DE2007101A1 - Stainless steel remote table made of austenitic steel - Google Patents
Stainless steel remote table made of austenitic steelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen nichtrostenden, ferritisch-austenitischen Stahl.The invention relates to a stainless, ferritic-austenitic steel.
In der deutschen Patentanmeldung P 19 24 487.2 der Anmelderin ist die Herstellung eines nichtrostenden, ferritisch-austenitischen Stahls beschrieben, der in hohem Maße widerstandsfähig ist gegen interkristalline Korrosion, wobei die besonderen charakteristischen Merkmale des Verfahrens darin liegen, dass einem nichtrostenden, ferritisch-austenitischen Stahl Niob (Columbium) in solchen Mengen zugesetzt wird, dass der QuotientThe applicant's German patent application P 19 24 487.2 describes the production of a stainless, ferritic-austenitic steel that is highly resistant to intergranular corrosion, the particular characteristic features of the process being that a stainless, ferritic-austenitic steel Niobium (Columbium) is added in such amounts that the quotient
Nb[tief]Rest/C sich auf mindestens 8 beläuft; dabei ist Nb[tief]Rest der gesamte Niobgehalt abzüglich der Menge Niob, die zur Bindung des in dem Stahl vorhandenen Stickstoffs zu Niobnitrid gebraucht wird, und C ist der gesamte Kohlenstoffgehalt des Stahls.Nb [low] remainder / C is at least 8; where Nb [low] remainder is the total niobium content minus the amount of niobium that is needed to bind the nitrogen present in the steel to niobium nitride, and C is the total carbon content of the steel.
Die obige Patentanmeldung beschreibt auch eine Anzahl von nicht-rostenden, ferritisch-austenitischen Stählen besonderer Zusammensetzungen, die mit Vorteil bei der praktischen Anwendung besagten Verfahrens verwendet werden können. Zur mehr ins einzelne gehenden Information über die Methoden, die beim Prüfen der Widerstandsfähigkeit des Stahls gegen interkristalline Korrosion und der anderen Faktoren hinsichtlich der aus besagtem Patent bekannten Stähle, beispielsweise der Werte für die mechanische Festigkeit der Stähle und den Einfluß anderer darin enthaltender Legierungsbestandteile, vorteilhafterweise angewendet werden, wird auf besagtes Verfahren verwiesen.The above patent application also describes a number of stainless, ferritic-austenitic steels of particular compositions which can be used to advantage in the practical application of said method. For more detailed information about the methods used in testing the resistance of the steel to intergranular corrosion and the other factors with regard to the steels known from said patent, for example the values for the mechanical strength of the steels and the influence of other alloy components contained therein are applied, reference is made to said method.
Es wurde nun gefunden, dass der Niobzusatz, den die deutsche Patentanmeldung lehrt, durch einen Zusatz von Titan ersetzt werden kann. Es ist ein Stahl der folgenden Zusammensetzung früher offenbart worden:It has now been found that the addition of niobium taught in the German patent application can be replaced by an addition of titanium. A steel of the following composition has previously been disclosed:
C max. 0,05 %C max. 0.05%
Si 0,5 %Si 0.5%
Mn 0,5 %Mn 0.5%
Cr 26 %Cr 26%
Ni 6,5 %Ni 6.5%
Mo -Mon -
Ti 0,20 %Ti 0.20%
und Rest Eisen.and the rest iron.
Im Hinblick auf die in folgenden gegebene Regel für den Gehalt an Niob und Titan sollte beachtet werden, dass bei Verwendung konventioneller metallurgischer Prozesse ein Stahl des angegebenen Typs einem Stickstoffgehalt von etwa 0,04 - 0,06 % hat. Dieses bedeutet, dass der gegebene Prozentwert Stickstoff in sehr hohem Maße verbraucht wird, indem dieser Stickstoff zu Titannitrid gebunden wird, und dass die Menge restliches Titan, die in dem bekannten Stahl vorhanden ist, zur Beseitigung der interkristallinen Korrosion in dem folgenden Verfahren nicht ausreicht.With regard to the rule given below for the content of niobium and titanium, it should be noted that when conventional metallurgical processes are used, a steel of the specified type has a nitrogen content of approximately 0.04-0.06%. This means that the given percentage nitrogen is consumed to a very high degree by binding this nitrogen to titanium nitride, and that the amount of residual titanium present in the known steel is insufficient to eliminate the intergranular corrosion in the following process.
