JPS60224763A - 高温用オ−ステナイトステンレス鋼 - Google Patents
高温用オ−ステナイトステンレス鋼Info
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- JPS60224763A JPS60224763A JP8118784A JP8118784A JPS60224763A JP S60224763 A JPS60224763 A JP S60224763A JP 8118784 A JP8118784 A JP 8118784A JP 8118784 A JP8118784 A JP 8118784A JP S60224763 A JPS60224763 A JP S60224763A
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- stainless steel
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- corrosion cracking
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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】
(発明の分野)
本発明は、耐硫化、耐応力腐食割れ性にすぐれた高温用
オーステナイト鋼、特にCl−2Sの共存する350°
C以上の高温環境下で使用するに適する高温用オーステ
ナイト鋼に関する。
オーステナイト鋼、特にCl−2Sの共存する350°
C以上の高温環境下で使用するに適する高温用オーステ
ナイト鋼に関する。
(従来技術)
従来、350℃以上の高温で使用される圧力容器あるい
は高圧配管用に用いられる高温高圧用の規格鋼には、例
えば、JIS 5US304.3048.316.31
6)1.321゜32111、 347. 34711
. 310. 八1loy 800. A11oy 8
0011.A11oy 600.八1loy 825.
A11oy 625等がある。これらはいずれも高温
強度を得るためにC=0.04〜0.08と高Cである
。
は高圧配管用に用いられる高温高圧用の規格鋼には、例
えば、JIS 5US304.3048.316.31
6)1.321゜32111、 347. 34711
. 310. 八1loy 800. A11oy 8
0011.A11oy 600.八1loy 825.
A11oy 625等がある。これらはいずれも高温
強度を得るためにC=0.04〜0.08と高Cである
。
ところで、石炭液化、ガス化といった石炭転換プラント
や劣質重油の水素化脱硫などのプラントでは350℃以
上、通常は450℃程度の高温の加熱炉管や配管にステ
ンレス鋼が用いられるが、石炭液化プラントは現状では
バイロフトプラント段階のものがほとんどであるため、
従来の原油直接脱硫のプラントの材料構成を参考にJI
S 5US321.347.316といったいわゆる1
B−8系オーステナイトステンレス鋼を主に用いている
のが現状である。
や劣質重油の水素化脱硫などのプラントでは350℃以
上、通常は450℃程度の高温の加熱炉管や配管にステ
ンレス鋼が用いられるが、石炭液化プラントは現状では
バイロフトプラント段階のものがほとんどであるため、
従来の原油直接脱硫のプラントの材料構成を参考にJI
S 5US321.347.316といったいわゆる1
B−8系オーステナイトステンレス鋼を主に用いている
のが現状である。
(発明の解決すべき課題)
このように、石炭の液化、ガス化用を目的に開発した鉄
鋼材料あるいは規格はまだなく、しかも、石炭液化プラ
ントの場合には従来の原油直接脱硫プラントとは異なっ
た使用条件となる。すなわち、反応温度は従来の脱硫プ
ラントの400〜430℃に比べ450〜480℃と高
く、圧力も従来の100〜130a’tmに比べ150
〜300a Lmと高い。さらに、従来の原油直接脱硫
の場合は、一旦脱塩処理を経てから脱硫されるため、塩
分、固形分がかなり除去された流体を処理することにな
るのに対し、主として石炭さらには液化溶剤あるいは触
媒に由来する塩分が比較的多量に混入している石炭液化
プロセスでは、石炭が固体であるため塩分の除去はむず
かしく、固形分(灰分など)も多量にプラント流体に含
まれることとなる。かかる使用条件は、材料にとって従
来想定されることのなかった程かなり苛酷なものと禽え
られる。
鋼材料あるいは規格はまだなく、しかも、石炭液化プラ
ントの場合には従来の原油直接脱硫プラントとは異なっ
た使用条件となる。すなわち、反応温度は従来の脱硫プ
ラントの400〜430℃に比べ450〜480℃と高
く、圧力も従来の100〜130a’tmに比べ150
〜300a Lmと高い。さらに、従来の原油直接脱硫
の場合は、一旦脱塩処理を経てから脱硫されるため、塩
分、固形分がかなり除去された流体を処理することにな
るのに対し、主として石炭さらには液化溶剤あるいは触
媒に由来する塩分が比較的多量に混入している石炭液化
プロセスでは、石炭が固体であるため塩分の除去はむず
かしく、固形分(灰分など)も多量にプラント流体に含
まれることとなる。かかる使用条件は、材料にとって従
来想定されることのなかった程かなり苛酷なものと禽え
られる。
さらに、液体中に含まれる塩分、固形分のため反応管、
配管、容器等の内壁面に塩化物、硫化物を含む固形分が
付着すると、プラントの昇温あるいは降温時、たとえば
起動あるいは停止時に、硫化物に起因するボリヂオン酸
応力腐食割れに加え、塩化物による応力腐食割れも生ず
る危険性がある。このような塩化物、硫化物を含む固形
分の付着は高温部で生じやすく、特に350℃以上で付
着したものは固着力が強く容易に洗い流されない。また
