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粗大結晶粒組織を有する高温クリープ強度に優れたフェライト系酸化物分散強化型鋼の製造方法

国内特許コード P09A014507
整理番号 11606
掲載日 2009年5月22日
出願番号 特願2002-231781
公開番号 特開2004-068121
登録番号 特許第3792624号
出願日 平成14年8月8日(2002.8.8)
公開日 平成16年3月4日(2004.3.4)
登録日 平成18年4月14日(2006.4.14)
発明者
  • 大塚 智史
  • 鵜飼 重治
  • 皆藤 威二
  • 藤原 優行
出願人
  • 独立行政法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 粗大結晶粒組織を有する高温クリープ強度に優れたフェライト系酸化物分散強化型鋼の製造方法
発明の概要

【課題】フェライト系酸化物分散強化型鋼の高温クリープ強度の改善に有効な粗大化かつ等軸化した結晶粒組織を有するフェライト系酸化物分散強化型鋼を製造できる方法を提供する。
【解決手段】元素粉末または合金粉末とY2 3 粉末を混合して機械的合金化処理を行ない、熱間押出しにより固化した後、最終熱処理としてAC3 変態点以上への加熱保持とそれに続くフェライト形成臨界速度以下での除冷熱処理を施すことにより、質量%で、Cが0.05~0.25%、Crが8.0~12.0%、Wが0.1~4.0%、Tiが0.1~1.0%、Y2 3 が0.1~0.5%、残部がFeおよび不可避不純物からなるY2 3 粒子を分散させたフェライト系酸化物分散強化型鋼を製造するに際して、機械的合金化処理で混合するTi成分の元素粉末としてTiO2 粉末を使用することにより、TiとCとの結合を抑制してマトリックス中のC濃度が低下しないようにする。
【選択図】 なし

従来技術、競合技術の概要
優れた高温強度と耐中性子照射特性が要求される原子炉、特に高速炉の構成部材には、従来よりオーステナイト系ステンレス鋼が用いられてきたが、耐スエリング特性などの耐照射特性に限界がある。一方、フェライト系ステンレス鋼は耐照射特性に優れるものの、高温強度が低い欠点がある。
【0004】
そこで、耐照射特性と高温強度特性に優れた材料として、フェライト系鋼中に微細な酸化物粒子を分散させたフェライト系酸化物分散強化型鋼が提案されている。またこのフェライト系酸化物分散強化型鋼の強度を向上させるためには、鋼中にTiを添加して酸化物分散粒子をさらに微細分散化させることが有効であることも知られている。
【0005】
特に、フェライト系酸化物分散強化型鋼の高温クリープ強度の改善には、粒界すべりを抑制するため結晶粒の大粒径化および等軸晶化を図ることが有効である。かような粗大結晶粒組織を得る方法として、Ac3変態点以上に加熱保持する熱処理により十分なα→γ変態量を確保してα相からγ相へ相変態させることによりオーステナイト化し、その後に、γ相からα相へ相変態させてフェライト組織が得られるように十分遅い速度、すなわちフェライト形成臨界速度以下で徐冷する方法が提案されている(例えば特開平11-343526号公報参照)。
産業上の利用分野
本発明は、高温クリープ強度に優れたフェライト系酸化物分散強化型鋼の製造方法に関し、さらに詳しくは、粗大結晶粒組織をもたらすことにより、優れた高温クリープ強度を付与することができるフェライト系酸化物分散強化型鋼の製造方法に関するものである。
【0002】
本発明のフェライト系酸化物分散強化型鋼は、特に高温での強度が求められる高速増殖炉燃料被覆管用材料、核融合炉第一壁材料、火力発電用材料等に好ましく利用できる。
特許請求の範囲 【請求項1】 元素粉末または合金粉末とY23粉末を混合して機械的合金化処理を行ない、熱間押出しにより固化した後、最終熱処理としてAc3変態点以上への加熱保持とそれに続くフェライト形成臨界速度以下での徐冷熱処理を施すことにより、質量%で、Cが0.05~0.25%、Crが8.0~12.0%、Wが0.1~4.0%、Tiが0.1~1.0%、Y23が0.1~0.5%、残部がFeおよび不可避不純物からなるY23粒子を分散させたフェライト系酸 化物分散強化型鋼を製造する方法であって、機械的合金化処理に際して混合するTi成分の元素粉末としてTiO2粉末を使用することを特徴とする粗大結晶粒組織を有する高温クリープ強度に優れたフェライト系酸化物分散強化型鋼の製造方法。
産業区分
  • 冶金、熱処理
  • 合金
  • 加工
  • 原子力
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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