JPS6353243A - 原子力圧力容器用高強度鍛鋼 - Google Patents
原子力圧力容器用高強度鍛鋼Info
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- JPS6353243A JPS6353243A JP19797886A JP19797886A JPS6353243A JP S6353243 A JPS6353243 A JP S6353243A JP 19797886 A JP19797886 A JP 19797886A JP 19797886 A JP19797886 A JP 19797886A JP S6353243 A JPS6353243 A JP S6353243A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、軽水炉等の原子力圧力容器類に有用な高強度
・高靭性を具備した鍛鋼に関する。
・高靭性を具備した鍛鋼に関する。
従来の鍛鋼は、引張強さ；５６〜７４ ｋｇｆ／ｍ？
。
。
０．２％耐力： ３５ ｋ１７ｆ鷹以上の中強度・高靭
性の性能を有しているが、高強度・高靭性のものはない
。
性の性能を有しているが、高強度・高靭性のものはない
。
原子力発電の発電容量の増大に伴い、原子炉圧力容器、
蒸気発生器等の重機器類は極めて大型となシ、従来鋼を
用いると肉厚の増加上伴うため各機器の重量増は著しく
なる。この重量増加は発電所全体の構築物の大型化や輸
送・据付等の困難の増大を招くのみならず、鋼材の肉厚
増加の結果、この糧鋼材に附随する質量効果のため材料
特性の低下を招く可能性があった。これに対して鋼材の
強度を上昇させれば、肉厚減少が計れ、機器類の重量増
加を押えることが可能となる。
蒸気発生器等の重機器類は極めて大型となシ、従来鋼を
用いると肉厚の増加上伴うため各機器の重量増は著しく
なる。この重量増加は発電所全体の構築物の大型化や輸
送・据付等の困難の増大を招くのみならず、鋼材の肉厚
増加の結果、この糧鋼材に附随する質量効果のため材料
特性の低下を招く可能性があった。これに対して鋼材の
強度を上昇させれば、肉厚減少が計れ、機器類の重量増
加を押えることが可能となる。
原子力圧力容器は、とくに安全性が重視されるため、鋼
材の破壊防止に対して格別の配慮が會されている。鋼材
の破壊の中でもとくに不安定破壊（脆性破壊）は容器が
一瞬にして破壊する現象であシ、圧力容器の安全性に極
めて大きな影響を与えるので、これの防止が最も重要な
事項となっている。このため鋼材の靭性を高くする必要
がある。
材の破壊防止に対して格別の配慮が會されている。鋼材
の破壊の中でもとくに不安定破壊（脆性破壊）は容器が
一瞬にして破壊する現象であシ、圧力容器の安全性に極
めて大きな影響を与えるので、これの防止が最も重要な
事項となっている。このため鋼材の靭性を高くする必要
がある。
現在、原子力圧力容器類に使用される鍛鋼は前述したよ
うに、主として引張強さ；５６〜７４ゆｆ／ｗ’ 、
０． ２ Ｘ耐力；５５ｋｇｆ／ｍｍ２以上の強度を有
するＭｎ−Ｍｏ−Ｎｉ系鋼であシ、数多くの実績に基づ
いて高靭性を発揮する化学成分範囲、熱処理条件が一般
に設定されている。
うに、主として引張強さ；５６〜７４ゆｆ／ｗ’ 、
０． ２ Ｘ耐力；５５ｋｇｆ／ｍｍ２以上の強度を有
するＭｎ−Ｍｏ−Ｎｉ系鋼であシ、数多くの実績に基づ
いて高靭性を発揮する化学成分範囲、熱処理条件が一般
に設定されている。
原子力発電機器に使用できる材料は、実績に裏付けられ
たものに限定されておシ、圧力容器用鍛鋼についても数
種に限られ、ていて、Ｍｎ−Ｍ。
たものに限定されておシ、圧力容器用鍛鋼についても数
種に限られ、ていて、Ｍｎ−Ｍ。
−Ｎｉ系鋼では１鋼種のみでちゃ、規格成分範囲を逸脱
する成分系は使用が認められない。
する成分系は使用が認められない。
一般に、同一成分の鋼材では靭性と強度とは相反するも
のであり、強度を上昇させると靭性の低下は避けられな
い。したがって、高強度材とし、なおかつ高靭性を有す
る鋼材とするためには極めて限られた成分範囲及び熱処
理条件を見出すことが必要である。
のであり、強度を上昇させると靭性の低下は避けられな
い。したがって、高強度材とし、なおかつ高靭性を有す
る鋼材とするためには極めて限られた成分範囲及び熱処
理条件を見出すことが必要である。
本発明は、Ｍｎ−Ｍｏ−Ｎｉ系鍛鋼につき引張強さ：６
３〜８１ ｋｇｆ、／ｍ／ ｔα２Ｘ耐力＝４６ゆで／
ｄ以上かつ、靭性は従来の鍛鋼同等以上の高靭性を有す
る成分範囲を見い出した。すなわち、重量パーセントで