Das Verfahren der Erfindung ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, dass der Niobzusatz, wie ihn die deutsche Patentanmeldung P 19 24 487.2 lehrt, durch einen Titanzusatz ersetzt wird, wobei diese Abänderung in einer Weise bewirkt wird, dass sich der Quotient Ti[tief]Rest/C auf mindestens 4 beläuft, wobei Ti[tief]Rest der gesamte Titangehalt abzüglich der Menge Titan, die zum Binden des in dem Stahl gefundenen Stickstoffs zu Titannitrid verbraucht wird, bedeutet.The method of the invention is mainly characterized in that the niobium addition, as taught in German patent application P 19 24 487.2, is replaced by a titanium addition, this modification being effected in such a way that the quotient Ti [deep] remainder / C amounts to at least 4, with the remainder being the total titanium content minus the amount of titanium used to bind the nitrogen found in the steel to titanium nitride.
Es muß besonders beachtet werden, dass, da Titan eine viel größere Affinität zu Sauerstoff hat als Niob, nicht unberücksichtigt bleiben darf, dass eine gewisse Menge Titan bei der Bildung von Titandioxyd verbraucht wird. Die oben erwähnte gesamte Menge Titan bedeutet daher den Titangehalt nach Abzug der Menge Titan, die bei Bildung von Titandioxyd verbraucht wird.Particular attention must be paid to the fact that since titanium has a much greater affinity for oxygen than niobium, it must not be ignored that a certain amount of titanium is consumed in the formation of titanium dioxide. The total amount of titanium mentioned above therefore means the titanium content after deducting the amount of titanium that is consumed when titanium dioxide is formed.
Es ist eine Anzahl von Legierungen in ähnlicher Weise wie in der deutschen Patentanmeldung P 19 24 487.2 untersucht worden, um die Verhältnisse darzulegen, wenn Niob durch Titan ersetzt ist.A number of alloys have been investigated in a manner similar to that in German patent application P 19 24 487.2 in order to illustrate the situation when niobium is replaced by titanium.
Die Zusammensetzungen der Prüflegierungen sind in Tabelle 1 verzeichnet.The compositions of the test alloys are shown in Table 1.
Tabelle 1Table 1
Chemische Zusammensetzung untersuchter Stähle.Chemical composition of examined steels.
Ti[tief]Rest ist in diesem Falle als der gesamte Ti-Gehalt des Stahls abzüglich der Menge Titan, die benötigt wird, den in dem Stahl vorhandenen Stickstoff zu Titannitrid zu binden, berechnet worden. Das tatsächliche Verhältnis Ti[tief]Rest/C ist kleiner, da TiO[tief]2 in den Legierungen 3, 4 und 5 auftritt.Ti [deep] remainder in this case has been calculated as the total Ti content of the steel minus the amount of titanium that is required to bind the nitrogen present in the steel to form titanium nitride. The actual Ti [deep] remainder / C ratio is smaller because TiO [deep] 2 occurs in alloys 3, 4 and 5.
Die in Tabelle 1 unter 1, 2 und 6 aufgeführten Legierungen sind früher untersucht worden und das Ergebnis ist in der deutschen Patentanmeldung P 19 24 487.2 berichtet worden.The alloys listed in Table 1 under 1, 2 and 6 have been examined earlier and the result has been reported in German patent application P 19 24 487.2.
Dann wurden die in Tabelle 1 verzeichneten Legierungen auf Korrosionsbeständigkeit geprüft, indem man sie 24 Stunden lang siedender 3%-iger Natriumchloridlösung aussetzte, die mit Silberchlorid gesättigt war, nachdem man die Stahlproben in Übereinstimmung mit Tabelle 2 zuerst einer Hitzebehandlung unterzogen hatte.Then, the alloys listed in Table 1 were tested for corrosion resistance by exposing them to boiling 3% sodium chloride solution saturated with silver chloride for 24 hours after the steel samples were first subjected to heat treatment in accordance with Table 2.
Die Untersuchungsergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.The test results are given in Table 2.
Tabelle 2Table 2
Korrosionswerte für die untersuchten Legierungen.Corrosion values for the alloys examined.
Die Untersuchungen wurden in siedender 3%iger NaCl-Lösung, die mit AgCl gesättigt war, während 24 Stunden ausgeführt.The tests were carried out in boiling 3% NaCl solution, which was saturated with AgCl, for 24 hours.
Wie man aus Tabelle 1 ersieht, unterlag der Stahl 1, der in Übereinstimmung mit SIS 2324 hergestelltem Stahl entspricht und dem kein Niob oder Titan zugesetzt war, nach nur 5 Minuten starker interkristalliner Korrosion, die zu einem beträchtlichen Gewichtsverlust führte. Die Stähle 2, 3 und 4, von denen die Stähle 3 und 4 vergleichsweise geringe Zusätze von Titan haben, zeigen nach einer Verweilzeit von 5 Stunden sehr hohe Gewichtsverluste, die durch interkristalline Korrosion verursacht wurden. Die dem Stahl 5 zugesetzte Menge Titan war größer, was bedeutet, dass ein Quotient Ti[tief]Rest/C erhalten wurde, der beträchtlich höher war als der der Stähle 3 und 4, wo der unkorrigierte Quotient Ti[tief]Rest/C 3,9 bzw. 3,2 betrug. Der Stahl 5 erhält einen unkorrigierten Wert von 20 für den Quotienten Ti[tief]Rest/C, aber es sollte besonders hervorgehoben werden, dass die in Tabelle 2 angegebenen Werte für Ti[tief]Rest/C unkorrigierte Werte sind und daher viel höher sind als die wichtigen tatsächlichen Werte von Ti[tief]Rest/C für die einzelnen Stähle 3, 4 und 5. Der Stahl 5 mit dem höheren Gehalt an Titan zeigte keine interkristalline Korrision und unterlag nur Fleckkorrosion. Spezielle Untersuchungen haben gezeigt, dass ein tatsächlicher Quotient von Ti[tief]Rest/C = 4 oder darüber, wenn er für Oxydation zu Titandioxyd korrigiert ist, einen Stahl ergibt, der keine interkristalline Korrosion erleidet, nachdem er den in Tabelle 2 verzeichneten Hitzebehandlungen unterworfen worden ist und der nur einen sehr mäßigen Fleckangriff erleidet.As can be seen from Table 1, Steel 1, which corresponds to steel made in accordance with SIS 2324 and to which no niobium or titanium was added, underwent severe intergranular corrosion after only 5 minutes, which resulted in a considerable weight loss. Steels 2, 3 and 4, of which steels 3 and 4 have comparatively low additions of titanium, show very high weight losses after a residence time of 5 hours, which were caused by intergranular corrosion. The amount of titanium added to steel 5 was greater, which means that a ratio Ti [low] remainder / C was obtained which was considerably higher than that of steels 3 and 4, where the uncorrected quotient Ti [low] remainder / C 3 , 9 and 3.2, respectively. Steel 5 receives an uncorrected value of 20 for the quotient Ti [low] remainder / C, but it should be emphasized that the values given in Table 2 for Ti [low] remainder / C are uncorrected values and are therefore much higher than the important actual values of Ti [deep] remainder / C for the individual steels 3, 4 and 5. The steel 5 with the higher content of titanium showed no intergranular corrosion and was only subject to spot corrosion. Specific research has shown that an actual ratio of Ti [low] remainder / C = 4 or above, when corrected for oxidation to titanium dioxide, gives a steel that does not suffer intergranular corrosion after the heat treatments listed in Table 2 and which suffers only a very moderate stain attack.
Es sind auch Prüfungen zur Bestimmung der Festigkeitseigenschaften der Stähle ausgeführt worden, die in der für Stähle mit Niobzusätzen beschriebenen Weise durchgeführt wurden. Die Ergebnisse dieser Prüfungen sind in Tabelle 3 verzeichnet.Tests have also been carried out to determine the strength properties of the steels, similar to those for steels with niobium additives were carried out in the manner described. The results of these tests are shown in Table 3.
Tabelle 3Table 3
Mechanische Eigenschaften.Mechanical properties.
Es ist offensichtlich, dass der Stahl 5, der im Hinblick auf Korrosion besser ist und der einen höheren Quotienten Ti[tief]Rest/C hat, Festigkeitseigenschaften aufweist, die gut mit den entsprechenden Werten des Nb-legierten, mit 6 bezeichneten Stahl SIS 2324 vergleichbar sind und im Hinblick auf Schlagzähigkeit sogar höhere Werte hat.It is evident that steel 5, which is better in terms of corrosion and which has a higher Ti [low] remainder / C quotient, has strength properties that compare well with the corresponding values of the Nb-alloyed steel SIS 2324, designated 6 are comparable and have even higher values with regard to impact strength.
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