DE2027656A1 - Nickel Chromium Iron Alloy - Google Patents

Nickel Chromium Iron Alloy

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DE2027656A1
DE2027656A1 DE19702027656 DE2027656A DE2027656A1 DE 2027656 A1 DE2027656 A1 DE 2027656A1 DE 19702027656 DE19702027656 DE 19702027656 DE 2027656 A DE2027656 A DE 2027656A DE 2027656 A1 DE2027656 A1 DE 2027656A1
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Paul Isidore Shirley Solihull Warwickshire Pennce Peter John Hollywood Birmingham Fontaine, (Großbritannien) M
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
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    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Description

2027656 Dipl.-lng. H. Sauerland · Dn.-lng. R. König2027656 Dipl.-Ing. H. Sauerland · Dn.-lng. R. King

Patentanwälte ■ Aoao Düsseldorf · Cecilienallee 7S -Telefon 43 2732Patent Attorneys ■ Aoao Düsseldorf · Cecilienallee 7S -Telephone 43 2732

Unsere Akte; 25 843 3. Juni 1970 Our files; 25 843 June 3, 1970

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International Nickel Limited, Thames House, Millbank, London, S. W. 1, GroßbritannienInternational Nickel Limited, Thames House, Millbank, London, S. W. 1, Great Britain

"Nickel-Chrom-Eisen-Legierung""Nickel-Chromium-Iron Alloy"

Die Erfindung bezieht sich auf hochwarmfeste Nickel-Chrom-Eisenlegierungen, insbesondere auf eine durch Karbid verfestigte Nickel-Chrom-Eisen-Legierung.The invention relates to high-temperature nickel-chromium-iron alloys, especially a carbide-strengthened nickel-chromium-iron alloy.

Verschiedene Verfahren, beispielsweise das Reformieren von Kohlenwasserstoffen finden bei Temperaturen von 1000° und mehr statt; sie erfordern Anlagen aus Legierungen, die bei diesen Temperaturen eine ausreichende Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit besitzen. Für diesen Zweck geeignete Legierungen sollten gute Gießeigenschaften besitzen und sich insbesondere in Luft vergießen lassen, so daß die Teile der Apparaturen gegossen werden könnenj außerdem sollten sie schweißbar sein. Beim Reformieren reagieren die Kohlenwasserstoffe in Gegenwart eines Katalysators mit Wasserdampf, wobei sich ein Mischgas aus Wasserstoff und Kohlenmonoxyd bildet, das in großem Umfange und unter der Bezeichnung Synthesegas zum Herstellen von Alkohol und als Wasserstofflieferant bei der Ammoniaksynthese verwendet wird. Das Reformieren findet bei hohen Temperaturen von beispielsweise 800 bis 10000CVarious processes, for example the reforming of hydrocarbons, take place at temperatures of 1000 ° and more; they require systems made of alloys that have sufficient strength and corrosion resistance at these temperatures. Alloys suitable for this purpose should have good casting properties and, in particular, should be capable of being cast in air so that the parts of the apparatus can be cast and they should also be weldable. During reforming, the hydrocarbons react with water vapor in the presence of a catalyst, forming a mixed gas of hydrogen and carbon monoxide, which is widely used under the name of synthesis gas to produce alcohol and as a hydrogen supplier in ammonia synthesis. The reforming takes place at high temperatures of, for example, 800 to 1000 ° C

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2G27ill2G27ill

unter hohem Druck in sogenannten Reformierrohjreji die von außen im Wege der Verbrennung von stoffhaltigen Brennstoffen beheizt: wenden.under high pressure in so-called Reformierrohjreji from the outside by way of the incineration of fuel-containing fuels heated: turn.

Als Werkstoff für Reformierrohre geeignete müssen daher eine hohe Eriechfest-lfkedtj und festigkeit unter hoher Belastung bei der temperatur besitzen und auch bei lan^andauernder Wäi*me* einwirkung eine angemessene Zähigkeit beibehaltea. Eine geeignete Legierung muß über eine Zeit von 10 OQQ Stunden oder mehr einer verhältnismäßig geringen Kriechspannung widerstehen. Dabei ist es besonders wichtig, daß die in einer gegebenen Zeit zum Bruch führende Belastung mit steigender Standzeit nicht z/u, rasch abfällt. Schließlich muß die Legierung beständig gegen eine Entkohlung und die Korrosion durch die Abgase unreiner Brennstoffe, insbesondere gegen eine Auf·= Schwefelung sein.Suitable materials for reforming pipes must therefore have a high level of resistance to smell and strength under high stress at high temperatures, and must retain adequate toughness even with prolonged exposure to heat. A suitable alloy must be able to withstand relatively low creep stress for a period of 10,000 hours or more. It is particularly important that the leadership in a given time for breaking load with increasing service life not z / u, falls rapidly. Finally, the alloy must be resistant to decarburization and corrosion by the exhaust gases of impure fuels, in particular to sulphurisation.

