JPH0770713A - 耐熱鋳鋼 - Google Patents
耐熱鋳鋼Info
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- JPH0770713A JPH0770713A JP32087393A JP32087393A JPH0770713A JP H0770713 A JPH0770713 A JP H0770713A JP 32087393 A JP32087393 A JP 32087393A JP 32087393 A JP32087393 A JP 32087393A JP H0770713 A JPH0770713 A JP H0770713A
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Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 延靱性、高温強度に優れており、火力発電
プラントの超々臨界圧タービンケーシングなどの用途に
十分耐え得る耐熱鋳鋼を提供する。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．０５〜０．１５％、Ｍ
n ：０．１〜１．５％、Ｎi ：０．１〜１．５％、Ｃr
：９．５〜１３％、Ｍo ：０．５〜１．５％、Ｖ：
０．１〜０．３％、Ｎ：０．００５〜０．１％、Ｃｏ：
０．１〜５％、Ｗ：０．１〜５％を含有し、さらに、所
望によりＴi ：０．１％以下、Ｎb ：０．０５〜０．２
％、Ｔａ：０．０１〜０．２％の１種以上を含有し、残
部がＦe および不可避的不純物からなる。 【効果】 高温強度および延靱性に優れており、過酷
な環境で使用される蒸気タービン用鋳鋼品として十分に
耐え得る特性を有するものである。
プラントの超々臨界圧タービンケーシングなどの用途に
十分耐え得る耐熱鋳鋼を提供する。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．０５〜０．１５％、Ｍ
n ：０．１〜１．５％、Ｎi ：０．１〜１．５％、Ｃr
：９．５〜１３％、Ｍo ：０．５〜１．５％、Ｖ：
０．１〜０．３％、Ｎ：０．００５〜０．１％、Ｃｏ：
０．１〜５％、Ｗ：０．１〜５％を含有し、さらに、所
望によりＴi ：０．１％以下、Ｎb ：０．０５〜０．２
％、Ｔａ：０．０１〜０．２％の１種以上を含有し、残
部がＦe および不可避的不純物からなる。 【効果】 高温強度および延靱性に優れており、過酷
な環境で使用される蒸気タービン用鋳鋼品として十分に
耐え得る特性を有するものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、火力発電プラントに
おけるタービンケーシング、バルブ類などに使用される
耐熱鋳鋼に関するものである。
おけるタービンケーシング、バルブ類などに使用される
耐熱鋳鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、大型火力発電プラントでは出力を
上げて高効率化するために、超々臨界圧で使用されるタ
ービンが開発されている。このような超々臨界圧下で用
いられるケーシング、フランジ、バルブ等の蒸気タービ
ン用鋳鋼品は、苛酷な使用環境に耐えられるように、高
温特性に優れていることは勿論のこと、高靱性で経年劣
化の少ないことが要求される。従来、これらの鋳鋼品に
は、１２Ｃr−Ｍo 鋳鋼、１２Ｃr−Ｍo−Ｖ 鋳鋼などの
耐熱鋳鋼が使用されている。
上げて高効率化するために、超々臨界圧で使用されるタ
ービンが開発されている。このような超々臨界圧下で用
いられるケーシング、フランジ、バルブ等の蒸気タービ
ン用鋳鋼品は、苛酷な使用環境に耐えられるように、高
温特性に優れていることは勿論のこと、高靱性で経年劣
化の少ないことが要求される。従来、これらの鋳鋼品に
は、１２Ｃr−Ｍo 鋳鋼、１２Ｃr−Ｍo−Ｖ 鋳鋼などの
耐熱鋳鋼が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、最近の、より
