CS202531B2

CS202531B2 - Ferritic rustless steel and method of making the same

Info

Publication number: CS202531B2
Application number: CS727055A
Authority: CS
Inventors: Eric Gregory; Frederick K Kies; Ivan A Franson
Original assignee: Eric Gregory; Frederick K Kies; Ivan A Franson
Priority date: 1971-10-29
Filing date: 1972-10-19
Publication date: 1981-01-30
Also published as: ZA727488B; NL7214029A; CH551491A; AU472652B2; GB1381173A; AU4807172A; JPS4851815A; NL163269C; DE2253148C3; FR2159039A5; DE2253148B2; IT968754B; US3807991A; AT333326B; SE383168B; ATA916072A; JPS5536703B2; CA977588A; BE790330A; DE2253148A1

Abstract

A high purity, low interstitial ferritic stainless steel which in the as-welded condition exhibits a combination of improved resistance to intergranular corrosion, good resistance to general corrosion and improved impact resistance. The steel broadly contains by weight from about 20.0 percent to about 35.0 percent chromium, from about 0.75 percent to about 1.20 percent molybdenum, from about 0.10 percent to about 0.30 percent silicon, up to about 0.020 percent phosphorous, up to about 0.020 percent sulfur, up to about 0.0030 percent carbon, from about 0.0050 percent to about 0.0125 percent nitrogen and columbium from about 13 to about 29 times the nitrogen content.

Description

Vynález se týká feritové nerezové oceli, jakož i způsobu výroby této feritové nerezové. oceli.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to ferrite stainless steel and to a process for the production of ferrite stainless steel. steel.

Nerezové oceli jako slitiny se obvykle dělí na tri velké skupiny, totiž na martensiticxé, feritické a austenitické oceli. Tyto skupiny jsou určeny převažující strukturou krystalů slitiny při teplotě místnosti. Konečná t«uová struktura je závislá na prvcích přítomných ve slitině i jejich vzájemných poměrc-ch ve slitině. Dva z nejdůležitějších Činitelů, které často určují výběr nerezové o-vlové slitiny pro ten který účel, jsou fyzikální vlastnosti a cena. Obecně se požadují co n jlepší fyzikální vlastnosti při co nejnižší ceně. Zcela přirozeně je obvykle nejvhodnější nerezová ocel rovněž .tou nejdražší.Stainless steels as alloys are usually divided into three large groups, namely martensitic, ferritic and austenitic steels. These groups are determined by the predominant crystal structure of the alloy at room temperature. The final mass structure depends on the elements present in the alloy and their relative proportions in the alloy. Two of the most important factors that often determine the choice of stainless steel o-alloy for that particular purpose are physical properties and cost. Generally, the best physical properties at the lowest cost are required. Naturally, stainless steel is usually the most expensive.

Jsou Četná průmyslová použití, kde>se nerezové ocelové slitiny, zvláště austenitického a feritového typu mohou používat vzájemně zaměnitelně. Je dobře známo, že austenitické nerezové ocelové slitiny jsou nákladnější než feritové nerezové ocelové slitiny, obvykle v důsledku přítomnosti niklu v množstvích od 6 do 22 hmotnostních %. Avšak se zřetelem na jedno velmi významné omezení použitelnosti feritové nerezové slitiny padne obvykle volba na dražší austenitické nerezoyé slitiny.There are numerous industrial applications where stainless steel alloys, particularly the austenitic and ferrite types, can be used interchangeably. It is well known that austenitic stainless steel alloys are more expensive than ferrite stainless steel alloys, usually due to the presence of nickel in amounts of 6 to 22% by weight. However, in view of one very important limitation of the applicability of a ferrite stainless alloy, the choice is usually made to more expensive austenitic stainless alloys.

Použití feritových nerezových slitin je zpravidla značně omezeno tím, že se stoupajícím podílem chrómu prudce klesá houževnatost feritových nerezových slitin při teplotě místnosti. Austenitické nerezové ocelové slitiny tuto vlastnost nemají, takže ačkoliv feritová nerezová slitina obsahující nad 20 hmotnostních % chrómu se může vyznačovat odolností proti korozi, která je srovnatelná s dražší austenitickou nerezovou ocelí s obsahem niklu, obvykle se zvolí tato austenitické nerezová ocel, protože je kujn·? při teplotě místnosti, zatímco . feritová slitina je křehká.The use of ferrite stainless alloys is generally greatly limited by the fact that the toughness of ferrite stainless alloys at room temperature decreases sharply with increasing chromium content. Austenitic stainless steel alloys do not have this property, so although a ferrite stainless steel containing more than 20% chromium by weight may have a corrosion resistance comparable to the more expensive austenitic nickel-containing stainless steel, this austenitic stainless steel is usually chosen because it is malleable. ? at room temperature while. the ferrite alloy is brittle.

Dalším omezením použitelnosti feritových nerezových slitin je.náctylnost těchto . slitin, k intergranulární korozi. Ta se dá snížit na minimum snížením obsahu uhlíku a/nebo dusíku ve slitině, nebo stabli-i^ánním· složení při pouuití stabilizátorů, jako je titan nebo kolumbium, či selektivní tepelnou úpravou. Náchhlnost. ke korozi je dána intergranulárním vysrážením karbidů, nitridů nebo karbooitridů chrómu, je-li slitina vystavena účinkům zvýšených ‘teplot a potom pomalu ochlazena. Hlavním účinkem je snížení obsahu chrómu v místech sousedících s ohraničením zrn. . Toto snížení způsobuje snížení odolnooti proti korozi v těchto plochách ochuzených o chrom a výsledkem je . potom nestejná odolnost proti korozi.Another limitation of the applicability of ferrite stainless alloys is the latency of these. alloys, for intergranular corrosion. This can be reduced to a minimum by reducing the carbon and / or nitrogen content of the alloy, or by a stable composition when using stabilizers such as titanium or columbium, or by selective heat treatment. Náchhlnost. Corrosion is due to intergranular precipitation of chromium carbides, nitrides or carbooitrides when the alloy is exposed to elevated ‘temperatures and then slowly cooled. The main effect is to reduce the chromium content at the sites adjacent to the grain boundary. . This reduction causes a reduction in the corrosion resistance in these chromium-depleted surfaces and results. then unequal corrosion resistance.

V patentovém spise Spojených' států amerických č. 2 624 671 zjištěny nedostatky ferHových nerezových ocelí s obsahem 20 až 40 hmootnotních % chrómu. Je tam uvedeno, že v chromových ferioových ocelích s obsahem 20 až 40 hmootnosních % chrómu ' je zcela rozhodující vztah mezi tuhostí uvedených ocelí a součtem obsahu uhlíku a dusíku v nich'. Je tam též uvedeno, že je možno rázovou pevnost ferioových nerezových ocelí zlepšit, udrž^j-li se velmi nízký obsah uhlíku a dusíku. I když byl časem tento významný pokrok uznán, mají stále feritové oceli s obsahem 20 až ' 40 ‘ hmoonnstních % chrómu omezenou p^t^u^žlLelno^t jako náhrada za nákladněěší austehitické nerezové . oceli. Má se za to, že tato uvedená situace stále trvá, ač skutečnosti obsažené ve zmíněném patent,ovém^pise jsou platné, protože je komerčně nevýhodné snížit obsah uhlíku a dusíku v ocelích ,s obsahem chrómu nad 25 hmotnostních. % dostatečně, aby se docciilo teploty přechodu ze . stavu kujnooti do stavu křehkosti v rozsahu ’teploty místnosti či nižší teploty. ' Bylo zjištěno, že by bylo nutné snížit obsah dusíku na hodnotu 0,0050 hmotnnltních % či méně při odpooídaeícím nízkém obsahu uhlíku. · ,U.S. Pat. No. 2,624,671 discloses deficiencies of stainless steel containing 20 to 40 wt% chromium. It is stated that in chromium ferro steels containing 20 to 40% by weight of chromium ', the relationship between the stiffness of said steels and the sum of the carbon and nitrogen contents therein is absolutely critical. It is also stated that the impact strength of ferro stainless steels can be improved by keeping the carbon and nitrogen contents very low. Although this significant progress has been recognized over time, ferritic steels with 20 to 40% chromium content still have a limited chromium content as a substitute for the more expensive austehitic stainless steels. steel. It is believed that this situation continues to exist, although the facts contained in said patent are valid because it is commercially disadvantageous to reduce the carbon and nitrogen content of steels with a chromium content above 25 wt%. % sufficient to achieve the transition temperature from. kujnooti to a state of fragility in the range of room temperature or lower temperature. It has been found that it would be desirable to reduce the nitrogen content to 0.0050 wt% or less at a correspondingly low carbon content. ·,

