EN 10216-5 X8CrNiMoVNb16-13(+AT+P)— 発電プラント・タービン向け析出硬化型耐熱オーステナイト鋼
概要
X8CrNiMoVNb16-13 は、析出硬化型のオーステナイト系高温特殊鋼で、750 ℃ まで酸化スケールに強く、650 ℃ までクリープ耐性を発揮します。蒸気ボイラ・タービン建設、化学・石油化学プラント、発電所配管に用いられます。硬化状態ではタービン羽根、スピンドル、ねじ、機械構造部品としても採用されています。
主な特性
一般物性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| 密度 | 20 ℃ | 7.96 g/cm³ |
機械的特性(固溶処理+析出硬化材:+AT+P)
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| ヤング率 | −100 ℃ | 206 GPa | |
| ヤング率 | 20 ℃ | 196 GPa | |
| ヤング率 | 100 ℃ | 190 GPa | |
| ヤング率 | 200 ℃ | 182 GPa | |
| ヤング率 | 300 ℃ | 174 GPa | |
| ヤング率 | 400 ℃ | 166 GPa | |
| ヤング率 | 500 ℃ | 158 GPa | |
| ヤング率 | 600 ℃ | 150 GPa | |
| ヤング率 | 700 ℃ | 142 GPa | |
| ヤング率 | 800 ℃ | 134 GPa | |
| ヤング率 | 900 ℃ | 127 GPa | |
| ヤング率 | 1,000 ℃ | 120 GPa | |
| 伸び | 20 ℃ | 30 % | |
| 横方向伸び | 20 ℃ | 20 % | |
| ポアソン比 | 23 ℃ | 0.30 | オーステナイト系ステンレス鋼の代表値 |
| 剛性率 | 23 ℃ | 77 GPa | オーステナイト系ステンレス鋼の代表値 |
| 引張強さ | 20 ℃ | 540–740 MPa | |
| 横方向引張強さ | 20 ℃ | 540–740 MPa | |
| 降伏強さ Rp0.2 | 20 ℃ | 255 MPa | |
| 降伏強さ Rp0.2 | 100 ℃ | 215 MPa | |
| 降伏強さ Rp0.2 | 200 ℃ | 196 MPa | |
| 降伏強さ Rp0.2 | 300 ℃ | 177 MPa | |
| 降伏強さ Rp0.2 | 400 ℃ | 167 MPa | |
| 降伏強さ Rp0.2 | 500 ℃ | 157 MPa | |
| 降伏強さ Rp0.2 | 550 ℃ | 152 MPa | |
| 降伏強さ Rp0.2 | 600 ℃ | 147 MPa | |
| 横方向降伏強さ Rp0.2 | 20 ℃ | 255 MPa | |
| 降伏強さ Rp1.0 | 20 ℃ | 295 MPa | |
| 降伏強さ Rp1.0 | 100 ℃ | 245 MPa | |
| 降伏強さ Rp1.0 | 200 ℃ | 226 MPa | |
| 降伏強さ Rp1.0 | 300 ℃ | 206 MPa | |
| 降伏強さ Rp1.0 | 400 ℃ | 196 MPa | |
| 降伏強さ Rp1.0 | 500 ℃ | 186 MPa | |
| 降伏強さ Rp1.0 | 550 ℃ | 181 MPa | |
| 降伏強さ Rp1.0 | 600 ℃ | 177 MPa | |
| 横方向降伏強さ Rp1.0 | 20 ℃ | 295 MPa |
熱的特性
| 特性 | 温度 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| 線膨張係数 | −100 ℃ | 1.49×10⁻⁵ 1/K | |
| 線膨張係数 | 20 ℃ | 1.61×10⁻⁵ 1/K | |
| 線膨張係数 | 100 ℃ | 1.67×10⁻⁵ 1/K | |
| 線膨張係数 | 200 ℃ | 1.72×10⁻⁵ 1/K | |
| 線膨張係数 | 300 ℃ | 1.77×10⁻⁵ 1/K | |
| 線膨張係数 | 400 ℃ | 1.81×10⁻⁵ 1/K | |
| 線膨張係数 | 500 ℃ | 1.84×10⁻⁵ 1/K | |
| 線膨張係数 | 600 ℃ | 1.88×10⁻⁵ 1/K | |
| 線膨張係数 | 700 ℃ | 1.91×10⁻⁵ 1/K | |
| 線膨張係数 | 800 ℃ | 1.94×10⁻⁵ 1/K | |
| 線膨張係数 | 900 ℃ | 1.97×10⁻⁵ 1/K | |
| 線膨張係数 | 1,000 ℃ | 2.00×10⁻⁵ 1/K | |
| 融点 | — | 1,230–1,480 ℃ | オーステナイト系ステンレス鋼の代表値 |
| 比熱容量 | −100 ℃ | 440 J/(kg·K) | |
| 比熱容量 | 20 ℃ | 472 J/(kg·K) | |
| 比熱容量 | 100 ℃ | 487 J/(kg·K) | |
| 比熱容量 | 200 ℃ | 503 J/(kg·K) | |
| 比熱容量 | 300 ℃ | 512 J/(kg·K) | |
| 比熱容量 | 400 ℃ | 520 J/(kg·K) | |
| 比熱容量 | 500 ℃ | 530 J/(kg·K) | |
| 比熱容量 | 600 ℃ | 541 J/(kg·K) | |
| 比熱容量 | 700 ℃ | 551 J/(kg·K) | |
| 比熱容量 | 800 ℃ | 559 J/(kg·K) | |
