Vynález se týká feritické nerezavějící oceli, vyznačující se vyšší houževnatostí jak před, tak po svaření a vyšší odolností proti korozi v trhlinách a mezikrystalové korozi. Ocel obsahuje v podstatě v procentech hmotnosti od 0,005 do 0,08 uhlíku, od 0,010 do· 0,06 dusíku, od 25 do 35 chrómu, od 3,6 do 5,6 molybdenu, od 0,001 do 2 manganu, mezi 2 do 5 niklu, od 0,001 do 2 křemíku, od 0,001 do 0,5 hliníku, od 0,001 do 2 skupiny prvků sestávající z titanu, zirkonia a niobu; rovnovážným činitelem je v podstatě železo. Úhrn uhlíku a dusíku je více než 0,0275 °/o. Titan, zirkonium, niob odpovídají rovnici: procento titanu —Ti/6 -]- procento zirkonia —Zr/7 ψ procento niobu —N'b/8 ě procento uhlíku —C -j- procento dusíku —N.

218241

Vynález se týká feritické nerezavějící ocelí se^! zvýšenou odolností proti korozi v trhlinách -a proti mezikrystalové korozi.

Tato ocel se liší od známých ocelí tím, že má nejvýš 2 procenta -hmotnosti prvků skupiny titanu, zirkonia -a niobu podle následující -rovnice: procento - titanu — Ti/6 -j- procento zirkonia — Zr/7 -|- procento niobu — Nb/8 > ž procento uhlíku — C + dusíku — N, přičemž obsah uhlíku plus dusíku je větší než 275 ppm. Vzhledem k vyššímu obsahu uhlíku -a dusíku je -ocel podle vynálezu tavitelná -a- zušlechťovatelná v méně nákladných procesech než je tomu u známých ocelí.

Vynálezem se opatřuje ocel -vyznačující se vyšší houževnatostí. Mimoto k stabilizátorům ze skupiny sestávající z titanu, zirkonia a niobu s hmotnostním obsahem uhlíku a dusíku více než 275 ppm má ocel podle vynálezu 2 až 5 procent niklu, zvláště výhodné je - rozmezí 3 až 4,5 procenta, kdežto ocel podle shora uvedené přihlášky má -nejvýš 2 procenta -a obvykle méně než 1 procento niklu. Bylo zjištěno, že nikl zvyšuje houževnatost -slitiny, která je předmětem uvedené přihlášky.

Ze shora uvedených důvodů se slitina podle vynálezu zřetelně odlišuje od známých slitin, které m-ají maximální obsah molybdenu nižší než je tomu podle vynálezu.

Je tedy úkolem vynálezu opatřit feřitickou nerezavějící ocel.

Podstata vynálezu -spočívá v tom, že feritická nerezavějící ocel sestává v podstatě z procent hmotnosti od 0,005 do 0,08 uhlíku, od 0,010 do 0,06 dusíku, od 25 -do 35 chrómu, od 3,6 do 5,6 molybdenu, od 0,001 do 2 manganu, mezi 2 až 5 niklu, od 0,001 do 2 křemíku, od 0,001 do 0,5 hliníku, -od 0,001 do 2 prvků skupiny obsahující titan, zirkonium a niob, přičemž základním prvkem je -v podstatě železo a obsah titanu, zirkonia a niobu odpovídá rovnici: procento titanu — Ti/6 -J- procento zirkonia — Zr/7 -f+ procento niobu — Nb/8 š procento uhlí ku — C ψ procento dusíku N, přičemž úhrn uhlíku -a dusíku je větší než 0,027 procenta. S podstatou - vynálezu souvisí, že úhrn uhlíku a dusíku je vyšší -než -0,03 procenta hmotnostní koncentrace a že feritická ocel obsahuje v hmotnostní koncentraci -od 0,001 do1 - procenta prvků skupiny sestávající z titanu, zirkonia a niobu podle rovnice: procento titanu — Ti/6 + procento zirkonia — Zr/ /7 -J- procento niobu — Nb/8 = 1 až 4 [procento uhlíku — C + procento dusíku — N], od 0,15- procent -do 2 procent titanu, od 0,15 do 2 procent niobu, od 0,005 do 0,08 procent uhlíku, od 0,010 do 0,06 procent dusíku, od 28,5 do- 30,5 chrómu, od 3,75 do 4,75 procent molybdenu, od 3 až 4,5 procent -niklu a od 0,001 do 1 procenta prvků skupiny sestávající z titanu, zirkonia a niobu podle:; rovnice procento titanu - — Ti/6· + procento zirkonia —Zr/7 --- procento niobu Nb/8 = ^: = 1 až 4 (procento - uhlíku + procento dusíku], přičemž úhrn uhlíku a dusíku je větší než 0,03 procent.

