JP2002069588A

JP2002069588A - フェライト系耐熱鋼

Info

Publication number: JP2002069588A
Application number: JP2000258303A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Hirata; 弘征平田; Kazuhiro Ogawa; 和博小川
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2002-03-08

Abstract

(57)【要約】【課題】溶接熱影響部におけるクリープ強度低下の少な
いフェライト系耐熱鋼の提供。【解決手段】質量％で、Ｃ：０．０４％を超えて０．１
４％まで、Ｓｉ：０．７％以下、Ｍｎ：０．７％以下、
Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｃｒ：８〜
１３％、Ｖ：０．１〜０．６％、Ｎｂ：０．０３％を超
えて０．３％まで、Ｎ：０．００５％を超えて０．０６
５％まで、Ａｌ：０．０４％以下、Ｏ（酸素）：０．０
４％以下を含み、残部が実質的にＦｅからなり、かつ
Ｃ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、ＮおよびＯ（酸素）の関係が下記
の式を満足するフェライト系耐熱鋼。Ｃ−１２×｛（Ｖ／５１）＋（Ｎｂ／９３）＋（Ａｌ／
２７）−（Ｎ／１４）−（Ｏ／２４）｝≦０．０６ここで、式中の元素記号は鋼中に含まれる各元素の含有
量（質量％）を示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フェライト系耐熱
鋼に関し、より詳しくは、高温で使用する際に、溶接継
手の溶接熱影響部におけるクリープ強度の低下が少ない
フェライト系耐熱鋼に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボイラ、化学装置などの耐熱、耐圧配管
に用いられる高温材料としては、２・１／４Ｃｒ−１Ｍ
ｏ鋼、９Ｃｒ−１Ｍｏ鋼などのフェライト鋼、１８Ｃｒ
−８Ｎｉ鋼に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼
がよく知られている。

【０００３】なかでもフェライト鋼は、オーステナイト
系ステンレス鋼に比べて安価であるばかりでなく、耐応
力腐食割れ性に優れ、しかも熱膨張係数が小さいため、
温度変化に対して歪みが小さいという高温用材料として
の利点を有する。

【０００４】そのため、近年、８〜１３％のＣｒを含有
するフェライト鋼をベ−スとして、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、
Ｖ、さらにはＣｏ、Ｔａ、Ｎｄ、Ｚｒ等の含有量を調整
して優れた高温強度を付与した新しいフェライト系耐熱
鋼（例えば、特開平２−３１０３４０号、特開平４−３
５０１１８号、特開平４−３５４８５６号および特開平
５−２６３１９６号などの各公報を参照）やその熱処理
方法（例えば、特開平４−６２１３号および特開平４−
３５０１１８号などの各公報を参照）が数多く開発され
ている。

【０００５】しかし、フェライト系耐熱鋼を溶接構造物
として使用する場合には、例えば、「Science and Tech
nolgy of Welding and Joining, 1996, Vol.1, No.1, p
36〜42」に開示されているように、溶接継手の溶接熱影
響部（以下「ＨＡＺ」とも記す。）においてクリープ強
度が２０％以上も低下する、いわゆるＨＡＺ軟化現象が
起こることが知られている。

【０００６】前記の公報等に開示されている耐熱鋼は、
母材のクリ−プ強度や靱性の向上を目的とした鋼であ
り、溶接継手のクリ−プ強度低下現象について、留意さ
れていない。

【０００７】そしてまた、ＨＡＺ軟化の防止を図った鋼
については、上述の鋼とは別にいくつかの提案（例え
ば、特開平５−４３９８６号、特開平６−６５６８９号
および特開平７−２４２９３５号などの各公報を参照）
がなされている。

