CS251560B1

CS251560B1 - Chromniklová žáruvzdorná slitina se zvýšeným obsahem železa

Info

Publication number: CS251560B1
Application number: CS834023A
Authority: CS
Inventors: Miloslav Vyklicky; Miroslav Mericka; Ladislav Jablonsky; Vladimir Tykal; Miloslav Kostohryz; Josef Tichy; Jan Jirsa
Original assignee: Miloslav Vyklicky; Miroslav Mericka; Ladislav Jablonsky; Vladimir Tykal; Miloslav Kostohryz; Josef Tichy; Jan Jirsa
Priority date: 1983-06-03
Filing date: 1983-06-03
Publication date: 1987-07-16
Also published as: CS402383A1

Abstract

Řešení se týká chromniklové žáruvzdorné slitiny se zvýšeným obsahem železa s vysokou odolností proti oxidaci, obsahující od 0,1 do 2,0 % hmot. manganu, od 0,05 do 2,0 % hmot. křemíku, od 0,001 do 0,05 % hmot. fosforu, od 0,001 do 0,05 % hmot. síry, od 35 do 45 % hmot. chrómu, od 0,001 do 0,04 % hmot. uhlíku a nikl. Po ta řešení spočívá v tom, že slitina obsa:. od 0,001 do 0,5 % hmot. céru a od 12 do 2·? hmot. železa.

Description

Vynález chromniklové žáruvzdorné slitiny se zvýšeným obsahem železa, která je vyráběna tavením v běžných středofrekvenčních elektrických nebo vakuových pecích.

Doposud se pro nejvyšší teploty použití vysokolegovaných ocelí i slitin používá řada legujících přísad, jejichž kombinace musí dát optimální vlastnosti, jako je žáruvzdornost, žárupevnost a strukturní stabilita. Z hlediska žáruvzdornosti je to především přísada hliníku, chrómu, křemíku a niklu, které na povrchu oceli, resp. slitiny, vytvářejí kysličníky s dobrými ochrannými účinky. V oblasti vysokolegovaných slitin jsou známé zejména tyto kombinace chrómu, niklu a železa: Cr20Ni80, Cr30Ni70, Cr40Ni50Fel0, Cr50Ni50. Tyto slitiny jsou dále přilegovány dalšími prvky ke zvýšení žárupevnosti, jako jsou wolfram, niob, molybden, titan nebo kombinace prvků, jako je titan-hliník. Tyto slitiny se vyrábějí s nízkým obsahem uhlíku, obvykle pod 0,08 % C.

Další skupinu tvoří slitiny na bázi kobaltu. Vysoká žáruvzdornost se dosahuje přísadou chrómu až do obsahu 35 %. Žárupevnost těchto slitin se zvyšuje přísadou uhlíku, popřípadě uhlíku a karbidotvorných přísad. Zlepšení žáruvzdorných slitin, jak na bázi niklu, tak kobaltu, lze docílit přísadou prvků vzácných zemin, jako jsou cér, ytrium a další. U běžných žáruvzdorných ocelí a slitin je hlavní přísadou, která určuje žáruvzdornost, především chrom.

Jak u slitin na bázi niklu, tak kobaltu, se musí při výrobě legovat chrom ve formě chromkovu. Tato legura je surovinově obtížně dostupná.

Uvedené nedostatky chromniklová žáruvzdorná slitina se zvýšeným obsahem železa, s obsahem manganu od 0,1 do 2,0 % hmot., od 0,05 do 2,0 % hmot. křemíku, od 0,001 do 0,05 % hmot. fosforu, od 0,01 do 0,05 % hmot. síry, od 35 do 45 % hmot. chrómu, od 0,001 do 0,4 % hmot. uhlíku podle vynálezu, jehož podstatou je, že slitina obsahuje od 0,001 do 0,5 % hmot. céru a od 12,1 do 20 % hmot. železa.

Výhodou slitiny podle vynálezu je její vyšší žáruvzdornost a nižší finanční náklady na její výrobu.

Příklad 1

Slitina obsahuje 0,026 17,5 % železa a 0,06 % céru.	% uhlíku,	0,32	% manganu,	0,40	% křemíku,	38,9 % chrómu,	nikl a
Příklad 2
Slitina obsahuje 0,018	% uhlíku,	0,29	% manganu,	0,85	% křemíku,	41,0 % chrómu,	nikl a

1,0 % železa a 0,2 % céru.

Slitina podle vynálezu v příkladu 1 má stejnou žárupevnost a strukturní stabilitu jako slitina finančně podle příkladu 2, která reprezentuje dříve vyráběné slitiny.

Slitina podle vynálezu má vysokou odolnost proti oxidaci při teplotě 1 200 °C, jak vyplývá z následující tabulky. Odolnost proti oxidaci je přibližně o 30 % vyšší než u slitin s nízkým obsahem železa:

Slitina	Přírůstek	hmotnosti	(g.m^-2) při 1 200 °C
500 h	1	000 h	1 500 h
1	122		199	269
2	230		343	431
3⁺⁾	403	1	009	1 600

Porovnávací slitina 3 měla následující chemické složení: 0,07 % uhlíku, 0,30 % manganu, 0,49 % křemíku, 41,4 % chrómu, nikl; 16,9 % železa, 0,06 % céru. Zvýšený obsah uhlíku

0,07 %, přesahující doporučené složení podle vynálezu, výrazně snížil odolnost proti oxidaci.

Dlouhodobé zkoušky žáruvzdornosti na vzduch prokázaly, že slitiny bez železa mohou obsahovat zvýšený obsah uhlíku, asi do 0,1 % hmot. Naopak u slitiny se zvýšeným obsahem železa nesmí obsah uhlíku přesáhnout 0,04 % hmot. Při vyšším obsahu uhlíku dochází k prudkému zhoršení odolnosti proti oxidaci, jak dokazuje porovnávací slitina označená č. 3.

Obdobné výsledky byly získány u slitin s následujícím chemickým složením: 0,031 % uhlíku, 0,35 % manganu, 0,50 % křemíku, 36,3 % chrómu, nikl a 15,2 % železa, 0,04 % céru; druhá slitina: 0,024 % uhlíku, 0,34 % manganu, 0,41 % křemíku, 38,27 % chrómu, nikl a 18,32 % železa, 0,06 % céru.

Slitiny lze vyrábět ve vakuové peci nebo dvoustupňovou desoxidací, například desoxidací lázně silikokalcia 2 kg.t ¹, nebo hliníkem 0,5 kg.t nebo konečnou desoxidací těsně před přidáním céru, např. 0,6 kg.t ¹ hliníku, , 0 kg.t ¹ ferotitanu, 4-6 kg.t silikokalcia. Do takto upravené lázně se leguje cér.

Claims

Chromniklová žáruvzdorná slitina se zvýšeným obsahem železa a s vysokou odolností proti oxidaci, obsahující mangan od 0,10 do 2,0 % hmot., křemík od 0,05 do 2,0 % hmot., fosfor od 0,001 do 0,05 % hmot., síru od 0,001 do 0,05 % hmot., chrom od 35 do 45 % hmot., uhlík od 0,001 do 0,04 % hmot., a nikl, vyznačená tím, že obsahuje od 0,001 do 0,5 % hmot. céru a od 12,1 do 20 % hmot. železa.