DE60205269T2 - FERRITIC STAINLESS STEEL AND ITS USE IN MANUFACTURING HIGH-TEMPERATURE-RESISTANT PRODUCTS - Google Patents

FERRITIC STAINLESS STEEL AND ITS USE IN MANUFACTURING HIGH-TEMPERATURE-RESISTANT PRODUCTS Download PDF

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Abstract

Ferritic stainless steel, comprising the following Chemical elements expressed in percentage by weight: -Cr 14.0-20.0 -Al 0.50-1.50 -Zr 0.10-0.50 -Si 0.30-1.50 -Ti 0.10-0.35 -Nb 0.25-0.55 -C<0.035 -N<0.035 provided that the content of Ti, Nb, C and N satisfy the following relation: %Ti+%Nb/1.94>9 (%C+%N) and substantially iron q. s. to 100. This steel may also comprise Yttrium and/or rare earth elements in a percentage by weight comprised in the range 0.10-0.30. The invention also encompasses products manufacturable with the steel of the invention, in particular vehicle exhaust manifold systems. Figure (I) shows a cyclic oxidation test carried out at 1000° C. on samples having the composition of an embodiment of the steel according to the invention.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der ferritischen rostfreien Stähle, welche zur Herstellung von hochtemperaturbeständigen Produkten verwendet werden können.The The present invention relates to the field of ferritic stainless steels, which is used for the production of high temperature resistant products can be.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen ferritischen rostfreien Stahl zu schaffen, welcher aufgrund seiner Zusammensetzung und aufgrund geeigneter thermomechanischer Behandlungen zur Herstellung von Produkten verwendet werden kann, welche hohe Leistungswerte bei hohen Temperaturen zeigen, und welcher insbesondere zur Herstellung von Fahrzeugabgasanlagen verwendet werden kann.The The object of the present invention is to provide a ferritic to create stainless steel, which due to its composition and due to suitable thermomechanical treatments for production can be used by products which provide high performance levels show high temperatures, and which in particular for the production Can be used by vehicle exhaust systems.

Bei der Herstellung von Fahrzeugabgasanlagenkomponenten werden die ferritischen rostfreien Stähle aufgrund ihres geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten gegenüber austenitischen rostfreien Stählen bevorzugt. Bei der Erschließung des betreffenden Technologiefeldes werden ferritische rostfreie Stähle zur Herstellung von Fahrzeugabgasanlagenkomponenten verwendet, welche bei Temperaturen bis 750°C betrieben werden. Zur Herstellung eines Abgasrohres, welches Temperaturen höher als 800°C ausgesetzt ist, wurde lange Zeit Gusseisen gegenüber ferritischen rostfreien Stählen bevorzugt. Jedoch erwies sich die Anwendung dieses früheren Werkstoffes als nicht zufriedenstellend, wegen des Auftretens von Nachteilen bezogen auf eine Gewichtszunahme, einen dadurch verursachten Kraftstoffverbrauch, und bezogen auf Konstruktionsprobleme wegen der großen Dicke der auf diese Weise hergestellten Komponenten.at The production of vehicle exhaust system components will be the ferritic stainless steels due to their lower thermal expansion coefficient across from austenitic stainless steels prefers. In the development of the technology field in question will be ferritic stainless steel steels used for the production of vehicle exhaust system components, which at temperatures up to 750 ° C operate. For the production of an exhaust pipe, which temperatures higher than 800 ° C exposed was, for a long time cast iron compared to ferritic stainless toughen prefers. However, the application of this earlier material proved as unsatisfactory, due to the appearance of disadvantages based on an increase in weight, thereby causing fuel consumption, and related to design problems because of the large thickness the components produced in this way.

Bestrebungen, Gusseisen für diese bestimmte Anwendung durch ferritische rostfreie Stähle zu ersetzen, erbrachten bei der Gewichtsreduzierung des Produktes brauchbare Ergebnisse. Jedoch sind bis heute die Einschränkungen aufgrund der ungenügenden Leistungswerte der weiterentwickelten Werkstoffe, angesichts einer Belastung durch Hochtemperaturabgase und einer Belastung durch wiederholte Wärmeschocks unter Oxidationsbedingungen, insbesondere mit Bezug auf das Abplatzen, nicht bewältigt.efforts Cast iron for replace this particular application with ferritic stainless steels provided useful in reducing the weight of the product Results. However, to this day the limitations are due to insufficient performance of advanced materials, in the face of a burden by High-temperature exhaust gases and repeated heat shocks under oxidation conditions, in particular with regard to spalling, not mastered.

