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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
Platte oder eines Schmiedestückes (Stange, Preßstück oder
ähnliches) aus einem rostfreien zweiphasigen
Ferrit-Austenit-Stahl und insbesondere aus einem rostfreien zweiphasigen
Ferrit-Austenit-Stahl, der eine überlegene Beständigkeit
gegen Salpetersäure aufweist.
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Ein rostfreier Stahl mit hohem Chromgehalt weist eine hohe
Beständigkeit in einer Salpetersäureumgebung auf. Da
interkristalline Korrosion in Abhängigkeit von der Dichte der
Salpetersäure äußerst stark sein kann, wurde bisher ein
äußerst wenig Kohlenstoff enthaltender Nb-stabilisierter
rostfreier Austenit-Stahl mit hohem Chromgehalt, z. B. 310 LC
(kohlenstoffarmer Stahl mit 25% Cr und 20% Ni) 310 LCNb
(kohlenstoffarmer Stahl mit 25% Cr, 20% Ni und 0,2% Nb)
oder ähnliche verwendet.
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Bei einem derartigen rostfreien Austenit-Stahl mit hohem
Nickelgehalt scheidet sich Chromcarbid jedoch vorzugsweise
an den Kristallkorngrenzen ab, da die Grenze der
Festkörperlöslichkeit von Kohlenstoff (C) gering ist, wodurch die
interkristalline Korrosionsbeständigkeit bei Erhitzen auf 500º-900ºC
oder unter Schmiedehitze abnimmt. Da die
Erstarrungsrißbildungsempfindlichkeit beim Schmieden hoch ist,
geht die Zuverlässigkeit des Schmiedebereiches verloren.
Andererseits enthält ein rostfreier zweiphasiger
Ferrit-Austenit-Stahl viel Cr und hat den Vorteil, eine hohe
Beständigkeit gegen Erstarrungsrißbildung beim Schmieden aufzuweisen.
Er weist jedoch den Nachteil auf, daß bei den geschmiedeten
Teilen leicht unter Einwirkung von Schmiedehitze selektive
Korrosion auftritt. Eine derartige Korrosionstendenz ist
insbesondere in einer Salpetersäureumgebung deutlich.
Herkömmliche zweiphasige Edelstähle sind daher nicht in vollem
Umfang verläßlich, wenn sie als ein salpetersäurebeständiges
Material mit geschmiedeten Bereichen verwendet Werden.
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Neue Hütte, Band 22, Nummer 5, 1977, Seiten 266-272 ist ein
Wissenschaftlicher Artikel über die Korrosionsbeständigkeit
von Ferrit-Austenit-Stählen und die Herstellung von
rostfreien Stählen. Bei dem in Absatz 1.3.1 auf Seite 269 dieses
Schriftstücks beschriebenen Verfahren wird ein Titan oder
Molybdän enthaltender Stahl zu mindestens 69% in einem
Temperaturbereich von 850-950ºC bearbeitet und dann bei
950ºC Hitze behandelt, wodurch ein Stahl mit einer Korngröße
von maximal 8 um hergestellt wird. Die Stabilität der
Ferrit-Austenit-Stähle gegen Säure wird auf Seite 268, erster
Absatz, diskutiert. Derartige Stähle sind gegen schwache
Säuren wie Ameisensäure und Citronensäure, aber nicht gegen
stärkere Säuren, wie ziemlich konzentrierte Salzsäure,
beständig.
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In DD-A-134 246 wird ein nicht stabilisierter rostfreier
Stahl mit verbesserten Korrosions-, Formungs- und
Schmiedeeigenschaften mit einem Gehalt von weniger als 0,01%
Kohlenstoff und weniger als 0,015% Stickstoff bereitgestellt.
Der Stahl wird durch eine thermomechanische Behandlung bei
mehr als 1100ºC, einer Formungstemperatur zwischen 1000ºC
und 700&sup0;C und einer abschließenden Hitzebehandlung bei 950ºC
hergestellt.