Bislang wurden Reformierrohre üblicherweise nach dem Schleudergußverfahren unter Verwendung eines Stahls mit 25% Chrom und 20% Nickel hergestellt. In jüngster Zeit wurde auch eine nachfolgend mit A bezeichnete Legierung aus 0,5% Kohlenstoff, 26% Chrom, 35% Nickel, 5% Wolfram und 5% Kobalt, Rest Eisen verwendet. Höhere Zeitstandfestigkeiten wiesen bei Langzeitversuchen einige nur wenig oder gar kein Eisen enthaltend© Nickellegierungen auf, die jedoch zufolge ihres hohen Nickelgehaltes und der Tatsache, daß das Chrom und andere Legierungselemente nicht in Form der billigen Ferrolegierungen oder auch als Nickel-Chrom-Schwtt eingeführt werden können, sehr teuer sind.So far, reforming tubes were usually after Centrifugal casting using a steel with 25% chromium and 20% nickel. Most recently In time, an alloy, referred to below as A, made of 0.5% carbon, 26% chromium, 35% nickel, 5% tungsten and 5% cobalt, the remainder iron used. Higher In long-term tests, some showed creep strengths containing little or no iron Nickel alloys, however, due to their high Nickel content and the fact that the chromium and other alloying elements are not in the form of cheap Ferro alloys or also as nickel-chromium-Schwtt can be introduced are very expensive.

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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, eine preiswerte Legierung mit höherer Zeitstandfestigkeit und hinreichender Korrosionsbeständigkeit zu schaffen. Diesen Forderungen wird eine Legierung gerecht, die erfindungsgemäß aus 24 bis 3196 Chrom, 50 bis 40% Nickel, 10 bis 27% Kobalt bei einem Gesamtgehalt an Nickel und Kobalt von mindestens 45%, 3 bis 7% Wolfram, 0,3 bis 0,7% Kohlenstoff, 0,4 bis 3% Niob und 0 bis 1% Zirkonium, Rest einschließlich erschmel- " zungsbedingter "Verunreinigungen mindestens 12,5% Eisen besteht.The object on which the invention is based thus exists therein, an inexpensive alloy with higher creep rupture strength and adequate corrosion resistance to accomplish. These requirements are met by an alloy which, according to the invention, consists of 24 to 3196 chromium, 50 to 40% nickel, 10 to 27% cobalt with a total nickel and cobalt content of at least 45%, 3 to 7% tungsten, 0.3 to 0.7% carbon, 0.4 to 3% niobium and 0 to 1% zirconium, the remainder including smelting " pollution caused by pollution at least 12.5% iron consists.

Im Hinblick auf die vorteilhaften technologischen Eigenschaften ist es wichtig, die einzelnen Legierungsbestandteile innerhalb der vorerwähnten Gehaltsgrenzen zu halten.In view of the advantageous technological properties, it is important to keep the individual alloy components within the aforementioned content limits to keep.

Die hohe Warmfestigkeit der erfindungsgemäßen Legierung ist in starkem Maße durch die Anwesenheit unlöslicher Karbide bedingt, weswegen der Kohlenstoff ein wesentlicher Legierungsbestandteil ist und die Legierung g mindestens 0,3%t vorzugsweise aber mindestens 0,4% Kohlenstoff enthält. Allerdings sollte der Kohlenstoffgehalt 0,7% nicht übersteigen, da höhere Kohlenstoffgehalte die Schweißbarkeit und Kerbschlagzähigkeit beeinträchtigen. The high heat resistance of the alloy according to the invention is largely due to the presence of insoluble carbides, which is why carbon is an essential alloy component and the alloy contains g at least 0.3% t but preferably at least 0.4% carbon. However, the carbon content should not exceed 0.7%, since higher carbon contents impair the weldability and notched impact strength.