【０００８】しかしながら、上記のフェライト鋼はいず
れも、炭化物中の合金元素を調整したり、特別な熱処理
を施す等の特殊な製造方法を必要としたり、また、Ｚｒ
やＴａ、Ｈａ等の比較的高価な合金元素を添加する必要
があるため、工業生産性の低下や製造コストの上昇を招
く。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の課題
を解決するためになされたものであり、溶接継手の溶接
熱影響部においてクリープ強度の低下の少ないフェライ
ト系耐熱鋼を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
フェライト系耐熱鋼にある。

【００１１】（１）質量％で、Ｃ：０．０４％を超えて
０．１４％まで、Ｓｉ：０．７％以下、Ｍｎ：０．７％
以下、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｃ
ｒ：８〜１３％、Ｖ：０．１〜０．６％、Ｎｂ：０．０
３％を超えて０．３％まで、Ｎ：０．００５％を超えて
０．０６５％まで、Ａｌ：０．０４％以下、Ｏ（酸
素）：０．０４％以下を含み、残部が実質的にＦｅから
なり、かつＣ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、ＮおよびＯ（酸素）の
関係が下記の（１）式を満足するフェライト系耐熱鋼。ここで、式中の元素記号は鋼中に含まれる各元素の含有
量（質量％）を示す。（２）前記（１）に記載のフェライト系耐熱鋼におい
て、Ｆｅの一部に代えて、ＭｏおよびＷの少なくとも１
種以上を、合計０．２〜５質量％含有してもよい。（３）前記（１）または（２）に記載のフェライト系耐
熱鋼において、Ｆｅの一部に代えて、Ｃｕ、Ｎｉおよび
Ｃｏのうちの少なくとも１種以上を、合計０．０２〜５
質量％含有してもよい。（４）前記（１）〜（３）に記載のフェライト系耐熱鋼
において、Ｆｅの一部に代えて、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｄおよ
びＴｉのうちの少なくとも１種以上を、合計０．０１〜
０．２質量％含有してもよい。（５）前記（１）〜（４）に記載のフェライト系耐熱鋼
において、Ｆｅの一部に代えて、ＣａおよびＭｇの少な
くとも１種以上を、合計０．０００５〜０．０１質量％
含有してもよい。（６）前記（１）〜（５）に記載のフェライト系耐熱鋼
において、Ｆｅの一部に代えて、Ｂを０．０００５〜
０．０１質量％含有してもよい。上記の本発明は、下記の知見に基づいて完成させたもの
である。すなわち、本発明者らは、溶接時の熱サイクル
による組織変化に着目して検討を繰り返し、以下の新た
な事実を突き止めた。

【００１２】まず、ＨＡＺ軟化現象は次の機構により生
じることを明らかにした。即ち、母材の製造時に析出し
たＣｒを主体とする粗大なＭ₂₃Ｃ₆炭化物が溶接時の熱
サイクルにより、一部固溶し、その後の溶接後の熱処理
およびクリープ初期過程において、Ｍ₂₃Ｃ₆炭化物が固
溶した領域から、過飽和に固溶したＣｒが微細に再析出
する。このため、溶接熱サイクルを受けない母材部分と
比較して、Ｃｒを主体とした炭化物の密度、サイズ分布
が不均一となる。

【００１３】クリ−プ過程で、微細なＣｒ炭化物は消失
し、その周りのＣｒ炭化物の成長に供給されるか、また
は、ＭＸ型炭窒化物（Ｍ：Ｖ、Ｎｂ等、Ｘ：Ｃ、Ｎ）を
核に再析出し、成長する。したがって、炭化物全体の成
長速度が大きくなり、炭窒化物による微細分散強化の効
果が早期に損なわれ、強度低下が生じることが明らかと
なった。

【００１４】上述の事実に基づき、ＨＡＺ軟化防止方法
について検討した結果、Ｃｒを主体としたＭ₂₃Ｃ₆炭化
物よりも高温において安定な炭化物を形成するＶやＮｂ
によりＣを固定し、Ｃｒと結合しうるＣの量を極力減ら
すことで、溶接前に存在する粗大な炭化物の量を低減
し、一部固溶するＣｒ主体のＭ₂₃Ｃ₆炭化物を減少させ
ることが有効であることを確認した。

