DE2708448A1

DE2708448A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING STAINLESS STEEL PRODUCTS

Info

Publication number: DE2708448A1
Application number: DE19772708448
Authority: DE
Inventors: Katsutaro Akamatsu; Shinichi Murakami; Sueyoshi Noji; Arata Yoshimitsu
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1976-03-01
Filing date: 1977-02-26
Publication date: 1977-10-13
Also published as: FR2343052B1; FR2343052A1

Description

VON KREISLER SCHONWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTINGFROM KREISLER SCHONWALD MEYER EISHOLD FUES FROM KREISLER KELLER SELTING

^ 2708U8^ 2708U8

PATENTANWÄLTE
Dr.-Ing. von Kreisler -f- 1973PATENT LAWYERS
Dr.-Ing. by Kreisler -f- 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln
Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fucs, Köln
Dipl.-Chem. Alek von Kreislcr, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selling, KölnDr.-Ing. K. Schönwald, Cologne Dr.-Ing. Th. Meyer, Cologne
Dr.-Ing. KW Eishold, Bad Soden Dr. JF Fucs, Cologne
Dipl.-Chem. Alek von Kreislcr, Cologne Dipl.-Chem. Carola Keller, Cologne Dipl.-Ing. G. Selling, Cologne

5 KÖLN 15 COLOGNE 1

DEICHMANNMAUS AM HAUPTBAIINHOFDEICHMANNMAUS AT THE MAIN BAIINHOF

25. Februar 1977 AvK/IMFebruary 25, 1977 AvK / IM

Kubota Ltd.Kubota Ltd.

22, Funade-machi 2-chome_f Naniwa-ku22, Funade-machi 2-chome _f Naniwa-ku

Osaka-shi, Osaka-fu, JapanOsaka-shi, Osaka-fu, Japan

Verfahren zur Herstellung von rostfreien
StahlproduktenProcess for the production of stainless
Steel products

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21I 23 45 41 - i IcIr. _: 888 2307 dopa d Tc-Ii <,<umm: Dompatent Köln21I 23 45 41 - i IcIr. _: 888 2307 dopa d Tc-Ii <, <umm: Dompatent Cologne

V-V-

Die vorliegende Erfindung betrifft rostfreie Stahlprodukte und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von \ rostfreien Stahlprodukten, die einen überlegenen Widerstand gegen interkristalline Korrosion aufweisen und geeignet sind, durch Ultraschall auf Mängel oder Fehler untersucht zu werden.The present invention relates to stainless steel products and particularly to a method for the production of \ stainless steel products, which have a superior resistance to intergranular corrosion, and are adapted to be examined by ultrasound to defects or imperfections.

Es ist bekannt, daß für wichtige Teile wie z.B. für die Ausrüstung von Kernenergieanlagen, verschiedenen Anlagen in der Petrochemie und anderen wegen der strengen Qualitätskontrolle dieser Teile nicht-zerstörende Prüfungen wie z.B. radiographische Inspektion und die Untersuchung auf Fehler mit Ultraschall erforderlich sind. Obwohl rostfreie Gießstahlprodukte der Austenit-Gruppe weitgehend für solche Teile wie z.B. Rohre, Krümmer usw. aufgrund ihres überlegenen Korrosionswiderstandes bei der Reinigung und Aufarbeitung von Erdöl verwendet werden, sind diese rostfreien Gußstahlprodukte im allgemeinen in ihrer Gießstruktur grobkörnig und daher für die Fehlerentdeckung mit Ultraschall ungeeignet, wodurch die Untersuchung mit Röntgenstrahlen (radiographic inspection) zur Entdeckung von Fehlern erforderlich wird. Die Untersuchung mit Röntgenstrahlen hat jedoch den Nachteil, daß falsche Fehlerbilder entdeckt werden können, wenn die Dicke des zu untersuchenden Objekts geringer als etwa 3o mm ist, wodurch die Prüfungsergebnisse ungenau werden. Um die Anwendung der Fehlerentdeckung mit Ultraschall bei rostfreien gegossenen Stahlprodukten möglich zu machen, wurden daher verschiedene Methoden verwendet wie die Zugabe von verschiedenen Elementen z.B. Al, Ti, B ο.dgl. zu den Guß-Stahlprodukten, oder durch Abschrecken solcher Gußstahl- ; produkte durch Kühlen um ihre Gußstruktur fein zu machen.' Diese Methoden konnten jedoch eine zufriedenstellende Anwendung der Fehlerentdeckung mit Ultraschall bei Gießstahlprodukten nicht ausreichend verbessern.It is known that for important parts such as for the equipment of nuclear power plants, various plants in petrochemicals and others because of strict quality control of these parts non-destructive tests such as radiographic inspection and investigation for errors with ultrasound are required. Although stainless cast steel products of the austenite group are largely for parts such as pipes, elbows, etc. due to their superior corrosion resistance when cleaning and petroleum reclamation, these cast stainless steel products are generally in theirs Cast structure coarse-grained and therefore unsuitable for the detection of defects with ultrasound, which makes the investigation with X-rays (radiographic inspection) is required to detect defects. The examination with X-rays however, has the disadvantage that false defect images can be discovered if the thickness of the to be examined Object is less than about 30 mm, which makes the test results inaccurate. To the application the detection of defects with ultrasound in stainless castings In order to make steel products possible, various methods have therefore been used, such as the addition of various Elements e.g. Al, Ti, B or the like. to the cast steel products, or by quenching such cast steel; products by cooling to make their cast structure fine. ' However, these methods have been able to satisfactorily apply ultrasonic flaw detection to cast steel products not improve enough.

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Außerdem trat, wenn rostfreie Gießstahlprodukte der oben genannten Austenit-Gruppe der plastischen Verformung _: oder Bearbeitung wie z.B. dem Ziehen, Biegen, Pressen oder Verarbeiten unter Spannung unterworfen wurden, das -> Phänomen der Riffelbildung (undulation) oder des Aufrauhens (konkave und konvexe Teile) auf, die bis zu einigen mm Höhe auf der verformten Oberfläche des Gießstahlproduktes gebildet werden. Dieses Phänomen ergibt den ■ Nachteil, daß wenn Krümmer, Knie u.dgl. z.B. durch Biegen von geraden, rostfreien Gießstahlrohren hergestellt werden, die Riffelung der oben beschriebenen Art in unerwünschter Weise auf den inneren und äußeren Oberflächen der gebo- . genen Teile solcher Rohre gebildet werden und die Krümmer oder Knie nicht als Fertigprodukte verwendet werden können, da wegen der Rauhheit und Ungleichmässigkeit der Oberx flächen eine weitere Bearbeitung wie Schleifen oder Schneiden erforderlich ist. Derartige v/eitere Bearbeitungsstufen ergeben verschiedene Probleme nicht nur vom ökonomischen Standpunkt, sondern auch vom technischen Standpunkt wie z.B. die Entfernung der Riffelung auf den inneren Oberflächen von Krümmern oder Knien.In addition, when stainless cast steel products of the above austenite group _{were subjected to plastic deformation:} or working such as drawing, bending, pressing or working under tension, the -> phenomenon of corrugation (undulation) or roughening (concave and convex parts) occurred ), which are formed up to a few mm in height on the deformed surface of the cast steel product. This phenomenon results in the disadvantage that when elbows, knees and the like are made, for example, by bending straight, stainless cast steel pipes, the corrugation of the type described above undesirably on the inner and outer surfaces of the bent. Genetic parts of such pipes are formed and the elbows or knees cannot be used as finished products, since further processing such as grinding or cutting is required due to the roughness and unevenness of the surfaces. Such further processing steps give rise to various problems not only from an economic point of view but also from a technical point of view such as the removal of corrugations on the inner surfaces of elbows or knees.

Andererseits haben schmiedegepresste Produkte von einphasigem austenitischen rostfreien Stahl, die bisher eben- ', falls weit verbreitet verwendet worden sind, NachteileOn the other hand, forging-pressed products of austenitic single phase stainless steel, which heretofore have also been used , if widely used, have disadvantages

Korrosions-Corrosive

hinsichtlich des interkristallinen'Widerstands, während sie andererseits günstig sind für die Anwendung von Ultraschall zur Fehlerentdeckung wegen ihrer feinkristallinen ' Körnung durch das Schmieden in der Presse ohne irgendwelche Probleme mit aufgerauhter Oberfläche, wie im Fallwith regard to the intergranular resistance, while on the other hand, they are favorable for the application of ultrasound to detect defects because of their finely crystalline ' Grit by forging in the press without any roughened surface problems as in the case

von GuBstahlprodukten selbst beim Verformen. Um die Pro- · bleme des interkristallinen Korrosionswiderstands zu über-; winden wurden verschiedene Maßnahmen durchgeführt, wie ; z.B. Reduktion des Kohlenstoffgehalts bis zu einem extrem: niedrigen Gehalt von C = o,o3 % im Vergleich zu dem üblicherweise annehmbaren Gehalt von 0,08 % und darunter ; oder durch Zugabe von Stabilisierungselementen wie z.B.of cast steel products even when deforming. To the pro problems of intergranular corrosion resistance to over-; various measures were carried out, such as; e.g. reduction of the carbon content up to an extreme: low content of C = 0.03% compared to the usually acceptable content of 0.08% and below; or by adding stabilizing elements such as e.g.