、350°C以上の部分では材料に鋭敏化(粒界にCr
炭化物が析出)を生し易く、ポリチオン酸の応力腐食割
れおよび塩化物による応力腐食割れに対する感受性が高
まる。したがって、定常運転時以外に生ずるこれら応力
腐食割れに対する抵抗性が必要となる。
配管、容器等の内壁面に塩化物、硫化物を含む固形分が
付着すると、プラントの昇温あるいは降温時、たとえば
起動あるいは停止時に、硫化物に起因するボリヂオン酸
応力腐食割れに加え、塩化物による応力腐食割れも生ず
る危険性がある。このような塩化物、硫化物を含む固形
分の付着は高温部で生じやすく、特に350℃以上で付
着したものは固着力が強く容易に洗い流されない。また
、350°C以上の部分では材料に鋭敏化(粒界にCr
炭化物が析出)を生し易く、ポリチオン酸の応力腐食割
れおよび塩化物による応力腐食割れに対する感受性が高
まる。したがって、定常運転時以外に生ずるこれら応力
腐食割れに対する抵抗性が必要となる。
このように石炭液化プラントの高温部位に用いるステン
レス鋼は、従来の重油直接脱硫プラントに使用する場合
に比べ、各種の性能を併わせ備えたものである必要があ
る。このような材質的な要請は、石炭ガス化プラントの
各種熱交換器や、劣質重油の水素化脱硫などのプラント
においても同様のものであり、良好なステンレス鋼の開
発が望まれている。
レス鋼は、従来の重油直接脱硫プラントに使用する場合
に比べ、各種の性能を併わせ備えたものである必要があ
る。このような材質的な要請は、石炭ガス化プラントの
各種熱交換器や、劣質重油の水素化脱硫などのプラント
においても同様のものであり、良好なステンレス鋼の開
発が望まれている。
従来からポリチオン酸による応力腐食割れは、低C化ま
たは安定化元素(TiやNb)をCの当量比以上に添加
し安定化することが対策として知られており、いくつか
の特許もみられる。また、C7!−によるSCC(応力
腐食割れ、以下同じ)に対しては高Ni化などが有効と
されており、それによる特許もいくつかすでに報告され
ている。しかし従来は同一部位で、ポリチオン酸による
SCCおよびCl−によるSCCの双方が同時に問題と
なる環境はなく、またそれに応じた材料の開発もなされ
ていなかった。
たは安定化元素(TiやNb)をCの当量比以上に添加
し安定化することが対策として知られており、いくつか
の特許もみられる。また、C7!−によるSCC(応力
腐食割れ、以下同じ)に対しては高Ni化などが有効と
されており、それによる特許もいくつかすでに報告され
ている。しかし従来は同一部位で、ポリチオン酸による
SCCおよびCl−によるSCCの双方が同時に問題と
なる環境はなく、またそれに応じた材料の開発もなされ
ていなかった。
例えば、特開昭52−108316号にはNi:20〜
30%、Cr : 20〜30%の高温純水用ステンレ
ス鋼が開示されている。同じく特開昭48−73321
号には旧:20〜30%、Cr : 23〜30%の海
水中での耐孔食性にすぐれたステンレス鋼が開示されて
いる。しかしながら、これらはいずれも組成的に4%ま
でのMoを含み、しかもCl−イオンの存在下で使用す
ることを考えており、cp−とSとが共存する環境下で
の応力腐食割れについては述べられていない。
30%、Cr : 20〜30%の高温純水用ステンレ
ス鋼が開示されている。同じく特開昭48−73321
号には旧:20〜30%、Cr : 23〜30%の海
水中での耐孔食性にすぐれたステンレス鋼が開示されて
いる。しかしながら、これらはいずれも組成的に4%ま
でのMoを含み、しかもCl−イオンの存在下で使用す
ることを考えており、cp−とSとが共存する環境下で
の応力腐食割れについては述べられていない。
一方、ポリチオン酸SCCに対する抵抗性を高めたもの
としては、例えば特開昭50−67215号に開示され
た重油脱硫用ステンレス鋼があるが、これはNi:6〜
25%、Cr:15〜30%であって、Sのみ存在の環
境用と名えられ、C7!−によるSCCについては念頭
にない。
としては、例えば特開昭50−67215号に開示され
た重油脱硫用ステンレス鋼があるが、これはNi:6〜
25%、Cr:15〜30%であって、Sのみ存在の環
境用と名えられ、C7!−によるSCCについては念頭
にない。
このように、従来は、CI−とSとが共存する環境が想
定されなかったこともあって、その分野での材料開発は
ほとんどなされていなかったのである。
定されなかったこともあって、その分野での材料開発は
ほとんどなされていなかったのである。
しかしながら、すでに述べたように、石炭液化、ガス化
のように両者の共存環境が現実に想定されるようになっ
た現在、そのような環境でも十分−(え得る新規な材料
の出現が強く希求されている。
のように両者の共存環境が現実に想定されるようになっ
た現在、そのような環境でも十分−(え得る新規な材料
の出現が強く希求されている。
すなわち、たとえば、在来の原油直接脱硫プラントでは
事前に脱塩処理が行われるため、C1−は3ppm程度
以下になっている。したがってポリチオン酸による応力
腐食割れは問題となるが塩化物による応力腐食割れに対
する配慮は少ない。また、Cl2−による応力腐食割れ
は化学プラ/1・、原子カプラントなどで多数知られて
いるが、ポリチオン酸による応力腐食割れを同時に配慮
する必要はなかった。
事前に脱塩処理が行われるため、C1−は3ppm程度
以下になっている。したがってポリチオン酸による応力
腐食割れは問題となるが塩化物による応力腐食割れに対
する配慮は少ない。また、Cl2−による応力腐食割れ
は化学プラ/1・、原子カプラントなどで多数知られて
いるが、ポリチオン酸による応力腐食割れを同時に配慮
する必要はなかった。
しかしながら、石炭の液化、ガス化では、石炭に07!
