BR112015011640B1 - Aço inoxidável ferrítico - Google Patents

Aço inoxidável ferrítico Download PDF

Info

Publication number
BR112015011640B1
BR112015011640B1 BR112015011640-0A BR112015011640A BR112015011640B1 BR 112015011640 B1 BR112015011640 B1 BR 112015011640B1 BR 112015011640 A BR112015011640 A BR 112015011640A BR 112015011640 B1 BR112015011640 B1 BR 112015011640B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
less
stainless steel
ferritic stainless
niobium
weight
Prior art date
Application number
BR112015011640-0A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112015011640A2 (pt
Inventor
Kela Juha
Koskiniemi Joni
Levonmaa Raimo
Original Assignee
Outokumpu Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Outokumpu Oyj filed Critical Outokumpu Oyj
Publication of BR112015011640A2 publication Critical patent/BR112015011640A2/pt
Publication of BR112015011640B1 publication Critical patent/BR112015011640B1/pt

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/068Decarburising
    • C21C7/0685Decarburising of stainless steel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/20Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226Hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0236Cold rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0263Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0273Final recrystallisation annealing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)

Abstract

aço inoxidável ferrítico. a presente invenção está correlacionada a está correlacionada a um aço inoxidável ferrítico, tendo excelente resistência à corrosão e satisfatórias propriedades de modelagem de folha. o aço consiste de 0,003-0,035 em peso de carbono, 0,05-1,0% de silício, 0,1- 0,8% de manganês, 20-24% de cromo, 0,05-0,8% de níquel, 0,003-0,5% de molibdênio, 0,2-0,8% de cobre, 0,003-0,05 de nitrogênio, 0,05-0,8% de titânio, 0,05-0,8% de nióbio, 0,03-0,5% de vanádio, menos de 0,04% de alumínio e a soma de c+n inferior a 0,06%, o restante sendo ferro e inevitáveis impurezas, em tais condições que a proporção (ti+nb) / (c+n) seja maior ou igual a 8 e inferior a 40, e a proporção tieq /ceq = (ti + 0,515*nb + 0, 940*v) / (c + 0,858*n) seja maior ou igual a 6 e inferior a 40.