【００１５】具体的には、ＶおよびＮｂをそれぞれ０．
１〜０．６％および、０．０３％を超えて０．３％まで
の範囲とするとともに、Ｎを０．００５％を超えて０．
０６５％までに、ＡｌおよびＯ（酸素）をいずれも０．
０４％以下に調整し、さらに下記の（１）式左辺で表さ
れる、Ｃｒ炭化物として結合しうる炭素量を０．０６％
以下にすることでＨＡＺの強度低下を防止しうることが
明らかとなった。

【００１６】

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のフェライト系耐熱
鋼の化学組成を上記のように定めた理由について詳細に
説明する。なお、以下の記述において、「％」は「質量
％」を意味する。

【００１８】Ｃ：０．０４％を超えて０．１４％までＣは、炭化物を形成し、高温強度の確保に寄与する元素
である。その効果を発揮させるためには０．０４％を超
える含有量が必要である。しかし、過剰の含有は、Ｃｒ
を主体としたＭ₂₃Ｃ₆炭化物の量を増大させ、溶接熱サ
イクルによる炭化物の固溶現象を促進させ、長時間使用
時に熱影響部での強度低下を招く。このため、Ｃ含有量
は０．１４％以下とした。また、Ｃ含有量は後述の
（１）式にて規定される関係を満足する必要がある。好
ましいC含有量の範囲は０．０６〜０．１３％であり、
より好ましい範囲は０．０８〜０．１２％である。

【００１９】Ｓｉ：０．７％以下Ｓｉは、製鋼時に脱酸元素として添加されるが、耐酸化
性、耐高温腐食性に有効な元素である。しかし、過剰の
含有は母材自身のクリープ脆化および靭性の低下を招
く。このため、Ｓｉ含有量は０．７％以下とした。好ま
しい上限は０．５％であり、より好ましい上限は０．４
５％である。なお、Ｓｉ含有量は不純物レベルでもよい
が、脱酸効果を確実に得るためには０．０１％以上とす
るのがよい。

【００２０】Ｍｎ：０．７％以下Ｍｎは、上記のＳｉと同様に、製鋼時に脱酸元素として
添加される。また、極端に変態点を低下させることな
く、組織のマルテンサイト化に効果を有する元素であ
る。しかし、過剰に含有するとクリープ脆化を生じ、母
材自身のクリープ強度の低下を招く。このため、Ｍｎ含
有量は０．７％以下とした。好ましい上限は０．６５％
であり、より好ましい上限は０．６％である。なお、Ｍ
ｎ含有量は不純物レベルでもよいが、上記の効果を確実
に得るためには０．０１％以上とするのがよい。

【００２１】Ｐ：０．０２％以下Ｐは、鋼中の不純物元素であり、多量に含まれると粒界
脆化の原因となり、クリ−プ強度を低下させる。このた
め、Ｐ含有量は０．０２％以下とした。０．０１８％以
下に抑えるのが一層望ましい。

【００２２】Ｓ：０．０１％以下Ｓは、Ｐと同様に鋼中の不純物元素であり、多量に含ま
れると粒界脆化の原因となる。このため、Ｓ含有量は
０．０１％以下とした。０．００８％以下に抑えるのが
一層望ましい。

【００２３】Ｃｒ：８〜１３％Ｃｒは、高温での耐酸化性、耐高温腐食性の確保に有効
な元素である。その効果を発揮させるためには８％以上
が必要である。しかし、１３％を超えるＣｒの含有はＣ
ｒを主体とするＭ₂₃Ｃ₆炭化物の過剰な生成を招き、溶
接熱影響部でのクリ−プ強度の低下を招く。このため、
Ｃｒ含有量は８〜１３％とした。好ましい範囲は８．２
〜１２．５％であり、より好ましい範囲は８．５〜１
２．３％である。