Ｃ： ０． １８〜ａ２５ 、５ｉｎ０．３以下、 Ｍ
ｎ ： １、４ Ｑ 〜’Ｌ、 ５ 、 Ｐ ： ０．
ＯＯ８以下。
３〜８１ ｋｇｆ、／ｍ／ ｔα２Ｘ耐力＝４６ゆで／
ｄ以上かつ、靭性は従来の鍛鋼同等以上の高靭性を有す
る成分範囲を見い出した。すなわち、重量パーセントで
Ｃ： ０． １８〜ａ２５ 、５ｉｎ０．３以下、 Ｍ
ｎ ： １、４ Ｑ 〜’Ｌ、 ５ 、 Ｐ ： ０．
ＯＯ８以下。
８：１００５以下、 Ｎｉ：０．８〜１ 、 Ｃｒ：α
２以下、 Ｍｏ１１４５〜０．６ 、 Ｖ ： １００
８以下、 Ａｔ：０．Ｏ１５〜０．Ｏ３，Ｎ：１ｌＬ０
０５〜０．０１４゜残部Ｆｅ及び不可避的不純物元素か
らなる高強度鍛鋼である。
２以下、 Ｍｏ１１４５〜０．６ 、 Ｖ ： １００
８以下、 Ａｔ：０．Ｏ１５〜０．Ｏ３，Ｎ：１ｌＬ０
０５〜０．０１４゜残部Ｆｅ及び不可避的不純物元素か
らなる高強度鍛鋼である。
以下に成分範囲を限定した理由を述べる。
〔Ｃ〕；鋼材の強度を確保するために必要な元素である
が、０．１８％未満では大型鍛鋼品において高強度が得
られ難く、また１２３％を越えると靭性及び溶接性が低
下するため１１８〜１２３Ｘとする。
が、０．１８％未満では大型鍛鋼品において高強度が得
られ難く、また１２３％を越えると靭性及び溶接性が低
下するため１１８〜１２３Ｘとする。
（ｓｉ）：脱酸剤として添加されるがα３Ｘを越えると
本発明品の強度レベルでは高靭性が得られないため１３
％以下とする。
本発明品の強度レベルでは高靭性が得られないため１３
％以下とする。
〔血〕；脱酸剤として使用するほか鋼材の焼入性。
靭性を向上させるために必要な元素であるが１、４％未
満では高強度及び高靭性が得られ難く、またｔＳＸを越
えると溶接性が低下するため１、４〜４．５％とする。
満では高強度及び高靭性が得られ難く、またｔＳＸを越
えると溶接性が低下するため１、４〜４．５％とする。
〔Ｐ〕；鋼材の靭性、とくに脆性−延性遷移温度を劣化
させる不純物元素であシ、ｃＬ００８％を越えると高靭
性が得られないためαＯＯａ％以下とする。
させる不純物元素であシ、ｃＬ００８％を越えると高靭
性が得られないためαＯＯａ％以下とする。
〔Ｓ〕：鋼材の靭性、とくに上部棚吸収エネルギーを低
下させる不純物元素であ６ 、ｎ、ｏｏｓ％を越えると
高靭性が得られず、かつ鋼材内部の成分偏析傾向を助長
させるためｃＬ００５％以下とする。
下させる不純物元素であ６ 、ｎ、ｏｏｓ％を越えると
高靭性が得られず、かつ鋼材内部の成分偏析傾向を助長
させるためｃＬ００５％以下とする。
（Ｎ１３：鋼材の固溶強化、靭性向上のため添加される
元素であるが、０．８％未満では大型鍛鋼品において高
強度及び高靭性が得られ難く、また１％を越えることが
規格上杵されないため０．８〜１％とする。
元素であるが、０．８％未満では大型鍛鋼品において高
強度及び高靭性が得られ難く、また１％を越えることが
規格上杵されないため０．８〜１％とする。
Ｃａｒ）：鋼材の焼入性向上及び靭性を高めるために必
要な元素であるが、α２％を越えるとステンレス鋼溶接
肉盛部属下のアンダＣＭＯＩ：強度増加及び焼もどし脆
性軽減のために必要な元素であるが１４５％未満では高
強度が得られ難く、また１６％を越えると再熱割れ感受
性を高めるため、０．４５〜０．６Ｘとする。
要な元素であるが、α２％を越えるとステンレス鋼溶接
肉盛部属下のアンダＣＭＯＩ：強度増加及び焼もどし脆
性軽減のために必要な元素であるが１４５％未満では高
強度が得られ難く、また１６％を越えると再熱割れ感受
性を高めるため、０．４５〜０．６Ｘとする。
〔Ｖ〕；再熱割れ感受性を高める元素であるため０．Ｏ
Ｏ８％以下とする。
Ｏ８％以下とする。
〔Ａｔ〕；脱酸剤として添加されるが、Ｎと結び付いて
ＡｔＮとして析出し、結晶粒を微細化して靭性を向上さ
せる。Ａｔが１０１５％未満であると、結晶粒微細化効
果が不十分であシ、またｒｌ、０５％を越えるとかえっ
て靭性を低下させるので０．Ｏ１５〜１０３％とする。
ＡｔＮとして析出し、結晶粒を微細化して靭性を向上さ
せる。Ａｔが１０１５％未満であると、結晶粒微細化効
果が不十分であシ、またｒｌ、０５％を越えるとかえっ
て靭性を低下させるので０．Ｏ１５〜１０３％とする。
（：Ｎ］ ： Ａｔと結び付いてＡｔＮとして析出し、
結晶粒を微細化して靭性を向上させる。Ｎがｃｏ ｏ
ｓｘ未満であると微細化効果が不十分であシ、またｌ（
Ｍ４％を越えるとかえって靭性を低下させるのでαＯＯ
Ｓ〜１０１４％とする。な訃靭性を向上させるためには
、その他の不純物元素や０１などのガス成分をできる限
抄低下させる。
結晶粒を微細化して靭性を向上させる。Ｎがｃｏ ｏ
ｓｘ未満であると微細化効果が不十分であシ、またｌ（
Ｍ４％を越えるとかえって靭性を低下させるのでαＯＯ
Ｓ〜１０１４％とする。な訃靭性を向上させるためには
、その他の不純物元素や０１などのガス成分をできる限
抄低下させる。
なおＣｕが不純物として混入してくることがあるが、こ
の成分は０．Ｏ５に以下に抑さえることが好ましい。
の成分は０．Ｏ５に以下に抑さえることが好ましい。
実施例１
第１表に本実施例に用いた本発明鋼と従来鋼の化学成分
を示す。なお本発明鋼のうち随１〜隠４は５０ゆ真空溶
解材であシ、凰５は２０トン溶解材からそれぞれ鍛造し
たものである。従来鋼は従来より使用されている商用材
でいずれも３０口瓢厚の大型リング鍛造品である。
を示す。なお本発明鋼のうち随１〜隠４は５０ゆ真空溶
解材であシ、凰５は２０トン溶解材からそれぞれ鍛造し
たものである。従来鋼は従来より使用されている商用材
でいずれも３０口瓢厚の大型リング鍛造品である。
これらの供試材の引張性質を比較して第２表に示した。
なお高強度材とするためには焼もどし温度が大きな影響
を持つので各供試材ともほぼ同一の焼もどし効果を与え
るよう、焼もどしパラメータの値を揃えである。さらに
、第２表では焼入時の冷却速度を２５℃／−９１０℃／
−９５℃／−に変化させ、焼入冷却速度の影響も示した
いずれの冷却速度においても本発明鋼の強度が従来鋼を
上廻ることが明らかである。とくに従来鋼では、焼入れ
冷却速度が１０℃／−以下では強度が低く、１２％耐力
が４６１ｑｆ／ｍｍ２以上、引張強さが６３〜８１ ｋ
ｇｆ／ｗ？を満たすことが困難であることが示された。
を持つので各供試材ともほぼ同一の焼もどし効果を与え
るよう、焼もどしパラメータの値を揃えである。さらに
、第２表では焼入時の冷却速度を２５℃／−９１０℃／
−９５℃／−に変化させ、焼入冷却速度の影響も示した
いずれの冷却速度においても本発明鋼の強度が従来鋼を
上廻ることが明らかである。とくに従来鋼では、焼入れ
冷却速度が１０℃／−以下では強度が低く、１２％耐力
が４６１ｑｆ／ｍｍ２以上、引張強さが６３〜８１ ｋ
ｇｆ／ｗ？を満たすことが困難であることが示された。
実施例２
第１図に、第１表に示しだ本発明鋼（随５）及び従来鋼
（醜６）における板厚内部の強度及び靭性の分布を比較
して示した。第１図において本発明鋼及び従来鋼とも肉
厚５００ｍｇのリング鍛造品の８９０℃水焼人材の性質
である。ただし、焼もどし条件は、本発明鋼では６４０
℃加熱空冷＋応力除去、従来鋼では６６０℃加熱空冷＋
応力除去である。
（醜６）における板厚内部の強度及び靭性の分布を比較
して示した。第１図において本発明鋼及び従来鋼とも肉
厚５００ｍｇのリング鍛造品の８９０℃水焼人材の性質
である。ただし、焼もどし条件は、本発明鋼では６４０
℃加熱空冷＋応力除去、従来鋼では６６０℃加熱空冷＋
応力除去である。
第１図よシ、引張強さ及び０．２％耐力は、本発明鋼の
方が従来鋼を大巾に上廻ることが認められ、しかも、靭
性の指標であるＴＮＤＴ温度は本発明鋼では高強度であ
夛ながら、従来鋼と同等以上であシ高靭性であることが
認められた。
方が従来鋼を大巾に上廻ることが認められ、しかも、靭
性の指標であるＴＮＤＴ温度は本発明鋼では高強度であ
夛ながら、従来鋼と同等以上であシ高靭性であることが
認められた。
本発明鋼は高強度を有しているとともに優れた高靭性を
有しているので、原子力発電における大型化する原子炉
のフランジ、シェル、ヘッド、蒸気発生器の管板、管台
等に適した鍛鋼として提供できるものである。
有しているので、原子力発電における大型化する原子炉
のフランジ、シェル、ヘッド、蒸気発生器の管板、管台
等に適した鍛鋼として提供できるものである。
第１図は本発明鋼と従来鋼の強度・靭性の板厚内分布を
示す。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 復代理人 安 西 篤 夫
示す。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 復代理人 安 西 篤 夫
Claims (1)
- 重量パーセントでＣ：０．１８〜０．２３、Ｓｉ：０．
３以下、Ｍｎ：１．４〜１．５、ｐ：０．００８以下、
Ｓ：０．００５以下、Ｎｉ：０．８〜１、Ｃｒ：０．２
以下、Ｍｏ：０．４５〜０．６、Ｖ：０．００８以下、
Ａｌ：０．１５〜０．０３、Ｎ：０．００５〜０．０１
４、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、引張強さ：
６３ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上、０．２％耐力：４６ｋｇｆ
／ｍｍ＾２以上の高強度と高靭性を有することを特徴と
する原子力圧力容器用高強度鍛鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19797886A JPS6353243A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 原子力圧力容器用高強度鍛鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19797886A JPS6353243A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 原子力圧力容器用高強度鍛鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6353243A true JPS6353243A (ja) | 1988-03-07 |
Family
ID=16383481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19797886A Pending JPS6353243A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 原子力圧力容器用高強度鍛鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6353243A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102392195A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-03-28 | 钢铁研究总院 | 一种高强度高韧性核电压力容器锻件钢及其制造方法 |
| WO2012115240A1 (ja) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 原子力発電機器用鍛鋼材および原子力発電機器用溶接構造物 |
| JP2013249497A (ja) * | 2012-05-30 | 2013-12-12 | Kobe Steel Ltd | 耐水素割れ性に優れた鍛鋼材 |
| CN103710626A (zh) * | 2013-12-26 | 2014-04-09 | 南阳汉冶特钢有限公司 | Cr-Mo系ASTM A387 Gr22CL2压力容器钢及生产方法 |
| CN104174798A (zh) * | 2014-07-24 | 2014-12-03 | 二重集团（德阳）重型装备股份有限公司 | 核电主管道管坯道短流程锻造方法 |
-
1986
- 1986-08-22 JP JP19797886A patent/JPS6353243A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012115240A1 (ja) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 原子力発電機器用鍛鋼材および原子力発電機器用溶接構造物 |
| JP2012188747A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-10-04 | Kobe Steel Ltd | 原子力発電機器用鍛鋼材および原子力発電機器用溶接構造物 |
| US9297056B2 (en) | 2011-02-24 | 2016-03-29 | Kobe Steel, Ltd. | Forged steel and welded structure for components for nuclear power plants |
| EP2679696A4 (en) * | 2011-02-24 | 2018-01-03 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Forged steel material for nuclear power generation devices, and welded structure for nuclear power generation devices |
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