AT397819B

AT397819B - Verfahren zum herstellen eines plattierten formkörpers

Info

Publication number: AT397819B
Application number: AT0266688A
Authority: AT
Inventors: Hans Dipl Ing Dr Enoeckl; Giswalt Dipl Ing Dr Veitl; Roland Dipl Ing Schimboeck; Ruth Dipl Ing Pleschko
Original assignee: Voest Alpine Stahl
Priority date: 1988-10-28
Filing date: 1988-10-28
Publication date: 1994-07-25
Also published as: EP0366646B1; ATA266688A; ATE97697T1; DE58906253D1; EP0366646A1

Description

AT 397 819 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines plattierten, insbesondere walzplattierten, aus einem Grundwerkstoff und mindestens einem hochlegierten, korrosionsbeständigen Auflagewerkstoff bestehenden Formkörpers. Für bestimmte Verwendungsgebiete werden plattierte Formkörper verlangt, deren Grundwerkstoff eine hohe Festigkeit mit einer hohen Zähigkeit auch bei tiefen Temperaturen verbindet und dessen Auflagewerkstoff in besonderem Maß korrosionsbeständig ist. Diese Forderungen bestehen für bestimmte Komponenten in der Offshore-Industrie, in der chemischen Industrie sowie Rauchgasentschwefelungsanlagen.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist bereits aus der AT-PS 384 245 bekanntgeworden, bei welchem durch Plattieren auf einen Grundwerkstoff ein 3 bis 7 Gew.-% Mo aufweisender Auflagewerkstoff aufgebracht wird. Der auf diese Weise erhaltene Verbundwerkstoff weist eine für den Apparatebau ausreichende Verformbarkeit sowie eine relativ gute Korrosionsbeständigkeit auf. Wenn jedoch aus derartigen Materialien gefertigte Apparaturen längere Zeit extrem starken organischen oder anorganischen Säuren, insbesondere bei höheren Temperaturen, ausgesetzt werden, wird der Auflagewerkstoff durch die hoch-korrosive Beanspruchung stark angegriffen, wodurch die Apparaturen für den weiteren Einsatz unter korrosiven Bedingungen unbrauchbar werden.

Aus der EP-A 225 983 ist ein korrosionsbeständiger, plattierter Stahl zu entnehmen, dessen Grundwerkstoff 0,1 bis 0,5% Kohlenstoff, 0,15 bis 0,6% Si, 0,2 bis 3% Mn, 0,005 bis 0,03% N und wenigstens ein Legierungselement, gewählt aus Vanadium, Niob, Titan oder Bor, enthält. Dieser Grundwerkstoff wird mit einem korrosionsbeständigen Material plattiert und nach dem Plattieren wird eine Abkühlung von Temperaturen von 900 bis 1250 ° C auf 500 *C mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 0,2*C/s oder mehr durchgeführt.

Auch aus der DE-OS 23 31 134 sind walzplattierte Werkstoffe aus einem Grundwerkstoff aus Stahl, welcher bis zu 14% Chrom enthalten kann, und aus Plattierauflagen aus korrosionsbeständigen, austeniti-schen Stählen und Legierungen bekanntgeworden.

Die Erfindung zielt darauf ab, die Korrosionsbeständigkeit gegenüber organischen und anorganischen Säuren, insbesondere H2S, H2SO*, HCl und oxidierenden Säuren bzw. Säuregemischen, wie Königswasser, weiter zu verbessern und auch bei hohen Säuretemperaturen und höherem Druck höhere Beständigkeit zu erzielen.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, - daß der Grundwerkstoff bis 0,25 Gew.-% C, 0,10 bis 1,5 Gew.-% Si, 0,50 bis 1,70 Gew.-% Mn, bis 1,00 Gew.-% Cr, bis 0,30 Gew.-% Cu, bis 0,50 Gew.-% Mo, bis 3,00 Gew.-% Ni, bis 0,05 Gew.-% Nb, bis 0,10 Gew.-% V, bis 0,02 Gew,-% N, bis 0,04 Gew.-% P, bis 0,025 Gew.-% S, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen enthält, wobei % Nb + % Ti + % V kleiner gleich 0,20 Gew.-% und (% AI + % Ti + % Zr). % N größer gleich 0,005 Gew.-% ist, - daß der Auflagewerkstoff aus 0,001 bis 0,1 Gew.-% C, 0,001 bis 2,0 Gew.-% Si, 0,01 bis 5,0 Gew.-% Mn, 0,5 bis 40,0 Gew.-% Cr, 35,0 bis 80,0 Gew.-% Ni, 7,0 bis 30,0 Gew.-% Mo, bis 5,0 Gew.-% Cu, bis 1,0 Gew.-% Ti, bis 1,0 Gew.-% Nb, bis 0,04 Gew.-% P, bis 5,0 Gew.-% W, bis 0,025 Gew.-% S, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen besteht, und - daß die Werkstoffe nach dem Plattieren auf eine Temperatur zwischen 1000 und 1150*C gebracht, anschließend auf eine Temperatur zwischen 700 und 450 *C, vorzugsweise zwischen 620 und 550 *C, mit einer Abkühlgeschwindigkeit zwischen 10' C/s und 1 *C/s abgeschreckt und danach an ruhender Luft mit einer Abkühlgeschwindigkeit zwischen l5°C/min und 5°C/min abgekühlt werden.