【００２４】Ｖ：０．００５〜０．６％Ｖは、微細な炭化物、炭窒化物を形成し、クリープ強度
の向上に寄与する元素である。また、その炭化物は高温
域まで安定であるため、溶接熱サイクルで固溶しにく
い。そのため、Ｖ炭化物としてＣを固定することによ
り、ＨＡＺ軟化の防止が可能となる。その効果を発揮さ
せるためには、０．００５％以上の含有とともに、後述
の（１）式にて規定される関係を満足する必要がある。
しかし、０．６％を超えるＶの含有は粗大な炭化物を形
成し、その微細分散による強度向上効果が失われるとと
もに、靱性の低下を招く。このため、Ｖ含有量は０．０
０５〜０．６％とした。好ましい範囲は０．００８〜
０．４５％であり、より好ましい範囲は０．０１〜０．
４２％である。

【００２５】Ｎｂ：０．０３％を超えて０．３％までＮｂは、Ｖと同様に、微細かつ高温域まで安定な炭化物
または炭窒化物を形成し、クリープ強度の向上に寄与す
る。この効果を得るためには、０．０３％を超える含有
量が必要である。また、その炭化物は高温域まで安定で
あるため、溶接熱サイクルで固溶しにくい。そのため、
Ｎｂ炭化物としてＣを固定することにより、ＨＡＺ軟化
の防止が可能となる。その効果を発揮させるためには、
後述の（１）式にて規定される関係を満足する必要があ
る。

【００２６】しかし、０．３％を超えるＮｂの含有は粗
大な炭窒化物を形成し、その微細分散による強度向上効
果が失われるとともに、靱性低下を招く。このため、Ｖ
含有量は０．３％以下とした。好ましい範囲は０．０３
２〜０．２５％であり、より好ましい範囲は０．０３５
〜０．２３％である。Ｎ：０．００５％を超えて０．０６５％までＮは、Ｎｂ、Ｖ等と窒化物を形成し、クリープ強度の確
保に寄与する元素である。その効果を得るためには、Ｎ
含有量は０．００５％を超える必要がある。しかし、過
剰の含有は、Ｃと結合しうるＶやＮｂの量を減少させ、
ＨＡＺにおけるクリ−プ強度の低下を招く。そのため、
Ｎ含有量は０．０６５％以下とする。好ましい範囲は
０．００６〜０．０６２％であり、より好ましい範囲は
０．００７〜０．０６％である。なお、Ｎ含有量は後述
の（１）式にて規定される関係を満足する必要がある。

【００２７】Ａｌ：０．０４％以下Ａｌは脱酸剤として添加されるが、Ｎとも結合して、Ｃ
と結合しうるＶ、Ｎｂ量を増加させ、ＨＡＺ軟化の防止
にも寄与する。しかし、多量の含有は鋼の清浄度の低下
を招き、母材自身の靱性、強度の低下を招く。このた
め、Ａｌ含有量は０．０４％以下とした。好ましい上限
は０．０３％である。また、Ａｌ含有量は不純物レベル
でもよいが、ＨＡＺ軟化防止の充分な効果を得るために
は、０．０００５％以上含有させることが望ましい。な
お、Ａｌ含有量は後述の（１）式にて規定される関係を
満足する必要がある。なお、本発明において、Ａｌとは
酸可溶Ａｌ（ｓｏｌ．Ａｌ）をいう。

【００２８】Ｏ（酸素）：０．０４％以下Ｏは、鋼中の不純物元素であり、多量に含まれるとＡｌ
と結合し、Ｎと結合できるＡｌの量を減少させ、ＨＡＺ
軟化防止の効果を低減させる。このため、Ｏ含有量は
０．０４％以下とするとともに、後述の（１）式にて規
定される関係を満足する必要がある。なお、好ましい上
限は０．０３％であり、より好ましい上限は０．０２％
である。

