DE1558656C3 - Rust and corrosion resistant cast steel - Google Patents
Rust and corrosion resistant cast steelInfo
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Description
In den Normen für nichtrostenden und korrosionsbeständigen Stahlguß (z. B. Stahleisen-Werkstoffblatt 410/60) werden folgende Gruppen nichtrostender Stähle unterschieden (siehe Tafel 1 daselbst).In the standards for stainless and corrosion-resistant cast steel (e.g. steel iron material sheet 410/60) a distinction is made between the following groups of stainless steels (see table 1 there).
1. Vergütbare Chrom-Stähle mit 12,0 bis 18,0% Cr, die aufgrund ihres Kohlenstoff- und eventuell Nickel-Gehaltes vergütbare Stähle sind, für geringere Korrosionsbeanspruchung. 1. Heat-treatable chromium steels with 12.0 to 18.0% Cr, due to their carbon and possibly nickel content Heat-treatable steels are for lower corrosion stress.
2. Ferritisch-karbidische Chrom-(Molybdän-)Stähle mit 27,0 bis 29,0 Cr, 0,50 bis 1,30% C (und 2,0 bis 2,5% Mo). Bei diesen Stählen handelt es sich um sogenannte »Chromgußeisen« hoher Härte bei geringen Zähigkeitseigenschaften und guter Verschleißfestigkeit.2. Ferritic-carbidic chromium (molybdenum) steels with 27.0 to 29.0 Cr, 0.50 to 1.30% C (and 2.0 to 2.5% Mo). These steels are so-called "chrome cast iron" with high hardness and low hardness Toughness properties and good wear resistance.
3. Ferritisch-austenitisch-karbidische Stähle mit 25,0 bis 28,0% Cr, 3,5 bis 5,5% Ni und 0,30 bis 0,50% C. Dieser Stahlguß ist vorwiegend ferritisch und weist etwas bessere Zähigkeitseigenschaften als der Stahlguß nach Gruppe 2 auf.3. Ferritic-austenitic-carbidic steels with 25.0 to 28.0% Cr, 3.5 to 5.5% Ni and 0.30 to 0.50% C. This cast steel is predominantly ferritic and has somewhat better toughness properties than the cast steel after group 2.
4. Austenitische Chrom-Nickel-(Molybdän-)Stähle mit 16,5 bis 20,0% Cr, 8,0 bis 12,5% Ni (und 2,0 bis 2,5% Mo) in Form von unstabilisiertem Stahlgruß und in Form von stabilisiertem Stahlguß, wobei der Niob-Gehalt 8 χ % C beträgt. Diese Stähle können gegebenenfalls auch Ferrit enthalten (siehe Anmerkung 3 in Tafel 5 des StahleisenWerkstoffblattes 410-60). Der Stahlguß dieser Gruppe zeichnet sich durch gute Korrosionsbeständigkeit aus. Die Korrosionsbeständigkeit ist besser als die der Stähle der Gruppen 1 bis 3.4. Austenitic chromium-nickel (molybdenum) steels with 16.5 to 20.0% Cr, 8.0 to 12.5% Ni (and 2.0 to 2.5% Mo) in the form of unstabilized steel grit and in the form of stabilized steel cast, with the Niobium content is 8 χ% C. These steels may also contain ferrite (see note 3 in table 5 of steel sheet 410-60). The cast steel of this group is characterized by good Corrosion resistance. The corrosion resistance is better than that of steels in groups 1 to 3.
5. Austenitische Chrom-Nickel-Molybdän-Sonder-5. Austenitic chromium-nickel-molybdenum special
Die erhöhte Streckgrenze und Festigkeit dieserThe increased yield strength and strength of this
•40 Stähle sind auf einen beträchtlich erhöhten Ferritgehalt
zurückzuführen, der beim Stahl G-X 8 CrNi 26,7 etwa 50 und beim Stahl G-X 20 CrNi 24,8 etwa
30% beträgt. .
Der Nachteil dieser ferritisch-austenitischen Stahlgußlegierungen besteht darin, daß sie — vor allem
auch dann, wenn sie zusätzlich noch Molybdän enthalten — im Gußzustand wegen der bei der Abkühlung
auftretenden Sigma-Phasen-Bildung äußerst spröde sind; sie unterliegen außer der Sigma-Phasen-Versprödung
auch der 475°-Versprödung, so daß nach größeren Schweißarbeiten eine Wärmenachbehandlung
zur Beseitigung der Versprödungserscheinungen in den Normalfällen angewandt wird.