Description

Campo da Invenção
[001] A presente invenção está correlacionada a um aço inoxidável ferrítico estabilizado, tendo satisfatória resistência à corrosão e satisfatórias propriedades de conformação de chapa.
[002] O ponto mais crítico no desenvolvimento de um aço inoxidável ferrítico é de como tratar os elementos de carbono e nitrogênio. Esses elementos devem ser ligados na forma de carbetos, nitretos ou carbonitretos. Os elementos usados nesse tipo de ligação são chamados de elementos de estabilização. Os elementos comuns de estabilização são nióbio e titânio. As exigências para estabilização de carbono e nitrogênio podem ser reduzidas no caso de aços inoxidáveis ferríticos, em que, por exemplo, o teor de carbono é acentuadamente baixo, inferior a 0,01% em peso. Entretanto, esse baixo teor de carbono acarreta exigências para o processo de fabricação. A tecnologia comum de produção de aço inoxidável conhecida como “Processo AOD” (Descarbonetação por meio de injeção de Argônio-Oxigênio) não é mais prática e, portanto, métodos de produção mais caros devem ser usados, como, por exemplo, a tecnologia de produção VOD (Descarbonetação a Vácuo de Oxigênio).
[003] O documento de Patente EP 936280 está correlacionado a um aço inoxidável ferrítico estabilizado com titânio e nióbio tendo uma composição (em % em peso) inferior a 0,025% de carbono, 0,2-0,7% de silício, 0,1-1,0% de manganês, 17-21% de cromo, 0,07-0,4% de níquel, 1,0-1,25% de molibdênio, menos de 0,025% de nitrogênio, 0,1-0,2 de titânio, 0,2-0,35% de nióbio, 0,045-0,060% de boro, 0,020,04% de (REM (terras raras) + háfnio), o restante sendo ferro e inevitáveis impurezas. De acordo com esse documento, o cobre e o molibdênio apresentam um efeito benéfico com relação à resistência em geral, e à corrosão localizada, e ainda em que os terras raras (REM) se globulizam em sulfetos, desse modo, melhorando as propriedades de ductilidade e conformabilidade. Entretanto, o molibdênio e os REM são elementos caros, tornando a fabricação do aço de alto custo.
[004] O documento de Patente EP 1818422 descreve um aço inoxidável ferrítico estabilizado com nióbio, tendo entre outros elementos, menos de 0,03% em peso de carbono, 8-22% em peso de cromo, menos de 0,03% em peso de nitrogênio, e 02-1,0% em peso de nióbio. De acordo com esse documento, a estabilização do carbono e nitrogênio é realizada usando somente nióbio.
[005] A Patente U.S. No. 7.056.398 descreve um aço inoxidável ferrítico à base de um teor de carbono ultrabaixo, incluindo menos de 0,01% em peso de carbono, menos de 1,0% em peso de silício, menos de 1,5% em peso de manganês, de 11-23% em peso de cromo, menos de 1,0% em peso de alumínio, menos de 0,04% em peso de nitrogênio, de 0,0005 - 0,01% em peso de boro, menos de 0,3% em peso de vanádio, menos de 0,8% em peso de nióbio, menos de 1,0% em peso de titânio, em que 18<Nb/(C+N)+2(Ti/(C+N)<60. Durante o processo de fabricação do aço, o carbono é removido o máximo possível, e o carbono em solução sólida é fixado na forma de carbetos pelo titânio e nióbio. No aço dessa patente U.S. No. 7.056.398, uma porção do titânio é substituída por vanádio, e o vanádio é adicionado em mistura com boro, de modo a melhorar a tenacidade. Além disso, o boro forma nitreto de boro (BN) que impede a precipitação de nitrato de titânio, que posteriormente deteriora a tenacidade do aço. O aço desse referido documento é concentrado na melhoria da resistência à fragilização, à custa da resistência à corrosão, e se recomenda para uso como um meio de proteção de revestimento.
[006] O documento de pedido de patente EP 2163658 descreve um aço inoxidável ferrítico com resistência à corrosão por sulfato, contendo menos de 0,02% de carbono, de 0,05-0,8% de silício, menos de 0,5% de manganês, de 20-24% de cromo, menos de 0,5% de níquel, de 0,3-0,8% de cobre, menos de 0,02% de nitrogênio, de 0,20-0,55% de nióbio, menos de 0,1% de alumínio, o balanço sendo ferro e inevitáveis impurezas. Nesse aço inoxidável ferrítico somente o nióbio é usado na estabilização do carbono e nitrogênio.
[007] O documento de pedido de patente EP 2182085 se refere a um aço inoxidável ferrítico tendo uma superior usinabilidade ao puncionamento, sem proporcionar a formação de rebarbas. O aço contém em % em peso, 0,003 - 0,012% de carbono, menos de 0,13% de silício, menos de 0,25% de manganês, de 20,5 - 23,5% de cromo, menos de 0,5% de níquel, de 0,3 - 0,6% de cobre, de 0,003 - 0,012% de nitrogênio, de 0,3 - 0,5% de nióbio, de 0,05 - 0,15% de titânio, menos de 0,06% de alumínio, o restante sendo ferro e inevitáveis impurezas. Além disso, a proporção de Nb/Ti contida em carbonitreto complexo de NbTi presente na vizinhança do grão de cristal de ferrita se dispõe na faixa de 1 a 10. Além disso, o aço inoxidável ferrítico desse pedido de patente EP 2182085 compreende menos de 0,001% de boro, menos de 0,1% de molibdênio, menos de 0,05% de vanádio e menos de 0,01% de cálcio. Também, é descrito que quando o teor de carbono é maior que 0,012%, a geração de carbeto de cromo não pode ser suprimida e a resistência à corrosão é degradada, e que quando mais de 0,05% de vanádio é adicionado, o aço é endurecido, resultando numa usinabilidade também degradada.