【００２９】ＭｏおよびＷの少なくとも１種を合計：
０．２〜５％ＭｏおよびＷは、マトリックスを固溶強化するとともに
金属間化合物を析出し、クリープ強度の向上に寄与する
元素である。このため、その効果を得たい場合には添加
してもよく、その効果は含有量が合計０．２％以上で顕
著となる。しかし、含有量が合計で５％を超えると靭性
の低下を招く。したがって、添加する場合はＭｏおよび
Ｗの含有量を合計で０．２〜５％とするのがよい。好ま
しい範囲は０．５〜４．５％であり、より好ましい範囲
は０．８〜４．２％である。

【００３０】Ｎｉ、ＣｕおよびＣｏの少なくとも１種を
合計：０．０２〜５％Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏは、オーステナイト生成元素であり、
マトリックスをマルテンサイト単相組織にして靭性を向
上させるのに有効な元素である。このため、その効果を
得たい場合には添加してもよく、その効果は含有量が合
計０．０２％以上で顕著になる。しかし、これらの含有
量が合計で５％を超えるとオーステナイト変態温度（Ａ
ｃ1点）を低下させ、溶接後の熱処理時にオーステナイ
ト変態を生じ、クリープ強度の低下を招く。したがっ
て、添加する場合はこれらの元素の含有量を合計で０．
０２〜５％とするのがよい。好ましい範囲は０．０５〜
４．５％であり、より好ましい範囲は０．０８〜４．２
％である。

【００３１】Ｔｉ、Ｔａ、ＨｆおよびＮｄの少なくとも
１種を合計：０．０１〜０．２％これらの元素は、Ｃｒよりも高温域まで安定な炭化物を
生成し、Ｃｒを主体とする炭化物の生成を抑制し、ＨＡ
Ｚにおけるクリ−プ強度低下の防止に寄与する。このた
め、この効果を得たい場合には添加してもよく、その効
果は含有量が合計で０．０１％以上において顕著にな
る。しかし、その含有量が合計で０．２％を超えると多
量の粗大炭化物の析出を招き、靭性を損なう。したがっ
て、添加する場合にはこれらの元素の含有量を合計で
０．０１〜０．２％とするのがよい。好ましい範囲は
０．０３〜０．１８％であり、より好ましい範囲は０．
０４〜０．１５％である。

【００３２】ＣａおよびＭｇの少なくとも１種を合計：
０．０００５〜０．０１％ＣａおよびＭｇは、熱間加工性の向上に寄与する元素で
ある。このため、その効果を得たい場合には添加しても
よく、その効果は含有量が合計０．０００５％以上で顕
著になる。しかし、これらの含有量が合計で０．０１％
を超えると鋼の清浄性を損なう。したがって、添加する
場合はＣａおよびＭｇの含有量を合計で０．０００５〜
０．０１％とするのがよい。好ましい範囲は、０．００
１〜０．００８％であり、より好ましい範囲は０．００
１５〜０．００６％である。

【００３３】Ｂ：０．０００５〜０．０１％Ｂは、炭化物を分散して安定化させ、母材のクリープ強
度の向上に寄与する元素である。このため、その効果を
得たい場合には添加してもよく、その効果は０．０００
５％以上で顕著になる。しかし、含有量が０．０１％を
超えると溶接性を損なう。したがって、添加する場合は
Ｂ含有量を０．０００５〜０．０１％とするのがよい。
好ましい範囲は０．００１〜０．００８％であり、より
好ましい範囲は０．００１５〜０．００６％である。Ｃ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｎ、Ｏ含有量の関係：前述のよう
に、ＨＡＺ軟化現象の一因は、母材の製造時に析出した
Ｃｒを主体とする粗大なＭ₂₃Ｃ₆炭化物が溶接時の熱サ
イクルにより一部固溶し、その後の溶接後の熱処理およ
びクリープ初期過程において、このＭ₂₃Ｃ₆炭化物が固
溶した領域から、過飽和に固溶したＣｒが微細に再析出
することにある。このため、溶接熱サイクルを受けない
母材部分と比べるとＣｒを主体とした炭化物の密度やサ
イズ分布が不均一となるのである。