−とSが同時に存在する。また、劣質重油においても高
粘度骨が多くなると脱塩に困難が伴いClとSを同時に
含む形で流体を処理する必要がでてくる。これら劣質原
料処理プラントでは通常、CI2上10ppm 、 S
≧3oppmを含む流体を処理する。ことにSは反応触
媒の1f!として投入されることもあり、CZ−とSと
の共存環境の出現は避けられない。その場合、Cl−が
どの表面部位でも10ppm程度である限り余り問題は
41−シないが、反応には加熱が伴うため昇温部位、降
温部位では、CI−は濃縮する。
−とSが同時に存在する。また、劣質重油においても高
粘度骨が多くなると脱塩に困難が伴いClとSを同時に
含む形で流体を処理する必要がでてくる。これら劣質原
料処理プラントでは通常、CI2上10ppm 、 S
≧3oppmを含む流体を処理する。ことにSは反応触
媒の1f!として投入されることもあり、CZ−とSと
の共存環境の出現は避けられない。その場合、Cl−が
どの表面部位でも10ppm程度である限り余り問題は
41−シないが、反応には加熱が伴うため昇温部位、降
温部位では、CI−は濃縮する。
濃縮度はプラントにより異なるが、100−1000倍
の濃縮は容易に生ずる。ことに、劣質原料のため配管系
の内壁面への固形分の析出何着が牛しゃず<、一旦析出
が牛しるとそれらは容易には洗い流されないため、濃縮
は生しやすくなる。ががる事情は石炭転換プラントにお
いCも同様である。したがって、CI−とSとの共存環
境は原油直接脱硫プDセスにあゲCも今後大きな問題と
なる可能性がある。
の濃縮は容易に生ずる。ことに、劣質原料のため配管系
の内壁面への固形分の析出何着が牛しゃず<、一旦析出
が牛しるとそれらは容易には洗い流されないため、濃縮
は生しやすくなる。ががる事情は石炭転換プラントにお
いCも同様である。したがって、CI−とSとの共存環
境は原油直接脱硫プDセスにあゲCも今後大きな問題と
なる可能性がある。
(発明の目的)
本発明の第1の目的は、このような新たなエネルギー源
の質の低下により必要性が生じている分野において高温
で使用される新規な材料を提供することである。
の質の低下により必要性が生じている分野において高温
で使用される新規な材料を提供することである。
本発明の別の目的は、高温での使用中の組織安定性、耐
食性つまり耐硫化性および耐応力腐食割れ性を併せて具
備した新規なステンレス鋼を提供することである。
食性つまり耐硫化性および耐応力腐食割れ性を併せて具
備した新規なステンレス鋼を提供することである。
さらに本発明の別の目的は、CI−1Sの共存する35
0℃以上、一般には450 ℃以上の高温環境下で使用
する耐硫化、耐応力腐食割れ性にすくれた高温用オース
テナイトステンレス鋼を提供することである。
0℃以上、一般には450 ℃以上の高温環境下で使用
する耐硫化、耐応力腐食割れ性にすくれた高温用オース
テナイトステンレス鋼を提供することである。
さらに本発明の別の目的は石炭液化あるいはガス化プラ
ント用の400℃以上の高温、130atm以上の高圧
下でかつC1−1sの共存する環境下で使用する耐硫化
、耐応力腐食割れ性にずくれた高温用オーステナイトス
テンレス鋼を提供することである。
ント用の400℃以上の高温、130atm以上の高圧
下でかつC1−1sの共存する環境下で使用する耐硫化
、耐応力腐食割れ性にずくれた高温用オーステナイトス
テンレス鋼を提供することである。
(発明の要約)
ここに、本発明は重量%で、
C: 0.02%以下、Si : 1.0 %以下、M
n : 2.0%以下、cr:19〜27%、Ni :
18〜35%、 C(%)とNi(%)は次式を満足し、残部Feおよび
付随不純物 から成る組成を有する、C7!−1Sの共存する350
℃以上の高温環境下で使用する耐硫化、耐応力腐食割れ
性にすくれた高温用オーステナイトステンレス鋼である
。
n : 2.0%以下、cr:19〜27%、Ni :
18〜35%、 C(%)とNi(%)は次式を満足し、残部Feおよび
付随不純物 から成る組成を有する、C7!−1Sの共存する350
℃以上の高温環境下で使用する耐硫化、耐応力腐食割れ
性にすくれた高温用オーステナイトステンレス鋼である
。
本発明の別の特徴によれば、上記鋼組成は、さらに必要
に応じTiおよびNbの1種または2種を合計で1.0
%以F含有してもよく、特に、この場合にはC含有量は
0.03%以下であってよく、C(%)およびNi(%
)を下記関係式を満足するように規制する。
に応じTiおよびNbの1種または2種を合計で1.0
%以F含有してもよく、特に、この場合にはC含有量は
0.03%以下であってよく、C(%)およびNi(%
)を下記関係式を満足するように規制する。
本発明のさらに別の特徴によればいずれの場合にあって
も、耐硫化性をさらに向上させるために0.50%以下
のAQを添加してもよい。また、いずれの場合にあって
も、特に塩化物による耐応力腐食割れ性をさらに改善さ
セるために0.1〜4.0%のMoを添加しでもよい。
も、耐硫化性をさらに向上させるために0.50%以下
のAQを添加してもよい。また、いずれの場合にあって
も、特に塩化物による耐応力腐食割れ性をさらに改善さ
セるために0.1〜4.0%のMoを添加しでもよい。
