JPS6013056A - マルテンサイト系耐熱鋼 - Google Patents
マルテンサイト系耐熱鋼Info
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- JPS6013056A JPS6013056A JP12297883A JP12297883A JPS6013056A JP S6013056 A JPS6013056 A JP S6013056A JP 12297883 A JP12297883 A JP 12297883A JP 12297883 A JP12297883 A JP 12297883A JP S6013056 A JPS6013056 A JP S6013056A
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- Japan
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- toughness
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- ferrite
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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】
本発明は、高温強度と靭性に優れたマルテンサイト系耐
熱鋼に関するものである。
熱鋼に関するものである。
発電プラントや化学プラント、連続鋳造用ピンチローラ
、熱処理トレイなどの各種部材には高温強度が高く、熱
疲労に強（、減衰能が大きいマルテンサイト系１２０ｒ
耐熱鋼が従来より使用されてきた。近年この種のプラン
ト・装置類では、省エネルギー、経済性の点より高温、
高圧操業による効率の向上を目指すようになり、各部材
の使用条件も高温高応力化する傾向になってきた。その
ため、８０８４０ Ｂ、８ＵＨ６１６等の従来鋼では高
温強度に不足が生じ、より高い高温強度を有するマルテ
ンサイト系耐熱鋼が要求されてきた。また、とくに蒸気
タービン発電プラントでは、電力需要に合せた操業が行
なわれる様になり、断続運転により起動停止回数が増加
し、ブレード、ロータなどの部材では、靭性及び疲労強
度が必要となってきた。本発明の目的は、この様な苛酷
な使用条件に適した高温強度が高くかつ靭性に富んだマ
ルテンサイト系耐熱鋼を提供することにある。
、熱処理トレイなどの各種部材には高温強度が高く、熱
疲労に強（、減衰能が大きいマルテンサイト系１２０ｒ
耐熱鋼が従来より使用されてきた。近年この種のプラン
ト・装置類では、省エネルギー、経済性の点より高温、
高圧操業による効率の向上を目指すようになり、各部材
の使用条件も高温高応力化する傾向になってきた。その
ため、８０８４０ Ｂ、８ＵＨ６１６等の従来鋼では高
温強度に不足が生じ、より高い高温強度を有するマルテ
ンサイト系耐熱鋼が要求されてきた。また、とくに蒸気
タービン発電プラントでは、電力需要に合せた操業が行
なわれる様になり、断続運転により起動停止回数が増加
し、ブレード、ロータなどの部材では、靭性及び疲労強
度が必要となってきた。本発明の目的は、この様な苛酷
な使用条件に適した高温強度が高くかつ靭性に富んだマ
ルテンサイト系耐熱鋼を提供することにある。
本発明の要旨は、
（１） Ｃ： ０．１０〜０．２０％、Ｎ ： ０．０
１〜０．０６％、ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ ： ０．
５％以下、Ｎｉ ： ０．６％以下、Ｏｒ：９〜１２％
、ｖ：ｏ、ｉ〜ｏ、ｓ％、Ｎｂ ： ０．０１〜０．０
６％、ムｔ：０．０１５％以下と１〜８％Ｍｏ、１〜４
形のＷのうち少なくとも１種と、必要に応じ６％以下の
ｃ。
１〜０．０６％、ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ ： ０．
５％以下、Ｎｉ ： ０．６％以下、Ｏｒ：９〜１２％
、ｖ：ｏ、ｉ〜ｏ、ｓ％、Ｎｂ ： ０．０１〜０．０
６％、ムｔ：０．０１５％以下と１〜８％Ｍｏ、１〜４
形のＷのうち少なくとも１種と、必要に応じ６％以下の
ｃ。
を
ＣｏＱ６≧Ｍｏ％＋０．５Ｗ％−２，８の関係を満足す
るよう含み、残部がＦｅと不可避的な不純物からなるこ
とを特徴とする高温強度が高く、靭性に富んだ、高温蒸
気タービンのブレード、ディスク、ロータ、ボルト系耐
熱鋼である。
るよう含み、残部がＦｅと不可避的な不純物からなるこ
とを特徴とする高温強度が高く、靭性に富んだ、高温蒸