【００３４】これを防止するためには、溶接前にＶ、Ｎ
ｂといった元素により、微細でかつ固溶温度がＣｒ炭化
物より高い、安定な炭化物を作ることが有効である。そ
の効果を十分に得るためには、Ｃ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｎ
およびＯの各元素の含有量が下記の（１）式で規定され
る関係を満足する必要がある。

【００３５】すなわち、Ｃｒを主体としたＭ₂₃Ｃ₆炭化物よりも高温
で安定なＶやＮｂによりＣを固定し、上記の（１）式の
左辺に示されるＣｒと結合しうるＣの量を減少させるこ
とにより、溶接前に存在する粗大な炭化物の量を低減
し、一部固溶するＣｒ主体のＭ₂₃Ｃ₆炭化物を減少させ
るのである。このため、具体的には（１）式の左辺の値
を０．０６以下とする。好ましくは０．０５８以下であ
り、より好ましくは０．０５５以下である。

【００３６】なお、下限は特に定めないが、過度な減少
は粒界に存在する炭化物の密度を減少させ、溶接後の熱
処理時に再熱割れ感受性を高める恐れがあることから、
０以上とすることが望ましい。

【００３７】また、これらの鋼材は特別な熱処理などを
必要とせず、通常の焼きならしおよび焼き戻し熱処理を
行うことにより製造が可能である。望ましい焼きならし
温度は９００〜１１８０℃の範囲であり、焼き戻し温度
は７００〜７９０℃の範囲である。

【００３８】

【実施例】表１〜表３に示す化学組成を有する６２種類
のフェライト鋼を真空溶解炉にて溶製し、鋳造により得
られたインゴットから厚さ１２ｍｍの鋼板を作製して供
試母材とした。ここで、鋼板は、インゴットを鍛造、圧
延の工程を経て成形した後、１０５０℃にて１時間の焼
きならしを行った後、７７０℃にて１時間の焼き戻し熱
処理を行うことにより作製した。

【００３９】なお、表１〜３の最右欄には、各フェライ
ト鋼について、前記（１）式の左辺により計算される値
を示した。

【００４０】

【表１】

【表２】

【表３】鋼板の１辺に角度３０゜、ルートフェイス厚さ１ｍｍの
開先加工を施して突き合わせた後、化学組成が鋼板と同
一の溶加材を使用してＴＩＧ溶接法により多層盛り溶接
を行って、各鋼板毎に溶接継手を作製した。

【００４１】その際、２５０℃にて予熱後、溶接入熱を
１５×１０⁵〜２０×１０⁵ Ｊ／ｍとして上記の溶接を
行い、パス間温度は２００〜３００℃に管理した。な
お、上記の溶加材は、準備した各鋼板に熱間加工と機械
加工を施して、２ｍｍ角の線材とし、溶接に供した。

【００４２】製作した溶接継手に、７４０℃にて０．５
時間加熱保持する溶接後熱処理を施した後、試験片の平
行部中央に溶融線が位置するクリープ試験片を採取し、
クリープ試験に供した。

【００４３】クリープ試験は下記の条件にて行った。〔クリープ試験条件〕試験片：平行部直径：６ｍｍ、標点間距離：３０ｍ
ｍ、試験温度：６００℃、付加応力：各母材の破断時間
が約３０００時間となる応力、クリープ試験の評価は、クリープ破断時間（ｈ）を調査
し、同じ条件における母材鋼板のクリープ破断時間
（ｈ）に対する比率（％）を求めることにより行った。
クリープ破断時間が母材鋼板の破断時間の９０％以上の
ものを合格とし、それ未満のものを不合格とした。ま
た、溶融線にノッチを有する試験片を採取し、衝撃試験
を実施した。〔衝撃試験条件〕試験片：ＪＩＳ(1980年) Ｚ２２０２におけるフルサイ
ズの４号試験片、試験温度：０℃、衝撃試験の評価は、吸収エネルギ−が４０Ｊ以上のもの
を合格とし、それ未満のものを不合格とした。