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In US-A-2 073 901 werden Gegenstände mit hoher
Korrosionsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen bereitgestellt, die
unter Bedingungen von erheblicher Beanspruchung oder
plötzlicher Belastung bei hohen Temperaturen verwendet werden
können. Die Gegenstände werden aus einer austenitischen
Eisen-Chrom-Nickel Legierung mit geringem Kohlenstoffgehalt
hergestellt, die während der Herstellung einer
Hochtemperaturbehandlung im Bereich von 900º-1350ºF (482,2º-732,2ºC)
unterworfen wird, wobei die Legierung bis herab zu
einer Endtemperatur zwischen 1650ºF und 1900ºF (898,9º-1037,8ºC)
heiß bearbeitet wird, wodurch eine feinkörnige
Struktur hergestellt wird. Dann wird der hergestellte
Gegenstand abgekühlt.
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DE-B-24 57 089 beschreibt die Verwendung von korrosions- und
hitzebeständigen austenitisch-ferritischen Chrom-Nickel-
Stickstoff Stählen, die aus 0,005-0,065% Kohlenstoff, 0,1-1,00 %
Silicium, 0,5-4% Mangan, 22,5-28,0% Chrom, 3,5-8,0 %
Nickel, 0,08-0,4% Stickstoff bestehen, wobei der Rest
Eisen ist und die einen Ferritanteil von 30-70%
aufweisen. Die Stähle werden in zwei Schritten hergestellt: in
einem ersten Formungschritt bei Temperaturen oberhalb von
1155ºC und einem zweiten Formungsschritt bei Temperaturen
unterhalb 1000º bis 800ºC.
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Die verwendeten Stähle sind gegen organische Säuren
beständig.
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AT-B-29 51 76 offenbart ein Verfahren zum Verfeinern des
Korns einer Legierung, die bei normalen Temperaturen aus
zwei Phasen besteht. Die Legierung wird in dem Zwei-Phasen-
Temperaturbereich hergestellt, während eine Phase zumindest
teilweise in der anderen Phase, der Matrixphase gelöst ist.
Während oder nach der Bildung findet Umkristallisierung der
Matrixphase und Trennung von der ersten Phase statt.
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Die Formung ist durch eine Oberflächenreduktion von
mindestens 50% charakterisiert.
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Die Formung kann gegebenenfalls bei einer Temperatur
oberhalb der Umkristallisierungstemperatur durchgeführt werden.
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Nachdem sie den Einfluß von Struktur und Spurenelementen auf
die Salpetersäurebeständigkeit von rostfreiem Stahl
untersucht hatten, haben die Erfinder einen zweiphasigen
rostfreien Stahl mit einem hohem Chromgehalt vorgeschlagen, der
die vorstehend beschriebenen Nachteile von rostfreiem
Austenit-Stahl und zweiphasigen rostfreiem Stahl behebt, der eine
überlegene Salpetersäurebeständigkeit und Schmiedbarkeit
aufweist und auch billig ist, vergleiche Japanische
Patentanmeldung Nr. 130442/1981 (Japanisches offengelegtes
Patent Nr. 3106/1983). Eine derartige Stahlart weist im
Vergleich zu herkömmlichen rostfreien zweiphasigen Ferrit-Au-
Stenit-Stählen, die im allgemeinen 23 bis 25% Cr und 4 bis
6% Ni enthalten, einen hohen Chrom- und Nickelgehalt und
gleichzeitig einen Spezifischen Nickelausgleichsweis auf.
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Außerdem wurde ein Strukturaufbau mit einer sehr hohen
Salpetersäurebeständigkeit gefunden, die gegenüber den
vorstehend genannten Materialien aus 310 LC und 310 LCNb eine
überlegene Salpetersäurebeständigkeit aufweist, obwohl sie
weniger teures Ni enthält. Die Salpetersäurebeständigkeit
wird weiter durch die Zugabe von 0,001-0,03% B und weiter
durch die Verminderung des P-Gehalts auf maximal 0,010% und
des S-Gehalts auf maximal 0,005% verbessert. (Derartige
Mengen sind unvermeidlicherweise als Verunreinigungen
enthalten.)