気タービンのブレード、ディスク、ロータ、ボルト系耐
熱鋼である。
本発明鋼は、高温強度に有害なＮｉを低く抑え、ＭＯｌ
Ｗを従来鋼より多量に添加して優れた高温強度を得ると
同時に、Ｃ量を常温強度の確保に必要な最低限度に添加
を抑え、かつδ−フェライト抑制のために成分の全体的
なバランスをとることで高い靭性を得る点に特徴がある
。
Ｗを従来鋼より多量に添加して優れた高温強度を得ると
同時に、Ｃ量を常温強度の確保に必要な最低限度に添加
を抑え、かつδ−フェライト抑制のために成分の全体的
なバランスをとることで高い靭性を得る点に特徴がある
。
本発明によればδ−フェライト抑制効果が、顕著である
Ｇｏの添加量の成分バランスをＭＯｌＷの添加量との関
連で規定すると、高温強度及び靭性を劣化させる禽のδ
−フェライトの生成を抑制し、かつ無意味なｃｏの添加
をさけることができる。
Ｇｏの添加量の成分バランスをＭＯｌＷの添加量との関
連で規定すると、高温強度及び靭性を劣化させる禽のδ
−フェライトの生成を抑制し、かつ無意味なｃｏの添加
をさけることができる。
次に各成分の限定理由について説明する。
ｃ：ｏ、ｉ〜０．２％
Ｃは母相のマルテンサイトに固溶すると同時に（３ｒ、
Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ％Ｖといった炭化物形成元素と結びつい
て、炭化物を形成して、常温及び高温での強度を得るの
に必要な基本的な元素である。０．１％未満では、強度
が得られず、０．２％を超えると炭化物量が多くなり、
靭性を害すると同時にクリープ破断強度も低下するので
０．１〜０．２％が適当である。望ましくは、次に述べ
るＮとの関連で０＋２Ｎ：０．１５〜０．２４とするの
が良い。
Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ％Ｖといった炭化物形成元素と結びつい
て、炭化物を形成して、常温及び高温での強度を得るの
に必要な基本的な元素である。０．１％未満では、強度
が得られず、０．２％を超えると炭化物量が多くなり、
靭性を害すると同時にクリープ破断強度も低下するので
０．１〜０．２％が適当である。望ましくは、次に述べ
るＮとの関連で０＋２Ｎ：０．１５〜０．２４とするの
が良い。
Ｎ ： ０．０１−０．０６％
ＮもＣと同様母相のマルテンサイトに固溶し、かつＮｂ
、Ｖなどと結びついて窒化物を形成し、常温及び高温で
強度を得るのに必要な元素である。０．０１％未満では
その効果はなく、０．０６％を超えると（３ｒｉＮが析
出し、靭性と高温強度を劣化させるので０．０１〜０．
０６％が適当であり、好ましくは、前項同様０＋２Ｎ：
０．１５〜０．２４％とするのがよい。
、Ｖなどと結びついて窒化物を形成し、常温及び高温で
強度を得るのに必要な元素である。０．０１％未満では
その効果はなく、０．０６％を超えると（３ｒｉＮが析
出し、靭性と高温強度を劣化させるので０．０１〜０．
０６％が適当であり、好ましくは、前項同様０＋２Ｎ：
０．１５〜０．２４％とするのがよい。
８ｉ ： ０．５％以下
８血は脱酸剤として添加されるが、多量に加えるとδ−
フェライトの生成を助長するので０．５形以下とする。
フェライトの生成を助長するので０．５形以下とする。
Ｍｎ ： ０．５％以下
Ｍｎも８１同様脱酸剤として添加するか、残留オーステ
ナイトの生成を促すので０．５％以下とする。
ナイトの生成を促すので０．５％以下とする。
Ｎｉ ： ０．６％以下
Ｎｉは通常δ−フェライトを抑制し、かつマルテンサイ
ト母相に固溶して靭性を向上させるために添加されるが
、Ａａｔ点を低下させ、高温でのクリープ破断強度を低
下させるので、高温強度を特に重視した本発明鋼では０
．６％を限度とする。
ト母相に固溶して靭性を向上させるために添加されるが
、Ａａｔ点を低下させ、高温でのクリープ破断強度を低
下させるので、高温強度を特に重視した本発明鋼では０
．６％を限度とする。
（３ｒ ： ９〜１２％
ＯｒはＣと同様本発明鋼に不可欠の元素であり、耐食性
、耐酸化性を付与すると同時に、炭化物を形成して高温
強度を付与する。更にＯｒは、ＣｌＮ％Ｎｉ％、ｃｏな
どのオーステナイト生成元素とＭｏ。
、耐酸化性を付与すると同時に、炭化物を形成して高温
強度を付与する。更にＯｒは、ＣｌＮ％Ｎｉ％、ｃｏな
どのオーステナイト生成元素とＭｏ。
Ｗ％Ｖ％Ｎｂなどのフェライト生成元素とのバランスで
δ−フェライト及び残留オーステナイトの生成を抑制す
る際に、そのバランスを調整する有力な元素である。９
％未満では、耐食性、耐酸化性が劣化し、１２％を超え
ると上記成分バランスの調整機能がなくなり、δ−フェ