Bezüglich der Korrosionsbeständigkeit können die ferritisch-austenitischen Stähle gegenüber den austenitischen
Stählen vor allem bei stark reduzierenden Angriffsmedien Nachteile aufweisen.• 40 steels are due to a considerably increased ferrite content, which is around 50% for GX 8 CrNi 26.7 steel and around 30% for GX 20 CrNi 24.8 steel. .
The disadvantage of these ferritic-austenitic cast steel alloys is that they - especially if they also contain molybdenum - are extremely brittle in the as-cast state because of the sigma phase formation that occurs during cooling; In addition to the sigma phase embrittlement, they are also subject to 475 ° embrittlement, so that after major welding work, post-heat treatment is used in normal cases to eliminate the embrittlement phenomena. With regard to corrosion resistance, ferritic-austenitic steels can have disadvantages compared to austenitic steels, especially in the case of strongly reducing attack media.
Die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Stahlgußsorten der Gruppe 4 in ihren mechanischen Eigenschaften so zu verbessern, daß eine höhere mechanische Belastbarkeit bei mindest gleich guter Korrosionsbeständigkeit erreicht wird. Der Stahlguß soll ferner schweißbar sein; nach dem Schweißen sollen Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion und gute Zähigkeit gegen interkristalline Korrosion und gute Zähigkeitseigenschaften in der Übergangszone vorhanden sein, ohne daß eine Wärmenachbehandlung erforderlich ist.The object of the present invention is to use the cast steel grades of group 4 in to improve their mechanical properties so that a higher mechanical load capacity at least the same good corrosion resistance is achieved. The cast steel should also be weldable; after The welding should be resistant to intergranular corrosion and good toughness against intergranular corrosion and good toughness properties can be present in the transition zone without that post-heat treatment is required.
3 43 4
Die Erfindung besteht in der Verwendung einer In der folgenden Tabelle sind die Legierungszu-The invention consists in the use of a
austenitisch-ferritischen Stahllegierung, bestehend aus sammensetzungen und die mechanischen Werte fürAustenitic-ferritic steel alloy, consisting of compositions and the mechanical values for
drei Stähle aus den vorgenannten Bereichen aufgeführt: maximal 0,07% Kohlenstoff,three steels from the aforementioned areas are listed: a maximum of 0.07% carbon,
maximal 2,0% Silicium,
1,0 bis 5,0% Mangan,
17,0 bis 26,0% Chrom,
8,0 bis 11,0% Nickel,
0,15 bis 0,30% Stickstoff,
0,05 bis 0,25% Niob,maximum 2.0% silicon,
1.0 to 5.0% manganese,
17.0 to 26.0% chromium,
8.0 to 11.0% nickel,
0.15 to 0.30% nitrogen,
0.05 to 0.25% niobium,
Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen als Werkstoff für die Herstellung von rost- und korrosionsbeständigem, ohne Wärmenachbehandlung 15 Ni schweißbarem Stahlformguß, in welchem der Ferritgehalt des Gefüges durch die Höhe des Mangan- und Chromgehaltes auf 2 bis 7 oder 7 bis 15 oder 15 bis 25% und damit der Mindeststreckgrenzenwert auf 35, 40 bzw. 45 kp/mm2 eingestellt ist.Remaining iron and production-related impurities as a material for the production of rust-resistant and corrosion-resistant cast steel that can be welded without post-heat treatment 15 Ni, in which the ferrite content of the structure is reduced to 2 to 7 or 7 to 15 or 15 to 25% due to the level of manganese and chromium content and thus the minimum yield strength value is set to 35, 40 or 45 kp / mm 2 .
Die Erfindung sieht ferner vor, daß die erwähnte austenitisch-ferritische Stahllegierung anstelle von 8 bis 11% Nickel 10,0 bis 12,5% Nickel und 2,0 bis 3,0% Molybdän enthält und daß sie bei Temperaturen bis —2000C verwendet wird.The invention further provides that the above-mentioned austenitic-ferritic steel alloy instead of 8 to 11% nickel, 10.0 to 12.5% nickel, and contains 2.0 to 3.0% molybdenum and that at temperatures down to -200 0 C. is used.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Stähle weisen einen Ferritgehalt von mindestens 2% auf. Durch entsprechende Wahl des Chrom- und/oderThe steels to be used according to the invention have a ferrite content of at least 2%. By choosing the chrome and / or
Mangan-Gehaltes kann der Ferritgehalt und damit Die Wärmebehandlung für diese Stähle betrugManganese content can be the ferrite content and thus the heat treatment for these steels
die Streckgrenze weiter erhöht werden. So ist beispiels- 30 10500C mit anschließender Abkühlung in Wasser,
weise bei einem Chromgehalt von 21,0 bis 23,5 % bei Die Beispiele zeigen die Erhöhung der mecha-the yield strength can be further increased. For example, 30 1050 0 C with subsequent cooling in water,
with a chromium content of 21.0 to 23.5% The examples show the increase in the mechanical
einem Mangangehalt von 2,0 bis 4,0 % ein Ferritanteil nischen Eigenschaften an Stählen, von denen Stahl 1 von etwa 7 bis 15% zu erzielen. Bei diesem Ferrit- nur etwa 4%, Stahl 2 etwa 11% und Stahl 3 etwa gehalt kann eine Mindeststreckgrenze von 40 kg/mm2 18 % Ferrit enthalten.a manganese content of 2.0 to 4.0% a ferrite niche properties in steels, of which steel 1 of about 7 to 15% can be achieved. With this ferrite content only about 4%, steel 2 about 11% and steel 3 about content, a minimum yield strength of 40 kg / mm 2 can contain 18% ferrite.
