CS223368B1

CS223368B1 - Způsob zpracování austenitických ocelí a slitin

Info

Publication number: CS223368B1
Application number: CS732880A
Authority: CS
Inventors: Rudolf Stefec; Karel Protiva; Ladislav Kubicek; Ferdinand Franz
Original assignee: Rudolf Stefec; Karel Protiva; Ladislav Kubicek; Ferdinand Franz
Priority date: 1980-10-31
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1983-10-28

Description

Vynález se týká způsobu zpracování ocelí s obsahy chrómu nad 14 °/o a s austenitickou strukturou, jakož i vysokolegovaných austenitických slitin s obsahy niklu nad 18 procent, kterým se snižuje náchylnost těchto materiálů vůči mezikrystalové korozi v agresivních elektrolytech.

Je známo, že u chromoniklových korozivzdorných ocelí a u dalších vysokolegovaných austenitických materiálů se dosahuje odolnosti proti mezikrystalové korozi přísadou stabilizačního prvku, zejména titanu, nebo snížením obsahu uhlíku, zejména pod 0,03 % hmot., nebo rozpouštěcím či stabilizačním žíháním, obvykle na teploty 850 až 1100 °C, nebo kombinacemi uvedených způsobů.

První způsob omezení náchylnosti k mezikrystalové korozi, tj. přísada stabilizačního prvku, není zcela spolehlivý a selhává, zejména tehdy, jestliže tuhý roztok ausíenitu je schopen rozpouštět jen malý podíl uhlíku přítomného v tavbě, jako je tomu u austenitických ocelí s obsahy niklu nad 15 %, nebo jestliže se část stabilizačního prvku váže tvorbou bezuhlíkatých sloučenin či fází, jako je tomu například u slitiny typu FeCr21Ni32TiAl.

Druhý způsob, snížení obsahu uhlíku pod 0,03 % hmot., zpravidla vyžaduje speciální výrobní zařízení a je velmi nákladný.

Třetí způsob, rozpouštěcí žíhání, který vede k rozpuštění všech nebo většiny vyloučených sloučenin nebo fází v základní hmotě austenitu, chrání ocel či slitinu jen tak dlouho, dokud její struktura není znovu tepelně ovlivněna; stabilizační žíhání není spolehlivé a vede k soustředění precipitátu na hranicích zrn.

Tyto nedostatky jsou odstraněny způsobem zpracování oceli či slitiny podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že polotovar nebo výrobek z austenitické oceli či slitiny se po tváření za tepla nebo po rozpouštěcím žíhání podrobí kombinovanému zpracování tvářením za studená s vhodným stupněm deformace a následným žíháním po vhodnou dobu při teplotě nižší, než je teplota rozpouštěcího žíhání, ale vyšší, než je nejvyšší teplota vylučování karbidů chrómu z austenitu, načež se toto kombinované zpracování podle požadované intenzity účinku opakuje, přičemž se vždy vhodně volí stupeň deformace za studená, potom se obvykle žíhá při stejné teplotě, čímž se dosáhne zvýšené odolnosti proti mezikrystalové korozi a čímž se struktura oceli či slitiny stabilizuje natolik, že její odolnost zůstane zachována i po dalším tepelném zpracování nebo ovlivnění, které by jinak vyvolalo náchylnost k mezikrystalové korozi.

Princip zvýšení odolnosti proti mezikrystalové korozi spočívá v tom, že tváření za studená se zlepší podmínky pro vylučování sloučenin či fází z austenitu uvnitř zrn, takže při následném žíhání se omezí podíl precipitátu na hranicích zrn, a že teplota žíhání se volí nad nejvyšší teplotou vylučování karbidů chrómu, která je obvyk’e 800 až 850 °C, ale pod nejnižší teplotou rozpouštění ostatních sloučenin či fází, zejména karbidu titanu, která je obvykle nad 900 °C.

Tím se uhlík, který by u oceli či slitiny bez uvedeného kombinovaného zpracování byl schopen reakcí s chromém za vzniku karbidů chrómu, čímž by v pásmu podél hranic zrn mohl obsah chrómu poklesnout pod hranici nutnou k zachování odolnosti proti mezikrystalové korozi, odčerpá reakcemi s jinými prvky, zejména s titanem.