ライトが生成し、靭性及び高温強度を低下させるので９
〜１２％が適当である。
δ−フェライト及び残留オーステナイトの生成を抑制す
る際に、そのバランスを調整する有力な元素である。９
％未満では、耐食性、耐酸化性が劣化し、１２％を超え
ると上記成分バランスの調整機能がなくなり、δ−フェ
ライトが生成し、靭性及び高温強度を低下させるので９
〜１２％が適当である。
Ｖ：０．１〜０．８
ＶはＯ，Ｎと結びついて微細な炭窒化物を形成し、常温
及び高温での強度を上昇させると同時に、結晶粒を微細
にして靭性を向上させる。
及び高温での強度を上昇させると同時に、結晶粒を微細
にして靭性を向上させる。
ｏ、ｉｑ６未満ではその効果は少なく、０．８％を超え
ると強化の作用が飽和するので０．１〜０．８％が適当
である。
ると強化の作用が飽和するので０．１〜０．８％が適当
である。
Ｎｂ ： ０．０１〜０．０６％
ＮｂはＣ％Ｎと結合して炭窒化物を形成し、結晶粒を微
細にして靭性を向上させる。
細にして靭性を向上させる。
Ｎｂの炭窒化物はオーステナイト状態でも比較的安定に
存在するため結晶粒の粗大化を防止し、Ｎｂを意図的に
添加しない鋼に比べ結晶粒を微細にする効果はＮｂが比
較的小量でも大きい。０．０１未満では、これらの効果
はなく、０．０６％を超えると効果が飽和するので０．
０１〜０．０６％が適当である。
存在するため結晶粒の粗大化を防止し、Ｎｂを意図的に
添加しない鋼に比べ結晶粒を微細にする効果はＮｂが比
較的小量でも大きい。０．０１未満では、これらの効果
はなく、０．０６％を超えると効果が飽和するので０．
０１〜０．０６％が適当である。
Ａｔ：０．０１５％以下
Ｍは脱酸剤として添加されるが、Ｎとの親和力が強いの
でＡｔＮを形成し、固溶Ｎ′Ｍ１Ｖの窒化物量の減じ、
結果として常温及び高温の強度を低下させるのでその上
限を０．０１５％とする。
でＡｔＮを形成し、固溶Ｎ′Ｍ１Ｖの窒化物量の減じ、
結果として常温及び高温の強度を低下させるのでその上
限を０．０１５％とする。
ＭＯ：１〜８％
Ｍｏは炭化物を形成して常温及び高温の強度を上昇させ
ると共に、焼戻し軟化抵抗性を増し、２次硬化を生じさ
せる。特にＮｏはＭｓ＋ｓＯｓ型の炭化物に固溶して、
ＭｘｓＯｓの凝集・粗大化を抑制し、高温長時間側のク
リープ破断強度を上昇させる。１９１１未満ではその効
果は少なく、８％以上では他の成分を調整してもδ−フ
ェライトの生成を抑制し難くなり、かつＭｓＯ型の炭化
物を多数形成して高温強度を低下させるので１〜８％が
適当である。
ると共に、焼戻し軟化抵抗性を増し、２次硬化を生じさ
せる。特にＮｏはＭｓ＋ｓＯｓ型の炭化物に固溶して、
ＭｘｓＯｓの凝集・粗大化を抑制し、高温長時間側のク
リープ破断強度を上昇させる。１９１１未満ではその効
果は少なく、８％以上では他の成分を調整してもδ−フ
ェライトの生成を抑制し難くなり、かつＭｓＯ型の炭化
物を多数形成して高温強度を低下させるので１〜８％が
適当である。
Ｗ：１〜４％
ＷはＭｏと同様の作用を有する元素であり、等しい原子
％（重量％でＭｏの約２倍）で比較すればＭｏより若干
効果があり、特に優れた高温強度を得る場合には有効で
ある。１％未満では効果は小さく４％を超えるとδ−フ
ェライトの抑制が困難なると同時に、Ｍ２Ｃ型の炭化物
を多量に形成して高温強度を低下させる。
％（重量％でＭｏの約２倍）で比較すればＭｏより若干
効果があり、特に優れた高温強度を得る場合には有効で
ある。１％未満では効果は小さく４％を超えるとδ−フ
ェライトの抑制が困難なると同時に、Ｍ２Ｃ型の炭化物
を多量に形成して高温強度を低下させる。
Ｃｏ ： ６％以下
ＣＯは、δ−フェライトの生成を抑制する目的で添加さ
れるが、Ｎｉと異なりＡ（１１点をあまり低下させず、
クリープ破断強度を低下させることがないので、Ｍｏ、
Ｗなどのフェライト生成元素を多量に添加する場合には
、極めて有効である。
れるが、Ｎｉと異なりＡ（１１点をあまり低下させず、
クリープ破断強度を低下させることがないので、Ｍｏ、
Ｗなどのフェライト生成元素を多量に添加する場合には
、極めて有効である。
Ｍｏ、Ｗを添加した場合、Ｃｏの添加量をＣｏ％≧Ｍθ
％＋０．５Ｗ％−２，８とすれば、特性を害する量のδ
−フェライトは生成しない。しかるにＣｏ自身はマルテ
ンサイトに固溶しても、クリープ破断強度を上昇させる
作用はないので、高価なことでもあり、上限を６％とす
る。
％＋０．５Ｗ％−２，８とすれば、特性を害する量のδ
−フェライトは生成しない。しかるにＣｏ自身はマルテ
ンサイトに固溶しても、クリープ破断強度を上昇させる
作用はないので、高価なことでもあり、上限を６％とす
る。
次に本発明鋼の特徴を実施例により説明する。
