JPS5935424B2 - 耐熱鋳鋼 - Google Patents
耐熱鋳鋼Info
- Publication number
- JPS5935424B2 JPS5935424B2 JP9136781A JP9136781A JPS5935424B2 JP S5935424 B2 JPS5935424 B2 JP S5935424B2 JP 9136781 A JP9136781 A JP 9136781A JP 9136781 A JP9136781 A JP 9136781A JP S5935424 B2 JPS5935424 B2 JP S5935424B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cast steel
- creep rupture
- resistant cast
- steel
- temperature
- 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.)
- Expired
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- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、耐熱鋳鋼に関する。
従来、石油化学工業におけるエチレンクラブキングチ
ューブ材として、ASTM規格HK40材(JISSC
H32相当)やHP材(JISSCH24相当)等のN
i−Cr含有耐熱鋳鋼が汎用されてきたが、近年操業の
高温化につれて高温でのクリープ破断強度の改善が要求
され、これに対して、Nbを含むHP材が開発され、実
用に供されている。
ューブ材として、ASTM規格HK40材(JISSC
H32相当)やHP材(JISSCH24相当)等のN
i−Cr含有耐熱鋳鋼が汎用されてきたが、近年操業の
高温化につれて高温でのクリープ破断強度の改善が要求
され、これに対して、Nbを含むHP材が開発され、実
用に供されている。
しかしながら、操業条件の一そうの苛酷化に伴ない、丘
記Nb含有HP材よりも更に高温クリープ破断強度の高
い材料が要請されるに到っている。 本発明者等は、丑
紀要請に応えるべ<0Cr、NiおよびNbを含む耐熱
鋳鋼を基本成分組成とし、高温特性に対する各種添加元
素の影響について鋭意研究を重ねた結果0NおよびTi
をそれぞれ一定量添加することにより、高温度、特に1
000℃を越える苛酷な使用条件に耐え得る、高温クI
J++プ破断強度、耐熱衛撃性等、卓越した高温特性を
具備せしめ得ることを見出し、本発明を完成するに到っ
た。
記Nb含有HP材よりも更に高温クリープ破断強度の高
い材料が要請されるに到っている。 本発明者等は、丑
紀要請に応えるべ<0Cr、NiおよびNbを含む耐熱
鋳鋼を基本成分組成とし、高温特性に対する各種添加元
素の影響について鋭意研究を重ねた結果0NおよびTi
をそれぞれ一定量添加することにより、高温度、特に1
000℃を越える苛酷な使用条件に耐え得る、高温クI
J++プ破断強度、耐熱衛撃性等、卓越した高温特性を
具備せしめ得ることを見出し、本発明を完成するに到っ
た。
すなわち、本発明は、C約003〜006%(重量、
以下同じ)05i約290多以下、Mn約280%以下
、Cr約20〜30%、Ni約30〜40係。
以下同じ)05i約290多以下、Mn約280%以下
、Cr約20〜30%、Ni約30〜40係。
Nb約0.3〜125%、N約0、04〜0615%。
Ti約0.04〜0.15%、残部実質的にFeとから
なる耐熱鋳鋼を提供する。 以下、本発明鋳鋼の成分限
定理由について詳しく説明する。
Ti約0.04〜0.15%、残部実質的にFeとから
なる耐熱鋳鋼を提供する。 以下、本発明鋳鋼の成分限
定理由について詳しく説明する。
なお、以下の説明中0「%」はすべて「重量%」である
。 Cは、鋳鋼の鋳造性を良好にするほか、後記Nbと
の共存下に一次炭化物を形成し0クリープ破断強度を高
めるのに必要である。
