CS257564B1

CS257564B1 - Heat-resisting austenic steel with ingots' guaranteed primary malleability by means of rolling

Info

Publication number: CS257564B1
Application number: CS858185A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Hodina; Miroslav Kordula; Frantisek Kuncl
Original assignee: Jaroslav Hodina; Miroslav Kordula; Frantisek Kuncl
Priority date: 1985-11-13
Filing date: 1985-11-13
Publication date: 1988-05-16
Also published as: CS818585A1

Abstract

Ocel, obsahující podle hmotnosti 0,05 až 0,15 % uhlíku, stopy až 2 * manganu, stopy až 2 í křemíku, stopy až 0,045 % fosforu, stopy až 0,20 % titanu, stopy až 0,20 % wolframu, stopy až 0,30 i molybdenu, stopy až 0,30 % mědi, 23 až 27 % ohromu a 17 až 22 % niklu, podle řešení obsahuje dále 0,0005 až 0,006 % bóru, 0,0005 až 0,0025 % vápníku, 0,010 až 0,030 i dusíku, 0,010 až 0,100 % hliníku, přičemž součet hmotnostních podílů bóru a vápníku ke hmotnostnímu podílu síry je vyšší nebo roven 0,1.Steel, containing by weight 0,05 to. \ T 0.15% carbon, traces up to 2 * manganese, traces up to 2 µ silicon, traces up to 0.045% phosphorus, traces up to 0.20% titanium, traces up to 0.20% tungsten, traces of up to 0.30 even molybdenum, traces up to 0.30% copper, 23-27% ohrom and 17-22% of nickel; 0.006% boron, 0.0005-0.0025% calcium, 0.010 to 0.030% nitrogen, 0.010 to 0.100% aluminum, with the sum of the weight fractions boron and calcium to the weight fraction of sulfur is greater than or equal to 0.1.

Description

Vynález se týká austenitické, žáruvzdorné a korozivzdorné oceli, která obsahuje 0,05 až 0,15 % uhlíku, až 2,0 % manganu, až 2 % křemíku, až 0,045 % fosforu, až 0,20 % titanu, až 0,2 % wolframu, až 0,3 % molybdenu, až 0,30 % Cu, 23 až 27 % chrómu a 17 až 22 % niklu, v % hmotnosti.The invention relates to austenitic, heat-resistant and stainless steel containing 0.05 to 0.15% carbon, up to 2.0% manganese, up to 2% silicon, up to 0.045% phosphorus, up to 0.20% titanium, up to 0.2% % of tungsten, up to 0.3% of molybdenum, up to 0.30% of Cu, 23-27% of chromium and 17-22% of nickel, in% by weight.

Tato austenitická žáruvzdorná, žárupevná a korozivzdorné ocel má celou řadu výhodných vlastností, pro které nachází široké uplatnění v chemickém průmyslu, strojírenství, v energetice atp. Struktura této oceli je v důsledku kombinace a množství legur austenitická, přičemž chrom, nikl i další legury jí dodávají výbornou žáruvzdornost, ale i žárupevnost a korozivzdornost .This austenitic heat-resistant, heat-resistant and stainless steel has a number of advantageous properties for which it is widely used in the chemical industry, mechanical engineering, power engineering, etc. The structure of this steel is austenitic due to the combination and quantity of alloys, while chrome, nickel and other alloys give it excellent heat resistance, as well as heat resistance and corrosion resistance.

Vlivem relativně vyššího obsahu uhlíku dochází u této oceli k precipitaci karbidů chrómu, s předností jejich precipitace po hranicích zrn, což spolu s vysokým přetvářným odporem vysoce nalegované austenitické matrice a jejím zpevněním při deformaci je vlastní příčinou její obtížné technologické tvářitelnosti. Vlivem uvedených vlivů snížená technologická tvářitelnost litého stavu bud zamezuje primárnímu tváření ingotů této oceli válcováním, nebo způsobuje neúměrně vysoký výmět při tomto způsobu výroby. Primární tváření ingotů kováním pak vyvolává kapacitní, ekonomické i další následné nevýhody včetně omezení výrobních možností z titulu nezbytné volby méně hmotných kovárenských ingotů. Ani tváření ingotů kováním však vždy nezaručuje hospodárné zpracování. Pro zamezení iniciace a tvorby povrchových trhlin je nutno provádět 100% bezdefektní úpravu povrchu ingotů nebo i polotovarů například celopovrchovým soustružením, což zvyšuje předváhu a zvyšuje náklady výroby.Due to the relatively higher carbon content, this steel precipitates chromium carbides, with the advantage of precipitating them along the grain boundaries, which, together with the high deformation resistance of the highly alloyed austenitic matrix and its reinforcement during deformation, is inherent to its difficult technological formability. Due to the mentioned effects, the reduced technological formability of the casting state either prevents the primary rolling of the ingots of this steel or causes a disproportionately high discard in this production process. The primary forging of ingots then causes capacity, economic and other consequent disadvantages, including the reduction of production possibilities due to the necessary choice of less massive forging ingots. However, even forging ingots does not always guarantee economical processing. To prevent the initiation and formation of surface cracks, it is necessary to carry out 100% defect-free surface treatment of ingots or even semi-finished products, for example by full-surface turning, which increases the overweight and increases production costs.

Ke známým způsobům omezení obtížné technologické tvářitelnosti této oceli patří optimalizace formátů ingotů, odlévacích teplot, odlévacích prostředků, rychlosti odlévání, parametrů ohřevu ingotů, deformačních sil apod. Tyto způsoby jen omezují následky obtížné technologické tvářitelnosti, neřeší však samotnou příčinu spočívající především v pevnosti a kvalitě hranic zrn zejména v litém stavu. Rovněž jsou známy některé způsoby ovlivnění vlastností hranic zrn povrchově aktivními mikrolegurami.Known ways of reducing the difficult technological formability of this steel include optimizing the ingot formats, casting temperatures, casting means, casting speed, billet heating parameters, deformation forces, etc. These methods only limit the consequences of difficult technological formability, but do not address the very main cause of strength and quality grain boundaries, especially in the cast state. Some methods for influencing grain boundary properties by surfactant microlegures are also known.

Citované nevýhody odstraňuje žáruvzdorná austenitická ocel se zaručenou primární tvářitelností ingotů válcováním za tepla podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje v hmotnostních podílech 0,05 až 0,15 % uhlíku, stopy až 2,0 % manganu, stopy až 2 % křemíku, stopy až 0,045 % fosforu, stopy až 0,2 % titanu, stopy až 0,20 % wolframu, stopy až 0,3 % molybdenu, stopy až 0,30 % mědi, 23 až 27 % chrómu a 17 až 22 % niklu, vyznačující se tím, že dále obsahuje 0,0005 až 0,006 % bóru, 0,0005 až 0,0025 % vápníku, 0,010 až 0,030 % dusíku, 0,010 až 0,100 % hliníku, přičemž součet hmotnostních podílů bóru a vápníku ku hmotnostnímu podílu síry je vyšší nebo roven 0,1.The cited disadvantages are overcome by the heat-resistant austenitic steel with guaranteed primary formability of the hot-rolled ingots according to the invention, which comprises in proportions 0.05 to 0.15% carbon, traces up to 2.0% manganese, traces up to 2% traces up to 0.045% phosphorus, traces up to 0.2% titanium, traces up to 0.20% tungsten, traces up to 0.3% molybdenum, traces up to 0.30% copper, 23-27% chromium and 17-22% nickel, further comprising 0.0005 to 0.006% boron, 0.0005 to 0.0025% calcium, 0.010 to 0.030% nitrogen, 0.010 to 0.100% aluminum, the sum of the boron and calcium moieties by weight of sulfur is greater than or equal to 0.1.

Tato ocel se přednostně vakuově mimopecně oduhličí, odlévá v atmosféře inertního plynu a ingoty jsou přednostně válcovány bez úpravy povrchů s využitím jejich zbytkového tepla po stripování při ohřevu před válcováním.The steel is preferably vacuum decarburized, cast in an inert gas atmosphere, and the ingots are preferably rolled without surface treatment using their residual heat after stripping during heating prior to rolling.

Výhodou oceli podle vynálezu je zaručená tvářitelnost ingotů za tepla válcováním, dosažená příznivým ovlivněním vlastností hranic zrn, zejména v litém stavu, povrchově aktivně působícími mikrolegurami vápníku a bóru, dále pak omezením obsahu síry v závislosti na stupni mikrolegování vápníkem a bórem, zaručeným obsahem zbytkového hliníku a potlačením tvorby nitridů bóru omezením obsahu dusíku. Vápník spolu s ochranou oceli před reoxidací při odlévání inertním plynem rovněž zvyšuje viskozitu této oceli modifikací oxidických vměstků, čímž jsou zlepšeny podmínky k vyplouvání hrubších nekovových částic a výrazně je též zlepšován povrch odlitých ingotů.The advantage of the steel according to the invention is the guaranteed hot rolling formability of the ingots obtained by favorably influencing the grain boundary properties, in particular in the cast state, with surface-active microlegures of calcium and boron, and by limiting the sulfur content depending on the degree of microalloying. and suppressing the formation of boron nitrides by reducing the nitrogen content. Calcium, in addition to protecting the steel from reoxidation when casting with inert gas, also increases the viscosity of the steel by modifying oxidic inclusions, thereby improving the conditions for the flow of coarser non-metallic particles and significantly improving the surface of cast ingots.

