CS211696B1

CS211696B1 - Austhenitic steel with high resistance to selective corrosion types

Info

Publication number: CS211696B1
Application number: CS285680A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Cihal
Original assignee: Vladimir Cihal
Priority date: 1980-04-23
Filing date: 1980-04-23
Publication date: 1982-02-26

Description

Vynález se týká oceli se zvýšenou odolností proti selektivním druhům koroze, zejména proti mezikrystalová korozi a koroznímu praskání, vhodné rovněž pro zhotovování svarů a návarů. Tato ocel je určena pro prostředí se zvýšeným tepelným a mechanickým namáháním a prostředí vyvolávající mezikrystalovou korozi a jiné selektivní druhy koroze, jako je např. prostředí výroby močoviny a jiná agresivní prostředí redukční povahy a prostředí obsahující halogenidy.The invention relates to steel with increased resistance to selective types of corrosion, in particular to intergranular corrosion and corrosion cracking, also suitable for welding and welding. This steel is designed for environments with increased thermal and mechanical stress and intercrystalline corrosion and other selective types of corrosion, such as urea production and other aggressive reducing and halide containing environments.

Známé, běžně vyráběné svařované nebo navařované austenitické nízkoůhlíkové nebo stabilizované oceli vykazují při dostatečném předepsaném obsahu stabilizačních prvků ve vztahu k obsahu uhlíku, popřípadě dusíku nebo při hmotnostním obsahu uhlíku 0,03 % max. dobrou odolnost proti mežikrystalové korozi.Known, commercially produced welded or welded austenitic low carbon or stabilized steels show a good resistance to intergranular corrosion at a sufficiently prescribed content of stabilizing elements in relation to the carbon or nitrogen content or at a carbon mass content of 0.03%.

Jsou-li však vystaveny delší dobu teplotám od 350 do 900 °C, objeví se u nich citlivost k mežikrystalové korozi, popř. k mezikrystalovému koroznímu praskání v důsledku precipitace karbidů ohromu.However, when exposed to temperatures ranging from 350 to 900 ° C for extended periods of time, they will exhibit susceptibility to intergranular corrosion. to intercrystalline corrosion cracking due to precipitation of the carbides of the tremendous.

K mežikrystalové povaze napadení může dojít u těchto ocelí i v důsledlcu segregace některých nečistot na hranicích zrn. Tyto známé oceli, které obsahuji poměrně vysoké obsahy nečistot - fosforu, síry, kyslíku, antimonu, arsenu, vizmutu aj. - podléhají snadno i koroznímu praskání a dalším selektivním druhům koroze a jsou náchylné k tvorbě trhlin za tepla.The crystalline nature of the attack can also occur in these steels due to segregation of some impurities at the grain boundaries. These known steels, which contain relatively high levels of impurities - phosphorus, sulfur, oxygen, antimony, arsenic, bismuth, etc. - are easily subject to corrosion cracking and other selective types of corrosion and are susceptible to hot cracking.

Výše uvedené nedostatky se do značné míry odstraňují austenitickou ocelí se zvýšenou odolností proti selektivním druhům koroze podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ocel obsahuje v hmotnostní koncentraci od 0,005 do 0,045 % uhlíku, od 16 do 26 % chro211696 mu, od 8 do 25 96 niklu, od 0,001 do 0,3 % křemíku, od 1,5 do 6 % manganu, od 0,0005 do 0,015 % fosforu, od 0,0005 do 0,015 % síry, od 0,0001 do 0,01 % kyslíku, od 0,001 do 0,14 % dusíku, od 1,5 do 8 % molybdenu, od 0,02 do 3 % mědi, od 0,0001 do 0,1 % vápníku, od 0,0001 do 0,01 h arsenu, antimonu a cínu, od 0,00001 do 0,005 % vizmutu, od 0,0001 do 0,01 % selenu, od 0,0001 do 0,003 % boru, od 0,001 do 0,005 % hořčíku, přičemž součty množství křemíku a fosforu nepřevyšují 0,3 95, součty množství síry a selenu nepřevyšují 0,015 % a součty množství antimonu, arsenu, cínu a vizmutu nepřevyšují množství 0,02 % a součty množství uhlíku a dusíku nepřevyšují 0,15The above drawbacks are largely overcome by the austenitic steel with increased resistance to the selective corrosion species according to the invention, characterized in that the steel contains from 0.005 to 0.045% carbon, from 16 to 26% chro211696 mu, from 8 to 25 96 nickel, from 0.001 to 0.3% silicon, from 1.5 to 6% manganese, from 0.0005 to 0.015% phosphorus, from 0.0005 to 0.015% sulfur, from 0.0001 to 0.01% oxygen , from 0.001 to 0.14% nitrogen, from 1.5 to 8% molybdenum, from 0.02 to 3% copper, from 0.0001 to 0.1% calcium, from 0.0001 to 0.01 h arsenic, antimony and tin, from 0.00001 to 0.005% bismuth, from 0.0001 to 0.01% selenium, from 0.0001 to 0.003% boron, from 0.001 to 0.005% magnesium, with sums of silicon and phosphorus not exceeding 0.3 95, the sums of sulfur and selenium do not exceed 0.015% and the sums of antimony, arsenic, tin and bismuth do not exceed 0.02% and the sums of carbon and nitrogen do not exceed 0.15

Přidá-lí se k tomuto základnímu složení nejméně jeden karbidotvorný prvek ze skupiny titan, niob, tantal, zirkon a vanad v takovém množství, že poměr hmotnostního množství karbidotvorného prvku k hmotnostnímu 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 prvku, přičemž množství dusíku je omezeno na max. 0,05 %, zvýší se strukturní stabilita a ještě stoupne odolnost proti mezikrystalové korozi a koroznímu praskání.At least one carbide forming element of titanium, niobium, tantalum, zirconium and vanadium is added to this basic composition in such an amount that the weight ratio of carbide forming element to the weight of carbon-containing steel is at least two times and at most four times the stoichiometric carbide forming ratio. % of the element to carbon in the carbide of the metal and aluminum in an amount such that the ratio of the amount of aluminum to the amount of steel contained in the nitrogen is equal to at least one and at most three times the stoichiometric ratio of aluminum to nitrogen in the nitride of the element; 0.05%, the structural stability is increased and the resistance to intergranular corrosion and corrosion cracking is further increased.

Ocel podle vynálezu má vysokou korozní odolnost, svary z ní zhotovené jsou odolné proti mezikrystalové a bodové korozi, mají sníženou citlivost ke koroznímu praskání a netvoří se v nich trhliny za tepla při čistě austenitické struktuře. Legování základního složení molybdenem zvýší odolnost proti celkové korozi ve velmi agresivních prostředích a proti bodové a štěrbinové korozí se zhruba dvojnásobným účinkem ve srovnání s ocelemi známého složení.The steel according to the invention has a high corrosion resistance, welds made of it are resistant to intergranular and point corrosion, have a reduced susceptibility to corrosion cracking and do not form hot cracks in a purely austenitic structure. Alloying the base composition with molybdenum will increase resistance to total corrosion in very aggressive environments and to point and crevice corrosion with roughly twice the effect of steels of known composition.

Přísada vyššího množství mědi zvýši odolnost v redukčních prostředích. Dolegovánl manganem zvýší stejnorodost austenitické struktury a odolnost proti praskavosti a tvorbě trhlin za tepla.Adding higher amounts of copper will increase resistance in reducing environments. Manganese-doped will increase the homogeneity of the austenitic structure and resistance to cracking and hot cracking.

Vynález je dále blíže objasněn na příkladech složení oceli, která je jeho předmětem. Obsah jednotlivých prvků je uváděn v hmotnostních procentech.The invention is further elucidated by way of examples of the composition of the steel subject to it. The content of the individual elements is given in percent by weight.

Příklad 1Example 1

Ocel o hmotnostním složení 0,020 % uhlíku, 19,4 % chrómu, 13,2 % niklu, 0,01 % křemíku, 5,3 % manganu, 0,009 % fosforu, 0,005 % síry, 0,004 % kyslíku, 0,02 95 dusíku, 2,8 % molybdenu, 1,6 95 mědi, 0,009 96 vápníku, 0,002 % arsenu, 0,0009 % antimonu, 0,001 % cínu, 0,002 % vizmutu, 0,001 % selenu, 0,002 95 boru, 0,0009 % hořčíku a železa do 100 %.Steel of 0.020% carbon, 19.4% chromium, 13.2% nickel, 0.01% silicon, 5.3% manganese, 0.009% phosphorus, 0.005% sulfur, 0.004% oxygen, 0.0295 nitrogen, 2.8% molybdenum, 1.6 95 copper, 0.009 96 calcium, 0.002% arsenic, 0.0009% antimony, 0.001% tin, 0.002% bismuth, 0.001% selenium, 0.002 95 boron, 0.0009% magnesium and iron 100%.

Příklad 2Example 2

Ocel o hmotnostním složeni 0,026 % uhlíku, ,8,9 % chrómu, 14,5 % niklu, 0,008 % křemíku, 5,6 % manganu, 0,008 % fosforu, 0,004 % síry, 0,001 % kyslíku, 0,01 % dusíku, 2,6 % molybdenu, 0,1 % mědi, 0,01 °h vápníku, 0,001 % arsenu, 0,001 % antimonu, 0,0008 % cínu, 0,0009 % vizmutu, 0,002 % selenu, 0,003 % boru, 0,001 % hořčíku, 0,30 % titanu, 0,05 % hliníku a železa do 100 96.Steel with a weight composition of 0.026% carbon, 8.9% chromium, 14.5% nickel, 0.008% silicon, 5.6% manganese, 0.008% phosphorus, 0.004% sulfur, 0.001% oxygen, 0.01% nitrogen, 2 6% molybdenum, 0.1% copper, 0.01 ° h calcium, 0.001% arsenic, 0.001% antimony, 0.0008% tin, 0.0009% bismuth, 0.002% selenium, 0.003% boron, 0.001% magnesium, 0.30% titanium, 0.05% aluminum and iron up to 100 96.

Příklad 3Example 3

Ocel o hmotnostním složení 0,022 % uhlíku, 24,9 96 chrómu, 24,3 96 niklu, 0,01 95 křemíku, 3,9 96 manganu, 0,005 % fosforu, 0,0009 96 siry, 0,005 96 kyslíku, 0,006 % dusíku, 4,7 % molybdenu, 1 ,5 96 mědi, 0,006 96 vápníku, 0,0006 % arsenu, 0,0009 % antimonu, 0,0007 % cínu,Steel of 0.022% carbon, 24.9 96 chromium, 24.3 96 nickel, 0.01 95 silicon, 3.9 96 manganese, 0.005% phosphorus, 0.0009 96 sulfur, 0.005 96 oxygen, 0.006% nitrogen, 4.7% molybdenum, 1.596 copper, 0.006 96 calcium, 0.0006% arsenic, 0.0009% antimony, 0.0007% tin,

0,0008 95 vizmutu, 0,0009 96 selenu, 0,002 96 boru, 0,002 96 hořčíku a železa do 100 95.0.0008 95 bismuth, 0.0009 96 selenium, 0.002 96 boron, 0.002 96 magnesium and iron up to 100 95.

Vzorky ocelí všech uvedených příkladů složení nevykázaly po zkoušce poškození mezikrystalovou korozí. Oceli o hmotnostním složení podle příkladu 1 a 2 nejeví Stopy korozního napadení v prostředí vysokotlaké části výrobny močoviny. Vzorky oceli podle příkladu 3 byly vystaveny působení redukčního prostředí kondenzátu spalin umělých hmot á nevykázaly ve srov nání s běžnými typy austenických ocelí korozní napadení. Strukturními rozbory byla u vSech příkladných provedení ocelí podle vynálezu prokázána čistě austenitická struktura.The steel samples of all the given composition examples did not show intergranular corrosion damage after the damage test. The steels of mass composition according to Examples 1 and 2 do not show any signs of corrosion attack in the high pressure environment of the urea plant. The steel samples of Example 3 were exposed to the reducing environment of the flue gas condensate of plastics and showed no corrosion attack compared to conventional types of austenitic steels. The structural analyzes have shown a purely austenitic structure in all exemplary embodiments of the steels of the invention.

Vynález může být použit zejména v chemickém strojírenství, kde je požadována vysoká odolnost konstrukčních materiálů proti silně redukčnímu prostředí.The invention can be used in particular in chemical engineering where a high resistance of structural materials to a strongly reducing environment is required.

Claims

1. Austenitic steel with increased resistance to selective types of corrosion, characterized in that it contains in a concentration by weight from 0.005 to 0.045% carbon, from 16 to 26% chromium, from 8 to 25% nickel, from 0.001 to 0.3% silicon , from 1.5 to 6% manganese, from 0.0005 to 0.015% phosphorus, from 0.0005 to 0.015% sulfur, from 0.0001 to 0.01% oxygen, from 0.001 to 0.14% nitrogen, from 1 , 5 to 8% molybdenum, from 0.02 to 3% copper, from 0.0001 to 0.1% calcium, from 0.0001 to 0.01% arsenic, antimony and tin, from 0.00001 to 0.005% bismuth , from 0.0001 to 0.01% selenium, from 0.0001 to 0.003% boron, from 0.001 to 0.005% magnesium, with sums of silicon and phosphorus not exceeding 0.3%, sums of sulfur and selenium not exceeding 0.015% and sums the amounts of antimony, arsenic, tin and bismuth do not exceed 0,02% and the sums of carbon and nitrogen do not exceed 0,15%.

2. The austenitic steel of claim 1, further comprising at least one carbide former from titanium, niobium, tantalum, zirconium and vanadium in an amount such that the ratio of the carbide former to the weight of carbon steel is at least twice and at most four times the stoichiometric ratio of carbide-to-carbon in the carbide of said element and aluminum in an amount such that the ratio by weight of aluminum to the amount of nitrogen contained in the steel is at least one and at most three times the stoichiometric ratio of aluminum to nitrogen in the nitride of the element; nitrogen is limited to max- 0.05%.