Hinblick auf die Beständigkeit gegen Aufkohlung und Korrosion durch die Brenngase muß die erfindungsgemäße Legierung mindestens 24%, vorteilhafterweise aber min-•destens 25% Chrom enthalten. Der Chromgehalt darf jedoch 31% und sollte vorzugsweise 28% nicht übersteigen, um eine Versprödung zu vermeiden und die gute'With regard to the resistance to carburization and corrosion by the combustion gases, the alloy according to the invention must contain at least 24%, but advantageously at least 25% chromium. However, the chromium content must not exceed 31% and should preferably not exceed 28% in order to avoid embrittlement and to ensure good '

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Schweißbarkeit zu erhalten.Maintain weldability.

Nickel trägt zur Gefügestabilität, Festigkeit und Aufkohlungsbeständigkeit bei, weswegen der Nickelgehalt mindestens 30%, vorzugsweise mindestens 33% beträgt.Nickel contributes to structural stability, strength and resistance to carburization at, which is why the nickel content is at least 30%, preferably at least 33%.

Kobalt trägt ebenfalls zur Zeitstandfestigkeit der erfindungsgemäßen Legierung beif sein Gehalt beträgt mindestens 10%, vorzugsweise mindestens 12,5%.Cobalt also contributes to the creep rupture strength of the invention Alloy at its content is at least 10%, preferably at least 12.5%.

Die obere Grenze für den Gesamtgehalt an Nickel und Kobalt wird in erster Linie durch das Erfordernis bestimmt, so viel Eisen wie möglich in die Legierung einzuführen, um deren Herstellungskosten möglichst niedrig zu halten. Demzufolge darf der Nickelgehalt 40% nicht übersteigen und beträgt vorzugsweise höchstens 38%, während der Kobaltgehalt 27% nicht übersteigen darf und vorzugsweise höchstens 20% beträgt. Die Zeitstandfestigkeit der Legierung fällt jedoch bei etwa 35% übersteigendem Nickelgehalt etwas ab, so daß im Hinblick auf höchste Zeitstandfestigkeiten ein Nickelgehalt von 34 bis 35% vorzuziehen ist. Der Kobaltgehalt beträgt vorzugsweise 13 bis 20%.The upper limit for the total content of nickel and cobalt is primarily determined by the requirement to introduce as much iron as possible into the alloy in order to reduce its manufacturing costs as much as possible to keep it low. Accordingly, the nickel content must not exceed 40% and is preferably not more than 38%, while the cobalt content does not exceed 27% may and preferably does not exceed 20%. However, the creep rupture strength of the alloy falls with a nickel content exceeding about 35%, so that with regard to the highest creep strength a nickel content of 34 to 35% is preferable. The cobalt content is preferably 13 to 20%.

Wolfram ist im Hinblick auf eine hohe Zeitstandfestigkeit unerläßlich, so daß der Wolframgehalt mindestens 3% und vorzugsweise mindestens 4% beträgt. Wolframgehalte über 7% führen, abgesehen von der dadurch bedingten Kostenerhöhung, zu Gefügeinstabilität, Versprödung und einer Beeinträchtigung der Beständigkeit gegen Oxydation und Aufschwefelung. Der Höchstgehalt für Wolfram beträgt daher vorzugsweise 6%.Tungsten is indispensable for a high creep rupture strength, so that the tungsten content is at least 3% and preferably at least 4%. Tungsten contents above 7% lead, apart from the result related cost increase, to structural instability, embrittlement and impairment of durability against oxidation and sulphurisation. The maximum salary for tungsten is therefore preferably 6%.

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Niob stellt das -wichtigste Zusatzelement dar, da es bei Langzeitversuchen im Vergleich zu ähnlichen, niobfreien Legierungen in starkem Maße die Zeitstandfestigkeit der Legierung erhöht. Dies ergibt sich beispielsweise aus dem Diagramm der Fig. 1, in dem in logarithmischem Maßstab die Zeitstandfestigkeit gegen die Belastung für eine Reihe von Legierungen aufgetragen ist. Die Kurve A bezieht sich auf die eingangs erwähnte niobfreie Legierung A, während die Kurven "Niobium is the most important additional element because it in long-term tests compared to similar, niobium-free alloys, the creep strength of the alloy is greatly increased. This is the case, for example from the diagram of FIG. 1, in which on a logarithmic scale the creep strength against the load is plotted for a number of alloys. Curve A refers to the one at the beginning mentioned niobium-free alloy A, while the curves "