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I 2708U8I 2708U8

Ti und Nb zum pressegeschmiedeten rostfreien Stahlprodukt. Diese Maßnahmen habeiyjedoch Nachteile und es müssen verschiedene Probleme hinsichtlich der Durchführbarkeit und der Kosten der solchermaßen erhaltenen rostfreien Stahlprodukte gelöst werden. Zur Verbesserung des interkristallinen Korrosionswiderstands wurde gefunden, daß der Einschluß einer Ferritphase in den Austenit sehr wirksam ist, wie später im einzelnen dargelegt, und daß wenn ein druckgeschmiedetes rostfreies Stahlprodukt der Austenitgruppe, das Ferrit enthält, leicht erhalten wird, verschiedene Probleme, die den üblichen rostfreien Stahlprodukten inhärent sind, wie z.B. schlechte Anwendung von Ultraschall zur Fehlerentdeckung, schlechter interkristalliner Korrosionswiderstand und Aufrauhung der Oberflächen während der Verformung, gleichzeitig gelöst werden können. Da jedoch rostfreie Stähle der Austenitgruppe, die Ferrit enthalten, Eigenschaften aufweisen, die sie ungeeignet für das Schmiedepressen machen, ist es nicht leicht, die übliche Herstellungsmethode darauf anzuwenden, bei der eine intensive plastische Verformung auf die Barren zur Anwendung gebracht wird, um die schmiedegepressten rostfreien Stahlprodukte herzustellen und wodurch die Herstellung derartiger schmiedegepresster rostfreier Stahlprodukte extrem schwierig sowohl vom technischen als auch vom ökonomischen Standpunkt aus sind.Ti and Nb to press forged stainless steel product. However, these measures have disadvantages and must various problems related to the feasibility and cost of the stainless steel thus obtained Steel products are solved. To improve the intergranular corrosion resistance, it has been found that the inclusion of a ferrite phase in the austenite is very effective, as detailed later, and that if so an austenite group pressure forged stainless steel product containing ferrite is easily obtained, various Problems inherent in common stainless steel products such as poor application of Ultrasound to detect defects, poor intergranular corrosion resistance and roughening of the surfaces during the deformation, can be released at the same time. However, since stainless steels of the austenite group, the ferrite contain properties that make them unsuitable for forging pressing, it is not easy to do that Usual manufacturing method to apply, in which an intensive plastic deformation on the ingot to Application is brought to manufacture the forged stainless steel products and thereby the manufacture such forge-pressed stainless steel products are extremely difficult both technically and technically are from an economic point of view.

Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von rostfreien Stahlprodukten zu schaffen, die einen überlegenen interkristallinen Korrosionswiderstand aufweisen und der Fehlerentdeckung durch Ultraschall unterworfen werden können, wobei die den üblichen rostfreien Stahlprodukten und ihren Herstellungsverfahren anhaftenden Nachteile im ' wesentlichen ausgeschaltet werden.It is therefore an object of the present invention to provide an improved process for the production of stainless steel To create steel products that have superior intergranular corrosion resistance and can be subjected to ultrasonic defect detection using the common stainless steel products and the disadvantages inherent in their manufacturing process are essentially eliminated.

Weiterhin soll das verbesserte Verfahren zu rostfreien \ Stahlprodukten führen, die frei von Oberflächenaufrauhung 'Furthermore, the improved process should lead to stainless \ steel products that are free from surface roughening '

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oder Riffelung während der plastischen Verarbeitung oder der Verformung sind.or corrugation during plastic processing or deformation.

Schließlich sollen dabei rostfreie Stahlprodukte hoher Leistungsfähigkeit mit geringen Kosten hergestellt werden.Ultimately, it aims to produce high-performance stainless steel products at a low cost.

Zur Lösung dieser Aufgaben wird erfindungsgemäss ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein rostfreies Gießstahlprodukt aus der Austenitgruppe, das 5 bis 4o % Ferritphase enthält, als Basismaterial verwendet wird, das Basismaterial teilweise oder ganz der plastischen Verformung bis zu einem Grad von 1o % und mehr z.B. durch Pressen, Biegen, Verarbeiten unter Spannung u.dgl. unterworfen wird, worauf anschließend eine Umkristallisierungs-Wärmebehandlung durchgeführt wird, um den interkristallinen Korrosionswiderstand zu verbessern, indem die Gießstruktur fein gemacht wird und um die Oberflächenaufrauhung oder Oberflächenriffeiung zu reduzieren, die wegen der Deformation während der plastischen Verformung entwickelt werden, und um es zu ermöglichen, Ultra- . schall erfolgreich zur Fehlerentdeckung solcher Gießstahlprodukte zu verwenden.According to the invention, a method is used to achieve these objects proposed in which a stainless cast steel product from the austenite group, the 5 to 40% ferrite phase contains, is used as the base material, the base material partially or completely the plastic deformation up to a degree of 10% and more, e.g. by pressing, bending, processing under tension and the like. is subjected, followed by recrystallization heat treatment is carried out to improve the intergranular corrosion resistance by the casting structure is made fine and around the surface roughening or to reduce surface rippling, which are developed because of the deformation during plastic deformation, and to make it possible ultra-. schall to successfully use it to detect defects in such cast steel products.

Die Erfindung wird im Folgenden ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und Photographien in ihren bevorzugten Ausführungsformen geschildert.The invention will hereinafter be described in detail with reference to the drawings and photographs in its preferred embodiments outlined.

Fig. 1 ist eine Photographie, die im Querschnitt eine Makrogießstruktur eines BasismaterialFig. 1 is a photograph showing, in cross section, a macro cast structure of a base material

gußrohres gemäss Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. :cast pipe according to Example 1 of the present Invention shows. :

Fig. 2 ist eine ähnliche Photographie wie Fig. 1, j jedoch zeigt sie insbesondere eine Mikrogießstruktur. Fig. 2 is a photograph similar to Fig. 1, but particularly showing a micro-cast structure.

Fig. 3 ist eine ähnliche Photographie wie Fig. 1,Fig. 3 is a photograph similar to Fig. 1,

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jedoch zeigt sie insbesondere die Makrogießstruktur nach dem Kaltziehen und der Umkristallisationsbehandlung. however, it particularly shows the macro cast structure after cold drawing and recrystallization treatment.

Fig. 4 ist eine ähnliche Photographic wie Fig. 3, je- ·* doch zeigt sie insbesondere die Mikrogieß-Fig. 4 is a similar photographic to Fig. 3, but * But it shows in particular the micro-casting

struktur.structure.

Fig. 5 ist eine Photographie, die die äußere Erscheinung des Basismaterial-Gießrohres und des umkristallisierten gegossenen Rohre*, nachdem diese(dem interkristallinen KorrosionsschutzFig. 5 is a photograph showing the external appearance of the base material pouring pipe and the recrystallized pouring pipe * after this (the intergranular corrosion protection

test gemäss einer Methode der vorliegenden Erfindung unterzogen worden sind, zeigt.test according to a method of the present invention, shows.

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf einen Prüfkörper, der zur Feststellung der Veränderungen der Makrogießstruktur und der Anwendbarkeit der Feh- , lerentdeckung mit Ultraschall mit Bezug auf ' den Grad der plastischen Verarbeitung nach Beispiel 2 der vorliegenden Anmeldung hergestellt worden ist.Fig. 6 is a plan view of a test piece used for determining changes in the macro-cast structure and the applicability of the ultrasound error detection with reference to ' the degree of plastic processing produced according to Example 2 of the present application has been.

Fig. 7 ist eine Photographie, die die Makrogießstruktur des Teststücks von Fig. 6 im Zustand desFig. 7 is a photograph showing the macro-cast structure of the test piece of Fig. 6 in the state of

ι Gießens zeigt.ι casting shows.

Fig. 8 ist eine ähnliche Photographie wie Fig. 7, jedoch zeigt sie insbesondere die MakrogießFig. 8 is a photograph similar to Fig. 7 but particularly showing macro casting

struktur des oben genannten Prüfstücks nach-structure of the above-mentioned test piece

dem dieses gezogen und hitzebehandelt worden : ist.which this has been drawn and heat treated: has.

Fig. 9 ist eine Graphik, die das Verhältnis zwischen j der Dehnung des Prüfkörpers von Fig. 7 undFig. 9 is a graph showing the relationship between j the elongation of the test body of Fig. 7 and

der Dämpfungskonstante (attenuation constant) j der Ultraschallwellen gemäss Beispiel 2 der jthe attenuation constant j of the ultrasonic waves according to example 2 of j

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vorliegenden Erfindung zeigt.present invention shows.

