CS239627B1

CS239627B1 - Heat-resistant ferritic steels for hot forming

Info

Publication number: CS239627B1
Application number: CS833808A
Authority: CS
Inventors: Josef Prochazka; Frantisek Kuncl; Josef Kotouc; Zdenek Konsel
Original assignee: Josef Prochazka; Frantisek Kuncl; Josef Kotouc; Zdenek Konsel
Priority date: 1983-05-26
Filing date: 1983-05-26
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CS380883A1

Abstract

Žáruvzdorné feritické oceli podle vynálezu obsahují 0,01 až 0,2 i uhlíku, stopy až 1,0 % manganu, stopy až 2,0 % křemíku, 13 až 28 % chrómu, případně stopy až 1,5 % hliníku, stopy až 1,0 % titanu, 0,001 až 0,006 % vápníku, 0,005 až 0,035 % zirkonia a do 0,025 % dusíku v hmotnostních podílech.The heat-resistant ferritic steels according to the invention contain 0.01 to 0.2% carbon, traces of up to 1.0% manganese, traces of up to 2.0% silicon, 13 to 28% chromium, optionally traces of up to 1.5% aluminum, traces of up to 1.0% titanium, 0.001 to 0.006% calcium, 0.005 to 0.035% zirconium and up to 0.025% nitrogen in weight fractions.

Description

Vynález se týká feritické žáruvzdorné chromové oceli, která obsahuje v % hmotnosti až 0,2 % uhlíku, až 1 % manganu, až 2 % křemíku, dále 13 až 28 % chrómu a může být též legována až 1,5 % hliníku a až 1 % titanu.The invention relates to ferritic refractory chromium steel containing up to 0.2% carbon, up to 1% manganese, up to 2% silicon, 13 to 28% chromium by weight and up to 1.5% aluminum and up to 1% alloys. % titanium.

Tyto feritické žáruvzdorné oceli s vysokým obsahem chrómu mají celou řadu výhodných vlastností, pro které nacházejí široké uplatnění ve strojírenství, energetice i chemickém průmyslu. Struktura těchto ocelí je vlivem vysokého obsahu chrómu čistě feritická a chrom, případně i další z uvedených legur, jim dodávají dobrou korozní odolnost s vysokou žáruvzdorností .These high chromium ferritic refractory steels have a number of advantageous properties for which they are widely used in engineering, power engineering and chemical industries. The structure of these steels is purely ferritic due to the high chromium content, and chromium and possibly other of these alloys give them good corrosion resistance with high heat resistance.

Přesto, že čistě feritická struktura žáruvzdorných chromových ocelí zaručuje nízký přetvářný odpor při deformaci za tepla a velmi dobrou plasticitu, je technologická tvařitelnost těchto ocelí, zejména při válcování ingotů, jedním z nejvážnějších problémů jejich výroby. Vlastní příčinou obtížné technologické tvařitelnosti feritických žáruvzdorných ocelí s vysokým obsahen chrómu je jejich značná náchylnost k růstu zrna a odlišné vlastnosti vnitřního objemu a hranic zrn, čímž se tyto oceli stávají velmi citlivé na vznik hrubých podélných trhlin při válcování a rovněž se vyznačují rychlým růstem a šířením všech příčných a podélných defektů při deformaci. Uvedené faktory snižující technologickou tvářitelnost feritických žáruvzdorných chromových ocelí, často vyvolávají ve výrobě citelný výmět při jejich válcování.Although the pure ferritic structure of heat-resistant chromium steels ensures low deformation resistance under hot deformation and very good plasticity, the technological formability of these steels, especially in ingots rolling, is one of the most serious problems of their production. The reason for the difficult technological formability of ferritic high-chromium refractory steels is their high susceptibility to grain growth and different internal grain volume and grain boundary characteristics, making these steels very sensitive to the formation of coarse longitudinal cracks during rolling and also characterized by rapid growth and spread all transverse and longitudinal defects in deformation. These factors, which reduce the technological formability of ferritic refractory chromium steels, often cause a significant discomfort in the rolling process.

Ke známým způsobům omezení obtížné technologické tvářitelnosti feritických žáruvzdorných chromových ocelí patří optimální volba formátu, teplot, odlévacího prášku a rychlosti odlévání ingotů, parametry ochlazování a ohřevu ingotů před válcováním, převoz teplých ingotů do ohřívacích pecí, optimální volba sil, deformací a stehových plánů při válcování a rovněž i způsob ochlazování materiálu po válcování. Tyto způsoby omezují následky obtížné tvářitelnosti, avšak neřeší příčinu spočívající v pevnosti a jakosti hranic zrn, zejména v litém stavu.Known ways to reduce the difficult technological formability of ferritic refractory chromium steels include optimum choice of format, temperatures, casting powder and ingots casting speed, cooling and heating parameters for ingots before rolling, transfer of warm ingots to heating furnaces, optimal selection of forces, deformations and stitching plans during rolling as well as a method of cooling the material after rolling. These methods limit the consequences of difficult formability, but do not address the cause of the strength and quality of grain boundaries, especially in the cast state.

