JPS6023905B2 - 熱間加工性の優れた高炭素クロムニツケル鋼の製造方法 - Google Patents
熱間加工性の優れた高炭素クロムニツケル鋼の製造方法Info
- Publication number
- JPS6023905B2 JPS6023905B2 JP12808576A JP12808576A JPS6023905B2 JP S6023905 B2 JPS6023905 B2 JP S6023905B2 JP 12808576 A JP12808576 A JP 12808576A JP 12808576 A JP12808576 A JP 12808576A JP S6023905 B2 JPS6023905 B2 JP S6023905B2
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- JP
- Japan
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- high carbon
- carbon chromium
- chromium nickel
- hot workability
- nickel steel
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高炭素クロムニッケル鋼の鋳造時の冷却速度を
遠くすることにより析出炭化物を微細にし、その結果熱
間加工性を著しく向上させた高炭素クロムニッケル鋼の
製造方法に関するものである。
遠くすることにより析出炭化物を微細にし、その結果熱
間加工性を著しく向上させた高炭素クロムニッケル鋼の
製造方法に関するものである。
化学工業用リフオーマチューブ、クラッキングチューブ
などには高温強度、特にクリープ破断強度のすぐれたＨ
Ｋ４０を典型例とする高クローム−高ニッケル系耐熱銭
鋼が用いられている。
などには高温強度、特にクリープ破断強度のすぐれたＨ
Ｋ４０を典型例とする高クローム−高ニッケル系耐熱銭
鋼が用いられている。
これらのチューブは現在遠心鋳造法、溶造法等により作
られているが、それぞれ以下に述べる欠点をもっている
。すなわち遠心鋳造法では製品内面に不健全層がある、
製造可能寸法（径、厚み、長さ）に制約がある。最尺化
する場合に溶接箇所が多い、また溶造法では生産性が低
いなどである。これらの欠点は鋼塊→分塊圧延→熱間押
出し→熱処理工程によりチューブを作成することにより
改善されるが、高炭素クロムニッケル耐熱鋼は熱間加工
性が著しく悪く、分塊圧延あるいは熱間押出し工程で鋼
塊あるいはチューブに割れが生じ歩留が非常に悪いため
この工程は不利であった。
られているが、それぞれ以下に述べる欠点をもっている
。すなわち遠心鋳造法では製品内面に不健全層がある、
製造可能寸法（径、厚み、長さ）に制約がある。最尺化
する場合に溶接箇所が多い、また溶造法では生産性が低
いなどである。これらの欠点は鋼塊→分塊圧延→熱間押
出し→熱処理工程によりチューブを作成することにより
改善されるが、高炭素クロムニッケル耐熱鋼は熱間加工
性が著しく悪く、分塊圧延あるいは熱間押出し工程で鋼
塊あるいはチューブに割れが生じ歩留が非常に悪いため
この工程は不利であった。
本発明の目的は重量でＣ：０．２６〜１．０％、Ｓｉ：
５％以下、Ｍｍ：１５％以下、Ｃｒ：１５〜４０％、Ｍ
ｉ：１０〜５０％を主成分として含み、残部がＦｅおよ
び不可避的不純物とからなる高炭素クロムニッケル耐熱
鋼のチューブをィンゴット→分塊圧延→熱間押出し→熱
処理工程で作る際、ィンゴット鋳造時の（液相線から７
００ｑｏまでの間）平均冷却速度を３０午０／分以上に
することにより析出炭化物の形態を微細にして前記のチ
ューブ製造工程の分塊圧延以降の熱間加工割れを軽減さ
せることにある。高炭素クロム耐熱鋼管は従来化学工業
装置で鋳造ままで使用されている。その理由は高温クリ
ープ強度をあげるため、多量の炭素を含ませてありその
ため鋳造状態では粒界および粒内に巨大な多くの共晶状
炭化物が析出しており、反面熱間加工を行なうとこれら
炭化物（とくに粒界炭化物）から割れ発生がおこり、熱