。 Cは、鋳鋼の鋳造性を良好にするほか、後記Nbと
の共存下に一次炭化物を形成し0クリープ破断強度を高
めるのに必要である。
このために少くとも約003%を要する。C量の増加と
ともにクリープ破断強度も高くなるが、過度に多くなる
と二次炭化物が過剰に析出し、使用後の靭性低下が著し
くなるほか、溶接性も悪化するので、約026%をと限
とする。 Siは、溶製時の脱酸剤としての役割を有す
るほか、耐浸炭性の改善に有効な元素である。
ともにクリープ破断強度も高くなるが、過度に多くなる
と二次炭化物が過剰に析出し、使用後の靭性低下が著し
くなるほか、溶接性も悪化するので、約026%をと限
とする。 Siは、溶製時の脱酸剤としての役割を有す
るほか、耐浸炭性の改善に有効な元素である。
ただし、過剰に77[)えると、溶接性を損なうので、
約220%以下とする。 Mnは、丑記Siと同様の脱
酸剤として機能するほか、溶鋼中の硫黄(S)を固定・
無害化する元素として有効であるが、あまり多■7JD
えると耐酸化ヒが低下するので、約2.0%を上限とす
る。
約220%以下とする。 Mnは、丑記Siと同様の脱
酸剤として機能するほか、溶鋼中の硫黄(S)を固定・
無害化する元素として有効であるが、あまり多■7JD
えると耐酸化ヒが低下するので、約2.0%を上限とす
る。
Crは.後記Niとの共存下に.鋳鋼組織をオーステナ
イト化し.高温強度や耐酸化性を高める効果を有する。
その効果はCrの増加とともに高められ.特に約100
0゜C以Lの高温度における強度.耐酸化性を十分なも
のとするには.約20%以丘加えられる。ただし.あま
り多く加えると.使用後の靭性の低下が著しくなるので
,約30%を丘限とする。Niは.L記のように.Cr
と共存して.鋳鋼をオーステナイト組織となし.組織を
安定化し,耐酸化性および高温強度等を高めるのに有効
な元素である。
イト化し.高温強度や耐酸化性を高める効果を有する。
その効果はCrの増加とともに高められ.特に約100
0゜C以Lの高温度における強度.耐酸化性を十分なも
のとするには.約20%以丘加えられる。ただし.あま
り多く加えると.使用後の靭性の低下が著しくなるので
,約30%を丘限とする。Niは.L記のように.Cr
と共存して.鋳鋼をオーステナイト組織となし.組織を
安定化し,耐酸化性および高温強度等を高めるのに有効
な元素である。
特に,約1000℃以丘の高温域において良好な耐酸化
性および高温強度を発揮させるには.約30%以との添
力口を要する。Niの増加とともにと記両特性は向丘す
るが.約40%を越えても効果は飽和し,経済的に不利
であるので.約40%を丘限とする。Nbは.クリープ
破断強度および耐浸炭性を高める効果を有する。
性および高温強度を発揮させるには.約30%以との添
力口を要する。Niの増加とともにと記両特性は向丘す
るが.約40%を越えても効果は飽和し,経済的に不利
であるので.約40%を丘限とする。Nbは.クリープ
破断強度および耐浸炭性を高める効果を有する。
但し.この効果を得るには.少くとも約0.3%の動口
を要する。一方.過剰に加えると,却ってクリープ破断
強度が低下するので,約1.5%を丘限とする。なお,
Nbは通常不可避のTaを含む。TaはNbと同効元素
であるので,Taを含む場合は,NbとTaの合計量が
約0.3〜1.5%であればよい。Nは.固溶窒素の形
態でオーステナイト相を安定化並びに強化するとともに
.Tiの窒化物あるいはCとともに炭窒化物を形成し.
該析出物の微細分散により結晶粒を微細化し.かつその
粒成長を阻止して高温強度や熱衛撃特性の改善に寄与す
る。
を要する。一方.過剰に加えると,却ってクリープ破断
強度が低下するので,約1.5%を丘限とする。なお,
Nbは通常不可避のTaを含む。TaはNbと同効元素
であるので,Taを含む場合は,NbとTaの合計量が
約0.3〜1.5%であればよい。Nは.固溶窒素の形
態でオーステナイト相を安定化並びに強化するとともに
.Tiの窒化物あるいはCとともに炭窒化物を形成し.
