ASTM A213 TP310HCb ニオブ安定化オーステナイト系耐熱ステンレス鋼
概要
ASTM A213 TP310HCb（UNS S31042）は、TP310Hにニオブ（コロンビウム）を添加し、炭化物析出による感度化を防止した高温用オーステナイト系ステンレス鋼です。高温酸化抵抗性とクリープ強度に加え、溶接熱影響部の粒界腐食抵抗性を向上させています。
一般特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 23.0 ℃ | 7.9 – 8.2 g/cm³ | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
機械的特性（室温、熱処理後）
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 弾性係数 | 23.0 ℃ | 195 GPa | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
| 伸び（A50） | 23.0 ℃ | 35 % | |
| ブリネル硬度 | 23.0 ℃ | 192 HB | |
| ロックウェルB硬度 | 23.0 ℃ | 90 HRB | |
| ビッカース硬度 | 23.0 ℃ | 200 HV | |
| ポアソン比 | 23.0 ℃ | 0.30 | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
| せん断弾性係数 | 23.0 ℃ | 77 GPa | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
| 引張強さ | 23.0 ℃ | 515 MPa | |
| 降伏強さ | 23.0 ℃ | 205 MPa |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 線膨張係数 | 23.0 ℃ | 1.7 – 1.9 × 10⁻⁵ 1/K | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
| 融点 | – | 1230 – 1480 ℃ | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
| 比熱容量 | 23.0 ℃ | 440 J/(kg·K) | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
| 熱伝導率 | 23.0 ℃ | 11 – 21 W/(m·K) | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
電気的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 電気抵抗率 | 23.0 ℃ | 8.5 × 10⁻⁷ Ω·m | オーステナイト系ステンレス鋼として典型的 |
化学組成（質量%）
| 元素 | 含有量 |
|---|---|
| 炭素 (C) | 0.04 – 0.10 % |
| クロム (Cr) | 24.0 – 26.0 % |
| マンガン (Mn) | 2.00 % |
| ニッケル (Ni) | 19.0 – 22.0 % |
| ニオブ (Nb) | 1.10 % |
| リン (P) | 0.05 % |
| ケイ素 (Si) | 1.00 % |
| 硫黄 (S) | 0.03 % |
ニオブ添加の効果
- 安定化効果: Nbは炭素と強く結合し、NbCとして析出させることでCr₂₃C₆の粒界析出を抑制
- 感度化防止: 溶接熱影響部や高温曝露時の粒界腐食リスクを大幅に低減
- 高温強度維持: 析出硬化効果により、長時間高温曝露後のクリープ強度を確保
TP310HとTP310HCbの比較
| 特性 | TP310H | TP310HCb |
|---|---|---|
| ニオブ含有量 | – | 1.10% (8×C以上) |
| 感度化抵抗性 | 標準 | 優秀 |
| 溶接後熱処理 | 必要な場合あり | 原則不要 |
| 高温クリープ強度 | 優秀 | 同等以上 |
主な用途
- 溶接構造を伴う高温ボイラーチューブ
- 石油化学プラントの高温反応器チューブ
- 排ガス処理装置・焼却炉部品
- 熱処理炉コンベヤー・治具
熱処理と供給状態
固溶熱処理（1040–1120℃、急冷）状態で供給。ニオブ炭化物の適切な析出制御により、高温靭性とクリープ特性のバランスを最適化しています。
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