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Der Stahl weist die folgende Zusammensetzung (in
Gewichtsprozent) auf:
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(1) Die Eingangsstahllegierung umfaßt maximal 0,03% C,
maximal 2,0% Si, maximal 2,0% Mn, maximal 0,040% P, maximal
0,030% S, 25-35% Cr, 6-15% Ni, maximal 0,35% N,
wobei der Rest aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen
besteht und gehorcht dem folgenden Ausdruck:
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-13< Nieq-1,1·Creq + 8,2< -9
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(2) 0,001 bis 0,03% B wird zu dem vorstehend genannten
Stahl gegeben.
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(3) Die P- und S-Gehalte in dem vorstehend genannten Stahl
(1) und (2) werden unabhängig voneinander oder gleichzeitig
jeweils auf maximal 0,010% bzw. maximal 0,005% vermindert.
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Die überlegene Beständigkeit des Stahls gegen Salpetersäure
beruht hauptsächlich auf seiner Zusammensetzung und auch auf
einer Feinstruktur aus Ferrit und Austenit, die für den
zweiphasigen rostfreien Stahl eigentümlich sind. Das
bedeutet, daß die überlegene Beständigkeit gegen Salpetersäure
auf einer überlegenen interkristallinen
Korrosionsbeständigkeit beruht, und es ist allgemein bekannt, daß die
interkristalline Korrosionsbeständigkeit von der
Kristallkorngröße abhängt. Je kleiner die Kristallkorngröße ist,
desto besser wird die Korrosionsbeständigkeit. So steht die
überlegene interkristalline Korrosionsbeständigkeit des
Stahls in engem Zusammenhang mit der Feinstruktur, die ein
Merkmal des zweiphasigen rostfreien Stahls ist. Ursprünglich
wird die Kristallkorngröße des zweiphasigen rostfreien
Stahls in großem Umfang durch die Art ihrer Herstellung
beeinflußt. Je größer der Verschmiedungsgrad ist, desto
kleiner wird die Korngröße. Wenn der Stahl jedoch auf hohe
Temperaturen von 1250ºC oder darüber zum Heißbearbeiten erhitzt
wird, nähert sich die Struktur einer einphasigen Struktur
des Ferrits an, wodurch die Kristallkörner übermäßig grob
werden.
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Im Hinblick auf derartige Eigenschaften des zweiphasigen
rostfreien Stahls ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden
Erfindung eine Platte oder ein Schmiedestück aus rostfreien
zweiphasigem Ferrit-Austenit-Stahl herzustellen, der
insbesondere eine überlegene Beständigkeit gegen Salpetersäure
aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch den unerwarteten Befund gelöst, daß
die Salpetersäurebeständigkeit und insbesondere die
interkristalline Korrosionsbeständigkeit dadurch weiter
verbessert werden kann, daß die Kristallkorngröße des Produkts
durch Heißbearbeiten eines zweiphasigen rostfreien Stahls
mit der vorstehend genannten Zusammensetzung auf maximal
0,015 mm eingestellt wird.
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In den beigefügten Zeichnungen zeigt
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Fig. 1 die Beziehung zwischen der interkristallinen
Korrosionstiefe und der durchschnittlichen Kristallkorngröße der
Produktplatte und Herstellungsbedingungen des Produkts,
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Fig. 2 die Beziehung zwischen der Heiztemperatur und dem γ-
Gehalt (Austenitphase),
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Fig. 3 die Beziehung zwischen dem Verschmiedungsgrad und der
Kristallkorngröße.
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Im Hinblick auf die Eigenschaften des zweiphasigen
rostfreien Stahls wurde gefunden, daß die Beständigkeit gegen
Salpetersäure und insbesondere die interkristalline
Korrosionsbeständigkeit durch Einstellen der Kristallkorngröße
eines Produkts auf maximal 0,015 mm verbessert werden kann.
Gemäß der Erfindung wird die nachstehende Heißbearbeitung
auf den zweiphasigen rostfreien Stahl angewendet.