Ačkooiv austenitické oceli se význační vyšší tuhootí při . nízkých teplotách, íoIí také své určité a známé nedostatky, a to i náchylnost ke koroznímu praskání po námaze,jakož i senn^bilisování..Dále potom výrobky z austeniticlých ocelí tvrdnou rychleji než feritové nerezové oceli. Při výrobě austenitcekého nerezovéhoplechu či pásu je nutná vložená tepelná úprava během redukce tlouštíky, čímž se obnovuje kujnodt k dosažení žádané tlouštíky. Obecně platí, že austenitické nerezové oceli a výrobky z nich tvrdnou rychleji než feritové.oceli potřebuuící vložené žíhání.However, austenitic steels have a significantly higher fatigue at. They also have certain and known drawbacks, including susceptibility to stress corrosion cracking as well as senilization. Furthermore, austenitic steel products harden faster than ferrite stainless steels. In the manufacture of an austenitic stainless steel sheet or strip, an embedded heat treatment during thickness reduction is required, thereby renewing the metal to achieve the desired thickness. In general, austenitic stainless steels and steel products harden faster than ferrite steel requiring embedded annealing.

Již po dlouhou dobu je snahou ocelářského průmyslu nalézt . vhodnou feritovou nerezovou ocel', která by mmia uspokojivou tuhost při teplotě ííítnotti a naprostou odolnost proti korozi a odolnost při sensibilisování. Taková ocel by byla výhodnněší v četných pouštích než současně používané austenitické oceei, protože u ní by nebylo korozní praskání po námze. Další výhodou by bylo to, že při podobném uvažovaném nahrazení by docházelo k ’ menšímu tvrdnu 1tí výrobku, čímž bý odpadlo nákladné tepelné upravování.ve spojení s výrobou austenitické nerezové oceli ve formě plechů nebo pásů. 'It has been an effort for a long time to find the steel industry. A suitable ferrite stainless steel having satisfactory stiffness at ambient temperature and complete corrosion resistance and sensitization resistance. Such a steel would be preferable in numerous deserts than the currently used austenitic steels, since there would be no corrosion cracking after the coating. A further advantage would be that a similar substitution would result in less product hardening, thereby avoiding costly heat treatment in connection with the manufacture of austenitic stainless steel in the form of sheets or strips. '

Úkolem vynálezu tedy je vytvoUt fer^ovou nerezovou ocel, která by se vyznačolalatjhootí, . zvýšenou tdotnootí proti intergranulární korozi a dobrou (tdotniotí proti korozi v obecném slova sí^is.u. Dále jo úkolem vynálezu vytvooit výhodný způsob výroby takovéto feritové nerezové occei. . .SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide ferrule stainless steel which is capable of being coated. It is an object of the present invention to provide an advantageous process for the production of such ferrite stainless steel.

Vynález řeší ·· úkol tím, že vytváří . ferioovou nerezovou ocel, jejíž poddtata spočívá v tom, že obsahuje v procentech podle hmotnálSi chrom od 20,0 do 35,0 %, molybden od 0,75 do 1,2 %, křemík od 0,10 do 0,30 %, fosfor od stopy do 0,020 %, síru od stopy do 0,02 %, uhlík od stopy do 0,003 %, dusík od 0,005 do 0,0125 %, kolumbium od třináctináoob0u . do dv-acetidevítinátobOu obsahu dusíku, přičemž zbytek tvoří železo.The invention solves the task by creating. ferritic stainless steel, the subtype of which contains, by weight, chromium from 20,0 to 35,0%, molybdenum from 0,75 to 1,2%, silicon from 0,10 to 0,30%, phosphorus from trace to 0.020%, sulfur from trace to 0.02%, carbon from trace to 0.003%, nitrogen from 0.005 to 0.0125%, columbium from thirteen to 10%. to a nitrogen content of 2-acetonitrile, the remainder being iron.

Podle výhodného vytvoření vynálezu feritová nerezová ocel podle vynálezu dále obsahuje . nikl, měň a kobalt jako nečistoty v celkovém množtví od stop do 0,2.5 hmolnáotníchAccording to a preferred embodiment of the invention, the ferrite stainless steel according to the invention further comprises. nickel, copper and cobalt as impurities in the total amount from trace to 0,2.5 w / w

Vynález dále vytváří způsob výroby feritové nerezové oceli definované výše, jehož poddtata spočívá v tom, že se .ve vakuu zkujní železná tavba s obsahem chrómu, molybdenu a křemíku к výrobě slitiny, obsahující v procentech podle hmotnosti. 20,0 až 35,0 % chrómu, 0,75 až 1,20 % molybdenu, 0,10 až 0,30 % křemíku, fosforu od stopy do 0,020 %, síry Od stopy Óo 0,020 %_t uhlíku od stopy do 0,003 %, dusíku od 0,0050 do 0,0125 %, přičemž zbytek tvoří železo, a před skončením zkujnění ve vakuu se přidá kolumbium v množství třináctinám sobku až dvacetidevítinásobku konečného hmotnostního obsahu dusíku.The invention further provides a process for the production of ferrite stainless steel as defined above, the subject matter of which is to vacuum-test an iron smelting containing chromium, molybdenum and silicon to produce an alloy containing in percent by weight. 20.0 to 35.0% of chromium, 0.75 to 1.20% of molybdenum, 0.10 to 0.30% of silicon, phosphorus from trace to 0.020%, sulfur From trace 0-0.020% _{t of} carbon from trace to 0.003% nitrogen, from 0.0050 to 0.0125%, the remainder being iron, and columbium is added at a rate of thirteenth to twenty-nine times the final nitrogen content by weight before the end of vacuum blasting.

Podle výhodného vytvoření vynálezu se kolumbium přidá po prvním provedeném zkujnění v indukčně vyhřívané peci a před konečným zkujněním při průchodu nístějí vyhřívanou elektronovým paprskem.According to a preferred embodiment of the invention, columbium is added after the first refolding in an induction-heated furnace and before the final refining in transit they are loaded with a heated electron beam.

Nové a vyšší technické účinky výše definovaných patření podle vynálezu spočívají v dále popsaných skutečnostech:The new and higher technical effects of the above-defined measures according to the invention consist in the following:

Zkujňování lokalizovaným ohřevem při vysoké teplotě použitím svazku elektronů ve vysokém vakuu v řadě pecí umožňuje dosáhnout naprostého odstranění těkavých nečistot a extrémně nízkých obsahů uhlíku a dusíku.The localized high temperature refining using a high vacuum electron beam in a series of furnaces allows the complete removal of volatile impurities and extremely low carbon and nitrogen contents.

Feritová nerezová ocel podlé vynálezu je necitlivá na rychlost ochlazování vymezeným poměrem kolumbia к dusíku, čímž se vytvoří nerezová ocel mající zlepšenou houževnatost a vysokou odolnost proti mezizrnné korozi.The ferrite stainless steel of the present invention is insensitive to the rate of cooling defined by the ratio of columbium to nitrogen, thereby forming a stainless steel having improved toughness and high resistance to intergranular corrosion.

Přidáním kolumbia v podílu, který je ve vzí.ahu к obsahu dusíku ve slitině, se dosahuje současně teploty přechodu z kujnosti do křehkosti pod teplotou místnosti ve stavu chlazení vzduchem po žíhání při 1 000 °C,jakož i vysoké odolnosti proti korozi v obecném slova smyslu.The addition of columbium in a proportion related to the nitrogen content of the alloy simultaneously achieves a transition temperature from ductility to brittleness below room temperature in the air-cooled state after annealing at 1000 ° C, as well as high corrosion resistance in the general word. meaning.

