CS210571B1

CS210571B1 - Austenitická ocel se zvýšenou odolností proti selektivním druhům koroze

Info

Publication number: CS210571B1
Application number: CS205580A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Cihal
Original assignee: Vladimir Cihal
Priority date: 1980-03-25
Filing date: 1980-03-25
Publication date: 1982-01-29

Abstract

Vynález se týká oboru ochrana kovů proti korozi a řeší problém oceli se zvýšenou odolností proti selektivním druhům koroze. Tento problém byl vyřešen austenitickou ocelí, která obsahuje v hmotnostní koncentrace od 0,005 do 0,045 % .uhlíku, od 16 do 26 % ohromu, od 8,00 do 25 % niklu, od 0,001 do 0,28 % křemíku, od 0,01 do 0,20 % manganu, od 0,0005 do 0,015 % fosforu, od 0,0005 do 0,014 % síry, od 0,0001 do 0,01 % kyslíku, od 0,001 do 0,14 % dusíku, od 0,001 do 0,2 % molybdenu, od 0,001 do 0,2 % mědi, od 0,0001 do 0,1 % vápníku, od 0,0001 do 0,01 % arsenu, antimonu a cínu, od 0,00001 do 0,005 % vizmutu, od 0,00001 do 0,01 % .selenu, od 0,00001 do 0,003 % boru a od 0,001 do . 0,005 % hořčíku, přičemž nepřevyšují součty hmotnostního množství křemíku a fosforu 0,3 %, síry a selenu 0,015 %, antimonu, arsenu, cínu a vizmutu 0,02 % a uhlíku a dusíku 0,15 %. Ocel podle vynálezu může dále obsahovat nejméně jeden karbidotvorný prvek εβ skupiny titan, niob, tantal, zirkon a vanad.

Description

(54)

Austenitická ocel se zvýšenou odolností proti selektivním druhům koroze

210 571

Vynález se týká oceli se zvýšenou odolností proti selektivním druhům koroze, zejména mezikrystalové korozi a koroznímu praskání, vhodné též pro zhotovování svarů a návarů.

Tato ocel je určena pro takové zpracování a použití, při kterých jsou kladeny zvýšené požadavky na tepelné ovlivnění a mechanické i korozní namáhání v prostředcích vyvolávajících mezikrystalovou korozi a mezikrystalové korozní praskání, korozní praskání za přítomnosti chloridů a jiné selektivní druhy koroze.

Známé, běžně vyráběné, svařované nebo navařované austenitické nízkouhlíkové nebo stabilizované oceli vykazují při předepsaném obsahu stabilizačních prvků ve vztahu k obsahu uhlíku popř. dusíku nebo při hmotnostním obsahu uhlíku maximálně 0,03 % dobrou odolnost proti mezikrystalové korozi. /Složení těchto ocelí je uvedeno např. v Handbook of Stainleas Steels, N,.Y. 1977/.

Jsou-li však tyto oceli vystaveny delší dobu teplotám v rozmezí 350 - 900 °C, objeví se u nich citlivost k mezikrystalové korozi popř. k mezikrystalovému koroznímu praskání v důsledku precipitace karbidů chrómu. K mezikrystalové povaze napadení může u nich dojít i v důsledku segregace některých nečistot na hranicích zrn. Tyto oceli, svary a návary obsahující poměrně vysoké množství nečistot - fosforu, síry, kyslíku, antimonu, arsenu, olova a j. - podléhají také snadno koroznímu praskání, bodové a štěrbinové korozi. Svary stabilizovaných ocelí jsou navíc náchylné v přehřátých oblastech k tzv. nožové korozi. Vyšší obsahy nečistot - fosforu, síry, a j. stejně jako niob v ocelích stabilizovaných niobem s běžnými obsahy uhlíku zvyšují sklon k tvorbě trhlin za tepla.

Tyto nedostatky do značné míry odstraňuje austenitická ocel se zvýšenou odolností proti selektivním druhům koroze, vhodná též pro zhotovování svarů a návarů, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ocel obsahuje v hmotnostní koncentraci od 0,005 do 0,45 % uhlíku, od 16,00 do 26,00 % chrómu, od 8,00 do 25,00 % niklu, od 0,001 do 0,28 % křemíku, od 0,01 do 0,20 % manganu^ od 0,0005 do 0,015 % fosforu, od 0,0005 do 0,014 % síry, od 0,0001 do 0,01 % kyslíku, od 0,001 do 0,14 % dusíku, od 0,001 do 0,2 % molybdenu, od 0,001 do 0,2 % mědi, od 0,0001 do 0,1 % vápníku, od 0,0001 do 0,01 % arsenu, od Q,00Q1 do 0,01 % antimonu, od 0,0001 do 0,01 % cínu, od 0,00001 do 0,005 % vizmutu, od 0,00001 do 0,01 % selenu, od 0,00001 do 0,003 % boru, od 0,001 do 0,005 % hořčíku, přičemž nepřevyšují součty množství křemínku a fosforu 0,3 %, síry a selenu 0,015 %, antimonu, arsenu, cínu a vizmutu 0,02 % a uhlíku a dusíku 0,15 %. Při zvýšených požadavcích na strukturní stabilitu a odolnost proti mezikrystalové korozi a koroznímu praskání se k základnímu složení přidá dále nejméně jeden karbidotvorný prvek ze skupiny titan, niob^ tantal, zirkon, vanad v takovém množství, že poměr hmotnostního množství v oceli obsaženého uhlíku je rovný nejméně dvojnásobku a nejvýše čtyřnásobku stechiometrického poměru karbidotvorného prvku k uhlíku v karbidu tohoto kovu, a hliník v takovém množství, že poměr hmotnostního množství hliníku k hmotnostnímu množství v oceli obsaženého dusíku je roven nejméně jednonásobku a nejvýše trojnásobku stechiometrického poměru hliníku k dusíku v nitridu tohoto kovu, přičemž celkový obsah dusíku nepřekračuje hmotnostní množství 0,05 %. Nejvyšší hmotnostní obsah niobu, s ohledem na jeho vliv na zvyšování sklonu k tvor

210 S71 bě trhlin za tepla , se omezuje na 0,45 %.

Austenitické oceli podle vynálezu a z nich zhotovené svary a návary se vyznačují zvýšenou odolností proti různým selektivním druhům koroze zejména i v tepelně vysoce namáhaných prostředích a v prostředích vyvolávajících mezikrystalovou korozi a korozní praskání, jako je např. prostředí chloridové.

Vynález je dále blíže objasněn na příkladech složení oceli, která je jeho předmětem. Snížení množství doprovodných prvků se dosahuje výběrem vhodných předslitin, meta lurgických a technologických postupů. Obsahy uhlíku, chrómu a niklu jsou voleny ve vztahu k uvažovanému koroznímu namáhání.

Příklad 1

Ocel ve hmotnostním složení :

uhlíku manganu křemíku chrómu niklu fosforu síry molybdenu kyslíku dusíku mědi vápníku arsenu antimonu cínu vizmutu selenu hořčíku boru

Železa

0,019 % 0,15 % 0,1 %

18,7 %

11,4 % 0,005 % 0,006 % 0,01 % 0,007 % 0,019 % 0,01 % 0,005 % 0,004 % 0,006 % 0,005 % 0,0005 % 0,0005 % 0,0009 % 0,001 % do 100 % má vysokou odolnost v oxidačních podmínkách i při přechodu do transpasivity. Tepelně ovlivněné oblasti svarových spojů nejsou náchylné k mezikrystalové a nožové korozi. Náchylnost k bodové korozi a koroznímu praskání je o více než 2 řády menší než u dosud známých ocelí s 18 % chrómu a 10 % niklu.

210 571

Příklad 2

Ocel ve hmotnostním složení :

uhlíku	0,03 %
manganu	0,18 %
křemíku	0,09 %
ohromu	21,9 %
niklu	24,5 %
fosforu	0,01 %
síry	0,004 %
molybdenu	0,012 %
kyslíku	0,006 %
dusíku	0,006 %
mědi	0,009 %
vápníku	0,007 %
arsenu	0,004 %
antimonu	0,008 %
cínu	0,004 %
vizmutu	0,0004 %
selenu	0,0009 %
hořčíku	0,0004 %
boru	0,002 %
železo	do 100 %

je vysoce odolné v kyselině dusičné za oxidačních podmínek, proti koroznímu praskéní ve vodách za vysokých parametrů, v chloridech, proti bodové a štěrbinové korozi, svary jsou odolné proti mezikrystalové a nožové korozi.

Příklad 3
Návar	o hmotnostním složení':
uhlíku	0,017 %
manganu	0,18 %
křemíku	0,1 %
chrómu	19,8 %
niklu	14,9 %
fosforu	0,006 %
síry	0,004 %
molybdenu	0,009 %
kyslíku	0,005 %
dusíku	0,028 %
mědi	0,01 %
vápníku	0,009 %
arsenu	0,008 %

210 571 antimonu cínu vizmutu selenu hořčíku boru

0,004 % 0,005 % 0,0007 % 0,0005 % 0,0005 % 0,002 % niobu

0,4 % hliníku železe

0,12 % do 100 % je odolný proti mezikrystalové korozi, omezeně citlivý ke koroznímu praskání a bodové korozi, bez trhlin a praskavosti za tepla.

Oceli, svary a návary podle vynálezu mohou být využity zejména v chemickém průmyslu a energetice všude tam, kde jsou kladeny zvýšené požadavky na odolnost proti korozi celkové a všem selektivním druhům korozního napadení a na spolehlivost a bezpečnost provozu i dloihodobou živostnost zařízení. Vynález zaručuje i vazbu uhlíku a dusíku v ocelích, svarech a návarech na karbidy a nitridy, především pak při relativně nízkých obsazích uhlíku.

Claims

pRedmSt VI N Á LE z u

1. Austenitická ocel se zvýšenou odolností proti selektivním druhům koroze, vhodná též pro zhotovování svarů a návarů, vyznačující se tím, že obsahuje v hmotnostní koncentraci od 0,005 do 0,045 % uhlíku, od 16,00 do 26,00 % chrómu, od 8,00 do 25,00 % niklu, od 0,001 do 0,28 % křemíku, od 0,01 do 0,20 % manganu, od 0,0005 do 0,015 % fosforu, od 0,0005 do 0,014 % síry, od 0,0001 do 0,01 % kyslíku, od 0,001 .do 0,14 % dusíku, od 0,001 do 0,2 % molybdenu, od 0,001 do 0,2 % mědi, od 0,0001 do 0,1 % vápníku, od 0,0001 do 0,01 % arsenu, od 0,0001 do 0,01 % antimonu, od 0,0001 do 0,01 % cínu, od 0,00001 do 0,005 % vizmutu, od 0,00001 do 0,01 % selenu, od 0,00001 do 0,003 % boru, od 0,001 do 0,005 % hořčíku, přičemž nepřevyšují součty hmotnostního množství křemíku a fosforu 0,3 %, síry a selenu 0,015 %, antimonu, arsenu, cínu a vizmutu 0,02 % a uhlíku a dusíku 0,15 %·
2. Austenitická ocel podle bodu 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje nejméně jeden karbidotvorný prvek ze skupiny titan, niob, tantal, zirkon a vanad v takovém množství, že poměr hmotnostního množství těchto prvků k hmotnostnímu množstvívoceli obsaženého uhlíku je rovný nejméně dvojnásobku a nejvýše čtyřnásobku steehiometrickáho poměru karbidotvorného prvku k uhlíku v karbidu tohoto kovu, a hliník v takovém množství, že poměr hmotnostního množství hliníku k hmotnostnímu množství v oceli obsaženého dusíku je roven nejméně jednónásobku a nejvýše trojnásobku stechiometrického poměru hliníku k dusíku v nitridu tohoto prvku, přičemž celkový obsah dusíku v oceli nepřekračuje množství 0,05 % hmotnosti.