DE3221087A1 - METHOD FOR PRODUCING AND PROCESSING HIGH ALLOY NON-RUSTIC FERRITIC CHROME-MOLYBDAEN-NICKEL STEELS - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING AND PROCESSING HIGH ALLOY NON-RUSTIC FERRITIC CHROME-MOLYBDAEN-NICKEL STEELS

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DE3221087A1
DE3221087A1 DE19823221087 DE3221087A DE3221087A1 DE 3221087 A1 DE3221087 A1 DE 3221087A1 DE 19823221087 DE19823221087 DE 19823221087 DE 3221087 A DE3221087 A DE 3221087A DE 3221087 A1 DE3221087 A1 DE 3221087A1
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Helmut Dr.-Ing. Brandis
Heinrich Dr.-Ing. Kiesheyer
Gustav Dr.-Ing. Lennartz
Rudolf Dr.-Ing. Oppenheim
Rainer Dr.-Ing. 4150 Krefeld Thielmann
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Thyssen Stahl AG
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Thyssen Edelstahlwerke AG
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
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Description

Verfahren zur Erzeugung und Verarbeitung hochlegierter nichtrostender ferritischer Chrom-Molybdän-Nickel-Stähle.Process for the production and processing of high-alloy stainless steel ferritic chromium-molybdenum-nickel steels.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung und Verarbeitung von hochlegierten nichtrostenden ferritischen Chrom-Molybdän-Nickel-Stählen. The invention relates to a method of production and processing of high-alloy, non-rusting, ferritic chromium-molybdenum-nickel steels.

Bisher konnten die aus der DE-PS 27 01 329 bekannten ferritischen Stähle vom Typ Superferrit nur in verhältnismäßig dünnen Abmessungen, bei Bändern bis 10 mm Dicke, erzeugt werden. Die Fachwelt hielt es auch generell für unmöglich, Stähle vom Superferrit-Typ in dickeren Abmessungen herzustellen.So far, the ferritic steels of the superferrite type known from DE-PS 27 01 329 could only be in relatively thin dimensions, for strips up to 10 mm thick. The experts also generally considered it impossible to convert steels of the superferrite type into thicker ones Manufacture dimensions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das es ermöglicht, Stähle der aus der DE-PS 27 01 329 bekannten Zu=· sammensetzung mit größeren Abmessungen zu erzeugen, d.h. bei Bändern bis mindestens 25 mm Dicke und bei Stäben bis mindestens lob mm φ oder $·The invention is based on the object of specifying a method which makes it possible to produce steels of the composition known from DE-PS 27 01 329 with larger dimensions, ie for strips up to at least 25 mm thick and for bars up to at least lob mm φ or $

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen vorgeschlagen. Bevorzugte Ausgestaltungen, die insbesondere die Abstimmung und Begrenzung von Legierungselementen betreffen, sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise, die insbesondere in der Erschmelzung und Feinung nach dem VOD-(Vacuum-Oxygen-Decarburization) oder AOD- (Argon-Oxygen-Decarburization)-Verfahren mit nachfolgendem Stranggießen besteht, woran sich die übliche Weiterverformung durch Walzen oder Schmieden zu Halboder Fertigerzeugnissen, wie Stab-, Schmiedemat.erial, nahtlosenTo achieve this object, a method with the measures specified in claim 1 is proposed according to the invention. Preferred Refinements that relate in particular to the coordination and limitation of alloy elements are set out in the subclaims marked. Due to the procedure according to the invention, which is particularly in the melting and refining according to the VOD (Vacuum-Oxygen-Decarburization) or AOD (Argon-Oxygen-Decarburization) process with subsequent continuous casting Usual further deformation by rolling or forging into semi-finished or finished products, such as rod, forged material, seamless

oder geschweißten Rohren oder großformatigen Apparatebaublechen anschließt, gelingt es auch großformatige Erzeugnisse in den genannten Abmessungen mit den im Anspruch 14 angegebenen mechanischen Eigenschaften zu erzeugen. Dabei ist es insbesondere möglich, Stähle ohne Zwischenabkühlung in einer Hitze vom Abguß über Stranggußanlagen bis zur Warmformgebung zu Walz- oder Schmiedeerzeugnissen zu verarbeiten.or welded pipes or large-format apparatus construction sheets, large-format products can also be produced in the aforementioned To produce dimensions with the mechanical properties specified in claim 14. It is particularly possible to use steels without intermediate cooling in one heat from casting via continuous casting systems to hot forming into rolled or forged products to process.

Die Bedeutung für die Festlegung der Legierungselemente ist im wesentlichen in der DE-PS 27 01 329 beschrieben. Durch teilweisen Ersatz von Molybdän durch das preiswertere Silizium im Verhältnis 3 : 5 läßt sich die Herstellung bei gleichbleibend guter Korrosionsbeständigkeit, insbesondere Lochfraßbeständigkeit, verbilligen. Da jedoch Silizium die Bildung der spröden Sigma-Phase begünstigt, kann es für bestimmte Zwecke sinnvoll sein, den Siliziumgehalt auf höchstens 0, 20 % zu begrenzen.The significance for the definition of the alloying elements is essentially described in DE-PS 27 01 329. By partial Replacement of molybdenum by the cheaper silicon in a ratio of 3: 5 allows production with consistently good corrosion resistance, especially pitting resistance, cheaper. However, since silicon favors the formation of the brittle sigma phase, it can be useful for certain purposes to limit the silicon content to a maximum of 0, 20%.

Der in TEW-Techn. Berichte 8 (1982), Seiten 97 bis 110 veröffentlichte Aufsatz von R. Oppenheim, wird zum Bestandteil dieser Anmeldung gemacht.The in TEW-Techn. Reports 8 (1982), pages 97-110 Article by R. Oppenheim is made part of this application.

Claims (13)

• · ψ Thyssen Edelstahlwelice : "··"»* ·-*-·-· 3221087 . Aktiengesellschaft Ansprüche• · ψ Thyssen Edelstahlwelice: "··" »* · - * - · - · 3221087. Public company claims 1. Verfahren zur Erzeugung und Verarbeitung von Stahlerzaugnlssen1. Process for the production and processing of Stahlerzaugnlssen (Halbzeug und Fertigprodukte) au· hochkorrosionebeetBndigen ferriti echen Chrom-MolybdBn-Nickel-StMhlen (Superferrite) mit folgender chemischer Zuaammeneetzung: 21 bis 31 % Chrom 1,5 bis 3,5 * Molybdän ! l,o bis 4,o X Nickel α,öl bis o,o5 X Kohlenstoff ο,öl bis α,αβ X Stickstoff i 0,1a bis a,6a X Niob o,ao5 bis a,5a X Zirkonium a,ao2 bis o,12 X Aluminium(Semi-finished and finished products) made of highly corrosion-resistant ferritic chromium-molybdenum-nickel mills (superferrites) with the following chemical composition: 21 to 31 % chromium 1.5 to 3.5 * molybdenum ! l, o to 4, o X nickel α, oil to o, o5 X carbon ο, oil to α, αβ X nitrogen i 0.1a to a, 6a X niobium o, ao5 to a, 5a X zirconium a, ao2 to o, 12 X aluminum bis o,o25 X Phosphor 'to o, o25 X phosphorus' bis α,οΐα X Schwefelto α, οΐα X sulfur bis a,24 X Titanto a, 24X titanium bis 2,o X Siliziumto 2, o X silicon bis 1,0 X Manganup to 1.0 X manganese bis 3,o % Kupferup to 3.0 % copper bis o,ol % jeweils an Calzium, Magnesium, Cer-up to o, ol % each of calcium, magnesium, cerium bzw. Cermischmetall, Bor,or mixed ceramics, boron, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen, - uabei die Gehaltssumme aus den insbesondere Kohlenstoff- und Stickstoff-abblndendenElementen Niob, Zirkonium sowie aus dem 3,5-fachen vom Aluainium- und/oder vom doppelten Titangehalt mindestens das 8-fache bis höchstens das 16-fache der Gehaltssumme an Kohlenstoff und Stickstoff betrögt nach den Gleichungen:Remainder iron and impurities from the melting process, - Including the total salary from the in particular carbon and Nitrogen-blocking elements niobium, zirconium and at least 3.5 times the aluminum and / or double the titanium content 8 to a maximum of 16 times the total content of carbon and nitrogen is according to the equations: % Nb + % Zr + 3,5 χ (SS Al + 2 χ % Ti) > β χ * (C+N) (I) X Nb + 36 Zr + 3,5 χ (St Al + 2 χ % Ti) < 16 χ * (C+N) (II) % Nb + % Zr + 3.5 χ (SS Al + 2 χ % Ti)> β χ * (C + N) (I) X Nb + 36 Zr + 3.5 χ (St Al + 2 χ% Ti) <16 χ * (C + N) (II) und außerdem die Gehaltssumme an Chrom und dem Ια-fachen an Molybdän und dem 6-fachen an Silizium auf mindestens 48 und höchstens 58and also the total amount of chromium and Ια times that of molybdenum and 6 times that of silicon to a minimum of 48 and a maximum of 58 begrenzt ist nach den Gleichungen:is limited according to the equations: % Cr + 10 χ % Mo + 6 χ % Si ^ 48 (III)% Cr + 10 χ% Mo + 6 χ% Si ^ 48 (III) % Cr + 10 χ % Mo + 6 χ % Si < 58 -, (IV)% Cr + 10 χ% Mo + 6 χ% Si <58 -, (IV) dadurch gekennzeichnet, daß die nach bekannten Blas stahlverfahren wie z.B. VOD (Vakuum-Sauerstoff-Frischen), AOD (Argon-Sauerstoff-Frischen) o. ä. hergestellten Stahlschmelzen über Strangguß anlagen zu Guß-Knüppeln- oderGußbrammenformaten abgegossen und anschließend wahlweise mit oder ohne Zwischenabkühlung und ggf.
Wiedererwärmung -letzteres in der ersten, d.h. Schmelzenhitzezu Walzblock- und Stahlerzeugnissen oder Flacherzeugnissen wie
Grobbleche und Warmbänder verarbeitet werden.
characterized in that the steel melts produced according to known blown steel processes such as VOD (vacuum oxygen refining), AOD (argon oxygen refining) or the like are poured into cast billets or slab formats via continuous casting systems and then optionally with or without Intermediate cooling and possibly
Reheating - the latter in the first, ie melting heat to billet and steel products or flat products such as
Heavy plate and hot strip are processed.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine begrenzung der Gehaltssumme % Cr + 10 χ % Mo + 6 χ % Si auf mindestens
50 bis höchstens 55.
2. The method according to claim 1, characterized by a limitation of the total content% Cr + 10 χ% Mo + 6 χ% Si to at least
50 to a maximum of 55.
3". Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Begrenzung der Gehaltssumme % (C+N) auf 0, 025 bis 0, 080 %.3 ". Method according to Claims 1 and 2, characterized by a limitation the total salary% (C + N) to 0.025 to 0.080%. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Begrenzung der Gehaltssumme % (P+S) auf höchstens O1 030 %, bevorzugt jedoch auf höchstens 0, 020 %.4. The method according to claims 1 to 3, characterized by limiting the total salary% (P + S) to at most O 1 030%, but preferably to at most 0, 020%. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Begrenzung der Niobgehalte auf 0,15 bis 0, 45 %.5. The method according to claims 1 to 4, characterized by a limitation the niobium content to 0.15 to 0.45%. 6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch Begrenzung des Niobgehalts auf höchstens 0, 030 %.6. The method according to claims 1 to 5, characterized by limitation the niobium content to a maximum of 0.030%. 7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch Begrenzung der Gehaltssumme % (Nb+Zr) auf höchstens O, 080 %.7. The method according to claims 1 to 6, characterized by limitation the total salary% (Nb + Zr) to a maximum of 0.080%. 8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß8. Process according to Claims 1 to 7, characterized in that ein Teil des Aluminiums durch die doppelte Menge Titan ersetzt wird, höchstens jedoch bis zum Mindest-Aluminiumgehalt von 0,002 %.part of the aluminum is replaced by twice the amount of titanium, but not more than a minimum aluminum content of 0.002%. 9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch Begrenzung des Siliziumgehaltes auf höchstens 0, 20 % zur Vermeidung spröder Sigma-Phase.9. The method according to claims 1 to 8, characterized by limitation the silicon content to a maximum of 0.20% to avoid brittle sigma phase. 10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch Zusatz von Silizium in einer Menge von 0, 6 bis 2 % als Ersatz für eine entsprechende Menge Molybdän im Verhältnis 5 χ (%Si) : 3 χ (%Μο), wobei jedoch mindestens I1 5 % Mo enthalten ist.10. The method according to claims 1 to 8, characterized by the addition of silicon in an amount of 0.6 to 2% as a replacement for a corresponding amount of molybdenum in the ratio 5 χ (% Si): 3 χ (% Μο), but at least I 1 5% Mo is included. 11. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 10, gekennzeichnet durch Zusatz von Kupfer in einer Menge von 0, 5 bis 2 %.11. The method according to claims 1 to 10, characterized by the addition of Copper in an amount of 0.5 to 2%. 12. Verfahren zur Erzeugung und Verarbeitung von Stählen nach Ansprüchen 1 bis 11 ohne Zwischenabkühlung in einer Hitze vom Abguß über Stranggußanlagen bis zur Warmformgebung zu Walz- oder Schmiedeerzeugnissen. 12. A method for producing and processing steels according to claims 1 to 11 without intermediate cooling in one heat from casting via continuous casting systems to hot forming into rolled or forged products. * * 13. Verfahren nach Anspruch 12 zur Erzeugung von Grobblechen bis mindestens 25 mm Dicke und Stababmessungen bis zu mindestens 100 mm φ oder φι mit gewährleisteten Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften. 13. The method according to claim 12 for the production of heavy plates up to at least 25 mm thick and rod dimensions up to at least 100 mm φ or φι with guaranteed strength and toughness properties. 14. Verfahren zur Erzeugung und Verarbeitung von Stählen nach Anspruch 13, die gekennzeichnet sind durch 0, 2-Grenzen von mindestens14. A method for producing and processing steels according to claim 13, which are characterized by 0, 2 limits of at least 2 22 2 520 N/mm , Zugfestigkeiten von 600 bis 750 N/mm , Bruchdehnungen A1. von mindestens 20 % (längs) und mindestens 15 % (quer), Kerbschlagwerten (IOS-V) von mindestens 60 J (längs) und 45 J (quer) bei +25 °C und mindestens 40 J (längs) und 30 J (quer) bei 0 °C.520 N / mm, tensile strengths from 600 to 750 N / mm, elongations at break A 1 . of at least 20% (lengthways) and at least 15% (crossways), notch impact values (IOS-V) of at least 60 J (lengthways) and 45 J (crossways) at +25 ° C and at least 40 J (lengthways) and 30 J ( across) at 0 ° C.
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