IAND

Vynález bude dále podrobně vysvětlen s přihlédnutím к výkresům, kde obr. 1 je graf vztahu mezi poměrem kolumbia к dusíku a teplotou přechodu ze stavu kujnosti do křehkosti po ochlazení desky tlouštky 1,3 cm vzduchem z teploty 980 C a Obr. 2 znázorňuje schéma výroby oceli podle vynálezu,jakož i zařízení vhodné pro výrobu této oceli způsobem podle vynálezu. ’BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be explained in detail with reference to the drawings, in which: Figure 1 is a graph of the relationship between colombium to nitrogen and transition temperature from malleability to brittleness after cooling a 1.3 cm thick sheet with air from 980C; 2 shows a diagram of the production of steel according to the invention as well as an apparatus suitable for producing this steel by the method according to the invention. ’

Všechny podíly chemických látek dále uváděné jsou uvedeny v procentech podle hmotnosti, pokud není výslovně uvedeno jinak.All proportions of chemicals listed below are by weight unless otherwise indicated.

Popis výhodného provedeníDescription of the preferred embodiment

Bylo zjištěno, že kontroluje-li sé chemie .é složení feritové nerezové oceli s vysokým obsahem chrómu udržováním obsahu různých prvků v rozmezích, jak zde byla uvedena, jc? výsledkem slitina lepších vlastností. Podle toho ve shoě s tímto vynálezem se uvádí složení oceli ve hmotnostních procentech:It has been found that when chemistry controls the composition of high chromium ferritic stainless steel by maintaining the content of the various elements within the ranges as stated herein. resulting in an alloy of better properties. Accordingly, in accordance with the present invention, the weight composition of the steel is stated:

uhlík fosfor síra křemík měá, nikl a kobalt (celkem) chrom chrom molybden dusík kolumbium železo a případné nečistotycarbon phosphorus sulfur silicon copper, nickel and cobalt (total) chromium chromium molybdenum nitrogen columbium iron and any impurities

Vynález se týká feritových nerezových až 35,0 %, a zvláště v užším rozmezí 25,0 až 27,5 %.The invention relates to ferrite stainless steel up to 35.0%, and particularly in the narrower range of 25.0 to 27.5%.

až do 0,0030 až do 0,020 až do 0,020up to 0.0030 up to 0.020 up to 0.020

0,10 až 0,30 až do 0,250.10 to 0.30 up to 0.25

20,0 až 35,0 (široké rozmezí)20.0 to 35.0 (wide range)

25,0 až 27,5 (výhodné rozmezí) .25.0 to 27.5 (preferred range).

0,75 až 1,200.75 to 1.20

0,0050 až 0,01250.0050 to 0.0125

13krát až 29krát obsahu dusíku rozdíl ocelí s obsahem chrómu v Širokém rozm-zí 20,0 Za dodržení uvedeného obsahu chrómu se slitiny železa s ' chromém vyznačují zvláště vysokou odolností proti.korozi ve vysoce korosivních prostředích. Avšak feriOové slitiny s obsahem chrómu v - tomto rozmezí maaí snahu být křehké, a to i za teploty hodně nad teplotou míítnoosi. Jak to již bylo výše uvedeno, jě předmětem tohoto vynálezu TerHová nerezová slitina s · obsahem chrómu od 20 % do 35 %, jež má všechny výhody, spojené s uvedeným obsahem chrómu, přičemž odpadaaí s tímto obsahem chrómu spojené problémy, · zvláště problém křehnití. .13 to 29 times the nitrogen content The chromium content of steels with a wide range of 20.0 While maintaining the chromium content, chromium iron alloys are characterized by a particularly high corrosion resistance in highly corrosive environments. However, chromium-containing ferroalloys within this range tend to be brittle, even at temperatures well above the miter temperature. As mentioned above, the subject of the present invention is a tertiary stainless steel alloy having a chromium content of 20% to 35%, having all the advantages associated with said chromium content, while avoiding the problems associated with this chromium content, particularly the embrittlement problem. .

MóOžtví moOybdenu, které se použije v takové slitině, je rozhoduujcí. · Uďrží-1i se obsah molybdenu v rozmezí 0,75 % až 1,20 %, zlepší se· odolnost proti korozi •slitiny v redukčním prostředí a okóií. Dále pak' přídavek molybdenu v tomto rozmezí zvyšuje odolnost slitiry pro ti důlkové korozi,. Činn-li v oceli podle tohoto vynálezu obsah molybdenu pod 0,75 %, zhorší se odolnost proti korozi. Je-li obsah molybdenu vyšší než 1,20 %, pak výhody jsou překonány · zvýšením teploty přechodu ze stavu kujnooti do křehko^i. MoOybden zvyšuje · teplotu přechodu slitiny tvrdnutím pevného roztoku.·A proto k dosaženi nejlepší odoonosti proti odporu bez zhoršení tu^osi se musí tato přísada · udržovat v uvedeném rozhodujícím rszm^л^]-.The molybdenum molarity to be used in such an alloy is decisive. A molybdenum content of 0.75% to 1.20% is retained; Furthermore, the addition of molybdenum in this range increases the alloy resistance to three pitting corrosion. If the molybdenum content of the steel according to the invention is below 0.75%, the corrosion resistance will deteriorate. If the molybdenum content is greater than 1.20%, the advantages are overcome by increasing the temperature of transition from kujnooti to brittle. MoOybden · transition temperature increases hardening alloy solid solution. · Therefore, to achieve the best odoonosti against resistance without impairing the ^ axis must · maintain this admixture in said deciding rszm ^л ^ -].

Obsah křemíku se· má udržovat v rozmezí 0,10 % až 0,30 %. křemík v moOžtví nad 0,10 % plní dvoOí funkci, urychluje odstraňování kyslíku během zkujňování a zvyšuje oxidační stálost slitiny·za vysoké teploty. Obsah křemíku nad 0,30 % není žádoucí se·zřeteeem na tvrdnutí pevných roztoků.The silicon content is to be maintained in the range of 0.10% to 0.30%. Silicon above 0.10% performs two functions, accelerates the removal of oxygen during refining and increases the oxidation stability of the alloy at high temperature. A silicon content above 0.30% is not desirable in view of the hardening of the solid solutions.

Obsah uhlíku má činit nejvýše 0,0030 %. Tento nízký obsah se snadno dosahuje zdaňováním taveniny ze ·.pouti1L- paprsků elektronů. Sni-í-li se obsah uhlíku na tuto · hladinu, zlepší se tuhost · snížením teploty přechodu ze stavu tuhosti do křehkooti, přičemž přechodová teplota je definována · jako taková teplota, · za které moOství energie, jež · se · může absorbovat úderem bez vzniku zlomu, velmi rychle klesne. Pod uvedenou'teplotou je kapacita absorbování energie velmi.malá,·a chování se slitiny odpovídá stavu ó^ehkosti. Nad uvedenou přechodovou teplotou je kapacita absorbování energie poměrně ·vysoká, a o maaeriálu se říká, že je tuhý. Dále pak obsah uhlíku.pod 30 ppm zlepšuje odolnost slitiny proti intergranulární korozi tím, · že se sníží moOství uhlíku, ze kterého by mohly vznikat karbidy chrómu. Tím, že se zamezí tvorba karbidů chrómu, se nezbavuje mřížka slitiny chrómu při dalším prodlouženém zahřívání, a její odolnost · proti inte^ra^^rní · korozi' zůstává.The carbon content should not exceed 0.0030%. This low content is readily achieved by taxing the melt from the electron beam. If the carbon content is lowered to this level, the stiffness is improved by lowering the transition temperature from the stiffness to the brittle state, and the transition temperature is defined as the temperature at which the energy that can be absorbed by impact without the formation of a break, drops very quickly. Below this temperature, the energy absorption capacity is very small, and the behavior of the alloy corresponds to the state of lightness. Above said transition temperature, the energy absorption capacity is relatively high, and the maaerial is said to be stiff. Further, a carbon content below 30 ppm improves the alloy's resistance to intergranular corrosion by reducing the amount of carbon from which chromium carbides could form. By avoiding the formation of chromium carbides, the grating of the chromium alloy does not get rid of with further prolonged heating, and its resistance to internal corrosion remains.

Obsah dusíku má činit nejvýše 0,0125 %. Snížením obsahu dusíku na tuto hladinu se·zvýší tphost, jak je to patrné ze snížení teploty přechodu ze stavu tuhosti do stavu křehkosti. · Podobně nízký obsah dusíku snižuje náchylnost slitiny k intergranulární korozi. Vyyší obsahy dusíku mohou způsobit vymizení chrómu z mřížky slitiny s vysráSením nitridů chrómu na hranicích zrn podobným způsobem, jako je tomu u karbidů chrómu. SniíS-li se obsah dusíku ve slitině, sníží se na minimum srážení nevhodných a nežádoucích nitridů chrómu. Nejdйleestёjš- je však zjištění, že v rozm^;^í 0,0050 do 0,0125 % je škodlivý vliv dusíku dusíku neutralizován přidáním malého mioOžtví kolumbia, jak je to zahrnuto do rozsahu tohoto vynálezu. . · .The nitrogen content should not exceed 0.0125%. Lowering the nitrogen content to this level will increase the tphost as evidenced by a decrease in the transition temperature from the stiffness state to the brittleness state. A similarly low nitrogen content reduces the susceptibility of the alloy to intergranular corrosion. Higher nitrogen contents can cause chromium to disappear from the alloy grid with precipitation of chromium nitrides at the grain boundaries in a similar way to chromium carbides. If the nitrogen content of the alloy is reduced, precipitation of unsuitable and undesirable chromium nitrides is minimized. Most importantly, however, it is found that, in the range of 0.0050 to 0.0125%, the harmful effect of nitrogen nitrogen is neutralized by the addition of a small amount of columbia as included within the scope of the present invention. . ·.

Jak to již bylo zde dříve uvedeno, ϋSství kolumbia, pouužté ve slitině, má rozhodující význam. MnOž^i použitého kolumbiase musí korelovat s obsahem dusíku ·ve · slitině v pečlivě stanovném, rozhodujícím poměru. Protože je ve skuteČn^ti nemožné (nebo nejméně nepraktické) odstranit veškerý dusík ze slitiny, dá se dosáhnout předmětu podle tohoto vynálezu pouze tehdy, jestliže zbylý dusík je vázán takovým způsobem, že nemůže zhoršovat tuhost nebo odolnost p:roti intergranulárn- korozi. Jak je to patrné z obr. ·1, sníží · se poddtatně přechodová teplota přidáním kolumbia v m^Ož^í, které je vztaženo k obsahu dusíku ve slitině. Snížéní na teplotu mí^tní^s^l^.i nebo pod ni se dá dosáhnout, ud^ž^e-li se poměr Cb:N · v rozsahu od asi 13 k asi 29. Bez kolumbia způsobuj i malá moOství dusíku, např. · 0,0060 %, zkřehnul. Právě · uvedený malý přídavek kolumbia způsobuje při chlazení vzduchem, že teplota přechodu ze stavu tuh^ti do · stavu křehkooti není ovlivňována změnami obsahu dusíku mezi asi·0,0050 a 0,0125 %.As mentioned earlier, the ství Columbia umb used in an alloy is of decisive importance. The amount of columbia used must correlate with the nitrogen content of the alloy in a carefully determined, decisive ratio. Since it is in fact impossible (or at least impractical) to remove all the nitrogen from the alloy, the object of the present invention can only be achieved if the remaining nitrogen is bound in such a way that it cannot impair stiffness or resistance to intergranular corrosion. As can be seen from FIG. 1, the transition temperature is substantially reduced by adding columbium in the range relative to the nitrogen content of the alloy. Lowering to or below the room temperature can be achieved if the Cb: N ratio is in the range of about 13 to about 29. Without Colombia, even small amounts of nitrogen are produced, eg · 0.0060%, embrittled. The above-mentioned small addition of Colombia causes air-to-temperature cooling that the transition temperature from stiffness to brittle state is not affected by variations in the nitrogen content of between about 0.0050 and 0.0125%.

Je-li obsah dusíku pod 0,0050 %, je slitina kujná za teploty místnosti . bez dalších úprav. Obsah 0,05 % podle·hmoOnnsSi kolumbia významně a příznivě ovlivňuje ·teplotu přechodu ze stavu kujnosti do stavu křehkosti za všech obsahů dusíku až do uvedených 0,0125 %. Avšak všechny · výhody tohoto vynálezu se nedosahují, pokud poměr Cb:N není v uvedeném od asi 13 do asi 29· NacdnOrné mnnoství kolumbia nepříznivě ovlivňuje (zvyšuje) teplotu přechodu ze · stavu kujnosti do stavu křehko ti, a výhody vynálezu jsou tím ztraceny.If the nitrogen content is below 0.0050%, the alloy is malleable at room temperature. without further modifications. The content of 0.05% by weight of Columbia significantly and favorably affects the transition temperature from ductile to brittle state at all nitrogen contents up to the stated 0.0125%. However, all the advantages of the present invention are not attained if the Cb: N ratio is not in the range of about 13 to about 29. The sudden amount of columbia adversely affects (increases) the transition temperature from malleability to brittle state, thereby losing the advantages of the invention.

Obsah fosforu se s výhodou udržuje tak nízký, jak je to možno, a zcela určitě pod 0,020 %, protože fosfor ve slitině působí zvýšení teploty přechodu ze · stavu kujnooti do· stavu křehl^c^o-si. 'Preferably, the phosphorus content is kept as low as possible, and certainly below 0.020%, since the phosphorus in the alloy causes an increase in the temperature of transition from kujnooti to kriosil. '

Také obsah síry v oceli se má udržovat nízký, a v každém případě má činit nejvýše 0,020 %. Věěší mwožtví síry vedou ke vzniku škodlivých, nekovových příměsí.The sulfur content of the steel should also be kept low and in any case not more than 0.020%. Larger sulfur quantities lead to the formation of harmful, non-metallic impurities.

Obsah niklu, mědi a kobaltu v oceli se má rovněž udržovat velmi nízký. Jako nečistota v oceli podle · tohoto · vynálezu je přísomný nikl často v lmloSsSví ·až do 0,10 %, měčá až do 0,015 % a kobalt až do 0,04 %. Společná spojená těchto prvků nemmaí převýšit .The nickel, copper and cobalt content of the steel should also be kept very low. As an impurity in the steel of the present invention, nickel is often present in the luminescence up to 0.10%, measured up to 0.015% and cobalt up to 0.04%. The joint combined of these elements should not exceed.

asi 0,25 %, protože nad tento obsah je opačným způsobem nepříznivě ovlivněna odolnost oceli ke koroznímu praskání napětím..0.25%, because above this content, the resistance of the steel to stress corrosion cracking is adversely affected.

V předchozích odstavcích jsou vyloženy základní zásady pro nové komp'..;· t'-e podle tohoto vynálezu. Avšak - jak se dá očekávat - jsou zde závažné vlivy, kuími^ujcí se a působácí proti sobě, pokud se týká konccetrací několika prvjců. Např. kromě dusíku, prvky,jako je uhlík, molybden a fosfop, maaí · zřejmě vliv na tuhost ferioových nerezových slitin za daného obsahu chrómu. Pro nejvyšší stlačení teploty přechodu ze stavu · kujnosti do stavu křehkosti při chlazení vzduchem se má·obsah všech těchto prvků -a ·dusíku udržovat na straně nízkého obsahu možného rozsahu. Je-li obsah dusíku · vyššího koncového rozmezí, musí se udržet obsah uhlíku, molybdenu a fosforu velmi nízký, aby se dooclily dobré hodnoty teploty přechodu ze · stavu ku□tost,i do stavu křeUкooSi. Podobně molybden, pokud by se jednalo o horní mez obsahu, se musí spojit s nízkým obsahem dusíku a uhlíku. Je pochC)oPielté, že kommposce, jež by obsahovala nejvyšší·přijatelná mnc0sSví · všech těchto několika prvků, nemůže dosáhnout teploty přechodu ze stavu Cujcoosí do stavu křehkooti za teploty místnosti či nižší po chlazení vzduchem z teploty 980 °C, · ale taková ko^f^posice se bude vyznačovat pozoruhodným zlepšením této vlastnosti při srovnávání s podobným maaeriálem, ale bez přidání rozhodujícího mioožtví kolumbia. .In the previous paragraphs, the basic principles for the novel components of the present invention are set forth. However, as would be expected, there are serious influences, agglomerations, and counteracting in relation to the concetrations of a few first-graders. E.g. in addition to nitrogen, elements such as carbon, molybdenum and phosphop, may have an effect on the stiffness of the ferio-stainless alloys at a given chromium content. For maximum compression of the transition temperature from brittleness to brittleness in air cooling, the content of all these elements and of nitrogen should be kept on the low content side of the possible range. If the nitrogen content is of a higher end range, the content of carbon, molybdenum and phosphorus must be kept very low in order to achieve good transition temperatures from the state of quality to the state of reaction. Similarly, molybdenum, if it is the upper limit of the content, must be combined with a low nitrogen and carbon content. It should be noted that a comcomposition containing the highest acceptable levels of all of these several elements cannot reach the transition temperature from Cujcoos to brittle at room temperature or lower after air cooling from 980 ° C, but such a co The position will be characterized by a remarkable improvement in this property when compared to a similar maaerial, but without the addition of a decisive colony of columbia. .

