。この中でも、９〜１２％Ｃｒフェライト鋼は、オ
ーステナイト系ステンレス鋼に比べ、１）安価である、
２）熱膨張率が小さい、３）応力腐食割れを起しにく
い、４）熱伝導性が良い等の優れた特徴を有している。
さらに、低Ｃｒフェライト鋼と比較しても、高温腐食、
応力腐食に対して優れており、かつ高温強度が高い。従
って、オーステナイト系ステンレス鋼の代替材として注
目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は６０
０℃以上の温度域における高温クリープ強度を大幅に改
善するとともに、靱性、加工性および溶接性においても
既存の低合金鋼と同等以上の性能を有し、オーステナイ
ト系ステンレス鋼に代替できる新しい高Ｃｒフェライト
鋼を提供するものである。
０℃以上の温度域における高温クリープ強度を大幅に改
善するとともに、靱性、加工性および溶接性においても
既存の低合金鋼と同等以上の性能を有し、オーステナイ
ト系ステンレス鋼に代替できる新しい高Ｃｒフェライト
鋼を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本願発明者は、鋭意研究
を重ねた結果、以下に示す高温強度に優れた高フェライ
ト鋼を提供するものである。 （１）炭素（Ｃ）：０．０３〜０．１２％、ケイ素（Ｓ
ｉ）：０．１〜０．７％、マンガン（Ｍｎ）：０．１〜
１．０％、リン（Ｐ）：≦０．０２５％、イオウ
（Ｓ）：≦０．０１５％、クロム（Ｃｒ）：８〜１３
％、モリブデン（Ｍｏ）：０．１〜１．５％、タングス
テン（Ｗ）：０．１〜３．５％、バナジウム（Ｖ）：
０．０１〜０．３％、ニオブ（Ｎｂ）：０．０１〜０．
２％、コバルト（Ｃｏ）：０．１〜３％、銅（Ｃｕ）：
０．１〜３％、ニッケル（Ｎｉ）：０．１〜１％、ホウ
素（Ｂ）：０．０００５〜０．０１％、窒素（Ｎ）：
０．０１〜０．１％、ハフニウム（Ｈｆ）：０．０１〜
０．５％を含み、残部が鉄および不可避的不純物からな
る高Ｃｒフェライト鋼。 （２）炭素：０．０３〜０．１２％、ケイ素：０．１〜
０．７％、マンガン：０．１〜１．０％、リン：≦０．
０２５％、イオウ：≦０．０１５％、クロム：８〜１３
％、モリブデン：０．１〜１．５％、タングステン：
０．１〜３．５％、バナジウム：０．０１〜０．３％、
ニオブ：０．０１〜０．２％、コバルト：０．１〜３
％、銅：０．１〜３％、ニッケル：０．１〜１％、ホウ
素：０．０００５〜０．０１％、窒素：０．０１〜０．
１％、ジルコニウム：０．０１〜０．５％を含み、残部
が鉄および不可避的不純物からなる高Ｃｒフェライト
鋼。 （３）炭素：０．０３〜０．１２％、ケイ素：０．１〜
０．７％、マンガン：０．１〜１．０％、リン：≦０．
０２５％、イオウ：≦０．０１５％、クロム：８〜１３
％、モリブデン：０．１〜１．５％、タングステン：
０．１〜３．５％、バナジウム：０．０１〜０．３％、
ニオブ：０．０１〜０．２％、コバルト：０．１〜３
％、銅：０．１〜３％、ニッケル：０．１〜１％、ホウ
素：０．０００５〜０．０１％、窒素：０．０１〜０．
１％、タンタル：０．０１〜１．０％を含み、残部が鉄
および不可避的不純物からなる高Ｃｒフェライト鋼。 （４）炭素：０．０３〜０．１２％、ケイ素：０．１〜
０．７％、マンガン：０．１〜１．０％、リン：≦０．
０２５％、イオウ：≦０．０１５％、クロム：８〜１３
％、モリブデン：０．１〜１．５％、タングステン：
０．１〜３．５％、バナジウム：０．０１〜０．３％、
ニオブ：０．０１〜０．２％、コバルト：０．１〜３
％、銅：０．１〜３％、ニッケル：０．１〜１％、ホウ
素：０．０００５〜０．０１％、窒素：０．０１〜０．
１％、オスミニウム：０．０１〜３％を含み、残部が鉄
および不可避的不純物からなる高Ｃｒフェライト鋼。
を重ねた結果、以下に示す高温強度に優れた高フェライ
ト鋼を提供するものである。 （１）炭素（Ｃ）：０．０３〜０．１２％、ケイ素（Ｓ
ｉ）：０．１〜０．７％、マンガン（Ｍｎ）：０．１〜
１．０％、リン（Ｐ）：≦０．０２５％、イオウ
（Ｓ）：≦０．０１５％、クロム（Ｃｒ）：８〜１３
％、モリブデン（Ｍｏ）：０．１〜１．５％、タングス
テン（Ｗ）：０．１〜３．５％、バナジウム（Ｖ）：
０．０１〜０．３％、ニオブ（Ｎｂ）：０．０１〜０．
２％、コバルト（Ｃｏ）：０．１〜３％、銅（Ｃｕ）：
０．１〜３％、ニッケル（Ｎｉ）：０．１〜１％、ホウ
素（Ｂ）：０．０００５〜０．０１％、窒素（Ｎ）：
０．０１〜０．１％、ハフニウム（Ｈｆ）：０．０１〜
０．５％を含み、残部が鉄および不可避的不純物からな
る高Ｃｒフェライト鋼。 （２）炭素：０．０３〜０．１２％、ケイ素：０．１〜
０．７％、マンガン：０．１〜１．０％、リン：≦０．
０２５％、イオウ：≦０．０１５％、クロム：８〜１３
％、モリブデン：０．１〜１．５％、タングステン：
０．１〜３．５％、バナジウム：０．０１〜０．３％、
ニオブ：０．０１〜０．２％、コバルト：０．１〜３
％、銅：０．１〜３％、ニッケル：０．１〜１％、ホウ
素：０．０００５〜０．０１％、窒素：０．０１〜０．
１％、ジルコニウム：０．０１〜０．５％を含み、残部
が鉄および不可避的不純物からなる高Ｃｒフェライト
鋼。 （３）炭素：０．０３〜０．１２％、ケイ素：０．１〜
０．７％、マンガン：０．１〜１．０％、リン：≦０．
０２５％、イオウ：≦０．０１５％、クロム：８〜１３
％、モリブデン：０．１〜１．５％、タングステン：
０．１〜３．５％、バナジウム：０．０１〜０．３％、
ニオブ：０．０１〜０．２％、コバルト：０．１〜３
％、銅：０．１〜３％、ニッケル：０．１〜１％、ホウ
素：０．０００５〜０．０１％、窒素：０．０１〜０．
１％、タンタル：０．０１〜１．０％を含み、残部が鉄
および不可避的不純物からなる高Ｃｒフェライト鋼。 （４）炭素：０．０３〜０．１２％、ケイ素：０．１〜
０．７％、マンガン：０．１〜１．０％、リン：≦０．
