CS203149B2

CS203149B2 - Ferrous stabilized and anticorrosive chrom-molybdene steel

Info

Publication number: CS203149B2
Application number: CS773519A
Authority: CS
Inventors: Gemmel; Christer Aslund; Barry Solly
Original assignee: Graenges Nyby Ab
Priority date: 1976-05-28
Filing date: 1977-05-27
Publication date: 1981-02-27
Also published as: IT1081419B; FR2352893A1; SE441103B; CH630414A5; HU175741B; PL111236B1; FI67408B; NO771873L; RO74627A; SE7705336L; BE855081A; FR2352893B1; ATA367777A; US4216013A; NO149699B; DK234977A; ES459221A1; JPS5386617A; BR7703473A; DE2624117A1

Description

Vnrólez se týká feritické, stabilizované a proti korozi odolné chrom-molybdénové oceli, vhodné zejména jako mattriál pro svařované konstrukce.

Feritické chrom-molybdénové ocele byly v posledních letech předtočte podrobných výzkumů, aby byly seznány nedostatky vlstní těmto · ocelfo oproti austenitccým chrom-ni klovým ocelíta, a to v jejich podstatě a v jejich strukturní szuv0tSooSi, a aby tyto nedostatky byly zmírněny nebo el minovány, což při přednostech těchto ocelí oproti ^steni^ým oceЮ má mimo jiné zvláštní ekonomický význam. Znnlost vlivu ' vmezeřených · prvků uhlíku a dusíku vedla.k novým motalurgictqm postupům, které dovooují snižovat obsahy těchto prvků pod·doposud obvyklé hodnoty. Toto se dosáhlo, avšak za pouuití metalurgických · postupů a zařízení, která jsou nákladnější. Navíc byly · tyto výsledky neuspokojivé, zvláště co se týče polohy teploty zvratu, ..to jest teploty ·při které houževnatý, duktilní ·stav ocele přechází náhle v křehký.

Pcou^í stabilizujících prvků k vázání uhlíku a dusíku při nízkm obsahu těchto prvků o < 0,03 % hmoonoobních vedlo k zvýšení mooitví přísad, které například pro titan již neodpovídaly stechiorneerii 1:4, nýbrž muuily být, zvýšeny až na 1:15. To jii odpovídá obsahu, který nepříznivě ovlivňuje funkční hodnoty ocelí. Zpravidla se navrhuje mmc^žtví uhlíku a dusíku pod 0,015 % h^oot^c^os^i^dích, přičimž v jistých případech se připo^tě^í obsahy křemíku 0 až 3 % hmoZrozSní, manganu 0 až 1 % hmoZtlozSní, niklu 0 až 5 ·% hmoonnotních a mědi · 0 až 2 % hmootn>osní, protože se těmto prvkům v uvedených rozmezích nepřičítá žádný vliv na vlastnosti těchto oceeí, což vyplývá z toho, že tyto prvky nemusí být vůbec v oceli obsaženy. Poloha teploty zvratu je zvláště důležitá při sváření, což je nezbytné v těch případech, když se tyto ocele ^υ^να^ ku stavbě průmyslových konstrukcí. Tyto ocele, které v nesvařovínném stavu vykaz^í přijatelné hodnoty houževnatost, . zkřehnou ve svaru a v zónách v blízkosti svaru.

I.

Úkolem vynálezu proto bylo zlepšit dosud známé chrom-molybdénové ocele takovýto způsobem, aby teplota zvratu takové ocele, při níž ocel přechází z houževnatého · stavu do stavu křehkého, poklesla k mnohem oižšm hodnotám a aby se tím zvětšil rozsah použití takovýchto oselí. .

Uvedené nedostatky se o^vv^f^s^y^yuu:t a daný úkol byl vyřešen u feritecké, s.tabiizoovGné a proti korozi odolné chrom-molybdénové ocele s obsahem uhlíku od 0,01 do 0,015 % hmot'.nosítcích, dusíku od 0,005 do 0,015 % hnoonnosních, chrómu od 20,0 do 27,0 % hmoonoosních, molybdénu od 3,0 do 5,0 % hmconoosních, manganu a křemíku, po 0,02 ai 1,0 % h^oor^OE^s^i^zíeh a vanadu, wolfremu, kobaltu a hliníku po nejvýše 0,25 % h^c^osn<^É^t^i^:íeh podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, ie obsauje dále nikl v micožsví od 3,2 do 4,8 % hnoCnocSních, měď od 0,1 do 1,0 % ^ο^η^ηί^, titan od 0,2 do 0,7 %'hmoonootních nebo/a niob od 0,2 do 1,0 % hmconoosních, přičemž zbytek tvoří železo s běžnými nečistotami. Součet obsahu uhlíku a dusíku v této oceU činí s výhodou nejméně 0,015 % hmoonoosních a nejvíce 0,04 % hmoonnosních.

Dále je výhodné, když u · této ocele při obsahu chrómů od 22,0 do 24,0 % hrnoonossních a obsahu molybdénu od 3,5 do 4,5 7 hmconootních činí obsah niklu 3,5 až 4,2 % hmconoosních.

teele podle vynálezu může obsalhovia legovací přísadu bóru v mlotiSví od 0,005 % hmotnostních nebo/a zirkonu v mnooživí do 1,0 % hmoCnooSních.

Výhody ocele podle vynálezu ukázaly výzkumy, které přinesly překvapivé a ' neočekávané výsledky v tom smOru, že feritceké chrom-molybdénové ocele mohou mít stabilloované teploty zvratu hluboko pod teplotou místnoosi a zvláště ve svaru a v zónách, které př:Oo přiléhají ke svaru. To nastává, když se ke známým ocelO přidej přísady mědi a niklu, které leží ve zcela určitO ohraničeném rozmez. Při-tom také mnoožsví uhlíku' a dusíku se udržuje v určitO procentuální rommí, přičemž toto mnotžSví je překvapivě relativně vysoké-. Poté se přidá titan nebo/a niob a to v mnoOiSní, které je podnes . obvyklými poměrnými čísly, ale činí nejméně' 0,2 % ^ο^η^ηί^. Nakonec se přidá jeětě titan ve čnyiOáácololém m^c^os^sv^:! k uhlíku e dusíku, popřípadě niob v osminásobném m^c^oE^sv^^í k uhLíku a dusíku. Přitom vtak titan smí obnášet nejvýše 0,7 % hmotoosních, popřípadě niob 1,0 % hmoCnooSní.

Nečekané · je, že piři relativně vysokém obsahu uhlíku a dusíku musí týt přidáno relativně vysoké mnoožsví niklu a v menší míře měď, aby se dosáhlo vysokých hodnot houževvotoosi při teplotě místnosti a teplotách nižších, zvláště též v zóně svařováním, přldn vtak při nezměněné odoono osi pro o i korozi. · Po^c^o^í ocele podle vynálezu se poddařlo, že teploty zvratu klesly až oa -80 · °C, což ve srovnání s dosud známými teplotami oad +10u °C znamená zcela mimořádné zlepšení.

Na připojených výkresech 1, 2, 3, 4 jsou graficky znázorněny hodnoty hcuževmototSi pro ocele A, B, C a D, jejcchž složení je popsáno v příkladech 1 a 2. Pro ocel A je uveden graf oa obr. 1, pro ocel B na obr. 2, pro ocel C na obr. 3 a pro ocel D oa obr. 4. Křivka GM na· výkresech znázorňuje závislost ^^β^ηΟο^Ι oa teplotě pro základní maateiál, to jest pro maaterál, neovlivněný svařovací teplotou při svařování. Křivka SZ pak znázorňuje analogicky závislost pro maaterál v zóně, obzvláště vystavené vysoké teplotě při svařování.

Dále jsou ve · dvou příkladech ve formě tabulek uvedeny ocele o výhodném složení podle vynálezu, označené jako A, C, ve srovnání s běžnými druhy occIÍ označenými jako B, 2, s hodnotou houževnatost, stanovenou vrubovací! zkoušekan. .TO se neočekávaný a překvapivý účinek zvláště přídavku niklu k ferit^ým chrom-mdybdénovýto oc elito. Čísel oé údaje v příkladech znanonoj procenta hmoonootní.

	P ř í к 1 Ocel A	a d 1 Ocel В	Příklad Ocel C	2 Ocel D
c	0,012	0,011	0,014	0,012
Si	0,4	0,35	0,41	0,32
Mn	0,32	0,28	0,39	0,33
Cr	25,17	25,3	21,1	21,2
Ni	4,20	0,10	3,5	0,4
Mo	4,08	3,1	3,2	3,1
Ti	0,45	0,41	0,39	0,35
Cu	0,55	0,010	0,38	0,45
AI	0,059	0,049	0,048	0,05
Nb	0,011	0,021
^N2	0,015	0,010	0,010	0,010
P ř í к 1	ad 3

Další výhodné složení ocele podle vynálezu bylo v % hmotnostních následující:

C	0,012	až	0,025	%
Si	0,02	až	0,5	%
Mn	0,02	až	0,5	%
Cr	20,0.	až	22,0	%
Ni	3,2	až	3,5	%
Mo	3,0	až	4,5	%
Cu	0,2	až	0,5	%
Ti	0,2 +	4 x	(C + n₂	) nejvýše však 0,7 % nebo/a
Nb	0,2 +	8 x	(C + n₂	) nejvýše však 1,0%
n₂	0,005	- až	0,015	%

Příklad 4

Jiné výhodné .složení ocele podle vynálezu v % hmotnostních:

C	0,012	až	0,025 %
Si	0,02	až	0,5 %
Mn	0,02	až	0,5 %
Cr	24,5	až	27,0 *>
Ni	3,5	až	4,2 %
Mo	3,7	až	4,5 %
Cu	0,2	až	0,5 %
Ti	0,2 +	4 x	fC + N₂) nejvýše však 0,7 % nebo
Nb	0,2 +	8 x	(C + N₂) nejvýše však 1,0 %
n₂	0,005	až	0,015 %.

Srovnává-li se průběh křivky ”GM obou ocelí A a B, pak se zjistí, že teplota zvratu oceli podle vynálezu A je mezi -60 a -60 °C, naproti tomu obyčejná ocel В má teplotu zvratu mezi +80 až +100 °C. Srovnáním křivek SZ vyplývá teplota zvratu pro ocel A podle vynálezu od -40 do -20 °C a pro srovnávací ocel В od +120 do +140 °C. Průběh křivky GM” vykazuje pro ocel C teplotu zvratu, která leží mezi -30 až -50 °C. Pro ocel D jsou význačnými hodnatami +10 až +30 °C. Srovnáním křivek ”SZ” vyplývá teplota zvratu pro ocel C podle vynálezu od -10 °C do + 0 °C a pro srovnávací ocel D od +40 do +50 °C.

Tyto výsledky značí, že ocele podle vynálezu se ve svářených konstrukcích při teplotě místnosti a teplotách nižších nestanou křehkými.

Přísada niklu a mědi musí být zvolena tak, že při optimální houževnatosti nenastává žádné nebo zanedbatelné snížení odolnosti proti korozi z napětí, což bývá například tehdy, když se přidávají přísady nad horní hranici pro nikl a měď podle vynálezu, jako například niklu 5 % hmotnostních a mědi 2 % hmotnostní.

К obsahu uhlíku a dusíku je možno říci, Že množství stanovená vynálezem, totiž relativně vysoký obsah uhlíku a dusíku, dávají záruku reprodukovatelnosti ocelí, která však není dána, když má obsah nižší než 0,015 % hmotnostních uhlíku a dusíku. Cílem je nepřekročit součet uhlíku a dusíku činící 0,01 % hmotnostních. Reprodukovatelnost je mimo to ulehčena obsahem niklu podle vynálezu, přičemž také větší výkyvy v množství uhlíku a dusíku zůstávají bez vlivu na houževnatost ocele.

Claims

1. Feritická, stabilizovaná a proti korozi odolná chrom-molybdénová ocel s obsahem uhlíku od 0,01 do 0,015 % hmotnostních, dusíku od 0,005 do 0,015 % hmotnostních, chrómu od 20,0 do 27,0 % hmotnostních, molybdénu od 3,0 do 5,0 % hmotnostních, manganu a křemíku po 0,02 až 1,0 % hmotnostních a vanadu, wolframu, kobaltu a hliníku po nejvýše 0,25 % hmotnostních, vyznačená tím, že obsahuje dále nikl v množství od 3,2 do 4,8 % hmotnostních, měď od 0,1 do 1,0 % hmotnostních, titan od 0,2 do 0,7 % hmotnostních nebo/a niob od 0,2 do 1,0% hmotnostních, přičemž zbytek tvoří Železo s běžnými nečistotami.

2. Feritická, stabilizovaná a proti korozi odolná chrom-molybdénová ocel podle bodu 1, vyznačená tím, že součet obsahu uhlíku a dusíku činí nejméně 0,015 % hmotnostních a nejvíce 0,04 % hmotnostních.

3. Feritická, stabilizované a proti korozi odolné chrom-molybdénová ocel podle bodů 1 nebo 2, vyznačená tím, že při obsahu chrómu od 22,0 do 24,0 % hmotnostních a obsahu molybdénu od 3,5 do 4,5 % hmotnostních činí obsah niklu 3,5 až 4,2 % hmotnostních.

4. Feritická, stabilizovaná a proti korozi odolná chrom-molybdénová ocel podle bodů

1 až 3, vyznačená tím, že obsahuje legovací přísadu bóru v množství do 0,005 % hmotnostních nebo/a zirkonu v množství do 1,0 % hmotnostních.