B, C1 D und E sich auf erfindungsgemäße Legierungen mit 0,7%, 1%, 2% und 3% Niob einer Grundzusammensetzung von 26% Chrom, 35% Nickel, 15% Kobalt, 5% Wolfram und 0,5% Kohlenstoff, Rest Eisen beziehen. Die vorteilhafte Wirkung des Mobs ist insofern äußerst überraschend, als sich zeigt, daß die niobhaltigen Legierungen unter Bedingungen, bei denen sich sehr rasch ein Bruch einstellt, wesentlich schlechter sind als die niobfreien Legierungen.B, C 1 D and E refer to alloys according to the invention with 0.7%, 1%, 2% and 3% niobium with a basic composition of 26% chromium, 35% nickel, 15% cobalt, 5% tungsten and 0.5% carbon , Remainder iron. The advantageous effect of the mob is extremely surprising in that it has been shown that the niobium-containing alloys are significantly worse than the niobium-free alloys under conditions in which breakage occurs very quickly.

Um dieses, sich erst bei langzeitiger Beanspruchung einstellende günstige Verhalten zu erreichen, enthält Λ die erfindungsgemäße Legierung mindestens 0,4%, vorzugsweise mindestens 0,7% und mit besonderem Vorteil mindestens 0,8% Niob. Mit steigendem Niobgehalt kann jedoch die Oxydations- und/oder Aufschwefelungsbeständigkeit der Legierung bei hohen Temperaturen beeinträchtigt werden, so daß der Niobgehalt 3%, vorzugsweise 2% nicht übersteigt. ·In order to achieve this favorable behavior, which occurs only after long-term exposure, the alloy according to the invention contains at least 0.4%, preferably at least 0.7% and, with particular advantage, at least 0.8% niobium. With increasing niobium content, however, the oxidation and / or sulphurization resistance of the alloy at high temperatures can be impaired, so that the niobium content does not exceed 3%, preferably 2%. ·

Außer den genannten Elementen kann die Legierung bis 1/) "Zirkonium, vorzugsweise 0,01 bin 0,-5% Zirkonium enthalten. HIe enthält" schließlich, noch mindestensIn addition to the elements mentioned, the alloy can contain up to 1 /) "zirconium, preferably 0.01 to 0.5% zirconium. Finally, HIe contains" at least

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12y5%, vorzugsweise mindestens 15% Eisen, um die verschiedenen Legierungsbestandteile als Ferrolegierungen einführen zu können.12y5%, preferably at least 15% iron, to the various To be able to introduce alloy components as ferro alloys.

Zu den Verunreinigungen der Legierung zählen Mangan und Stickstoff,, Die Legierung kann ■zwar bis 2% Silizium enthalten, doch führt das Silizium zn einer Beeinträchtigung der Aufschweflungsbeständigkeitj der Zeitstandfestigkeit und Gefügestafoilitätj, so daß unter langandauernder Wärmeeinwirkung die Gefahr einer Yersprödung besteht0 Der Siliziumgehalt übersteigt daher vorzugsweise 1% nicht und liegt vorteilhafterweise bei Og3 bis 0j,7%<> Mangangehalte bis 1% und Ge-. halte an Stickstoff, der beim Erschmelzen unter Luft eingetragen wird,, bis O915% sind sulässig®The impurities of the alloy are manganese and nitrogen ,, The alloy can ■ although containing up to 2% silicon, but the silicon leads zn impaired Aufschweflungsbeständigkeitj the creep rupture strength and Gefügestafoilitätj, so that under prolonged exposure to heat is a risk of Yersprödung 0 The silicon content exceeds therefore preferably not 1% and is advantageously at 0.13 to 0.17% <> manganese content up to 1% and Ge. hold on to nitrogen, which is introduced when melting under air, up to O 9 15% are sulässig®

Die Legierung kann infolge Verwendung tantalhaltigen Schrotts oder einer tantalhaltigen Niob-Vorlegierung auch Tantal enthaltene Doch sollte der Tantalgehalt nicht mehr als 10% des Niobgehaltes betragen0 The alloy can also contain tantalum due to the use of tantalum-containing scrap or a tantalum-containing niobium master alloy. However, the tantalum content should not be more than 10% of the niobium content 0