０２５％、イオウ：≦０．０１５％、クロム：８〜１３
％、モリブデン：０．１〜１．５％、タングステン：
０．１〜３．５％、バナジウム：０．０１〜０．３％、
ニオブ：０．０１〜０．２％、コバルト：０．１〜３
％、銅：０．１〜３％、ニッケル：０．１〜１％、ホウ
素：０．０００５〜０．０１％、窒素：０．０１〜０．
１％、オスミニウム：０．０１〜３％を含み、残部が鉄
および不可避的不純物からなる高Ｃｒフェライト鋼。
【０００５】
【実施の形態】本発明の好ましい第一の態様は、添加元
素として従来あまり用いられていなかったＨｆを添加
し、δ−フェライトの形成を抑制する効果のあるＣｏ、
Ｃｕ、Ｎｉを適量添加したことを特徴とし、重量％で、
Ｃ：０．０３〜０．１２％、Ｓｉ：０．１〜０．７％、
Ｍｎ：０．１〜１．０％、Ｐ：≦０．０２５％、Ｓ：≦
０．０１５％、Ｃｒ：８〜１３％、Ｍｏ：０．１〜１．
５％、Ｗ：０．１〜３．５％、Ｖ：０．０１〜０．３
％、Ｎｂ：０．０１〜０．２％、Ｃｏ：０．１〜３％、
Ｃｕ：０．１〜３％、Ｎｉ：０．１〜１％、Ｂ：０．０
００５〜０．０１％、Ｎ：０．０１〜０．１％、Ｈｆ：
０．０１〜０．５％を含み、残部は鉄および不可避的不
純物からなる高温強度に優れた高Ｃｒフェライト鋼を提
供するものである。
素として従来あまり用いられていなかったＨｆを添加
し、δ−フェライトの形成を抑制する効果のあるＣｏ、
Ｃｕ、Ｎｉを適量添加したことを特徴とし、重量％で、
Ｃ：０．０３〜０．１２％、Ｓｉ：０．１〜０．７％、
Ｍｎ：０．１〜１．０％、Ｐ：≦０．０２５％、Ｓ：≦
０．０１５％、Ｃｒ：８〜１３％、Ｍｏ：０．１〜１．
５％、Ｗ：０．１〜３．５％、Ｖ：０．０１〜０．３
％、Ｎｂ：０．０１〜０．２％、Ｃｏ：０．１〜３％、
Ｃｕ：０．１〜３％、Ｎｉ：０．１〜１％、Ｂ：０．０
００５〜０．０１％、Ｎ：０．０１〜０．１％、Ｈｆ：
０．０１〜０．５％を含み、残部は鉄および不可避的不
純物からなる高温強度に優れた高Ｃｒフェライト鋼を提
供するものである。
【０００６】以下に本発明鋼における各成分の作用とそ
の限定理由を示す。Ｃ（炭素）は、Ｎとともに、Ｃｒ、
Ｆｅ、Ｖ、Ｎｂと結合して炭窒化物を形成し、高温強度
の向上に寄与する。また、オーステナイト形成元素とし
て作用し、δ−フェライトの生成を抑制する。０．０３
％未満では炭化物析出が不十分であり、かつδ−フェラ
イト量が多くなり強度および靱性が不足する。また、
０．１２％を超えて添加すると、炭化物の過剰析出によ
り著しく硬化して加工性が低下するとともに、溶接性が
悪くなり圧力容器等を製造する場合に溶接割れ等の不具
合を生じる。したがって、その成分範囲は、０．０３〜
０．１２％、好ましくは、０．０５〜０．１１％であ
る。
の限定理由を示す。Ｃ（炭素）は、Ｎとともに、Ｃｒ、
Ｆｅ、Ｖ、Ｎｂと結合して炭窒化物を形成し、高温強度
の向上に寄与する。また、オーステナイト形成元素とし
て作用し、δ−フェライトの生成を抑制する。０．０３
％未満では炭化物析出が不十分であり、かつδ−フェラ
イト量が多くなり強度および靱性が不足する。また、
０．１２％を超えて添加すると、炭化物の過剰析出によ
り著しく硬化して加工性が低下するとともに、溶接性が
悪くなり圧力容器等を製造する場合に溶接割れ等の不具
合を生じる。したがって、その成分範囲は、０．０３〜
０．１２％、好ましくは、０．０５〜０．１１％であ
る。
【０００７】Ｓｉ（ケイ素）は、脱酸剤として作用し、
また耐水蒸気酸化特性を高める元素であるが、０．７％
を超えると靱性が著しく低下し、強度に対しても有害で
ある。また、０．１％未満の添加ではその効果が得られ
ない。したがって、その成分範囲は、０．１〜０．７％
である。
また耐水蒸気酸化特性を高める元素であるが、０．７％
を超えると靱性が著しく低下し、強度に対しても有害で
ある。また、０．１％未満の添加ではその効果が得られ
ない。したがって、その成分範囲は、０．１〜０．７％
である。
【０００８】Ｍｎ（マンガン）は、Ｓｉと同様脱酸剤と
して有用な元素である。しかし、１％を超えると鋼を硬
化させ加工性を損なう。また、０．１％未満の添加では
その効果が得られない。したがって、その成分範囲は、
０．１〜１％である。
して有用な元素である。しかし、１％を超えると鋼を硬
化させ加工性を損なう。また、０．１％未満の添加では
その効果が得られない。したがって、その成分範囲は、
０．１〜１％である。
【０００９】Ｐ（リン）およびＳ（硫黄）は、いずれも
靱性、加工性に有害な元素で、Ｓが微量であっても粒界
やＣｒ2 Ｏ3 スケール皮膜を不安定にし、強度、靱性お
よび加工性劣化の原因となることから、上記の許容範囲
内でもできるだけ少ないほうがよい。不可避な含有量と
して、その上限は、Ｐは０．０２５％、Ｓは０．０１５
％である。
靱性、加工性に有害な元素で、Ｓが微量であっても粒界
やＣｒ2 Ｏ3 スケール皮膜を不安定にし、強度、靱性お
よび加工性劣化の原因となることから、上記の許容範囲
内でもできるだけ少ないほうがよい。不可避な含有量と
して、その上限は、Ｐは０．０２５％、Ｓは０．０１５
％である。
【００１０】Ｃｒ（クロム）は、ＣおよびＮと結合して
炭窒化物を形成しクリープ破断強度の向上に寄与すると
ともに、母相中に固溶して耐酸化性および耐高温腐食性
を改善し、さらに母相自体を強化してクリープ強度の向
上に寄与する。その含有量が８％未満では十分な耐酸化
性、耐高温腐食性が得られず、また、１３％を超えて添
加するとδ−フェライトが生成しやすく強度と靱性を損
なう。したがって、その成分範囲は、８〜１３％であ
る。
炭窒化物を形成しクリープ破断強度の向上に寄与すると
ともに、母相中に固溶して耐酸化性および耐高温腐食性
を改善し、さらに母相自体を強化してクリープ強度の向
上に寄与する。その含有量が８％未満では十分な耐酸化
性、耐高温腐食性が得られず、また、１３％を超えて添
加するとδ−フェライトが生成しやすく強度と靱性を損
なう。したがって、その成分範囲は、８〜１３％であ
る。
【００１１】Ｍｏ（モリブデン）は、Ｗとともに、母相
中に固溶してクリープ強度を向上させる。Ｍｏの単独添
加であれば３％程度添加することが可能であるが、Ｗを
本願請求範囲で添加する場合、Ｗの方が高温強度の向上
に有効であり、またＭｏおよびＷを多量に添加するとδ
−フェライトが形成されるとともに、高温で長時間使用
中にＬａｖｅｓ相といわれる金属間化合物が形成し、ク
リープ延性が低下する。また、０．１％未満の添加では
その効果が表われない。したがって、その成分範囲は、
０．１〜１．５％、好ましくは、０．１〜１．０％であ
る。
中に固溶してクリープ強度を向上させる。Ｍｏの単独添
加であれば３％程度添加することが可能であるが、Ｗを
本願請求範囲で添加する場合、Ｗの方が高温強度の向上
に有効であり、またＭｏおよびＷを多量に添加するとδ
−フェライトが形成されるとともに、高温で長時間使用
中にＬａｖｅｓ相といわれる金属間化合物が形成し、ク
リープ延性が低下する。また、０．１％未満の添加では
その効果が表われない。したがって、その成分範囲は、
０．１〜１．５％、好ましくは、０．１〜１．０％であ
る。
【００１２】Ｗ（タングステン）は、上述のとおり母相
中に固溶してクリープ強度を著しく向上させる。しか
し、３．５％を超えて添加するとδ−フェライトが生成
しやすくなる。また、０．１％未満の添加ではその効果
が表われない。したがって、その成分範囲は、０．１〜
３．５％、好ましくは、１．５〜３．０％である。
中に固溶してクリープ強度を著しく向上させる。しか
し、３．５％を超えて添加するとδ−フェライトが生成
しやすくなる。また、０．１％未満の添加ではその効果
が表われない。したがって、その成分範囲は、０．１〜
３．５％、好ましくは、１．５〜３．０％である。
【００１３】Ｖ（バナジウム）は、Ｎｂとともに、Ｃ、
Ｎと結合して微細な炭窒化物を形成する。この微細析出
物は、高温での長時間クリープ強度の向上に有効であ
る。しかし、０．０１％未満では十分な効果が得られ
ず、また０．３％を超える場合にはかえってクリープ強
度を損なう。したがって、その成分範囲は、０．０１〜
０．３％、好ましくは、０．１０〜０．２５％である。
Ｎと結合して微細な炭窒化物を形成する。この微細析出
物は、高温での長時間クリープ強度の向上に有効であ
る。しかし、０．０１％未満では十分な効果が得られ
ず、また０．３％を超える場合にはかえってクリープ強
度を損なう。したがって、その成分範囲は、０．０１〜
０．３％、好ましくは、０．１０〜０．２５％である。
【００１４】Ｎｂ（ニオブ）は、上述のとおり微細な炭
窒化物を形成し、クリープ強度向上に寄与する。また、
溶体化処理時のオーステナイト粒の成長を抑制する効果
がある。しかし、０．０１％未満では上記の効果が得ら
れず、また０．２％を超える場合は未固溶ＮｂＣが増
え、クリープ強度と靱性を損なう。したがって、その成
分範囲は、０．０１〜０．２％、好ましくは、０．０３
〜０．１％である。
窒化物を形成し、クリープ強度向上に寄与する。また、
溶体化処理時のオーステナイト粒の成長を抑制する効果
がある。しかし、０．０１％未満では上記の効果が得ら
れず、また０．２％を超える場合は未固溶ＮｂＣが増
え、クリープ強度と靱性を損なう。したがって、その成
分範囲は、０．０１〜０．２％、好ましくは、０．０３
〜０．１％である。
【００１５】Ｃｏ（コバルト）は、ＣｕやＮｉ等と同様
オーステナイト安定化元素であり、δ−フェライトの生
成を抑制する効果がある。また、Ｎｉと比較して添加量
に対してＡｃｌ温度低下が少なく、焼き戻し温度を高く
設定できる利点がある。よって、Ｃｏの添加量は、０．
１〜３％である。０．１％未満では、十分な効果が得ら
れず、３％をこえると、かえってクリープ強度をそこな
う。
オーステナイト安定化元素であり、δ−フェライトの生
成を抑制する効果がある。また、Ｎｉと比較して添加量
に対してＡｃｌ温度低下が少なく、焼き戻し温度を高く
設定できる利点がある。よって、Ｃｏの添加量は、０．
１〜３％である。０．１％未満では、十分な効果が得ら
れず、３％をこえると、かえってクリープ強度をそこな
う。
【００１６】Ｃｕ（銅）は、オーステナイト安定化元素
であり、δ−フェライトの生成を抑制する効果があると
ともに、固溶強化、析出強化が期待できる。ただし、多
量の添加は、強度および熱間加工性を低下させる。熱間
加工性については、Ｎｉを適量添加することで加工性を
向上できる。以上のことより、Ｃｕの成分範囲は、０．
１〜３％、好ましくは、０．５〜２．５％である。
であり、δ−フェライトの生成を抑制する効果があると
ともに、固溶強化、析出強化が期待できる。ただし、多
量の添加は、強度および熱間加工性を低下させる。熱間
加工性については、Ｎｉを適量添加することで加工性を
向上できる。以上のことより、Ｃｕの成分範囲は、０．
１〜３％、好ましくは、０．５〜２．５％である。
【００１７】Ｎｉ（ニッケル）は、オーステナイト安定
化元素であり、δ−フェライトの生成を抑制する効果が
あるとともに、靱性改善に寄与するが、その含有量が１
％を超えると高温クリープ強度を損なう。また、Ｎｉと
Ｃｕのバランスを重量比でＮｉ≧1/4 Ｃｕとすること
で、Ｃｕの多量添加（Ｃｕを１％以上添加する場合）に
よる熱間加工時の割れを防止することができる。したが
って、Ｃｕとのバランスを考えて、その成分範囲は、
０．１〜１％、好ましくは、０．１〜０．７％である。
化元素であり、δ−フェライトの生成を抑制する効果が
あるとともに、靱性改善に寄与するが、その含有量が１
％を超えると高温クリープ強度を損なう。また、Ｎｉと
Ｃｕのバランスを重量比でＮｉ≧1/4 Ｃｕとすること
で、Ｃｕの多量添加（Ｃｕを１％以上添加する場合）に
よる熱間加工時の割れを防止することができる。したが
って、Ｃｕとのバランスを考えて、その成分範囲は、