Pro doložení dύleestosti tohoto vynálezu jsou dále uvedena data, týkající se taveb série slitin na podkladu železa a chrómu o ·různých · analýzách. Něěkeré z taveb maaí · složení, jež je v rozm^i^í rozsahu podle tohoto vynálezu. Pro srovnání jsou uvedeny tavby mimo nový rozsah podle tohoto vynálezu, pokud se týká jednoho či více prvků jako složek.In order to illustrate the importance of the present invention, the following are data relating to the melting of a series of iron and chromium alloys on various analyzes. Some of the melts have a composition that is within the scope of the present invention. By way of comparison, melts outside the new scope of the present invention are given with respect to one or more elements as components.

Tavby skupiny I s prefixem B nebo C jsou běžné tavby z válcovny. Zpracovávají se postupem, který je zde dále· ještě podrobntji popsán. Zbbýaaící tavby ze s-tupin I, II a III s prefixem MH jsou laboratorní tavby, přetavené z tavby ve válcovně 2B0005. Tyto tavby představu;)! 18kg dávky s přesně kontrolovaným obsahem kolumbia a dusíku, a byly vyrobeny v laboratorní vakuové indukční peci. Získané ingoty se upravší broušením a posléze vykováním na desky o průřezu 1,3 cm až 10 cm po prohřívání 2 hodiny na 1 150 °C. Protože tyto . tavby byly připraveny ze základní tavby s obsahem 0,10 % nikluj 0,020 % rnmdi, je rozumné .předpokládat stejná mnt0sSví uvedených prvků v získaných laboratorních tavbách. Z toho důvodu nebyly u laboratorních taveb zjiš0ováty obsahy těchto prvků analýzou. Obsah niklu a mědi v tavbě MH-160 je vyšší, než je tomu u ostatních experimeeCálnícU taveb, a to se zřeteeem·na nečistoty v kelímku, kde se prováděla tavba. .Group I melts with prefix B or C are conventional rolling mill melts. They are processed in a manner that is described in more detail below. The remaining melts from Group I, II and III with the prefix MH are laboratory melts melted from the melting in the rolling mill 2B0005. These melts idea;)! 18kg batches with precisely controlled columbium and nitrogen contents, and were manufactured in a laboratory vacuum induction furnace. The obtained ingots are treated by grinding and then forging into plates having a cross-section of 1.3 cm to 10 cm after heating for 2 hours at 1150 ° C. Because these. the melts were prepared from a base melting containing 0.10% nickel and 0.020% rmmdi, it is reasonable to assume the same melt of the above elements in the obtained laboratory melts. For this reason, the contents of these elements were not analyzed by laboratory melts. The nickel and copper content of the MH-160 melting is higher than that of the other experimental melts, by reducing the impurities in the crucible where the melting was performed. .

202531 б202531 б

Skupina IGroup I

Oceli této skupiny neobsahují podstatný a rozhodující přídavek kolumbia. Dále obsah ^xmolybdenu v jedné tavbě převyšuje poněkud horní mez, jak byla pro tento prvek určena.Steels of this group do not contain a substantial and decisive addition of Colombia. Further, the ^x molybdenum content in one melt exceeds a somewhat upper limit as determined for this element.

Skupina II 'Group II '

Oceli této skupiny spadají obecně do nového rozsahu podle tohoto vynálezu s výjimkou kolumbia jako složky· Obsah kolumbia v ocelích této skupiny je mimo rozhodující rozsah 13násobku až 29násobku, přepočteno na obsah dusíku·The steels of this group generally fall within the new scope of the present invention except for columbium as a component. · The columbium content of the steels of this group is outside the critical range of 13 to 29 times, calculated on the nitrogen content ·

Skupina IIIGroup III

Oceli této skupiny spadají ve všech případech do nového rozsahu podle tohoto vynálezu a obsahují správná a rozhodující množství kolumbia.The steels of this group are in all cases within the new scope of the invention and contain the correct and critical amounts of columbia.

S к u p i n а IVS k u p i n IV

Slitina této tavby obsahuje chrom na straně vyššího rozsahu z uvedeného Širokého rozmezí. Obsah kolumbia přesahuje rozhodující množství, které je nutné pro účinné snížení teploty přechodu ze stavu kujnosti do stavu křehkosti. Tato experimentální tavba byla připravena z elektrolytického chrómu, přetaveného za vaku·), a ze Železa o vysoké čistotě, zkujněného za vakua.The alloy of this melt contains chromium on the higher range side of said wide range. The columbium content exceeds the critical amount necessary to effectively lower the temperature of transition from ductile to brittle. This experimental smelting was prepared from electrolytic chromium, remelted under vacuum, and high purity iron, vacuum vacuumed.

TabulkalTabulkal

Tavba 6> Melting 6> Cr Cr 0 0 b s a P b s a P h v Si h v Si p r S p r WITH oceňte appreciate c h Cb c h Cb (podle Poměr Cb/N (according to Cb / N ratio hmotnosti) C weight) C N N Ni Ni Cu Cu Skupina I Group I 2B0005 (3) 2B0005 (2) 26,4 26.4 0,95 0.95 0,018 0.018 0,17 0.17 0,012 0.012 0,in 0, in 0,020 0.020 0 0 0,0020 0.0020 0,0099 0.0099 MH-22 (4) MH-22 27,0 27.0 1,03 1.03 0,013 0.013 0,24 0.24 0,007 0.007 .0,11 .0,11 X X 0 0 0,0020 0.0020 0,0075 0.0075 2B0123 (3) 2B0123 (2) 25,3 25.3 1» 31 1 »31 0,011 0.011 0,21 0.21 0,012 0.012 0,09 0.09 0,012 0.012 0 0 0,0010 0,0010 0,0101 0.0101

Skupina IIGroup II

ΜΗ-15Θ ΜΗ-15Θ (4) (4) 26,8 26.8 1,07 1.07 0,017 0.017 0,12 0.12 0,015 0.015 (1) (1) (2) (2) 0,05 0.05 5 5 0,0020 0.0020 0,0105 0.0105 MH-156 MH-156 (4) (4) 26,4 26.4 1,07 1.07 0,0_x170.0 _x 17 0,12 0.12 0,014 0.014 (1) (1) (2) (2) 0,38 0.38 34 ' 34 ' 0,0017 0.0017 0,0113 0.0113 МН-152 М-152 (4) (4) 26,5 26.5 1,08 1.08 0,017 0.017 0,15 0.15 0,013 0.013 • (1) • (1) (2) (2) 0,41 0.41 44 44 pod 0,0010 below 0.0010 0,0094 0.0094 MH-151 MH-151 (4) (4) 25,7 25.7 1,09 1.09 0,017 0.017 0,12 0.12 0,010 0.010 (1) (1) (2) (2) 0,33 0.33 47 47 0,0018 0.0018 0,0070 0.0070 MH-144 MH-144 (4) (4) 26,5 26.5 0,93 0.93 0,012 0.012 0,20 0.20 0,010 0.010 (1) (1) (2) (2) 0,30 0.30 35 35 0,0015 0.0015 0,0086 0.0086 MH-148 MH-148 (4) (4) 26,6 26.6 0,99 0.99 0,01 1 0.01 1 0,19 0.19 0,008 0.008 (1) (1) (2) (2) 0,37 0.37 56 56 0,0012 0,0012 0,0066 0.0066

Skupina IIIGroup III

MH-142 MH-142 (4) (4) 28,0 28.0 1,08 1.08 0,012 0.012 0,01? 0.01? 0,008 0.008 r < r < f2) f2) 0,10 0.10 21 21 0,0011 0.0011 0,0048 0.0048 MH-25 MH-25 (4) (4) 25,9 25.9 1,06 1.06 0,011 0.011 0,21 0.21 0,007 0.007 (1) (1) (2) (2) 0,10 0.10 15 15 Dec 0,0024. 0,0024. 0,0066 0.0066 MH-146 MH-146 (4) (4) 26,9 26.9 0,96 0.96 0,011. 0.011. 0,19 0.19 0,010 0.010 (1) (1) (2) (2) 0,18 0.18 22 22nd 0,0013 0,0013 0,0083 0.0083 MH-149 MH-149 (4) (4) 26,4 26.4 1,09 1.09 0,017 0.017 0,19 0.19 0,012 0.012 (1) (1) (2) (2) ' 0,19 0.19 21 21 0,0023 0,0023 0,0091 0,0091 MH-160 MH-160 (4) (4) 26,3 26.3 1,06 1.06 X X 0,25 0.25 0,014 0.014 - - - - 0,12 0.12 13 13 0,0022 0,0022 0,0095 0.0095 MH-161 MH-161 (4) (4) 26,9 26.9 0,83 0.83 X X 0,11 0.11 0,013 0.013 (1) (1) (2) (2) 0,20 0.20 21 21 0,0012 0,0012 0,0096 0.0096

Skupina IV MH-143 34,0Group IV MH-143 34.0

1,07 0,006 0,18 0,0061.07 0.006 0.18 0.006

0,11 610.11 61

0,0013 Ο5ΟΟΙΘ0.0013 Ο5ΟΟΙΘ

Poznámky:Comment:

1. obsah niklu asi 0,10 %1. Nickel content about 0,10%

2. obsah mědi asi 0,02 %2. Copper content about 0,02%

3. tavba z válcování3. Rolling melt

4. laboratorní tavba, přetavená z válcovací produkce 2B0005 x: nestanoveno4. Laboratory melt, remelted from rolling mill 2B0005 x: Not determined

Vyhodnocování fyzikálních vlastností slitiny s úitíyslem předurčit stav se dá provést za použití četných a přijatých testovacích postupů. Ten či onen použitý test se má blížit konečnému použití slitiny. Např. statické testování, jako je zkouška tahem, kde se podolu používá zatížení, se používá, jestliže kujnost a reprodukovatelná míra pevnosti jsou žádoucí. Dynamické testování, jako je testování houževnatosti, kdy se zatížení používá náhle, jako je úder kladiva nebo závaží, se používá, je-li Žádoucí míra tuhosti. Jinou formou testování je servisní testování, kdy se dá vyhodnotit některá specifická vlastnost, jako je odolnost proti korozi.Evaluation of the physical properties of an alloy with a view to predetermining the condition can be performed using numerous and accepted test procedures. This or that test used should be close to the end use of the alloy. E.g. static testing, such as a tensile test where a load is applied to the bottom, is used if ductility and a reproducible strength measure are desired. Dynamic testing, such as toughness testing, where the load is used suddenly, such as a hammer blow or weight, is used when a degree of stiffness is desired. Another form of testing is service testing, where some specific properties, such as corrosion resistance, can be evaluated.

Testováním tažnosti se zjistilo, že tažnosti skupin I, II а III, a porovnatelného stupně AISI, typ 446, jsou v podstatě stejné. Při tomto testu se nezjistí jakýkoli podstatný rozdíl, který by se mohl použít při předurčení skutečných servisních požadavků.Ductility testing revealed that the ductility of Groups I, II and III, and a comparable grade of AISI, type 446, were substantially the same. This test does not detect any significant difference that could be used in predetermining actual service requirements.

Jiným způsobem к předurčení servisních požadavků jo měření tuhosti slitiny. Široce používaným testem je měření tuhosti při testování tuhosti za použití ostrého V-žářé?,u. Při tomto testu se používá vzorek, obsahující pečlivě opracovaný vrub. Vzorek, podpíraný na obou koncích jako nosník, se zlomí jediným úderem padajícího závaží. Množství energie, absorbované deformováním a prolomením vzorku stanovuje hodnotu úderu. Podrobnosti tohoto testu jsou popsány v ASTM-specifikaci E 23-66, část 31, .1971.Another way to predetermine service requirements is to measure the stiffness of the alloy. A widely used test is stiffness measurement in stiffness testing using a sharp V-beam. In this test, a sample containing a carefully machined notch is used. The specimen, supported at both ends as a beam, breaks with a single blow of the falling weight. The amount of energy absorbed by the deformation and breakage of the sample determines the impact value. Details of this test are described in ASTM specification E 23-66, Part 31, 1971.

Výsledky testu za použití úderu podle tohoto vynálezu, jakož i za použití slitin mimo nový rozsah podle tohoto vynálezu jsou uvedeny v tabulce II.The results of the impact test according to the invention as well as the alloys outside the new range according to the invention are shown in Table II.

Je třeba poznamenat, že přesnost testování úderem je podmíněna určitými změnami se zřetelem к faktorům, jako je geometrie vrubu, teplota a kalibrace zařízení. Geometrie vrubu se kontroluje vhodným umístěním vrubu a přesným strojovým ovládáním. Je podstatné, aby za použití všech vzorků byly použity tytéž vruby a stejně strojově ovládané. Vliv teploty lze při tomto testování přehlédnout. Týká s' to jak teploty laboratoře, tak i teploty vzorku. Konečně zařízení pro testování úderem se musí správně kalibrovat a udržovat v mezích standardizovaných kalibračních požadavků. Jsou zde četné další faktory, jež mohou ovlivnit přesnost testování úderem, jako je umístění vzorku v testovacích zařízení, konečná strojová úprava atd., avšak 3 výše uvedené faktory jsou nejdůležitější. I když se kontrolují pečlivě všechny tyto 3 faktory, má přechodová teplota snahu sc měnit nebo rozptylovat v rozmezí asi ± 4 °C. Tuto skutečnost je třeba vzít v úvahu při přehlížení dat, uvedených v další tabulce:It should be noted that the accuracy of the impact testing is subject to certain changes taking into account factors such as notch geometry, temperature and equipment calibration. The notch geometry is checked by suitable notch location and precise machine control. It is essential that the same notches and the same machine controls are used using all samples. The effect of temperature can be overlooked in this test. This applies to both laboratory temperature and sample temperature. Finally, the impact testing equipment shall be properly calibrated and kept within the standardized calibration requirements. There are numerous other factors that can affect the accuracy of impact testing, such as sample placement in test facilities, finishing, etc., but the 3 above are the most important. Although all these 3 factors are carefully checked, the transition temperature tends to vary or scatter in the range of about ± 4 ° C. This should be taken into account when looking at the data in the following table:

Tabulka 2'Table 2 '

Tavba č. Teplota přechodu ze stavu kujnosti do stavu křehkosti, °GMelting No. Temperature of transition from malleable state to brittleness, ° G

980 °C, prudké ochlazení vodou 980 °C, ochlazení vzduchem980 ° C, rapid cooling with water 980 ° C, air cooling

Skupina I Group I 2B0005 2B0005 -30 -30 120 120 MH-22 MH-22 -20 -20 100 100 ALIGN! 2B0123 2B0123 38 38 X X Skupina II Group II MH-158 MH-158 x x 79 79 MH-156 MH-156 X X 150 150

Tabulka II- pokračováníTable II - continued

Tavba č. Tavba č. Teplota přechodu ze stavu kujnosti do stavu křehkosti, °C 980 °C, prudké ochlazení vodou 980 °C, ochlazení vzduchem Temperature of transition from ductility to brittleness, ° C 980 ° C, rapid cooling with water 980 ° C, air cooling

MH-.152 MH-152 X X . 120 . 120 MH-151 MH-151 X X 120 120 ΜΗ-Ί44 ΜΗ-Ί44 21 21 38 38 MH-148 MH-148 X X 150 150 Skupina III Group III MH-142 MH-142 X X 10 10 MH-25 MH-25 -20 -20 32 32 MH-146 MH-146 -30 -30 10 10 MH-149 MH-149 X X 10 10 MH-160 MH-160 X X 7 7 MH-161 MH-161 X X -4 -4 Skupina IV Group IV MH-143 MH-143 X X 38 38 Poznámky: Comment: x = nestanoveno x = not specified

Typické mechanické vlastnosti pro slitinu podlé tohoto vynálezu jsou: Typical mechanical properties for the alloy of the present invention are: Vzorek Sample Konvenční mez kluzu atm Conventional yield strength atm Mez pevnosti v tahu atm Tensile strength atm % tažnósti (2,5 cm) % tažnósti (2.5 cm) % červené v ploše % red in desktop MH-146 MH-146 3 030 3 030 4 900 4 900 40 40 81 81

Nejvýznačnější kvalitou, kterou se vyznačují slitiny podle tohoto vynálezu, je teplota přechodu ze stavu tuhosti do stavu křehkosti za zvýšené teploty s následujícím chlazením vzduchem. Je to zvláště významné při výrobě produktů, válcovaných za horka, a při výrobě svařovaných tovarů. V obou případech se slitina zahřívá na zvýšenou teplotu, stejně se zpracovává a ochlazuje na vzduchu.The most notable quality of the alloys of the present invention is the transition temperature from the stiffness to the brittleness at elevated temperature followed by air cooling. This is particularly important in the production of hot-rolled products and in the production of welded goods. In both cases, the alloy is heated to an elevated temperature, as well as treated and cooled in air.

Při výrobě des.<y se deska o tlouštce asi 15 až 30 cm, o šířce asi 95 cm a o délce dostačující pro konečnou délku desky použije při zahřívání ve vyhřívací peci o teplotě asi I 170 °C, načež se válcuje sérií průchodů válcovací stolicí na konečnou tlouštku 0,5 cm na 7,5 cm. Jakmile jsou rozměry desky dosaženy na válcovací stolici, deska se přepraví na chladicí lože nebo se tepelně upravuje a vychlazuje na teplotu místnosti. V ideálním případě je desca po koncové úpravě vhodná pro další zpracování na žádaný produkt, jako jsou trubice tepelných výměníků, potrubí nebo nádoby pro korozívní prostředí. Je podstatné, aby ocel, takto opracovávaná, měla nízkou teplotu přechodu ze stavu kujnosti do stavu křehkosti, nezávislou na rychlosti chladnutí, což dovoluje další úpravu bez lomu, podmíněného křehnutím, a odpadají lomy křehkostí u vyrobených produktů, i když se jim nedostalo konečné tepelné úpravy. Slitina podle tohoto vynálezu se dá vyválcovat na desku žádané tlouŠtKy postupem, který je dále popsán, s následující tepelnou úpravou, načež se zpracuje (počítaje-v to svařování) na konečný produkt bez konečné tepelné úpravy.In the manufacture of the plate, a plate having a thickness of about 15 to 30 cm, a width of about 95 cm and a length sufficient for the final length of the plate is used in heating in a heating furnace at a temperature of about 1170 ° C. a final thickness of 0.5 cm to 7.5 cm. Once the dimensions of the plate are reached on a rolling mill, the plate is transported to a cooling bed or is heat treated and cooled to room temperature. Ideally, after finishing, the plate is suitable for further processing into the desired product, such as heat exchanger tubes, pipes or containers for corrosive environments. It is essential that the steel so treated has a low transition temperature from malleability to brittleness, independent of the cooling rate, which allows for further treatment without brittle fracture and eliminates brittle fractures in the products produced, even if they do not receive the final thermal adjustments. The alloy of the present invention can be rolled onto a slab of the desired thickness by the process described below, followed by heat treatment, and then processed (including welding) into the final product without final heat treatment.

Zlepšená tuhost slitin podle tohoto vynálezu za podmínek chlazení vzduchem je uvedena v tabulce II. Ačkoliv se všechny ocele z tabulky II vyznačují velmi nízkými obsahy uhlíku a dusíku, jak to je uváděno v americkém patentovém spise 2 624 671, aby sé totiž docílily , dobré rázové vlastnosti, nestlačí se teplota přechodu ze stavu kujnosti do stavu křehkosti na teplotu místnosti, pokud se nepoužije postup podle tohoto vynálezu (viz skupina III).The improved stiffness of the alloys of the present invention under air-cooling conditions is shown in Table II. Although all the steels of Table II are characterized by very low carbon and nitrogen contents, as disclosed in U.S. Pat. No. 2,624,671 in order to achieve good impact properties, the transition temperature from malleability to brittleness is not compressed to room temperature, unless the process of the invention is used (see Group III).

Bez použití tohoto vynálezu jsou rázové vlastnosti porovnatelné s nerezovou ocelí typ 446, tavenou na vzduchu (feritová nerezová ocel, obsahující 24,0 % ' ai . 27,0 % chrómu). ·Without using the present invention, the impact properties are comparable to air melted 446 stainless steel (ferrite stainless steel containing 24.0% and 27.0% chromium, respectively). ·

Rázové testy, provedené na oceli podle - tohoto vynálezu, odkryly zajímavá zjištění·, ie totii podélná a příčná pevno-st v rázu jsou stejné. Occle, vyrobené běžnými postupy, se vyzní^c^i^;jí tím, , ie pevnost v příčném, úderu je podstatně menší nei pevnost v podélném úderu. Tento rozdíl se obvykle připisuje orientování nekovových příměsí. Jestliže se slitina ve formě ingotu převádí na blok a -konečně na desku nebo pruh, pak globulární příměsi·, které vznikly během tuhnUí, se pr^^luÍ^i^;jí do formy' žilek. Ty se orientují v rovině válcování, tj. v podélném smmru. V příčném směru tyto iilky působí jako původci napětí, protože -jsou uloženy rovnoběině ke směru úderu, a tím mmjí snahu sniiovat schopnost vzorku vzdorovat náhlému zatížení.The impact tests performed on the steels of the present invention have revealed interesting findings that the longitudinal and transverse impact strengths are the same. Occle produced by conventional methods is characterized in that the transverse impact strength is substantially less than the longitudinal impact strength. This difference is usually attributed to the orientation of non-metallic impurities. When the ingot alloy is converted to a block and finally to a plate or strip, the globular impurities formed during solidification are transferred into the form of veins. These are oriented in the rolling plane, i.e. in the longitudinal direction. In the transverse direction, these veins act as stress generators because they are disposed parallel to the direction of impact and thereby tend to reduce the ability of the sample to withstand sudden loads.

' Ocel podle tohoto vynálezu je současně čistá a prostá nekovových příměsí. Proto jsou příčné vzorky prosté této vnňtřní slabossi. - Výsledkem je v podstatě stejná pevnost při úderu jak7 v podélném, tak i příčném směru. A jednotná pevnost v úderu v obou smmrech je rovněž žádoucí vlastností tovaru. - Servisní testy na slitině se po ia U i v a aí k vyhodnocení odoonoo tí proti korozi. Slitina se vyznačuje obecnou odoonoo>tí proti korozi v četných oκoSícu, jakož i vyšší odoolnoosí proti seusštablisování. Je tedy dobře na tomto úsekž známo, ie běiné fer^ové nerezové oceli podléhají - těžkému intergranulánnímu V ASTM A-262-70 je série testů pro vyhodnoceni před intergranulární korozí. Zvláště těžký test za použití síranu ielezitého .a kyseliny sírové se použije k vyhodnocení slitiny podle tohoto vynálezu. Při tomto testu se vzorek vystaví účinkům vroucího roztoku síranu železitého v 50% kyselině sírové na dobu 120 hodin. Při tomto testu obvyklá ocel AISI typ 446.se nevyznačuje jakoukoli > podstatnou. před istergřjsžlářní korozí. OOsonost před intergranulárním napadením pro četné slitiny z tabulky I, mmřená při vystaven - účinkům vroucího síranu ielezitého v 50% kyselině sírové po dobu 120 hodin, je tato: . .The steel of the present invention is simultaneously clean and free of non-metallic impurities. Therefore, the transverse specimens are devoid of this internal weakness. As a result, the impact strength is substantially the same in both the longitudinal and transverse directions. And uniform impact strength in both directions is also a desirable property of the goods. - Alloy service tests are also used to evaluate corrosion resistance. The alloy is characterized by a general anti-corrosion resistance in numerous oceans, as well as a higher anti-deposition resistance. Thus, it is well known in the art that conventional ferrous stainless steels are subjected to heavy intergranular ASTM A-262-70 provides a series of tests for evaluation prior to intergranular corrosion. A particularly difficult test using ferric sulfate and sulfuric acid is used to evaluate the alloy of the present invention. In this test, the sample is exposed to a boiling solution of ferric sulfate in 50% sulfuric acid for 120 hours. In this test, conventional AISI type 446 steel does not indicate any> essential. against isterglass-like corrosion. The pre - intergranular attack rate for the numerous alloys of Table I, measured when exposed to the effect of boiling ferric sulphate in 50% sulfuric acid for 120 hours, is as follows:. .

Tabulka - IVTable - IV

Tavba č.Tavba č.

Podmínky sensibilisolásíConditions of sensibilisolase

Rychhost koroze, mikronů za rokCorrosion rate, microns per year

Skupina IGroup I

2B0005 980 °C (hodina) chlazení vzduchem · 4792B0005 980 ° C (hour) Air Cooled · 479

Ш--22- 22

704704

Skupina II №-158Group II №-158

ΜΗ-156156-156

312312

321321

Skupina IIIGroup III

MH-149MH-149

MH-160MH-160

343343

355355

Slitiny ze skupiny II a III se význační větší odolnotí prooti intergranulární korozi, nei jak je tomu v případě slitin s :upíny I. Připisuje se to přídavku kolumbia do slitin skupiny II a - III. Jak to bylo jii zde dříve uvedeno, hladiny příměsí, měřené v %, mohou stále nepříznivě ovlivnit odolnost proti isteřgřasulársí korozi. - Malá mnnožtví přidaného kolumbia se projeví tím, ie jsou vázány jatékpli - podíly dusíku nebo uhlíku,- rozpuštěného v míice, čími se znem^C^l^:L vysráiení karbidu hUromu nebo nitridu - hromu na hranicích zrn při chlazení. Tínv, ie se - předejde vysráiení karbidů nebo nitridů na hranicích zrn, sě zajistí jednotné rozložení chrómu v mřížce, a tím se eliminuje možnoot intergr analá^í koroze. . , iGroup II and III alloys are significantly more resistant to intergranular corrosion than is the case with alloys with: clamps I. This is attributed to the addition of columbium to Group II and III alloys. As mentioned hereinbefore, the levels of impurities, measured in%, may still adversely affect resistance to intrinsic corrosion. A small amount of columbium added is manifested by the fact that the nitrogen or carbon moieties are bound, dissolved in the ball, resulting in the precipitation of chromium carbide or nitride thunder at the grain boundaries on cooling. By avoiding the precipitation of carbides or nitrides at the grain boundaries, a uniform distribution of chromium in the grid is avoided, thereby eliminating the possibility of intergranular corrosion. . , i

,202531, 202531

Ocel podle tohoto .vynálezu se , může zkujňovat běžně v peci, vyhřívané elektronovými paprsky, jako je pec, která je schemmaicky zakreslena ha obr, 2.The steel of the present invention can be refined conventionally in an electron beam heated furnace, such as a furnace which is schematically plotted in FIG. 2.

Hlavní zkujňovací komora A na obr. 2 obsahuje bezjadernou indukční tavnou pec B. Nakládací zařízení pro 'uroovnu a isrlвčoí vennil C jsou napojeny na vyústění do pece k přidávání zásobní taveniny, pooítaje v to přísady do slitiny, aniž by tím došlo ke spojení peci s vnější atmosférou. .The main refining chamber A in FIG. 2 comprises a nuclear-free induction melting furnace B. The loading equipment for the leveling vessel is connected to the orifice into the furnace to add the stock melt, including the alloy additions without connecting the furnace to the furnace. external atmosphere. .

Isolaíní vennil D odděluje hlavní zkujňovací kom^iru od udržovací pece a druhého zkujňovacího' prostoru F a konečné zkujňovacíkomory G. Roztavený kov v hlavní indukční peci se Lije za pomoci žárovzdorného žlabu se' žáruvzdorným vyložením E ventilem D do indukčně vyhřívané indukční pece H. Udržovací pec má nárazovou kapacitu, která je nutná proOepřetržité přidávání roztaveného kovu do nístěje,·· vyhřívaného paprskem elektronka do stanice pro nepřetržité lití. .Isolation of the D separates the main refining chamber from the holding furnace and the second refining chamber F and the final refining chamber G. The molten metal in the main induction furnace is poured by means of a refractory trough with a refractory lining E through valve D into an induction heated induction furnace H. The furnace has an impact capacity that is necessary for continuously adding molten metal to the hearth, heated by a vacuum tube beam to the continuous casting station. .

Nístěj je ve skutečnossi série nístějí, uspořádaných kaskádově, čímž se znemožni zpětné mí^f^e^ní.The hearth is in fact a series of hearths arranged cascaded, thereby preventing back-mixing.

Z poslední nístěje se přepravuje, kov do vodou chlazené měděné mezipánve J, kterou se kov.dále vede do licí formy ^;K.From the last hearth, the metal is transported into the water-cooled copper tundish J, which is then fed into the casting mold ^; TO.

Při výše uvedeném a popsaném postupu se požadovaný přídavek kolumbia přidává v místě, kdy zkujňování pokročilo natolik, že se dá předuučít konečná hladina dusíku. Roohoodjicí ' m^nožt.ví kolumbia se přidává tak, že .se docdí pommr Cb:N 13 až 29 v konečné koímo-osci.In the above-described and described process, the desired addition of columbium is added at the point where refining has been so advanced that the final nitrogen level can be pre-trained. The colloidal colloid was added so that it could reach Cb: N 13-29 in the final coaxial axis.

Kolumbium se může přidávat ve fSrměferro-kolumbia. V této formě má kclumbiúm nižší bod tání, než čisté kolumbium, a rozpouští se tedy v tavenině rycáheji. Je výhodné při výše popsaném postupu přidávat kolumbium před průchodem slitiny pod nístějí se zkujňováním elek Юопо vými paprsky. Získá se tím homogenní produkt.Colombia may be added in Sferferro-Colombia. In this form, clumbium has a lower melting point than pure columbium and thus dissolves more rapidly in the melt. It is advantageous in the above procedure to add columbium before passing the alloys below the hearth by refining the electron beams. A homogeneous product is obtained.

Je jasné, že v důsledku tohoto vynálezu je možné vyrobit fer^ovou nerezovou ocelovou sLitOnš, jež v sobě spojuje odolnost proti inte^^nu^^! korozi, tuhost a zlepšenou odolnost pro 1ti obecné korozi. Je samozřejmé, že vynález není omezen na uvedené a rozvedené ty či ony předměty, ale může se pouuít jinak, aniž by se o^l^^č^č-lo z ducha, Jak· byl definován dále uvedenými body definice. ,It is clear that, as a result of the present invention, it is possible to produce a ferrous stainless steel alloy which combines an inherent resistance to integrity. corrosion, stiffness and improved resistance to 1 general corrosion. It goes without saying that the invention is not limited to these and the divorced objects, but may be used differently without departing from the spirit of the invention as defined by the following definitions. ,

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. Ferrite stainless steel, characterized in that it contains, by weight, chromium from 20.0 to 35.0%, molybdenum from 0.75 to 1.2%, silicon from 0.10 to 0.30%, phosphorus from trace to 0.020%, sulfur from trace to 0.02%, carbon from trace to 0.003%, nitrogen from 0.005 to 0.0125%, columbium from thirteen times to twenty-nine times the nitrogen content, the remainder being iron.

2. The ferrite stainless steel of claim 1, further comprising nickel, copper, and copper as impurities in a total amount of from trace to 0.25% by weight. ,

3. A process for the production of stainless steel according to claim 1, characterized in that the iron smelting containing chromium, molybdenum and silicon is tested in a vacuum for the production of an alloy containing, in percent by weight, from 20.0 to 35%. 0% chromium, 0.75 to 1.20% MoObden, 0.10 to 0.30% silicon, phosphorus from trace to 0.020%, sulfur from trace to 0.020%, carbon from trace to 0.003%, nitrogen from 0, 0050 to 0.0125%, the remainder being iron, and before the end of vacuum blasting, columbium was added in the range of thirteen to twenty-nine times the final nitrogen content.

1 1 .0 -30

4. A method according to claim 3, characterized in that columbium is added after the first refolding in an induction heated furnace and before the final refining at the passages they are loaded with a heated electron beam.