Uvedené nevýhody odstraňuje feritická žáruvzdorná ocel podle vynálezu, která obsahuje v hmotnostních množstvích 0,01 až 0,2 % uhlíku, stopy až 1,0 % manganu, stopy až 2,0 % křemíku, 13 až 28 % chrómu, případně stopy až 1,5 % hliníku a stopy až 1,0 % titanu, jehož podstatou je, že obsahuje 0,001 až 0,006 % vápníku, 0,005 až 0,035 % zirkonia a stopy až do 0,025 % dusíku.The above-mentioned disadvantages are overcome by the ferritic refractory steel according to the invention, which contains 0.01 to 0.2% by weight of carbon, traces of up to 1.0% of manganese, traces of up to 2.0% of silicon, 13 to 28% of chromium or traces of up to 1%. 5% of aluminum and traces of up to 1.0% of titanium, containing from 0.001 to 0.006% of calcium, 0.005 to 0.035% of zirconium and traces of up to 0.025% of nitrogen.

Výhodou oceli podle vynálezu je pžíznivé ovlivnění hranic zrn povrchově velmi aktivně působícími mikrolegurami, kterými jsou vápník a zirkonium. Obsah vápníku v oceli rovněž zvyšuje viskozitu vyrobené oceli příznivou modifikací oxidických vměstků s výraznou převahou hliníku na hlinitany, čímž je omezen vznik a zlepšeny podmínky vyplouvání hrubých shluků nitridů a karbonitridů u ocelí obsahujících titan a zejména je výrazně zlepšován povrch odlitých ingotů.The advantage of the steel according to the invention is that the grain boundaries are favorably influenced by the surface-active microlegures, which are calcium and zirconium. The calcium content of the steel also increases the viscosity of the steel produced by favorably modifying the oxidic inclusions with a significant predominance of aluminum to aluminates, thereby limiting the formation and improvement of the discharge conditions of coarse nitride and carbonitride clusters in titanium-containing steels.

Ocel mikrolegovaná vápníkem je rovněž odolná proti vzniku hrubých reoxidačních vměstků vlivem selektivní oxidace vápníku a ochrany proudu inertního plynu. Společným účinkem uvedených vlivů se výrazně snižuje náchylnost feritických chromových ocelí k tvorbě podélných trhlin a potlačuje růst a rychlost šíření trhlin při válcování. Spolu s jakostnějším povrchem odlitých ingotů je pak tímto způsobem zaručena technologická tvářitelnost feritických chromových ocelí při válcování.The microalloyed steel is also resistant to the formation of coarse reoxidation inclusions due to selective calcium oxidation and inert gas protection. The combined effect of these effects greatly reduces the tendency of ferritic chromium steels to form longitudinal cracks and suppresses the growth and rate of crack propagation during rolling. Together with the quality of the cast ingots, the technological formability of ferritic chromium steels during rolling is thus guaranteed.

Příklad použitíApplication example

Na 25t elektrické obloukové peci a mimopecním vakuově oxidačním zařízení VOD byla vyrobena tavba feritické žáruvzdorné chromové oceli o obsahu uhlíku 0,07 manganu 0,46 %, křemíku 0,96 %, fosforu 0,021 %, síry 0,005 %, chrómu 24,80 %, hliníku 0,067 %, titanu 0,40 %, dusíku 0,020 %, vápníku 0,0015 % a zirkonia 0,009 %. Vápník byl přisazen ve formě slitiny kalciumsiliciummanganu a zirkonium ve formě feroslitiny ferozirkonsilicia. Vyrobená ✓The 25t electric arc furnace and the VOD extractor vacuum oxidizer produced a melting of ferritic refractory chromium steel with a carbon content of 0.07 manganese 0.46%, silicon 0.96%, phosphorus 0.021%, sulfur 0.005%, chromium 24.80%, aluminum 0.067%, titanium 0.40%, nitrogen 0.020%, calcium 0.0015% and zirconium 0.009%. Calcium was added in the form of a calcium silicium manganese alloy and zirconium in the form of a ferro-zirconium ferro-alloy. Made ✓

tavba byla odlévána do ingotů hmotnosti cca 1 200 kg spodem a při odlévání byl proud oceli chráněn argonem. Odlité ingoty byly určeny k válcování za tepla, při kterém vykázaly dobrou tvářitelnost.the melt was cast into ingots weighing about 1,200 kg from the bottom and during casting the steel stream was protected by argon. The cast ingots were intended for hot rolling, in which they showed good formability.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Heat-resistant ferritic hot-rolled steel, containing by weight 0,01 to 0,2% of carbon, traces of up to 1,0% of manganese, traces of up to 2,0% of silicon, 13 to 28% of chromium, traces of up to 1,5% Aluminum and traces up to 1.0% titanium, characterized in that it contains 0.001 to 0.006% calcium, 0.005 to 0.035% zirconium and traces up to 0.025% nitrogen.