Fig. 1o (a)Fig. 1o (a)

(b) sind Photographien, die im Querschnitt eine(b) are photographs showing, in cross section, a

Makrogießstruktur eines Schleudergußrohres im Zustand seines Gießens und eine MakroMacro casting structure of a centrifugally cast pipe in the state of its casting and a macro

gießstruktur desselben Schleudergußrohres nach der plastischen Verformung und der Umkristallisierungsbehandlung gem. der vorliegenden Erfindung zeigt.(Ausführungsform 1)cast structure of the same centrifugally cast tube after plastic deformation and recrystallization treatment according to the present invention (Embodiment 1)

Fig. 11 (a)Fig. 11 (a)

(b) sind Photographien, die im Querschnitt die Makrogießstruktur eines Schleudergußrohres im Zustand des Gießens und eine Makrogießstruktur desselben Schleudergußrohres nach der Behan-dlung durch Druckverformung und(b) are photographs showing, in cross section, the macro-cast structure of a centrifugally cast tube in the state of casting and a macro casting structure of the same centrifugally cast tube the treatment by compression deformation and

Umkristallisationsbehandlung zeigen.Show recrystallization treatment.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Austenit-Ferrit Zweiphasen-rostfreier Stahl mit im Austenit eingeschlossenem Ferrit und überlegenem interkristallinem Korrosionswiderstand als Rohmaterial verwendet, aus dem ein Gießstahlbasis-Material hergestellt wird, das vor dem plastischen Verformen oder Verarbeiten nicht die üblicher Weise für das Schmiedepress-Basismaterial übliche Barrenform oder Konfiguration aufweist, sondern der des Endprodukts nahe ist, und anschließend der plastischen Verformung in einem vergleichbar geringen Grad von Verformung und dann der Umkristallisations-Wärmebehandlung unterworfen, um seine grobe Gieß- ₍ struktur zur Verbesserung des interkristallinen Korro- ; sionswiderstands fein zu machen und um die Probleme zu ;According to a preferred embodiment of the present invention, austenite-ferrite two-phase stainless steel with ferrite enclosed in austenite and superior intergranular corrosion resistance is used as the raw material from which a cast steel base material is made that is not conventionally used for the prior to plastic deformation or processing Forging press base material has the usual ingot shape or configuration, but is close to that of the final product, and then subjected to plastic deformation in a comparatively small degree of deformation and then to the recrystallization heat treatment to obtain its rough casting ₍ structure to improve the intergranular corrosion; sion resistance to make fine and to solve the problems;

lösen, die mit dem Aufrauhen der Oberfläche während der ' plastischen Verformung und bei der Anwendung von Fehlerentdeckung mit Hilfe von Ultraschall verbunden sind. jsolve the roughening of the surface during the ' plastic deformation and in the application of defect detection with the help of ultrasound. j

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-Jf--Jf-

^{0 2708U8 ^{0 2708U8

Wie vorher erwähnt, wurden verschiedene Maßnahmen zur Verbesserung des interkristallinen Korrosionswiderstands von rostfreiem Stahl der Austenit-Gruppe durchgeführt, wie z.B. die Reduzierung des Kohlenstoffgehalts zu einem extrem niedrigen Gehalt von o,o3 % oder darunter oder durch Zugabe von Stabilisierungselementen wie z.B. Ti und Nb, die jedoch nicht vollständig befriedigende Ergebnisse zeigten und eine Reihe von noch zu lösenden Problemen offen ließen. Gemäss dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ist das Problem der Verbesserung des interkristallinen Korrosionswiderstands vorteilhaft in einer von den bekannten Methoden völlig verschiedenen Weise gelöst worden, d.h. durch Einschluß der Ferritphase in den Austenit. As mentioned earlier, various measures have been taken to improve intergranular corrosion resistance performed by austenite group stainless steel, such as reducing the carbon content to an extreme low content of 0.03% or less or by adding stabilizing elements such as Ti and Nb, which, however, did not show completely satisfactory results and a number of problems still to be solved left open. According to the method of the present invention, the problem is to improve the intergranular Corrosion resistance advantageously solved in a completely different way from the known methods i.e. by including the ferrite phase in the austenite.

Es ist bekannt, daß der Einschluß von Ferrit in Austenit die Festigkeit von rostfreiem Stahlmaterial und auch seinen Widerstand gegen Spannungskorrosion verbessert, jedoch war die gleichzeitige Verbesserung des interkristallinen Korrosionswiderstands nicht bekannt und wurde erst durch die Anmelderin gefunden. Der Einschluß der Ferritphase, wie oben beschrieben, ist nicht nur vorteilhaft für die Verbesserung des interkristallinen Korrosionswiderstands, sondern auch bemerkenswert wirksam,um die Gießstruktur fein zu machen, wie später im Detail beschrieben wird, und somit eines der wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung ist.It is known that the inclusion of ferrite in austenite increases the strength of stainless steel material as well as its Stress corrosion resistance improved, however, there was a simultaneous improvement in intergranularity Corrosion resistance not known and was only found by the applicant. The inclusion of the ferrite phase, as described above, is not only beneficial for improving intergranular corrosion resistance, but also remarkably effective in making the cast structure fine, as will be described in detail later, and thus is one of the essential features of the present invention.

Beim Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung beträgt die zugemischte Menge an Ferritphase 5 bis 4o %, da, wenn die Menge unter 5 % liegt, die Wirkung der Verbesserung des interkristallinen Korrosionswiderstands nicht ausreichend ist und, wenn die Menge über 4o % beträgt, der normale Korrosionswiderstand von rostfreiem Stahl selbst dazu neigt, verringert zu werden, was zu verschiedenen Problemen wegen der Kontinuität der Ferritphase führt.In the method according to the present invention, the added amount of ferrite phase is 5 to 40%, since if the amount is less than 5%, the effect of improving intergranular corrosion resistance is insufficient and, if the amount is over 40%, the normal corrosion resistance of stainless steel itself tends to be decreased, leading to various problems due to the continuity of the ferrite phase.

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Zusätzlich ist es bekannt, daß die Einstellung der Menge der Ferritphase, wie oben beschrieben, leicht durch Einstellen der übrigen Legierungsbestandteile wie z.B. Cr und Ni erhalten wird und daß die Einstellung der Menge des Kohlenstoffs in solch einer Legierung auf den gleichen Gehalt wie den im normalen rostfreien Austenitstahl, d.h. o,08 % und darunter, dem Zweck ausreichend dienen kann.In addition, it is known that the adjustment of the amount of the ferrite phase as described above can be easily adjusted by adjustment of the remaining alloy components such as Cr and Ni is obtained and that the adjustment of the amount of carbon in such an alloy to the same level as that in normal austenitic stainless steel, i.e. o, 08% and below, can adequately serve the purpose.

Während das in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zu verwendende Material vorstehend erläutert worden ist, wird im Folgenden das Feinmachen der Gießstruktur beschrieben. While the material to be used in the process of the present invention has been discussed above, the following describes the finishing of the cast structure.

Rostfreie Stahlprodukte, die im allgemeinen in den Konfigurationen wie sie sind verwendet werden, selbst wenn sie der Maschinenbehandlung unterzogen werden, haben grobe Gießstruktur. Obwohl verschiedene Verfahren nach dem Stand der Technik durchgeführt worden sind, um ihre Gießstruktur fein zu machen, beispielsweise durch Verbesserung ihrer chemischen Zusammensetzungen, Verbesserungen in den Formen, Verbesserung beim Gießen u.dgl., ist es immer noch schwierig, sie in der Qualität den Schmiedeprodukten gleich zu machen.Stainless steel products generally in the configurations as they are to be used, even when subjected to machine treatment, have rough Casting structure. Although various prior art methods have been followed to its cast structure to make fine, for example by improving their chemical compositions, improving the shapes, Improvement in casting and the like, it is still difficult to match the quality of the forged products to do the same.

Da jedoch gemäss der vorliegenden Erfindung als Basismaterial rostfreier Stahl der Austenitgruppe einschl. Ferrit verwendet wird, können vorteilhaft erfindungsgemäss feine Gießstrukturen, die denen von schmiedegepressten Produkten gleich sind, durch plastisches Verformen von vergleichsweise geringem Ausmaß und umkristallisierende Wärmebehandlung, erhalten werden.However, as according to the present invention as the base material Stainless steel of the austenite group including ferrite is used advantageously according to the invention fine cast structures, which are the same as those of forging-pressed products, through plastic deformation of comparatively small scale and recrystallizing heat treatment.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, hat der rostfreie Gußstahl gemäss der vorliegenden Erfindung ' Ferrit im Austenit eingeschlossen und seine Gießstruktur selbst ist eher leicht fein zu machen als die eines ein-As can be seen from the above description, the cast stainless steel according to the present invention has' Ferrite enclosed in austenite and its casting structure itself is more easily made fine than that of a single

phasen-rostfreien Austenitgußstahls. Weiterhin sind diephase stainless austenitic cast steel. Furthermore, the

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Gußstahlprodukte solcher Gußstähle von nicht so hohem Gewicht und großer Dicke wie die Barren, die das Basismaterial für das Schmiedepressmaterial sind, weshalb auch aus diesem Grund die Gußstruktur feiner ist als die von allgemeinen Schmiedepress-Materialien (Barren). Darüber hinaus hat die Gegenwart der Ferritphase den Effekt,die Verarbeitung der Austenitphase während der plastischen Verformung zu beschleunigen, wodurch es möglich ist, die Kristallkörnchen sehr klein oder sehr fein durch die umkristallisierende Hitzebehandlung selbst durch ein vergleichsweise geringes Ausmaß der plastischen Verformung zu machen. Gemäss der vorliegenden Erfindung ist der Grad der plastischen Verformung (Ausmaß der Oberflächenverringerung, Ausmaß des Zusammendrückens,Ausmaß der Dehnung usw.) so bestimmt, daß er 1o % und mehr vom Stande punkt der Verbesserung der Fehlerentdeckung durch Ultraschall beträgt, obwohl die Umkristallisation bein plastischen Verformen auch in einem Berd.ch unter diesem Betrag möglich ist, und die feine oder MikroStruktur der Kristallkörnchen, die durch plastisches Verformen in einem Ausmaß von 1o % oder darüber erreicht wird, löst gleichzeitig das Problem der Oberflächenaufrauhung, das während der plastischen Verformung auftritt.Cast steel products of such cast steels are not so heavy and thick as the ingots which are the base material are for the forging press material, which is why the cast structure is finer than that of general forging press materials (ingots). In addition, the presence of the ferrite phase has the effect that To accelerate the processing of the austenite phase during the plastic deformation, which makes it possible to reduce the Crystal grains very small or very fine by the recrystallizing heat treatment itself by a comparative to make small amount of plastic deformation. According to the present invention is the Degree of plastic deformation (amount of surface reduction, amount of compression, amount of elongation etc.) so determined that it is 10% and more from the standpoint of improving defect detection by ultrasound is, although the recrystallization during plastic deformation, even in a Berd.ch, is below this amount is possible, and the fine or microstructure of the crystal grains, which is achieved by plastic deformation to an extent of 10% or more, dissolves at the same time the problem of surface roughening that occurs during plastic deformation.

Beim Verfahren der Erfindung ist es im allgemeinen vorteilhaft, die Konfiguration und Eigenschaft des Gießprodukts selbst zu verwenden, obwohl eine obere Begrenzung des plastischen Verformungsausmaßes nicht besonders definiert wird. Deshalb ist es nicht nötig, die Verformung in einem Ausmaß von 5o % und darüber zu bewirken, wenn nicht eine solche Verformung besonders nötig ist. jIn the method of the invention it is generally advantageous to control the configuration and property of the cast product by itself, although an upper limit on the amount of plastic deformation is not particularly defined will. Therefore, it is not necessary to cause the deformation to an extent of 50% and above, if not one such deformation is particularly necessary. j

Es wird bemerkt, daß die plastische Verformung, wie be- | schrieben, nicht in ihrer Art beschränkt ist und verschiedene Arten der Verformung wie z.B. Tiefziehen, Verarbeitung durch Druck, Ziehen, Walzen, hydraulisches Verformen, Schmieden u.dgl. angewendet werden können. DasIt is noted that the plastic deformation, such as loading | wrote, is not limited in its type and different Types of deformation such as deep drawing, processing by pressure, drawing, rolling, hydraulic deformation, Forging and the like can be used. That

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plastische Verformen kann ein teilweises Verformen sein, das nur an einem bestimmten Teil des Produkts durchgeführt wird, intern die Herstellung von feinen oder kleinen Kristallkörnchen erwünscht ist.Plastic deformation can be a partial deformation performed only on a specific part of the product is, internally the production of fine or small Crystal grains is desirable.

Es wird weiter bemerkt, daß das beschriebene plastische Verformen in einem Ausmaß von 1o % oder darüber auf einmal durchgeführt werden kann (vorausgesetzt, daß das Basismaterial nicht solchen Defekten wie Rissen usw. ausgesetzt ist) oder die Verformung graduell mehrere Male durchgeführt werden kann, um schließlich zu einem Ausmaß von 1o % und darüber zu kommen.It is further noted that the plastic deformation described can be performed to an extent of 10% or more at one time can be performed (provided that the base material does not contain defects such as cracks, etc. exposed) or the deformation can be carried out gradually several times, eventually to an extent of 1o% and above.

Nach der plastischen Verformung oder Formgebung, wie oben beschrieben, wird das Gußstahlprodukt der Hitzebehandlung zur ümkristallisation unterworfen.After the plastic deformation or shaping as described above, the cast steel product undergoes the heat treatment subjected to recrystallization.

Wenn es nötig ist, im Laufe der plastischen Verformung eine Verfestigung zu vermeiden, kann eine Zwischenwärmebehandlung zum Weichmachen durchgeführt werden. Solche Zwischenwärmebehandlung kann auch dem Zweck der umkristallisierenden Wärmebehandlung dienen und sowohl die Zwischenwärmebehandlung als auch die umkristallisierende Wärmebehandlung soll vorzugsweise bei Erhitzen des Stahlprodukts auf etwa 1000 bis 1200°C mit anschließendem Abschrecken durchgeführt werden. Diese Wärmebehandlungen können auch dem Zweck der Lösungswärmebehandlung dienen.If it is necessary to avoid solidification in the course of plastic deformation, an intermediate heat treatment can be used to be carried out for softening. Such intermediate heat treatment can also serve the purpose of recrystallizing Heat treatment are used and both the intermediate heat treatment and the recrystallizing Heat treatment should preferably involve heating the steel product to about 1000 to 1200 ° C followed by quenching be performed. These heat treatments can also serve the purpose of solution heat treatment.

Da die Ümkristallisation bei verhältnismässig hohen Temperaturen,wie angegeben, durchgeführt wird, muss das plastische Verformen vor der ümkristallisation nicht notwendiger Weise bei Normaltemperaturen durchgeführt werden, sondern j kann erfolgreich bei höheren Temperaturen durchgeführt werden, solange die Wirkung der Umkristalllsierungs-Wärmebehandlung dabei nicht verlorengeht. Inzwischen, wenn i eine plastische Verformung eines grossen Ausmasses durch-! geführt wird, ist es möglich, einen Teil der Verformung bei Normaltemperaturen für die sog. UmkristallisierungSince the Umkristallisation at relatively high temperatures, such as specified, is carried out, the plastic deformation before recrystallization is not necessary Way to be carried out at normal temperatures, but j can be carried out successfully at higher temperatures as long as the effect of the recrystallization heat treatment is not lost in the process. In the meantime, if i undergo a plastic deformation of a large extent! is performed, it is possible to use part of the deformation at normal temperatures for the so-called recrystallization

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in einem Ausmaß von 1o % und darüber, wie vorher beschrieben, durchzuführen, um die Umkristallisierungsbehandlung in dieser Stufe zu vervollständigen, wobei die verbleibende Verformung bei hohen Temperaturen zur Formgebung durchgeführt wird.to the extent of 10% and above as described above to carry out the recrystallization treatment to complete at this stage, taking the remaining deformation at high temperatures for shaping is carried out.

Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung. The following examples illustrate the present invention.

Example 1

Ein Schleudergußrohr mit äußerem Durchmesser von 126 mm, einem inneren Durchmesser von 92 mm und einer Länge von 3500 mm, dessen chemische Zusammensetzung und Menge des Ferrits in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben ist, wurde an seinen äußeren Oberflächen und Endoberflächen maschinell behandelt, um ein Versuchsrohr eines äußeren Durchmessers von 119 mm, eines inneren Durchmessers von 92 mm und einer Länge von 3000 mm zu erhalten. Ein Ende des Testrohres wurde eingedrückt, um ein Griffstück an diesem Teil zu bilden, worauf das Prüfrohr bis zu 1100°C erhitzt und anschließend abgeschreckt wurde. Danach wurde das Prüfrohr kalt gezogen und zweimal einer wiederholten Wärmebehandlung durch Erhitzen bis zu 1100°C und anschließendes Abschrecken unterworfen, wobei ein Rohr mit einem äußeren Durchmesser von 93,1 mm und einem inneren Durchmesser von 64,5 mm erhalten wurde.A centrifugally cast tube with an outer diameter of 126 mm, an inner diameter of 92 mm and a length of 3500 mm, whose chemical composition and amount of ferrite are given in Table 1 below has been machined on its outer surfaces and end surfaces to make a test tube of a outer diameter of 119 mm, an inner diameter of 92 mm and a length of 3000 mm. One end of the test tube was crimped to form a grip on that part, followed by the test tube heated up to 1100 ° C and then quenched. The test tube was then drawn cold and twice subjected to repeated heat treatment by heating up to 1100 ° C and subsequent quenching, whereby a pipe having an outer diameter of 93.1 mm and an inner diameter of 64.5 mm was obtained.

Table 1

Chemische Zusammensetzung und Menge des Ferrits (%)Chemical composition and amount of ferrite (%)

C Si Mn Cr Ni Ferritmenge o,o7 1,31 o,78 2o,91 9,43 15 j Rest: im wesentlichen Fe ;C Si Mn Cr Ni ferrite amount o, o7 1.31 o, 78 2o, 91 9.43 15 j Remainder: essentially Fe;

Unter Bezugnahme auf die Photographien in Fig. 1-4 wird ausgeführt, daß die Photographie von Fig. 1 die Makro- | gießstruktur des oben beschriebenen Gießrohrs (Basismaterial des Gießrohres), Fig. 2 die MikrogießstrukturReferring to the photographs in Figures 1-4 stated that the photograph of FIG. 1 shows the macro | pouring structure of the pouring pipe described above (base material of the pouring tube), Fig. 2 shows the micro-cast structure

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desselben Gußrohres und die Photographie in Fig. 3 die Makrogießstruktur desselben Gußrohres zeigt, das dem Kaltziehen und der umkristallisierenden Wärmebehandlung unterworfen wurde, und die Photographie der Fig. 4 die Mikrogießstruktur des Gußrohres von Fig. 3 zeigt.of the same cast pipe and the photograph in Fig. 3 shows the macro-cast structure of the same cast pipe that the Cold drawing and recrystallizing heat treatment, and the photograph of Fig. 4 shows the Figure 3 shows the micro-cast structure of the cast pipe.

Wie man aus diesen Photographien ersehen kann, hat das umkristallisierte Material in der Makrogießstruktur eine sehr feine Gießstruktur, die derjenigen gleich ist, die von einem schmiedegepressten Material im allgemeinen stammt, im Vergleich zu der groben Gießstruktur des Gußrohrbasismaterials, während in der Mikrogießstruktur das umkristallisierte Material feine Kristallkörnchen von Austenit aufweist im Vergleich mit der spärlich vorhandenen Kornabgrenzung und den groben Kristallkörnchen in dem Gußrohrbasismaterial.As you can see from these photographs, that has recrystallized material in the macro casting structure has a very fine casting structure, which is the same as the generally comes from a forge-pressed material compared to the coarse cast structure of the Cast iron pipe base material, while in the micro-cast structure, the recrystallized material is fine crystal grains of austenite compared with the sparse existing grain boundary and the coarse crystal grains in the cast pipe base material.

Die Ergebnisse der Fehlerentdeckung mit Ultraschall, die an den vorstehend beschriebenen umkristallisierten Rohren durchgeführt worden sind, waren vollständig zufriedenstellend und gleich den Ergebnissen eines Vergleichsprüfrohres SUS 3o4.The results of the ultrasonic flaw detection recrystallized on the above-described Pipes have been completely satisfactory and equal to the results of one Comparison test tube SUS 3o4.

Die Photographie in Fig. 5 zeigt das Aussehen jedes der Testproben nach Durchführung der interkristallinen Korrosionsprüfungen am oben erwähnten Gußrohrbasismaterial und den erwähnten umkristallisierten Rohren.The photograph in Fig. 5 shows the appearance of each of the test samples after conducting the intergranular Corrosion tests on the above-mentioned cast iron pipe base material and the mentioned recrystallized pipes.

Es ist klar zu sehen, daß das Gußrohrbasismaterial an der oberen Linie der Photographie (oberhalb der Identifizierungs-Nummern 1, 2 und 3) der Fig. 5 eine erhöhte j Oberflächenriffeiung oder Aufrauhung aufgrund des Biegens aufweist, während das umkristallisierte Material ' auf der unteren Linie derselben Photographie glatte Oberflächen zeigt, obwohl sowohl das Gußrohrbasismaterial als auch die umkristallisierten Rohre frei von ProblemenIt can be clearly seen that the cast iron pipe base material is on the top line of the photograph (above the identification numbers 1, 2 and 3) of FIG. 5, an increased surface roughening or roughening due to the bending while the recrystallized material 'on the lower line of the same photograph is smooth Surface shows although both the cast iron pipe base material and the recrystallized pipes are free from problems

der interkristallinen Korrosion waren. 'of intergranular corrosion. '

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Example 2

Ein Prüfling mit den in Fig. 6 gezeigten Dimensionen wurde hergestellt, um die Veränderungen in der Makrogießstruktur und die Anwendbarkeit von Ultraschall zur Fehlerentdeckung hinsichtlich der plastischen Verformung festzustellen. Der Prüfling 1 wurde anschließend dem Zugtest unterworfen, wobei die Griffteile 2 und 3 durch ein geeignetes Prüfgerät (nicht dargestellt) eingeklemmt wurden. Als Ergebnis des Zugtests wurde gefunden, daß ein Teil W mit breiter Weite eine geringe Dehnung und ein Teil t mit geringer Weite eine grosse Dehnung zeigte. Der solchermassen dem Zugtest unterworfene Prüfling 1 wurde bis zu 11OO°C erhitzt, anschließend abgeschreckt und danach an den gegenüberliegenden Oberflächen bearbeitet, um sie glatt zu machen, worauf die gegenüberliegenden Oberflächen auf ihre Makrostruktur geprüft wurden.A specimen having the dimensions shown in Fig. 6 was prepared to account for the changes in the macro-cast structure and the applicability of ultrasound to detect plastic deformation defects ascertain. The test specimen 1 was then subjected to the tensile test, with the handle parts 2 and 3 through a suitable test device (not shown) has been clamped. As a result of the tensile test, it was found that a part W with a wide width showed a small elongation and a part t with a small width showed a large elongation. The test specimen 1 subjected to the tensile test in this way was heated up to 1100 ° C. and then quenched and then machined on the opposite surfaces to make them smooth, after which the opposite Surfaces were checked for their macrostructure.

Fig. 7 ist eine Photographie, die die Makrostruktur des oben genannten Prüflings im Zustand des Gießens zeigt, während Fig. 8 die Makrostruktur desselben Prüflings nach dem Zugtest und der Hitzebehandlung zeigt.Fig. 7 is a photograph showing the macrostructure of the above specimen in the state of casting, while Fig. 8 shows the macrostructure of the same specimen after the tensile test and the heat treatment.

Als Ergebnis der oben beschriebenen Untersuchung wurde gefunden, daß die grobe Makrostruktur beim Gießen zu einer feinen Makrostruktur an dem Teil zerstört worden war, an dem die Dehnung größer als etwa 6 % war.As a result of the above-described investigation, it was found that the coarse macrostructure in casting increases a fine macrostructure had been destroyed at the part where the elongation was greater than about 6%.

Anschließend wurde eine mehrfache Basiswelle (multiple base wave) mit einer 5 MHz Vertikalprobe durch einen Fehleraufspürungsapparat mit Ultraschall (nicht dargestellt) an jedem Teil einer Oberfläche des oben beschriebenen Prüflings 1 erfasst, um die Beziehung zwischen der Deh- ! nung und der Dämpfungskonstante (attenuation constant) der Ultraschallwelle zu untersuchen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind in der Graphik in Fig. 9 gezeigt, wobei die Dämpfungskonstante in dB/cm an der Ordinate und die Dehnung in % an der Abszisse aufgetragen sind.Then, a multiple base wave with a 5 MHz vertical sample was passed through a defect tracer with ultrasound (not shown) on each part of a surface of the above Test specimen 1 recorded in order to establish the relationship between the expansion! voltage and the attenuation constant to investigate the ultrasonic wave. The results of this study are shown in the graph in Fig. 9, The attenuation constant in dB / cm is plotted on the ordinate and the elongation in% on the abscissa.

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Wie aus der genannten graphischen Darstellung ersichtlich ist, wurde gefunden, daß die Anwendbarkeit der Fehlerentdeckung mit Ultraschall nicht vollständig bei einer Dehnung im Bereich von 6 % verbessert wird, und daß diese Anv/endbarkeit bei einer Dehnung von 1o % und darüber völlig gleich derjenigen ist, die bei schmiedegepressten Materialien erhalten v/ird, wobei die Tatsache berücksichtigt ist, daß die Dämpfungskonstante von SUS 3o4-Material im Bereich von o,6 bis 1,4 dB/cm liegt. Es erübrigt sich, festzustellen, daß das Verhältnis zur Dämpfungskonstante unverändert bleibt, selbst wenn die Dehnung durch den Grad oder das Ausmaß des plastischen Verformens in der oben genannten Graphik ersetzt wird.As can be seen from the above graph, it has been found that the applicability of the Ultrasound defect detection is not fully improved at an elongation in the range of 6%, and that this applicability at an elongation of 10% and above is completely the same as that for forging-pressed Materials are obtained taking into account the fact that the damping constant of SUS 3o4 material is in the range of 0.6 to 1.4 dB / cm. Needless to say, the relationship to the Damping constant remains unchanged even if the elongation is due to the degree or extent of plastic Deformation in the above graph is replaced.

Die chemische Zusammensetzung und die Menge des Ferrits des oben beschriebenen Prüflings werden in der folgenden Tabelle 2 angegeben:The chemical composition and the amount of ferrite of the specimen described above are shown in the following Table 2 indicated:

Tabelle 2
Chemische Zusammensetzung und Menge von Ferrit (%) Table 2
Chemical composition and amount of ferrite (%)

C Si Mn Cr Ni Ferritmenge o,o6 1,67 1,o5 19,77 8,94 14 Rest: im wesentlichen FeC Si Mn Cr Ni ferrite quantity o, o6 1.67 1, o5 19.77 8.94 14 Remainder: essentially Fe

Bemerkungen: Wenn das Verfahren der vorliegenden Anmeldung auf das Gießen von Stahlrohren angewandt wird, ist es selbstverständlich, daß, wenn die Stahlrohre durch Schleuderguß hergestellt worden sind, ihre Herstellung sehr erleichtert wird, wobei verbesserte mechanische Eigenschaften im Vergleich zu den normalen Gießverfahren erhalten werden. ^: Remarks: When the method of the present application is applied to the casting of steel pipes, it is understood that if the steel pipes have been manufactured by centrifugal casting, their manufacture is greatly facilitated, with improved mechanical properties being obtained compared to the normal casting processes. ^:

Aus der vorstehenden Beschreibung ist es klar,daß die j gemäss dem Verfahren der Erfindung erhaltenen rostfreien Stahlprodukte einen interkristallinen Korrosionswiderstand aufweisen_f der bei weitem höher ist als der von 709841/0607 From the above description it is clear that the stainless steel products obtained according to the process of the invention have an intergranular corrosion resistance _f which is far higher than that of 709841/0607

üblichen schmiedegepressten Materialien von rostfreiem Austenitstahl, da das erfindungsgemässe Material aus Austenit, der 5 - 4o % Ferritphase enthält, gebildet ist, wodurch, wenn rostfreie Stahlprodukte gemäss der Erfindung z.B. für Schweißfugen angewendet werden, der interkristalline Korrosionswiderstand an den Teilen, die der Wärmebehandlung unterworfen worden sind, besonders verbessert worden ist im Vergleich zu Schweißfugen, die durch übliche rostfreie Stahlprodukte gebildet worden sind, wobei gleichzeitig erfindungsgemäss noch eine Steigerung der Festigkeit und des Spannungsrißwiderstands erreicht wird. Außerdem wurde gemäss dem Verfahren der Erfindung eine Mikrogießstruktur im rostfreien Stahlmaterial erhalten, die gleich derjenigen von schmiedegepressten Materialien ist, wodurch es möglich ist, das erfindungsgemässe Material der Fehlerentdeckung durch Ultraschall zu unterwerfen, indem man Gußprodukte als Basismaterial verwendet, die durch plastisches Verformen auf 1o % und darüber und anschließende Wärmebehandlung zur Umkristallisation erhalten worden sind, wobei die rostfreien Stahlprodukte gemäss der Erfindung frei von Oberflächenriffelung oder -aufrauhung selbst nach plastischer Verformung sind und so eine vorteilhafte glatte Oberfläche aufweisen. Daher kann selbst wenn die rostfreien Stahlprodukte, die für wichtige Teile von z.B. Kernkraftanlagen oder verschiedenen Apparaten in der Petroindustrie verwendet werden, von geringer Dicke sind, die Fehler- oder Mängeluntersuchung mit Ultraschall vorteilhaft nich*nur bei Untersuchungen von den Teilen selbst angewandt werden, sondern auch um die geschweissten Teile auf zuverlässige Fehlerentdeckung zu untersuchen. Darüber hinaus können z.B. die gegossenen Rohre aus dem rostfreien Stahl gemäss der Erfindung ■ zu Krümmern oder Knien verarbeitet werden, da das Problem der Oberflächenauf rauhung während der plastischen Ver- ', formung vorteilhaft gelöst worden ist.conventional forging-pressed materials of stainless austenitic steel, since the material according to the invention is made of austenite, which contains 5 - 40% ferrite phase, whereby, when stainless steel products according to the invention are used, for example, for welding joints, the intergranular corrosion resistance on the parts that are subjected to the heat treatment has been particularly improved in comparison to weld seams which have been formed by conventional stainless steel products, and at the same time an increase in strength and stress cracking resistance is achieved according to the invention. In addition, according to the method of the invention, a micro-cast structure was obtained in the stainless steel material which is the same as that of forge-pressed materials, whereby it is possible to subject the material of the invention to defect detection by ultrasound by using cast products as a base material, which by plastic deformation to 1o % and above and subsequent heat treatment for recrystallization have been obtained, the stainless steel products according to the invention being free from surface corrugation or roughening even after plastic deformation and thus having an advantageously smooth surface. Therefore, even if the stainless steel products used for important parts of e.g. nuclear power plants or various apparatus in the petro-industry are of thin thickness, the ultrasonic defect or defect inspection can advantageously be used not only for inspections of the parts themselves, but also to examine the welded parts for reliable fault detection. Has been Moreover, for example, can be processed to elbows or knees, the cast pipes made of stainless steel according to the invention ■, since the problem of roughening surfaces on during the plastic encryption ', modeling advantageously solved.

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Es wird bemerkt, daß das plastische Verformen auf 1o % und darüber, das - wie beschrieben - auf Teile oder das ganze rostfreie Gießstahlprodukt der Austenitgruppe, das 5 - 4o % Ferritphase enthält, angewendet werden kann, modifiziert werden kann zur plastischen Verformung auf 1o % oder mehr wenigstens eines gewünschten Teils desselben rostfreien Austenitgußstahlprodukts und daß die in der vorhergehenden Beschreibung erwähnten rostfreien Gußstahlprodukte nicht auf Endprodukte beschränkt sind, sondern auch halbfertige Produkte für Basismaterialien wie z.B. solche in Form von Stangen oder Platten einschließt.It is noted that the plastic deformation to 1o% and above, the - as described - on parts or the entire stainless cast steel product of the austenite group, which contains 5 - 40% ferrite phase, can be used can be modified for plastic deformation to 10% or more of at least a desired part of the same austenitic cast stainless steel product and that those mentioned in the previous description Cast steel products are not limited to finished products, but also semi-finished products for base materials such as those in the form of bars or plates.

Das plastische Verformen oder Bearbeiten kann entweder durch kaltes Verarbeiten oder durch heisses Verarbeiten erfolgen. Es ist möglich, das heisse Verarbeiten durchzuführen, indem man die hohen Temperaturen der Gußstahlprodukte unmittelbar nach dem Gießen ausnutzt.The plastic deformation or working can be done either by cold processing or by hot processing take place. It is possible to carry out the hot processing by avoiding the high temperatures of the cast steel products exploited immediately after pouring.

Mehr speziell ist darauf hinzuweisen, daß, was die Wärmebehandlung zur Umkristallisation betrifft, wobei die Gußstahlprodukte der plastischen Verarbeitung in der oben beschriebenen Weise unterworfen werden und anschliessend bei der Umkristallisationstemperatur gehalten werden, um die Umkristallisation fortschreiten zu lassen, um die Gießstruktur fein zu machen, bei rostfreien Stählen der Austenitgruppe,die inhärent eine Lösungswärmebehandlung erfordern, das Erhitzen des rostfreien Stahls bis zur Lösungswärmebehandlungstemperatur (1000 bis 1250⁰C) und Halten bei dieser Temperatur bewirkt, daß die Umkristallisation gleichzeitig vonstatten geht und daß durch Abschrecken des rostfreien Stahlprodukts nach der Umkristallisation sowohl die Umkristallisation ^: als auch die Lösungswärmebehandlung gleichzeitig vollendet werden können.More specifically, it should be noted that, as regards the heat treatment for recrystallization, in which the cast steel products are subjected to plastic working in the manner described above and then kept at the recrystallization temperature to allow the recrystallization to proceed to make the cast structure fine, for stainless steels of the austenite group, which inherently require a solution heat treatment, the heating of the stainless steel up to the solution heat treatment ^{temperature (1000 to 1250 0} C) and holding at this temperature causes the recrystallization to take place simultaneously and that by quenching the stainless steel product after the recrystallization both the ^{recrystallization:} as the solution heat treatment can also be completed simultaneously.

Nachstehend werden eine weitere Ausführungsform und Bei-709841/0607 Below are another embodiment and case 709841/0607

2708U82708U8

spiele dazu geschildert, die das Verfahren gemäss der Erfindung erläutern, in dem das plastische Verformen zu einem Ausmaß von 1o % oder mehr auf wenigstens einen vorbestimmten Teil des Basismaterials des Gußstahlprodukts des rostfreien Austenitstahls, der eine Ferritphase enthält, beim Gießen angewendet wird und bei dem anschliessend eine Umkristallisationsbehandlung durchgeführt wird, um die Gießstruktur des Gießstahlprodukts fein zu machen, um ihm dadurch einen verbesserten interkristallinen Korrosionswiderstand zu verleihen und um ihn auf Fehler mit Ultraschall untersuchen zu können.games are described, which the procedure according to the Explain the invention in which the plastic deformation to an extent of 10% or more on at least a predetermined part of the base material of the cast steel product austenitic stainless steel, which contains a ferrite phase, is used in casting and which is then subjected to a recrystallization treatment, to make the cast structure of the cast steel product fine, thereby giving it an improved intergranular To give corrosion resistance and to be able to examine it for defects with ultrasound.

Beispiel 3 Example 3

4 verschiedene Testproben 1-4, wie in der nachstehenden4 different test samples 1-4 as in the one below

Tabelle 3 gezeigt, wurden gegossen, um die BeziehungTable 3 shown were poured to the relationship

zwischen der Menge des Ferrits und des interkristallinen Korrosionswiderstands von rostfreiem Gußstahlmaterial der Cr-Ni-Gruppe zu untersuchen. Die Testproben wurden alle der kalten Verarbeitung mit einem Verarbeitungsgrad von 2o % unterzogen, worauf sie der Umkristallisationsbetween the amount of ferrite and the intergranular corrosion resistance of cast stainless steel material to investigate the Cr-Ni group. The test samples were all cold processed with one degree of processing of 20%, whereupon it underwent recrystallization behandlung und der Lösungswärme-Behandlung bei 11OO°C unterworfen wurden und dann mit Wasser gekühlt wurden, um die Testproben in entsprechende Anzahl von Prüflingen zu formen. Die chemischen Zusammensetzungen und die Menge des Ferrits sind in der Tabelle 3 angegeben.treatment and the solution heat treatment at 11OO ° C were subjected and then cooled with water to divide the test samples into corresponding numbers of test specimens to shape. The chemical compositions and the amount of ferrite are shown in Table 3.

Für den Test auf interkristalline Korrosionsbeständigkeit wurde jeder der Prüflinge zuerst einer Sensibilisierungsbehandlung bei 7oo°C für 2 Stunden unterworfen, worauf er 16 Stunden in einer H₂SO^-CuSO.-Lösung gekocht wurde. ,For the test for intergranular corrosion resistance, each of the specimens was first subjected to a sensitization treatment at 700 ° C. for 2 hours, after which it was _{boiled in an H 2} SO 4 -CuSO. Solution for 16 hours. ,

Danach wurden die Prüflinge um 18o° gebogen, um die Entwicklung von Rissen aufgrund von interkristalliner Korro-j sion zu prüfen. Die Ergebnisse dieser Prüfung sind in !Thereafter, the specimens were bent 180 ° to prevent the development of cracks due to intergranular corrosion sion to consider. The results of this test are in!

Tabelle 4 angegeben. ^: Table 4 given. ^: Als Vergleich wurde in die oben genannten Prüfungen einAs a comparison, a

709841/0607709841/0607

2708U82708U8

Prüfling aus schmledegepresstem Material SUS 3o4 einbezogen, dessen chemische Zusammensetzungen und dessen Ferritmenge in Tabelle 3 angegeben werden und dessen Prüfungsergebnisse in Tabelle 4 angegeben werden.Test item made of forge-pressed material SUS 3o4 included, its chemical compositions and its amount of ferrite are given in Table 3 and its Test results are given in Table 4.

Table 3

1o1o

ChemischeChemical Zusammensetzung undComposition and VergleichsComparison SUS304SUS304 Ferrit-
menoe -Ferrite-
menoe - CC. Mengelot des Ferritsof ferrite CrCr (%)(%) 11 00 0.070.07 SiSi MnMn 17.517.5 NiNi Materialmaterial 22 22 0.070.07 0.650.65 1.851.85 18.918.9 9.29.2 gemäss der
Erfindungaccording to the
invention 33 55 0.070.07 1.251.25 1.021.02 19.219.2 10.810.8 44th 1212th 0.070.07 1.231.23 1.001.00 20.420.4 9.59.5 2020th 0.070.07 1.251.25 1.151.15 20.820.8 8.98.9 1.651.65 1.081.08

1515th

Rest: im wesentlichen FeRemainder: essentially Fe

2o2o

2525th

Table 4

Ergebnisse der Prüfung auf interkristallinen Korrosionswiderstand Results of the test for intergranular corrosion resistance

Ergebnisse nach dem Biegen des Prüflings um 18o° Results after bending the specimen by 18o °

Vergleichsmaterial Comparative material

Material gem. der ErfindungMaterial according to the invention

SUS 3o4 Risse entwickelt aufrund von interkristalliner KorrosionSUS 3o4 cracks developed on the basis of intergranular corrosion

1 wie oben1 as above

3
43
4th

keine Spur von interkristalliner Korrosion wie oben wie obenno trace of intergranular corrosion as above as above

3o3o

Austhe end führungsform 1management form 1

Ein Schleudergußrohr vom äußeren Durchmesser 123 mm, inneren Durchmesser 84 mm und Länge 2500 mm, das die in der Tabelle 5 angegebene chemische Zusammensetzung und Ferritmenge enthielt, wurde als Basismaterial für den Versuch gegossen, worauf aus dem gegossenen Rohr ein A centrifugally cast pipe with an outer diameter of 123 mm, an inner diameter of 84 mm and a length of 2500 mm, which contained the chemical composition and amount of ferrite shown in Table 5, was cast as the base material for the experiment, whereupon a cast pipe was cast

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Prüfrohr von 2000 mm Länge hergestellt wurde. Das Prüfrohr wurde der plastischen Verformung zu einem Ausmaß von 2o % und anschließend der ümkristallisation bei 1100°C unterworfen und dann mit Wasser gekühlt.Test tube of 2000 mm length was made. That Test tube underwent plastic deformation to an extent of 20% and then recrystallization subjected at 1100 ° C and then cooled with water.

Table 5

Chemische Zusammensetzung und Menge von Ferrit in % des BasismaterialsChemical composition and amount of ferrite in% of the base material

CC. o6o6 SiSi MnMn CrCr NiNi Ferritferrite mengelot o,O, 1,241.24 o,54o, 54 2o,482o, 48 8,568.56 1515th

Unter Bezugnahme auf die Photographien der Fig. 1o (a) und (b), die die Makrostrukturen des Schleudergußrohres als Basismaterial für den Versuch und das Prüfrohr zeigen, wird es klar ersichtlich, daß das Schleudergußrohr als solches eine grobe Gießstruktur hat, während das Prüfrohr, das der plastischen Verformung und Umkristallisierungsbehandlung unterworfen ist, eine feine Gießstruktur aufweist. Jedes der Prüfrohre mit der so verfeinerten Struktur und das Schleudergußrohr mit der ursprünglichen Gießstruktur, wie sie ist, d.h. ohne die plastische Verformung und ümkristallisation, wurde mit einer Bohrung von 2,4 nun Durchmesser versehen, die von einem zentralen Teil der Dicke seines radialen Querschnitts in einer tancfPialen Richtung parallel zum Ende der Oberfläche des Rohres gerichtet war, und dann einer Fehleruntersuchung im schrägen Winkel unterzogen, die in achsialer Richtung von außerhalb des Rohres mit einer ültraschallfehlerentdeckungs-Vorrichtung (nicht dargestellt) ! vom Impulstyp durchgeführt wurde. Als Ergebnis dieses Tests wird festgestellt, daß beim Schleudergußrohr mit j der Gießstruktur wie sie ist, die reflektierten Hellen | aus der Bohrung gleich verschiedenen anderen Echos ge- ; macht wurden, wodurch es unmöglich ist, eine Fehlerent- ι deckung durch Ultraschall durchzuführen, während die Rohre mit feiner Gießstruktur durch solche Echos nicht beein- ' flusst wurden, wobei das Echo aus der Bohrung in aus- Referring to the photographs of Figs. 10 (a) and (b) showing the macrostructures of the centrifugally cast tube as the base material for the test and the test tube, it is clearly seen that the centrifugally cast tube as such has a rough cast structure while the test tube subjected to plastic deformation and recrystallization treatment has a fine cast structure. Each of the test tubes with the thus refined structure and the centrifugally cast tube with the original cast structure as it is, ie without the plastic deformation and recrystallization, was provided with a bore of 2.4 mm diameter by a central part of the thickness of its radial cross section was directed in a tancfPial direction parallel to the end of the surface of the pipe, and then subjected to a flaw investigation at an oblique angle, which was carried out in the axial direction from outside the pipe with a ultrasonic flaw detection device (not shown)! of the pulse type. As a result of this test, it is found that in the centrifugally cast tube with the cast structure as it is, the reflected lights | from the bore like various other echoes ; were made, making it impossible to detect defects ι by ultrasound, while the pipes with a fine cast structure were not influenced by such echoes, the echo from the bore in out-

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reichendem Maße aufgespürt wurde, wodurch eine völlig zufriedenstellende Anwendung von Ultraschall zur Fehlerentdeckung möglich war.has been detected to a large extent, making a completely satisfactory application of ultrasound for defect detection was possible.

Zusätzlich wurden Prüflinge aus dem Rohr gemäss Ausführungsform 1 und aus dem Vergleichsmaterial SUS 3o4 einer Sensibilisierungsbehandlung bei 7oo°C für 2 Stunden unterworfen und dann auf interkristallinen Korrosionswiderstand in H₂SO₄-CuSO₄-Lösung geprüft. Als Ergebnis stellten sich Risse beim Vergleichsmaterial SUS 3o4 aufgrund von interkristalliner Korrosion ein, während die Prüflinge gemäss Ausführungsform 1 keine Spuren solcher Risse zeigten.In addition, test specimens made from the pipe according to embodiment 1 and from the comparison material SUS 3o4 were subjected to a sensitization treatment at 700 ° C. for 2 hours and then _{tested for intergranular corrosion resistance in H 2} SO ₄ -CuSO ₄ solution. As a result, cracks occurred in the comparative material SUS 3o4 due to intergranular corrosion, while the test pieces according to Embodiment 1 showed no traces of such cracks.

Nachstehend wird eine weitere Ausführungsform geschildert, die das Verfahren gemäss vorliegender Erfindung erläutert und dadurch gekennzeichnet ist, daß das Basismaterial des rostfreien Austenit-Gruppen-Gießstahlprodukts, das eine Ferritphase von 5 - 4o % beim Gießen enthält, wenigstens an seinen vo-rbestimmten Teilen der plastischen Verformung zu einem Ausmaß von 1o % und größer und anschließend der Umkristallisationsbehandlung unterworfen wird, um die Gußstruktur fein zu machen. Genauer gesagt, wird,während das Basismaterial des Gußstahls immer noch bei hohen Temperaturen aufgrund der Hitze des Gießens gehalten wird, z.B. im rotglühenden Zustand von 9oo bis 125o°C, nach Festwerden des geschmolzenen Metalls die plastische Verformung zu einem Ausmaß von 1o % oder mehr wenigstens auf den vorbestimmten Teil des Gußstahlbasismaterials angewendet.Another embodiment is described below, which is the method according to the present invention is explained and characterized in that the base material of the stainless austenite group cast steel product, which contains a ferrite phase of 5 - 40% during casting, at least in its predetermined parts plastic deformation to an extent of 10% and greater, and then recrystallization treatment is subjected to make the cast structure fine. More specifically, while is the base material of the cast steel is still kept at high temperatures due to the heat of the casting, e.g. in the red-hot Condition from 900 to 125o ° C, after solidification of the molten metal the plastic deformation into one The amount of 10% or more is applied to at least the predetermined part of the cast steel base material.

Ausführungsform 2
Ein Schleudergußrohr von 123 mm äußerem Durchmesser, 84 mm innerem Durchmesser und 25oo mm Länge, das die ■ in Tabelle 6 angegebene chemische Zusammensetzung und Ferritmenge enthielt, wurde gegossen und das Rohr im ; rotglühenden Zustand (etwa 1000°C) nach Festwerden des Embodiment 2
A centrifugally cast tube of 123 mm outer diameter, 84 mm inner diameter and 25oo mm length, which contained the chemical composition and amount of ferrite given in Table 6, was cast and the tube in; red-hot state (around 1000 ° C) after the

709841/0607709841/0607

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geschmolzenen Metalls der plastischen Verformung (Druckverarbeitung = compression processing) zu einem Ausmaß von 3o % und dann einer Umkristallisierungsbehandlung bei 1100⁰C unterworfen, worauf mit Wasser gekühlt wurde.was subjected to molten metal of plastic deformation (compression processing = compression processing) to the extent of 3o% and then a Umkristallisierungsbehandlung at 1100 ⁰ C, followed by cooling with water.

Table 6

Chemische Zusammensetzung und Menge des Ferrits (%) des MaterialsChemical composition and amount of ferrite (%) of the material

C Si Mn Cr Ni Ferritmenge o,o7 1,15 o,72 2o,55 8,41 16C Si Mn Cr Ni ferrite amount o, o7 1.15 o, 72 2o, 55 8.41 16

Rest: im wesentlichen FeRemainder: essentially Fe

Die Photographien von Fig. 11 (a) und (b) zeigen die Makrogießstrukturen des Schleudergußrohres als Basismaterial und des Testrohres. Es ist eindeutig zu sehen, daß das Schleudergußrohr des Basismaterials wie es ist eine grobe Gießstruktur aufweist (Fig. 11 (a)), während das Prüfrohr in Fig. 11 (b), das der umkristallisierenden Behandlung nach plastischer Druckverformung, wie oben beschrieben, unterworfen worden ist, eine feine Gießstruktur aufweist.The photographs of Figs. 11 (a) and (b) show the Macro casting structures of the centrifugally cast pipe as the base material and of the test pipe. It can be clearly seen that the centrifugally cast tube of the base material has a rough cast structure as it is (Fig. 11 (a)), while the test tube in Fig. 11 (b) which is subjected to the recrystallizing treatment after plastic compression deformation such as described above, has a fine cast structure.

Als Ergebnis der Schrägwinkelfehlerentdeckung, die durch eine Ultraschallfehlerentdeckungs-Vorrichtung vom Impulstyp an den oben beschriebenen zwei Arten von Rohren in derselben Weise wie bei derAusführungsform 1 durchgeführt worden ist, wurde gefunden, daß das Schleudergußrohr mit der groben Gießstruktur nicht mit Ultraschall auf Fehler untersucht werden konnte, da die aus der Bohrung reflektierten Wellen mit anderen verschiedenen Echos gleichgemacht wurden, während das Rohr mit der feinen Gießstruktur durch solche Echos nicht beeinflusst war und das eine Echo aus der Bohrung erfolgreich festgestellt wurde, wodurch die Anwendbarkeit der Ultraschallfehlerentdeckungsmethode zufriedenstellend durchzuführen ist.As a result of the skew angle error detection performed by a pulse type ultrasonic error detection apparatus is performed on the above-described two types of pipes in the same manner as in Embodiment 1. FIG has been found that the centrifugally cast tube with the coarse cast structure is not ultrasonically could be examined for errors, since the waves reflected from the bore with other different Echoes were equalized, while the pipe with the fine cast structure was not affected by such echoes and that an echo from the bore was successfully detected, thereby making the ultrasonic flaw detection method useful is to be carried out satisfactorily.

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Zusätzlich wurde auf interkristallinen Korrosionswiderstand in einer I^SO.-GuSO^-Lösung geprüft, wobei das Vergleichsmaterial SUS 3o4 aufgrund der interkristallinen Korrosion Risse aufwies, während das Material gemäss der Erfindung frei von Spuren solcher Risse war.In addition, a test was carried out for intergranular corrosion resistance in an I ^ SO.-GuSO ^ solution Comparative material SUS 3o4 showed cracks due to the intergranular corrosion, while the material according to of the invention was free from traces of such cracks.

Wie aus der vorliegenden Beschreibung ersichtlich ist, können gemäss dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, d.h. durch Verwendung von rostfreien Stählen der Austenitgruppe, die 5 - 4o % Ferrit beim Gießen enthalten, anschließendes Gießen, plastische Verformung zu einem Ausmaß von 1o % und mehr unter Verwendung der Heißverformung und der Hitze beim Gießen und anschließender Umkristallisierungsbehandlung rostfreie Stahlprodukte von hoher Qualität erhalten werden, die einen überlegenen interkristallinen Korrosionswiderstand aufweisen und gleichzeitig sich ausgezeichnet für die Fehlerüberprüfung mittels Ultraschall eignen und die erhalten werden, ohne daß besondere Maßnahmen wie z.B. besondere Begrenzung des Kohlenstoffgehalts oder Zusatz von speziellen Elementen o.dgl. wie bei den üblichen Verfahren nötig sind. Insbesondere wurde gefunden, daß der interkristalline Korrosionswiderstand höher ist als bei üblichen rostfreien Gußstahlprodukten vom Einphasen-Austenit-Typ, indem man eine Ferritphase von 5 % und darüber einschließt.As is apparent from the present description, according to the method of the present invention, that is, by using austenite group stainless steels containing 5-40% ferrite in casting, subsequent casting, plastic deformation to an extent of 10% and more can be used the hot deformation and the heat of casting and subsequent recrystallization treatment, stainless steel products of high quality can be obtained, which have superior intergranular corrosion resistance and at the same time are excellent for ultrasonic defect checking and which are obtained without special measures such as special limitation on carbon content or Addition of special elements or the like. as are necessary with the usual procedures. In particular, it has been found that the intergranular corrosion resistance is higher than conventional single-phase austenite type cast stainless steel products by including a ferrite phase of 5% and above.

Weiterhin wird, da das plastische Verformen bei hohen Temperaturen des Basismaterials aufgrund der Hitze während des Gießens durchgeführt wird, nicht nur die Verarbeitung erleichtert, sondern besondere Kosten für Erhitzen, Arbeitskräfte usw. nicht benötigt. Darüber hinaus kompensiert der erforderliche geringe Grad an plastischer Verformung vorteilhaft einige Schv/ierigkeiten beim plastischen Verformen aufgrund von gleichzeitiger Anwesenheit von Ferrit und Austenit und macht es möglich, die Fehlerentdeckung mit Ultraschall auf Teile der Stahl-Furthermore, since the plastic deformation at high temperatures of the base material due to the heat during of casting is carried out, not only facilitates processing, but also special costs for heating, Manpower, etc. not required. It also compensates for the required low degree of plasticity Deformation advantageous some difficulties in plastic deformation due to simultaneous presence of ferrite and austenite and makes it possible to detect defects with ultrasound on parts of the steel

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produkte anzuwenden. Die erfindungsgemäss hergestellten rostfreien Stahlprodukte haben einen weiten Anwendungsbereich für wichtige Teile wie z.B. Rohre und Krümmer für Atomkraftwerke und Erdölreinigung, Rohre für chemische Anlagen oder andere Teile, die im geschweißten Zustand sehr stark unter Korrosionsbedingungen verwendet werden, d.h. sie sind besonders nützlich für die verschiedensten Gebiete der Industrie.products to apply. The manufactured according to the invention Stainless steel products have a wide range of uses for critical parts such as pipes and elbows for nuclear power plants and petroleum purification, pipes for chemical plants or other parts that are welded used very heavily in corrosive conditions, i.e. they are particularly useful for a wide variety of Areas of industry.

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Claims

1. Process for the manufacture of stainless steel products, characterized in that in a first stage at least a predetermined part of a base material a cast steel product of austenitic stainless steel, which contains a ferrite phase, plastically deformed to an extent of 1o% and more and then a Heat treatment for recrystallization is performed to make the cast structure of the cast steel product fine.

2. The method according to claim 1, characterized in that; that the base material of the cast steel product is the stainless Austenitic steel is manufactured in such a way that it contains 5 - 40% of the ferrite phase during casting.

3. The method according to claim 2, characterized in that the casting is carried out by centrifugal casting.

4. The method according to claims 1-3, characterized in that the plastic deformation of the base material of the cast steel product takes place during a time in which the base material is still at a high temperature due to the Having heat in casting after solidification of the molten material.

5. The method according to claim 1, characterized in that the plastic deformation by mechanical deformation of the base material is carried out.

6. The method according to claim 5, characterized / that the mechanical deformation is carried out by hot processing of the base material.

7. The method according to claim 5, characterized in that

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ORIGINAL INSPECTED

that the mechanical deformation is carried out by cold working the base material.

8. Stainless steel product made according to claims 1-7.

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