JPS61117251A - 耐熱鋼 - Google Patents

耐熱鋼

Info

Publication number
JPS61117251A
JPS61117251A JP23734984A JP23734984A JPS61117251A JP S61117251 A JPS61117251 A JP S61117251A JP 23734984 A JP23734984 A JP 23734984A JP 23734984 A JP23734984 A JP 23734984A JP S61117251 A JPS61117251 A JP S61117251A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistance
heat
thermal fatigue
steel
heat resisting
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.)
Pending
Application number
JP23734984A
Other languages
English (en)
Inventor
Susumu Isobe
磯部 晋
Kenkichi Matsunaga
松永 健吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daido Steel Co Ltd filed Critical Daido Steel Co Ltd
Priority to JP23734984A priority Critical patent/JPS61117251A/ja
Publication of JPS61117251A publication Critical patent/JPS61117251A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、例えばディーゼルエンジンのプレチャンバ
−等の内燃機関用燃焼室部材として使用され、このよう
な燃焼室部材に要求される熱疲労性、耐ヒートクラツク
性および耐食性が優れた耐熱鋼に関するものである。
(従来技術) 近年、ディーゼルエンジンの小型化および高出力化に伴
ない、エンジン部品の熱負荷はますます大きくなり、そ
れにつれて種々の材料上の問題が発生している。そして
、とくに、小型ディーゼルエンジンに採用されている渦
流燃焼室噴口部は。
高温の燃焼ガスが高速で噴出するため高温にさらされる
と同時に、空気圧縮時には冷却されるため、加熱−冷却
の繰返しを受け、熱疲労による損傷が著しい。
したがって、このような情勢から、熱疲労性および耐ヒ
ートクラツク性の良好な渦流燃焼室および噴口部用耐熱
鋼の開発が要望されている。
従来、ディーゼルエンジン用プレチャンバ−材としては
、5UH3,5UH31,5UH661およびNimo
cast80などの耐熱鋼および超耐熱合金が用いられ
ているが、いずれもプレチャンバ−の寿命を決定する熱
疲労性および耐熱性に問題がある。
(発明の目的) そこで1本発明者らは、上記の要望に対処することを目
的として種々の合金について詳細な検討を加えた結果、
以下に示す化学組成のフェライト系耐熱鋼が例えば従来
のプレチャンバ−材に比較して熱疲労性および耐熱性が
非常に優れていることを見い出した。
(発明の構成) すなわち、この発明の第一発明による鋼は、重量%で、
C+N:0.05〜0.40%、Si:0.5〜3.5
%、Mn:2.0%以下、Cr:18.0〜25.0%
、Al:0.2〜2.0%、ならびにNb、Tiおよび
Zrのうちから選んだ一種または二種以上を合計量で0
.1〜1.5%含有し、残余が実質的にFeからなる熱
疲労性の優れたフェライト系耐熱鋼であり、また、第二
発明による鋼は1重量%で、C+N:0.05〜0.4
0%、Si:0.5〜3.5%、Mn:2.0%以下、
Cr:18.0〜25.0%、AfL: 0 、2〜2
 、0%、ならびにN b 、 T iおよびZrのう
ちから選んだ一種または二種以上を合計量で0.1〜1
.5%含有し、さらにNi :0.3〜3.0.Mo:
0.3〜3.0%、W:0.5〜3.0%、V:0.2
〜2.0%オヨびB:O,0O1−o、oi%のうちか
ら選んだ一種または二種以上を含有し、残余が実質的に
Feからなる熱疲労性の優れたフェライト系耐熱鋼であ
る。
次に、この発明による耐熱鋼の合金組成(重量%)の限
定理由を述べる。
C+N:0.05〜0.40% これらの元素は、Cr、Nb、TiおよびZr等と反応
して炭窒化物を形成し、高温強度を高めるほか、結晶粒
の粗大化を防止し、靭延性を向上させる効果がある。ま
た、プレチャンバ−は精密鋳造で製造することが多いが
、この場合、これらの元素は湯流れ性を向上する作用を
もつ、そして、以上の効果を得るためには最低0.05
%含有させることが必要であるが、添加し過ぎるとフェ