間加工が著しく困難なためである。この種の耐熱鋼の熱
間加工の際の割れは１１５０ｑｏ以下で発生する。また
１２５０ｑｏ以上の高温では粒界炭化物が融解し加工不
能となる。したがって加工性良好な温度範囲は極めて狭
い。通常の分塊圧延では１１５０ｑｏ以下の圧延時に共
晶状炭化物から発生した割れがインゴツトコーナ−およ
び面に生じる。加工性良好な温度範囲で多ヒートの圧延
を行なえばよいが実操業を考えた場合不可能である。し
かしながら本発明にしたがってィンゴツト鋳造時の（液
相線から７００午Ｃまでの間の）平均冷却速度を３０ｑ
ｏ／分以上にすることによりインゴツト中の巨大英晶状
炭化物を微細化しておけば熱間加工性著しく向上し分塊
圧延時の割れは皆無となる。
５％以下、Ｍｍ：１５％以下、Ｃｒ：１５〜４０％、Ｍ
ｉ：１０〜５０％を主成分として含み、残部がＦｅおよ
び不可避的不純物とからなる高炭素クロムニッケル耐熱
鋼のチューブをィンゴット→分塊圧延→熱間押出し→熱
処理工程で作る際、ィンゴット鋳造時の（液相線から７
００ｑｏまでの間）平均冷却速度を３０午０／分以上に
することにより析出炭化物の形態を微細にして前記のチ
ューブ製造工程の分塊圧延以降の熱間加工割れを軽減さ
せることにある。高炭素クロム耐熱鋼管は従来化学工業
装置で鋳造ままで使用されている。その理由は高温クリ
ープ強度をあげるため、多量の炭素を含ませてありその
ため鋳造状態では粒界および粒内に巨大な多くの共晶状
炭化物が析出しており、反面熱間加工を行なうとこれら
炭化物（とくに粒界炭化物）から割れ発生がおこり、熱
間加工が著しく困難なためである。この種の耐熱鋼の熱
間加工の際の割れは１１５０ｑｏ以下で発生する。また
１２５０ｑｏ以上の高温では粒界炭化物が融解し加工不
能となる。したがって加工性良好な温度範囲は極めて狭
い。通常の分塊圧延では１１５０ｑｏ以下の圧延時に共
晶状炭化物から発生した割れがインゴツトコーナ−およ
び面に生じる。加工性良好な温度範囲で多ヒートの圧延
を行なえばよいが実操業を考えた場合不可能である。し
かしながら本発明にしたがってィンゴツト鋳造時の（液
相線から７００午Ｃまでの間の）平均冷却速度を３０ｑ
ｏ／分以上にすることによりインゴツト中の巨大英晶状
炭化物を微細化しておけば熱間加工性著しく向上し分塊
圧延時の割れは皆無となる。
したがって１ヒート圧延で割れのない分塊圧延を行なう
ことが可能である。この種の耐熱鋼の熱間加工の際の割
れは粒界炭化物から発生し、割れはオーステナイト粒界
、粒界炭化物とオーステナィト母相との界面、粒界炭化
物中等を伝播する。
ことが可能である。この種の耐熱鋼の熱間加工の際の割
れは粒界炭化物から発生し、割れはオーステナイト粒界
、粒界炭化物とオーステナィト母相との界面、粒界炭化
物中等を伝播する。
炭化物の微細化により加工性が向上する理由は、１）炭
化物が小さいためクラックの発生が起りにくい。２）粒
界炭化物が破壊してクラックが発生したとしても粒界炭
化物が微細な方が破壊が伝播しい〈いためである。
化物が小さいためクラックの発生が起りにくい。２）粒
界炭化物が破壊してクラックが発生したとしても粒界炭
化物が微細な方が破壊が伝播しい〈いためである。
次に本発明における化学組成の限定理由について説明す
る。Ｃは鏡鋼の強度をあげるために必須なものである。
る。Ｃは鏡鋼の強度をあげるために必須なものである。
しかし０．２６％より少なくては強度が得られず１．０
％を超える熱間および冷間加工の際の加工性が悪くなる
のでその上限を１．０％とした。最も好ましい範囲は０
．３５〜０．６％である。Ｓｉは脱酸剤としてまた高温
での耐酸化性を向上させるために添加されるがその量が
５％をこえると加工性、溶酸性が阻害されるのでＳｉの
上限は５％とする。
％を超える熱間および冷間加工の際の加工性が悪くなる
のでその上限を１．０％とした。最も好ましい範囲は０
．３５〜０．６％である。Ｓｉは脱酸剤としてまた高温
での耐酸化性を向上させるために添加されるがその量が
５％をこえると加工性、溶酸性が阻害されるのでＳｉの
上限は５％とする。
好ましい範囲は０．５〜３％である。Ｍｎは脱酸および
