DE1948839B2 - Aluminum-coated steel object - Google Patents

Aluminum-coated steel object

Info

Publication number
DE1948839B2
DE1948839B2 DE19691948839 DE1948839A DE1948839B2 DE 1948839 B2 DE1948839 B2 DE 1948839B2 DE 19691948839 DE19691948839 DE 19691948839 DE 1948839 A DE1948839 A DE 1948839A DE 1948839 B2 DE1948839 B2 DE 1948839B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steel
aluminum
coated
temperature
diffusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19691948839
Other languages
German (de)
Other versions
DE1948839C3 (en
DE1948839A1 (en
Inventor
Sadamu Takatsuki Osaka Aono
Yukihiro Hayashi
Hiroo Naka Ibaragi Homma
Kazuyoshi Nishino
Yutaka Kawanishi Hyogo Ohmae
Toshio Sasaki
Kanagawa Yokohama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JAPAN GASOLINE CO Ltd TOKIO
Original Assignee
JAPAN GASOLINE CO Ltd TOKIO
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JAPAN GASOLINE CO Ltd TOKIO filed Critical JAPAN GASOLINE CO Ltd TOKIO
Publication of DE1948839A1 publication Critical patent/DE1948839A1/en
Publication of DE1948839B2 publication Critical patent/DE1948839B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1948839C3 publication Critical patent/DE1948839C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/28Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C10/34Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation
    • C23C10/36Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation only one element being diffused
    • C23C10/48Aluminising

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Description

verformbar ist. ...is deformable. ...

Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand der ein-This task is carried out in the case of an object

30 gangs definierten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Grundmetall ein Kohlenstoffstahl oder ein30 defined type according to the invention solved by that the base metal is a carbon steel or a

Die Erfindung bezieht sich auf einen aluminium- legierter Stahl J^ beschichteten Gegenstand aus Stahl zur Verwendung und mindestens einen Le^ in chemischen Anlagen bei einer Temperatur zwischen Gruppe von 0,1 bis 1^2 °J™^J ^°' ™? 150 und 65O°C und in korrosiver schwefelhaltiger 35 10 Gewlcht!fr0Zent Cr ^ta inl'erSch^mit eTner Lu Atmosphäre von mindestens 1 ppm Schwefelverbin- aufweist und an seiner Metallobe flache mit einer alu-F yy miniumhaltigen Legierungsschicht in einer Dicke vonThe invention relates to an aluminum alloy steel J ^ coated article made of steel for use and at least one Le ^ in chemical plants at a temperature between 0.1 to 1 ^ 2 ° J ™ ^ J ^ ° '™? Cr ^ ^ ta inl'erSch having 150 and 65O ° C and in a corrosive sulfur 35 10 Gewlcht! F r0Zent with eTner Lu atmosphere of at least 1 ppm Schwefelverbin- and flat on its Metal Lobe with an aluminum F yy miniumhaltigen alloy layer in a thickness of

^Werkstoff für chemische Ausrüstungen bzw. mindestens 0,05 mm (50 μΓη) und hoc^tenjW.J Geräte u. dgl. zur Verwendung in einer Hochtempe- (300 μ* versehen ist m*h°^*"°£S£ ratur- und Hochdruck-Atmosphäre wurde bisher üb- 4o einen Alum.n.umgehalt von weniger als 30' Gewichtslicherweise rostfreier Stahl vom Typ 18-8, Stahl mit prozent enthalt und durch AIumin.um-Diffu ,on be hohem Chromgehalt oder mit Aluminium beschich- einer Temperatur zwischen 800 und 950 C in einer teter Stahl usw. angewandt. Im Fall von austenitischem Pulverumhullung hergestellt ist. rostfreien Stahl zeigt sich jedoch unweigerlich der Der erfindungsgemäß besch. htetc:S a^«.s^zurVcr.^ Material for chemical equipment or at least 0.05 mm (50 μΓ η) and hoc ^ tenjW.J devices and the like for use in a high temperature (300 μ * is provided m * h ° ^ * "° £ S £ ratur- and high pressure atmosphere has been usual 4 o a Alum.n.umgehalt of less than 30 'Gewichtslicherweise stainless steel of type 18-8 steel contains with percent and AIumin.um-Diffu, on be high chromium or with aluminum coated at a temperature between 800 and 950 C in a teter steel, etc. In the case of austenitic powder coating, stainless steel inevitably shows the coating according to the invention.

Nachteil, daß der Stahl der Bildung von Spannungs- 45 Wendung als druckfester Werkstoff un er Hochtempekorrosionsrissen unterworfen und außerdem teuer ist. ratur- und Hochdruckbedingungen sowie in suIfid^scher Zum praktischen Einsatz gekommener aluminium- Atmosphäre, wie vorstehend erläutert, vorgesehen, beschichteter Stahl wird in durch Heißtauchen mit Bis hinauf zu einer Höchsttemperatur von 650 C kann Aluminium beschichteten Stahl und mit Aluminium eine in der Praxis zufriedenstellende Festigkeit des diffusionsbeschichteten Stahl eingeteilt, wobei ersterer 50 beschichteten Stahls erwartet werden, wahrend bezugtrotz seines Vorteils der annehmbaren Kosten häufig Hch des zulässigen Drucks keine spezielle Grenze einer Ablösung des Aluminium-Überzugs unterworfen besteht. Dies bedeutet, daß der beschichtete Stahl und daher nur begrenzt anwendbar ist, während mit gegen Druckschwankungen von 200 kg/cm bis zu Aluminium diffusionsbeschichteter Stahl aus den im ultrahohen Drücken von 1000 kg/cm2 beständig ,st folgenden genannten Gründen bisher nicht in der 55 und unter derartigen Drucken zufriedenstellend angeindustriellen Praxis als Werkstoff in einer Hochtempe- wandt werden kann. Die anwendbaren Atmosphären ratur-und Hochdruck-Atmosphäre Verwendung fand. sind sulfidische Atmosphären mit mehr als etwa Mit Aluminium diffusionsbeschichteter Stahl besitzt 1 ppm Schwefelverbindungen, wie Schwefelwasserstoff, zwar den Vorteil, daß der durch Aluminium- Schwefeloxyde, elementarer Schwefel oder Mercap-Diffusionsverfahren gebildete Oberflächenfilm im Ver- 60 tane, und können entweder in gasformiger oder in gleich zum Aluminium-Heißtauchstahl stabil und be- flüssiger Phase vorliegen und gleichzeitig mit anderen züglich thermischer Stabilität, Hochtemperatur-Oxy- Fluiden, wie Wasserstoff, Wasserdampf, Konlendationsbeständigkeit sowie Korrosionsbeständigkeit wasserstoff usw., vermischt sein. Der erhndungsgemalJ überlegen ist, so daß aus diesen Eigenschaften ver- beschichtete Stahl eignet sich vorteilhafterweise fur die breitet für Rußbläser-Rohre bei Kesselanlagen, Blas- 65 Verwendung bei chemischen Anlagen, wie Destillalanzen für Sauerstoff-Stahlherstellungsverfahren usw. tionsausrüstungen für Mineralöle, wie z. B. Schieferöl, Nutzen gezogen wurde. Andererseits besitzt dieser Petroleumöl, Kohlenteer u. dgl., von Ausrüstungen fur Stahl jedoch den schwerwiegenden Nachteil, daß seine die Hydrofinierung, Hydroentschwefelung oderDisadvantage is that the steel is subject to the formation of stress as a pressure-resistant material and high-temperature corrosion cracks and is also expensive. Temperature and high pressure conditions as well as in a suIfid ^ al aluminum atmosphere which has come to practical use, as explained above, provided, coated steel is made in steel coated by hot dipping with up to a maximum temperature of 650 C and with aluminum a practically satisfactory one Strength of the diffusion-coated steel is classified, the former being expected to be 50 coated steel, while, in spite of its advantage of reasonable cost, there is often no particular limit subject to peeling of the aluminum coating in the allowable pressure. This means that the coated steel can only be used to a limited extent, while steel diffusion-coated against pressure fluctuations from 200 kg / cm up to aluminum is resistant to ultra-high pressures of 1000 kg / cm 2 and under such pressures it can be satisfactorily used in industrial practice as a material in a high temperature. The applicable atmospheres were used. are sulphidic atmospheres with more than about 1 ppm of sulfur compounds, such as hydrogen sulphide, have the advantage that the surface film formed by aluminum-sulfur oxides, elemental sulfur or mercap diffusion processes can be used either in gaseous or in the same stable and liquid phase as the hot-dip aluminum steel and at the same time mixed with other thermal stability, high-temperature oxy-fluids such as hydrogen, water vapor, conden- sation resistance and corrosion resistance, hydrogen, etc. The erhndungsgemalJ is superior, so that from these properties comparable coated steel is advantageously suitable for the spreads for sootblower pipes in boiler systems, blowing 6 5 use in chemical plants as Destillalanzen for oxygen steel making process, etc. tion equipment for mineral oils, such . B. shale oil, benefit has been obtained. On the other hand, this petroleum oil, coal tar and the like of equipments for steel, however, has a serious disadvantage that its hydrofining, hydrodesulfurization or

