耐熱鋼の製造方法

耐熱鋼の製造方法
耐熱鋼は高温で高い強度と良好な化学安定性を有する合金鋼である。
耐熱鋼には抗酸化鋼と熱強化鋼の2種類が含まれる：抗酸化鋼は一般的に良好な化学安定性が要求されるが、負荷が低い、熱強鋼には高い高温強度と相応の抗酸化性が要求される。耐熱鋼はボイラー、タービン、動力機械、工業炉、航空、石油化学工業などの工業部門で高温で働く部品の製造によく使われている。これらの部品は高温強度と高温酸化腐食防止のほか、用途によっては十分な靭性、良好な加工性と溶接性、および一定の組織安定性が要求されている。耐熱鋳鋼は鋳造状態で使用されることが多く、耐熱鋼の種類に応じて対応する熱処理を採用するものもある。
次に、耐熱鋼の製造工程を簡単に紹介します。
製錬：耐熱鋼は一般的にアーク炉や誘導炉で溶錬され、品質要求が高いものは真空精錬と炉外精錬技術を採用することが多い。
鋳造：一部の高合金耐熱鋼は加工変形が困難であり、鋳物の生産は圧延材よりも採算が合うだけでなく、鋳物には比較的に高い耐久強度があるため、耐熱鋼の中で耐熱鋳鋼はかなりの割合を占めている。鋳造方法は砂型鋳造を採用するほか、表面が滑らかで正確な寸法の製品を得るために鋳造技術を使用することもできる。合成アンモニアとエチレン分解用の高温炉管には遠心鋳造の方法が用いられることが多い。
熱処理：パーライト熱強化鋼は通常、正火または調質後に使用される、マルテンサイト耐熱鋼は調質処理を用いて組織を安定化させ、良好な総合力学性能と高温強度を得る。
フェライト鋼は熱処理により強化できない。冷間塑性変形加工と溶接による内応力を除去するために、650〜830℃でアニール処理を行い、アニール後急速に冷却し、475℃脆性温度範囲を迅速に通過することができる、オーステナイト抗酸化鋼の多くは高温固溶熱処理を用いて、良好な冷変形性を得る。オーステナイト熱強鋼は、まず高温固溶処理を用い、その後、使用温度より60〜100℃高い条件下で時効処理を行い、組織を安定化させるとともに、二相を析出させ、基体を強化する。