ライト相が不安定となり、オーステナイト相が生じ、熱
疲労性が低下するので0.40%以下とした。なお、こ
の発明においては、CおよびNのいずれか一方の含有量
が有効量以下である場合も含むものである。
St :0.5〜3.5% Siは脱酸精錬剤として作用するほか、耐酸化性、耐食
性および耐浸炭性を向上させ、さらに湯流れ性を高める
元素であるが、このような効果を得るためには0.5%
以上の添加が必要である。
しかし、過剰に添加するとσ相の析出などによる靭延性
の低下が生じ、熱疲労性および耐ヒートクラツク性が劣
化するので365%以下にとどめた。
Mn:2.0%以下 MnはStと同様に脱酸精錬剤としての作用があるが、
添加しすぎると耐酸化性が劣化するので2.0%以下と
した。
Cr: 18.0〜25.0% Crは優れた耐酸化性および耐食性を得るためには必須
の元素である。しかし、添加しすぎるとσ相の析出など
により靭延性が低下するためia、o〜25.0%の範
囲に限定した。
An : 0 、2〜2.0% AfLはCrと同様に耐酸化性および耐食性を高めるの
に有効な元素である。また、フェライト系耐熱鋼におい
ては靭延性の低下を招くσ相の析出を抑える効果がある
。そして、このような効果を得るためには最低0.2%
の添加が必要であるが、活性元素であるため過剰の添加
は製造性を劣化させるため2.0%以下とした。
Nb、TiおよびZr:合計量0.1〜1.5%これら
の元素はCおよびNと反応して炭窒化物を形成し、高温
強度を高めるほか、前述のように結晶粒の粗大化を抑え
て靭延性を向上させる働きをする。そして、このような
効果を得るためには最低0.1%の添加は必要であるが
、多量に添加してもその効果は飽和するばかりでなく、
コスト高を招くため最高1.5%に限定した6Ni:0
.3 〜3.0  % 、MO:0.3 〜3.0%、
W:0.5〜3.0%、V:0.2〜2.0%およびB
:0’、001〜0゜01%のうちの一種または二種以
上 N i 、 M o 、 W 、 V 、 Bはいずれ
も強度の向上に有効な元素であるので、必要に応じてこ
れらの一種または二種以上を添加する。これらのうち、
とくにNiはフェライト基地の強化および靭延性の向上
に効果のある元素であるが、添加し過ぎるとフェライト
相が不安定となりオーステナイト相が生じ、熱疲労性が
低下するのでその範囲を0.3〜3.0%に限定した。
また、M o 、 W 。
■、はいずれもCおよびNと反応して炭窒化物を形成し
、高温強度を高める元素であるが、過剰の第  1 添加は耐酸化性を劣化させるほか、靭延性の低下の招く
ので、MOにあっては0.3〜3.0%。
Wにあっては0.5〜3.0%、■にあっては0.2〜
2,0%に限定した。さらに、Bは粒界に偏析して粒界
を強化し、熱疲労性および耐ヒートクラツク性を改善す
る元素である。そして、このような効果を得るためには
最低0.001%の添加が必要であるが、多量に添加し
てもその効果は飽和するばかりでなく、逆に耐酸化性の
低下やfiFiA化物の析出に起因する高温強度の劣化
を招くのでその上限を0.01%とした。
(実施例) 次に、この発明による耐熱鋼の特徴を実施例により詳細
に説明する。
第1表に示す化学組成を有する本発明鋼A−Iおよび比
較鋼J−Mをそれぞれ高周波銹導炉で溶製し、JISA
号舟型に鋳込んで舟型試験片を製作した。
賽 〈実施例1(熱疲労性)〉 まず、舟型試験片から熱疲労試験片(平行部属径10a
u+、平行部長さ40 ms)を採取した。熱疲労試験
は、拘束歪量を±0.6%(低温側:引張歪(300℃
で+0.6%)、高温側:圧縮歪(750℃で一〇、S
%))に調整し、第1図に示した熱サイクルで行い、破
断までの繰返し数を求めた。その結果を第2表に示す。
7′ /′ /′ 、/ /′ 第2表に示すように本発明鋼A−Iはいずれも比較鋼J
および従来鋼に−Mに比較して破断までの繰返し数が多
く、熱疲労性が優れていることが明らかである。
〈実施例2(耐ヒートクラツク性)〉 次ば3飛型試験片から第2図に示す形状のプレチャンバ
−を切削で作製し、ヒートクラック試験を行った。
第3図にその試験方法を示す、第3図(a)は試験片の
加熱状況を示す図であって、図において、1はAl製ホ
ルダー、2はプレチャンバ−13はバーナーであり、バ
ーナー3で酸素+プロパンの燃焼炎4を発生させてプレ
チャンバ−2を加熱する。また、第3図(b)は熱サイ
クル波形を示す図であって、室温からのバーナー加熱→
空冷→噴霧水冷→室温→バーナー加熱が112秒毎に繰
り返される。そこで、ここでは、上記のように、プレチ
ャンバ−2にバーナー3で900℃まで加熱後冷却され
る熱サイクルを与え、50サイクル毎にプレチャンバ−
2のヒートクラック発生有無をチェックした。第3表に
本発明鋼A〜工および比較鋼JNMのビートクラック発
生までの熱サイクル数を示す。
第3表に示すように1本発明鋼A−Iのヒートクラック
発生時期は、比較鋼J −Mのそれに比べて非常に遅く
、プレチャンバ−として非常に重要な特性である耐ヒー
トクラツク性が優れていることが明らかである。
〈実施例3(耐酸化性および耐食性)〉ディーゼルエン
ジンのプレチャンバ−には上記したような熱疲労性およ
び耐ヒートクラツク性のほかに、耐酸化性および耐高温
腐食性が要求されるため、本発明鋼についてもこれらの
特性を調査した。
そこで、第1表に示す組成の供試材の舟型試験片から外
径7層層、長さ15腸腸の円柱試験片を作製し、酸化試
験および腐食試験を行った。
酸化試験は、電気炉を用いて、900℃の静止大気中で
200hr加熱することによって行った。
また、耐酸化性の評価は、加熱後に試験片表面に生じた
スケールを除去した後の重量を測定し、試験前のそれと
比較する酸化減量法を用いた。
ディーゼルエンジンでは燃料に微量の硫黄を含むため、
この硫黄が燃焼生成物に濃縮され、プレチャンバ−がサ
ルファアタックを受けて腐食される。そこで、本発明鋼
についてもSアタック試験を行った。ここでは、上記円
柱試験片を870℃に加熱した合成法(IC+10Cu
SOn +6BaSOa +2Na2304 )中で8
0時間加熱し、酸化試験と同様に脱スケール後の腐食減
量を求めた。
第4表に、これらの結果をまとめて示す。
7′ /′ 第4表 (Ig  / c112 ) 第4表に示すように、耐酸化性を向上する元素であるS
t 、CrおよびA!2.をかなりの量含有する本発明
鋼は非常に耐酸化性および耐食性が優れていることが明
らかである。そして、とくにCr含有量の少ない比較鋼
Kに比べて耐酸化性および耐サルファアタック性が優れ
ており、また、Ni含有量の多い比較鋼りおよびMに比
べて耐サルファアタック性が優れていることが明らかで
ある。
(発明の効果) 以上説明してきたように、この発明による耐熱鋼は1重
量%で、C+N:0.05〜0.40%、Si:0.5
〜3.5%、Mn:2.0%以下、Cr:18.0〜2
5.0%、All:0.2〜.2.0%、ならびにNb
、TiおよびZrのうちから選んだ一種または二種以上
を合計量で0.1〜1.5%含有し、さらに必要に応じ
て、Ni:0.3〜3.0%、Mo:0.3〜3.0%
、W:0.5〜3.0%、V:0.2〜2.0%および
B:0.001〜0−01%のうちから選んだ一種また
は二種以上を含有し、残余が実質的にFeよりなるもの
であるから、熱疲労性および耐熱性が著しく優れており
、さらには耐酸化性および耐食性にも著しく優れたもの
であり、例えばディーゼルエンジンのプレチャンバ−材
等の燃焼室部材に適したものであるという非常に優れた
効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は熟サイクル試験における加熱・冷却条件を示す
説明図、第2図はプレチャンバ−の形状を示す斜面説明
図、第3図(a)はプレチャンバ−に対する加熱状況を
示す説明図、第3図(b)はプレチャンバ−に対する熱
サイクル波形を示す説明図である。 特許出願人   大同特殊鋼株式会社 代理人弁理士  小  塩    豊 第3図 (a)1 (b)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で、C+N:0.05〜0.40%、Si
    :0.5〜3.5%、Mn:2.0%以下、Cr:18
    .0〜25.0%、Al:0.2〜2.0%、ならびに
    Nb、TiおよびZrのうちから選んだ一種または二種
    以上を合計量で0.1〜1.5%含有し、残余が実質的
    にFeからなる熱疲労性の優れたフェライト系耐熱鋼。
  2. (2)重量%で、C+N:0.05〜0.40%、Si
    :0.5〜3.5%、Mn:2.0%以下、Cr:18
    .0〜25.0%、Al:0.2〜2.0%、ならびに
    Nb、TiおよびZrのうちから選んだ一種または二種
    以上を合計量で0.1〜1.5%含有し、さらにNi:
    0.3〜3.0、Mo:0.3〜3.0%、W:0.5
    〜3.0%、V:0.2〜2.0%およびB:0.00
    1〜0.01%のうちから選んだ一種または二種以上を
    含有し、残余が実質的にFeからなる熱疲労性の優れた
    フェライト系耐熱鋼。
JP23734984A 1984-11-09 1984-11-09 耐熱鋼 Pending JPS61117251A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23734984A JPS61117251A (ja) 1984-11-09 1984-11-09 耐熱鋼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23734984A JPS61117251A (ja) 1984-11-09 1984-11-09 耐熱鋼

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61117251A true JPS61117251A (ja) 1986-06-04

Family

ID=17014072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23734984A Pending JPS61117251A (ja) 1984-11-09 1984-11-09 耐熱鋼

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61117251A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02175841A (ja) * 1987-10-14 1990-07-09 Nissan Motor Co Ltd 鋳造性および耐熱疲労性に優れるエキゾーストマニホールドおよび自動車用タービンハウジング
US5096514A (en) * 1990-01-31 1992-03-17 Hitachi Metals, Ltd. Heat-resistant ferritic cast steel having excellent thermal fatigue resistance
WO2003027343A1 (en) * 2001-09-26 2003-04-03 Thyssenkrupp Acciai Speciali Terni S.P.A. Ferritic stainless steel and use thereof in the manufacture for high temperature resistant products
JP2017071829A (ja) * 2015-10-07 2017-04-13 山陽特殊製鋼株式会社 高温腐食性および高温クリープ強度に優れたフェライト系ステンレス鋼

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02175841A (ja) * 1987-10-14 1990-07-09 Nissan Motor Co Ltd 鋳造性および耐熱疲労性に優れるエキゾーストマニホールドおよび自動車用タービンハウジング
JPH07113139B2 (ja) * 1987-10-14 1995-12-06 日産自動車株式会社 鋳造性および耐熱疲労性に優れるエキゾーストマニホールドおよび自動車用タービンハウジング
US5096514A (en) * 1990-01-31 1992-03-17 Hitachi Metals, Ltd. Heat-resistant ferritic cast steel having excellent thermal fatigue resistance
WO2003027343A1 (en) * 2001-09-26 2003-04-03 Thyssenkrupp Acciai Speciali Terni S.P.A. Ferritic stainless steel and use thereof in the manufacture for high temperature resistant products
JP2017071829A (ja) * 2015-10-07 2017-04-13 山陽特殊製鋼株式会社 高温腐食性および高温クリープ強度に優れたフェライト系ステンレス鋼

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH03274245A (ja) 低温靭性,溶接性および耐熱性に優れたフエライト系耐熱用ステンレス鋼
JPS648695B2 (ja)
JPWO2002063056A1 (ja) 耐硫酸露点腐食性に優れた鋼および空気予熱器
JPS6250542B2 (ja)
JPS61117251A (ja) 耐熱鋼
JPS58126965A (ja) ガスタ−ビン用シユラウド
JPS6346141B2 (ja)
JP2860260B2 (ja) 高耐食性Ni基合金
JPH0445239A (ja) 点火プラグ用合金
JPH09209092A (ja) ディーゼルエンジン用副燃焼室口金
JP4245720B2 (ja) 高温酸化特性を改善した高Mnオーステナイト系ステンレス鋼材
JPH07238349A (ja) 耐熱鋼
JPH02163335A (ja) 点火プラグ用電極
JPH02163336A (ja) 耐粒界腐食Ni基合金および腐食試験方法
JPH05320830A (ja) フェライト系耐熱鋳鋼およびその製造方法
JPH11302798A (ja) 高窒素オーステナイト系耐熱鋼
JPH03285050A (ja) 高温特性の優れた排気バルブ用鋼
JP3381457B2 (ja) 溶接性に優れた高温用オーステナイト系ステンレス鋼
JPS6046343A (ja) 排気バルブ用合金
JPS62156255A (ja) マルテンサイト系耐熱ステンレス鋼
JPS6092454A (ja) 熱間加工性,耐酸化性の優れたオ−ステナイト系耐熱鋼
JPS61217552A (ja) 冷間鍛造用軟磁性ステンレス鋼
JPS63199850A (ja) 低合金耐熱鋳鋼
JPS59211557A (ja) 耐熱鋼
JP3142224B2 (ja) フェライト系耐熱鋳鋼およびこれを用いたディーゼルエンジン予燃焼室部材