熱間碁化防止のために加えられるが、オーステナィトを
安定にする効果が強く、高価なＮｉの代替元素として使
用することもできる。しかしながらＭｎが多すぎると耐
酸化性は劣化するので、その量は１５％以下とする。好
ましい範囲は１．０〜１０％である。Ｃｒは耐酸化性を
向上させるために１５％以上必要であるがあまり多くな
るとシグマ腕化が生じやすくなるので、４０％以下とし
た。
熱間碁化防止のために加えられるが、オーステナィトを
安定にする効果が強く、高価なＮｉの代替元素として使
用することもできる。しかしながらＭｎが多すぎると耐
酸化性は劣化するので、その量は１５％以下とする。好
ましい範囲は１．０〜１０％である。Ｃｒは耐酸化性を
向上させるために１５％以上必要であるがあまり多くな
るとシグマ腕化が生じやすくなるので、４０％以下とし
た。
なかでも２０〜２８％が最も好ましい。Ｎｉはオーステ
ナィトを安定させるために１０％以上含有される。
ナィトを安定させるために１０％以上含有される。
またＮｉはシグマ腕化や浸炭、窒化を防止する効果があ
るが、多く加えすぎるとその効果はほぼ飽和に達し、か
えって材料費を高めることになるので１０〜５０％とし
た。このうちでも最も好ましいのは１８〜３５％である
。実施例 １ 表１に示す組成の試験片を鋳造時の（液相線から７０ぴ
０までの間の）平均冷途を変えることにより作成し、グ
リープル試験（高温高遠引張試験）および小型ブロック
試験片（１２０×１２０×１９０）を用いた連続８バス
連続圧延試験により熱間加工性を調べた。
るが、多く加えすぎるとその効果はほぼ飽和に達し、か
えって材料費を高めることになるので１０〜５０％とし
た。このうちでも最も好ましいのは１８〜３５％である
。実施例 １ 表１に示す組成の試験片を鋳造時の（液相線から７０ぴ
０までの間の）平均冷途を変えることにより作成し、グ
リープル試験（高温高遠引張試験）および小型ブロック
試験片（１２０×１２０×１９０）を用いた連続８バス
連続圧延試験により熱間加工性を調べた。
表１
第１図、第２図および第３図はグリープル試験により凝
固時の冷却速度が熱間加工性にどのように影響をおよぼ
すかを調べたものである。
固時の冷却速度が熱間加工性にどのように影響をおよぼ
すかを調べたものである。
本発明法による冷却速度の速いＡ，ＢおよびＣ鋼は、従
来法による○，Ｅ，Ｆ，Ｇ，日および１鋼にくらべて延
性（絞り率）が著しく向上しているのがわかる。Ａ，Ｂ
およびＣ鋼程度の絞り率があれば経験的に分塊圧延可能
であることがわかっている。したがって冷却速度の遠い
Ａ，ＢおよびＣ鋼は分魂圧延することが可能である。一
方冷却速度のおそい○，Ｅ，Ｆ，Ｇ，日および１鋼は分
塊圧延可能温度範囲が狭く、実際上工業的な規模で分塊
圧延することは困難である。第４図Ｂ，ＦおよびＧ鋼の
ＡＳＣＡＳＴ組織である。冷却速度の速いＢ鋼は冷却速
度の遅いＦおよびＧ鋼に比較して炭化物が著しく小さく
なっているのがわかる。参考図はＡ，Ｅ鋼から切り出し
た小型ブロック材の連続８パス（１２仇帆→２仇舷）圧
延後の圧延材の割れを示す写真図である。
来法による○，Ｅ，Ｆ，Ｇ，日および１鋼にくらべて延
性（絞り率）が著しく向上しているのがわかる。Ａ，Ｂ
およびＣ鋼程度の絞り率があれば経験的に分塊圧延可能
であることがわかっている。したがって冷却速度の遠い
Ａ，ＢおよびＣ鋼は分魂圧延することが可能である。一
方冷却速度のおそい○，Ｅ，Ｆ，Ｇ，日および１鋼は分
塊圧延可能温度範囲が狭く、実際上工業的な規模で分塊
圧延することは困難である。第４図Ｂ，ＦおよびＧ鋼の
ＡＳＣＡＳＴ組織である。冷却速度の速いＢ鋼は冷却速
度の遅いＦおよびＧ鋼に比較して炭化物が著しく小さく
なっているのがわかる。参考図はＡ，Ｅ鋼から切り出し
た小型ブロック材の連続８パス（１２仇帆→２仇舷）圧
延後の圧延材の割れを示す写真図である。
Ａ鋼はグリープル試験結果から予想されるように割れは
全然みられないがＥ鋼には著しい割れがみられた。以上
説明したように本発明法によれば、従来分魂圧延が困難
とされていた高炭素クロムニッケル耐熱鋼を分魂圧延、
熱間押出し等の熱間加工を行なうことができるので化学