gewährleistet werden. 35 Die erfindungsgemäß zu verwendende Stahllegie-guaranteed. 35 The steel alloy to be used according to the invention
Bei einem Chromgehalt von etwa 24 bis 26% und , rung weist also eine wesentlich höhere Streckgrenze einem Mangangehalt von 1 bis 3 % ist es sogar mög- und höhere sonstige mechanische Werte auf als die lieh, einen Ferritanteil von etwa 15 bis 25% zu er- eingangs genannten Stahllegierungen. Die Korroreichen. Ein derartiger Stahl weist eine Mindeststreck- sionsbeständigkeit der erfindungsgemäß zu verwendengrenze von 45 kg/mm2 auf. Die übrigen mechanischen 40 den Stähle ist mindestens so gut wie die der CrNi-Werte ergeben sich aus folgender Tabelle (Mindest- bzw. CrNiMo-Stähle der Gruppe 4. Die erfindungswerte): gemäß zu verwendenden Stähle sind nach demWith a chromium content of around 24 to 26% and a significantly higher yield point, a manganese content of 1 to 3%, it is even possible and other mechanical values higher than that of having a ferrite content of around 15 to 25% - Steel alloys mentioned at the outset. The corro rich. Such a steel has a minimum elongation resistance of 45 kg / mm 2, the limit to be used according to the invention. The other mechanical steels are at least as good as the CrNi values result from the following table (minimum or CrNiMo steels of group 4. The values of the invention): according to the steels to be used are according to the
Schweißen gegen interkristalline Korrosion beständigWelding resistant to intergranular corrosion
und besitzen gute Zähigkeitseigenschaften im Über-45 gangsbereich Schweißgut-Grundwerkstoff, ohne daßand have good toughness properties in the transition area of weld metal base material without
eine Wärmenachbehandlung erforderlich ist.
In den Normalfällen wird ein Gußwerkstoff mitpost-heat treatment is required.
In normal cases, a cast material is used with
etwa 10% Ferrit angestrebt, in Sonderfällen — ζ. Β.about 10% ferrite aimed, in special cases - ζ. Β.
bei Salpetersäurebeanspruchung — ist jedoch der Chromgehalt an der unteren Grenze zu wählen, um einen möglichst geringen Ferritgehalt zu erhalten.in the case of nitric acid exposure - however, the chromium content should be selected at the lower limit in order to to get the lowest possible ferrite content.
Claims (3)
Die ausländischen Normen für rost-, und korrosionsbeständigen Stahlguß enthalten die gleichen Stähle mit zum Teil nur geringfügig abgeändertem Legierungsgehalt.
Für die chemische Industrie sind die Chrom-Nickel-(Molybdän-)Stähle der Gruppe 4 von besonderer Wichtigkeit, da sie eine gute Korrosionsbeständigkeit gegen die verschiedenen Medien besitzen. Von Nachteil ist bei dieser Stahlgruppe nur die relativ geringe mechanische Belastbarkeit, da die Stähle nur eine Streckgrenze von mindestens 20 bzw. 21 kg/mm2 bei einer Festigkeit von mindestens 45 kg/mm2 aufweisen.In special cases, steels with higher molybdenum and nickel contents as well as the addition of copper bring about a further improvement in the corrosion resistance compared to steels in group 4.
The foreign standards for rust-resistant and corrosion-resistant cast steel contain the same steels with, in some cases, only slightly modified alloy content.
For the chemical industry, the chromium-nickel (molybdenum) steels of group 4 are of particular importance because they have good corrosion resistance against the various media. The only disadvantage of this steel group is the relatively low mechanical load capacity, since the steels only have a yield point of at least 20 or 21 kg / mm 2 with a strength of at least 45 kg / mm 2 .
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