該析出物の微細分散により結晶粒を微細化し.かつその
粒成長を阻止して高温強度や熱衛撃特性の改善に寄与す
る。
この効果を十分に得るためのN量は少くとも約0.04
%であることが望才しい。但し.多量に加えると.窒化
物が過剰に析出し.また該窒化物の粗大化を招き.却っ
て耐熱衝撃特性が劣化するので.好ましくは約0.15
%を丘限とする。Tiは.前記のように炭化物.炭窒化
物とじて析出分散し.結晶粒界の強化,耐粒界割れ姓の
向丘により.高温におけるクリープ破断強度.熱衛撃%
l’1Eを著しく高め.また長時間クリープ破断強度の
大幅な向丘をもたらす。この効果を得るため.約0,0
4%以丘とするのが好ましい。その添カロ量の増加と共
にクリープ破断強度の向丘が認められる力ζ多量に加え
ると析出物の粗大化のほか.酸化物系介在物の増力日を
招き強度がやや低下するので,好ましくは約0.15%
をL限とする。その他,P.s等の不純物は.この種の
鋼に通常許容される範囲内で存在してもかまわない。次
に実施例を挙げて本発明鋳鋼の高温特性について具体的
に説明する。実施例 高周波溶解炉(大気中)で各種成分の鋳鋼を溶製し,遠
心鋳造により鋳塊(外径136mmX肉厚20rftm
×長さ500mm)を製造した。
%であることが望才しい。但し.多量に加えると.窒化
物が過剰に析出し.また該窒化物の粗大化を招き.却っ
て耐熱衝撃特性が劣化するので.好ましくは約0.15
%を丘限とする。Tiは.前記のように炭化物.炭窒化
物とじて析出分散し.結晶粒界の強化,耐粒界割れ姓の
向丘により.高温におけるクリープ破断強度.熱衛撃%
l’1Eを著しく高め.また長時間クリープ破断強度の
大幅な向丘をもたらす。この効果を得るため.約0,0
4%以丘とするのが好ましい。その添カロ量の増加と共
にクリープ破断強度の向丘が認められる力ζ多量に加え
ると析出物の粗大化のほか.酸化物系介在物の増力日を
招き強度がやや低下するので,好ましくは約0.15%
をL限とする。その他,P.s等の不純物は.この種の
鋼に通常許容される範囲内で存在してもかまわない。次
に実施例を挙げて本発明鋳鋼の高温特性について具体的
に説明する。実施例 高周波溶解炉(大気中)で各種成分の鋳鋼を溶製し,遠
心鋳造により鋳塊(外径136mmX肉厚20rftm
×長さ500mm)を製造した。
各供試鋼の化学成分組成を第1表に示す。各鋳塊から試
験片を採取し.クリープ破断試験および耐熱衛撃性試験
を行なった。クリープ破断試験はJISZ2272の規
定に準拠し.かつ温度1093℃・荷重1.9kgf/
一および(B)温度850℃・荷重7.3kgf/一の
2通りの条件で行なった。耐熱衝撃性試験は.第1図に
示すような形状・寸法に調製した試片(厚さ8朋)を用
い.これを温度900℃に力口熱して30分間保持した
のち水冷する操作を繰返し.この操作を10回行なうご
とに試片に発生したクランクの長さを測定した。耐熱衝
撃性は該クラツク長さが5mmに達したときの繰返し回
数にて評価した。試験結果を第2表に示す。なお.供試
材扁1〜4は.NおよびTiを前記所定の範囲内で含有
する本発明鋼,/1611〜16は比較鋼である。比較
鋼のうち.扁11はNbを含むHP材./F6l2はT
iを含まず,またAl3〜16は.NおよびTiのいず
れをも含むが.その量が本発明の規定する前記範囲から
逸脱するものである。第2表に示されるように,本発明
鋼/I6l〜4は.従来高温クリープ破断強度がすぐれ
ているとされているNb含有HP材/I6llおよびそ
の他の比較鋼にくらべ.すぐれた高温クリープ破断強度
を備えている。各比較鋼のようにNまたはTiを欠くか
.もしくはその量に過不足があると.クリープラプチャ
ーデータ面で劣る。特に.本発明鋼は,850℃などの
1000℃以下の温度域よりも.1093℃などのよう
に1000℃を越える高温域において.一段とすぐれた
クリープ破断%性を示すことは注目すべきである。また
.本発明鋼は.耐熱衛撃特性についても.Nb含有HP
材やその他の比較鋼にくらべすぐれていることが認めら
れる。
験片を採取し.クリープ破断試験および耐熱衛撃性試験
を行なった。クリープ破断試験はJISZ2272の規
定に準拠し.かつ温度1093℃・荷重1.9kgf/
一および(B)温度850℃・荷重7.3kgf/一の
2通りの条件で行なった。耐熱衝撃性試験は.第1図に
示すような形状・寸法に調製した試片(厚さ8朋)を用
い.これを温度900℃に力口熱して30分間保持した
のち水冷する操作を繰返し.この操作を10回行なうご
とに試片に発生したクランクの長さを測定した。耐熱衝
撃性は該クラツク長さが5mmに達したときの繰返し回
数にて評価した。試験結果を第2表に示す。なお.供試
材扁1〜4は.NおよびTiを前記所定の範囲内で含有
する本発明鋼,/1611〜16は比較鋼である。比較
鋼のうち.扁11はNbを含むHP材./F6l2はT
iを含まず,またAl3〜16は.NおよびTiのいず
れをも含むが.その量が本発明の規定する前記範囲から
逸脱するものである。第2表に示されるように,本発明
鋼/I6l〜4は.従来高温クリープ破断強度がすぐれ
ているとされているNb含有HP材/I6llおよびそ
の他の比較鋼にくらべ.すぐれた高温クリープ破断強度
を備えている。各比較鋼のようにNまたはTiを欠くか
.もしくはその量に過不足があると.クリープラプチャ
ーデータ面で劣る。特に.本発明鋼は,850℃などの
1000℃以下の温度域よりも.1093℃などのよう
に1000℃を越える高温域において.一段とすぐれた
クリープ破断%性を示すことは注目すべきである。また