Deshalb gibt es auf diesem speziellen Gebiet eine Nachfrage nach einem ferritischen rostfreien Stahl, welcher zur Herstellung von Rohren geeignet ist, und Leistungswerte frei von den Nachteilen der bisher verwendeten Werkstoffe aufweist.Therefore there is a demand for a ferritic in this particular area stainless steel, which is suitable for the production of pipes, and performance values free from the disadvantages of the previously used Has materials.

Tatsächlich besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen ferritischen rostfreien Stahl zu schaffen, welcher die nachfolgenden chemischen Elemente ausgedrückt in Gewichtsprozent umfasst:

  • – Cr 14,0–20,0;
  • – Al 0,50–1,50;
  • – Zr 1,10–0,50;
  • – Si 0,30–1,50;
  • – Ti 0,10–0,35;
  • – Nb 0,25–0,55;
  • – C < 0,035;
  • – N < 0,035;
unter der Vorraussetzung, dass die Anteile an Ti, Nb, C und N die nachfolgende Beziehung erfüllen: %Ti + %Nb/1,94 > 9 (%C + %N),und mit optionalen Komponenten, wie unten genannt, und einen Restbetrag an Eisen und an Verunreinigungen.In fact, the object of the present invention is to provide a ferritic stainless steel comprising the following chemical elements expressed in weight percent:
  • Cr 14.0-20.0;
  • Al 0.50-1.50;
  • Zr 1.10-0.50;
  • Si 0.30-1.50;
  • Ti 0.10-0.35;
  • Nb 0.25-0.55;
  • - C <0.035;
  • - N <0.035;
provided that the proportions of Ti, Nb, C and N satisfy the relationship: % Ti +% Nb / 1.94> 9 (% C +% N), and with optional components, as mentioned below, and a residual amount of iron and impurities.

Der erfindungsgemäße ferritische rostfreie Stahl kann außerdem Yttrium und/oder Seltenerdmetallelemente in einem Gewichtsprozentanteil umfassen, welcher sich in einem Bereich von 0,1–0,3 bewegt.Of the Ferritic according to the invention stainless steel can as well Yttrium and / or rare earth elements in a weight percentage which moves in a range of 0.1-0.3.

Weiter umfasst die vorliegende Erfindung Bandstähle oder Stahlbleche, welche aus einem erfindungsgemäßen Stahl gefertigt sind, und welche schweißbar, verformbar und hoch widerstandsfähig gegenüber Oxidation und Kriechen sind.Further For example, the present invention includes strip steels or steel sheets which from a steel according to the invention are made, and which are weldable, deformable and highly resistant to oxidation and creeping are.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen von Bandstählen oder Stahlblechen zu schaffen, wobei der erfindungsgemäße Stahl nachfolgenden Behandlungsschritten unterzogen wird:

  • – Heiß- und/oder Kaltwalzen;
  • – Spannungsfreiglühen nach Heiß- und/oder Kaltwalzen bei einer Temperatur, welche von 900°C bis 1200°C reicht, und für Zeiträume, welche kürzer als 3600 Sekunden sind;
  • – Optionales Beizen nach Heiß- und/oder Kaltwalzen.
A further object of the present invention is to provide a method for producing strip steel or steel sheets, wherein the steel according to the invention is subjected to the following treatment steps:
  • - hot and / or cold rolling;
  • Tension annealing after hot and / or cold rolling at a temperature ranging from 900 ° C to 1200 ° C and for periods shorter than 3600 seconds;
  • - Optional pickling after hot and / or cold rolling.

Die vorliegende Erfindung umfasst die Verwendung des erfindungsgemäßen ferritischen rostfreien Stahls zur Herstellung von Produkten in Form eines flachen Blockes, eines Bandstahles, eines Barren, eines Gussteiles, eines Schmiedestückes oder eines Halbzeuges, sowie flache Blöcke, Bandstähle, Barren, Gussteile, Schmiedestücke und Halbzeuge, welche daraus gefertigt sind.The The present invention includes the use of the ferritic invention stainless steel for the production of products in the form of a flat Blockes, a steel strip, a billet, a casting, one forging or semi-finished products, as well as flat blocks, strip steels, ingots, castings, forgings and Semi-finished products, which are made of it.

Weiter bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung eines erfindungsgemäßen Bandstahls oder Stahlblechs zur Produktion von Rohren oder von Produkten, welche von einem Rohr abgeleitet werden können.Further The present invention relates to the use of a Strip steel according to the invention or steel sheet for the production of pipes or of products which can be derived from a pipe.

Die auf diese Weise hergestellten Rohre können schweißnahtlose Rohre sein, oder geschweißte Rohre, und zwar gleichmäßig in Längsrichtung geschweißte Rohre. Die Rohre und die von Rohren ableitbaren Produkte, welche aus den genannten Bandstählen oder Stahlblechen hergestellt sind, gehören auch zur Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung.The pipes produced in this way may be weld-free pipes, or ge Welded tubes, evenly welded longitudinally tubes. The tubes and pipes derived products, which are made of said strip steel or steel sheets, are also part of the task of the present invention.

Schließlich bezieht sich die Erfindung auch auf Hochtemperaturabgasanlagenkomponenten, insbesondere auf Fahrzeugabgasrohre.Finally, refers the invention also relates to high temperature exhaust system components, in particular on vehicle exhaust pipes.

Bei hohen Temperaturen zeigt der erfindungsgemäße ferritische rostfreie Stahl die gewünschten Kennzeichen, insbesondere eine Widerstandsfähigkeit gegenüber der zyklischen Heißoxidation, und zwar aufgrund einer angemessenen Synergie von chemischen Elementen wie Chrom, Aluminium, Zirkonium, Silikon, Titan, Niob, Kohlenstoff, Stickstoff und optional Yttrium und/oder Seltenerdmetallelemente. Diese bei hohen Temperaturen gewünschten Kennzeichen werden verstärkt, durch Heiß- und/oder Kaltwalzen und durch ein anschließendes Spannungsfreiglühen der Stahlbleche und/oder der Bandstähle, welche auf diese Weise hergestellt werden, wobei währenddessen eine Zirkoncarbonitrid-Gefügeausscheidung auftritt, und wobei optional eine Beizbehandlung nachfolgt.at high temperatures shows the inventive ferritic stainless steel the desired Characteristics, in particular a resistance to the cyclic hot oxidation, because of an appropriate synergy of chemical elements such as chromium, aluminum, zirconium, silicon, titanium, niobium, carbon, nitrogen and optionally yttrium and / or rare earth metal elements. This at high temperatures desired License plates are reinforced, by hot and / or cold rolling and then by stress relieving the Steel sheets and / or strip steel, which are made in this way, meanwhile a zirconium carbonitride microstructure excretion occurs, and optionally followed by a pickling treatment.

Die Erfinder schätzen die funktionalen Beiträge der chemischen Hauptelemente, welche die erfindungsgemäße Legierung bilden, wie folgt ein:
Chrom erhöht in den angegebenen Gewichtsprozentanteilen die Widerstandsfähigkeit gegenüber Oxidation deutlich, ohne die Bildung von spröden Phasen zu begünstigen.
Silikon und Aluminium stabilisieren die ferritische Matrix und sind für die Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegenüber der Heißoxidation verantwortlich. Eine Verwendung dieser Elemente oberhalb der dargelegten oberen Grenzwerte wirkt sich nachteilig auf die Stahlqualität aus, hinsichtlich der Bildung von intermetallischen Phasen und hinsichtlich von erhöhten Herstellungsproblemen.
Zirkon bildet stabile Carbonitride, deren Anwesenheit die mikrostrukturelle Entwicklung während des Spannungsfreiglühens der kalt gewalzten Teile beeinflusst.
Titan und Niob bilden stabile Carbide und Nitride, und verhindern die Gefügeausscheidung von Chromnitriden und Chromcarbiden an den Korngrenzen, und verhindern die dadurch verursachte Entchromung (Sensibilisierung) der Matrix in der unmittelbaren Umgebung der Korngrenzen, und begünstigen weiter die Bildung einer vollkommen ferritischen Struktur bei allen Temperaturen, indem sie die gelösten Kohlenstoff- und Stickstoffmengen reduzieren.
Yttrium und/oder Seltenerdmetallelemente erhöhen die Widerstandsfähigkeit gegenüber Heißoxidation angesichts von thermischen und mechanischen Schocks aufgrund einer erhöhten Adhäsion des Oxids auf dem Metallsubstrat.
The inventors estimate the functional contributions of the main chemical elements constituting the alloy of the present invention as follows:
Chromium significantly increases its resistance to oxidation in the weight percentages given without promoting the formation of brittle phases.
Silicone and aluminum stabilize the ferritic matrix and are responsible for increasing the resistance to hot oxidation. Use of these elements above the upper limits set has a detrimental effect on steel quality, intermetallic phase formation, and increased manufacturing problems.
Zirconium forms stable carbonitrides, the presence of which affects the microstructural evolution during stress relief annealing of the cold rolled parts.
Titanium and niobium form stable carbides and nitrides, and prevent the microstructural precipitation of chromium nitrides and chromium carbides at the grain boundaries, and prevent the resulting dechroming (sensitization) of the matrix in the immediate vicinity of the grain boundaries, and further favor the formation of a fully ferritic structure at all Temperatures by reducing the amount of carbon and nitrogen dissolved.
Yttrium and / or rare earth metal elements increase the resistance to hot oxidation in view of thermal and mechanical shocks due to increased adhesion of the oxide to the metal substrate.