かくして、本発明によれば、その目的とする耐硫化性の
改善は高温高圧下での耐硫化性を必要とするため、基本
的には高Cr化により達成するのであり、必要に応しハ
Q添加によりさらに向上させる。一方、耐塩化物応力腐
食割れ性は低C1高Cr、高Ni化の複合効果によりさ
らに必要に応じMo添加により向−Lさせ、また、耐ポ
リチオン酸応力腐食割れはNi等他含有組成を考慮して
従来の必要量以下に低C化を図ることにより、さらに必
要に応しTiおよび/またはNbを添加してC安定化を
図ることにより改善する。そしζかかる高Cr化、高N
i化そして低C化による相乗的効果により、s、ce−
共存下にあってもすぐれた耐硫化、耐応力腐食割れ性を
示すことができる。
改善は高温高圧下での耐硫化性を必要とするため、基本
的には高Cr化により達成するのであり、必要に応しハ
Q添加によりさらに向上させる。一方、耐塩化物応力腐
食割れ性は低C1高Cr、高Ni化の複合効果によりさ
らに必要に応じMo添加により向−Lさせ、また、耐ポ
リチオン酸応力腐食割れはNi等他含有組成を考慮して
従来の必要量以下に低C化を図ることにより、さらに必
要に応しTiおよび/またはNbを添加してC安定化を
図ることにより改善する。そしζかかる高Cr化、高N
i化そして低C化による相乗的効果により、s、ce−
共存下にあってもすぐれた耐硫化、耐応力腐食割れ性を
示すことができる。
なお、本発明にあっては、低Cのため従来鋼の場合と同
様の熱処理では高温強度が従来鋼より劣るが、しかし低
Cのため固溶化処理温度を低下させることができ、生成
オーステナイト組織の′細粒化がはかれるので強度もそ
の分だけ向上せしめることができる。
様の熱処理では高温強度が従来鋼より劣るが、しかし低
Cのため固溶化処理温度を低下させることができ、生成
オーステナイト組織の′細粒化がはかれるので強度もそ
の分だけ向上せしめることができる。
本発明に係る鋼は構造部材(管、板)はもらろん管、容
器のクラッド、オーバーレイ材としても極めて有用であ
る。
器のクラッド、オーバーレイ材としても極めて有用であ
る。
このように、本発明はS、C1−の共存下ですくれた耐
硫化、耐応力腐食割れ性を示す高温用オーステナイト鋼
であるが、その一つの特徴によれば、石炭液化、ガス化
プラント構造利用オーステナイ日岡である。
硫化、耐応力腐食割れ性を示す高温用オーステナイト鋼
であるが、その一つの特徴によれば、石炭液化、ガス化
プラント構造利用オーステナイ日岡である。
(発明の態様)
ここに本発明において鋼組成および用途を前述の如く規
定した理由について述べる。以下、特にことわりのない
限り、「%」は重量%である。
定した理由について述べる。以下、特にことわりのない
限り、「%」は重量%である。
C:炭素は強度向上元素として重要であるが、溶接熱影
響部や高温で長時間使用された場合に粒界に炭化物を析
出し、粒界周辺のCrを低下させるため応力腐食割れを
生じゃずくする。許容し得るC量として、0.02%以
下であって、しかも鋼中Nilと下記式で示す関係があ
ることが判明した。
響部や高温で長時間使用された場合に粒界に炭化物を析
出し、粒界周辺のCrを低下させるため応力腐食割れを
生じゃずくする。許容し得るC量として、0.02%以
下であって、しかも鋼中Nilと下記式で示す関係があ
ることが判明した。
また、Tiおよび/またはNbのC安定化元素が加えら
れた場合には、許容c4は0.03%と増大さセでもよ
いが、このときは上記関係式は で表され、この式を満たず必要がある。このようにCを
本発明にしたがって規制するごとにより、耐食性、特に
ポリチオン酸SCC抵抗性は一段と向りする。
れた場合には、許容c4は0.03%と増大さセでもよ
いが、このときは上記関係式は で表され、この式を満たず必要がある。このようにCを
本発明にしたがって規制するごとにより、耐食性、特に
ポリチオン酸SCC抵抗性は一段と向りする。
Si:鋼の脱酸のために必要な元素である。しかし、あ
まり多量になると鋼のオーステナイト安定化および溶接
性に害を生ずるので本発明では1.0%以下とする。好
ましくは0.3〜1.0%である。
まり多量になると鋼のオーステナイト安定化および溶接
性に害を生ずるので本発明では1.0%以下とする。好
ましくは0.3〜1.0%である。
Mn :lIlの熱間加工性を保持する面で必要な元素
であるが、あまり多量では耐硫化性を害し、高Cr、低
目の場合にはσ相析出も促すため2.0%以下とする。
であるが、あまり多量では耐硫化性を害し、高Cr、低
目の場合にはσ相析出も促すため2.0%以下とする。
好ましくは0.5〜2.0%である。
Cr : Crは鋼の耐硫化性、耐応力腐食割れ性を向
上せしめるのに重要な元素であり、少なくとも19%以
上必要とする。高Crはど硫化腐食で生ずるスケールは
Crリッチとなり、硫化スケールの成長が抑えられ、酸
化性ガス成分(CO2、H2C)が含まれる場合には酸
化物を形成し硫化を抑制する。また、(1−による応力
腐食に対してもCrは表面皮膜をCrリッチにし、ce
−による皮膜の破壊抵抗を増すため効果を現わす。さら
にCrが高いほど鋭敏化も軽度となるため、ポリチオン
酸による5CC1Cp−によるSCCに対する抵抗を増
す。このSCCに対するCrの効果は低Cの場合により