第１表に示す組成の本発明鋼と比較鋼を真空溶解法にて
溶製し、直径２５ｆ６に熱間鍛造した後、焼入・焼戻し
て特性を調査した。比較鋼Ｐ１Ｑ１几はそれぞれ８ＵＩ
（６１６，８Ｕ８４０ Ｂ、［５８相当の鋼である。
溶製し、直径２５ｆ６に熱間鍛造した後、焼入・焼戻し
て特性を調査した。比較鋼Ｐ１Ｑ１几はそれぞれ８ＵＩ
（６１６，８Ｕ８４０ Ｂ、［５８相当の鋼である。
第２表に供試材を１０００℃で３０分加熱後油焼入し、
７００℃で１時間加熱後空冷して焼戻しを施した時の常
温強度、衝撃特性、クリープ破断強度を示した。これよ
り、本発明鋼が、従来鋼Ｐ％几と同程度の常温強度を有
してかつ、優れ第 ２ 表 た靭性とクリープ破断強度を兼備していることが判る。
７００℃で１時間加熱後空冷して焼戻しを施した時の常
温強度、衝撃特性、クリープ破断強度を示した。これよ
り、本発明鋼が、従来鋼Ｐ％几と同程度の常温強度を有
してかつ、優れ第 ２ 表 た靭性とクリープ破断強度を兼備していることが判る。
また、比較鋼Ｓは、Ｃｏ添加量がＭｏ 、 Ｗの添加量
に比べて少なく Ｃｏ形≧ｈ（ｏ％＋０．５Ｖｌ−２，
８を満足しない鋼であり比較鋼Ｖは、 Ｍｏ添加量が上
限を超えている鋼であるが、両者ともδ−フェライトが
多量に生成されるため、衝撃値及びクリープ破断強度が
低い。また、比較鋼Ｔは、Ｏｆｉが上限を超えており、
粗大な炭化物が多数形成されるため、衝撃値が低下して
いる。
に比べて少なく Ｃｏ形≧ｈ（ｏ％＋０．５Ｖｌ−２，
８を満足しない鋼であり比較鋼Ｖは、 Ｍｏ添加量が上
限を超えている鋼であるが、両者ともδ−フェライトが
多量に生成されるため、衝撃値及びクリープ破断強度が
低い。また、比較鋼Ｔは、Ｏｆｉが上限を超えており、
粗大な炭化物が多数形成されるため、衝撃値が低下して
いる。
比較鋼Ｕは、Ｎｉをと限を超えて添加したもので、衝撃
値は比較的良いが、クリープ破断強度が低下している。
値は比較的良いが、クリープ破断強度が低下している。
以上、説明した通り、本発明に係る耐熱鋼は、靭性に優
れ、高温強度が著しく高く、靭性が必要とされる高温用
部材として有用である。
れ、高温強度が著しく高く、靭性が必要とされる高温用
部材として有用である。
出願人 大同特殊鋼株式会社
代理人 河 口 善 雄
手続補正書
昭和６８年９月６日
特許庁長官 若杉和夫殿
１、事件の表示
特願昭５８−１４３１９７８号
２、Ｊｌｌｌの名称
マルテン管イ）系耐熱鋼
３、補正をする者
事件との関係 出願人
住所 愛知県名古屋市南区星崎町字繰出６６番地名称
（３７１）父尚騨ｋａ株式会社 代表者 蒙 山 １ｉ ４、代理人〒１０５ 居所 東京都港区西新橋１丁目７番１３号５、補正命令
の日付 （１発） ８、補正の内容 明細書全文（内容変更なし）を別紙の通り浄書する。
（３７１）父尚騨ｋａ株式会社 代表者 蒙 山 １ｉ ４、代理人〒１０５ 居所 東京都港区西新橋１丁目７番１３号５、補正命令
の日付 （１発） ８、補正の内容 明細書全文（内容変更なし）を別紙の通り浄書する。
Claims (2)
- （１） 重量形でＯ：０．１０〜０．２０％、Ｎ：０．
０１〜０．０６％、８ｉ ： ０．５形以下、Ｍｎ ：
０．５％以下、Ｎｉ ： ０．６ｑ６以下、Ｃｒ：９
〜１２％、ｖ：ｏ、ｔ〜ｏ、ｓ％、Ｎｂ：０．０１〜０
．０６％、ム１：０．０１５％以下と１〜８％のＭｏ、
１〜４ｑ６のＷのうち少なくとも１種を含み、残部がＦ
ｅと不可逆的な不純物からなることを特徴とする高温強
度と靭性に優れたマルテンサイト系耐熱鋼。 - （２） 重量４テＯ： ０．１０〜０．２０ｑ６、Ｎ
： ０．０１Ｎｏ、０６形、Ｓｉ ： ０．５ｑ６以下
、Ｋｎ ： ０．５９６以下、Ｎｉ ： ０．６９６以
下、Ｃｒ：９〜１２％、Ｖ：０．１〜０．８％、Ｎｂ
： ０．０１〜０．０６形、ム１：０．０１５％以下、
（３ｏ ： ６ｇ６以下と１〜８ｑ６Ｍｏ、１〜４％Ｗ
のうち少なくとも１種を含み、残部がＦｅと不可逆的な
不純物からなり、かつｃｏ。 Ｍｏ、Ｗが （３ｏ％≧Ｍｏ％＋０．５Ｗ％−２，８の関係を満足す
ることを特徴とする高温強度と靭性に優れたマルテンサ
イト系耐熱鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12297883A JPS6013056A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | マルテンサイト系耐熱鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12297883A JPS6013056A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | マルテンサイト系耐熱鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6013056A true JPS6013056A (ja) | 1985-01-23 |