.本発明鋼は.耐熱衛撃特性についても.Nb含有HP
材やその他の比較鋼にくらべすぐれていることが認めら
れる。
以丘のように.本発明に係る耐熱鋳鋼は,従来のNb含
有Hp材などよりもすぐれた高温特性.就中高温クリー
プ破断強度および耐熱衝撃性を有し.石油化学工業にお
けるエチレンクラツキングチューブや改質炉内のりフオ
ーマチューブとして.あるいは鉄鋼関連設備におけるハ
ースロールやラジアントチューブなど.温度1000℃
を越える高温域で使用される各種設備部品の好適な材料
として供することができる。
有Hp材などよりもすぐれた高温特性.就中高温クリー
プ破断強度および耐熱衝撃性を有し.石油化学工業にお
けるエチレンクラツキングチューブや改質炉内のりフオ
ーマチューブとして.あるいは鉄鋼関連設備におけるハ
ースロールやラジアントチューブなど.温度1000℃
を越える高温域で使用される各種設備部品の好適な材料
として供することができる。
第1図は耐熱衝撃性試験片の形状を示す説明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 C0.3〜0.6%(重量%、以下同じ)、Si2
.0%以下。 Mn2.0%以下、Cr20〜30%、Ni30〜40
%、Nb0.3〜1.5%、N0.04〜0.15%、
Ti0.04〜0.15%、残部実質的にFeより成る
耐熱鋳鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9136781A JPS5935424B2 (ja) | 1981-06-13 | 1981-06-13 | 耐熱鋳鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9136781A JPS5935424B2 (ja) | 1981-06-13 | 1981-06-13 | 耐熱鋳鋼 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56003602A Division JPS596907B2 (ja) | 1981-01-12 | 1981-01-12 | 耐熱鋳鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS57116758A JPS57116758A (en) | 1982-07-20 |
JPS5935424B2 true JPS5935424B2 (ja) | 1984-08-28 |
Family
ID=14024403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9136781A Expired JPS5935424B2 (ja) | 1981-06-13 | 1981-06-13 | 耐熱鋳鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5935424B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63110313A (ja) * | 1986-10-27 | 1988-05-14 | Kubota Ltd | 波浪吸収消波ブロツク |
JPH0544484B2 (ja) * | 1986-10-27 | 1993-07-06 | Kubota Kk | |
JPH0544483B2 (ja) * | 1986-10-27 | 1993-07-06 | Kubota Kk | |
JPH0544481B2 (ja) * | 1986-09-11 | 1993-07-06 | Sawamura Dezain Kenkyusho Kk | |
JPH0544482B2 (ja) * | 1986-09-18 | 1993-07-06 | Kubota Kk |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03240930A (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-28 | Kubota Corp | 耐浸炭性および溶接性にすぐれた耐熱合金 |
-
1981
- 1981-06-13 JP JP9136781A patent/JPS5935424B2/ja not_active Expired
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0544481B2 (ja) * | 1986-09-11 | 1993-07-06 | Sawamura Dezain Kenkyusho Kk | |
JPH0544482B2 (ja) * | 1986-09-18 | 1993-07-06 | Kubota Kk | |
JPS63110313A (ja) * | 1986-10-27 | 1988-05-14 | Kubota Ltd | 波浪吸収消波ブロツク |
JPH0544484B2 (ja) * | 1986-10-27 | 1993-07-06 | Kubota Kk | |
JPH0544483B2 (ja) * | 1986-10-27 | 1993-07-06 | Kubota Kk |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS57116758A (en) | 1982-07-20 |
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