Verschiedene Verunreinigungen können auch durch einen Hickel-Chrom-Legierungen enthaltenden Schrott eingetragen werden^ beispielsweise TitanD Aluminium9 Molybdän oder Bor» Die Gehalte an Titan und Aluminium dürfen jedoch insgesamt 2% und sollten vorzugsweise 0s 5% nicht übersteigen, da siep obgleich durch Titan und Aluminium die Dehnung erhöht wird, leicht mit Sauerstoff und Stickstoff reagieren und nichtmetallische Einschlüsse bilden,, die das Gußgefüge In nachteiliger Weise verunreinigen„ Titanj, Aluminium und Zirkonium können jedoch als Desoxydationsmittel verwand b werden,, der Gesamtgehalt an diesen Elementen Various impurities may ^ be entered containing scrap for example, titanium D aluminum 9 molybdenum or boron "by a chromium alloys Hickel-However, the contents of titanium and aluminum may be a total of 2% and should s not exceed 5% preferably 0, since they p although Titanium and aluminum increase elongation, react easily with oxygen and nitrogen and form non-metallic inclusions, which disadvantageously contaminate the cast structure. However, titanium, aluminum and zirconium can be used as deoxidizing agents

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sollte dabei jedoch 0,5% nicht übersteigen. Auch das als Verunreinigung vorliegende Bor kann zu Oxydeinschlüssen und zur Bildung niedrigschmelzender Phasen führen, weswegen der Borgehalt vorzugsweise 0,. 196 nicht übersteigt.However, it should not exceed 0.5%. That too Boron present as an impurity can lead to oxide inclusions and the formation of low-melting phases lead, which is why the boron content is preferably 0 ,. 196 does not exceed.

Molybdän beeinträchtigt die Oxydations- und Aufschweflungsbeständigkeit bei hohen Temperaturen. Es sollte λ daher nur als Verunreinigung in Gehalten bis 296 vorliegen, vorausgesetzt, daß der Gesamtgehalt an Wolfram und dem doppelten des Molybdängehalts 7% nicht übersteigt. Vorteilhafterweise übersteigt der Molybdängehalt jedoch 1% nicht.Molybdenum impairs the resistance to oxidation and sulphurisation at high temperatures. It should therefore be present only λ as an impurity in amounts up to 296, provided that the total content of tungsten and twice the molybdenum content does not exceed 7%. However, the molybdenum content advantageously does not exceed 1%.

Hervorragende Eigenschaften besitzt eine Legierung, die 25 bis 28% Chrom, 33 bis 38% Nickel, 13 bis 20% Kobalt, 4 bis 6% Wolfram, 0,4 bis 0,6% Kohlenstoff und 0,7 bis 2% Niob, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen mindestens 15% Eisen enthält.An alloy that contains 25 to 28% chromium, 33 to 38% nickel, 13 to 20% Cobalt, 4 to 6% tungsten, 0.4 to 0.6% carbon and 0.7 to 2% niobium, the remainder including melt-related Contains at least 15% iron.

"Weiterhin zeichnet sich durch ihre technologischen f"Furthermore, its technological f

Eigenschaften eine erfindungsgemäße Legierung aus, die 25 bis 27% Chrom, 34 bis 36% Nickel, 14 bis 16% Kobalt, 4 bis 5,5% Wolfram, 0,4 bis 0,55% Kohlenstoff und 0,7 bis 1,3% Niob, Rest mit Ausnahme der erschmelzungsbedingten Verunreinigungen, beispielsweise bis 1% Mangan und höchstens 0,7%, vorzugsweise 0,3 bis 0f5% Silizium, Eisen enthält.Properties of an alloy according to the invention consisting of 25 to 27% chromium, 34 to 36% nickel, 14 to 16% cobalt, 4 to 5.5% tungsten, 0.4 to 0.55% carbon and 0.7 to 1.3 % Niobium, the remainder with the exception of the impurities caused by the melting, for example up to 1% manganese and at most 0.7%, preferably 0.3 to 0 f 5% silicon, iron.

IM die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen zu •erläutern, wurden in einem basischen Hochfrequenz-Induktionsofen aus jungfräulichen Rohstoffen unter luft die in Tabelle I zusammengestellten LegierungenIM the invention on the basis of exemplary embodiments • explain were in a basic high frequency induction furnace The alloys listed in Table I are made from virgin raw materials