顕著となる。
上せしめるのに重要な元素であり、少なくとも19%以
上必要とする。高Crはど硫化腐食で生ずるスケールは
Crリッチとなり、硫化スケールの成長が抑えられ、酸
化性ガス成分(CO2、H2C)が含まれる場合には酸
化物を形成し硫化を抑制する。また、(1−による応力
腐食に対してもCrは表面皮膜をCrリッチにし、ce
−による皮膜の破壊抵抗を増すため効果を現わす。さら
にCrが高いほど鋭敏化も軽度となるため、ポリチオン
酸による5CC1Cp−によるSCCに対する抵抗を増
す。このSCCに対するCrの効果は低Cの場合により
顕著となる。
しかし、27%を越えるとその有効性が飽和するばかり
でなくオーステナイト相の安定性に害を及ばずので、C
r含有量の上限は27%に限定する。好ましくは21〜
26%である。
でなくオーステナイト相の安定性に害を及ばずので、C
r含有量の上限は27%に限定する。好ましくは21〜
26%である。
旧:鋼のオーステナイト相を維持、安定化するのに必要
な元素である。また、硫化水素等硫化物を含む環境下で
の塩化物による応力腐食割れに対する抵抗を高めるため
にCrとともに必要な元素である。
な元素である。また、硫化水素等硫化物を含む環境下で
の塩化物による応力腐食割れに対する抵抗を高めるため
にCrとともに必要な元素である。
このNiの作用はCrが19%以上と高い場合にとくに
顕著に現われる。この目的のためには18%以上のNi
含有量が必要であり、多りれば多いほどよい。
顕著に現われる。この目的のためには18%以上のNi
含有量が必要であり、多りれば多いほどよい。
しかし、あまり多量であると耐硫化性を害するし、高価
な元素でもあるので35%以下に限定する。好ましくは
20%以」二である。
な元素でもあるので35%以下に限定する。好ましくは
20%以」二である。
C,!:Niとの関係式:CとNiとは次式を満足する
必要があり、ごれを外れると耐応力腐食割れ性とくに耐
ポリチオン酸SCC性が劣化する。
必要があり、ごれを外れると耐応力腐食割れ性とくに耐
ポリチオン酸SCC性が劣化する。
ま
ただし、Tiおよび/またはNbが添加される場合には
、 を満足すればよい。
、 を満足すればよい。
TiおよびNt+:Gil中の炭素安定化の目的で必要
に応しとする。しかし、あまり多量の添加は相安定性、
溶接性、清浄度などの面で害があるので合計添加量を1
.0%以下に限定する。
に応しとする。しかし、あまり多量の添加は相安定性、
溶接性、清浄度などの面で害があるので合計添加量を1
.0%以下に限定する。
AQ:脱酸に有効な元素であり、その目的には適音0゜
01−0.1%程度添加されているが、少量の添加で耐
硫化性を向」ニさせるので必要に応してさらに添加する
。耐硫化性向上のためには0.1 %以上の添加が望ま
しいが、0,5%を越えるとγ′析出による材質の靭性
ならびに延性の低下を生ずる。
01−0.1%程度添加されているが、少量の添加で耐
硫化性を向」ニさせるので必要に応してさらに添加する
。耐硫化性向上のためには0.1 %以上の添加が望ま
しいが、0,5%を越えるとγ′析出による材質の靭性
ならびに延性の低下を生ずる。
Mo : MoはH2S等硫化物を含む環境での塩化物
による応力腐食割れ抵抗性を向上させる作用があるので
、必要により0.1%以上添加してもよい。多い程効果
があるが、Mo自体高価な元素でもあり、一方、あまり
多量だと相安定性にも害があるので本発明においてはM
oを添加する場合、4.0%を上限とする。
による応力腐食割れ抵抗性を向上させる作用があるので
、必要により0.1%以上添加してもよい。多い程効果
があるが、Mo自体高価な元素でもあり、一方、あまり
多量だと相安定性にも害があるので本発明においてはM
oを添加する場合、4.0%を上限とする。
なお、本発明においてその使用環境を[Sおよびcp−
の共存した350°C以上の高温環境」と限定した理由
は、Sによる硫化、硫化物生成の結果化ずるポリチオン
酸によるSCCは350℃まで昇温されない部位では通
富問題とならず、またCl−によるSCCは、従来、3
50℃より低温の水存在環境下において長時間使用され
る場合に考慮されていたのみであって、これ以上の高温
環境下で使用する部材ではポリチオン酸によるSCCや
硫化とともに問題にされることはなかったため、かかる
環境下で使用に適する材料がなかったからである。
の共存した350°C以上の高温環境」と限定した理由
は、Sによる硫化、硫化物生成の結果化ずるポリチオン
酸によるSCCは350℃まで昇温されない部位では通
富問題とならず、またCl−によるSCCは、従来、3
50℃より低温の水存在環境下において長時間使用され
る場合に考慮されていたのみであって、これ以上の高温
環境下で使用する部材ではポリチオン酸によるSCCや
硫化とともに問題にされることはなかったため、かかる
環境下で使用に適する材料がなかったからである。
なお、本発明の用途は特定的には石炭液化、ガス化プラ
ントの構造部材用、つまり加熱炉管、配管などであるが
、その信奉発明の性質上、Ce−によるSCCおよびポ
リチオン酸によるSCCが問題となる環境および用途に
は一般に適用可能であることは云うまでもない。
ントの構造部材用、つまり加熱炉管、配管などであるが