０．１〜１％、好ましくは、０．１〜０．７％である。
【００１８】Ｂ（ホウ素）は、極微量の添加で焼入れ性
を向上させるとともに、炭化物を分散、安定化させる効
果がある。０．０００５％未満ではその効果が小さく、
０．０１％を超えると加工性を損なう。したがって、そ
の成分範囲は、０．０００５〜０．０１％、好ましく
は、０．００１〜０．００７％である。
を向上させるとともに、炭化物を分散、安定化させる効
果がある。０．０００５％未満ではその効果が小さく、
０．０１％を超えると加工性を損なう。したがって、そ
の成分範囲は、０．０００５〜０．０１％、好ましく
は、０．００１〜０．００７％である。
【００１９】Ｎ（窒素）は、Ｃと同様、Ｃｒ、Ｆｅ、
Ｖ、Ｎｂ等と結合して炭窒化物を形成する。０．０１％
未満ではその効果がなく、また、０．１％を超えると炭
窒化物が粗大化し、強度、靱性、加工性を損なう。した
がって、その成分範囲は、０．０１〜０．１％、好まし
くは、０．０２〜０．０７％である。
Ｖ、Ｎｂ等と結合して炭窒化物を形成する。０．０１％
未満ではその効果がなく、また、０．１％を超えると炭
窒化物が粗大化し、強度、靱性、加工性を損なう。した
がって、その成分範囲は、０．０１〜０．１％、好まし
くは、０．０２〜０．０７％である。
【００２０】Ｈｆ（ハフニウム）は、Ｆｅ母相とのミス
フィット（格子の歪み度合）が大きく、Ｆｅ中での拡散
係数が大きいことから、Ｆｅ母相中にＨｆが固溶すると
転位の運動を阻害し、高温強度を上昇させる。固溶しな
いＨｆは、Ｃと結合して炭化物として析出し、転位の運
動を阻害する。しかし、０．０１％未満ではその効果が
なく、また０．５％を超えて添加すると金属間化合物を
形成して靱性を低下させる。したがって、その成分範囲
は、０．０１〜０．５％である。
フィット（格子の歪み度合）が大きく、Ｆｅ中での拡散
係数が大きいことから、Ｆｅ母相中にＨｆが固溶すると
転位の運動を阻害し、高温強度を上昇させる。固溶しな
いＨｆは、Ｃと結合して炭化物として析出し、転位の運
動を阻害する。しかし、０．０１％未満ではその効果が
なく、また０．５％を超えて添加すると金属間化合物を
形成して靱性を低下させる。したがって、その成分範囲
は、０．０１〜０．５％である。
【００２１】本発明の好ましい第二の態様は、添加元素
として従来あまり用いられていなかったＺｒを添加し、
δ−フェライトの形成を抑制する効果のあるＣｏ、Ｃ
ｕ、Ｎｉを適量添加したことを特徴とし、重量％で、
Ｃ：０．０３〜０．１２％、Ｓｉ：０．１〜０．７％、
Ｍｎ：０．１〜１．０％、Ｐ：≦０．０２５％、Ｓ：≦
０．０１５％、Ｃｒ：８〜１３％、Ｍｏ：０．１〜１．
５％、Ｗ：０．１〜３．５％、Ｖ：０．０１〜０．３
％、Ｎｂ：０．０１〜０．２％、Ｃｏ：０．１〜３％、
Ｃｕ：０．１〜３％、Ｎｉ：０．１〜１％、Ｂ：０．０
００５〜０．０１％、Ｎ：０．０１〜０．１％、Ｚｒ：
０．０１〜０．５％を含み、残部は鉄および不可避的不
純物からなる高温強度に優れた高Ｃｒフェライト鋼を提
供するものである。
として従来あまり用いられていなかったＺｒを添加し、
δ−フェライトの形成を抑制する効果のあるＣｏ、Ｃ
ｕ、Ｎｉを適量添加したことを特徴とし、重量％で、
Ｃ：０．０３〜０．１２％、Ｓｉ：０．１〜０．７％、
Ｍｎ：０．１〜１．０％、Ｐ：≦０．０２５％、Ｓ：≦
０．０１５％、Ｃｒ：８〜１３％、Ｍｏ：０．１〜１．
５％、Ｗ：０．１〜３．５％、Ｖ：０．０１〜０．３
％、Ｎｂ：０．０１〜０．２％、Ｃｏ：０．１〜３％、
Ｃｕ：０．１〜３％、Ｎｉ：０．１〜１％、Ｂ：０．０
００５〜０．０１％、Ｎ：０．０１〜０．１％、Ｚｒ：
０．０１〜０．５％を含み、残部は鉄および不可避的不
純物からなる高温強度に優れた高Ｃｒフェライト鋼を提
供するものである。
【００２２】以下に、第二の態様における本発明鋼の各
成分の作用とその限定理由を示す。Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、
Ｐ、Ｓ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、ＢおよびＮについては、第一の態様と同じである。
Ｚｒ（ジルコニウム）は、Ｆｅ母相とのミスフィット
（格子の歪み度合）が大きく、Ｆｅ中での拡散係数が大
きくことから、Ｆｅ母相中にＺｒが固溶すると転位の運
動を阻害し、高温強度を上昇させる。また、固溶しない
ＺｒはＮと結合して窒化物として析出し、転位の運動を
阻害する。しかし、０．０１％未満ではその効果がな
く、また、多量に添加すると金属間化合物が生成して靱
性が低下するため、その成分範囲は、０．０１〜０．５
％である。
成分の作用とその限定理由を示す。Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、
Ｐ、Ｓ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、ＢおよびＮについては、第一の態様と同じである。
Ｚｒ（ジルコニウム）は、Ｆｅ母相とのミスフィット
（格子の歪み度合）が大きく、Ｆｅ中での拡散係数が大
きくことから、Ｆｅ母相中にＺｒが固溶すると転位の運
動を阻害し、高温強度を上昇させる。また、固溶しない
ＺｒはＮと結合して窒化物として析出し、転位の運動を
阻害する。しかし、０．０１％未満ではその効果がな
く、また、多量に添加すると金属間化合物が生成して靱
性が低下するため、その成分範囲は、０．０１〜０．５
％である。
【００２３】本発明の好ましい第三の態様は、添加元素
として従来あまり用いられていなかったＴａを添加し、
δ−フェライトの形成を抑制する効果のあるＣｏ、Ｃ
ｕ、Ｎｉを適量添加したことを特徴とし、重量％で、
Ｃ：０．０３〜０．１２％、Ｓｉ：０．１〜０．７％、
Ｍｎ：０．１〜１．０％、Ｐ：≦０．０２５％、Ｓ：≦
０．０１５％、Ｃｒ：８〜１３％、Ｍｏ：０．１〜１．