Způsob podle vynálezu umožňuje snížit korozní rychlost z hodnot i řádově vyšších, než je nejvyšší hodnota, při níž se dovoluje použití oceli či slitiny v prostředí vyvo’ávajícím mezikrystalovou korozi, na hodnoty přípustné. Je známo, že zmíněná nejvyšší korozní rychlost např. při laboratorní zkoušce ve vroucí koncentrované kyselině du- * sičné po dobu 240 hodin závisí na požadavcích uživatele a obvykle se jen málo liší od hodnoty 1 gm^_2h^_1.

Způsob podle vynálezu rovněž umožňuje použít levnější nebo snáze vyrohitelné nebo pevnější oceli či slitiny s vyšším obsahem uhlíku tam, kde by bez použití vynálezu bylo nutno obsah uhlíku snížit.

Přiklad 1

Páska tloušťky 5 mm ve stavu po válcování za tepla, z austenitické slitiny, obsahující 0,09 % C, 0,88 % Mn, 0,75 % Si, 0,014 % P, 0,006 o/o S, 21,4 % Cr, 32,2 % Ni,0,27 % Ti a 0,21 % AI, se po odebrání vzorku rozměrů 30 X 80 mm, který se označí jako vzorek A, ve smyslu myšlenky vynálezu válcuje za studená na tloušťku 2,7 mm a odebere se vzorek B, načež se páska žíhá při teplotě 900 °C po dobu 15 minut a po ochlazení na vzduchu se odebere vzorek C. Korozní rychlosti vzorků A, B a C se stanoví jako průměrné hodnoty z úbytků hmotnosti vzorků v pěti cyklech expozice po dobu 48 hodin ve vroucí koncentrované kyselině dusičné pod zpětným chladičem, přičemž se použije 500 ml HNOs na každý vzorek a kyselina se vyměňuje po každém cyklu; zjistí se korozní rychlost 31,2 gm~²h^_1 pro vzorek A, 14,7 gm^-2!!¹ pro vzorek B a 0,87 gm^-2h^_1 pro vzorek C.

Zpracovaná páska se použije jaok materiál s vyhovující odolností proti mezikrystalové korozi, přestože výchozí páska nevyhovuje.

Příklad 2

Slitina obsahující 0,07 °/o C, 0,89 % Mn, 0,80 % Si, 0,013 % P, 0,004 % S, 21,3 % Cr,

32,8 % Ni, 0,66 % Ti a 0,46 % AI ve formě pásky ve stavu po válcování za tepla, který označíme jako stav A, se válcuje za studená s deformací 45 procent a žíhá při 900 stup223368 ňů Celsia po dobu 15 minut na stav B, znovu se válcuje za studená s deformací 30 % na stav C, žíhá se při 900 °C po dobu 15 minut a opět se válcuje za studená έ deformací 15 % na stav D, načež se naposled žíhá při 900 °C po dobu 15 minut na stav E, přičemž se vždy odebírá vzorek s odpovídajícím označením.

Po zpracování podle vynálezu se z pásky ve stavu E odeberou vzorky F a G, načež se vzorek F žíhá při teplotě 600 °C po dobu 24 hodin, zatímco vzorek G se žíhá při 650 stupních Celsia po dobu 8 hodin; obojí žíhání se běžně užívá k vyvolání náchylnosti k mezikrystalové korozi.

Každý z odebraných vzorků se podrobí stejné korozní zkoušce jako v případě provedení 1.

Korozní rychlosti vyjádřené v jednotkách gm^_2h^1_ jsou 21,1 pro vzorek A, 0,64 pro vzorek B, 0,47 pro vzorek C, 0,45 pro vzorek D, 0,32 pro vzorek E, 0,72 pro vzorek F a 0,60 pro vzorek G.

PŘED MÉ

1. Způsob zpracování austenitických oce. lí s obsahy nad 14 % chrómu a austenitických slitin s obsahy nad 18 % niklu k dosažení a udržení zvýšené odolnosti proti t mezikrystalové korozi, vyznačený tím, že polotovar nebo výrobek z oceli či slitiny se po tváření za tepla nebo po rozpouštěcím žíhání tváří za studená s deformací 5 až 60 ®/o, načež se žíhá po dobu 5 až 60 minut při teplotě 800 až 1000 °C.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím,

Claims

VYNÁLEZU že kombinované zpracování, spočívající ve tváření za studená a následném žíhání, se dvakrát až třikrát opakuje, přičemž se v každém cyklu tohoto zpracování volí hodnota deformace za studená individuálně k dosažení požadovaných výsledných rozměrů a struktury.
3. Způsob podle bodu 2, vyznačený tím, že se vypustí žíhání po poslední tvářecí operaci.