、その信奉発明の性質上、Ce−によるSCCおよびポ
リチオン酸によるSCCが問題となる環境および用途に
は一般に適用可能であることは云うまでもない。
次に本発明を実施例によりさらに説明する。
犬施班
化学成分を第1表に示す一連の鋼について各種試験を行
った。まず、本発明鋼および比較鋼の一部については、
真空熔解にてインゴットを作成し、ついで鍛造、熱間圧
延、軟化焼鈍、冷間圧延を経た後、1100℃で溶体化
処理を行い10m1厚の板を製作した。
った。まず、本発明鋼および比較鋼の一部については、
真空熔解にてインゴットを作成し、ついで鍛造、熱間圧
延、軟化焼鈍、冷間圧延を経た後、1100℃で溶体化
処理を行い10m1厚の板を製作した。
また比較鋼については、代表的現用規格鋼をも加えた。
供試鋼阻1〜■1は本発明に係る鋼であり、供試鋼11
h12〜21は比較鋼である。これらを用いて耐硫化性
試験、塩化物応力腐食割れ試験、およびポリチオン酸応
力腐食割れ試験の各種の試験を実施した。
h12〜21は比較鋼である。これらを用いて耐硫化性
試験、塩化物応力腐食割れ試験、およびポリチオン酸応
力腐食割れ試験の各種の試験を実施した。
それらの結果をまとめて第2表に示す。
硫化試験での腐食減量は18−8系の比較鋼No、15
.16.17.20では23mg/cJ以上であるのに
対し本発明に係る鋼ではいずれも19.8mg/cJ以
下と耐硫化性が著しく向上しているのが分かる。
.16.17.20では23mg/cJ以上であるのに
対し本発明に係る鋼ではいずれも19.8mg/cJ以
下と耐硫化性が著しく向上しているのが分かる。
塩化物応力腐食割れ試験の結果は割れの認められたもの
には×、認められなかったものには○を付した。18−
8系の陽15.16.17.20の鋼と陽19の鋼に割
れが認められたが、本発明に係る鋼には割れは認められ
なかった。Ni518%の比較鋼には割れが生している
。
には×、認められなかったものには○を付した。18−
8系の陽15.16.17.20の鋼と陽19の鋼に割
れが認められたが、本発明に係る鋼には割れは認められ
なかった。Ni518%の比較鋼には割れが生している
。
同じくポリチオン酸応力腐食割れ試験でも割れの認めら
れたもにには×、認められなかったものには○を付して
示すが、比較[12〜18および21には割れが発生し
たが、本発明に係る鋼ではいずれも割れが認められなか
った。またCの低い比較鋼にも割れは認められなかった
。
れたもにには×、認められなかったものには○を付して
示すが、比較[12〜18および21には割れが発生し
たが、本発明に係る鋼ではいずれも割れが認められなか
った。またCの低い比較鋼にも割れは認められなかった
。
これら一連の結果をグラフにまとめて第1図、第2図に
示す。図示結果からは本発明の範囲においては各耐食性
がいずれも満足されることが分かる。
示す。図示結果からは本発明の範囲においては各耐食性
がいずれも満足されることが分かる。
図中、各添字は第1表の供試鋼南を示す。第1図にあっ
て、丸印はTiおよびNbの添加されなかった場合、三
角印はTiおよび/またはNbが添加された場合を示し
、いずれの場合も割れが発生したときは黒く塗りつふし
て示しである。また第2図にあっては、黒丸は耐硫化性
が劣る場合(腐食減量23n+g/cd+以」−)、白
丸はそれの良好な場合をそれぞれ表わす。丸印の傍に「
×」印がついているのは同し供試鋼であってH2S−C
l!−系でSCCの発生した場合を示す。
て、丸印はTiおよびNbの添加されなかった場合、三
角印はTiおよび/またはNbが添加された場合を示し
、いずれの場合も割れが発生したときは黒く塗りつふし
て示しである。また第2図にあっては、黒丸は耐硫化性
が劣る場合(腐食減量23n+g/cd+以」−)、白
丸はそれの良好な場合をそれぞれ表わす。丸印の傍に「
×」印がついているのは同し供試鋼であってH2S−C
l!−系でSCCの発生した場合を示す。
本例における各特性試験の要領は以下の通りであった。
1)M菫化肌試眉:
石炭液化、ガス化、石油精製プラントなど還元性雰囲気
で142Sを含む環境では硫化腐食が生ずるため次の条
イ9で硫化腐食試験を行い耐硫化性を比較した。1(、
Sは0.1〜0.5容積%程度は通富含まれるので、試
験では0.5%11、S含有ガスを使った。
で142Sを含む環境では硫化腐食が生ずるため次の条
イ9で硫化腐食試験を行い耐硫化性を比較した。1(、
Sは0.1〜0.5容積%程度は通富含まれるので、試
験では0.5%11、S含有ガスを使った。
試呈条(牛 温度 :500℃
圧力 : 150 kg/cut4
ガス :■42ヘース、0.5容積%
II 2 S含有ガス
時間 : 250 hr
試験片+3txio”×30〕 (m++)平板状試験
片 試験後試験片のスケールを除去し、重量減少量を測定す
ることにより腐食量を評価した。
片 試験後試験片のスケールを除去し、重量減少量を測定す
ることにより腐食量を評価した。
2)111例に丈−ペル2カ月浪11月代験;石炭液化
、ガス化プラント等では塩化物が11000pp以上に
aI+iiiしH2Sを含む高温高圧下で塩化物による
応力腐食割れが生ずる可能性があるため次の試験条件で
実験を行った。