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erschmolzen, deren Schmelzen 0,2 bis 0,5% Mangan, 0,1 bis 0,3% Silizium und 0,02 bis 0,05% Kalzium als KaI-ziumsllizid zur Desoxydation zugesetzt wurden. Die Schmelzen wurden bei 15000C in Stahlkokillen zu Knüppeln vergossen, aus denen Proben für die Zeitstand- und Kerbschlag-Versuche herausgearbeitet wurden. Bei den Versuchen wurde die Standzeit der Legierungen bei 1000 C und einer Belastung von 1,8 bis 2,1 kp/mm bestimmt. Außerdem wurden die Kerbschlagzähigkeiten im Gußzustand einerseits sowie nach einem 1000-stündigen Glühen bei 8000C andererseits ermittelt. In Tabelle I sind die Legierungszusammensetzungen sowie die Versuchsergebnisse einschließlich veröffentlichter Daten der herkömmlichen Legierung A zusammengestellt. Die Daten der Tabelle I zeigen deutlich die Erhöhung der Zeitstandfestigkeit mit steigendem Niobgehalt bis 3% sowie die Vorteile eines steigenden Kobaltgehalts.melted, the melts of 0.2 to 0.5% manganese, 0.1 to 0.3% silicon and 0.02 to 0.05% calcium were added as a calcium silicide for deoxidation. The melts were cast at 1500 0 C in the steel mold into billets, from which samples for creep and impact tests were identified. In the tests, the service life of the alloys was determined at 1000 C and a load of 1.8 to 2.1 kp / mm. Moreover, the notched impact strength as cast were the one hand and on the other hand is determined according to a 1000-hour calcination at 800 0 C. Table I summarizes the alloy compositions and the test results including published data for conventional alloy A. The data in Table I clearly show the increase in the creep rupture strength with increasing niobium content up to 3% and the advantages of an increasing cobalt content.

1 0 9 fj 1 ? / 1 0 9 21 0 9 fj 1? / 1 0 9 2

CC. CrCr KiKi FeFe (#)(#) Tabelle ITable I. CoCo NbNb BelaBela pp kp/mmkp / mm ZeitStandfestigTime to stand firm 0000C)000 0 C) KerbschlagNotched impact 1000h/1000h / roro 4,54.5 stungstung 2,12.1 keit (1ability (1 DehDeh zähigkeit kpmtoughness kpm 800°C800 ° C II. OO (5ό)(5ό) (%)(%) (%)(%) 0000 bobo 0000 1,8 .1.8. Standwas standing nungtion GuB zuGuB to DD. LegieLegie 0,520.52 25,725.7 34,534.5 Restrest 4,74.7 5,35.3 0,580.58 2,12.1 zeitTime standwas standing 0,40.4 II. cncn rungtion 1,81.8 (h)(H) 2020th COCO 0,530.53 25,625.6 34,334.3 titi 4,94.9 5,25.2 1,01.0 2,12.1 4747 4141 0,40.4 0,40.4 1,81.8 8484 3333 11 0,500.50 25,425.4 34,334.3 »» 4,74.7 5,25.2 2,02.0 2,12.1 2929 2525th 0,50.5 0,50.5 1,81.8 9696 2929 22 0,500.50 '-?.»'-'- ?. »' - 34,334.3 ItIt 4,54.5 5,25.2 2,82.8 2,12.1 2121st 2020th 0,60.6 0,40.4 1,81.8 135135 3535 0,540.54 26,026.0 34,234.2 titi 4,54.5 10,210.2 0,60.6 2,12.1 4444 2828 0,50.5 0,40.4 1,81.8 7676 3939 £■ 4£ ■ 4 0,540.54 26,026.0 34,234.2 ItIt 4,74.7 10,210.2 0,90.9 2,12.1 6666 2929 0,50.5 0,4 v 0.4 v οο 1,81.8 124124 2727 II 5II 5 0,500.50 25,525.5 34,234.2 ηη 4,8 ·4.8 10,110.1 2,02.0 2,12.1 5353 3030th 0,50.5 0,40.4 ■•ο■ • ο 1,81.8 236236 2727 ^ 6^ 6 0,490.49 25,325.3 34,734.7 titi 4,54.5 10,310.3 2,62.6 2,12.1 4242 2020th 0,40.4 0,4 ·0.4 —*- * 1,81.8 210210 2525th CD "7CD "7 0,540.54 26,026.0 34,034.0 ItIt 4,54.5 14,814.8 0,750.75 2,12.1 6262 2121st 0,60.6 0,4 .0.4. toto 1,81.8 153153 1919th ^* S^ * S 0,520.52 25,525.5 34,034.0 titi 4,74.7 14,714.7 1,01.0 2,12.1 169169 1818th 0,70.7 0,50.5 1,81.8 415415 2727 99 0,500.50 25,525.5 34,834.8 ηη 4,84.8 15,015.0 1,91.9 2,12.1 5858 2323 0,70.7 0,50.5 1,81.8 466466 2929 1010 0,500.50 25,125.1 34,534.5 ηη 55 14,914.9 2,82.8 2,12.1 7777 —_—_ 0,60.6 0,50.5 1,81.8 465465 2424 1111 0,50.5 2525th 3535 titi 1515th , ι.,, ι., 113113 2020th 0,70.7 635635 1212th 8080 165165