５％、Ｗ：０．１〜３．５％、Ｖ：０．０１〜０．３
％、Ｎｂ：０．０１〜０．２％、Ｃｏ：０．１〜３％、
Ｃｕ：０．１〜３％、Ｎｉ：０．１〜１％、Ｂ：０．０
００５〜０．０１％、Ｎ：０．０１〜０．１％、Ｔａ：
０．０１〜１．０％を含み、残部は鉄および不可避的不
純物からなる高温強度に優れた高Ｃｒフェライト鋼を提
供するものである。
として従来あまり用いられていなかったＴａを添加し、
δ−フェライトの形成を抑制する効果のあるＣｏ、Ｃ
ｕ、Ｎｉを適量添加したことを特徴とし、重量％で、
Ｃ：０．０３〜０．１２％、Ｓｉ：０．１〜０．７％、
Ｍｎ：０．１〜１．０％、Ｐ：≦０．０２５％、Ｓ：≦
０．０１５％、Ｃｒ：８〜１３％、Ｍｏ：０．１〜１．
５％、Ｗ：０．１〜３．５％、Ｖ：０．０１〜０．３
％、Ｎｂ：０．０１〜０．２％、Ｃｏ：０．１〜３％、
Ｃｕ：０．１〜３％、Ｎｉ：０．１〜１％、Ｂ：０．０
００５〜０．０１％、Ｎ：０．０１〜０．１％、Ｔａ：
０．０１〜１．０％を含み、残部は鉄および不可避的不
純物からなる高温強度に優れた高Ｃｒフェライト鋼を提
供するものである。
【００２４】以下に、第三の態様における本発明鋼の各
成分の作用とその限定理由を示す。Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、
Ｐ、Ｓ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、ＢおよびＮについては、第一の態様と同じである。
Ｔａ（タンタル）は、Ｆｅ母相とのミスフィット（格子
の歪み度合）が大きく、Ｆｅ中での拡散係数が大きいこ
とから、Ｆｅ母相中にＴａが固溶すると転位の運動を阻
害し、高温強度を上昇させる。しかし、０．０１％未満
ではその効果がなく、また１％を超えて添加すると金属
間化合物を生成するとともに、炭化物を形成しやすくな
る。したがって、その成分範囲は、０．０１〜１．０％
である。
成分の作用とその限定理由を示す。Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、
Ｐ、Ｓ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、ＢおよびＮについては、第一の態様と同じである。
Ｔａ（タンタル）は、Ｆｅ母相とのミスフィット（格子
の歪み度合）が大きく、Ｆｅ中での拡散係数が大きいこ
とから、Ｆｅ母相中にＴａが固溶すると転位の運動を阻
害し、高温強度を上昇させる。しかし、０．０１％未満
ではその効果がなく、また１％を超えて添加すると金属
間化合物を生成するとともに、炭化物を形成しやすくな
る。したがって、その成分範囲は、０．０１〜１．０％
である。
【００２５】本発明の好ましい第四の態様は、添加元素
として従来あまり用いられていなかったＯｓを添加し、
δ−フェライトの形成を抑制する効果のあるＣｏ、Ｃ
ｕ、Ｎｉを適量添加したことを特徴とし、重量％で、
Ｃ：０．０３〜０．１２％、Ｓｉ：０．１〜０．７％、
Ｍｎ：０．１〜１．０％、Ｐ：≦０．０２５％、Ｓ：≦
０．０１５％、Ｃｒ：８〜１３％、Ｍｏ：０．１〜１．
５％、Ｗ：０．１〜３．５％、Ｖ：０．０１〜０．３
％、Ｎｂ：０．０１〜０．２％、Ｃｏ：０．１〜３％、
Ｃｕ：０．１〜３％、Ｎｉ：０．１〜１％、Ｂ：０．０
００５〜０．０１％、Ｎ：０．０１〜０．１％、Ｏｓ：
０．０１〜３％を含み、残部は鉄および不可避的不純物
からなる高温強度に優れた高Ｃｒフェライト鋼を提供す
るものである。
として従来あまり用いられていなかったＯｓを添加し、
δ−フェライトの形成を抑制する効果のあるＣｏ、Ｃ
ｕ、Ｎｉを適量添加したことを特徴とし、重量％で、
Ｃ：０．０３〜０．１２％、Ｓｉ：０．１〜０．７％、
Ｍｎ：０．１〜１．０％、Ｐ：≦０．０２５％、Ｓ：≦
０．０１５％、Ｃｒ：８〜１３％、Ｍｏ：０．１〜１．
５％、Ｗ：０．１〜３．５％、Ｖ：０．０１〜０．３
％、Ｎｂ：０．０１〜０．２％、Ｃｏ：０．１〜３％、
Ｃｕ：０．１〜３％、Ｎｉ：０．１〜１％、Ｂ：０．０
００５〜０．０１％、Ｎ：０．０１〜０．１％、Ｏｓ：
０．０１〜３％を含み、残部は鉄および不可避的不純物
からなる高温強度に優れた高Ｃｒフェライト鋼を提供す
るものである。
【００２６】以下に、第四の態様における本発明鋼の各
成分の作用とその限定理由を示す。Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、
Ｐ、Ｓ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、ＢおよびＮについては、第一の態様と同じである。
Ｏｓ（オスミウム）は、Ｆｅ母相とのミスフィット（格
子の歪み度合）が大きく、Ｆｅ中での拡散係数が大きい
ことから、Ｆｅ母相中にＨｆが固溶すると転位の運動を
阻害し、高温強度を上昇させる。Ｆｅ母相はＯｓに対し
て広い固溶限を有し、その添加量に比例して高温強度が
上昇するが、経済性を鑑みてその上限を３％とする。ま
た、０．０１％未満ではその効果がないので、その成分
範囲は、０．０１〜３．０％である。
成分の作用とその限定理由を示す。Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、
Ｐ、Ｓ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、ＢおよびＮについては、第一の態様と同じである。
Ｏｓ（オスミウム）は、Ｆｅ母相とのミスフィット（格
子の歪み度合）が大きく、Ｆｅ中での拡散係数が大きい
ことから、Ｆｅ母相中にＨｆが固溶すると転位の運動を
阻害し、高温強度を上昇させる。Ｆｅ母相はＯｓに対し
て広い固溶限を有し、その添加量に比例して高温強度が
上昇するが、経済性を鑑みてその上限を３％とする。ま
た、０．０１％未満ではその効果がないので、その成分
範囲は、０．０１〜３．０％である。
【００２７】本発明の高温強度に優れた高Ｃｒフェライ
ト鋼は、上記成分とともに不可避的不純物および鉄から
なる。不可避的不純物とは、製鋼段階で原料から混入
し、精錬においても除去できないものをさすものであ
り、具体的には、Ａｌ、Ｏ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂである。
不可避的不純物の含有量としては、Ｐ＜０．０３、Ｓ＜
０．０３、Ａｌ＜０．０１、Ｏ＜０．０１、Ｓｎ＜０．
０１、Ａｓ＜０．０１、Ｓｂ＜０．０１である。
ト鋼は、上記成分とともに不可避的不純物および鉄から
なる。不可避的不純物とは、製鋼段階で原料から混入
し、精錬においても除去できないものをさすものであ
り、具体的には、Ａｌ、Ｏ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂである。
不可避的不純物の含有量としては、Ｐ＜０．０３、Ｓ＜
０．０３、Ａｌ＜０．０１、Ｏ＜０．０１、Ｓｎ＜０．
０１、Ａｓ＜０．０１、Ｓｂ＜０．０１である。
【００２８】
【実施例】以下に具体的な実験例について説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。表１および表
２は、試験に供した材料の化学成分組成を示し、表３お
よび表４は、材料特性試験結果を示す。 実施例１ 表１中、Ａ〜Ｄは比較鋼、ＡＡ〜ＡＬは実施例１の発明
鋼である。Ａ鋼、Ｂ鋼、Ｃ鋼は、それぞれ発電用火力設
備の技術基準に定められた火ＳＴＢＡ２７、火ＳＴＢＡ
２８、火ＳＵＳ４１０Ｊ２ＴＢ相当の材料であり、Ｄ鋼
はＤＩＮ規格のＸ２０ＣｒＭｏＶ１２１相当の材料であ
る。これらの鋼は、何れも３０Ｋｇの高周波真空溶解炉
で溶解し、インゴットを１１５０〜９５０℃で鍛造し
た。Ａ鋼、Ｂ鋼は、通常の熱処理として１０５０℃×１
ｈｒ・Ａ．Ｃ（空冷）の焼きならし後、７７０℃×１ｈ
ｒ・Ａ．Ｃの焼き戻し処理を行った。Ｃ鋼およびＤ鋼
は、１１００℃×１ｈｒ・Ａ．Ｃの焼きならし後、７６
０℃×２ｈｒ・Ａ．Ｃの焼き戻し処理を行った。本発明
鋼は、１０７０℃×３ｈｒ・Ａ．Ｃの焼きならし後、７
８０℃×２ｈｒ・Ａ．Ｃの焼き戻し処理を行った。
本発明はこれに限定されるものではない。表１および表
２は、試験に供した材料の化学成分組成を示し、表３お
よび表４は、材料特性試験結果を示す。 実施例１ 表１中、Ａ〜Ｄは比較鋼、ＡＡ〜ＡＬは実施例１の発明
鋼である。Ａ鋼、Ｂ鋼、Ｃ鋼は、それぞれ発電用火力設
備の技術基準に定められた火ＳＴＢＡ２７、火ＳＴＢＡ
２８、火ＳＵＳ４１０Ｊ２ＴＢ相当の材料であり、Ｄ鋼
はＤＩＮ規格のＸ２０ＣｒＭｏＶ１２１相当の材料であ
る。これらの鋼は、何れも３０Ｋｇの高周波真空溶解炉
で溶解し、インゴットを１１５０〜９５０℃で鍛造し
た。Ａ鋼、Ｂ鋼は、通常の熱処理として１０５０℃×１
ｈｒ・Ａ．Ｃ（空冷）の焼きならし後、７７０℃×１ｈ
ｒ・Ａ．Ｃの焼き戻し処理を行った。Ｃ鋼およびＤ鋼
は、１１００℃×１ｈｒ・Ａ．Ｃの焼きならし後、７６
０℃×２ｈｒ・Ａ．Ｃの焼き戻し処理を行った。本発明
鋼は、１０７０℃×３ｈｒ・Ａ．Ｃの焼きならし後、７
８０℃×２ｈｒ・Ａ．Ｃの焼き戻し処理を行った。
【００２９】これらの供試鋼について、引張試験（JIS
Z 2241）、シャルピー衝撃試験（JIS Z 2242）およびク
リープ破断試験（JIS Z 2272）を行った。引張試験は室
温と６００℃で、クリープ破断試験は６００℃、６５０
℃、７００℃において最長１００００ｈｒ程度の長時間
試験を行い、６５０℃×１０5 ｈｒクリープ破断強度を
求めた。また、シャルピー衝撃試験は、JIS Z 2202に準
拠して延性−脆性破面遷移温度を求めた。
Z 2241）、シャルピー衝撃試験（JIS Z 2242）およびク
リープ破断試験（JIS Z 2272）を行った。引張試験は室
温と６００℃で、クリープ破断試験は６００℃、６５０
℃、７００℃において最長１００００ｈｒ程度の長時間
試験を行い、６５０℃×１０5 ｈｒクリープ破断強度を
求めた。また、シャルピー衝撃試験は、JIS Z 2202に準
拠して延性−脆性破面遷移温度を求めた。
【００３０】表３に試験結果を示す。表３より明らかな
ように、本発明鋼は、室温、６００℃とも引張強さおよ
び０．２％耐力において比較鋼より高い値を示してい
る。さらに、本発明鋼のクリープ破断強度は比較鋼に比
べて格段に優れていることがわかる。また、本発明鋼の
延性−脆性遷移温度は、比較鋼とした既存の鋼と同等の
値を示しており、実用上問題ないことがわかる。以上の
ように、本発明鋼は従来鋼を大幅に上回る高温強度と、
従来鋼と同等の靱性を有した材料である。
ように、本発明鋼は、室温、６００℃とも引張強さおよ
び０．２％耐力において比較鋼より高い値を示してい
る。さらに、本発明鋼のクリープ破断強度は比較鋼に比
べて格段に優れていることがわかる。また、本発明鋼の
延性−脆性遷移温度は、比較鋼とした既存の鋼と同等の
値を示しており、実用上問題ないことがわかる。以上の
ように、本発明鋼は従来鋼を大幅に上回る高温強度と、
従来鋼と同等の靱性を有した材料である。
【００３１】実施例２ 実施例１と同じ方法により本発明鋼２（符号ＢＡ〜Ｂ
Ｌ）の引張強さ、シャルピー衝撃試験およびクリープ破
断試験を行い、材料特性を評価した。表３に試験結果を
示す。表３より明らかなように、本発明鋼は実施例１の
発明鋼（符号ＡＡ〜ＡＬ）と同様、室温、６００℃とも
引張強さおよび０．２％耐力において比較鋼より高い値
を示している。さらに、本発明鋼のクリープ破断強度は
比較鋼に比べて格段に優れていることがわかる。また、
本発明鋼の延性−脆性遷移温度は、比較鋼とした既存の
鋼と同等の値を示しており、実用上問題ないことがわか
る。
Ｌ）の引張強さ、シャルピー衝撃試験およびクリープ破
断試験を行い、材料特性を評価した。表３に試験結果を
示す。表３より明らかなように、本発明鋼は実施例１の
発明鋼（符号ＡＡ〜ＡＬ）と同様、室温、６００℃とも
引張強さおよび０．２％耐力において比較鋼より高い値
を示している。さらに、本発明鋼のクリープ破断強度は
比較鋼に比べて格段に優れていることがわかる。また、
本発明鋼の延性−脆性遷移温度は、比較鋼とした既存の
鋼と同等の値を示しており、実用上問題ないことがわか
る。
【００３２】以上のように、本発明鋼も実施例１の発明
鋼同様、従来鋼を大幅に上回る高温強度と、従来鋼と同
等の靱性を有した材料である。本発明鋼の特徴的な添加
元素の一つであるＺｒは、実施例１で添加したＨｆより
も安価であることから、実施例１の発明鋼よりも経済的
に有利である。
鋼同様、従来鋼を大幅に上回る高温強度と、従来鋼と同
等の靱性を有した材料である。本発明鋼の特徴的な添加
元素の一つであるＺｒは、実施例１で添加したＨｆより
も安価であることから、実施例１の発明鋼よりも経済的
に有利である。
【００３３】実施例３ 実施例１と同じ方法により本発明鋼３（符号ＣＡ〜Ｃ
Ｌ）の引張強さ、シャルピー衝撃試験およびクリープ破
断試験を行い、材料特性を評価した。表２に材料の化学
成分組成を示し、表４に試験結果を示す。表４より明ら
かなように、本発明鋼は、実施例１の発明鋼（符号ＡＡ
〜ＡＬ）と同様、室温、６００℃とも引張強さおよび
０．２％耐力において比較鋼より高い値を示している。
さらに、本発明鋼のクリープ破断強度は比較鋼に比べて
格段に優れていることがわかる。また、本発明鋼の延性
−脆性遷移温度は、比較鋼として既存の鋼と同等の値を
示しており、実用上問題ないことがわかる。さらに、本
発明鋼は実施例１（Ｈｆ添加鋼）および実施例２（Ｚｒ
添加鋼）の発明鋼よりも特殊添加元素（Ｔａ）のＦｅへ
の固溶限が広いことから多く添加できるため、高いクリ
ープ破断強度を有している。
Ｌ）の引張強さ、シャルピー衝撃試験およびクリープ破
断試験を行い、材料特性を評価した。表２に材料の化学
成分組成を示し、表４に試験結果を示す。表４より明ら
かなように、本発明鋼は、実施例１の発明鋼（符号ＡＡ
〜ＡＬ）と同様、室温、６００℃とも引張強さおよび
０．２％耐力において比較鋼より高い値を示している。
さらに、本発明鋼のクリープ破断強度は比較鋼に比べて
格段に優れていることがわかる。また、本発明鋼の延性
−脆性遷移温度は、比較鋼として既存の鋼と同等の値を
示しており、実用上問題ないことがわかる。さらに、本
発明鋼は実施例１（Ｈｆ添加鋼）および実施例２（Ｚｒ
添加鋼）の発明鋼よりも特殊添加元素（Ｔａ）のＦｅへ
の固溶限が広いことから多く添加できるため、高いクリ
ープ破断強度を有している。
【００３４】以上のように、本発明鋼は、従来鋼を大幅
に上回る高温強度と、従来鋼と同等の靱性を有した材料
であるとともに、実施例１、２に示した発明鋼よりも高
温強度に優れた材料である。実施例１、２の発明鋼より
も高温強度に優れることから材料厚みを薄くできるた
め、プラントの発停に伴う熱応力を低減でき、損傷の発
生を未然に抑制し、プラントの信頼性向上に寄与する。
に上回る高温強度と、従来鋼と同等の靱性を有した材料
であるとともに、実施例１、２に示した発明鋼よりも高
温強度に優れた材料である。実施例１、２の発明鋼より
も高温強度に優れることから材料厚みを薄くできるた
め、プラントの発停に伴う熱応力を低減でき、損傷の発
生を未然に抑制し、プラントの信頼性向上に寄与する。
【００３５】実施例４ 実施例１と同じ方法により本発明鋼４（符号ＤＡ〜Ｄ
Ｌ）の引張強さ、シャルピー衝撃試験およびクリープ破
断試験を行い、材料特性を評価した。表２に材料の化学
成分組成を示し、表４に試験結果を示す。表４より明ら
かなように、本発明鋼は、実施例１の発明鋼（符号ＡＡ
〜ＡＬ）と同様、室温、６００℃とも引張強さおよび
０．２％耐力において比較鋼より高い値を示している。
さらに、本発明鋼のクリープ破断強度は比較鋼に比べて
格段に優れていることがわかる。また、本発明鋼の延性
−脆性遷移温度は、比較鋼とした既存の鋼と同等の値を
示しており、実用上問題ないことがわかる。さらに、本
発明鋼は実施例１（Ｈｆ添加鋼）、実施例２（Ｚｒ添加
鋼）および実施例３（Ｔａ添加鋼）の発明鋼よりも特殊
添加元素（Ｏｓ）のＦｅへの固溶限が広いことから多く
添加できるため、高いクリープ破断強度を有している。
Ｌ）の引張強さ、シャルピー衝撃試験およびクリープ破
断試験を行い、材料特性を評価した。表２に材料の化学
成分組成を示し、表４に試験結果を示す。表４より明ら
かなように、本発明鋼は、実施例１の発明鋼（符号ＡＡ
〜ＡＬ）と同様、室温、６００℃とも引張強さおよび
０．２％耐力において比較鋼より高い値を示している。
さらに、本発明鋼のクリープ破断強度は比較鋼に比べて
格段に優れていることがわかる。また、本発明鋼の延性
−脆性遷移温度は、比較鋼とした既存の鋼と同等の値を
示しており、実用上問題ないことがわかる。さらに、本
発明鋼は実施例１（Ｈｆ添加鋼）、実施例２（Ｚｒ添加
鋼）および実施例３（Ｔａ添加鋼）の発明鋼よりも特殊
添加元素（Ｏｓ）のＦｅへの固溶限が広いことから多く
添加できるため、高いクリープ破断強度を有している。
【００３６】以上のように、本発明鋼は、従来鋼を大幅
に上回る高温強度と、従来鋼と同等の靱性を有した材料
であるとともに、実施例１、２、３に示した発明鋼より
も高温強度に優れた材料である。本発明鋼は、実施例１
〜３の発明鋼よりも高温強度に優れることから材料厚み
を薄くできるため、プラントの発停に伴う熱応力を低減
でき、損傷の発生を未然に抑制し、さらなるプラントの
信頼性向上に寄与する。
に上回る高温強度と、従来鋼と同等の靱性を有した材料
であるとともに、実施例１、２、３に示した発明鋼より
も高温強度に優れた材料である。本発明鋼は、実施例１
〜３の発明鋼よりも高温強度に優れることから材料厚み
を薄くできるため、プラントの発停に伴う熱応力を低減
でき、損傷の発生を未然に抑制し、さらなるプラントの