、ガス化プラント等では塩化物が11000pp以上に
aI+iiiしH2Sを含む高温高圧下で塩化物による
応力腐食割れが生ずる可能性があるため次の試験条件で
実験を行った。
jMK色件 温度 :300°C
高温高圧水中
保持時間: 500 hr
CI−4度:10%(NaC/とじて
添加)
112S分圧: ] aLm
試験片 :TIG/8接にて溶接組織を作成した部分を
中央に して加工しUヘン1曲 げした試験片 試験後試験片は外観および断面の光学顕微鏡観察を行い
割れの有無を調べた。
中央に して加工しUヘン1曲 げした試験片 試験後試験片は外観および断面の光学顕微鏡観察を行い
割れの有無を調べた。
3)ポリチオン による「 れ人狡;
石炭液化、ガス化プラント、石油精製プラントでは高温
で使用された場合に硫化物が表面に生成する。その場合
運転停止時に酸素と水分が作用するとポリチオン酸が生
成し、しばしば応力腐食割れの原因となる。そこで次の
試験条件で実験を行った。
で使用された場合に硫化物が表面に生成する。その場合
運転停止時に酸素と水分が作用するとポリチオン酸が生
成し、しばしば応力腐食割れの原因となる。そこで次の
試験条件で実験を行った。
試壁〕律し 温度 :常温
時間 : 500 hr
試験液:純水にS02およびH2Sを
飽和させた液を使用
試験片=550℃X 1000hrの時効を行った後加
工しりヘンド曲 げした試験片 試験後試験片は外観および断面の光学顕微鏡観察を行い
割れの有無を調べた。
工しりヘンド曲 げした試験片 試験後試験片は外観および断面の光学顕微鏡観察を行い
割れの有無を調べた。
第2表 各種の試験結果
(第2表のつづき)
(注)* O:割れ無、 ×:割れ有
以上のように本発明に係る鋼は、耐硫化、耐SCC性と
もにすくれた性質を有し各種石炭転換プラントや石油精
製プラントに有利に用いることができることが分かる。
もにすくれた性質を有し各種石炭転換プラントや石油精
製プラントに有利に用いることができることが分かる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ポリチオン酸SCCに及ぼすC,Ni含有量
の効果を示すグラフ;および 第2図は、耐硫化性、耐SCC性(H2S−C7!−含
有環境)を共に満足するCr、 Ni含有領域を示すグ
ラフである。 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 弁理士 広 瀬 童 − 第1図 Ni(*) fs2図 Ni(に) 第1頁の続き 0発 明 者 椹 木 義 淳 尼崎市西長洲本通1央
技術研究所内 丁目3番地 住友金属工業株式会社中
の効果を示すグラフ;および 第2図は、耐硫化性、耐SCC性(H2S−C7!−含
有環境)を共に満足するCr、 Ni含有領域を示すグ
ラフである。 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 弁理士 広 瀬 童 − 第1図 Ni(*) fs2図 Ni(に) 第1頁の続き 0発 明 者 椹 木 義 淳 尼崎市西長洲本通1央
技術研究所内 丁目3番地 住友金属工業株式会社中
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (11重量%で、 C:0.02%以下、Si : 1.0%以下、Mn
: 2.0%以下、Cr:19〜27%、Ni : 1
8〜35%、 C(%)とNi(%)は次式を満足し、残部Feおよび
付随不純物 から成る組成を有する、CX−、Sの共存する350℃
以上の高温環境下で使用する耐硫化、耐応力腐食割れ性
にすくれた高温用オーステナイトステンレス参闘。 (2)重量%で、 C: 0.02%以下、Si : 1.0%以下、Mn
; 2.0%以下、Cr:19〜27%、Ni;18
〜35%、 C(%)とNt(%)は次式を満足し、AQ:0.5%
以下、 残部Peおよび付随不純物 から成る組成を有する、C7!−3Sの共存する350
℃以上の高温環境下で使用する耐硫化、耐応力腐食割れ
性にすぐれた高温用オーステナイトステンレス鋼。 (3)重量%で、 C: 0.03%以下、Si : 1.0%以下、Mn
: 2.0%以下、Cr:19〜27%、Ni+18
〜35%、 C(%)とN i (%)は次式を満足し、T1および
Nbの1種または2種合計1.0%以下、残部Feおよ
び付随不純物 から成る組成を有する、C1−1Sの共存する350℃
以上の高温環境下で使用する耐硫化、耐応力腐食割れ性
にすくれた高温用オーステナイトステンレス鋼。 (4)重量%で、 c、:o、o3%以下、Si : 1.0%以下、Mn
: 2.0%以下、Cr : 19〜27%、Ni
: 18〜35%、 C(%)とNif%)は次式を満足し、TiおよびNb
の1種または2種合計1.0%以下、A(2:Q、5%
以下、 残部Peおよび付随不純物 から成る組成を有する、cp−1sの共存する350℃
以上の高温環境下で使用する耐硫化、耐応力腐食割れ性
にすぐれた高温用オーステナイトステンレス鋼。 (5)車量%で、 C: 0.02%以下、Si : 1.0%以下、Mn
: 2.0%以下、Cr : 19〜27%、Ni
: 18〜35%、 C(%)とNi(%)は次式を満足し、Mo : 0.