Entgegen den Vorurteilen der Fachwelt, die bei Erhöhung des Mo-Gehaltes bei walzplattierten Auflagewerkstoffen keine Verbesserungen in den Korrosionseigenschaften erwarten ließen, hat es sich überraschenderweise herausgestellt, daß die gleichzeitige Anhebung des Ni-Gehaltes im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens und die erfindungsgemäße Plattierung eine gute Verformbarkeit bei gleichzeitig wesentlicher Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen und hohen Drücken zur Folge hat. Die gleichzeitige Erhöhung des Ni-Gehaltes führt hiebei zu den verbesserten Materialeigenschaften, wobei bei hohen Ni-Gehalten eine Anhebung des Cr-Gehaltes gleichfalls zur Austenitstabilisierung bzw. zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit führt.

Wesentlich für die Erfindung ist hiebei weiters die gesteuerte rasche Abkühlung von Austenitisierungstemperatur auf 700 * C bis 4500 C und das daran anschließende langsame Abkühlen. Mit dieser Methode werden die Korrosionsbeständigkeit verschlechternde Ausscheidungen im Auflagewerkstoff mit Sicherheit unterdrückt, wogegen der Grundwerkstoff in ein feines Ferrit- und Perlitgefüge oder azikularen Ferrit umgewandelt wird.

In vorteilhafter Weise wird das Verfahren so geführt, daß die Werkstoffe so walzplattiert werden, daß am Ende des Walzvorganges eine Temperatur zwischen 1000 und 1060'C erreicht wird und anschließend die 2

Claims

AT 397 819 B rasche Abkühlung von Austenitisierungstemperatur erfolgt. Dadurch, daß die Auflagewerkstoffe sich vor der raschen Abkühlung noch im ausscheidungsfreien Zustand befinden, wird sichergestellt, daß die so hergestellten walzplattierten Formkörper höchstmögliche Korrosionseigenschaften aufweisen. Um neben einer hohen Korrosionsbeständigkeit auch eine hohe Festigkeit und hohe Kerbschlagzähigkeit des Verbundwerkstoffes sicherzustellen, wird mit Vorteil so vorgegangen, daß die Werkstoffe auf eine Temperatur zwischen 620 und 550 *C mit einer Abkühlgeschwindigkeit zwischen 7* C/s und 3 "C/s abgeschreckt werden. Durch eine derartige Abschreckbehandlung des Verbundwerkstoffes können die Festigkeitswerte des Grundwerkstoffes weiter erhöht werden und gleichzeitig exzellente Korrosionseigenschaften des Auflagewerkstoffes sichergestellt werden. In vorteilhafter Weise wird der Verbundwerkstoff an ruhender Luft mit einer Abkühlgeschwindigkeit von etwa 10°C/min weiter abgekühlt. Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen eines plattierten, insbesondere walzplattierten, aus einem Grundwerkstoff und mindestens einem hochlegierten, nicht rostenden Auflagewerkstoff bestehenden Formkörpers, dadurch gekennzeichnet, - daß der Grundwerkstoff bis 0,25 Gew.-% C, 0,10 bis 1,5 Gew.-% Si, 0,50 bis 1,70 Gew.-% Mn, bis 1,00 Gew.-% Cr, bis 0,30 Gew.-% Cu, bis 0,50 Gew.-% Mo, bis 3,00 Gew.-% Ni, bis 0,05 Gew.-% Nb, bis 0,10 Gew.-% V, bis 0,02 Gew.-% N, bis 0,04 Gew.-% P, bis 0,025 Gew.-% S, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen enthält, wobei % Nb + % Ti + % V kleiner gleich 0,20 Gew.-% und (% Ai + % Ti + % Zr). % N größer gleich 0,005 Gew.-% ist, - daß der Auflagewerkstoff aus 0,001 bis 0,1 Gew.-% C, 0,001 bis 2,0 Gew.-% Si, 0,01 bis 5,0 Gew.-% Mn, 0,5 bis 40,0 Gew.-% Cr, 35,0 bis 80,0 Gew.-% Ni, 7,0 bis 30,0 Gew.-% Mo, bis 5,0 Gew.-% Cu, bis 1,0 Gew.-% Ti, bis 1,0 Gew.-% Nb, bis 0,04 Gew.-% P, bis 5,0 Gew.-% W, bis 0,025 Gew.-% S, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen besteht, und - daß die Werkstoffe nach dem Plattieren auf eine Temperatur zwischen 1000 und 1150" C gebracht, anschließend auf eine Temperatur zwischen 700 und 450 *C, vorzugsweise zwischen 620 und 550 "C, mit einer Abkühlgeschwindigkeit zwischen 10 "C/s und 1 *C/s abgeschreckt und danach an ruhender Luft mit einer Abkühlgeschwindigkeit zwischen 15"C/min und 5*C/min abgekühlt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstoffe nach dem Walzplattieren eine Temperatur zwischen 1000 und 1060 *C aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstoffe auf eine Temperatur zwischen 620 und 550 · C mit einer Abkühlgeschwindigkeit zwischen 7 · C/s und 3 · C/s abgeschreckt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühlen an ruhender Luft mit einer Abkühlgeschwindigkeit von etwa 10‘C/min erfolgt. 3