Die vorteilhafte ¥irkung des Niobs auf die Standzeit ohne Beeinträchtigung der Zugdehnung und Kerbschlagzähigkeit im Gußzustand bei Raumtemperatur zeigt sich an den Ergebnissen weiterer ?ersuche5 bei denen drei Schleudergußrohre mit einem Ausbrechmesser von 127 em und einer Wandstärke von 25 mm untersucht wurden» Die drei Schmelzen wurden durch die Zugabe von 0,05% Kalzium in Form von Kalziumsilizid desoxydiert Und enthielten mit Ausnahme der sich aus der Tabelle II ergebenden Gehalte an Kohlenstoff, Niob und Zirkonium 35% Nickel, 15% Kobalt» 26% Chrom und-5% Wolfram, Rest Eisen. Die Zeitstandfestigkeiten, die Dehnung und die Einschnürung sowie die Kerbschlagzähigkeiten der drei vorerwähnten Legierungen ergeben sielt aus der nachfolgenden Tabelle II.The advantageous effect of niobium on the service life without impairing the tensile elongation and notched impact strength in the as-cast state at room temperature can be seen in the results of further requests 5 in which three centrifugally cast pipes with a stripping knife of 127 em and a wall thickness of 25 mm were examined "The three melts were deoxidized by adding 0.05% calcium in the form of calcium silicide and, with the exception of the carbon, niobium and zirconium contents shown in Table II, contained 35% nickel, 15% cobalt, 26% chromium and -5% tungsten, Remainder iron. The creep strengths, the elongation and the necking as well as the notched impact strengths of the three aforementioned alloys are shown in Table II below.

1 0 9 i! ! '? / 1 0 9 21 0 9 i! ! '? / 1 0 9 2

Tabelle IITable II

'—■-■■'- ■ - ■■

Zeitstandfestigkeit Zugversuch (20 C) Kerb-Creep strength tensile test (20 C) notch

Ξ 1SSJ" " (1,8 kpM2 - 10000C) schlag.Ξ 1 SSJ "" (1.8 kpM 2 - 1000 0 C) impact.

O rung η m. W-, , ι r- O tion η m. W- ,, ι r- ^diixg—^ diixg—

co u "μ ΛΧ Standzeit Dehnung Dehnung (5,65 V'A) Einschnürung keitco u " μ ΛΧ Service life Elongation Elongation (5.65 V'A) Constriction

13 0,5213 0.52

sj 14 0,49 1,1sj 14 0.49 1.1

15 0,47 1,0 0,2315 0.47 1.0 0.23

141141 3232 11,011.0 868868 1717th 10,710.7 544544 2121st 9,69.6

9,09.0 0,70.7 12,012.0 0,60.6 11,011.0 0,80.8

Die Legierung 14 besaß bei 1OOO°G und einer Belastung von 2,1 kp/mm bei einer Dehnung von 20% eine Standzeit von 295 Stunden und bei 100O0C und einer BeIastung von 1,6 kp/mm eine Dehnung von 12% sowie eine Standzeit von 1215 Stunden.The alloy 14 had at 1OOO ° G and a load of 2.1 kgf / mm with an elongation of 20%, a service life of 295 hours and at 100O 0 C and a BeIastung of 1.6 kgf / mm an elongation of 12% and a service life of 1215 hours.

Das Kalzium kann als Desoxydationsmittel auch durch Magnesium, beispielsweise durch einen Zusatz von 0,04 bis 0,06% Magnesium ersetzt werden.The calcium can also act as a deoxidizer through magnesium, for example through the addition of 0.04 to 0.06% magnesium can be replaced.

Die erfindungsgemäße Legierung eignet sich außer als Gußwerkstof.f zum Herstellen von Reformierrohren und anderer Teile von Reformieranlagen vorteilhafterweise auch als Guß- oder Knetlegierung für Gegenstände, die bei hohen Temperaturen einer hohen Belastung und Korrosion ausgesetzt sind.The alloy according to the invention is also suitable as a casting material for the production of reforming tubes and other parts of reforming plants advantageously also as a cast or wrought alloy for objects that are exposed to high stress and corrosion at high temperatures.

