CH152015A - Item with high scaling resistance and high heat resistance. - Google Patents

Item with high scaling resistance and high heat resistance.

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CH152015A
CH152015A CH152015DA CH152015A CH 152015 A CH152015 A CH 152015A CH 152015D A CH152015D A CH 152015DA CH 152015 A CH152015 A CH 152015A
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sep
resistance
item
heat resistance
high heat
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Josef Dr Schiffler Hermann
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Josef Dr Schiffler Hermann
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    • 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

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Description

  

  Gegenstand mit hoher     Zunderbestäudigkeit    und hoher Warmfestigkeit.    Die Erfindung bezieht sich auf einen Ge  genstand mit hoher     Zunderbeständigkeit    und  hoher Warmfestigkeit, zum Beispiel auf ein       Überhitzerrohr    für Dampfkessel, der minde  stens teilweise aus einem besonders     zunder-          beständigen    Baustoff besteht.  



  Es sind zwar     zunderbeständige    Legierun  gen bekannt, deren     Zunderbeständigkeit    so  gar bis 13000 C erreicht, jedoch sind sie  infolge der grossen Menge von Legierungs  bestandteilen, unter denen Chrom und Nickel  eine Hauptrolle spielen, einmal sehr teuer  und weiterhin entweder     martensitisch    oder       austenitisch,    wodurch sie zum Beispiel als       Überhitzerrohre    entweder unbrauchbar oder  zum mindesten ungeeignet sind.

   Hierzu kommt  die Notwendigkeit einer hohen     Warmstreck-          grenze,    ' die für eine genügende Sicherheit  gegen die hohen Drücke bei Temperaturen  oberhalb 400 0 C vorhanden sein     muss;    wobei  zu beachten ist, dass nur ein möglichst all  mähliches nicht aber ein schnelles Absinken  der     Streckgrenzenwerte    im Gebiete zwischen  400 und 600 0<B>0</B>     zulässig    und von besonderer    Bedeutung ist.

   Weiterhin ist die hohe Warm  festigkeit zweckmässig nicht eine Folge des  Kohlenstoffgehaltes, da durch das Vorhanden  sein von freiem Sauerstoff und freiem Was  serstoff     (HZ-Entwicklung    bei elektrolytischer       Korrosionsverhütung,    Spaltung von     H20    durch  katalytische Wirkung der aus legiertem Ma  terial bestehenden Rohrwände) im überhitzten  Dampf     Entkohlungen    bei den hohen Tem  peraturen und hohen Drücken leicht eintreten  können (diese Tatsache ist bekannt aus den  Verfahren, bei denen Druckwasserstoff ver  wandt wird) und die Festigkeitseigenschaften  gefährliche Veränderungen erleiden.  



  Ausgedehnte Untersuchungen haben nun  dazu geführt, einen den vorgenannten Anfor  derungen     entsprechenden    Werkstoff zu ver  wenden, der     perlitisches    Gefüge aufweist, bis  mindestens 800  C     zunderbeständig    ist, ausser  dem eine hohe Warmfestigkeit und allmähli  chen Abfall der Streckgrenze gewährleistet.  



  Der Gegenstand gemäss der vorliegenden Er  findung besteht mindestens teilweise aus einem       Baustoff,        der        5-7%        Chrom        und        0,5-3'/o         Aluminium enthält. Der Kohlenstoffgehalt  kann weniger als 0,2     0%    betragen.

   Zweckmässig  werden als weitere Legierungsbestandteile       Molybdän        in        einer        Menge        von        0,3-0,8%,          Vanadin        in        einer        Menge        von        0,05-0,1%,          Silizium        unter        2%        und        Mangan        unter        1%     verwendet.

   Der Schwefelgehalt soll möglichst       0,021/o    nicht übersteigen.  



       Überhitzersammelkästen    und andere     Über-          hitzerelemente        können    ebenso wie     Überhitzer-          rohre    aus diesem Stahl hergestellt werden,  und zwar     zweckmässigerweise    durch Warm  verformung.  



  Ein     Überhitzer,    der für     Höchstdruckdampf-          kessel    mit hoher Überhitzung Verwendung  finden soll, weist beispielsweise einen Bau  stoff mit folgenden Zusammensetzungen auf  
EMI0002.0032     
  
    (1) <SEP> (2)
<tb>  0,07% <SEP> Kohlenstoff <SEP> 0,12% <SEP> Kohlenstoff
<tb>  6,4 <SEP> % <SEP> Chrom <SEP> 6,5 <SEP> 0% <SEP> Chrom
<tb>  1,7 <SEP> % <SEP> Aluminium <SEP> 0,8 <SEP> % <SEP> Aluminium
<tb>  0,6 <SEP> % <SEP> Silizium
<tb>  0,35% <SEP> Molybdän <SEP> 0,35% <SEP> Molybdän
<tb>  0,05% <SEP> Vanadin <SEP> 0,05% <SEP> Vanadin
<tb>  0,5 <SEP> 0% <SEP> Mangan <SEP> 0,5 <SEP> 0% <SEP> Mangan
<tb>  <B>0,0160/0</B> <SEP> Schwefel <SEP> 0,015 <SEP> % <SEP> Schwefel.

         Die Erfindung umfasst auch andere Appa  rate, die ähnlichen Arbeitsbedingungen wie       Überhitzerrohre    unterworfen sind. Solche Appa  rate sind beispielsweise Röhren, Schlangen  und sonstige Hohlkörper, in denen Luft oder  andere Gase oder flüssige Medien auf hohe  Temperaturen erhitzt werden sollen, oder       Ölcrack-    und     Hydrierapparate    zur Veredelung  von Kohle, Teer, 01 usw., ferner derjenigen  Teile vor) Dampfkesseln, die hohen Tempe  raturen ausgesetzt sind, zum Beispiel Auf-         bängestangen    der     Überhitzer,        Dampfleitungs-          röhren,    Turbinenteile usw.  



  Es empfiehlt sich, bei geringen Aluminium  gehalten höhere Chromgehalte zu verwenden,  und zwar hat es sich gezeigt, dass man den       Aluminiumgehalt        bis        auf        etwa        0,5%        herab-          setzen    kann, ohne die     Zunderbeständigkeit     praktisch merkbar zu erniedrigen, wenn man  den Chromgehalt in Mengen von 5-7 % und  die Summe von Aluminium und Silizium  oberhalb etwa     1,20/,)    hält. Dabei ist die  Widerstandsfähigkeit gegen das Eindringen  der verschiedensten Gase in die Korngrenzen,  also der Widerstand gegen die Zerstörung  der Zwischensubstanz eher gestiegen als ge  sunken.

   Gleichzeitig ergibt sich eine weitere  Verbesserung der Zähigkeit und Dehnung.



  Item with high scaling resistance and high heat resistance. The invention relates to an object with high scaling resistance and high heat resistance, for example to a superheater tube for steam boilers, which at least partially consists of a particularly scale-resistant building material.



  There are no scale-resistant alloys known whose scale resistance even reaches up to 13000 C, but due to the large amount of alloy components, among which chromium and nickel play a major role, they are once very expensive and continue to be either martensitic or austenitic, which makes them Example as superheater tubes are either unusable or at least unsuitable.

   In addition, there is the need for a high hot yield point, which must be present for sufficient security against the high pressures at temperatures above 400 ° C .; It should be noted that only a gradual but not a rapid decrease in the yield strength values in the area between 400 and 600 0 <B> 0 </B> is permissible and of particular importance.

   Furthermore, the high heat resistance is usefully not a consequence of the carbon content, since the presence of free oxygen and free hydrogen (HZ development during electrolytic corrosion prevention, splitting of H20 due to the catalytic effect of the pipe walls made of alloyed material) in the superheated steam Decarburization can easily occur at the high temperatures and high pressures (this fact is known from the processes in which pressurized hydrogen is used ver) and the strength properties suffer dangerous changes.



  Extensive investigations have now led to the use of a material corresponding to the above requirements, which has a pearlitic structure, is resistant to scaling up to at least 800 C, besides which ensures a high heat resistance and gradual drop in the yield point.



  The object according to the present invention consists at least partially of a building material that contains 5-7% chromium and 0.5-3 '/ o aluminum. The carbon content can be less than 0.2%.

   It is advisable to use molybdenum in an amount of 0.3-0.8%, vanadium in an amount of 0.05-0.1%, silicon below 2% and manganese below 1% as further alloy components.

   The sulfur content should not exceed 0.021% if possible.



       Superheater collecting boxes and other superheater elements, as well as superheater tubes, can be made from this steel, expediently by hot deformation.



  A superheater that is to be used for high pressure steam boilers with high superheating, for example, has a construction material with the following compositions
EMI0002.0032
  
    (1) <SEP> (2)
<tb> 0.07% <SEP> carbon <SEP> 0.12% <SEP> carbon
<tb> 6.4 <SEP>% <SEP> chromium <SEP> 6.5 <SEP> 0% <SEP> chromium
<tb> 1.7 <SEP>% <SEP> aluminum <SEP> 0.8 <SEP>% <SEP> aluminum
<tb> 0.6 <SEP>% <SEP> silicon
<tb> 0.35% <SEP> molybdenum <SEP> 0.35% <SEP> molybdenum
<tb> 0.05% <SEP> vanadium <SEP> 0.05% <SEP> vanadium
<tb> 0.5 <SEP> 0% <SEP> Manganese <SEP> 0.5 <SEP> 0% <SEP> Manganese
<tb> <B> 0.0160 / 0 </B> <SEP> sulfur <SEP> 0.015 <SEP>% <SEP> sulfur.

         The invention also includes other apparatuses that are subjected to similar working conditions as superheater tubes. Such apparatus are for example tubes, snakes and other hollow bodies in which air or other gases or liquid media are to be heated to high temperatures, or oil cracking and hydrogenation apparatus for refining coal, tar, 01, etc., and also those parts in front of) steam boilers exposed to high temperatures, e.g. support rods for superheaters, steam pipes, turbine parts, etc.



  It is advisable to use higher chromium contents when the aluminum is kept low, and it has been shown that the aluminum content can be reduced to about 0.5% without reducing the scale resistance practically noticeably if the chromium content is used in large quantities of 5-7% and the sum of aluminum and silicon above about 1.20 /,). The resistance to the penetration of various gases into the grain boundaries, i.e. the resistance to the destruction of the intermediate substance, has increased rather than decreased.

   At the same time, there is a further improvement in toughness and elongation.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Gegenstand mit hoher Zunderbeständig- keit und hoher Warmfestigkeit, dadurch ge kennzeichnet, dass er mindestens teilweise aus einem Baustoff besteht, der 5,0-7,0% Chrom und 0,5-3,0% Aluminium enthält. UNTERANSPRUCH: PATENT CLAIM: Item with high scaling resistance and high heat resistance, characterized in that it consists at least partially of a building material that contains 5.0-7.0% chromium and 0.5-3.0% aluminum. SUBClaim: Gegenstand nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Baustoff ausser den angegebenen Chrom- und Aluminiummengen die folgenden Legierunzsbestandteile enthält C < 0,20/, Mo = 0,3-0,8% Va = 0,05-0,10% Si < 20/' 3111 .C 10/0 S C 0,021)/o. Object according to patent claim, characterized in that the building material contains, in addition to the specified amounts of chromium and aluminum, the following alloy components C <0.20 /, Mo = 0.3-0.8% Va = 0.05-0.10% Si < 20 / '3111 .C 10/0 SC 0.021) / o.
CH152015D 1930-09-24 1930-09-24 Item with high scaling resistance and high heat resistance. CH152015A (en)

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