Bis hierher wurde die vorliegende Erfindung allgemein beschrieben. Mit Unterstützung der Abbildungen und der Beispiele wird nachfolgend eine detailliertere Beschreibung von bestimmten Ausführungsformen der Erfindung vorgenommen, mit dem Ziel, die Aufgaben, die Kennzeichen, die Vorteile und die Anwendungsarten der Erfindung deutlich zu machen.To Herein, the present invention has been generally described. With support The illustrations and examples below are more detailed Description of specific embodiments of the invention, with the aim of carrying out the tasks, the marks, to make clear the advantages and the modes of application of the invention.

1 zeigt eine Gewichtsvariation pro Oberflächeneinheit, welche an Proben aus austenitischen und aus ferritischen Stählen vorgenommen wurde, um einen Stahl gemäß dem Stand der Technik zu identifizieren, welcher die besten Eigenschaften hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegenüber einer zyklischen Heißoxidation nachweisen kann, indem zu diesem Zweck ein zyklischer Oxidationstest entsprechend einer Zyklenanzahl bei einer Temperatur von 1000°C ausgeführt wird. 1 Figure 1 shows a weight variation per unit surface area made on austenitic and ferritic steel samples to identify a prior art steel which can demonstrate the best characteristics of cyclic hot oxidation resistance by, for this purpose, a cyclic oxidation test is performed according to a number of cycles at a temperature of 1000 ° C.

2 zeigt eine Gewichtsvariation pro Oberflächeneinheit bei einer AISI 441 Stahlprobe mit einer Zusammensetzung gemäß dem Stand der Technik, welche als fähig identifiziert wurde, die besten Eigenschaften hinsichtlich einer zyklischen Heißoxidation nachzuweisen, indem zu diesem Zweck ein zyklischer Oxidationstest entsprechend einer Zyklenanzahl bei einer Temperatur von 1000°C ausgeführt wurde. 2 Figure 4 shows a weight variation per unit surface area on a prior art AISI 441 steel sample identified as being capable of detecting the best characteristics for cyclic hot oxidation by, for this purpose, a cyclic oxidation test corresponding to a number of cycles at a temperature of 1000 ° C C was executed.

3 zeigt die Gewichtsvariation pro Oberflächeneinheit in einer erfindungsgemäßen Stahlprobe, wobei zu diesem Zweck ein zyklischer Oxidationstest entsprechend einer Zyklenanzahl bei einer Temperatur von 1000°C ausgeführt wurde. 3 shows the weight variation per surface unit in a steel sample according to the invention, for which purpose a cyclic oxidation test was carried out corresponding to a number of cycles at a temperature of 1000 ° C.

BEISPIEL 1EXAMPLE 1

Um die Widerstandsfähigkeit gegenüber einer thermischen Wechselbelastung unter kritischen Betriebsbedingungen von Stahlelementen zu bewerten, welche in einem Heißbereich von Fahrzeugabgasanlagen positioniert sind, wurden diese Elemente zyklischen Oxidationswiderstandstests unterzogen.Around the resilience across from a thermal cycling under critical operating conditions to evaluate steel elements, which in a hot area are positioned by vehicle exhaust systems, these elements were cyclic Subjected to oxidation resistance tests.