1〜4.0%、 残eFeおよび付随不純物 から成る組成を有する、C1”’、Sの共存する350
°C以上の高温環境下で使用する耐硫化、耐応力腐食割
れ性にすぐれた高温用オーステナイトステンレス鋼。 (6)重量%で、 C:0.02%以下、Si : 1.0%以下、Mn
: 2.0%以下、Cr:]99〜27%Nt : 1
8〜35%、 C(%)とNi(%)は次式を満足し、AQ70.5%
以下、Mo:0.1〜4.0%、残部Feおよび付随不
純物 から成る組成を有する、Cl−1Sの共存する350°
C以上の高温環境下で使用する耐硫化、耐応力腐食割れ
性にすくれた高温用オーステナイトステンレス鋼。 (7)重量%で、 c : 0.03%以下、Si : 1.0%以下、M
n : 2.0%以下、Cr : 19〜27%、Ni
: 18〜35%、 C(%)と旧(%)は次式を満足し、 TiおよびNbの1種または2種合計1.0%以下、V
Io : 0.1−4.0%、 残部Feおよび付随不純物 なる組成を右する、Cl−1Sの共存する350℃以上
の高温環境下で使用する耐硫化、耐応力腐食割れ性にす
くれた高温用オーステナイトステンレス鋼。 (8)重量%で、 c:o、o3%以下、Si : 1.0%以下、Mn
: 2.0%以下、Cr:19〜27%、Ni : 1
8〜35%、 C(%)と旧(%)は次式を満足し、 TiおよびNbの1種または2種合計1.0%以下、A
Q:、0.5%以下、Mo:0.1〜4.0%、残部F
eおよび付随不純物 から成る組成を有する、C1−1Sの共存する350℃
以上の高温環境下で使用する耐硫化、耐応力腐食割れ性
にすぐれた高温用オーステナイトステンレス鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8118784A JPS60224763A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | 高温用オ−ステナイトステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8118784A JPS60224763A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | 高温用オ−ステナイトステンレス鋼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60224763A true JPS60224763A (ja) | 1985-11-09 |
Family
ID=13739460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8118784A Pending JPS60224763A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | 高温用オ−ステナイトステンレス鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60224763A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63190145A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-05 | Kubota Ltd | オ−ステナイト系高強度耐食合金 |
US5620805A (en) * | 1994-03-08 | 1997-04-15 | Nippon Steel Corporation | Alloy and multilayer steel tube having corrosion resistance in fuel combustion environment containing V, Na, S and Cl |
WO2001090432A1 (en) * | 2000-05-22 | 2001-11-29 | Sandvik Ab; (Publ) | Austenitic alloy |
JP2006517261A (ja) * | 2003-02-06 | 2006-07-20 | エイティーアイ・プロパティーズ・インコーポレーテッド | モリブデンを含むオーステナイト系ステンレス鋼 |
US7081173B2 (en) | 2001-11-22 | 2006-07-25 | Sandvik Intellectual Property Ab | Super-austenitic stainless steel |
US7985304B2 (en) | 2007-04-19 | 2011-07-26 | Ati Properties, Inc. | Nickel-base alloys and articles made therefrom |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5197526A (ja) * | 1975-02-24 | 1976-08-27 | Horichionsannitaishite taioryokufushokuwareseiojusuru niicr keigokuteitansosutenresuko | |
JPS57207148A (en) * | 1981-06-15 | 1982-12-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Alloy for oil well pipe with superior stress corrosion cracking resistance and hydrogen cracking resistance |
JPS57207146A (en) * | 1981-06-15 | 1982-12-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Alloy for oil well pipe with superior stress corrosion cracking resistance and hydrogen cracking resistance |
JPS57207143A (en) * | 1981-06-12 | 1982-12-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Alloy for oil well pipe with superior stress corrosion cracking resistance and hot workability |
JPS57207147A (en) * | 1981-06-15 | 1982-12-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Alloy for oil well pipe with superior stress corrosion cracking resistance and hydrogen cracking resistance |
-
1984
- 1984-04-24 JP JP8118784A patent/JPS60224763A/ja active Pending
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Cited By (9)
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WO2001090432A1 (en) * | 2000-05-22 | 2001-11-29 | Sandvik Ab; (Publ) | Austenitic alloy |
US6905652B2 (en) | 2000-05-22 | 2005-06-14 | Sandvik Ab | Austenitic alloy |
US7081173B2 (en) | 2001-11-22 | 2006-07-25 | Sandvik Intellectual Property Ab | Super-austenitic stainless steel |
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KR20170028457A (ko) * | 2003-02-06 | 2017-03-13 | 에이티아이 프로퍼티즈 엘엘씨 | 몰리브덴을 함유하는 오스테나이트계 스테인레스 강 |
US7985304B2 (en) | 2007-04-19 | 2011-07-26 | Ati Properties, Inc. | Nickel-base alloys and articles made therefrom |
US8394210B2 (en) | 2007-04-19 | 2013-03-12 | Ati Properties, Inc. | Nickel-base alloys and articles made therefrom |
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