耐熱鋼の組成むら評価による寿命のばらつき原因解明

通过评估耐热钢的成分变化来阐明寿命变化的原因

• 批准号: 22K04746
• 负责人: 澤田 浩太
• 金额: $ 2.25万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04746/
• 关键词: オーステナイト系耐熱鋼; クリープ強度; 合金元素; 偏析; オーステナイト耐熱鋼; ばらつき

高Crフェライト系耐熱鋼(ASME Gr.91鋼やGr.92鋼)では、Crなどの合金元素の濃度むら(偏析)が残存し、偏析が強いものはクリープ強度が低くなることが報告されている。一方、オーステナイト系耐熱鋼においても偏析が残存している可能性がある。そこで、偏析の存在が同鋼のクリープ強度特性に及ぼす影響を検討するために、オーステナイト系耐熱鋼のボイラチューブ材(SUS304HTB、SUS316HTB、SUS321HTB、SUS347HTB)について、調査を実施した。いずれの鋼種においても、チューブ材長手方向に沿ったCrやNiの偏析が確認された。また、各鋼種について複数ヒートを調査したところ、同一規格材であっても、合金元素の偏析の程度にヒート間差があることが分かった。合金元素の偏析の程度を表す指標として、Cr濃度勾配の標準偏差を採用し、クリープ強度との関連を確認したところ、同指標とクリープ破断寿命や破断伸びとの明確な相関は確認されなかった。高Crフェライト系耐熱鋼では、偏析の強いヒートほど、結晶粒径(旧γ粒径)が小さくなることが分かっていることから、オーステナイト系耐熱鋼においても確認したところ、SUS321HTBおよびSUS347HTBでは、偏析と結晶粒径の相関は確認されなかったものの、SUS304HTBおよびSUS316HTBでは、高Crフェライト系耐熱鋼と同様に、偏析の強いヒートほど、結晶粒径が小さくなることが分かった。偏析している領域では、未固溶析出物が存在していると考えられ、これらが結晶粒界をピン止めして、粒成長を抑制している可能性が示唆された。

High Cr alloy series heat resistant steel (ASME Gr.91 steel and Gr.92 steel) has high Cr alloy element concentration and low Cr alloy strength. The possibility of segregation remaining in a heat-resistant steel The existence of segregation and segregation in the same steel has been investigated for the strength characteristics and the influence of segregation on the strength characteristics of heat-resistant steels (SUS304HTB, SUS316HTB, SUS321HTB, SUS347HTB). The segregation of Cr and Ni along the direction of the long hand of the steel is confirmed. For each steel grade, the number of alloy elements is investigated. For the same specification material, the segregation degree of alloy elements is different. The segregation degree of alloy elements is indicated by the standard deviation of Cr concentration, and the correlation between Cr concentration and Cr concentration is confirmed by the correlation between Cr concentration and Cr concentration. High Cr high Cr Segregation is strong, crystal particle size is small, and crystal particle size is small. Segregation in the field, the existence of solid solution precipitates, the existence of crystalline grain boundaries, the inhibition of grain growth, the possibility of the existence of solid solution precipitates

项目成果

オーステナイト系耐熱鋼における偏析とクリープ特性

奥氏体耐热钢的偏析和蠕变性能

• 发表时间: 2023
• 作者: 澤田浩太;畠山友孝;関戸薫子;木村一弘
• 通讯作者: 木村一弘