CS211697B1

CS211697B1 - Austenitic steel with increased resistance to selective types of corrosion

Info

Publication number: CS211697B1
Application number: CS285780A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Cihal
Original assignee: Vladimir Cihal
Priority date: 1980-04-23
Filing date: 1980-04-23
Publication date: 1982-02-26

Abstract

Vynález se týká austenitické oceli se zvýšenou odolností proti selektivním druhům koroze, zejména proti mezikrystalové korozi a koroznímu praskání, vhodné i pro zhotovování svarů a návarů. Oproti známým typům ocelí nepodléhá selektivní korozi ani po vystavení teplotám od 350 do 900 °C. Je vhodná pro výrobu zařízení urSených k používání zejména v agresivních prostředích redukční povahy a v prostředích obsahujících halogenidy. Ocel podle vynálezu obsahuje v hmotnostní koncentraci od 0,005 do 0,45 % uhlíku, od 16 do 26 jfc chrómu, od 8 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 0,017 % 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 4 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 0,0001 do 0,01 % selenu, od 0,0001 do 0,003 % boru, od 0,0001 do 0,005 % hořčíku, přiSemž součty množství křemíku a fosforu nepřevyšují 0,3 %, součty množství antimonu, arsenu, cínu a vizmutu nepřevyšují 0,02 %, součty množství síry a selenu 0,015 % a součty množství uhlíku a dusíku 0,15 %.The invention relates to an austenitic steel with increased resistance to selective corrosion, in particular intergranular corrosion and corrosion cracking, also suitable for making welds and hardfacing. Unlike known types of steel, it is not subject to selective corrosion even after exposure to temperatures from 350 to 900 °C. It is suitable for the production of equipment intended for use in particular in aggressive reducing environments and in environments containing halides. The steel according to the invention contains in a mass concentration from 0.005 to 0.45% carbon, from 16 to 26% chromium, from 8 to 25% nickel, from 0.001 to 0.28% silicon, from 0.01 to 0.20% manganese, from 0.0005 to 0.015% phosphorus, from 0.0005 to 0.017% 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 4 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 0.0001 to 0.005% magnesium, while the sum of the amounts of silicon and phosphorus does not exceed 0.3%, the sum of the amounts of antimony, arsenic, tin and bismuth does not exceed 0.02%, the sum of the amounts of sulfur and selenium 0.015% and the sum of the amounts of carbon and nitrogen 0.15%.

Description

Vynález se týká oceli se zvýSenou odolností proti selektivním druhům koroze, zejména proti mezikrystalové korozi s koroznímu praskání, vhodné pro použití též jako návarový kov. Tato ocel je určena pro prostředí s vysokým tepelným a mechanickým namáháním a prostředí vyvolávající selektivní druhy koroze, jako je např. koroze mezikrystalová, korozní praskání, nožová koroze aj.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to steel with increased resistance to selective types of corrosion, in particular to intergranular corrosion with corrosion cracking, also suitable for use as a weld metal. This steel is designed for environments with high thermal and mechanical stress and environments causing selective types of corrosion, such as intergranular corrosion, corrosion cracking, knife corrosion, etc.

Známé, běžně vyráběná, svařované nebo navařované austenitické nlzkcuhlíkové nebo stabilizované oceli vykazují při dostatečném předepsaném obsahu stabilizačních prvků ve vztahu k obsahu uhlíku, popř. dusíku nebo při hmotnostním obsahu uhlíku 0,03 % hmot. max. sice dobrou odolnost proti mezikrystalové korozi, jsou-li však vystaveny delší dobu teplotám mezi 350 až 900 °C, objeví se u nich náchylnost k mezikrystalové korozi, popř. k mezikrystalovému koroznímu praskáni v důsledku precipitace karbidů chrómu. Tyto známé oceli s poměrně vysokými obsahy nečistot - fosforu, síry, kyslíku, antimonu, arsenu, cínu aj. - podléhají snadno i jiným druhům koroze a jsou náchylné k tvorbě trhlin za tepla.Known, commercially produced, welded or welded austenitic low carbon or stabilized steels exhibit, with a sufficient prescribed content of stabilizing elements, in relation to the carbon content, respectively. % nitrogen or at a carbon content of 0.03 wt. Max. good intercrystalline corrosion resistance, however, if exposed to temperatures between 350 ° C and 900 ° C for prolonged periods of time, they will be susceptible to intercrystalline corrosion or corrosion. to intercrystalline corrosion cracking due to the precipitation of chromium carbides. These known steels with relatively high levels of impurities - phosphorus, sulfur, oxygen, antimony, arsenic, tin, etc. - are easily subject to other types of corrosion and are susceptible to hot cracking.

Výěe uvedené nedostatky se do značné míry odstraňují austenitickou ocelí se zvýSenou 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 % chrómu, od 8 do 25 % niklu, od 0,001 do 0,28 % křemíku, od 0,01 do 0,£0 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 1,5 do 8 % molybdenu, od 0,02 do 3 % 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 0,0001 do 0,01 % selenu, od 0,0001 do 0,003 % boru, od 0,0001 do 0,005 % hořčíku, přičemž součty množství křemíku a fosforu nepřevyšují 0,3 %, součty množství antimonu, arsenu, cínu a vizmutu nepřevyšují 0,02 %, součty množství síry a selenu 0,015 % a součty množství uhlíku a dusíku 0,15%.·The above drawbacks are largely eliminated by 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% chromium, from 8 to 25 % of nickel, from 0.001 to 0.28% of silicon, from 0.01 to 0.1% of manganese, from 0.0005 to 0.015% of phosphorus, from 0.0005 to 0.014% of 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 0.0001 to 0.005% magnesium, with sums of silicon and phosphorus not exceeding 0.3%, sums of antimony, arsenic, tin and bismuth do not exceed 0.02%, sums of sulfur and selenium 0.015% and sums of carbon and nitrogen 0.15%.

Přidá-li se k tomuto základnímu složení nejméně jeden karbidotvorný prvek ze skupiny titan, niob, tantal, zirkon a vanad v takovém množství, že poměr hmotového množství karbidotvorného prvku k hmotovému množství v oceli obsaženého uhlíku je rovný nejméně dvojnásobku steChiometrického poměru karbidotvorného prvku k uhlíku v karbidu tohoto kovu, a hliník v takovém množství, že poměr hmotnostního množství v 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 nepřevyšuje množství 0,05 %, zvýší se dále korozní odolnost a strukturní stabilita.If at least one carbide former of titanium, niobium, tantalum, zirconium and vanadium is added to this basic composition in such an amount that the ratio of carbide former to carbon steel contains at least twice the stereometric ratio of carbide former to carbon in an aluminum carbide, and aluminum in an amount such that the ratio by weight of aluminum to the amount of nitrogen in the steel is equal to at least one and no more than three times the stoichiometric ratio of aluminum to nitrogen in the nitride of the metal; %, corrosion resistance and structural stability are further increased.

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 podmínkách. Legování základního složeni molybdenem zvýší odolnost proti celkové korozi ve velmi agresivních prostředích a proti bodové a štěrbinová korozi nejméně na dvojnásobek oproti ocelím známého složení.The austenitic steels according to the invention and the welds and welds made therefrom are characterized by increased resistance to various selective types of corrosion, in particular even in high-stressed conditions. Alloying the base composition with molybdenum will increase the resistance to total corrosion in very aggressive environments and to point and crevice corrosion at least double that of steels of known composition.

Vynález je dále blíže objasněn na příkladech složeni oceli, Obsah jednotlivých prvků je uváděn v hmotových procentech.The invention is further elucidated by way of examples of steel compositions. The content of the individual elements is given in percent by weight.

která je jeho^předmětem.which is its subject.

Příklad 1Example 1

Ocel o hmotnostním složení 0,023 % uhlíku, 18,4 % chrómu, 14,2 % niklu, 0,09 % křemíku, 0,15 % manganu, 0,08 % fosforu, 0,008 % síry, 0,005 % kyslíku, 0,022 % dusíku,Steel of 0.023% carbon, 18.4% chromium, 14.2% nickel, 0.09% silicon, 0.15% manganese, 0.08% phosphorus, 0.008% sulfur, 0.005% oxygen, 0.022% nitrogen,

2,3 % molybdenu, 1,2 % mědi, 0,009 % vápníku, 0,0006 % arsenu, 0,001 % antimonu, 0,0009 % cínu, 0,0002 % vizmutu, 0,0009 % selenu, 0,001 % boru, 0,0004 % hořčíku, železa do 100 %.2.3% molybdenum, 1.2% copper, 0.009% calcium, 0.0006% arsenic, 0.001% antimony, 0.0009% tin, 0.0002% bismuth, 0.0009% selenium, 0.001% boron, 0, 0004% magnesium, iron up to 100%.

Příklad 2Example 2

Ocel o hmotnostním složení 0,028 % uhlíku, 17,8 % chrómu, 13,8 % niklu, 0,01 % křemíku, 0,18 % manganu, 0,011 % fosforu, 0,006 %.síry, 0,007 % kyslíku, 0,02 % dusíku, 2,5 %Steel with a weight composition of 0.028% carbon, 17.8% chromium, 13.8% nickel, 0.01% silicon, 0.18% manganese, 0.011% phosphorus, 0.006% sulfur, 0.007% oxygen, 0.02% nitrogen , 2.5%

21,69721,697

21,697 2 molybdenu, 0,12 % mědi, 0,006 % vápníku, 0,0009 % arsenu, 0,009 % antimonu, 0,001 % cínu, 0,0005 % vizmutu, 0,001 % selenu, 0,002 % boru, 0,001 % hořčíku, 0,32 % titanu, 0,08 % hliníku a železa do 100 %.21.697 2 molybdenum, 0.12% copper, 0.006% calcium, 0.0009% arsenic, 0.009% antimony, 0.001% tin, 0.0005% bismuth, 0.001% selenium, 0.002% boron, 0.001% magnesium, 0.32% titanium, 0.08% aluminum and iron to 100%.

Příklad 3Example 3

Ocel o hmotnostním složení 0,020 % uhlíku, 25,6 % chrómu, 24,8 % niklu, 0,08 % křemíku, 0,12 % manganu, 0,005 % fosforu, 0,001 % síry, 0,006 % kyslíku, 0,03 % dusíku, 6,7 % molybdenu, 0,015 % mědi, 0,01 % vápníku, 0,0008 % arsenu, 0,006 % antimonu, 0,002 % cínu, 0,0003 % vizmutu, 0,0006 % selenu, 0,001 % boru, 0,0003 % hořčíku a železa do 100 56.Steel of 0.020% carbon, 25.6% chromium, 24.8% nickel, 0.08% silicon, 0.12% manganese, 0.005% phosphorus, 0.001% sulfur, 0.006% oxygen, 0.03% nitrogen, 6.7% molybdenum, 0.015% copper, 0.01% calcium, 0.0008% arsenic, 0.006% antimony, 0.002% tin, 0.0003% bismuth, 0.0006% selenium, 0.001% boron, 0.0003% magnesium and iron up to 100 56.

Vzorky ocelí o hmotnostním složení uvedeném v příkladech 1 až 3 byly podrobeny zkoušce na náchylnost k mezikrystělové korozi, která plně vyhověly.Samples of steels of the weight composition given in Examples 1 to 3 were tested for susceptibility to intergranular corrosion and were fully compliant.

Vzorky ocelí o hmotnostním složení uvedeném v příkladu 2 a 3 byly podrobeny zkouškám v prostředí kyseliny sirové s chloridem sodným do teploty 50 °C a nejevily snížení depesivačního potenciálu.Samples of steels of the mass composition shown in Examples 2 and 3 were tested in a sulfuric acid / sodium chloride environment up to a temperature of 50 ° C and did not show a depressive potential reduction.

Vzorky oceli podle příkladu 3 nevykázaly změnu depasivačního potenciálu ani při teplotě 90 °C v tomtéž roztoku. Experimentálně bylo dále prokázáno, že mez korozní pevnosti R^. 10^ hod u vzorků všech tři příkladů provedení vynálezu je vyšší než 1,3.R_p 0,2.The steel samples of Example 3 did not show a change in depasivation potential even at 90 ° C in the same solution. It has also been shown experimentally that the corrosion strength limit R R. 10 h for samples of all three exemplary embodiments of the invention is greater than 1.3 R _p 0.2.

iand

Vynález je určen k využití v ocelárnách pro výrobu ocelí zejména pro zařízení chemického průmyslu.The invention is intended for use in steel mills for the production of steels, in particular for chemical industry equipment.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

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 0.28% silicon, from 0.01 to 0.20% manganese, from 0.0005 to 0.015% phosphorus, from 0.0005 to 0.017% 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, antimoma and tin, from 0.00001 to 0.005% bismuth, from 0.0001 to 0.01% selenium, from 0.0001 to 0.003% boron, from 0.0001 to 0.005% magnesium, with sums of silicon and phosphorus not exceeding 0.3% »sums of antimony, arsenic, tin and bismuth do not exceed 0.02%, the sums of sulfur and selenium are 0.015% and the sums of carbon and nitrogen are 0.15%.

2. The austenitic steel of claim 1, further comprising at least one carbide forming element of titanium, niobium, tantalum, zirconium and vanadium in an amount such that the ratio by weight of carbon steel is at least two and at most four times the stoichiometric ratio. carbide-forming element to carbon in the carbide of the metal, and aluminum in an amount such that the ratio by weight 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; 05%.