CS216926B2

CS216926B2 - Ferritic-austenitic chrome-nickel steel

Info

Publication number: CS216926B2
Application number: CS792437A
Authority: CS
Inventors: Hermann Weingerl; Manfred Koren
Original assignee: Ver Edelstahlwerke Ag
Priority date: 1978-04-10
Filing date: 1979-04-10
Publication date: 1982-12-31
Also published as: US4272305A; JPS54155115A; DE2815439B2; DE2815439C3; ATA232679A; JPS5814872B2; DD142894A5; EP0005439B1; AT360571B; DE2815439A1; EP0005439A1; EP0005439B2; CA1127881A

Description

Vynález se týká použití feriticko-austenitické chromniklové oceli.

Vynález řeší úlohu, jak docílit toho, aby oceli odolné proti korozi, o hmotnostním složení stopy až 0,1 % C, stopy až 1,0 % Si, stopy až 2,0 % Mn, stopy až 0,045 % P, stopy až 0,030 % S, 26,0 až 28,0 % Cr, 1,3 až 2,0 % Mo, 4,0 až 5,0 % Ni, popřípadě z analogické švédské normované ocele, vyhovovaly požadavkům co do pevnosti a vrubové houževnatosti, a aby při kování neměly sklon k tvoření trhlin.

Tato úloha je řešena použitím feriticko-austenitické chromniklové oceli s 30 až 70 proč, austeniitu, která obsahuje v hmotnostní koncentraci stopy až 0,1 % C, s výhodou stopy až 0,07 % C, stopy až 1,0 % Si, 4,0 až 6,0 % Mn, s výhodou 4,5 až 6,0 % Mn, 22,0 až 28,0 % Cr, s výhodou 24,0 až 27,5 % Cr,

3,5 až 5,0 % Ni, 1,0 až 3,0 % Mo, s výhodou 1,3 až 2,5 %j Mo, 0,35 až 0,6 % N, s výhodou 0,35 až 0,45 % N, zbytek železo a nevyhnutelné nečistoty, pro výkovky ve všech těch případech, u nichž dochází k velmi vysokému namáhání výkovků, a u nichž jsou přítomna pásma, ve kterých nastává jen malý, např. je dvojnásobný stupeň kovací deformace.

(51) Int. Cl.⁵

C 22 C 38/18

218926

Vynález . se týká použití feriticko-ausitenitieké chromniklové . ocele, s ' 30 až 70 % austenitu, která obsahuje v hmotnostní koncentraci stopy až 0,1 % C, s výhodou stopy až 0,07 % c, stopy až 1,0 %l Si, 4,0 až 6,0 % Mn, . .s výhodou 4,5 až 6,0 % Mn, 22,0 až 28,0 % Cr, s . výhodou 24,0 až 27,5 Cr,

3,5 až 5,0 °/o Ni'i, 1,0 až 3,0 % Mo, s výhodou 1,3 až 2,5 % Mo, 0,35 až 0,6 %o, N, s výhodou 0,35 až 0,45 % N, zbytek železo a nevyhnutelné nečistoty.

Praxe ukázala, že ocel odolná . proti. korozi o hmotnostním složení stopy až 0,1 % C, stopy až 1,0 % Si, stopy až 2,0 %1 Mn, .stopy až 0,045 °/o P, stopy až 0,030 % S, 26,0 až 28,0 % Cr, 1,3 až 2,0 %' Mo, 4,0 až 5,0 % Ni, popřípadě analogická švédská normovaná ocel, která se také kalí s hmotnostními obsahy dusíku stopy až 0,02 °/o N nevyhovuje požadavkům co do pevnosti a vrubové houževnatosti v určitých - případech použití, zejména při hotovení výkovku. Zvýšení hmotnostního obsahu · dusíku až,- na; 0,4- % N mohlo by částečně zlepšit mechanické jakostní -hodnoty; avšak při kování je silný sklon k tvoření trhlin.

Vynález vychází proto . z . úlohy,. . udat pro výkovky, u kterých jednotlivá pásma jsou jen nepatrně tvářena za tepla, feriticko-auiste-nitickou chromniklovou ocel, odolnou proti korozi, která i v těchto pásmech dovoluje dosáhnout vrubové houževnatosti větší než 35 J podle ISO, což je zkouška na vrubovou houževnatost rázem.

Jde o známou rázovou vrubovou zkoušku, která je popsána například v Technickém naučném slovníku SNTL Praha, 1964, str. 362, a kterou se měří vrubová houževnatost.

Vynálezem proto je použití feriticko-auste nitické chromniklové ocele s 30 až . 70 %' austenitu, která obsahuje v hmotnostní koncentraci stopy až 0,1 % C, s výhodou stopy až 0,07 % C, stopy až 1,0 % Si, 4,0 až 6,0 proč. Mn, s výhodou 4,5 až 6,0 °/o Mn, 22,0 až . 28,0 °/o Cr, s výhodou 24,0 až 27,5 %| Cr,

3,5 až 5,0 % Ni, 1,0 až 3,0 % Mo, s výhodou

1,3 až 2,5 % Mo, 0,35 až 0,6 % N, s výhodou 0,35 až 0,45 °/o N, zbytek železo a nevyhnutelné nečistoty, pro výkovky například turbinových lopatek ve všech těch případech, u nichž dochází k velmi vysokému namáhání těchto výkovků, a u nichž jsou přítomna i pásma, ve kterých nastává jen malý, například jen dvojnásobný stupeň kovací deformace.

Přitom se ukázalo výhodným udržovat hmotnostní obsah C v rozmezí 0,01 až 0,1 proč, a obsah Si v rozmezí od 0,1 až 1,0 %.

Avšak v mnoha případech způsobuje tvar výkovků, že při tom jsou kromě pásem s větším stupněm deformace přítomna také taková pásma, . že u . nich leží -stupeň deformace níže.

Jako nově objevená a překvapující vlastnost ocelové struktury podle vynálezu .platí; že u výkovků z . ní zhotovených. splňují nejenom pásma s . vysokým stupněm deformace, například desetinásobným stupněm deformace, požadavek . na vysokou . vrubovou houževnatost a . vysokou mez s minimální . mezí průtažnosti, nýbrž že to platí i pro ony oblasti, u nichž . stupeň deformace dosáhl pouze míry dvojnásobné deformace.

Je známo, že výsledky pokusy zkrutu za tepla mohou sloužit jako měřítko pro kritické primární tváření kovářských ingotů. Proto buou níže udány . srovnávací . výsledky takových šetření.

ocel	zkoušecí teplota	počet zákrutů až do. zlomení	kroutící moment (Nm)
normovaná —	1050 °C	10 až . 30	3,9
	1150 °C	>30	2,7
normovaná +	1050 °C	2,5 . až 5	3,5
0,4 % N	1150 °C	3 až . 9	2(5
ocel podle vynálezu	1050 °C	5 až 10	2,5
ocel podle vynálezu	1150 °C	>15	1,3

Jako zvláštní přednost ocelí použitých podle vynálezu je třeba . zdůraznit, že při výrobě výkovků lze použít výchozích kovacích teplot až o 100 °C vyšších než u normované ocele shora uvedené, čímž se kování značně usnadní, aniž by se poškodila jakost výkovků.

Vynález bude níže blíže vysvětlen na základě příkladů. Z oceli obsahující 48 % austenitu a mající následující hmotnostní složení: 0,064 % C, 0,66 % Si, 4,66 % Mn,

0,019 °/o P, 0,014 %| S, 25,67 % Cr, 1,58 %

Mo, 4,12 o/o Ni, 0,38 % N, zbytek železo, byly odlity ingoty těžké 2700 kg a elektrostruskovým přetavováním byly přetaveny na dva ingoty o hmotností 2,5 t, Z jednoho bloku byly odřezány kusy těžké 200 kg . a bylo. prováděno kování turbinových . .lopatek idlour hých 1,6. m při teplotách mezi 1220- °C a ·1050. stupni . Celsia. . Hotové lopatky . byly po . dvě· hodiny žíhány v roztoku při teplotě . 1080. °C . a zakaleny ve vodě. Jedna lopatka . byla . rozdělena . . na díly a . . byly-určeny . mechanické· hodnoty . jakosti; mez průtažnosti v . palní části byla . 620 MPa, v horní polovině . 660. MPa, vrubová houževnatost při . zkoušce rázem ISO—V v . patní částí . 90 J, v . horní části lopatky . 130 J.

Z. kusů . stejného ingotu těžkých 200 kg;

byla zhotovena kulová tělesanv. separátoru;.'

V silně zdeformovaných pásmech kulových těles vytvořených výrobou byly v analogicky provedeném pokusu rázem na vrubovou houževnatost zjištěny hodnoty mezi 53 a 20 J při mezích průtažnosti mezi 620 MPa a 630 MPa.

Jeden kus druhého ingotu byl pod kovacím lisem při kovacích teplotách odpovídajících tomuto použití deformován na hřídel dlouhý 3,6 m, s průměrem v surovém sitavu 320 mm. V zakaleném koncovém výrobku bylo možno přes malé použité přetváření 2,5 zjistit hodnoty meze průtažnosti 640 MPa v délkovém směru, popřípadě 630

MPa v příčném směru a v pokusu rázem na vrubovou houževnatost byly ještě zjištěny hodnoty 200 J v podélném směru a 70 J v příčném směru.

Všechny výrobky byly zkoumány na odolnost proti interkrystalické korozi, k čemuž bylo použito rozitoku hydroxidu vápenatého s obsahem chloru, obvyklého pro tento druh ocele, s přísadou chloridu stříbrného.

Tato odolnost byla dána . nejenom v žíhaném stavu pod roztokem, nýbrž výrobky mohly být žíhány . také 20 minut při 600 °C, aniž by se dosáhlo horšího výsledku.

Claims

PŘEDMĚT

Použití feriticko-ausitenitické chromniklové oceli s 30 až 70 % austenitu, která obsahuje v hmotnostní koncentraci . stopy až 0,1 o/o uhlíku, s výhodou stopy až 0,07 % uhlíku, stopy · až 1,0 % křemíku, 4,0 až 6,0 proč, manganu, s výhodou 4,5 až 6,0 manganu, 22,0 až 28,0 °/o chrómu, s výhodou 24,0 až 27,5 % chrómu, 3,5 až 5,0 % niklu, 1,0 až 3,0 %( molybdenu, s výhodou 1,3 až

VYNALEZU ,
2,5 % molybdenu, 0,35 až 0,6 % dusíku, s výhodou 0,35 až 0,45 % dusíku, zbytek železo a nevyhnutelné nečistoty, pro· výkovky například turbinových lopatek, ve všech těch případech, u nichž dochází k velmi vysokému namáhání těchto výkovků, a u nichž jsou přítomna pásma, v kterých nastává jen malý, například jen dvojnásobný stupeň kovací deformace.