信頼性向上に寄与する。
【００３７】
【発明の効果】上述のとおり、本発明鋼は、表１に示す
成分により、高温で安定な組織を形成し、従来の高Ｃｒ
フェライト鋼が使用困難であった６００℃以上の高温に
おけるクリープ強度を大幅に改善したフェライト鋼を提
供するものである。本発明鋼は、オーステナイト鋼であ
るＳＵＳ３４７ＨＴＢ、ＳＵＳ３２１ＨＴＢおよびＳＵ
Ｓ３１６ＨＴＢと同等以上のクリープ強度を有してい
る。本発明鋼は、フェライト鋼の長所である靱性、加工
性、経済性を兼ね備えた材料として、ボイラー、化学工
業、原子力等の産業分野で使用される高温耐圧部材とし
て従来のオーステナイト鋼に代わり、管、板、その他種
々の形状の鍛造品等に広く適用できるものである。
成分により、高温で安定な組織を形成し、従来の高Ｃｒ
フェライト鋼が使用困難であった６００℃以上の高温に
おけるクリープ強度を大幅に改善したフェライト鋼を提
供するものである。本発明鋼は、オーステナイト鋼であ
るＳＵＳ３４７ＨＴＢ、ＳＵＳ３２１ＨＴＢおよびＳＵ
Ｓ３１６ＨＴＢと同等以上のクリープ強度を有してい
る。本発明鋼は、フェライト鋼の長所である靱性、加工
性、経済性を兼ね備えた材料として、ボイラー、化学工
業、原子力等の産業分野で使用される高温耐圧部材とし
て従来のオーステナイト鋼に代わり、管、板、その他種
々の形状の鍛造品等に広く適用できるものである。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】
【表４】
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で、炭素：０．０３〜０．１２
％、ケイ素：０．１〜０．７％、マンガン：０．１〜
１．０％、リン：≦０．０２５％、イオウ：≦０．０１
５％、クロム：８〜１３％、モリブデン：０．１〜１．
５％、タングステン：０．１〜３．５％、バナジウム：
０．０１〜０．３％、ニオブ：０．０１〜０．２％、コ
バルト：０．１〜３％、銅：０．１〜３％、ニッケル：
０．１〜１％、ホウ素：０．０００５〜０．０１％、窒
素：０．０１〜０．１％、ハフニウム：０．０１〜０．
５％を含み、残部が鉄および不可避的不純物からなる高
Ｃｒフェライト鋼。 - 【請求項２】 重量％で、炭素：０．０３〜０．１２
％、ケイ素：０．１〜０．７％、マンガン：０．１〜
１．０％、リン：≦０．０２５％、イオウ：≦０．０１
５％、クロム：８〜１３％、モリブデン：０．１〜１．
５％、タングステン：０．１〜３．５％、バナジウム：
０．０１〜０．３％、ニオブ：０．０１〜０．２％、コ
バルト：０．１〜３％、銅：０．１〜３％、ニッケル：
０．１〜１％、ホウ素：０．０００５〜０．０１％、窒
素：０．０１〜０．１％、ジルコニウム：０．０１〜
０．５％を含み、残部が鉄および不可避的不純物からな
る高Ｃｒフェライト鋼。 - 【請求項３】 重量％で、炭素：０．０３〜０．１２
％、ケイ素：０．１〜０．７％、マンガン：０．１〜
１．０％、リン：≦０．０２５％、イオウ：≦０．０１
５％、クロム：８〜１３％、モリブデン：０．１〜１．
５％、タングステン：０．１〜３．５％、バナジウム：
０．０１〜０．３％、ニオブ：０．０１〜０．２％、コ
バルト：０．１〜３％、銅：０．１〜３％、ニッケル：
０．１〜１％、ホウ素：０．０００５〜０．０１％、窒
素：０．０１〜０．１％、タンタル：０．０１〜１．０
％を含み、残部が鉄および不可避的不純物からなる高Ｃ
ｒフェライト鋼。 - 【請求項４】 重量％で、炭素：０．０３〜０．１２
％、ケイ素：０．１〜０．７％、マンガン：０．１〜
１．０％、リン：≦０．０２５％、イオウ：≦０．０１
５％、クロム：８〜１３％、モリブデン：０．１〜１．
５％、タングステン：０．１〜３．５％、バナジウム：
０．０１〜０．３％、ニオブ：０．０１〜０．２％、コ
バルト：０．１〜３％、銅：０．１〜３％、ニッケル：
０．１〜１％、ホウ素：０．０００５〜０．０１％、窒
素：０．０１〜０．１％、オスミニウム：０．０１〜３
％を含み、残部が鉄および不可避的不純物からなる高Ｃ
ｒフェライト鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21462997A JPH1161342A (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 高Ｃｒフェライト鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21462997A JPH1161342A (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 高Ｃｒフェライト鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1161342A true JPH1161342A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=16658911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21462997A Withdrawn JPH1161342A (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 高Ｃｒフェライト鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1161342A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1997-08-08 JP JP21462997A patent/JPH1161342A/ja not_active Withdrawn
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