Hydrocrackung dieser Stoffe, von Kohle-Verflüssigungsausrüstungen, Schwefelwasserstoff-Gewinnuugsanlagen, Schwefelerzeugungsanlagen, Herstellungsausrüstungen für organische Schwefelverbindungen sowie von Säulen bzw. Kolonnen und Kesseln, Ofenrohren, Wärmetauschern, Verrohrungen, verschiedenen Verrohrungsteilen usw. für derartige Ausrüstungen und Anlagen. Der erfindungsgemäße Stahl zeigt seine industriellen Vorteile besonders deutlich bei Anwendung auf Ausrüstungen u. dgl. zur Veiwendung bei Petroleum bzw. Erdöl, bei welchen der Schwefelgehalt selten etwa 5 Gewichtsprozent übersteigt.Hydrocracking of these materials, from coal liquefaction equipment, Hydrogen Sulphide Extraction Plants, Sulfur Production Plants, Manufacturing Equipment for organic sulfur compounds as well as columns or columns and boilers, furnace tubes, Heat exchangers, piping, various piping components, etc. for such equipment and Investments. The steel according to the invention shows its industrial advantages particularly clearly when used on equipment and the like for use with petroleum or petroleum, in which the sulfur content rarely exceeds about 5 percent by weight.

Nach der DT-AS 12 04 493, die sich auf eine Weiterbildung des eingangs zitierten Verfahrens bezieht und bei der allein eine Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Verzunderung warmfester Chromstähle erzielt werden soll, ist es vorgesehen, daß dafür Schichtdicken von nur 0,02 bis 0,03 mm, d. h. also besonders dünne Schichten, die einzig richtige Bemessung darstellen können. Es wird zwar erläutert, daß bei der Behandlung von Stahloberflächen im Aluminium-Diffusionsverfahren außerordentlich differenziert außer auf die Zusammensetzung des Stahls des Grundmetalls vor allem auch auf die Art der Beanspruchung, welcher der auf diese Weise behandelte Stahl bei seiner Verwendung ausgesetzt ist, abgestellt werden muß, jedoch stets nur unter dem Gesichtspunkt einer Verbesserung ehr Zunderbeständigkeit warmfester Stähle, für die Diffusionsschichtdicken zwischen 0,02 und 0,03 mm empfohlen werden, während von dickeren Schichtdicken ausdrücklich abgeraten wird.According to DT-AS 12 04 493, which refers to a further development of the method cited at the beginning and in the case of which alone an improvement in the resistance to scaling is heat-resistant Chromium steels are to be achieved, it is provided that for this purpose layer thicknesses of only 0.02 to 0.03 mm, i.e. H. in other words, particularly thin layers that can only represent correct dimensions. Although it is explained that is extremely differentiated in the treatment of steel surfaces in the aluminum diffusion process apart from the composition of the steel of the base metal, especially the type of stress, which the steel treated in this way is exposed during its use, turned off must be, but always only from the point of view of improving the scaling resistance of heat-resistant steels, for the diffusion layer thicknesses between 0.02 and 0.03 mm are recommended, while thicker layers are expressly discouraged.

Beim aluminiumbeschichteten Gegenstand nach der Erfindung geht es aber nicht um die Zunderbeständigkeit, sondern ausschließlich um den Einfluß schwefelhaltiger Atmosphäre bei hohen Temperaturen und hohem Druck. Zwar hat die für diese Zwecke ebenfalls angewendete Oberflächenbehandlung durch Aluminium-Diffusion auch den bekannten Vorteil der verbesserten Verzunderungsbeständigkeit bestätigt, doch erwiesen sich auf diese Weise hergestellte Stähle für den Einsatz bei hoher Temperatur und zugleich hohem Druck in schwefelhaltiger Atmosphäre aus den eingangs angeführten Gründen als nicht geeignet.In the case of the aluminum-coated object according to the invention, however, it is not about the scale resistance, but exclusively about the influence of a sulphurous atmosphere at high temperatures and high pressure. It is true that the surface treatment used for this purpose is through aluminum diffusion also confirms the well-known advantage of the improved resistance to scaling, however Steels produced in this way have proven to be suitable for use at both high and high temperatures Pressure in a sulphurous atmosphere is considered unsuitable for the reasons given at the beginning.

Bei einem Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen aluminiumbeschichteten Gegenstandes sind die nachstehend angeführten Maßnahmen besonders vorteilhaft:In a manufacturing process for the aluminum-coated article according to the invention the measures listed below are particularly advantageous:

Als Grundmetall wird ein Kohlenstoffstahl oder ein Werkstoff wie z. B. molybdänlegierter Stahl, Chrom-Molybdän-legierter Stahl, Nickel-Chrcm-Molybdänlegierter Stahl od. dgl. verwendet. Auch sind Stähle wie beispielsweise C-V2-Mo-, 1-Cr-O^-Mo-, I1A-Cr-V2-Mo-, 2V4-Cr-I-Mo-, 5-Cr-V2-Mo- und 9-Cr-l-Mostahl zufriedenstellend einsetzbar. Der Stahl kann in praktisch jeder beliebigen Form, wie Platten-, Knüppel- bzw. Stangen-, Rohr-, Gußstahl- und Schmiedestahl-Form, beschichtet werden. Rostfreier Stahl ist jedoch nicht geeignet.The base metal is a carbon steel or a material such as. B. molybdenum alloy steel, chromium-molybdenum alloy steel, nickel-chromium-molybdenum alloy steel or the like. Used. Steels such as CV 2 -Mo-, 1-Cr-O ^ -Mo-, I 1 A-Cr-V 2 -Mo-, 2V 4 -Cr-I-Mo-, 5-Cr-V 2 - Mo- and 9-Cr-l-Mostahl can be used satisfactorily. The steel can be coated in practically any shape, such as plate, billet or bar, tube, cast steel and forged steel form. However, stainless steel is not suitable.

Die Aluminium-Diffusionsbeschichtung selbst kann nach dem Pulver-, Gas-, Keramikadsorptions-, Heißtauch-Diffusions-Verfahren u. dgl. erfolgen, wobei die Erwärmung durch geeignete Stoffe, elektrische Erhitzung, Hochfrequenz-Erhitzung, Niederfrequenz-Induktionserhitzung oder durch Plasmastrahl-Erhitzung erfolgen kann. Häufig erfolgt das Beschichten nach einem Kalorisationsverfahren, wobei jedoch besonders beachtet werden muß, daß keine wesentliche Versprödung des Grundmetalls verursacht wird. Beispielsweise muß die Temperatur erfindu'jgsgemäß in einem Bereich von 800 bis 950"C eingestellt werden. Bei einer Beschichtungstemperatur von über 9500C würde nämlich das Kristallgefüge des Grundmetalls ein schnelles Kornwachstum zeigen, was zu einer merklichen Verschlechterung der Zähigkeit des Stahls und mithin zu einem Verlust der Brauchbarkeit des beschichteten Stahls führt, während es bei einer Beschichtungstemperatur von unter 8000C schwierig ist,The aluminum diffusion coating itself can be carried out according to the powder, gas, ceramic adsorption, hot dip diffusion process and the like, the heating using suitable materials, electrical heating, high-frequency heating, low-frequency induction heating or plasma jet heating can be done. The coating is often carried out using a calorification process, although particular care must be taken to ensure that the base metal does not become significantly brittle. For example, the temperature must be erfindu'jgsgemäß set in a range of 800 to 950 "C. At a coating temperature of about 950 0 C namely the crystal structure of the base metal a rapid grain growth would show, resulting in a marked deterioration in the toughness of the steel and thus to leads to a loss of serviceability of the coated steel, while it is difficult at a coating temperature of below 800 ° C.

ίο einen den hohen erfindungsgemäßen Anforderungen erfüllenden beschichteten Stahl zu erhalten. Ferner wurde gefunden, daß die Dicke des gebildeten Beschichtungsfilms der Eisen-Aluminium-Legierungsschicht gemäß der Erfindung 300 μπι nicht überschreiten darf und der Aluminiumgehalt des Oberflächenbereichs der Legierungsschicht unter 30 Gewichtsprozent liegen muß, da die Erhöhung der Dicke des Beschichtungsfilms in manchen Fällen Anlaß zu bestimmten ungünstigen Bedingungen gibt. Beispielsweise besitzt aluminiumdiffusionsbeschichteter Stahl mit einer gemäß herkömmlicher Praxis dicken Legierungsschicht zugestandenermaßen beträchtliche Korrosionsfestigkeit in sulfidischen Atmosphären, ist jedoch empfindlich für interkristalline Korrosionίο one of the high requirements according to the invention to obtain satisfactory coated steel. Further, it was found that the thickness of the formed coating film the iron-aluminum alloy layer according to the invention do not exceed 300 μm and the aluminum content of the surface area of the alloy layer is less than 30 percent by weight must be because the increase in the thickness of the coating film is a cause in some cases certain unfavorable conditions exist. For example, aluminum diffusion coated steel has with a thick alloy layer according to conventional practice conceded to have considerable corrosion resistance in sulphidic atmospheres, but is sensitive to intergranular corrosion

as infolge des Kornwachstums der Kristallkörner des Stahls, so daß dieser Stahl vom Standpunkt der Sulfidierungsbeständigkeit nicht zufriedenstellend ist.as due to the grain growth of the crystal grains of the steel, so that this steel is from the standpoint of sulfidation resistance is not satisfactory.

Ein erfindungsgemäßer beschichteter Stahl mit einer Dicke der Legierungsschicht von höchstens 300 μηι oder üblicherweise von 20 bis 200 μπι, vorzugsweise aber im Bereich von 50 bis 150 μΐη, besitzt dagegen ungeachtet seiner im Vergleich zu herkömmlichen Stählen dieser Art dünneren Legierungsschicht eine überraschenderweise zufriedenstellende Sulfidierungsbeständigkeit. So wurde z. B. eine Probe des vorgenannten beschichteten Stahls einem mehrstündigen Korrosionsversuch in einer Atmosphäre aus einem Gasgemisch aus Schwefelwasserstoff und Wasserstoff unter hoher Temperatur und hohem Druck unterworfen, wobei sich keinerlei Sulfid-Korrosion zeigte, Obgleich es weiterhin zutrifft, daß sich die Korrosionsbeständigkeit des beschichteten Stahls im allgemeinen mit zunehmendem Aluminiumgehalt des Oberflächenbereichs der Legierungsschicht erhört, wird dei Aluminiumgehalt erfindungsgemäß auf einen bestimmten Wert begrenzt, um der Legierungsschicht des erfindungsgemäßen beschichteten Stahls eine besonders hohe mechanische Festigkeit und Stabilität zu verleihen. Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß dei Grenzwert des Aluminiumgehalts in der Oberfläche der Legierungsschicht, bei welchem die vorgenannter Schwierigkeiten nicht auftreten, bei etwa 30 Gewichtsprozent liegt. Üblicherweise reicht ein Aluminiumgehalt von etwa 20 Gewichtsprozent aus, eine Legierungsschicht mit diesbezüglich in der Praxis zufriedenstellenden Eigenschaften zu liefern. Falls beispielsweise der Aluminiumgehalt des Oberflächenbereichi der Legierungss:hicht bei etwa 50% liegen würde, isl die Möglichkeit einer Ablösung der Legierungsschichi vom Grundmetall gegeben, so daß ein solcher Werkstoff nicht nur außerordentlich schlechte Verarbeitungseigenschaften besitzt, sondern auch für die Verwendung in Fällen ungeeignet ist, in welchen häufige Wärme- und Druckwechsel auftreten.A coated steel according to the invention with a thickness of the alloy layer of at most 300 μm or usually from 20 to 200 μm, but preferably in the range from 50 to 150 μm, has against it regardless of its thinner alloy layer compared to conventional steels of this type Surprisingly satisfactory sulfidation resistance. So was z. B. a sample of the above coated steel in a corrosion test lasting several hours in an atmosphere from a Subjected to a gas mixture of hydrogen sulfide and hydrogen under high temperature and high pressure, no sulfide corrosion was shown, although it is also true that the corrosion resistance of coated steel generally with increasing aluminum content of the surface area the alloy layer is increased, the aluminum content according to the invention is reduced to a certain level Value limited to the alloy layer of the coated steel according to the invention a particularly to give high mechanical strength and stability. According to the invention it was found that dei Limit value of the aluminum content in the surface of the alloy layer at which the aforementioned Difficulties do not occur, at around 30 percent by weight. Usually an aluminum content is sufficient of about 20 percent by weight, an alloy layer which is satisfactory in practice in this regard Properties to deliver. For example, if the aluminum content of the surface area i the alloy: it would not be around 50%, isl given the possibility of a detachment of the alloy layer from the base metal, so that such a material not only has extremely poor processing properties, but also for use is unsuitable in cases in which frequent heat and pressure changes occur.

Im folgenden sind die Eigenschaften der Erfindung an Hand von Zeichnungen auf der Grundlage der bei einer Reihe von Versuchen unter Anwendung eines Aluminium-Diffusionsbeschichtungs-Verfahrens nachThe following are the characteristics of the invention with reference to drawings on the basis of the at followed a series of experiments using an aluminum diffusion coating process

dem Packungspulver-Verfahren (packed powder method) erhaltenen verschiedenen Daten näher erläutert. Es zeigtthe various data obtained from the packed powder method. It shows

F i g. 1 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung des Verhältnisses zwischen der AIurniniurn-Diffusionsbeschichtungs-Temperatur und der Korngröße des Grundmetalls,F i g. 1 is a graph showing the relationship between the aluminum diffusion coating temperature and the grain size of the base metal,

F i g. 2 A bis 2 C Mikrophotographien des Gefüges von bei verschiedenen Aluminium-Diffusionsbeschichtungs-Temperaturen beschichtetem Stahl,F i g. 2A to 2C micrographs of the texture of at various aluminum diffusion coating temperatures coated steel,

F i g. 3 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung des Verhältnisses zwischen dem (in der Ordinate wiedergegebenen) Charpy-V-Kerbzähigkeitswert und der (in der Abszisse aufgetragenen) gemessenen Temperatur undF i g. 3 is a graph showing the relationship between the (in the ordinate Charpy V notch toughness value and the measured value (plotted on the abscissa) Temperature and

F i g. 4 zwei Mikrophotographien zur Veranschaulichung der Sulfidierungsbeständigkeit einer aluminiumbeschichteten Stahlprobe, die einem Langzeitpraxisversuch unterzogen wurde.F i g. 4 two photomicrographs illustrating the sulfidation resistance of an aluminum-coated Steel sample that has been subjected to a long-term practical test.

Genauer gesagt, stellt F i g. 1 eine Kurve dar, die durch Auswertung und Auftragung der bei der Messung der Korngröße nach ASTM Standard, Teil 1, 1435, E 19-46-Verfahren, bei verschiedenen beschichteten Stählen erhaltenen Ergebnissen entstanden ist, wobei die Stähle unter Verwendung eines 2V4-Cr-1-Mo-Stahls als Grundmetall und Durchführung der Aluminium-Diffusionsbeschichtung bei Temperaturen von 870, 900, 950, 1000 bzw. 10500C hergestellt wurden. Wie aus der Kurve hervorgeht, tritt eine gewisse Änderung der Korngröße bei 900 bis 9500C auf und wird eine radikale Änderung beobachtet, wenn der Temperaturanstieg den Bereich von 950 bis 10000C überschreitet. Bei diesem Versuch wurde die Beschichtungszeit für den Temperaturbereich von 870 bis 9500C auf 10 Stunden festgelegt und für die Temperaturen von 1000 und 10500C auf 5 Stunden herabgesetzt, wobei sich jedoch die in F i g. 1 dargestellten Änderungen der Korngröße ergaben. Die gleiche Tendenz wie vorstehend erwähnt zeigte sich auch dann, wenn dieselbe Aluminium-Diffusionsbeschichtung auf andere Grundmetallarten angewandt wurde.More precisely, F i g. 1 shows a curve that was produced by evaluating and plotting the results obtained when measuring the grain size according to ASTM Standard, Part 1, 1435, E 19-46 method, for various coated steels, the steels using a 2V 4 - Cr-1-Mo steel as the base metal and implementation of the aluminum diffusion coating at temperatures of 870, 900, 950, 1000 and 1050 0 C were produced. As can be seen from the curve, some change in grain size occurs at 900 to 950 ° C and a radical change is observed when the temperature rise exceeds the range from 950 to 1000 ° C. In this experiment, the coating time for the temperature range from 870 to 950 ° C. was set to 10 hours and for the temperatures of 1000 and 1050 ° C. it was reduced to 5 hours, although the time shown in FIG. 1 showed changes in grain size. The same tendency as mentioned above was also shown when the same aluminum diffusion coating was applied to other kinds of base metals.

Der Einfluß der Beschichtungstemperatur auf das Mikrokristallgefüge ist aus den MikrophotographienThe influence of the coating temperature on the microcrystalline structure is from the photomicrographs

ίο des aluminiumdiffusionsbeschichteten Stahls gemäß F i g. 2 deutlich ersichtlich. Die für die jeweiligen beschichteten Stähle gemäß F i g. 2 angewandten Diffusionsbeschichtungs-Bedingungen waren 8700C und 10 Stunden für Fall (A), 920°C und 20 Stunden für Fall (B) und 1050° C und 5 Stunden für Fall (C). Wie aus diesen Gefüge-Mikrophotographien deutlich ersichtlich ist, besitzt der beschichtete Stahl (C) infolge der Diffusionsbeschichtung bei 1050°C im Vergleich zu den beschichteten Stählen (A) und (B) ein außer-ίο the aluminum diffusion coated steel according to F i g. 2 clearly visible. The for the respective coated steels according to FIG. 2 applied diffusion coating conditions were 870 0 C and 10 hours for the case (A), 920 ° C and 20 hours for case (B) and 1050 ° C and 5 hours for case (C). As can be clearly seen from these micrographs of the microstructure, the coated steel (C) has, due to the diffusion coating at 1050 ° C, an exceptional

ao ordentlich grobes Kornwachstum, das zu einer Versprödung des Grundmetalls X führt. Ebenso ist ersichtlich, daß die Dicke der Legierungsschicht Y im Fall des beschichteten Stahls (A) unter 150 μπι und im Fall des beschichteten Stahls (B) unter 200 μπι liegt.ao neat coarse grain growth, which leads to an embrittlement of the base metal X. It can also be seen that the thickness of the alloy layer Y in the case of the coated steel (A) is below 150 μm and in the case of the coated steel (B) is below 200 μm.

as Zusätzlich sei bemerkt, daß der in F i g. 2 mit Z bezeichnete Bereich eine bereits eingangs erwähnte zusätzliche Schicht zeigt. Diese äußere Oberflächenschicht des beschichteten Stahls einschließlich dieser zusätzlichen Schicht wird normalerweise vor der Anwendung des beschichteten Stahls abgelöst und entfernt.In addition, it should be noted that the in FIG. 2 with Z designated area shows an additional layer already mentioned at the beginning. This outer surface layer of the coated steel including this additional layer is normally applied prior to application of the coated steel peeled off and removed.

Im folgenden sind die mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen aluminiumdiffusionsbeschichteten Stahls an Hand von F i g. 3 und Tabelle I näher erläutert.The following are the mechanical properties of the aluminum diffusion coated according to the invention Stahls on the basis of FIG. 3 and Table I explained in more detail.

Tabelle ITable I.

Mechanische Eigenschaften von Al-diffusionsbeschichtetem StahlrohrMechanical properties of Al diffusion-coated steel pipe

GrundmetallBase metal

Beschichtungsbedingungen Zugfestigkeitsprüfung BiegeprüfungCoating conditions Tensile strength test Bending test

Temperatur Zeit Zugfestigkeit DehnungTemperature time tensile strength elongation

(0C) (Std.) (kg/mm!) (%) (180°C-Biegung)( 0 C) (hours) (kg / mm ! ) (%) (180 ° C bend)

FlachdrückprüfungFlattening test

2V4-Cr-1-Mo-Stahl2V 4 -Cr-1-Mo steel Grundreason Grundreason 51,051.0 3030th keine Rißbildungno cracking keine Rißbildungno cracking metallmetal metallmetal 2V4-Cr-1-Mo-Stahl2V4-Cr-1-Mo steel 870870 1010 54,054.0 2929 keine Rißbildungno cracking keine Rißbildungno cracking 2V4-Cr-1-Mo-Stahl2V 4 -Cr-1-Mo steel 900900 2020th 54,754.7 2424 keine Rißbildungno cracking keine Rißbildungno cracking IVi-Cr-l-Mo-StahlIVi-Cr-l-Mo steel 920920 2020th 54,854.8 2121 keine Rißbildungno cracking keine Rißbildungno cracking 2V4-Cr-1-Mo-Stahl2V 4 -Cr-1-Mo steel 950950 2020th - - keine Rißbildungno cracking keine Rißbildungno cracking 2V4-Cr-1-Mo-Stahl2V4-Cr-1-Mo steel 10501050 55 71,671.6 11,011.0 - keine Rißbildungno cracking

Tabelle I veranschaulicht die Ergebnisse der an einem Probestück aus 2l/4-Cr-l-Mo-Stahl als Grundmetall durchgeführten Messungen und zeigt deutlich den Einfluß der Beschichtungstemperatur auf den Werkstoff bezüglich der Dehnung, die einen wichtigen Faktor für die mechanische Festigkeit des Stahls darstellt. Durch diese Versuche wurde bewiesen, daß der beschichtete Stahl bei einer Beschichtungstemperatur von 10500C vollständig seine Eignung zur Verwendung unter hohen Temperaturen und Drücken verliert.Table I illustrates the results of on a test piece of 2 l / 4 -Cr-l-Mo steel carried out as the parent metal measurements and clearly shows the influence of deposition temperature on the material with respect to the elongation which is an important factor for the mechanical strength of the steel represents. These tests proved that the coated steel at a coating temperature of 1050 ° C. completely loses its suitability for use under high temperatures and pressures.

F i g. 3 veranschaulicht die Ergebnisse der Charpy-V-Kerbzähigkeitsprüfung, durch welche bewiesen wird, daß nur ein geringer Unterschied zwischen dem Charpy-V-Kerbzähigkeitswert eines (mit den ausgefüllten Punkten dargestellten) unbeschichteten Stahls und demjenigen eines (durch kreisförmige Punkte wiedergegebenen) erfindungsgemäß bei 8600C beschichteten Stahls besteht, während gleichzeitig auch keine Verschlechterung der Zähigkeit festgestellt wird.F i g. 3 illustrates the results of the Charpy V Notch toughness test, which demonstrates that there is little difference between the Charpy V Notch toughness value of an uncoated steel (indicated by solid dots) and that of an uncoated steel (indicated by circular dots) in accordance with the invention at 860 0 C coated steel, while at the same time no deterioration in toughness is found.

Es ist jedoch zu beachten, daß im Fall eines bei einer Temperatur von über 95O0C behandelten, beschichteten Stahls ein beträchtlicher Anstieg seiner Übergangstemperatur festzustellen war. Beim schwefelbeständigen, aluminiumdiffusionsbeschichteten, erfindungsgemäßen Stahl zur Verwendung unter hohen Temperaturen und Drücken ist der nach dem vorstehend erwähnten Beschichtungsverfahren gebildete Film der Legierungsschicht besonders stabil,It should be noted, however, that in the case of a coated steel treated at a temperature above 95O 0 C a considerable increase in its transition temperature was observed. In the sulfur-resistant, aluminum diffusion-coated steel according to the invention for use under high temperatures and pressures, the film of the alloy layer formed by the above-mentioned coating method is particularly stable,

7 87 8

so daß nicht nur die Schweißbarkeit des beschichteten Der auf diese Weise beschichtete Stahl wurde unter Stahls, sondern auch die Verarbeitbarkeit großer und verschiedenen Bedingungen in Betrieb genommen, beikompliziert geformter Werkstücke verbessert werden. spielsweise in einer Atmosphäre aus 11,4 Molprozent Mithin ist es möglich, eine Schweißung unter Gewähr- Schwefelwasserstoff, 62 Molprozent Wasserstoff und leistung zufriedenstellender Festigkeit und Sulfida- 5 26,4 Molprozent Kohlenwasserstoffgas, sowie unter tionsbeständigkeit durch Verwendung von Schweiß- Bedingungen hoher Temperatur und hohen Drucks, stäben beispielsweise aus 9-Cr-l-Mo-Stahl, rostfreiem d. h. bei Temperaturen von 220 bis 4500C und einem Stahl vom Typ 18-8 od. dgl. herzustellen. Während Druck von 125 kg/cm2. Der derart angewandte bedie herkömmliche AIuminium-Diffusionsbeschichtung schichtete Stahl zeigte zufriedenstellende Wirksamkeit längerer Rohrstücke unweigerlich zu deren Verfor- io bezüglich mechanischer Festigkeit und Sulfidationsmung führte, wobei das anschließende Richten der beständigkeit unter allen genannten Bedingungen.
Verformungen Risse in der Beschichtungslegierung Nachstehend werden die Bedingungen und Ergebhervorrief, brachte beim erfindungsgemäßen beschich- nisse von Vergleichsversuchen beschrieben, die bei teten Stahl selbst ein Kaltrichlen keinerlei Schwierig- Labor- und Praxisversuchen erhalten wurden und die keiten mit sich. Insbesondere bei der Behandlung von 15 dazu dienten, das Verhalten von aluminiumbeschichkomplizierten Werkstücken, wie Ventil-Formteilen, teten Stahlgegenständen in schwefelhaltiger Atmoentsteht bei der erfindungsgemäßen Beschichtung prak- Sphäre bei hoher Temperatur zu untersuchen und die \ tisch keine Verformung der Werkstücke, so daß sie sich ausgezeichneten Sulfidationsbeständigkeitseigenschaf-
so that not only the weldability of the coated steel has been put into operation under steel, but also the workability of large and varied conditions in complicated shaped workpieces can be improved. For example, in an atmosphere of 11.4 mole percent. It is therefore possible to weld with hydrogen sulfide, 62 mole percent hydrogen and performance of satisfactory strength and sulfide- 5 26.4 mole percent hydrocarbon gas, as well as under ionic stability by using welding conditions of high temperature and high pressure, rods for example from 9-Cr-1-Mo steel, stainless ie at temperatures of 220 to 450 0 C and a steel of the type 18-8 or the like. To produce. While pressure of 125 kg / cm 2 . The steel coated in this way using the conventional aluminum diffusion coating showed the satisfactory effectiveness of longer pipe sections inevitably leading to their deformation in terms of mechanical strength and sulphidation, the subsequent straightening of the resistance under all of the conditions mentioned.
Deformations, cracks in the coating alloy The conditions and results produced are described below in the coating according to the invention of comparative tests which did not result in any difficulties in the case of steel itself, laboratory and practical tests and the problems involved. In the treatment of 15 in particular, the behavior of aluminum-coated workpieces, such as molded valve parts, steel objects in a sulfur-containing atmosphere, is practically created in the coating according to the invention at high temperature and the \ table no deformation of the workpieces, so that they are excellent sulfidation resistance properties

daher als zufriedenstellend anwendbar erweist. ten nachzuweisen.therefore proves to be satisfactorily applicable. to prove.

' . Ferner wurde durch die Praxis bestätigt, daß bei der 20
beschriebenen Beschichtung grundsätzlich keine Ver-
' . Furthermore, it has been confirmed by practice that at the 20th
described coating in principle no

sprödung des Grundmetalls verursacht wurde, und die τ. Laborversuche
n mechanische Festigkeit des Stahls ist derjenigen von
brittleness of the base metal was caused, and the τ. Laboratory tests
n mechanical strength of steel is that of

^1- auf herkömmliche Weise beschichteten Stählen weit (1) Vorbereitung der Versuchsstücke^ 1 - steels coated in the conventional way (1) preparation of test pieces

^:·· überlegen. Außerdem ist die Legierungsschicht des 25^ : ·· superior. In addition, the alloy layer of the 25th

^ Stahls so stabil, daß der Stahl ohne weiteres gerichtet Auf der Oberfläche von Platten aus einem Kohlen-^ Steel is so stable that the steel is easily directed on the surface of plates made of a carbon

n^· werden kann, wobei auch seine Schweißbarkeit stark stoffstahl einerseits und einem 274-Cr-l-Mo-Stahln ^ · can be, with its weldability strong material steel on the one hand and a 27 4 -Cr-l-Mo steel

i!1" verbessert wurde, so daß dem Stahl ein breiteres An- wurde mit Hilfe des Aluminium-Diffusionsverfahrens i! 1 "has been improved so that the steel has a broader look with the aid of the aluminum diffusion process

">?T Wendungsgebiet erschlossen wird. Selbst unter Berück- mit Pulverumhüllung eine aluminiumhaltige Ober- ">? T turnaround area is developed. Even under consideration with powder coating an aluminum-containing upper

'vfi- sichtigung der Tatsache, daß der erfindungsgemäße 3° flächenschicht von 100 μπι Dicke ausgebildet. Die'vfi- viewing the fact that the 3 ° surface layer according to the invention is formed with a thickness of 100 μm. the

wi beschichtete Stahl preislich dem herkömmlichen Alu- Platten in der Diemnsion von 10 X 15 X 2 mmwi coated steel priced the conventional aluminum plates in the diemnsion of 10 X 15 X 2 mm

minium-Heißtauchstahl nicht überlegen ist, ist er be- wurden für die Aluminisierung ihrer Oberfläche überMinium hot-dip steel is not superior, it is popular for aluminizing its surface over

ten züglich der Stabilität der Legierungsschicht, der Zu- 10 Stunden bei einer Temperatur von 870°C gehalten.the stability of the alloy layer, which was held for 10 hours at a temperature of 870 ° C.

ch- verlässigkeit der Schweißbarkeit usw. unvergleichlich Die übrigen Bedingungen entsprachen den Bedingun-reliability of weldability etc. incomparable The other conditions corresponded to the conditions

HT vorteilhafter. Außerdem hält er jedem Vergleich mit 35 gen, die auch bereits bei dem vorstehenden BeispielHT more advantageous. He also keeps each comparison with 35 genes that were also used in the previous example

rostfreiem Stahl bezüglich der Sulfidationsbeständig- vorlagen.stainless steel with regard to the sulfidation resistant templates.

keit und Festigkeit stand, so daß er hinsichtlich seinerstrength and firmness stood so that he with regard to his

Wirtschaftlichkeit um ein Mehrfaches günstiger ist als (2) PrüfungsverfahrenEconomic efficiency is several times cheaper than (2) examination procedures

rostfreier Stahl. -^stainless steel. - ^

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform 40 Jedes der Versuchsstücke wurde in eine QuarzröhreThe following is a preferred embodiment 40. Each of the test pieces was placed in a quartz tube

der Erfindung an Hand eines Beispiels beschrieben. von 70 mm Durchmesser nach Auspumpen der Luftthe invention described using an example. 70 mm in diameter after pumping out the air

. . . durch eine Vakuumpumpe einem 100%igen H8S-GaS. . . a 100% H 8 S-GaS by a vacuum pump

Beispiel ausgesetzt, wobei die Quarzröhre elektrisch erhitztExample exposed, wherein the quartz tube is electrically heated

Es wurde ein Packungsmaterial durch gründliches wurde.It has been a packing material through thoroughly.

Vermischen von 0,3 bis 0,5 Gewichtsprozent Ammo- 45 Nach Ablauf von 500 bis 1000 Stunden nach Erniumchlorid mit Aluminium-Eisen-Legierungspulver reichen einer Temperatur von 5500C in der Röhre (Al-Gehalt 50 %) solcher Teilchengröße zubereitet, daß wurde der Gewichtszuwachs durch Auswiegen des Gedas Pulver ein Normal-Sieb mit einer Maschenweite samtgewichts in einer Porzellanschale gemessen,
von etwa 0,30 mm (50 mesh) passierte, und gründ- Dieses Meßverfahren wurde jeweils nach 500 und liches Vermischen der Bestandteile zubereitet. Eine 5° 1000 Stunden Erwärmung in der vorgenannten Atmo-Vielfalt von Werkstücken der nachstehend aufgeführ- Sphäre zur Ermittlung des Gewichtszuwachses wiederten Art wurde in ein Eisengefäß eingebracht, worauf holt. Zu Vergleichszwecken wurde derselbe Versuch an das Gefäß mit dem Packungsmaterial gefüllt und ver- einem Kohlenstoffstahl, einem 274-Cr-l-Mo-Stahl, schlossen bzw. abgedichtet wurde. Anschließend wurde einem Niedrig-Kohlenstoffstahl 18 Cr — 8 Ni, d. h. das verschlossene Gefäß in einem Ofen auf 86O0C 55 einem rostfreien Stahl nach AIME Typ 304L, einem erwärmt und 10 bis 15 Stunden lang auf dieser Tempe- titanhaltigen 18 Cr — 8 Ni rostfreien Stahl (AIME ratur belassen, wodurch die Aluminium-Diffusions- Typ 321) vorgenommen, um die jeweilige Gewichtsbeschichtung bewirkt wurde. erhöhung zu ermitteln. In allen Fällen dieser Vergleichs-Stahlbleche bildeten sich Schalen auf der Ober-Rohr, 274-Cr-l-Mo-Stahl etwa 12,5 bis 60 fläche, weiche sich bei Erhitzung in der vorgenannten
Mixing 0.3 to 0.5 percent by weight Ammo 45 After 500 to 1000 hours after Ernium chloride with aluminum-iron alloy powder reach a temperature of 550 0 C in the tube (Al content 50 %) prepared such a particle size that The weight gain was measured by weighing the Gedas powder in a normal sieve with a mesh size as large as the weight in a porcelain bowl,
of about 0.30 mm (50 mesh) passed, and thoroughly This measuring method was prepared after every 500 or more times the ingredients were mixed. A 5 ° 1000 hour heating in the aforementioned variety of atmospheres of workpieces of the spheres listed below to determine the weight increase was placed in an iron vessel, whereupon fetches. For comparison purposes, the same experiment was filled with the packing material on the vessel and closed or sealed with a carbon steel, a 27 4 -Cr-1-Mo steel. Subsequently, a low-carbon steel 18 Cr - 8 Ni, ie the closed vessel was heated in a furnace to 86O 0 C 55 a stainless steel according to AIME type 304L, and for 10 to 15 hours on this temperature-containing 18 Cr - 8 Ni stainless steel (AIME temperature left, making the aluminum diffusion type 321) made to effect the respective weight coating. to determine the increase. In all cases of these comparative steel sheets, shells formed on the upper tube, 274-Cr-1-Mo steel about 12.5 to 60% area, which softened when heated in the aforementioned

460 mm Atmosphäre abschalten. Es wurde Sorge getragen, daßSwitch off 460 mm atmosphere. Care was taken that

Kniestück, 27«-Cr-l-Mo-Stahl ... etwa 12,5 bis bei der Ermittlung des Gewichtszuwachses die abge-Elbow, 27 "Cr-l-Mo steel ... about 12.5 until the weight gain is determined

460 mm fallenen Schalen mitgewogen wurden.460 mm falling shells were also weighed.

Flansch, 274-Cr-l-Mo-Stahl 19 bis 460 mmFlange, 27 4 -Cr-l-Mo steel 19 to 460 mm

Ventil, 274-Cr-l-Mo-Stahl 1 19 bis 254 mm 65 (3) ErgebnisValve, 27 4 -Cr-l-Mo steel 1 19 to 254 mm 65 (3 ) result

5-Cr-72-Mo-Stahl J Nr. 15005-Cr-7 2 -Mo steel J No. 1500

Anschlußfitting, 274-Cr- Die Ergebnisse des Versuches sind in der nach-Connection fitting, 27 4 -Cr- The results of the test are in the following

1-Mo-Stahl — folgenden Tabelle wiedergegeben.1-Mo steel - reproduced in the following table.

ι.ϊι.ϊ

VersuchsstückeTest pieces

Gewichtszuwachs (mg)Weight gain (mg)

nach nachafter after

500 Std. 1000 Std.500 hours 1000 hours

AI-beschichteter C-StahlAl-coated carbon steel 0,10.1 0,10.1 Al-beschichteterAl-coated 0,10.1 0,20.2 27,-Cr-l-Mo-Stahl27, -Cr-l-Mo steel C-StahlCarbon steel 580580 10001000 274-Cr-Mo-Stahl27 4 -Cr-Mo steel 340340 590590 A1ME-Typ-3O4L-StahlA1ME type 3O4L steel 1,51.5 2,52.5 AIME-Typ-321-StahlAIME type 321 steel 1,41.4 2,42.4

Aus der vorstehenden Tabelle folgt, daß die erfindungsgemäß aluminiumbeschichteten Stähle bezüglich ihrer Sulfidationswiderstandseigenschaften in hohem Maße den beim Test verwendeten rostfreien Stählen überlegen waren.From the table above it follows that the aluminum-coated steels according to the invention with respect to Their sulfidation resistance properties largely match the stainless steels used in the test were superior.

20 II. Praxisversuche 20 II. Practical experiments

(1) Versuchsverfahren(1) Experimental procedure

Als Teststücke wurde eine aluminiumbeschichtete Platte von 30 χ 60 χ 5 mm in einen Kanal innerhalb eines Wärmeaustauschers einer Anlage zur Hydroentschwefelung von Schweröl eingeführt und darin über die Zeit von etwa 1 Jahr einem Gas mit Schwefelverbindungen ausgesetzt. Von dem Versuchsstück wurden Querschnitts-Mikrophotographien gemacht, und zwar zu Beginn und nach dem Versuch.As a test piece, an aluminum-coated plate of 30 × 60 × 5 mm was inserted into a channel inside a heat exchanger of a plant for hydrodesulphurisation of heavy oil introduced and in it exposed to a gas with sulfur compounds for about 1 year. From the test piece Cross-sectional photomicrographs were taken at the beginning and after the experiment.

Als Material des Versuchsstücks wurde ein aluminiumbeschichteter 2V4-Cr-1-Mo-Stahl verwendet, dessen Beschichtung wie unter I hergestellt wurde, und zv>ar in einer Dicke von 90 μηι.The material used for the test piece was an aluminum-coated 2V 4 -Cr-1-Mo steel, the coating of which was produced as under I, and a thickness of 90 μm.

Die Atmosphäre und Temperaturbedingungen innerhalb des Wärmeaustauschers, dem das Versuchsstück ausgesetzt war, waren folgende:The atmosphere and temperature conditions within the heat exchanger to which the test piece is to be placed were exposed to:

Temperatur (0C) 365 bis 420Temperature ( 0 C) 365 to 420

Gasdruck (kg/cm2) 138 bis 139Gas pressure (kg / cm 2 ) 138 to 139

GaszusammensetzungGas composition

(Molprozent) H2S: 5 bis 9,(Mole percent) H 2 S: 5 to 9,

H8: 60 bis 65
CO2: 24 bis 26,
H2O: 0,07 bis 0,08
H 8 : 60 to 65
CO 2 : 24 to 26,
H 2 O: 0.07 to 0.08

Versuchsdauer (h) 7370Duration of experiment (h) 7370

(2) Ergebnis(2) Result

Das Ergebnis ist in den Mikrophotographien 1 und 2 gemäß F i g. 4 wiedergegeben. Die Mikrophotographie 1 zeigt die MikroStruktur des vergrößerten Querschnitts der Probe vor dem Versuch, während die Mikrophotographie 2 die Mikrostruktur nach Ablauf des Versuchs innerhalb des Wärmeaustauschers unter den vorgenannten atmosphärischen Bedingungen wiedergibt. Die Vergrößerung ist 150fach. Die Analyse der beiden Photographien zeigt, daß der erfindungsgemäß aluminiumbeschichtete Stahl kaum unter dem Sulfidisierungsangriff gelitten hat.The result is shown in photomicrographs 1 and 2 in FIG. 4 reproduced. The photomicrograph 1 shows the microstructure of the enlarged cross-section of the sample before the test, while the Photomicrograph 2 showing the microstructure inside the heat exchanger at the end of the experiment reproduces the aforementioned atmospheric conditions. The magnification is 150 times. The analysis of the two photographs shows that the aluminum-coated steel according to the invention is hardly below the Suffered sulfidization attack.

Vergleicht man die Kosten einer für den Wärmeaustauscher verwendeten Röhre aus einem erfindungsgemäß aluminiumbeschichteten Stahl (Grundmetall: 274-Cr-l-Mo-Stahl) und aus einem 18 Cr — 8 Ni rostfreien Stahl, dann kommt man zu dem Ergebnis, daß mit dem erfindungsgemäß beschichteten Stahl die Hälfte der Kosten eingespart wird.If one compares the cost of a tube used for the heat exchanger from one according to the invention aluminum-coated steel (base metal: 274-Cr-l-Mo steel) and made of an 18 Cr - 8 Ni stainless steel, then one comes to the conclusion that with the steel coated according to the invention the Half the cost is saved.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (2)

mechanische Festigkeit so mange haft ist, daß die Verwendung dieses Stahls als Werkstoff .ur chemische Patentansprüche: Ausrüstungen, Kesselanlagen, als Rohrmaterial oder c, n R-nmaterial zur Verwendung unter hoher Temperaturmechanical strength is so poor that the use of this steel as a material 1. Aluminiumbeschichteter Gegenstand aus Stahl b;um^,er D k von gewissen Gefahren begleitet ist. zur Verwendung in chemischen Anlagen bei einer 5 und nonem wdse bej ejnem Verfahren zum Temperatur zwischen 150 und 65O0C und in korro- bo,ist £nderfester oberflächen auf warmsiver schwefelhaltiger Atmosphäre von mindestens Pr^"g\Verkstoffen nach der DT-AS 12 00 096 belppm Schwefelverbindungen, dadurch ge- nan. Qberflächen-Diffusionsverfahren für die kennzeichnet, daß das Grundrneta H ein kanntem Werkstoffeigenschaf ten bei erhöhten Kohlenstoffstahl oder ein legierter Stahl mit io Verb««™£ d£ und zwar betrifft dies die maximal 0,5 Gewichtsprozent C ist und min- Jemper«u bekannten oberflächenbehandlung destens einen Legierungsbestandteil aus der Gruppe Anwen g der Zunderfestigkejt von warm. von 0,1 bis 1,2 Gew.chtsprozent Mo, bis 10 Ge- ™r^rh°J^sSlen bei hohen Temperaturen und Wichtsprozent Cr und bis 4,5 Gew.chtsprozent M. fesfön Ch'^h an efbean chungen. Bei dieser Beaufweist und an seiner Metalloberfläche nut einer x5 ^"^^'Seispäteren Beanspruchung des aluminiumhaltigen Leghrungsschicht in einer Dicke handlun entstei.t ^P Οχ. β von mindestens 0,05 mm (50μΐη) und höchstens Stah^»g ^^ bei den erhöhten Tempe-0,3 mm (300 μm) versehen ,st, weiche nahe der weitere Ouöauon £J haften werden erziett) Oberfläche einen Aluminiumgehalt von weniger als »^«J,^ der 5iffusionszone das 1,5- bis 30 Gewichtsprozent enthält und durch Alummium- «, wenn ^ A' Geha'U $ Gnindwefkstoffes Diffusion be, einer Temperatur zwischen 800 und «^^ d * Erfindung besteht nun darin, einen 95O0C in einer Pu verumhullung hergestellt ist. uie Auigauc uci Γ*η^αηΛ 71I schaffen rW1. Aluminum-coated article made of steel b ; um ^, he D k is accompanied by certain dangers. for use in chemical plants with a 5 and nonem wdse bejnem process for temperature between 150 and 65O 0 C and in corro- bo, is change-resistant surfaces on a warm sulphurous atmosphere of at least P r ^ " g \ ubstances according to the DT- AS 12 00 096 belppm sulfur compounds, characterized by a surface diffusion process for which the basic principle H is a known material properties for high carbon steel or an alloyed steel with the verb «« ™ £ d £ , namely this concerns the maximum 0.5 weight percent C and min- Jemper "u known surface treatment least one alloy component from the group appli g of Zunderfestigkejt of warm. from 0.1 to 1.2 Gew.chtsprozent Mo, up to 10 overall ™ r ^ rh ° J ^ s S len 'to e f bean deviations ^ h. in this Beaufweist and on its metal surface of an x 5 ^' ^^ nut 'at high temperatures and wight percent Cr and up to 4.5 M. Gew.chtsprozent fesfön Ch Seispäteren strain of aluminiu A thick layer of alloy in a handlun thickness. ^ P Οχ . β of at least 0.05 mm (50μΐη) and at most Stah ^ »g ^^ at the elevated Tempe 0.3 mm (300 μ m) provided, st, soft near the other Ouöauon £ J adhere erzie be t t) surface an aluminum content of less than »^« J, ^ 5 of iff 1.5 usionszone to 30 per cent by weight and Alummium- "if ^ a 'Ge ha'U $ Gnindwefkstoffes be diffusion, a temperature between 800 and« ^ ^ d * Invention now consists in a 95O 0 C in a Pu verumhullung is made. uie Auigauc uci Γ * η ^ αη Λ 71I create rW 2. Verwendung eines aluminiumbeschichteten alum.n.umbeschichteten Ge^ns^ ™ Khaffen,jdw Stahls nach Anspruch 1 für chemische Anlagen zur eine erhöhte ™chan.sche ^nsP™£ ™ Hydroraffinieruig Hydroentschwefelung und Hy- . ^^^^^ 2. Use of an aluminum-coated aluminum coated Ge ^ ns ^ ™ Khaffen, jdw steel according to claim 1 for chemical plants for an increased ™ chan.sche ^ ns P ™ £ ™ Hydroraffinieruig hydrodesulphurisation and hy-. ^^^^^ drocrackung von Mineralölen. S Hochtemperaturbedingungen schweißbar sowiedrocracking of mineral oils. S high temperature conditions weldable as well
DE19691948839 1968-09-26 1969-09-26 Aluminum-coated steel object and its uses Expired DE1948839C3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6908968 1968-09-26
JP6908968 1968-09-26

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1948839A1 DE1948839A1 (en) 1970-09-03
DE1948839B2 true DE1948839B2 (en) 1975-10-23
DE1948839C3 DE1948839C3 (en) 1977-06-23

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
DE1948839A1 (en) 1970-09-03
FR2018969A1 (en) 1970-06-26
ES371810A1 (en) 1971-11-16
GB1278085A (en) 1972-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2530245C2 (en) Nickel-based superalloy
DE2418879A1 (en) IMPROVED COATING SYSTEM FOR SUPER ALLOYS
DE1292464B (en) Diffusion-coated ferrous metal body and process for its production
DE3723374A1 (en) DEVICE WITH RESISTANCE TO COAL DEPOSIT FOR TREATING CARBONATED COMPOUNDS
EP3335820A2 (en) Composite body and method for its production
DE2439739A1 (en) Corrosion-resistant tubular electric heaters - coated with non-rusting metal by application of heat and high pressure
DE1948839B2 (en) Aluminum-coated steel object
DE2446517B2 (en) CARBIDE-FREE WELDING MATERIAL FOR DEPOSIT WELDING
DE2639325C3 (en) Use of a nickel-based alloy
DE1948839C3 (en) Aluminum-coated steel object and its uses
DE1621303B2 (en) PROCESS FOR THE SIMULTANEOUS DIFFUSION OF CR, AL AND IF ANY SI INTO THE SURFACE OF HEAT-RESISTANT METALS
DE1533281C3 (en) Use of a nickel-chromium alloy
CH671036A5 (en) METHOD FOR PRODUCING A MECHANICAL COMPONENT.
Mor et al. Intercrystalline Corrosion of Welded Stainless Steel Pipelines in Marine Environment/Interkristalline Korrosion geschweißter Rohrleitungen aus rostfreiem Stahl bei Meerwassereinwirkung
DE1758461C3 (en) Use of a stainless steel
DE3827141C1 (en) Process for alitising objects of austenitic steel or nickel-based alloys
DE2706514A1 (en) IRON-NICKEL-CHROME-STEEL ALLOY
DE2025686C3 (en) Method and device for diffusion coating of workpieces made of superalloys
DE1952173A1 (en) Process for the production of a titanium coating on a solid body
DE302553C (en)
DE19542219C2 (en) Process for reducing the formation of carbon deposits
DE1458449A1 (en) Corrosion protection
DE2407386B2 (en) USING A STEEL CONTAINING MANGANE, ALUMINUM AND ZIRCONIUM
DE2500632A1 (en) Chromising internal surface of steel tube - to give highly corrosion resistant continuous diffused lining by simple process
DE1751360B1 (en) INTERNAL CHAMBER FOR THE EXHAUST MANIFOLD REACTORS OF MOTOR VEHICLES AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EGA New person/name/address of the applicant
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: HENKEL, G., DR.PHIL. FEILER, L., DR.RER.NAT. HAENZEL, W., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN