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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

シーズコード S130010773
掲載日 2013年6月6日
研究者
  • 大塚 智史
  • 鵜飼 重治
  • 皆藤 威二
  • 藤原 優行
技術名称 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
技術概要 元素粉末又は合金粉末とY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Ac変態点以上への加熱保持とその後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、C0.05~0.25%、Cr8.0~12.0%、W0.1~4.0%、Ti0.1~1.0%、Y0.1~0.5%、残部Fe及び不可避不純物からなる、Y粒子を分散させた粗大結晶粒組織を有するフェライト系酸化物分散強化型鋼の製造方法である。機械的合金化処理に際し、混合する原料にFe粉末を追加的に添加することにより、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。図は、結晶粒粗大化条件式の上限と下限の範囲を斜線部分で表し、各試作材の実測値をプロットしたものである。条件式はC量を0.13%として計算するが、結晶粒が成長した試作材(MM13、T3)はすべて斜線範囲内に位置し、結晶粒が成長しなかった試作材(T14、T5、T4)はすべて斜線範囲外に位置し、この条件式の妥当性を示す。
画像

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研究分野
  • 分散強化合金
  • 鉄鋼材料
  • 分散冶金
展開可能なシーズ フェライト系酸化物分散強化型鋼にTiを添加した場合でも、TiとCとの結合を抑制してマトリックス中のC濃度を維持し熱処理時に十分なα→γ変態を確保することで、高温クリープ強度の改善に有効な粗大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。
原料粉末として不安定酸化物であるFe粉末を追加的に添加して鋼中の過剰酸素量を所定の範囲とすることにより、TiはCと結合して炭化物を形成せず、過剰酸素と結合して酸化物を形成するため、マトリックス中のC濃度を低下させない。この結果、Ac変態点以上での熱処理時に十分なα→γ変態が生じてγ単相とすることができ、さらにそれに続くフェライト形成臨界速度以下で徐冷する熱処理を行うことにより粗大化結晶粒組織を有するα相を形成でき、高温クリープ強度の向上をもたらす。
用途利用分野 フェライト系酸化物分散強化型鋼、分散強化型鋼、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
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 独立行政法人 日本原子力研究開発機構, . 大塚 智史, 鵜飼 重治, 皆藤 威二, 藤原 優行, . 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. 特開2006-176878. 2006-07-06
  • C22C  33/02     
  • B22F   1/00     
  • B22F   3/20     
  • B22F   3/24     
  • C22C  38/00     
  • C22C  38/28     
  • C21D   6/00     
  • G21B   1/11     
  • G21B   1/17     

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