DE3486117T2 - Verfahren zur herstellung von platten oder schmiedestuecken aus nichtrostendem stahl mit ferritisch-austenitischem zweiphasengefuege. - Google Patents

Verfahren zur herstellung von platten oder schmiedestuecken aus nichtrostendem stahl mit ferritisch-austenitischem zweiphasengefuege.

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DE3486117T2 DE8484110385T DE3486117T DE3486117T2 DE 3486117 T2 DE3486117 T2 DE 3486117T2 DE 8484110385 T DE8484110385 T DE 8484110385T DE 3486117 T DE3486117 T DE 3486117T DE 3486117 T2 DE3486117 T2 DE 3486117T2
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Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die verwendeten Stähle sind gegen organische Säuren beständig.
  • 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.
  • Die Formung ist durch eine Oberflächenreduktion von mindestens 50% charakterisiert.
  • Die Formung kann gegebenenfalls bei einer Temperatur oberhalb der Umkristallisierungstemperatur durchgeführt werden.
  • 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.
  • 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.)
  • Der Stahl weist die folgende Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) auf:
  • (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:
  • -13< Nieq-1,1·Creq + 8,2< -9
  • (2) 0,001 bis 0,03% B wird zu dem vorstehend genannten Stahl gegeben.
  • (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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • In den beigefügten Zeichnungen zeigt
  • Fig. 1 die Beziehung zwischen der interkristallinen Korrosionstiefe und der durchschnittlichen Kristallkorngröße der Produktplatte und Herstellungsbedingungen des Produkts,
  • Fig. 2 die Beziehung zwischen der Heiztemperatur und dem &gamma;- Gehalt (Austenitphase),
  • Fig. 3 die Beziehung zwischen dem Verschmiedungsgrad und der Kristallkorngröße.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Gründe für die Begrenzung der Mengen der individuellen Komponenten des Stahls werden im folgenden dargelegt.
  • 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 %.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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:
  • -13< Ni-Ausgleichswert< -9
  • wobei Ni-Ausgleichswert = Niq-1,1·Creq + 8,2; Nieq = Ni% + 0,5·Mn% + 30·(C + N) %; Creq = Cr% + 1,5·Si %.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Im folgenden wird der Grund beschrieben, warum die Heiztemperatur und der Verschmiedungsgrad in dem Herstellungsverfahren dieser Erfindung wie vorstehend beschrieben eingestellt wird.
  • 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 &gamma;-Gehalt (Austenitphase) darstellt, nimmt der &gamma;-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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung wird nun mit einem Beispiel weiter erläutert.
  • BEISPIEL
  • 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.
  • 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.
  • 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

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung einer Platte oder eines Schmiedestücks aus rostfreien zweiphasigem Ferrit-Austenit-Stahl mit überlegener Beständigkeit gegen Salpetersäure, wobei die Stahllegierung maximal 0,03% C, maximal 2,0% Si, maximal 2,0% Mn, 25-35% Cr, 6-15% Ni, maximal 0,35% N, gegebenenfalls 0,001-0,03% B, gegebenenfalls Seltene Erdmetalle in einer geringen Menge von etwa 0,02 % enthält, der Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen ist, und die folgende Gleichung erfüllt:
-13< Nieq-1,1 Creq + 8,2< -9, wobei Nieq = Ni% + 0,5 Mn% + 30 x< C + N)% und Creq = Cr% + 1,5 Si%, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Kristallkorngröße dadurch bei einem Wert von maximal 0,015 mm gehalten wird, daß die Heiztemperatur des Blocks auf mindestens 900ºC und maximal 1200ºC und der Verschmiedungsgrad durch Heißbearbeitung auf einem Wert von mindestens 5 gehalten wird, der Bearbeitungsgrad pro Heißbearbeitungsschritt auf mindestens 50% eingestellt wird und der Heißbearbeitungsschritt zweimal oder öfter wiederholt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der unvermeindlichen Verunreinigungen an P und S unabhängig voneinander oder gleichzeitig auf maximal 0,010% P und maximal 0,005% S eingestellt wird.
DE8484110385T 1983-09-01 1984-08-31 Verfahren zur herstellung von platten oder schmiedestuecken aus nichtrostendem stahl mit ferritisch-austenitischem zweiphasengefuege. Expired - Fee Related DE3486117T2 (de)

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