苛酷な条件下においては、上記した１２Ｃr−Ｍo 鋳鋼
や１２Ｃr−Ｍo−Ｖ 鋳鋼では、延靱性や高温強度が十
分ではなく、より延靱性が良好で高温強度の優れた１２
Ｃr 系耐熱鋳鋼の開発が望まれている。本願発明は、上
記課題に鑑みてなされたものであり、延靱性、強度とも
に優れた新規の１２Ｃr系の耐熱鋳鋼を提供することを
目的とするものである。
苛酷な条件下においては、上記した１２Ｃr−Ｍo 鋳鋼
や１２Ｃr−Ｍo−Ｖ 鋳鋼では、延靱性や高温強度が十
分ではなく、より延靱性が良好で高温強度の優れた１２
Ｃr 系耐熱鋳鋼の開発が望まれている。本願発明は、上
記課題に鑑みてなされたものであり、延靱性、強度とも
に優れた新規の１２Ｃr系の耐熱鋳鋼を提供することを
目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明の耐熱鋳鋼は、重量％で、Ｃ：０．０５〜
０．１５％、Ｍn ：０．１〜１．５％、Ｎi ：０．１〜
１．５％、Ｃr ：９．５〜１３％、Ｍo ：０．５〜１．
５％、Ｖ：０．１〜０．３％、Ｎ：０．００５〜０．１
％、Ｃｏ：０．１〜５％、Ｗ：０．１〜５％を含有し、
残部がＦe および不可避的不純物からなることを特徴と
する。上記組成には、さらに重量％でＴi ：０．１％以
下、Ｎb ：０．０１〜０．２％、Ｔａ：０．０１〜０．
２％以下の１種以上を含有させることができる。また、
本願の耐熱鋳鋼は、不可避的不純物のうち、重量％で、
Ｓi ：０．２％未満を許容含有量とするのが望ましい。
め、本願発明の耐熱鋳鋼は、重量％で、Ｃ：０．０５〜
０．１５％、Ｍn ：０．１〜１．５％、Ｎi ：０．１〜
１．５％、Ｃr ：９．５〜１３％、Ｍo ：０．５〜１．
５％、Ｖ：０．１〜０．３％、Ｎ：０．００５〜０．１
％、Ｃｏ：０．１〜５％、Ｗ：０．１〜５％を含有し、
残部がＦe および不可避的不純物からなることを特徴と
する。上記組成には、さらに重量％でＴi ：０．１％以
下、Ｎb ：０．０１〜０．２％、Ｔａ：０．０１〜０．
２％以下の１種以上を含有させることができる。また、
本願の耐熱鋳鋼は、不可避的不純物のうち、重量％で、
Ｓi ：０．２％未満を許容含有量とするのが望ましい。
【０００５】
【作用】以下に本願発明の作用を、各成分の限定理由と
ともに説明する。 Ｃ ：０．０５〜０．１５％ Ｃは炭化物形成元素と結びついて炭化物を形成し、高温
強度を向上させるが、０．０５％未満だと強度が低すぎ
０．１５％を越えると不要に炭化物が粗大化し、またデ
ルタフェライトが晶出し高温性質を低下させるのでその
範囲を０．０５〜０．１５％とした。なお、同様の理由
で、さらに上限を０．１２％に限定するのが望ましい。 Ｍn ：０．１〜１．５％ Ｍn は、Ｓi にかわる脱酸剤として有効に作用する。十
分な脱酸効果を得るためには０．１％以上が必要である
が、１．５％を越えて含有させると靱性を損なうため
０．１〜１．５％に限定した。
ともに説明する。 Ｃ ：０．０５〜０．１５％ Ｃは炭化物形成元素と結びついて炭化物を形成し、高温
強度を向上させるが、０．０５％未満だと強度が低すぎ
０．１５％を越えると不要に炭化物が粗大化し、またデ
ルタフェライトが晶出し高温性質を低下させるのでその
範囲を０．０５〜０．１５％とした。なお、同様の理由
で、さらに上限を０．１２％に限定するのが望ましい。 Ｍn ：０．１〜１．５％ Ｍn は、Ｓi にかわる脱酸剤として有効に作用する。十
分な脱酸効果を得るためには０．１％以上が必要である
が、１．５％を越えて含有させると靱性を損なうため
０．１〜１．５％に限定した。
【０００６】Ｎi ：０．１〜１．５％ Ｎi は、Ｓi 含有量を低減させるために生じる焼入性の
低下を保証するために０．１％以上必要であるが、１．
５％を越えると高温強度を低下させるので０．１〜１．
５％とした。 Ｃr ：９．５〜１３％ Ｃr は、本発明鋼において焼入性、高温強度を高める基
本合金成分であり、９．５％以上必要であるが、１３％
を越えて含有させると、デルタフェライトが晶出して高
温性質および切欠靱性を劣化させるので、その上限を１
３％とした。
低下を保証するために０．１％以上必要であるが、１．