Aus der erfindungsgemäßen Legierung hergestellte Teile können vorteilhafterweise nach dem Schweißen einem spannungsfreien Glühen unterworfen werden.Parts made from the alloy of the invention can advantageously be subjected to stress-free annealing after welding.

Um die gute Korrosionsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Legierung im Vergleich zu der herkömmlichen Legierung A zu erweisen, wurden bei verschiedenen Temperaturen Aufschweflungsversuche in einem.75% Na2SO^ und. 25% NaCl enthaltenden Salzbad mit den in der nachfolgenden Tabelle III zusammengestellten,Ergebnissen. ; durchgeführt. .-.r ^ · - In order to demonstrate the good corrosion resistance of the alloy according to the invention in comparison to the conventional alloy A, sulphurisation tests were carried out at various temperatures in a .75% Na 2 SO ^ and. Salt bath containing 25% NaCl with the results compiled in Table III below. ; carried out. .-. r ^ · -

TabelleTabel 111111 4,2
456
4.2
456
240
442
240
442
Legierungalloy 14
A-
14th
A-
1OSH1 //11OSH1 // 1 Gewichtsverlust (mg/cm2)
90O0C 1000OC
Weight loss (mg / cm 2 )
90O 0 C 1000OC
09?09?

Claims (6)

Patentansprüche :Patent claims: 1. Nickel-Chrom-Eisen-Legierung, bestehend aus 0,3 bis 0,7% Kohlenstoff, 0,4 bis 3% Niob, 3 bis 7% Wolfram, 24 bis 31% Chrom, 30bis 40% Nickel, 10 bis 27% Kobalt bei einem Gesamtgehart an Nickel und Kobalt von mindestens 45%, bis 1% Zirkonium, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen mindestens 12,5% Eisen.1. Nickel-chromium-iron alloy, consisting of 0.3 to 0.7% carbon, 0.4 to 3% niobium, 3 to 7% Tungsten, 24 to 31% chromium, 30 to 40% nickel, 10 to 27% cobalt with a total hardness of nickel and cobalt of at least 45%, up to 1% Zirconium, the remainder including impurities from the smelting process, at least 12.5% iron. 2. Legierung nach Anspruch 1, die jedoch 0,4 bis2. Alloy according to claim 1, but which is 0.4 to 0,6% Kohlenstoff, 0,7 bis 2% Niob, 4 bis 6% Wolfram, 13 bis 20% Kobalt, 25 bis 28% Chrom und 33 bis 38% Nickel enthält. '0.6% carbon, 0.7 to 2% niobium, 4 to 6% tungsten, 13 to 20% cobalt, 25 to 28% chromium and 33 to Contains 38% nickel. ' 3. Legierung nach Anspruch 2, die jedoch zusätzlich | noch 0,01 bis 0,5% Zirkonium enthält.3. Alloy according to claim 2, which, however, additionally | still contains 0.01 to 0.5% zirconium. 4. Legierung nach Anspruch 1, die jedoch 0,4 bis 0,55% Kohlenstoff, 0,7 bis 1,3% Niob, 4 bis 5,5% Wolfram, 14 bis 16% Kobalt, 25 bis 27% Chrom und 34 bis 36% Nickel enthält.4. Alloy according to claim 1, but containing 0.4 to 0.55% carbon, 0.7 to 1.3% niobium, 4 to 5.5% Tungsten, 14 to 16% cobalt, 25 to 27% chromium and contains 34 to 36% nickel. 5. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Werkstoff für gegossene und geknetete Gegenstände, die eine hohe Zeitstand-5. Use of an alloy according to one of the claims 1 to 4 as a material for cast and kneaded objects that have a high creep 1 0 9 S l' ν / 1 ο 9 21 0 9 S l 'ν / 1 ο 9 2 festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen besitzen müssen»strength and corrosion resistance at high Must have temperatures » 6. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Werkstoff für Gegenstände, die, wie Reformierrohre, eine hohe Zeitstandfestigkeit, Kriechfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen sowie eine gute Schweißbarkeit besitzen müssen,6. Use of an alloy according to one of the claims 1 to 4 as a material for objects that, like reforming tubes, have a high creep rupture strength, Creep resistance and corrosion resistance at high temperatures as well as good Must have weldability, ■ti'■ ti ' 109812/1092109812/1092
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