Nach einer Erwärmung auf ber 800 C ohne Nachverg tung gegen interkristalline
Korrosion bestÏndiger Segenstand.
Die sÏurebestÏndigen hochchromhaltigen ferritischen Stahllegierungen mit 12-35% Ghrom verlieren bekanntlich ihre volle chemische Widerstandsfähigkeit, wenn sie (z. B. beim SchweiBen) eine ErwäTmung g a. uf Temperaturen oberhalb 800 C erfahren. Wenn derart temperaturbeanspruohte Gegenstände einer Beanspruchung durch Säure oder Salz losungen ausgesetzt werden, so äussert sich der Angriff in einem Gef gezerfall. Diese als interkristalline Korrosion bekannte und gefürchtete Erscheinungsform der Korrosion zeigen in. besonderem Masse die austenitisehen Chrom-Nickel-StÏhle nach einer ErwÏrmung auf 500-800 C.
Dera. rt nach einer kritischen Temperaturbeanspruchung anfÏllige Stahllegierungen k¯nnen durch eine nachträgliche WÏrmebehandlung wieder korrosionssicher gemacht werden. Diese Massnahme ist jedoch einmal unwirtschaftlich und zum andern auch bei grossen Stücken, die z. B. auf der Baustelle montiert werden müssen, praktisch nicht mehr durchf hrbar.
Zur Behebung dieses ¯belstands sind mehrere Wege beschritten worden, indem der Eohlenstoffgehalt.unter 0, 07% erniedrigt wird oder indem man den Kohlenstoff an stark karbidbildende Elemente abbindet. In dem doute Patent Nr. 614644 wird f r austenitische Chrom-Nickel-Stä. hle vorgeschlagen, die Abbindung des Kohlenstoffes durch Vanadin vorzunehmen. Das. Schweizer Patent Nr. 142798 gibt dieselbe Lehre auch für Chrom-Stähle mit dem Zweck, den Werkstoff unempfindlich gegen eine Erwärmung auf 500-800¯ C zu machen. Ferritische Chrom Stahle können, auch wenn sie vanadinfrei sind, im Gegensatz zu den austenitisehen Chrom-Nickel-Stählen einer Wärmebehiand- lung im.
Temperaturgebiet von 500-800 C ausgesetzt werden, ohne dass sie interkristal lin anfällig werden. Erst oberhalb 800 C be steht bei den, ferritisehen Chrom-Stä. hlen die Gefahr, dass sie bei einer nachträglichen SÏurebeanspruchung br chig werden. Durch den Zusatz von Vanadin, wobei Vanadin und Kohlenstoff in einem bestimmten Verhältnis stehen müssen, kann vollkommene Beständig keit gegen interkristalline Korrosion auch nach einer WÏrmebehandlung oberhalb 800¯ C erzielt werden.
Entgegen den bisherigen Anschauungen, wonach der Vanadingehalt mindestens das 5, 6fache des Kohlenstoffgehaltes betragen müsse, ist. in j ngster Zeit festge- stellt worden, dass, um vollkommene Bestän- digkeit zu erzielen, mindestens das 30fache des Kohlenstoffgehaltes an Vanadin zulegiert werden muB. Die Verwendung mehrerer starker karbidbildender Elemente in einer Stahllegierung wird ebenfallsangewandt,wo- bei sich die Verhältniszahlen je naeh dem Anteil des einen oder andernv Elementes verschieben.
Vollkommen neuartig ist die Erscheinung auf der die vorliegende Erfindung sich aufbaut. Es wurde berraschend festgestellt, da¯ durch Zusatz von Silizium, eines Elementes s also, das nicht zu, den starken Karbid bildnern zählt, der zur Vermeidung der interkristallinen Korrosion bei ferritischen Chrom- Stählen notwendige Vanadingehalt wesent lich herabgesetzt werden kann. Dies ist un so erstaunlicher, als Silizium allein keine Be ständigkeitgegenKornzerfallhervorruft.
WÏhrend nach den bisherigen Erfahrungen bei ferritischen Chrom-Stählen bei einem Siliziumgehalt von 0, 3 %mindestens das 30fache des Kohlenstoffgehaltes an Vanadin notwendig ist, um den Werkstoff gegen Kornzerfall beständig zu machen, kann ge- maB der vorliegenden Erfindung ein Teil Vanadin dureh zwei Teile Silizium ersetzt werden. Ein solcher Austausch von Vanadin durch Silizium ist aber nur zulässig bis zum lOfachen des. Kohlenstoffgehaltes an Vana- din, da darüber hinaus eine Wirkung des Siliziums nicht mehr festzustellen ist. Der gemäss der Erfindung einzusetzende Silizium- Mindestgehalt lässt sich durch folgende Be- ziehung-ausdrücken : Si = 0, 3% + 2 (30 C-V).
C un, V bedeuten den jeweiligen Gehalt an Kohlenstoff und Vanadin (als Viel fac, des Kohlenstoffbeha. ltes). Demnach können bis zu 2/3 des sonst notwendigen Vanadingehaltes durch Silizium ersetzt werden, um auch nach einer Erwärmung auf oberhalb 800"C noch vollkommene Bestän- digkeit gegen interkristalline Korrosion zu erreichen.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Gegenstand, der nach einer Erwärmung auf Temperaturen von oberhalb 800"C ohne Naohvergütung gegen interkristalline Korro- sinon'. bestÏndi ist, bestehend aus einer Stahllegierung mit einem Kehlenstoffgehalt bis 0, 2 %. einem Chromgehalt von 12-35%, einemVanadingehalt, der mindestens das 10fache und weniger als das 30fache des Kohlenstoffgehaltes betrÏgt, einem Siliziumgehalt von mindestens 0,3%+2 (30 C-V), worin C und V die tatsächlichen Gehalte an Kohlenstaff und Vanadin bedeuten.
Die Stahllegierung kann ausserdem noch andere Legierungselemente, z. B. MolybdÏn.
Wolfram, Niob, Mangan, Aluminium, Nickel. einzeln oder zu mehreren in Gehalten von je 0.5-5 %enthalten.
After heating to over 800 C without subsequent aging to intergranular
Corrosion resistant item.
The acid-resistant, high-chromium ferritic steel alloys with 12-35% chromium are known to lose their full chemical resistance if they are heated (e.g. during welding). Experienced at temperatures above 800 C. When such temperature-stressed objects are exposed to acid or salt solutions, the attack manifests itself in a vessel that has decayed. This form of corrosion, known and feared as intergranular corrosion, is particularly evident in austenitic chromium-nickel steels after heating to 500-800 C.
Dera. Steel alloys that are susceptible to damage after a critical temperature load can be made corrosion-proof again by a subsequent heat treatment. However, this measure is uneconomical on the one hand and on the other hand also with large pieces that z. B. must be mounted on the construction site, practically no longer feasible.
Several approaches have been taken to remedy this deficiency, by lowering the carbon content below 0.07% or by binding the carbon to highly carbide-forming elements. In the doute patent no. 614644 austenitic chrome-nickel steels. Hle proposed to fix the carbon with vanadium. The. Swiss patent no. 142798 gives the same teaching for chrome steels with the purpose of making the material insensitive to heating to 500-800¯ C. Ferritic chromium steels, even if they are free of vanadium, can, in contrast to austenitic chromium-nickel steels, undergo heat treatment.
Temperature range of 500-800 C without becoming susceptible to intercrystalline. The ferritic chromium steels only exist above 800 C. reduce the risk that they will become brittle in the event of subsequent acid stress. By adding vanadium, whereby vanadium and carbon must be in a certain ratio, complete resistance to intergranular corrosion can be achieved even after heat treatment above 800¯ C.
Contrary to previous notions, according to which the vanadium content must be at least 5.6 times the carbon content. It has recently been established that in order to achieve perfect stability, at least 30 times the carbon content of vanadium must be added. The use of several strong carbide-forming elements in a steel alloy is also used, with the ratios shifting depending on the proportion of one or the other element.
The phenomenon on which the present invention is based is completely novel. It was surprisingly found that by adding silicon, an element that is not one of the strong carbide formers, the vanadium content required to avoid intergranular corrosion in ferritic chromium steels can be reduced significantly. This is unsurprisingly as silicon alone does not provide resistance to grain breakdown.
While experience to date with ferritic chromium steels with a silicon content of 0.3% requires at least 30 times the carbon content of vanadium to make the material resistant to grain disintegration, according to the present invention, one part vanadium can be divided into two parts Silicon to be replaced. However, such an exchange of vanadium by silicon is only permissible up to ten times the carbon content of vanadium, since beyond that an effect of the silicon can no longer be determined. The minimum silicon content to be used according to the invention can be expressed by the following relationship: Si = 0.3% + 2 (30 C-V).
C un, V denote the respective content of carbon and vanadium (as a polyfac, of the carbon container). According to this, up to 2/3 of the otherwise necessary vanadium content can be replaced by silicon in order to achieve complete resistance to intergranular corrosion even after heating to above 800 ° C.
The subject matter of the invention is therefore an object which, after heating to temperatures above 800 ° C, is made of a steel alloy with a filler content of up to 0.2% and a chromium content of 12-35, without surface treatment against intergranular corrosion %, a vanadium content that is at least 10 times and less than 30 times the carbon content, a silicon content of at least 0.3% + 2 (30 CV), where C and V denote the actual contents of carbon and vanadium.
The steel alloy can also contain other alloy elements, e.g. B. Molybdenum.
Tungsten, niobium, manganese, aluminum, nickel. contained individually or in groups of 0.5-5% each.