【００４４】それらの結果を、表４および表５に示し
た。

【００４５】

【表４】

【表５】表１〜３から明らかなように、化学組成および前記
（１）式の左辺により計算される値がが本発明で規定さ
れる範囲内の鋼（鋼番号１〜５０）からなる母材鋼板を
用いて作製された溶接継手（試験番号１〜５０）は、い
ずれも溶接熱影響部でのクリープ破断時間が母材鋼板の
９０％以上で、クリープ強度の低下度合は小さかった。
また、溶融線での衝撃値も４０Ｊ以上を満足した。

【００４６】これに対して、化学組成や（１）式の左辺
により計算される値が本発明で規定する範囲を外れる鋼
（鋼番号５１〜６２）からなる母材鋼板を用いて作製さ
れた溶接継手（試験番号５１〜６２）は、クリープ強度
や靭性が低く、満足できるものではなかった。

【００４７】具体的に説明すると、（１）式の左辺によ
り計算される値が０．０６を超える試験番号５１〜５６
および試験番号５８〜６２は、いずれも溶接熱影響部で
のクリープ破断時間が母材鋼板のクリープ破断時間の９
０％未満であり、クリープ強度の低下度合が大きかっ
た。

【００４８】また、本発明で規定される範囲よりもＣ含
有量が低く、Ｍｎ含有量の高い鋼番号５７からなる鋼板
を用いて作製された溶接継手（試験番号５７）並びに、
Ｍｎ含有量およびＮｂ含有量が高く、また（１）式の左
辺により計算される値が０．０６を超える鋼番号５９か
らなる鋼板を用いて作製された溶接継手（試験番号５
９）は、溶融線での衝撃値が４０Ｊ未満であり、靭性が
低かった。

【００４９】

【発明の効果】本発明のフェライト系耐熱鋼によれば、
溶接熱影響部でのクリープ強度の低下が小さく、また、
溶融線での靭性も確保された良好な溶接継手が得られ、
産業の発展に寄与するところ大である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】質量％で、Ｃ：０．０４％を超えて０．１
４％まで、Ｓｉ：０．７％以下、Ｍｎ：０．７％以下、
Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｃｒ：８〜
１３％、Ｖ：０．１〜０．６％、Ｎｂ：０．０３％を超
えて０．３％まで、Ｎ：０．００５％を超えて０．０６
５％まで、Ａｌ：０．０４％以下、Ｏ（酸素）：０．０
４％以下を含み、残部が実質的にＦｅからなり、かつ
Ｃ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、ＮおよびＯ（酸素）の関係が下記
の（１）式を満足するフェライト系耐熱鋼。ここで、式中の元素記号は鋼中に含まれる各元素の含有
量（質量％）を示す。
【請求項２】Ｆｅの一部に代えて、下記の（ａ）〜
（ｅ）の群の１つ以上の群から選んだ１種以上の成分元
素を含有する請求項１に記載のフェライト系耐熱鋼。（ａ）合計で０．２〜５質量％のＭｏおよびＷ、（ｂ）
合計で０．０２〜５質量％のＣｕ、ＮｉおよびＣｏ、
（ｃ）合計で０．０１〜０．２質量％のＴａ、Ｈｆ、Ｎ
ｄおよびＴｉ、（ｄ）合計で０．０００５〜０．０１質
量％のＣａおよびＭｇ、（ｅ）０．０００５〜０．０１
質量％のＢ。