| 比熱容量 | 900 ℃ | 565 J/(kg·K) | |
| 比熱容量 | 1,000 ℃ | 571 J/(kg·K) | |
| 熱伝導率 | 20 ℃ | 13.3 W/(m·K) | |
| 熱伝導率 | 100 ℃ | 14.9 W/(m·K) | |
| 熱伝導率 | 200 ℃ | 16.5 W/(m·K) | |
| 熱伝導率 | 300 ℃ | 18.1 W/(m·K) | |
| 熱伝導率 | 400 ℃ | 19.5 W/(m·K) | |
| 熱伝導率 | 500 ℃ | 21.0 W/(m·K) | |
| 熱伝導率 | 600 ℃ | 22.4 W/(m·K) | |
| 熱伝導率 | 700 ℃ | 23.8 W/(m·K) | |
| 熱伝導率 | 800 ℃ | 25.2 W/(m·K) | |
| 熱拡散率 | 20 ℃ | 3.5 mm²/s | |
| 熱拡散率 | 100 ℃ | 3.8 mm²/s | |
| 熱拡散率 | 200 ℃ | 4.0 mm²/s | |
| 熱拡散率 | 300 ℃ | 4.3 mm²/s | |
| 熱拡散率 | 400 ℃ | 4.5 mm²/s | |
| 熱拡散率 | 500 ℃ | 4.7 mm²/s | |
| 熱拡散率 | 600 ℃ | 4.8 mm²/s | |
| 熱拡散率 | 700 ℃ | 5.1 mm²/s | |
| 熱拡散率 | 800 ℃ | 5.4 mm²/s |
電気的特性
| 特性 | 温度 | 値 |
|---|---|---|
| 電気抵抗率 | 20 ℃ | 7.91×10⁻⁷ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 100 ℃ | 8.45×10⁻⁷ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 200 ℃ | 9.19×10⁻⁷ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 300 ℃ | 9.77×10⁻⁷ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 400 ℃ | 1.03×10⁻⁶ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 500 ℃ | 1.08×10⁻⁶ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 600 ℃ | 1.12×10⁻⁶ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 700 ℃ | 1.15×10⁻⁶ Ω·m |
| 電気抵抗率 | 800 ℃ | 1.18×10⁻⁶ Ω·m |
化学成分(質量%)
| 元素 | 含有量 |
|---|---|
| 炭素 (C) | 0.04–0.10 % |
| クロム (Cr) | 15.5–17.5 % |
| マンガン (Mn) | 1.50 % |
| モリブデン (Mo) | 1.1–1.5 % |
| ニッケル (Ni) | 12.5–14.5 % |
| ニオブ (Nb) | 1.20 % |
| リン (P) | 0.04 % |
| ケイ素 (Si) | 0.3–0.6 % |
| 硫黄 (S) | 0.015 % |
| バナジウム (V) | 0.60–0.85 % |
適用規格・関連情報
- EN 10216-5:圧力用途ステンレス鋼管の技術供給条件
- 材料番号:1.4988(推定)
- 熱処理記号:+AT(固溶処理)+P(析出硬化)
- 同等グレード:AISI 660 / UNS S66286 に類似
- V と Nb の複合析出により高温強度とクリープ耐性を両立
用途例
- 蒸気タービン羽根・スピンドル・ボルト
- 発電所高温配管・ヘッダ
- 石油化学プラント高温反応器部材
- 高温クリープ環境下の機械構造部品
熱処理ガイドライン(参考)
- 固溶処理:1,050–1,100 ℃ 保持後、水冷または急冷
- 析出硬化:650–750 ℃ × 4–16 h 空冷(用途に応じて調整)
- 溶接後は再固溶処理+析出硬化が推奨される
金属
- EN 10090 NiFe25Cr20NbTi:固溶化処理・析出硬化材(+AT+P)優れたクリープ・耐食性
- DIN 17480 X50CrMnNiNbN21-9鋼:固溶熱処理および析出硬化 (AT+P)
- DIN 17480 X53CrMnNiN21-9:熱処理・析出硬化ステンレス鋼 (AT+P)
- DIN 17480 X45CrNiW18-9:高温用途向け熱処理・析出硬化型弁用鋼
- SEW 395 GX12CrNi18-11:高性能オーステナイト鋼、熱処理・水焼鈍済み
- EN 10269 NiCr15Fe7TiAl:高温用途向け熱処理・析出硬化グレード
- EN 10269 NiCr20TiAl:航空宇宙用高温合金 – 固溶熱処理・析出硬化
- EN 10213-4 GX2CrNi19-11:溶液熱処理・水焼入れ済み高性能オーステナイト系ステンレス鋼鋳鋼
- EN 10213-4 GX2CrNiMo19-11-2 オーステナイト系ステンレス鋼 – 圧力容器用固溶熱処理・焼入れ材
- EN 10213-4 GX2NiCrMo28-20-2 プレミアムステンレス鋼 – 圧力容器用固溶熱処理材
- EN 10213-4 GX5CrNiMoNb19-11-2 耐食性オーステナイト系鋼 – 熱処理・焼入れ材