Výhoda feritické nerezavějící oceli podle vynálezu spočívá v její vyšší houževnatosti jak před svařením, tak i po svaření. Tita- nium, zirkonium a niob zvyšují její -odolnost vůči korozi, - značné - množství niklu zvyšuje její houževnatost. Houževnatá -svařitelná ocel je zvláště odolná - proti korozi v prostředí obsahujícím -chloridy, jak bylo zjištěno - u - potrubí -kondenzátorů.

Následující příklady znázorňují -několik variant vynálezu.

Ingoty o dvacetičtyřech zkušebních vsázkách (vsázky A až X) byly ohřátý na 1121 . °C a rozválcovány za horka do pásů o tloušťce 3,175 mm, žíhány při teplotách 1065 °C nebo 1121 °C, za studená byly -dále válcovány na pásy 1,575 mm a žíhány při teplotách 1065° nebo 1121 °C. Vzorky válcované za horka nebo za studená byly postupně hodnoceny z hlediska houževnatosti. Jiné vzorky byly svařeny ve wolframovém inertním plynu - a poté vyhodnoceny z hlediska houževnatosti.

Chemie- zkušebních vsázek je níže - uvedena v tabulce I.

CM	LD	t—1	cm
CO				’ф
o	o	cd	o	o

CM	00	CD	00	CM	CM
in	co	CM~	CM~
o	d	CD	CD	o	o

CD	O	rH	TH	rH	CD 1	« &	rH	O	CD	o
rH	CM	co	CO	00	d.	<4	rH	CM	rH	cq
θ'	o	CD	o	o	CD ’	o	CD	cd	cd	o

o

CD

Гх

CD

LD

CD

00

CD

©

b^

o

CD

CD

rH

oo

CM

CM

CM

CM

00

CM

CM

ČM

co

rH

rH

LĎ

CM

CD

CD

©

©

o

©

©

o

o

©

CD

o

o

o

©

©

cd

cd

cd

CD

d

d

cd

cd

d

o

CD

d

cd

d

o

cd

co

b»

©

Ю

00

b.

CD

CD

CD

00

CD

''Τ’

LD

Tff

00

oo

CM

co

oO

00

00

co

oo

00

00

co

CO

00

o

o

o

o

CD

o

ď

cd

cd

o

cd

cd

o

cd

o

o

rH	o	Ьч	CD	o	o	©	o	ч—1		LD
LD	CD	rH	rH	o	rH	rH	o	ČD	Ф	Q
CD	d	d	d	d	d	d	oo	oo	oo	oo

		CD	co	CD	b·
00	00	co			00
θ'	cd	o	cd	cd	d

CD	oo	CD	CD	CD	o
CM	rH	©	0Q	oq	rH
d	d	d	d	d	d

LD	LD	ld	CD	LD	CM	CM	CM
00	00	CO	00	00	oo	co	oo*
cd	cd	©	d	CD	o	d	o

co

ID

CD

LD

LD

CM

CD

o

o

o

o

00

co

LD

©

CD

©~

©

ID

cd

b^

r-^

rH

Q

CĎ

oo

d

oo

oo

oo

d

cd

©

©

oo

cd

d

©

©

oo

CM

CM

CM

CM

CM

CM

CM

CM

CM

CM

CM

CM

CM

CM

CM

LD

co

ID

b*

CD

00

00

oo

o

co

oo

LD

rH

00

CM

cm

CM

CM

CM

CM

rH

rH

rH

CM

rH

rH

CM

ČM

CM

o

o

CĎ

CD

o

o

CD

CĎ

CD

©

ó

o

o

o

CĎ

o

o

CD

cd

d

o

d

cd

d

cd

o

CD

d4

CD

o

CM	oo		CD	Ю		CM	co	rH	©
00	rH	CM	CM	CM	00	00	rH	CM	rH
o	CD	o		o	CD	o	d	©	O
CD	o	o	d~	cd	CĎ	o	©	©	©

on	’ф	CD	оо	00	00	3
xtí	о	CM	см~			CĎ^
o”	о”	о”	о”	о”	о”	о	о”
		CM	о	см	оо
1	i	r-Ч	см	гЧ	гН	1	I
1	1	о”	о”	о”	о*	1	1
ϊ>	о	τ—<	со	ш	гЧ	о	о
гЧ		но	3	ΙΓ)	см	00	•ф
О	о	о	о	о	о	о
Q	о	о	о	о	со	о~	о”
СМ	гЧ	Tff	со	00	оо	8	см
00	со	сО	со	см~	см	00
о”	о”	о”		θ'	о”	о	о”
00 (Э	00 со	т-Ч СП	оо гЧ	о о	8	8	о г-1
оо”	со”	оо”	тЛ	rf
00 00	со 00	3	00 оо	3	о 00	00 00	оо оо
θ'	о”	о”	о”	о	о”	а	О
3?		г-1	00	з	’Ч1	’Ф	оо
Ф	<о	сл	ф	о	о	СП
		оо”	'•ф		’ф	оо”	со”
1>.	о	SJ	00	ю	о		со
	см	СП	см	гЧ^	гЧ	о	СП
ČD	ст>”	0Q	о	О	о	оо”	00
СМ	см	СМ	см	СМ	см	см	см
о	со	00	о	о	см	г-1	см
см	см	а	см	см	см	см	см
CD	о	о	о	о	о	о
θ'	о”	о”	О'	CD	θ'	о”	о”
СМ	о	ю	о	г->	00	см	Tt<
см	см	см	см	гЧ	гЧ	см	см
о	о	о	о	О	о	о	о
О'	о”	о”	О'	о	со	о	θ'

Je třeba poznamenat, že zkušební - vsázky A až F mimo- rámec předmětu vynálezu. - Nemají hmotnostní obsah mezi 2 a 5 ' procenty niklu. Vynález je závislý na vyšším obsahu niklu než 2 °/o.

Další údaje týkající se chemie zkušebních vsázek jsou uvedeny v tabulce II.

Zkušební vsázka % uhlíku — C j procento titanu Ti/6 -J- procento' + % dusíku —N procento zirkonu —Zr/7 -J- procento niobu —Nb/8

Tabulka II

Zkušební vsázka % Ti/6 J % Zr/7 +% Nb/8

A	0,055	0,083 0,073
B	0,056
C	0,056	0,071
D	0.CKJ.1	0,083
E	0,061	0,086
F	0,056	0,107
G	0,031	0,052
H	0,0,45	0,052
I	0,047	0,100
J	0,045	0,046
K	0,050	0,063
L	0,050	0,081
M	0,043	0,054
N	0,042	0,068
O	0,042	0,069
P	0,045	0,086
Q	0,042	0,054
R	0,043	0,080
S	0,048	0.056
T	0,040	0,068
U	0,037	0,074
V	0,040	0,084
W	0,043	0,055
X	0,046	0,080

..Houževnatost byla .vyhodnocena zjištěním přechodové . teploty, při níž ' se - používalo vzorků s příčnými Charpyho klínovými vruby pi^o· - materiál válcovaný za horka a žíhaný (vzorky 3,175 X 10,0θ8 mm, pro materiál válcovaný a žíhaný za .studená (vzorky 1,575- X 10,008 mm), jakož i pro svařovaný materiál (vzorky 1,575 X 10,008 mm), . pro svařovaný a žíhaný . materiál (vzorky

1,575 X 10,008- mm).

Přechodové teploty pro vzorky - válcované za horka a pro vzorky válcované za - studená jsou uvedeny v tabulce III. Zkušební vsázky A a L byly žíhány při teplotě 1065 °C. Další zkušební vsázky byly žíhány při teplotě 1121 °C.

Přechodová teplota °C

Tabulka III

Válcování za horka a žíhání	Válcování za studená a žíhání
Zkušební vsázka	Kalení vodou °C	Chlazení vzduchem °C	Kalení vodou °C	Chlazení vzduchem °C

A	54,4	148,9	1,7	46,1
В	48,9	126,7	— 28,9	18,3
C	43,3	110,0	— 12,2	10,0
D	57,2	160,0	+ 4,4	29,4
E	60,0	160,0	— 12,2	29,4
F	28,9	98,9	+ 4,4	32,2
G	—37,2		—117,8	— 73,3
H	—43,3		—115,0	— 73,3
I	-15,0		—117,8	— 67,8
J	—84,4		—123,3	—112,2
К	—56,7		—128,9	— 76,1
L	—40,0		—115,0	- 90,0
M	+10,0	37,8	— 90,0
N	+ 1.7	18,3	— 84,4
0	—15,0	12,8	— 87,2
P	- 1,1	21,1	— 92,8
Q	—37,2	15,6	—101,1
R	- 9,4	15,6	—109,4
S	—37,2	- 9,4	—120,6
T	—31,7	- 9,4	—117,8
u	—53,9	— 23,3	—115,0
v	—56,7	— 31,7	-117,8
w	—67,8	— 31,7	— 128,9
X	—73,3	— 31,7	—142,8

Přechodové teploty při svařování a svařované a žíhané vzorky jsou uvedeny níže v tabulce IV. Zkušební vsázky A až F byly před svařením žíhány při 1063 °C. Další zkušební vsázky byly žíhány při 1121 °C. Všechny pokusné vsázky byly kaleny vodou. Po svaření se materiál žíhá u zkušebních vsázek A až F při teplotě 1065 °C a při teplotě 1121 °C u jiných zkušebních vsázek Všechny zkušební vsázky byly kaleny po vyžíhání vodou.

Tabulka IV

Zkušební vsázka

Přechodová teplota v °C při svařování °C svařená a žíhaná o_C

A	43,3	- 1,1
В	15,6	+ 1,7
C	32,2	+ 4,4
D	40,6	— 3,9
E	68.3 54.4	+ 4,4
F	+ io,o
G	—76,1	— 76,1
H	—62,2	— 70,6
I	—42,8	— 70,6
J	—78,9	-137,2
к	—67,8	—103,9
L	—51,1	— 84,4
M	—51,1	— 53,9
N	—17,8	— 40,0
O	—28,9	— 65,0
P	—23,3	— 59,4
Q	—51,1	— 78,9
R	-28,9	— 59,4
S	—40,0	— 92,8
T	—51,1	— 73,3
u	—78,9	— 81,7
v	—81,7	— 84,4
w	—73,3	—106,7
X	—95,6	—129,9

Prospěch z přítomnosti niklu je jasně zřejmý z tabulky III a IV. Zkušební vsázky G a X mají podstatně nižší přechodové teploty a jsou proto podstatně houževnatější než zkušební vsázky A až F. Pouze zkušební vsázky G až F spadají do rámce vynálezu, •kdežto zkušební vsázky A až F nejsou před mětem vynálezu. Zkušební vsázky G až X obsahují více než 2 procenta niklu.

Příklady nižších přechodových teplot zkušebních vsázek G až X jsou uvedeny níže v tabulce V, která je spojením tabulek III a IV.

Tabulka V

Přechodová teplota v °C

Zkušební vsázky A—F Zkušební vsázky

G—X

Materiál válcovaný za horka a žíhaný (kalený vodou)

Materiál válcovaný za horka a žíhaný (chlazený vzduchem)

Materiál válcovaný za studená a žíhaný (chlazený vodou)

M-ateriál válcovaný za studená a žíhaný (chlazený vzduchem)

Materiál při svařování

Materiál svařovaný a žíhaný

43,3 do· 98,9 °C

98,9 do 160,0 °C —28,9 do -J-4,4 °C

10,0 do 46,1 °C

15,6 do 68,3 °C —3,9 do +10,0 °C —84,4 do +10,0 °C —31,7 do + 37,8 °C —142,8 do —84,4 °C —112,2 do —67,8 °C —95,6 do —17,8 °C —137,2 do —40,0 °C

Z uvedené tabulky lze u každého příkladu zjistit, že maximální přechodová teplota pro zkušební vsázky G až X je nižší než minimální přechodová teplota u zkušebních vsázek A až F. Uvedené hodnoty jasně dokazují, že zkušební vsázky G až X jsou houževnatější než zkušební vsázky A až F.

Přídavné vzorky zkušebních vsázek G až X byly vyhodnocovány na odolnost proti trhlinové a mezikrystalové korozi. Tyto vzorky byly připraveny stejně jako předcházející vzorky.

Odolnost proti trhlinové korozi byla vyhodnocena ponořením 25,4 mm krát 30,8 mm dolního povrchu vzorků do 10 procent roztoku chloridu železitého· po dobu 72 hodin. Zkouška byla provedena při teplotě 50 °C. Trhliny byly tvořeny používáním polytetrafluoropolyetylénových bloků vpředu a vzadu, přidržovaných v žádoucí vzájemné poloze dvojicemi pryžových pásů spojovaných při teplotě 33 °C v podélném i příčném, směru.

Tabulka VI

Zkouška trhlinové koroze s 10 % chloridem železitým

Ztráta hmotnosti (v gramech)

Zkušební vsázka	Válcovaná za studená a žíhaná	při svařování	svařovaná a žíhaná při teplotě 1121 °C
G	—	0,0001	0,0008
H	—	0,1588	0,0005
I	—	0,0	0,0004
J	—	0,0	0,0001
К	—.	0,0	0,0015
L	—	0,0001	0,0001
M	0,0	0,0004	0,0003
N	0,000'9	0,0027	0,0009
O	0,0	0,0007	0,0001
P	0,0001	0,0004	0,0004
Q	0,0	0,0005	0,0039
R	0,0007	0,0032	0,0068
S	0,0056	0,0007	0,0
T	0,0	0,0001	0,0056
u	0,0002	0,0001	0,0
v	0,0001	0,0078	0,0002
w	0,0001	0,0	0,0063
X	0,0	0,0003	0,0060

Z tabulky VI lze zjistit, že odolnost proti trhlinové korozi u zkušebních vsázek G až X je vynikající. Slitina podle vynálezu se vskutku vyznačuje vysokou odolností proti trhlinové korozi.

Odolnost proti mezikrystalové korozi byla vyhodnocována ponořením 25,4 mm X 50,8 milimetrů dolního· povrchu vzorku do vařícího síranu měďnatého — 50procentního roztoku kyseliny sírové po dobu 120 hodin.

Obvyklým měřítkem ztráty při provedení této zkoušky je koroze rovnající se 0,6 mm za rok, to jest 0,05 mm za měsíc a důkladné mikroskopické vyšetření. Tato zkouška se doporučuje pro stabilizované vysoce chromové feritické nerezavějící oceli.

Výsledky vyhodnocení jsou uvedeny v tabulce VII. Vzorky byly ve stavu svařování a ve stavu svařování a žíhání.

Tabulka VII

Zkouška koroze v síranu měďnatém — 50 % kyseliny sírové rychlost koroze mm za měsíc mikroskopická zkouška (při 30násobném zvětšení) zkušební vsázka při svařování svařovaná při svařování svařovaná a žíhaná a žíhaná

G	0,01257	0,01608	NA**	NA
H	0,01641	0,01478	NA	NA
r	0,01290	0,01717	ΝΆ	NA
J	0,01105	0,01603	NA	NA
К	0,00935	0,01867	NA	NA
L	0,00960	0,01511	NA	NA
S	0,01273	0,01'580	NA	NA
T	0,01191	0,01265	NA	NA
и	0,01019	0,01003	NA	NA
v	0,01222	0,01232	NA	NA
w	0,01222	0,01283	NA	NA
X	0,01290	0,01384	NA	NA

Žíhání se provádělo při teplotě 11.21 °C, kalení vodou „NA“ v tabulce znamená, že nebyla zjištěna žádná mezikrystalová koroze nebo uvolnění krystalů.

Z tabulky VII se zjišťuje, že zkušební vsázky G až L a S až X vykazují vyšší odolnost proti mezikrystalové korozi. Každý vzorek při zkoušce -obstál.

Nové principy podle vynálezu, jak byly shora popsány ve spojení se specifickými příklady, připouštějí rozmanité jiné modifikace a aplikace. Z toho vyplývá, aby formulace připojené definice předmětu vynálezu nebyla omezována na uvedené specifické příklady, jak byly shora popsány.