[008] Um aço inoxidável ferrítico com satisfatória resistência à corrosão é também descrito no pedido de patente U.S. 2009/056838, em que a composição contém menos de 0,03% de carbono, menos de 1,0% de silício, menos de 0,5% de manganês, de 20,5 - 22,5% de cromo, menos de 1,0% de níquel, de 0,3 - 0,8% de cobre, de 0,03 de nitrogênio, menos de 0,1% de alumínio, menos de 0,01 de nióbio, (4x(C+N)% <titânio < 0,35%), (C+N) menor que 0,05%, o balanço sendo ferro e inevitáveis impurezas. De acordo com esse pedido de patente (U.S. 2009/056838) o nióbio não é usado, pelo fato de que o nióbio aumenta a temperatura de recristalização, provocando um insuficiente recozimento na linha de recozimento de alta velocidade de uma chapa de aço laminada a frio. De modo contrário, o titânio é um elemento essencial a ser adicionado, para aumentar o potencial de corrosão localizada, desse modo, melhorando a resistência à corrosão. O vanádio tem o efeito de prevenir a ocorrência de corrosão intergranular na área de soldagem. Portanto, o vanádio é opcionalmente adicionado, na faixa de 0,01-0,5%.
[009] A publicação do documento de patente WO 2010/016014 descreve um aço inoxidável ferrítico tendo excelente resistência à fragilização de hidrogênio e ao trincamento causado por corrosão sob tração. O aço contém menos de 0,015% de carbono, menos de 1,0% de silício, menos de 1,0% de manganês, de 20 - 25% de cromo, menos de 0,5% de níquel, menos de 0,5% de molibdênio, menos de 0,5 de cobre, menos de 0,015% de nitrogênio, menos de 0,05% de alumínio, menos de 0,25% de nióbio, menos de 0,25% de titânio e muito menos de 0,20% de tântalo (um elemento bastante caro), o balanço sendo ferro e inevitáveis impurezas. A adição de altos teores de nióbio e/ou tântalo provoca a consolidação da estrutura cristalina e, portanto, a soma (Ti+Nb+Ta) se dispõe na faixa de 0,2 - 0,5%. Além disso, para impedir a fragilização do hidrogênio, a proporção (Nb+1/2Ta)/Ti é necessária se dispor na faixa de 1-2.
[010] A publicação do documento de patente WO 2012/046879 se refere a um aço inoxidável ferrítico a ser usado na separação de uma célula combustível de membrana de troca de próton. Um filme de passivação é formado na superfície do aço inoxidável mediante imersão do aço inoxidável em uma solução contendo principalmente ácido fluorídrico ou uma mistura líquida de ácido fluorídrico e ácido nítrico. O aço inoxidável ferrítico contém carbono, silício, manganês, alumínio, nitrogênio, cromo e molibdênio, além do ferro, como elementos de formação de liga necessários. Todos os outros elementos de formação de liga descritos no documento de referência WO 2012/046879 são opcionais. Conforme descrito nos Exemplos dessa publicação WO, o aço inoxidável ferrítico tendo um baixo teor de carbono é produzido por fusão a vácuo, que é um método de fabricação bastante caro.
[011] As sim, o objetivo da presente invenção é de eliminar alguns inconvenientes descritos pelo estado da técnica, de modo a obter um aço inoxidável ferrítico tendo satisfatória resistência à corrosão e satisfatórias propriedades de conformação de chapa, cujo aço é estabilizado por nióbio, titânio e vanádio, e é produzido usando a tecnologia AOD (Descarbonetação por meio de injeção de Argônio-Oxigênio). As características essenciais da presente invenção são apresentadas nas reivindicações anexas.
[012] A composição química do aço inoxidável ferrítico de acordo com a invenção consiste, em percentual em peso, de menos de 0,035% de carbono (C), menos de 1,0% de silício (Si), menos de 0,8% de manganês (Mn), de 20-24% de cromo (Cr), menos de 0,8% de níquel (Ni), menos de 0,5% de molibdênio (Mo), menos de 0,8% de cobre (Cu), menos de 0,05% de nitrogênio (N), menos de 0,8% de titânio (Ti), menos de 0,8% de nióbio (Nb), menos de 0,5% de vanádio (V), menos de 0,04% de alumínio (Al), o restante sendo ferro e inevitáveis impurezas que ocorrem nos aços inoxidáveis, em tais condições que a soma de (C+N) seja menor que 0,06%, e que a proporção (Ti+Nb)/(C+N) seja maior ou igual a 8 e inferior a 40, pelo menos menor que 25, e a proporção Tieq/Ceq = (Ti + 0,515*Nb + 0,940*V)/(C + 0,858*N) seja maior ou igual a 6 e inferior a 40, pelo menos menor que 20. O aço inoxidável ferrítico de acordo com a invenção é vantajosamente produzido usando a tecnologia AOD (Descarbonetação por meio de injeção de Argônio-Oxigênio).
[013] Os efeitos e os teores em % em peso, caso nada seja mencionado, de cada elemento serão discutidos a seguir.
[014] O carbono (C) diminui o alongamento e o valor “r”, e, preferivelmente, o carbono é removido o máximo possível durante o processo de fabricação de aço. O carbono em solução sólida é fixado na forma de carbetos pelo titânio, nióbio e vanádio, conforme descrito abaixo. O teor de carbono é limitado a 0,035%, preferivelmente, a 0,03%, mas, pelo menos, um teor de 0,003% de carbono.
[015] O silício (Si) é usado para reduzir o cromo da escória que volta para a fusão. Algum teor de silício que permanece no aço é necessário, para garantir que a redução seja bem feita. Portanto, o teor de silício é menor que 1,0%, mas, de pelo menos 0,05%, preferivelmente, de 0,05 - 0,7%.
[016] O manganês (Mn) piora a resistência à corrosão do aço inoxidável ferrítico mediante formação de sulfetos de manganês. Com um teor de enxofre (S) baixo, o teor de manganês é menor que 0,8%, preferivelmente, menor que 0,65%, mas, pelo menos de 0,10%. A faixa mais favorável é de 0,10 - 0,65% de manganês.