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Bei der Herstellung einer Platte oder eines Schmiedestücks
aus rostfreiem Ferrit-Austenit-Stahl, der maximal 0,03% C,
maximal 2,0% Si, maximal 2,0% Mn, 25 bis 35% Cr, 6 bis 15
% Ni, maximal 0,35% N enthält, wobeiß der Rest aus Fe und
unvermeidlichen Verunreinigungen mit oder ohne 0,001 bis
0,030% B besteht und einen Nickelausgleichsweis aufweist,
der auf -13 bis -19 eingestellt ist, wird die
interkristalline Korrosionsbeständigkeit in einer Salpetersäureumgebung
verbessert. So wird die Beständigkeit gegen Salpetersäure
dadurch verbessert, daß die Heiztemperatur des Blocks bei
der Heißbearbeitung auf mindestens 900ºC und maximal 1200
C,
ferner der Verschmiedungsgrad während der Heißbearbeitung
auf mindestens 5 und der Grad der Bearbeitung pro
Heißbearbeitungsschritt auf mindestens 50% eingestellt wird und der
Heißbearbeitungsschritt zweimal oder öfter wiederholt wird,
wodurch die durchschnittliche Kristallkorngröße des Produkts
auf den vorstehend erwähnten Wert von maximal 0,015 mm
gehalten wird. "Verschmiedungsgrad" bedeutet hier das gesamte
Bearbeitungsverhältnis des Materials (Block), ausgedrückt
als Blockquerschnittsfäche/Produktquerschnittsfläche.
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Es wurde gefunden, daß ein Stahl, der mehr Cr und Ni enthält
als ein herkömmlicher rostfreier zweiphasiger
Ferrit-Austenit-Stahl, der im allgemeinen 23-25% Cr und 4-6% Ni
enthält und der gleichzeitig einen spezifischen
Nickelausgleichswert aufweist, eine verbesserte Beständigkeit gegen
Salpetersäure aufweist, selbst wenn er mit den Stählen 310
LC und 310 LCNb verglichen wird, die mehr teures Nickel
enthalten. Die Beständigkeit gegen Salpetersäure wird weiter je
nach Anforderung dadurch verbessert, daß B zugegeben wird
und daß die Menge der als unvermeidliche Verunreinigungen
enthaltenen Elemente P auf maximal 0,010% und S auf maximal
0,005% vermindert wird. Bei der Herstellung einer Platte
und eines Schmiedestücks aus dem rostfreien zweiphasigen
Ferrit-Austenit-Stahl mit der vorstehend erwähnten
Zusammensetzung wird so ein Stahlmaterial mit einer bemerkenswert
überlegenen Beständigkeit gegen Salpetersäure durch
Einstellung der Heiztemperatur und des Verschmiedungsgrades im
vorstehend beschriebenen Verfahren der Heißbearbeitung
erhalten.
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Die Gründe für die Begrenzung der Mengen der individuellen
Komponenten des Stahls werden im folgenden dargelegt.
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C: C ist ein wirksames Element zur Erzeugung von Austenit.
Da es jedoch Carbid erzeugt, das die interkristalline
Korrosionsanfälligkeit erhöht, sollte es in einer möglichst
geringen Menge eingesetzt werden. Im Hinblick auf die
Leichtigkeit der Herstellung beträgt die obere Grenze 0,03 %.
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Si und Mn: Si und Mn sind Elemente, die als
Deoxidationsmittel während des Verfahrens der Stahlherstellung benutzt
werden. Si und Mn müssen normalerweise in einer Menge von
maximal 2,0% hinzugegeben werden, um die industrielle
Herstellung zu erleichtern. Die Menge von jedem dieser Elemente ist
daher auf maximal 2,0% begrenzt.