５％を越えると高温強度を低下させるので０．１〜１．
５％とした。 Ｃr ：９．５〜１３％ Ｃr は、本発明鋼において焼入性、高温強度を高める基
本合金成分であり、９．５％以上必要であるが、１３％
を越えて含有させると、デルタフェライトが晶出して高
温性質および切欠靱性を劣化させるので、その上限を１
３％とした。
【０００７】Ｍo ：０．５〜１．５％ Ｍo は焼戻軟化抵抗を高め、また高温強度を改善するた
めに、０．５％以上必要であるが、１．５％を越えて含
有させても、それ以上の効果は期待できないので含有量
を０．５〜１．５％とした。 Ｖ：０．１〜０．３％ Ｖは安定した炭化物を形成し、クリープ強度を向上させ
る作用を有するが、０．１％未満だと効果はなく、０．
３％を越えて含有させると延靱性が低下するので０．１
〜０．３％とした。
めに、０．５％以上必要であるが、１．５％を越えて含
有させても、それ以上の効果は期待できないので含有量
を０．５〜１．５％とした。 Ｖ：０．１〜０．３％ Ｖは安定した炭化物を形成し、クリープ強度を向上させ
る作用を有するが、０．１％未満だと効果はなく、０．
３％を越えて含有させると延靱性が低下するので０．１
〜０．３％とした。
【０００８】Ｎ：０．００５〜０．１％ Ｎは基地を強化するばかりでなく、Ｍo と共存すること
によりクリープ強度の向上に有効に作用する。但し、そ
の含有量が０．００５％未満ではその効果が認められ
ず、また、０．１％を越えて含有させると、ブローホー
ルを発生するのでその含有量を０．００５〜０．１％と
した。 Ｃｏ：０．１〜５％ Ｃｏはデルタフェライトの析出を抑えることで衝撃性質
を向上させ、またクリープ破断強度を向上させるが、
０．１％未満だとその効果がなく、５％を越えて添加す
るとその効果が飽和するためその範囲を０．１％〜５％
とした。
によりクリープ強度の向上に有効に作用する。但し、そ
の含有量が０．００５％未満ではその効果が認められ
ず、また、０．１％を越えて含有させると、ブローホー
ルを発生するのでその含有量を０．００５〜０．１％と
した。 Ｃｏ：０．１〜５％ Ｃｏはデルタフェライトの析出を抑えることで衝撃性質
を向上させ、またクリープ破断強度を向上させるが、
０．１％未満だとその効果がなく、５％を越えて添加す
るとその効果が飽和するためその範囲を０．１％〜５％
とした。
【０００９】Ｗ：０．１〜５％ Ｗは高温強度を向上させるが０．１％未満だとその効果
はなく、５％を越えて含有させると偏析傾向か増大し、
延靱性を低下させるので上限を５％とした。
はなく、５％を越えて含有させると偏析傾向か増大し、
延靱性を低下させるので上限を５％とした。
【００１０】次に所望により添加する選択元素または含
有量を制限する不可避不純物について説明する。 Ｔi ：０．１％以下 Ｔi は脱酸剤の一つであり、炭化物あるいは窒化物を形
成し、高温特性を向上させるが、０．１％を越えて含有
させると介在物を多く発生させるので上限を０．１％と
した。なお、同様の理由で０．０５％以下とするのが一
層望ましい。 Ｎb ：０．０１〜０．２％ Ｎb は微細な炭窒化物を形成し、高温強度を向上させる
が、その含有量が０．０１％未満だと効果はなく、０．
２％を越えて含有させると炭窒化物が増大し、延靱性を
低下させるためその範囲を０．０１〜０．２％とした。 Ｔａ：０．０１〜０．２％ Ｔａは微細な炭化物を析出し、高温強度を向上させる
が、その含有量が０．０１％未満だと効果はなく、０．
２％を越えて含有させると、炭化物が増大し、延靱性を
低下させるため、その範囲を０．０１〜０．２％とし
た。 Ｓｉ：０．２％未満 Ｓｉはその含有量を低滅していくとマクロ偏析、特に逆
Ｖ偏析が軽微となり、肉厚内部における延性および切欠
靱性の不均一性が改善される。またＳｉ含有量が高いと
焼戻脆化感受性が極めて大となり、切欠靱性が損なわれ
る。従ってＳｉ含有量は低い方が望ましいが、その上限
を極端に低く定めることは製造上の裕度が小さく実用的
でないので０．２％未満とした。なお、その他には、通
常の製法によって不可避的に含まれる不純物が含有され
るが、それらの含有量は特に限定するものではない。
有量を制限する不可避不純物について説明する。 Ｔi ：０．１％以下 Ｔi は脱酸剤の一つであり、炭化物あるいは窒化物を形
成し、高温特性を向上させるが、０．１％を越えて含有
させると介在物を多く発生させるので上限を０．１％と
した。なお、同様の理由で０．０５％以下とするのが一
層望ましい。 Ｎb ：０．０１〜０．２％ Ｎb は微細な炭窒化物を形成し、高温強度を向上させる
が、その含有量が０．０１％未満だと効果はなく、０．
２％を越えて含有させると炭窒化物が増大し、延靱性を
低下させるためその範囲を０．０１〜０．２％とした。 Ｔａ：０．０１〜０．２％ Ｔａは微細な炭化物を析出し、高温強度を向上させる
が、その含有量が０．０１％未満だと効果はなく、０．
２％を越えて含有させると、炭化物が増大し、延靱性を
低下させるため、その範囲を０．０１〜０．２％とし
た。 Ｓｉ：０．２％未満 Ｓｉはその含有量を低滅していくとマクロ偏析、特に逆
Ｖ偏析が軽微となり、肉厚内部における延性および切欠
靱性の不均一性が改善される。またＳｉ含有量が高いと
焼戻脆化感受性が極めて大となり、切欠靱性が損なわれ
る。従ってＳｉ含有量は低い方が望ましいが、その上限
を極端に低く定めることは製造上の裕度が小さく実用的
でないので０．２％未満とした。なお、その他には、通
常の製法によって不可避的に含まれる不純物が含有され
るが、それらの含有量は特に限定するものではない。
【００１１】
【実施例】表１に示す組成を有する合金（実施例および
比較例）を、電炉で溶解し、炉外精錬で不純物を低減し
た後、砂型に鋳込んだ。これらの鋳塊に所定の熱処理
（焼入、焼戻）を施して供試材とした。各供試材の機械
的性質を評価するために、供試材から試験片を切り出し
て材料試験を行い、その結果を表２に示した。表２から
明らかなように、実施例の供試材は、高温クリープ強度
および延靱性ともに優れているのに対し、比較例は、高
温クリープ強度が十分でなく、また、延靱性にも劣って
いた。
比較例）を、電炉で溶解し、炉外精錬で不純物を低減し
た後、砂型に鋳込んだ。これらの鋳塊に所定の熱処理
（焼入、焼戻）を施して供試材とした。各供試材の機械
的性質を評価するために、供試材から試験片を切り出し
て材料試験を行い、その結果を表２に示した。表２から
明らかなように、実施例の供試材は、高温クリープ強度
および延靱性ともに優れているのに対し、比較例は、高
温クリープ強度が十分でなく、また、延靱性にも劣って
いた。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明の耐熱鋳
鋼によれば、重量％で、Ｃ：０．０５〜０．１５％、Ｍ
n ：０．１〜１．５％、Ｎi ：０．１〜１．５％、Ｃr
：９．５〜１３％、Ｍo ：０．５〜１．５％、Ｖ：
０．１〜０．３％、Ｎ：０．００５〜０．１％、Ｃｏ：
０．１〜５％、Ｗ：０．１〜５％を含有し、さらに、所
望によりＴi ：０．１％以下、Ｎb ：０．０５〜０．２
％、Ｔａ：０．０１〜０．２％の１種以上を含有し、残
部がＦe および不可避的不純物からなるので、高温強度
および延靱性に優れており、過酷な環境で使用される蒸
気タービン用鋳鋼品として十分に耐え得る特性を有する
ものである。また、上記組成の不可避的不純物のうち、
重量％で、Ｓi ：０．２％未満を許容含有量とすれば、
偏析の発生が防止され、延靱性が一層向上する効果があ
る。上記成分により延靱性の良好な、且つ高温強度に優
れた耐熱鋳鋼を提供する。
鋼によれば、重量％で、Ｃ：０．０５〜０．１５％、Ｍ
n ：０．１〜１．５％、Ｎi ：０．１〜１．５％、Ｃr
：９．５〜１３％、Ｍo ：０．５〜１．５％、Ｖ：
０．１〜０．３％、Ｎ：０．００５〜０．１％、Ｃｏ：
０．１〜５％、Ｗ：０．１〜５％を含有し、さらに、所
望によりＴi ：０．１％以下、Ｎb ：０．０５〜０．２
％、Ｔａ：０．０１〜０．２％の１種以上を含有し、残
部がＦe および不可避的不純物からなるので、高温強度
および延靱性に優れており、過酷な環境で使用される蒸
気タービン用鋳鋼品として十分に耐え得る特性を有する
ものである。また、上記組成の不可避的不純物のうち、
重量％で、Ｓi ：０．２％未満を許容含有量とすれば、
偏析の発生が防止され、延靱性が一層向上する効果があ
る。上記成分により延靱性の良好な、且つ高温強度に優
れた耐熱鋳鋼を提供する。
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０５〜０．１５％、
Ｍn ：０．１〜１．５％、Ｎi ：０．１〜１．５％、Ｃ
r ：９．５〜１３％、Ｍo ：０．５〜１．５％、Ｖ：
０．１〜０．３％、Ｎ：０．００５〜０．１％、Ｃｏ
：０．１〜５％、Ｗ：０．１〜５％を含有し、残部が
Ｆｅおよび不可避不純物からなる耐熱鋳鋼 - 【請求項２】 請求項１記載の組成に、さらに重量％で
Ｔi ：０．１％以下、Ｎb ：０．０１〜０．２％、Ｔ
ａ：０．０１〜０．２％の１種以上を含有する耐熱鋳鋼 - 【請求項３】 不可避的不純物のうち、重量％で、Ｓi
：０．２％未満を許容含有量とする請求項１または２
に記載の耐熱鋳鋼
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32087393A JPH0770713A (ja) | 1993-07-07 | 1993-11-29 | 耐熱鋳鋼 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-191820 | 1993-07-07 | ||
| JP19182093 | 1993-07-07 | ||
| JP32087393A JPH0770713A (ja) | 1993-07-07 | 1993-11-29 | 耐熱鋳鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0770713A true JPH0770713A (ja) | 1995-03-14 |
Family
ID=26506911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32087393A Pending JPH0770713A (ja) | 1993-07-07 | 1993-11-29 | 耐熱鋳鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770713A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07197208A (ja) * | 1994-01-06 | 1995-08-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高温圧力容器用高強度高クロム鋳鋼 |
| JPH0959747A (ja) * | 1995-08-25 | 1997-03-04 | Hitachi Ltd | 高強度耐熱鋳鋼，蒸気タービンケーシング，蒸気タービン発電プラント及び蒸気タービン |
| US5798082A (en) * | 1996-09-10 | 1998-08-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | High-strength and high-toughness heat-resistant cast steel |
| KR100424354B1 (ko) * | 1995-04-03 | 2004-06-16 | 가부시끼가이샤 니혼 세이꼬쇼 | 내열성주강 |
| JP2007092123A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Hitachi Ltd | 高強度耐熱鋳鋼とその製造方法及びそれを用いた用途 |
| JP2010156011A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐熱鋳鋼および蒸気タービン主要弁 |
-
1993
- 1993-11-29 JP JP32087393A patent/JPH0770713A/ja active Pending
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