[017] O cromo (Cr) aumenta a resistência à oxidação e resistência à corrosão. A fim de se obter uma resistência à corrosão comparável ao aço de grau EN 1.4301, o teor de cromo deve ser de 20-24%, preferivelmente, de 20-21,5%.
[018] O níquel (Ni) é um elemento de contribuição favorável para melhoria da tenacidade, porém, o níquel apresenta sensibilidade ao trincamento por corrosão sob tração (SCC). A fim de considerar esses efeitos, o teor de níquel é menor que 0,8%, preferivelmente, inferior a 0,5%, o teor de níquel sendo de pelo menos 0,05%.
[019] O molibdênio (Mo) aumenta a resistência à corrosão, mas, reduz o alongamento à fratura. O teor de molibdênio é menor que 0,5%, preferivelmente, inferior a 0,2%, mas, de pelo menos 0,003%.
[020] O cobre (Cu) melhora a resistência à corrosão em soluções acídicas, porém, um alto de teor de cobre pode ser prejudicial. Portanto, o teor de cobre é menor que 0,8%, preferivelmente, menor que 0,5%, mas, pelo menos, de 0,2%.
[021] O nitrogênio (N) reduz o alongamento à fratura. O teor de nitrogênio é menor que 0,05%, preferivelmente, menor que 0,03%, mas, pelo menos, de 0,003%.
[022] O alumínio (Al) é usado para remover o oxigênio do material fundido. O teor de alumínio é inferior a 0,04%.
[023] O titânio (Ti) é bastante útil, pelo fato de formar nitretos de titânio com o nitrogênio em temperaturas bastante altas. Os nitretos de titânio impedem o crescimento do grão durante as etapas de recozimento e soldagem. O teor de titânio é inferior a 0,8%, mas, de pelo menos 0,05%, preferivelmente, de 0,05-0,40%.
[024] O nióbio (Nb) é usado em alguma proporção para ligar o carbono aos carbetos de nióbio. Co a presença de nióbio, a temperatura de recristalização pode ser controlada. O nióbio é o elemento mais caro da escolha dos elementos de estabilização de titânio, vanádio e nióbio. O teor de nióbio é inferior a 0,8%, mas, pelo menos, de 0,05%, preferivelmente, de 0,05-0,40%.
[025] O vanádio (V) forma carbetos e nitretos em temperaturas mais baixas. Essas precipitações são pequenas e maior parte das mesmas ocorre normalmente no interior dos grãos. A quantidade de vanádio necessária para estabilização do carbono é somente metade da quantidade de nióbio necessária para a mesma estabilização de carbono. Isso se deve ao fato de que o peso atômico do vanádio é somente cerca da metade do peso atômico do nióbio. Pelo fato de o vanádio ser mais barato do que o nióbio, então o vanádio é uma escolha econômica. O vanádio também melhora a tenacidade do aço. O teor de vanádio é inferior a 0,5%, mas, de pelo menos 0,03%, preferivelmente, de 0,03-0,20%.
[026] Usando-se todos esses três elementos de estabilização, titânio, nióbio e vanádio, no aço inoxidável ferrítico de acordo com a invenção, possibilita a obtenção de uma estrutura em forma de rede, que, praticamente, é intersticialmente livre.
[027] Is so significa que essencialmente, todos os átomos de carbono e nitrogênio são ligados com elementos de estabilização.
[028] Diversas ligas de aço inoxidável foram preparadas para testar o aço inoxidável ferrítico da invenção. Durante a preparação, cada liga foi colocada em fusão, fundida e laminada a frio. A chapa laminada a frio foi depois recozida e decapada, antes da laminação a frio. Depois, a chapa laminada a frio com a espessura final foi novamente recozida e decapada. A Tabela 1 contém ainda as composições químicas dos materiais de referência EN 1.4301 e 1.4404. Tabela 1 - Composições Químicas
[029] Da Tabela 1 é observado que as ligas A, B, C e D são duplamente estabilizadas com titânio e nióbio. As ligas A e B apresentam essencialmente a mesma quantidade de titânio e nióbio. A liga C tem mais titânio do que nióbio, enquanto a liga D tem mais nióbio do que titânio. As ligas E, F, G e H contêm também vanádio, além de titânio e nióbio, e as ligas E e F contêm somente uma pequena quantidade de nióbio, e a liga G apresenta apenas uma pequena quantidade de titânio. As ligas triplamente estabilizadas com titânio, nióbio e vanádio, em conformidade com a invenção, são as ligas H-L.
[030] Como a resistência à corrosão é a propriedade mais importante do aço inoxidável, o potencial de corrosão localizada de todas as ligas relacionadas na Tabela 1 foi determinado potenciodinamicamente. As ligas foram moídas a úmido e peneiradas em malha 320, sendo permitidas de repassivação ao ar à temperatura ambiente, durante pelo menos 24 horas. As medições de potencial de corrosão localizada foram feitas em uma solução aquosa de NaCl, 1,2% em peso, naturalmente aerada (0,7% em peso de Cl-, NaCl 0,2M), à temperatura ambiente de cerca de 22°C. As curvas de polarização foram registradas em 20 mV/min, usando células de abertura nivelada, livres de frestas (células Avesta, conforme descrito na Norma ASTM G150), com uma área eletroliticamente ativa de cerca de 1 cm2. Chapas de platina foram usadas como contra-eletrodos. Eletrodos de calomelano saturados de KCl (SCE) foram usados como eletrodos de referência. O valor médio de seis medições de potencial de corrosão para ruptura, para cada liga, foi calculado e relacionado na Tabela 2.
[031] A fim de verificar se a estabilização contra a corrosão intergranular foi bem sucedida, as ligas foram submetidas ao teste de Strauss, de acordo com a Norma EN ISO 3651-2:1998-08: “Determinação de resistência à corrosão intergranular de aços inoxidáveis - Parte 2; Aços inoxidáveis ferríticos, austeníticos e ferríticos- austeníticos (duplex) - Teste de corrosão em meio contendo ácido sulfúrico. Os resultados desses testes são apresentados na Tabela 2.
[032] A Tabela 2 também contém os respectivos resultados para os materiais de referência EN 1.4301 e 1.4404. Tabela 2 - Potencial de Corrosão e Sensibilização
[033] Os resultados para o potencial de corrosão na Tabela 2 mostram que o aço inoxidável ferrítico da invenção apresenta uma melhor resistência à corrosão localizada do que os aços de referência EN 1.4301 e EN 1.4404. Além disso, não ocorre nenhuma sensibilização para as ligas, em conformidade com a invenção. A liga G não faz parte da presente invenção, pelo fato de esta liga não preencher os requisitos de corrosão da presente invenção. A liga G se encontra numa forma subestabilizada.
[034] A tensão de escoamento (Rp0,2), resistência à tração (Rm), assim como, o alongamento à fratura (A50) foram determinados para o aço inoxidável ferrítico da invenção mediante os ensaios mecânicos para as ligas da Tabela 1. Os resultados são apresentados na Tabela 3. Tabela 3 - Resultados dos Ensaios Mecânicos
[035] Os resultados da Tabela 3 mostram que as ligas H-L, que possuem estabilização com nióbio, titânio e vanádio, em conformidade com a invenção, apresentam melhores valores dentro das ligas testadas com relação às propriedades mecânicas do que as ligas A-F, que não estão em conformidade com a invenção. Isso é mostrado, por exemplo, quando a resistência à tração é combinada com o alongamento à fratura. Além disso, os resultados da Tabela 3 mostram que a resistência à tração e o alongamento à fratura do material de referência EN 1.4301 são superiores aos valores representativos do aço inoxidável ferrítico. A razão disso se fundamenta no diferente tipo de rede atômica. A estrutura de rede do aço de referência é chamada de rede cúbica de face centrada (FCC) e a rede do aço inoxidável ferrítico é chamada cúbico de corpo centrado (CCC). A rede tipo FCC “sempre” apresenta um melhor alongamento do que a rede tipo CCC.
[036] O aço inoxidável ferrítico de acordo com a invenção foi também testado para a determinação de valores nas propriedades de conformação de chapa, que é um teste de grande importância em muitas das aplicações de aço de chapa fina. Para estas propriedades de conformação de chapa foram feitos testes de simulação de conformação de chapa para um alongamento uniforme (Ag) e valor de “r”. O alongamento uniforme se correlaciona com a capacitação de estiramento da chapa de aço, e o valor de “r” se correlaciona com a capacitação de estampagem profunda. O alongamento uniforme e os valores de “r” foram medidos em um teste de tração. Os resultados são apresentados na Tabela 4. Tabela 4 - Propriedades de Conformação de Chapa
[037] Os resultados na Tabela 4 mostram que as ligas H e L apresentam o alongamento uniforme mais longo e o maior valor de “r”, quando essas ligas são comparadas com outras ligas do teste. Embora o material de referência EN 1.4301 tenha um melhor alongamento uniforme do que das ligas testadas, o material EN 1.4301 apresenta um valor de “r” muito mais fraco do que todas as ligas testadas.
[038] Quando se usa nióbio, titânio e vanádio na estabilização de elementos intersticiais de carbono e nitrogênio, no aço inoxidável ferrítico da invenção, são gerados compostos durante a estabilização, tais como, carbeto de titânio (TiC), nitreto de titânio (TiN), carbeto de nióbio (NbC), nitreto de nióbio (NbN), carbeto de vanádio (VC) e nitreto de vanádio (VN). Nessa estabilização é utilizada uma fórmula simples para avaliar a quantidade e o efeito da estabilização, assim como, o desempenho dos diferentes elementos de estabilização.
[039] A conexão entre os elementos de estabilização titânio, nióbio e vanádio é definida pela fórmula (1) para um equivalente de estabilização (Tieq), em que o teor de cada elemento é fornecido em % em peso:.
[040] Respectivamente, a conexão entre os elementos intersticiais carbono e nitrogênio é definida pela fórmula (2), para um equivalente intersticial (Ceq), em que os teores de carbono e nitrogênio são expressos em % em peso:.
[041] A proporção (Tieq/Ceq) é usada como um fator para determinar a disposição para sensibilização, e essa proporção (Tieq/Ceq) é maior ou igual a 6, e a proporção (Ti+Nb)/(C+N) é maior ou igual a 8 para o aço inoxidável ferrítico da presente invenção, a fim de evitar a sensibilização.
[042] Os valores para a proporção (Tieq/Ceq) para as ligas A a H, assim como, a para a proporção (Ti+Nb)/(C+N) foram calculados e são apresentados na Tabela 5. Tabela 5 - Valores para as proporções (Tiθq/Ceq) e (Ti+Nb)/(C+N).
[043] Os valores da Tabela 5 mostram que as ligas H-L, triplamente estabilizada com nióbio, titânio e vanádio, em conformidade com a invenção, apresentam favoráveis valores para ambas as proporções (Tieq/Ceq) e (Ti+Nb)/(C+N). No entanto, a liga G, que, por exemplo, foi sensibilizada de acordo com a Tabela 2, apresenta valores desfavoráveis para as referidas proporções (Tieq/Ceq) e (Ti+Nb)/(C+N).

Claims (11)

1. Aço inoxidável ferrítico, caracterizadopelo fato de que o aço consiste (em percentuais em peso) de 0,003-0,035% de carbono, 0,05-0,7% de silício, 0,1-0,8% de manganês, 20-21,5% de cromo, 0,05-0,8% de níquel, 0,0030,2% de molibdênio, 0,2-0,8% de cobre, 0,003-0,05% de nitrogênio, 0,05-0,8% de titânio, 0,05-0,8% de nióbio, 0,03-0,5% de vanádio, menos de 0,04% de alumínio e a soma de C+N <0,06%, o restante sendo ferro e inevitáveis impurezas, em tais condições que a proporção .
2. Aço inoxidável ferrítico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o teor de carbono é <0,03% em peso, mas >0,003%.
3. Aço inoxidável ferrítico, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que o teor de manganês é <0,65% em peso, preferivelmente, de 0,100,65%.
4. Aço inoxidável ferrítico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o teor de níquel é <0,5% em peso, mas, >0,05%.
5. Aço inoxidável ferrítico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o teor de cobre é <0,5% em peso, mas, >0,2%.
6. Aço inoxidável ferrítico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o teor de nitrogênio é <0,03% em peso, mas, >0,003%. qualquer
7. uma Aço das inoxidável ferrítico, de reivindicações anteriores, acordo com caracterizado pelo fato de que o teor de titânio é de 0,05-0 ,40% em peso.
8. Aço inoxidável ferrítico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o teor de nióbio é de 0,05-0, 40% em peso.
9. Aço inoxidável ferrítico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o teor de vanádio é de 0,03-0 ,20% em peso.
10. Aço inoxidável ferrítico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a proporção: (Ti+Nb)/(C+N), é maior ou igual a 8 e inferior a 25.
11. Aço inoxidável ferrítico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a proporção:, é maior ou igual a 6 e inferior a 20.
BR112015011640-0A 2012-11-20 2013-11-19 Aço inoxidável ferrítico BR112015011640B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20126212A FI124995B (fi) 2012-11-20 2012-11-20 Ferriittinen ruostumaton teräs
FI20126212 2012-11-20
PCT/FI2013/051085 WO2014080078A1 (en) 2012-11-20 2013-11-19 Ferritic stainless steel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112015011640A2 BR112015011640A2 (pt) 2017-07-11
BR112015011640B1 true BR112015011640B1 (pt) 2023-10-17

Family

ID=50775596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112015011640-0A BR112015011640B1 (pt) 2012-11-20 2013-11-19 Aço inoxidável ferrítico

Country Status (17)

Country Link
US (1) US11384405B2 (pt)
EP (1) EP2922978B1 (pt)
JP (1) JP6426617B2 (pt)
KR (1) KR20150080628A (pt)
CN (1) CN104903483B (pt)
AU (1) AU2013349589B2 (pt)
BR (1) BR112015011640B1 (pt)
CA (1) CA2890857C (pt)
EA (1) EA027178B1 (pt)
ES (1) ES2627269T3 (pt)
FI (1) FI124995B (pt)
MX (1) MX2015006269A (pt)
MY (1) MY174751A (pt)
SI (1) SI2922978T1 (pt)
TW (1) TWI599663B (pt)
WO (1) WO2014080078A1 (pt)
ZA (1) ZA201503550B (pt)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6306353B2 (ja) * 2014-01-21 2018-04-04 Jfeスチール株式会社 フェライト系ステンレス冷延鋼板用スラブの製造方法およびフェライト系ステンレス冷延鋼板の製造方法
KR101994559B1 (ko) * 2014-08-29 2019-06-28 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 페라이트계 스테인리스박 및 그 제조 방법
CN108754335B (zh) * 2018-08-22 2019-09-10 武汉钢铁有限公司 一种屈服强度≥550MPa的焊接结构用耐火耐候钢及生产方法
EP3670692B1 (en) * 2018-12-21 2022-08-10 Outokumpu Oyj Ferritic stainless steel
AU2020315120A1 (en) 2019-07-17 2022-02-24 Haldor Topsøe A/S A method for chromium upgrading of ferritic steel interconnects for solid oxide cell stack applications

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5827962A (ja) 1981-08-12 1983-02-18 Nippon Steel Corp 不働態を強化した高純ステンレス鋼
JP3589036B2 (ja) * 1997-08-05 2004-11-17 Jfeスチール株式会社 深絞り性と耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法
IT1298907B1 (it) 1998-02-17 2000-02-07 Acciai Speciali Terni Spa Acciaio inossidabile ferritico perfezionato e manufatti con esso ottenuti
TW480288B (en) * 1999-12-03 2002-03-21 Kawasaki Steel Co Ferritic stainless steel plate and method
JP4197492B2 (ja) * 2001-07-05 2008-12-17 日新製鋼株式会社 排ガス流路部材用フェライト系ステンレス鋼
KR100762151B1 (ko) 2001-10-31 2007-10-01 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 딥드로잉성 및 내이차가공취성이 우수한 페라이트계스테인리스강판 및 그 제조방법
US8562758B2 (en) * 2004-01-29 2013-10-22 Jfe Steel Corporation Austenitic-ferritic stainless steel
KR100940474B1 (ko) 2005-08-17 2010-02-04 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 내부식성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판 및 그 제조방법
EP1818421A1 (fr) 2006-02-08 2007-08-15 UGINE &amp; ALZ FRANCE Acier inoxydable ferritique dit à 19% de chrome stabilisé au niobium
JP4761993B2 (ja) 2006-02-14 2011-08-31 日新製鋼株式会社 スピニング加工用フェライト系ステンレス鋼溶接管の製造法
KR20120083939A (ko) 2007-01-12 2012-07-26 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 용접부 내식성 및 강판의 인성이 우수한 온수기용 페라이트계 스테인리스 강판
US20080279712A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-13 Manabu Oku Ferritic stainless steel sheet with excellent thermal fatigue properties, and automotive exhaust-gas path member
US8152937B2 (en) 2007-06-21 2012-04-10 Jfe Steel Corporation Ferritic stainless steel sheet having superior sulfuric acid corrosion resistance and method for manufacturing the same
EP2182085B1 (en) 2007-08-20 2017-10-11 JFE Steel Corporation Ferritic stainless steel plate excellent in punchability and process for production of the same
EP2316979A4 (en) * 2008-07-23 2014-01-22 Nippon Steel & Sumikin Sst FERRITIC STAINLESS STEEL FOR USE IN THE MANUFACTURE OF A URINARY WATER TANK
IT1390900B1 (it) 2008-08-06 2011-10-19 Thyssenkrupp Acciai Speciali Acciaio inossidabile ferritico.
JP2010100877A (ja) * 2008-10-22 2010-05-06 Jfe Steel Corp 靭性に優れるフェライト系ステンレス熱延鋼板の製造方法
CN101812641B (zh) 2009-02-25 2013-09-04 宝山钢铁股份有限公司 一种铁素体不锈钢
JP2012018074A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Toshiba Corp 放射線検出器およびその製造方法
JP5793283B2 (ja) 2010-08-06 2015-10-14 新日鐵住金ステンレス株式会社 ブラックスポットの生成の少ないフェライト系ステンレス鋼
JP5768641B2 (ja) 2010-10-08 2015-08-26 Jfeスチール株式会社 耐食性および電気伝導性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびその製造方法、ならびに固体高分子型燃料電池セパレータおよび固体高分子型燃料電池

Also Published As

Publication number Publication date
TWI599663B (zh) 2017-09-21
CA2890857A1 (en) 2014-05-30
KR20150080628A (ko) 2015-07-09
AU2013349589B2 (en) 2017-07-20
TW201430147A (zh) 2014-08-01
MY174751A (en) 2020-05-13
CN104903483A (zh) 2015-09-09
EP2922978B1 (en) 2017-03-01
WO2014080078A1 (en) 2014-05-30
CA2890857C (en) 2021-03-30
BR112015011640A2 (pt) 2017-07-11
JP2016503459A (ja) 2016-02-04
EA201590728A1 (ru) 2015-11-30
US20160281184A1 (en) 2016-09-29
MX2015006269A (es) 2015-08-07
ES2627269T3 (es) 2017-07-27
FI124995B (fi) 2015-04-15
US11384405B2 (en) 2022-07-12
ZA201503550B (en) 2016-08-31
JP6426617B2 (ja) 2018-11-21
FI20126212A (fi) 2014-05-21
AU2013349589A1 (en) 2015-06-04
EP2922978A4 (en) 2015-12-16
SI2922978T1 (sl) 2017-06-30
EP2922978A1 (en) 2015-09-30
CN104903483B (zh) 2017-09-12
EA027178B1 (ru) 2017-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11268161B2 (en) High strength seamless stainless steel pipe and method for producing same
US8876986B2 (en) Cold-rolled steel sheet
EP3219820B1 (en) Nickel-base alloy-clad steel plate and method for producing the same
US11655526B2 (en) Duplex stainless steel and method for producing same
KR20190127808A (ko) 고질소 다중 주원소 고엔트로피 내부식 합금
JP2015110822A (ja) 耐食性に優れた油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
KR20050044557A (ko) 슈퍼 오스테나이트계 스테인레스강
BR112015011640B1 (pt) Aço inoxidável ferrítico
US20220064766A1 (en) Bolt, and steel material for bolts
JP4562280B2 (ja) 加工性に優れ面内異方性の小さいフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法
JP6620662B2 (ja) 液体水素用Ni鋼
JP2019173160A (ja) 耐水素脆化特性に優れた低合金鋼
JP2002194485A (ja) 低合金耐熱鋼
ES2927078T3 (es) Acero inoxidable ferrítico
EP3733890B1 (en) Low alloy high strength seamless steel pipe for oil country tubular goods
JP2017197791A (ja) 液体水素用Ni鋼
FI127450B (en) Martensitic stainless steel and process for its manufacture
JPS586961A (ja) 耐水素誘起割れ性にすぐれた鋼材
WO2023176215A1 (ja) オーステナイト系ステンレス鋼及びオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法
EP4123037A1 (en) Seamless stainless steel pipe and production method therefor
JPS61106747A (ja) 油井用マルテンサイト系ステンレス鋼
EP4012053A1 (en) Seamless stainless steel pipe and method for manufacturing same
KR20010017111A (ko) 기계가공성 및 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강
JPH04235243A (ja) クラッド材用高耐食合金

Legal Events

Date Code Title Description
B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B07A Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette]
B09B Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette]
B12B Appeal against refusal [chapter 12.2 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 19/11/2013, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS