CS214787B2 - Poloferitická nerezavějící ocel a způsob jejího tepelného zpracování - Google Patents

Poloferitická nerezavějící ocel a způsob jejího tepelného zpracování Download PDF

Info

Publication number
CS214787B2
CS214787B2 CS79159A CS15979A CS214787B2 CS 214787 B2 CS214787 B2 CS 214787B2 CS 79159 A CS79159 A CS 79159A CS 15979 A CS15979 A CS 15979A CS 214787 B2 CS214787 B2 CS 214787B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
traces
steels
ferritic
steel
semi
Prior art date
Application number
CS79159A
Other languages
English (en)
Inventor
Andre Gueussier
Roland Tricot
Jean Lefevre
Original Assignee
Andre Gueussier
Roland Tricot
Jean Lefevre
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR6918142A external-priority patent/FR2045584A1/fr
Application filed by Andre Gueussier, Roland Tricot, Jean Lefevre filed Critical Andre Gueussier
Priority to CS79159A priority Critical patent/CS214787B2/cs
Publication of CS214787B2 publication Critical patent/CS214787B2/cs

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

(54) Poloferitická nerezavějící ocel a způsob jejího tepelného zpracování
Vynález řeší poloferitickou nerezavějící ocel a způsob jejího tepelného· zpracování.
Známé nerezavějící poloferitické oceli, obsahující v podstatě 16 až 18 % hmotnosti chrómu, mají celkem jedno z následujících složení:
První ocel má hmotnostní složení:
C stopy až 0,1 °/o,
Mn 1,0 %,
Si stopy až 1,0 %,
P stopy až 0,04 %,
S 0,03 %,
Ni stopy až 0,5 °/o,
Cr 16 až 18 %;
jiná ocel má hmotnostní složení:
C stopy až 0,1 %,
Mn 1,0 %,
Si stopy až 1,0 %,
P stopy až 0,04 °/o,
S stopy až 0,03 %,
Ni stopy až 0,5 %,
Cr 16 až 18 %,
Mo 0,9 až 1,3 %;
a další ocel má hmotnostní složení;
C stopy až 0,12 %,
Mn stopy až 1,5 %,
Si stopy až 1,0 %,
P stopy až 0,06 °/o,
S nejméně 0,15 %,
Ni stopy až 0,5 %, .
Cr 16 až 18 %.
Tyto slitiny se vyznačují smíšenou struk-, turou feritu δ -j- austenitu χ v oblasti teplot obvykle používaných pro jejich tváření za tepla (kování, válcování). V této· oblasti teplot přibližně mezi 1300 °C (teplota A 5) a 850 °C (teplota A 1) prochází procento austenitu maximem při teplotě blízké 1100 °C a činí normálně 10 až 40 %. Rychlým ochlazením se tento· austenit přemění na martensit. Žíhání na teplotu pod A 1 dovolí rozložit takto vzniklý martensit a získat homogenní strukturu, tvořenou feritem a karbidy podle tohoto· přehledu:
struktura za tepla: ferit δ + austenit χ struktura po ferit δ martensit M ochlazení:
struktura po· žíhání: ferit á -j- ferit ce + + karbidy C.
Poslední struktura odpovídá klasickým podmínkám používání těchto druhů ve formě tyčí, plechů nebo drátů.
Rychlé ochlazení struktury poloferltické ocele za tepla, což bude zejména v případě svařovaného pásma, způsobí jednak zvětšení zrna feritu á, jednak přeměnu vytvořeného austenitu na martensit. Existence této přeměny je příčinou křehkosti svarů, protože zanechává v místech styku zrn feritické struktury křehkou martensltickou fázi.
Jediné přijatelné řešení, které bylo navrženo pro zlepšení svařitelnosti poloferitických ocelí, záleží v užití plně feritické struktury. Nejčastěji se používá přidání titanu:
C š 0,10 °/o,
Si á 1 %,
Mn š 1 %,
Cr 17 %,
Ti % > 70 % — nebo niobu,
Cš0,10%,
Si š 1,5 %,
Mn š 1 %,
Cr 17,5 %,
Nb > 20 °/o.
Tento způsob neuipožňuje odstranit potíže spojené s růstem zrna struktur plně feritických. Je například známo, že plně feritická struktura činí. .problémy při válcování za tepla na průběžně trati, při opětném ohřevu ingotu a při broušení bram pro křehkost struktury.
Poloferitické oceli mají konečně výhodu, že se mohou lehce přetvářet na plechy nebo dráty, že odolávají korozi pod napětím v chlorovaných roztocích, jsou levné, avšak mají tu nevýhodu, že po sváření jsou hřehké a někdy jsou nedostatečně odolné proti korozi.
Přidání niklu, manganu nebo vhodné kombinace těchto dvou prvků dovolí přeměnit strukturu poloferitických ocelí obsahujících hmotnostně 17 % chrómu na strukturu zcela austenitickou při každé teplotě a zejména při podmínkách použití. Tato nová skupina ocelí odpovídá nerezavějícím austenitickým ocelím, jejichž některá klasická hmotnostní složení jsou uvedena v dalším. Jedna taková ocel má hmotnostní složení:
C Ši Mni Ni
0,05 0,5 10 2,0
0,05 0,5 0,5 8
0,05 0,5 0,5 6,5
Normální tepelné : zpracování před použí-
tím je kalení ve vodě při 1050 až 1150 °C. Tyto oceli mají výhodu zlepšené svařitelnosti v porovnání s poloferitickými ocelemi, nicméně si zachovávají jejich citlivost na růst zrn, mají lepší odolnost proti korozi pod napětím v porovnání s austenitickými ocelemi.
Nevýhodou těchto ocelí je to, že se dají
C stopy až 0,12 %,
Mn stopy až 2,0 %,
Si stopy až 1,0 %,
P stopy až 0,04 °/o,
S stopy až 0,03 iO/o,
Ni 8 až 10 %, Cr 17 až 19 °/o;
jiná ocel má hmotnostní složení:
C stopy až 0,7 %,
Mn stopy až 2,0 %,
Si stopy až 1,0 %,
P stopy až 0,04 %,
S stopy až 0,03 %,
Ni 10 až 12 °/o,
Cr 16 až 18 %,
Mo 2 až 2,5 %;
a další ocel má hmotnostní složení:
C stopy až 0,15 %,
Mn 5,5 až 7,5 %,
Si stopy až 1,0 °/o,
P stopy až 0,06 °/o,
S stopy až 0,03 %,
Ni 3,5 až 5,5 %,
Cr 16 až 18 %.
Tyto oceli se používají buď ve stavu překuleném, nebo ve stavu mechanicky zpevněném.
Mají výhodu dobré svařitelnosti a dobré odolnosti proti korozi, nevýhodu, že cena ocele se značně zvyšuje v důsledku přidání niklu nebo kombinace niklu a molybdenu, že jsou zvlášť citlivé na korozi pod napětím, což omezuje jejich použití pro jisté aplikace (ohřívače vody], a ze mají nízkou mez pružnosti.
Tak zvané austeniticko-feritické oceli tvoří přechodovou skupinu mezi poloferitickými a austenitickými ocelemi. Jejich složení je zvoleno tak, aby vznikla dvoufázová struktura: austenit + ferit. Základní rozdíl mezi touto skupinou ocelí a mezi poloferitickými ocelemi, které také obsahují za tepla poměrně značné množství austenitu, je ve zvláštní stabilitě této dvoufázové struktury na rozdíl od ocelí poloferitických, jejichž struktura po žíhání se rozpadne na ferit + -j- karbidy tak, jak bylo uvedeno výše. Některá hmotnostní složení ocelí této skupiny jsou uvedena v následující tabulce:
Cr Ti Cu Mo
18 0,4 _ _
20 1,5 2,5
26 0,2
obtížně válcovat za tepla a že v důsledku svého· složení mají značně větší cenu.
Oceli podle vynálezu patří ke skupině nerezavějících poloferitických ocelí se zlepšenou svařitelnosti a odolností proti korozi v porovnání s jinými ocelemi této skupiny. Uvedené tepelné zpracování dává u oceli podle vynálezu zvýšenou produktivitu zařízení pro výrobu plechů, tyčí a drátů v dů214787 sledku značného snížení celkové doby využití pecí pro zpracování.
V dalším textu bude uváděn jako· chromový ekvivalent oceli (°/o Cr) -f- (% Si) + + (O/o Mo) + 4 (θ/o Ti + % Nb) a jako niklový ekvivalent: (% Ni) -j- 0,5 (% Mn) + + 0,5 (% Cu) + (% Co) + 20 (O/o C + % N2) a ocel bude znázorněna jako bod v pravoúhlé souřadnicové soustavě podle přiloženého vyobrazení, kde na úsečku je nanesen chromový ekvivalent a na pořadnici ekvivalent niklový, lak jsou výše definovány.
Tyto oceli mají za tepla strukturu stejnou jako poloferitické oceli (ferit + austenit), ale zachovávají tuto dvoufázovou strukturu při ochlazení, bez tvorby křehké martensitické fáze. V důsledku toho jsou lépe svařitelné než obvyklé poloferitické oceli.
Jejich odolnost proti korozi je také lepší než odolnost obvyklých poloferitických ocelí. Kromě toho se uspoří drahé Iegovací kovy.
Podstata poloferitické nerezavějící ocele, podle vynálezu spočívá v tom, že obsahuje v hmotnostní koncentraci stopy až 0,1 % uhlíku, 3 až 6 % manganu, stopy až 1 % křemíku, stopy až 1 % niklu, 15 až 18 % chrómu, 1,5 až 3 % molybdenu, stopy až 1 °/o mědi, stopy až 0,1 % dusíku, zbytek železo a nevyhnutelné nečistoty.
Od ní odvozená skupina, v níž je část molybdenu nahražena křemíkem, má srovnatelné vlastnosti. Obsahuje v hmotnostní koncentr i 1 až 2 % Si a 0,5 až 2 % Mo, ostatní je nezměněné.
Chce-li se zlepšit obrobitelnost ocelí podle vynálezu, může se známým způsobem přidat síra a/nebo selen a/nebo telur v celkovém hmotnostním množství nepřekračujícím 0,4 %.
Oceli podle vynálezu, které se dodávají ve formě plechů, tyčí nebo drátů, mohou být podrobeny obvyklým výrobním operacím jako známé poloferitické oceli, tj. válcování na blokové stolici, válcování za tepla, žíhání a dekapování, válcování za studená nebo tažení, koncové žíhání. Žíhání po posledním průpichu válci za tepla je normálně žíhání prodloužené, při teplotě řádově 800 °C, které vede k maximálnímu změkčení, příznivému pro další operace tváření za studená.
Podstata způsobu tepelného zpracování ocele podle vynálezu spočívá v tom, že po posledním válcování nebo tažení za tepla při tváření na plechy, tyče, dráty následuje tepelné zpracování ve dvou etapách, z nichž první přemění austenit, zachovaný při okolní teplotě, na martensit a druhá je popouštěním na teplotu nejvýše 850 °C, přičemž se martensit přemění na ferit a karbidy.
První etapa záleží podle jednoho provedení vynálezu v tom, že je žíhání při teplotě mezi 700 a 900 °C, pc· kterém následuje pomalé ochlazování na 650 °C a pak ochlazení na vzduchu.
Žíhání se s výhodou provádí pří teplotě mezi 750 a 800 °C, například po 4 hodiny, následované pomalým ochlazováním, řádově 25 °C za hodinu až na 650 °C, pak ochlazení na vzduchu.
Podle dalšího provedení je první etapou zpracování mrazení, např. udržování při —80 °C po 3 hodiny. Podle jiného provedení vynálezu je první etapou mechanické zpevňování při teplotě okolí.
Podle ještě dalšího· provedení vynálezu je první etapou pomalé ochlazování z teploty výstupu z poslední operace válcování za tepla na 650 °C a pak ochlazení na vzduchu.
Druhou etapou je propouštění na teplotu pod 850 °C až po zmizení martensitu. Jeho trvání, které může být hodina i méně, je značně menší než jediné žíhání, trvající obvykle 10 až 20 hodin, což umožňuje zlepšit rentabilitu pecí.
Za účelem příkladu se uskutečnilo 5 taveb ocelí podle vynálezu. Jejich rozbory byly:
Tavba hmotnostní koncentrace v %
c Si Mn Ni Cr Mo S P
(1) 0,058 0,4 4,7 0,5 20 0,02 0,005 0,019 0,051
(2) 0,063 0,4 9,2 0,2 23,1 0,01 ' 0,005 0,019 0,052
(3) 0,044 0,3 4,4 0,1 17,4 1,98 0,016 0,023 0,024
(4) 0,045 1,3 7,6 0,8 17,1 0,98 0,014 0,023 0,023
(5) 0,064 1,9 5,2 0,1 16,8 0,96 0,025 0,025 0,050
Stanovily se jejich mechanické vlastnosti /h na 650 °C, poté se chladily na vzduchu,
)o žíhání ve dvou etapách podle způsobu načež přišlo popouštění na 750 °C po dobu
minut, sledované chlazením vzduchem. Výsledky jsou v následující tabulce:
průměru 10 mm, hrubě kované, se žíhaly při 785 °C po 4 hodiny, pak se chladily po 25 °C/
Tavba R (MPa) E (MPa) A% ε % (Lo = 50 mm)
(1) 560 330 30 56
(2) 580 340 29 58
(3) 590 350 26 58
(4) 630 390 25 58
(5) 680 440 31 77
Schopnost ohýbání, bez jakéhokoliv tepelného zpracování, svarů ocelí podle vynálezu je vyšší než u obvyklých poloferitických ocelí. Porovnání mikrotvrdosti různých složek ve svaru obvyklých poloferitických ocelí a ocelí podle vynálezu dává následující výsledky:
Mikrotvrdost uvnitř ferí__tových zrn obvyklá poloferitická 220 ocel ocel podle vynálezu 260
Malá houževnatost tavného zrna Je charakteristická pro nerezavějící poloferitické oceli.
Tato houževnatost se značně zvýší u ocelí podle vynálezu, jak to ukazuje tabulka:
Ocel Houževnatost podle Charpyho v J/cm* 2 poloferitická < 0,5 feritická 0,5 až 1,5 austeniticko-feritická 1,5 až 3 austenitická podle vynálezu > 4
Z hlediska koroze jsou dva hlavní druhy nepříznivého působení na nerezavějící oceli — jamková koroze za přítomnosti chlorových iontů a celková (plošná) koroze ve zředěném, nechlorovaném kyselém prostředí.
Následující pokusy byly provedeny na plechách o tloušťce 10 mm. Plechy z ocelí podle vynálezu se po válcování za tepla podrobily žíhání ve dvou etapách podle vynálezu.
1. Jamková koroze za přítomnosti iontů chloru v neokysličujícím, ale provzdušněném roztoku
Tato koroze se týká koroze atmosférické, protože ionty chloru jsou vždy přítomné i daleko od moře, solných roztoků (potravinářské výrobky atd.).
Odolnost proti korozi v této oblasti se hodnotila podle potenciálu jamek v roztocích chloridu sodného pomocí křivky anodické polarizace. Dokázalo se, že katodová reakce redukce kyslíku byla necitlivá na druh jamek, takže stanovení potenciálu jamek (anodová charakteristika) tvoří dobré měřítko pro klasifikaci.
Na následující tabulce jsou udána rozmezí výsledků porovnávacích pokusů u různých ocelí.
Vickers/zatížení 50 g na styku feritových zrn
530 (martensitová fáze)
320 (austenitická fáze) potenciál jamek ’· (v mV) v prostředí
NaCl 0,02 M oceli poloferitické oceli feritické oceli austeniticko-feritické
530 až 580 540 až 590 650 až 730 austenitické manganové610 až 660 oceli austenitické 640 až 700 niklové oceli oceli podle vynálezu 620 až 680
2. Plošná koroze ve zředěném, nechlorovaném prostředí
Ve velké většině případů bude nerezavějící ocel v pasivním stavu, aby odolávala korozi v kyselém prostředí, jinak bude korodovat v aktivním stavů.
V určitém kyselém roztoku daná nerezavějící ocel bude pasivní, když katodová reakce redukce oxldantu v roztoku — rozpuštěný kyslík, ionty Fe3+, Cu2+ atd. — přivede potenciál kovu do oblasti pasivity. To se uskuteční, když rychlost redukce oxldantu, vyjádřená v A/cm2, je vyšší, než kritická intensita paslvace ic na cm2, měřená na křivce anodové polarisace kovu vytýčené bez okysličovadla. Naopak pro danou rychlost redukce okysličovadla budou pasivní oceli, které mají ic menší, než je tato rychlost, a aktivní budou oceli, které mají ic větší. Zkušenost ukázala, že alespoň ve velmi velkém rozsahu je ic rozhodujícím parametrem: ocel bude tím „lepší“, čím bude ic menší.
kritický pasivační proud (10i_3A. cm-2) ocel_v prostředí H2SO4 2M poloferitická 11 až 15 feritická 10 až 15 austeniticko-feritická 0,5 až 4 manganová austenitická 5 až 9 niklová austenitická 0,7 až 1,5 ocel podle vynálezu 2 až 6
214
Předcházející výsledky vcelku umožňují umístit ocel podle vynálezu na úroveň mezi niklové austenitické oceli a klasické oceli poloferitické.
Možnost použití ocelí podle vynálezu ve formě tyčí, plechů a drátů je velmi rozmanitá. Kromě obvyklého· použití poloferitických, austenitických ocelí manganových nebo s nízkým obsahem niklu, jako je stavba kotlů, stavebnictví, jímky, kryty kol, nárazníky, ozdobné kroužky pro automobily, se prosadily oceli podle vynálezu v dalších od87 větvích pro svou nižší cenu, než je cena austenitických a austeniticko-feritických ocelí, a pro svou lepší jakost než je jakost poloferitických ocelí. Tak se hodí zejména pro výrobu nádrží na teplou vodu, automobilových radiátorů (pro jejich odolnost proti korozi pod napětím, pro jejich svařitelnost a cenu), Papinových hrnců, svařovaných trub, kuchyňských roštů (pro jejich svařitelnost), háků pro upevnění střešních břidlic (pro jejich odolnost proti korozi).

Claims (6)

  1. pSedmEt
    1. Poloferitická nerezavějící ocel, vyznačující se tím, že obsahuje v hmotnostní koncentraci stopy až 0,1 % uhlíku, 3 až 6 % manganu, stopy až 1 % křemíku, stopy až 1 % niklu, Ί5 až 18 % chrómu, 1,5 až 3 % molybdenu, stopy až 1 % mědi, stopy až 0,1 % dusíku, zbytek železo a nevyhnutelné nečistoty.
  2. 2. Způsob tepelného zpracování oceli podle bodu 1, vyznačující se tím, že po posledním válcování nebo tažení za tepla při tváření na plechy, tyče, dráty následuje tepelné zpracování ve dvou etapách, z nichž první přemění austenit, zachovaný při okolní teplotě, na martensit 'a druhá je popouštěním na teplotu nejvýše 850 °C, přičemž se martensit přemění na ferit a karbidy.
    ynAlezu
  3. 3. Způsob podle bodu 2, vyznačující se tím, že první etapou je žíhání při teplotě mezi 700 a 900 °C, po kterém následuje pomalé ochlazování na 650 °C a pak ochlazení na vzduchu.
  4. 4. Způsob podle bodu 2, vyznačující se tím, že první etapou je zpracování mrazem.
  5. 5. Způsob podle bodu 2, vyznačující se tím, že první etapou je mechanické zpevňování při teplotě okolí.
  6. 6. Způsob podle bodu 2, vyznačující se tím, že první etapou je pomalé ochlazování z teploty výstupu z poslední operace válcování za tepla na 650 °C a pak ochlazení na vzduchu.
CS79159A 1969-06-03 1979-01-05 Poloferitická nerezavějící ocel a způsob jejího tepelného zpracování CS214787B2 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS79159A CS214787B2 (cs) 1969-06-03 1979-01-05 Poloferitická nerezavějící ocel a způsob jejího tepelného zpracování

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR6918142A FR2045584A1 (cs) 1969-06-03 1969-06-03
CS703892A CS196439B2 (en) 1969-06-03 1970-06-03 Semi-ferritic stainless steel and heat treatment method
CS79159A CS214787B2 (cs) 1969-06-03 1979-01-05 Poloferitická nerezavějící ocel a způsob jejího tepelného zpracování

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS214787B2 true CS214787B2 (cs) 1982-05-28

Family

ID=25745907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS79159A CS214787B2 (cs) 1969-06-03 1979-01-05 Poloferitická nerezavějící ocel a způsob jejího tepelného zpracování

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS214787B2 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5944921A (en) Martensitic stainless steel having high mechanical strength and corrosion resistance and relative manufactured articles
JP6475861B2 (ja) ホットスタンピングに使用される鋼板、ホットスタンピングプロセスおよびホットスタンピングコンポーネント
JP5243243B2 (ja) マルテンサイトステンレス鋼組成物、前記鋼から機械部品を製造する方法及びその結果物
CN111511936B (zh) 用于冷镦的线材、使用其的加工产品、及其制造方法
UA120185C2 (uk) Спосіб виготовлення надміцного сталевого листа з покриттям або без покриття і одержаний лист
US4975131A (en) High strength hot worked stainless steel
KR102490989B1 (ko) 초고강도 갈바닐링된 강판을 제조하기 위한 방법 및 획득된 갈바닐링된 강판
US11008635B2 (en) High-strength cold-rolled steel sheet
CN101568659B (zh) 具有优良高强度的耐候性热轧钢板及其制造方法
AU2016238510B2 (en) Parts with a bainitic structure having high strength properties and manufacturing process
CN106191705A (zh) 一种Mo,Al复合渗氮高强度不锈轴承钢及制备方法
KR101877787B1 (ko) 연신율이 우수한 고강도 강판 및 그 제조 방법
Singh et al. Effect of alloying and heat treatment on the properties of super martensitic stainless steels
CN113166827A (zh) 热轧钢及其制造方法
CS196439B2 (en) Semi-ferritic stainless steel and heat treatment method
US7354487B2 (en) Cooled and annealed bainite steel part, and a method of manufacturing it
CN104357634A (zh) 一种630钢的处理方法
US4259126A (en) Method of making razor blade strip from austenitic steel
BR112019016481A2 (pt) aço para a fabricação de um componente por formação a quente e uso do componente
CS214787B2 (cs) Poloferitická nerezavějící ocel a způsob jejího tepelného zpracování
JP2001316767A (ja) 特に自動車用車両部品を製造するために有用な極めて高い弾性限度及び機械的強度を有している熱間圧延鋼
Pisarevskii et al. Effect of N, Mo, and Si on local corrosion resistance of unstabilized Cr–Ni and Cr–Mn–Ni austenitic steels
RU2760140C1 (ru) Способ получения низкоуглеродистой мартенситной стали
JPH027390B2 (cs)
ES2791887T3 (es) Acero con densidad reducida y procedimiento para la fabricación de un producto plano de acero o un producto alargado de acero a partir de un acero de este tipo