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Cr: Cr ist ein ferriterzeugendes Element und ist nicht nur
für die Erzeugung einer zweiphasigen Struktur aus Austenit
und Ferrit wichtig, sondern auch für die Erhöhung der
Korrosionsbeständigkeit und insbesondere der Beständigkeit gegen
Salpetersäure. Es muß deshalb in einer Menge von mindestens
25% hinzugegeben werden, um eine befriedigende
Beständigkeit gegen Salpetersäure zu gewährleisten. Die Beständigkeit
gegen Salpetersäure erhöht sich mit zunehmendem Chromgehalt
unter geeigneter struktureller Ausgewogenheit, wenn sie
jedoch 35% überschreitet, nimmt die Bearbeitbarkeit ab und
die Herstellung des Stahlmaterials und die Herstellung von
Ausrüstungsgegenständen wird schwierig. Da die praktische
Anwendbarkeit verloren geht, wird die Obergrenze auf 35 %
festgesetzt.
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Ni: Ni ist ein austeniterzeugendes Element und ist zusammen
mit Cr für die Erzeugung einer zweiphasigen Struktur
wichtig, und es ist außerdem ein sehr wichtiges Element für die
Verringerung der aktiven Auflösungsgeschwindigkeit
einschließlich der allgemeinen Korrosion. Es muß deshalb in
einer Menge von 6% bis 15% hinzugegeben werden, um eine
bevorzugte strukturelle Ausgewogenheit von Ferrit-Austenit
entsprechend dem Gehalt von Cr, das das
hauptferriterzeugende Element ist, zu erhalten.
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N: N ist ein wirkungsvolles austeniterzeugendes Element wie
C und Ni, und es ist außerdem für die Zunahme der
Korrosionsbeständigkeit, wie Lochfraßbeständigkeit, wirksam.
Wenn jedoch der Stickstoffgehalt 0,35% überschreitet, kann
während des Stahlherstellungsverfahrens eine Gasblase in dem
Block entstehen und sich die Heißbearbeitbarkeit
verschlechtern. Deshalb ist der Stickstoffgehalt auf maximal
0,35% begrenzt.
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Es ist in dieser Erfindung sinnlos, diese Elemente
unabhängig voneinander zu spezifizieren, und es wird nur unter
einer optimalen Kombination ein ausgezeichneter Effekt
erzielbar sein. Es ist deshalb notwendig, den Bereich einer
jeden Komponente so zu begrenzen, daß die folgende Gleichung
erfüllt wird:
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-13< Ni-Ausgleichswert< -9
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wobei Ni-Ausgleichswert = Niq-1,1·Creq + 8,2;
Nieq = Ni% +
0,5·Mn% + 30·(C + N) %;
Creq = Cr% + 1,5·Si %.
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Wenn der Nickelausgleichswert unterhalb von -13 liegt, wird
die selektive Korrosion zwischen den Strukturen groß. Unter
derartigen Bedingungen kann nicht nur die Beständigkeit
gegen Salpetersäure nicht verbessern werden, selbst wenn der
Chromgehalt erhöht wird, sondern es wird auch der
Nickelausgleichswert in eine Richtung verschoben, die für die
Korrosionsbeständigkeit nachteiliger ist, wodurch die Korrosion
beschleunigt wird. Wenn der Nickelausgleichswert
andererseits größer als -9 ist, resultiert wegen der vermehrten
Zugabe von teurem Nickel nicht nur ein ökonomischer
Nachteil, sondern es wird auch die Heißbearbeitbarkeit behindert
und die Korrosionsbeständigkeit nimmt ab. Der
Nickelausgleichswert wird deshalb auf -13 bis -9 begrenzt.
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B: Die Beständigkeit gegen Salpetersäure wird bemerkenswert
erhöht, wenn B in einer Menge von mindestens 0,001%
zugegeben wird. Die Bearbeitbarkeit und die Schmiedbarkeit wird
jedoch abnehmen, wenn sie 0,03 % überschreitet, und die
Menge ist deshalb auf 0,001 bis 0,03% beschränkt.
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P und S: Die Menge der Verunreinigungselemente P und S
sollte vorzugsweise so niedrig wie möglich gehalten werden.
Wie aus den japanischen industriellen Standards ersichtlich
ist, ist normalerweise eine Menge von maximal 0,040% P und
maximal 0,030 % S zulässig. Wenn P jedoch auf maximal
0,010% und S auf maximal 0,005% beschränkt ist, wird die
Wirkung der Verbesserung der Beständigkeit gegen
Salpetersäure erhöht.
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Eine zur Verringerung der Menge von P und S äquivalente
Wirkung wird durch Zugabe von Seltenen Erdelementen (SE) wie
La, Ce usw. in einer kleinen Menge, z. B. in einer Menge von
etwa 0,02 %, erreicht.
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Im folgenden wird der Grund beschrieben, warum die
Heiztemperatur und der Verschmiedungsgrad in dem
Herstellungsverfahren dieser Erfindung wie vorstehend
beschrieben eingestellt wird.
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Im Fall eines zweiphasigen rostfreien Stahls nimmt die Menge
der Austenitphase ab und kommt einer einphasigen Ferrit-
Struktur nahe, wenn die Heiztemperatur auf mindestens 1100ºC
erhöht wird. Der vorstehend genannte Stahl wird bei etwa
1350ºC in eine Ferritstruktur umgewandelt. Bei zweiphasigen
Ferrit-Austenit-Strukturen wird das Wachstum der
Ferritkristallkörner durch Austenitkristallkörner unterdrückt. Wenn
jedoch der Volumenanteil des Austenits abnimmt, ist eine
Folge der Unterdrückung die Vergröberung der Kristallkörner
und somit werden gleichzeitig auch die
Austenitkristallkörner gröber. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, die die Beziehung
zwischen der Heiztemperatur und dem γ-Gehalt (Austenitphase)
darstellt, nimmt der γ-Gehalt bei 1200ºC oder darüber abrupt
ab. Die Tendenz zur Vergröberung nimmt drastisch zu und
deshalb wird die Obergrenze der Heiztemperatur in der
vorliegenden Erfindung auf 1200ºC festgelegt. Andererseits kommen
bei einem zweiphasigen rostfreien Stahl leicht Risse vor,
wenn die Heißbearbeitung bei 900ºC oder darunter
durchgeführt wird, wodurch die Produktausbeute abnimmt. Deshalb
sollte die Heiztemperatur so hoch wie möglich sein.
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Außerdem ist es bei dem Heißbearbeitungsverfahren schwierig,
feine Kristalle zu erhalten, wenn der Bearbeitungsgrad klein
ist, selbst wenn die Heiztemperatur auf 1200ºC oder darunter
gehalten wird. Insbesondere hat eine Heißbearbeitung mit
einer Verformung von einigen% bis 10% keine Wirkung, sondern
übt eine Triebkraft zum Kristallwachstum der Körner aus und
fördert so die Vergröberung. Deshalb ist ein höherer
Heißbearbeitungsgrad insoweit notwendig, als mit einem geringen
Heißbearbeitungsgrad das Heißbearbeitungsverfahren
wiederholt werden muß, um den erforderlichen Verschmiedungsgrad zu
erreichen. Dieses kann eine Vergröberung der Kristallkörner
zur Folge haben. Auf der anderen Seite ist es schwierig, in
einem einzigen Bearbeitungsschritt sofort einen
Verschmiedungsgrad von mindestens 5 zu erreichen. Es müssen daher
mehr als ein Heißbearbeitungsschritt durchgeführt werden. In
dem Fall ist es bevorzugt, daß der Bearbeitungsgrad pro
Heißbearbeitungsschritt mindestens 50% beträgt. Wie in den
später beschriebenen Beispielen offensichtlich, wird durch
einen Versuch im Produktionsmaßstab gezeigt, daß es einen
Fall geben kann, bei dem die gewünschte durchschnittliche
Kristallkorngröße nicht durch einen Bearbeitungsgrad von
weniger als 50 %, z. B. 40 %, erreichbar ist.
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Im allgemeinen ist die Struktur des Blockes im Vergleich zu
Schmiedematerial grob und feine Kristalle werden durch die
Wiederholung von Bearbeitung und Umkristallisierung
hergestellt. Es ist nun gefunden worden, daß eine
durchschnittliche Kristallkorngröße von mindestens 0,015 mm, wie
vorstehend beschrieben, die interkristalline Korrosionstiefe
auf maximal 0,010 mm minimieren kann, was auf eine
überlegene Beständigkeit gegen Salpetersäure hindeutet (Fig.
1). Wie weiter aus Fig. 3, die die Beziehung zwischen dem
Verschmiedungsgrad und der Kristallkorngröße zeigt,
offensichtlich, ist es notwendig, den Verschmiedungsgrad von
Block/Produkt auf einem Wert von mindestens 5 zu halten, um
eine durchschnittliche Kristallgröße von maximal 0,015 mm zu
erreichen.
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Die Erfindung wird nun mit einem Beispiel weiter erläutert.
BEISPIEL
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Tabelle 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Beispiel, das
erfindungsgemäße Stähle und die Vergleichsstähle SUS 329 J1-Stahl
und einen extrem kohlenstoffarmen 310 Stahl (310 ELC)
beschreibt.
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Unter den Bearbeitungsbedingungen, die in Tabelle 1
angegeben sind, wurde ein 1-Tonnen Block von jedem der vorstehend
genannten Stähle (2 Arten von Stählen der vorliegenden
Erfindung und SUS 329 J1, 310 ELC) zweimal bei jedem
Verschmiedungsgrad erhitzt und heiß gewalzt (Probe Nr. 8 wurde
dreimal erhitzt), dann zum Ausglühen in fester Lösung auf
1050ºC erhitzt und mit Wasser abgekühlt. Korrosionsproben
mit den Ausmaßen 3·20·30 mm (allgemeines Schleifmittel #
03) wurden fünfmal einem 48-stündigen Kochtest in 65% HNO&sub3;
+ 100 ppm Cr&sup6;&spplus; unterworfen. Die interkristalline
Korrosionsanfälligkeit in Salpetersäureumgebung wurde nach der
interkristallinen Korrosionstiefe bewertet.
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Fig. 1 zeigt das Versuchsergebnis der Proben Nr. 1-4. Wie
aus Fig. 1 ersichtlich, sind die interkristalline
Korrosionstiefe und die Kristallkorngröße miteinander korreliert.
Eine durchschnittliche Korngröße von weniger als 0,015 mm
minimiert die interkristalline Korrosionstiefe zu einer
überlegenen Beständigkeit gegen Salpetersäure. Wie weiter in
Tabelle l gezeigt, kann die Korrosionsbeständigkeit selbst
bei einem Verschmiedungsgrad von 7 oder mehr nicht in
befriedigender Weise verbessert werden, wenn die
Heißbearbeitung bei einer Temperatur von 1250ºC oder darüber
durchgeführt wird. Heißbearbeitung muß daher bei maximal 1200ºC
durchgeführt werden. Die Erhöhung der interkristallinen
Korrosionsbeständigkeit ist auch schwierig wenn die
Heißbearbeitung bei einer Temperatur von maximal 1200ºC durchgeführt
wird, wenn der Verschmiedungsgrad 3 beträgt. Außerdem ist
die Erzeugung von feinen Kristallkörnern zum Erhalt einer
ausreichenden Korrosionsbeständigkeit ungenügend, selbst
wenn die Heißbearbeitung bei 1200ºC durchgeführt wird und
der Verschmiedungsgrad 5 beträgt, wenn der Bearbeitungsgrad
in jedem Heizschritt unter 40% liegt. Weiter kann die
interkristalline Korrosionsbeständigkeit bei SUS 329 J1 und
310 ELC bei Verwendung des erfindungsgemäßen
Arbeitsverfahrens nicht verbessert werden.
Tabelle 1
Beispiel Nr. Verfahren Chemische Komponente % Andere Ni-Ausgleich Erfindung Vergleichsbeispiel * Bearbeitungsgrad bei jedem Heizschritt ** Block-Querschnittsfläche/Endprodukt-Querschnittsfläche
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Bearbeitungsbedingungen Beispiel Nr. Verfahren Heiztemperatur Verschmiedungsgrad Bearbeitungsverhältnis % Durchschnittl. Kristallkorngröße, mm Interkristalline Korrosionstiefe, mm Bemerkungen Erfindung Vergleichsbeispiel (dreimal erhitzt) Stahl mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung Vergleichsstahl