Family
ID=14849280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12297883A Pending JPS6013056A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | マルテンサイト系耐熱鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6013056A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63297541A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Hitachi Ltd | 耐熱鋼 |
| JPH0230739A (ja) * | 1988-07-18 | 1990-02-01 | Nippon Steel Corp | ＣｒーＭｏ系高強度耐熱鋼 |
| US4917738A (en) * | 1985-07-09 | 1990-04-17 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Steam turbine rotor for high temperature |
| JPH07173578A (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-11 | Kawasaki Steel Corp | 連続鋳造用ロール材料 |
| US5817192A (en) * | 1995-04-12 | 1998-10-06 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | High-strength and high-toughness heat-resisting steel |
| EP2105520A1 (en) | 2008-03-25 | 2009-09-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Coating method and electrolyzing apparatus used therefor |
-
1983
- 1983-07-04 JP JP12297883A patent/JPS6013056A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4917738A (en) * | 1985-07-09 | 1990-04-17 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Steam turbine rotor for high temperature |
| JPS63297541A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Hitachi Ltd | 耐熱鋼 |
| JPH0230739A (ja) * | 1988-07-18 | 1990-02-01 | Nippon Steel Corp | ＣｒーＭｏ系高強度耐熱鋼 |
| JPH07173578A (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-11 | Kawasaki Steel Corp | 連続鋳造用ロール材料 |
| US5817192A (en) * | 1995-04-12 | 1998-10-06 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | High-strength and high-toughness heat-resisting steel |
| EP2105520A1 (en) | 2008-03-25 | 2009-09-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Coating method and electrolyzing apparatus used therefor |
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