工業用リフオーマチューブ、クラッキングチューブ等の
製造を容易に行なうことができ、その効果は極めて大き
い。
全然みられないがＥ鋼には著しい割れがみられた。以上
説明したように本発明法によれば、従来分魂圧延が困難
とされていた高炭素クロムニッケル耐熱鋼を分魂圧延、
熱間押出し等の熱間加工を行なうことができるので化学
工業用リフオーマチューブ、クラッキングチューブ等の
製造を容易に行なうことができ、その効果は極めて大き
い。
第１図、第２図、および第３図はグリープル試験（高温
高遠引張試験）結果を示す図、第４図はＢ鋼、Ｆ鋼およ
びＧ鋼のＡＳＣＡＳＴ組織の写真図である。 第１図 第２図 第３図 第４図
高遠引張試験）結果を示す図、第４図はＢ鋼、Ｆ鋼およ
びＧ鋼のＡＳＣＡＳＴ組織の写真図である。 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- １ 重量でＣ：０．２６〜１．０％、Ｓｉ：５％以下、
Ｍｎ：１５％以下、Ｃｒ：１５〜４０％、Ｎｉ：１０〜
５０％を主成分として含み、残部がＦｅおよび不可避的
不純物からなる高炭素クロムニツケル鋼を鋳造する際、
液相線から７００℃までの平均冷却速度を３０℃／分以
上にすることを特徴とする熱間加工性の優れた高炭素ク
ロムニツケル鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12808576A JPS6023905B2 (ja) | 1976-10-25 | 1976-10-25 | 熱間加工性の優れた高炭素クロムニツケル鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12808576A JPS6023905B2 (ja) | 1976-10-25 | 1976-10-25 | 熱間加工性の優れた高炭素クロムニツケル鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5352232A JPS5352232A (en) | 1978-05-12 |
| JPS6023905B2 true JPS6023905B2 (ja) | 1985-06-10 |
Family
ID=14976024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12808576A Expired JPS6023905B2 (ja) | 1976-10-25 | 1976-10-25 | 熱間加工性の優れた高炭素クロムニツケル鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6023905B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200029361A (ko) | 2018-09-10 | 2020-03-18 | 고요 써모 시스템 가부시끼 가이샤 | 열처리 장치 |
| KR20200029360A (ko) | 2018-09-10 | 2020-03-18 | 고요 써모 시스템 가부시끼 가이샤 | 열처리 장치 및 열처리 방법 |
-
1976
- 1976-10-25 JP JP12808576A patent/JPS6023905B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200029361A (ko) | 2018-09-10 | 2020-03-18 | 고요 써모 시스템 가부시끼 가이샤 | 열처리 장치 |
| KR20200029360A (ko) | 2018-09-10 | 2020-03-18 | 고요 써모 시스템 가부시끼 가이샤 | 열처리 장치 및 열처리 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5352232A (en) | 1978-05-12 |
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