Kvalitní povrch a zaručená technologická tvářitelnost litého stavu umožňují přednostně a s výhodou ingoty z této oceli válcovat i bez předběžného čištění povrchu a tak využít jejich zbytkového tepla po stripování při ohřevu k válcování. S využitím uvedených výhod lze pak z jednoho ohřevu úspěšně a hospodárně válcovat jak čtvercové, plošné a kruhové polotovary, tak vývalky hotovního rozměru různého průřezu, jako např. ploštiny, kruhové tyče atp. Rovněž lze s výhodou vyrábět tuto ocel v zařízení vakuového oxidačního zařízení s využitím levnějších vsázkových surovin, zejména levnějšího ferochromu s vyšším obsahem uhlíku.The high-quality surface and guaranteed technological formability of the casting state make it possible to preferentially and advantageously roll ingots of this steel without pre-cleaning the surface and thus to utilize their residual heat after stripping during heating for rolling. Taking advantage of these advantages, it is then possible to successfully and economically roll out both square, flat and circular blanks as well as rolled metal sheets of various cross-sections, such as flat bars, round bars, etc. from a single heating. It is also advantageous to produce this steel in a vacuum oxidation plant using cheaper feedstocks, in particular cheaper ferochromes with a higher carbon content.

Příklad použitíApplication example

Na 25t elektrické obloukové peci a v mimopecním vakuově oxidačním zařízení byla vyrobena tavba austenitické žáruvzdorné oceli s obsahy 0,10 % uhlíku, 1,01 % manganu, 0,72 % křemíku, 0,025 % fosforu, 0,01 % wolframu, stopy titanu, 0,05 % molybdenu, 0,07 % mědi, 24,21 % chrómu, 18,90 % niklu a dále obsahovala 0,002 % bóru, 0,0005 % vápníku, 0,027 % dusíku, 0,081 % hliníku, přičemž poměr součtového obsahu bóru a vápníku k síře činil 0,19 %. Vyrobená ocel byla odlévána spodem do válcovenských ingotů hmotnosti 1 290 kg pod ochranou argonu. Odlité ingoty byly po stripování v teplém stavu převezeny do hlubinných pecí a dohřátý na válcovací teplotu 1 060 °C. Tavba byla válcována jednožárově na předvalky a ploštiny rozměru 195x60 mm a 200x x36 mm bez výmětu, v požadovaných jakostních parametrech.In a 25t electric arc furnace and in an off-furnace vacuum oxidizer, austenitic heat-resistant steel was produced with contents of 0.10% carbon, 1.01% manganese, 0.72% silicon, 0.025% phosphorus, 0.01% tungsten, traces of titanium, 0.05% molybdenum, 0.07% copper, 24.21% chromium, 18.90% nickel, and further contained 0.002% boron, 0.0005% calcium, 0.027% nitrogen, 0.081% aluminum, the ratio of the total boron content to of calcium to sulfur was 0.19%. The steel produced was cast from below into rolling ingots weighing 1,290 kg under argon protection. The cast ingots were stripped in a hot state to deep-hearth furnaces and reheated to a rolling temperature of 1060 ° C. The melt was rolled single-beam to billets and flats of 195x60 mm and 200x x36 mm without discs, in the required quality parameters.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Heat-resistant austenitic steel with guaranteed primary formability of hot rolling ingots, containing by weight 0.05 to 0.15% carbon, traces up to 2% manganese, traces up to 2% silicon, traces up to 0.045% phosphorus, traces up to 0.20% titanium, traces up to 0.20% tungsten, traces up to 0.30% molybdenum, traces up to 0.30% copper, 23-27% chromium, 17-22% nickel, further comprising 0.0005 to 0.006 boron, 0.0005 to 0.0025% calcium, 0.010 to 0.030% nitrogen, 0.010 to 0.100% aluminum, wherein the sum of the boron and calcium moieties by weight of sulfur is greater than or equal to 0.1.