Letztere wurden bei bekannten Stählen bei verschiedenen Temperaturen ausgeführt, um den bekannten Stahltyp zu bestimmen, welcher den Anforderungen einer thermischen Wechselbelastungswiderstandsfähigkeit besser genügt.Latter were in known steels carried out at different temperatures to the known steel type to determine which meets the requirements of thermal cycling resistance better enough.

Es wurde ein Standardtestverfahren angewendet, mit 25 Minuten Erwärmung/Ofenaufenthaltsdauer und 5 Minuten langen spontanen Luftkühlzyklen.It a standard test procedure was used, with 25 minutes of heating / oven residence time and 5 minutes of spontaneous air cooling cycles.

Die ferritischen rostfreien Stähle 441, 436, 429, und die austenitischen Stähle 321, 309, 310, 4828 wurden bei einer Betriebstemperatur von 1000°C getestet.The ferritic stainless steels 441, 436, 429, and the austenitic steels 321, 309, 310, 4828 were tested at an operating temperature of 1000 ° C.

1 zeigt die Gewichtsvariation pro Oberflächeneinheit von verschiedenen Stahltypen entsprechend einer Zyklenanzahl. 1 Figure 1 shows the weight variation per unit surface of different types of steel according to a number of cycles.

Offensichtlich zeigen die austenitischen Stähle ein schlechteres Werkstoffverhalten, mit einer schnellen Gewichtsabnahme aufgrund von Abplatzen. Insbesondere weist der Stahl 321 eine hohe Instabilität auf, und zersetzt sich über einen sehr kurzen Zeitraum hinweg.Obviously show the austenitic steels a worse material behavior, with a fast weight loss due to chipping. In particular, the steel 321 has a high instability on, and decomposes over a very short period of time.

Im Gegensatz dazu sind die Ergebnisse bezüglich der ferritischen Stähle zufriedenstellender, da das Gewicht während aller Oxidationszyklen nahezu unverändert bleibt.in the In contrast, the results with respect to the ferritic steels are more satisfactory, as the weight during all oxidation cycles remains virtually unchanged.

Insbesondere erfährt der Stahl 441 eine geringfügige Gewichtszunahme im Vergleich zu den Stählen 436 und 429, welche stattdessen eine geringfügige Gewichtsabnahme nach dem Test zeigen. Infolgedessen wurde der Stahl 441, welcher die besten Leistungswerte unter den bekannten Stählen nachweisen kann, als Vergleichsstahl zu dem weiterentwickelten Stahl gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.Especially learns the steel 441 a slight one Weight gain compared to steels 436 and 429, which instead a minor one Show weight loss after the test. As a result, the steel became 441, which show the best performance under the known steels can, as comparison steel to the advanced steel according to the present Invention used.

Dieser konventionelle Stahl AISI 441 wurde gemäß der nachfolgenden, in Gewichtsprozent ausgedrückten Zusammensetzung hergestellt: C 0,016; Cr 18,18; Si 0,60; Al 0,09; Nb 0,42; Ti 0,18; Mn 0,18; Cu 0,08; N 0,012, und ein Restbetrag an Eisen.This Conventional steel AISI 441 was made according to the following, in weight percent expressed Composition produced: C 0.016; Cr 18,18; Si 0.60; Al 0.09; Nb 0.42; Ti 0.18; Mn 0.18; Cu 0.08; N 0,012, and a balance to iron.

Entsprechend dieser Zusammensetzung wurde ein ebenes Produkt in Form eines flachen Blockes hergestellt, welches auf 1150°C erhitzt wurde, und welches nach anschließendem Heißwalzen Bandstähle von 5 mm Dicke ergab, welche anschließend 1 Minute bei 1050°C spannungsfrei geglüht wurden.Corresponding This composition was a flat product in the form of a flat Block produced, which was heated to 1150 ° C, and which after subsequent Hot rolling strip steel from Thickness of 5 mm, which was then stress-free for 1 minute at 1050 ° C were annealed.

Nach dem Beizen wurden die heißen Bandstähle zum Kaltwalzen bis auf 1,5 mm Dicke weitergefördert, und dann 40 Sekunden lang bei einer Temperatur von 1080°C spannungsfrei geglüht.To The pickling became the hot ones steel Strips for cold rolling to 1.5 mm thickness, and then 40 seconds long annealed at a temperature of 1080 ° C stress-free.

Die Widerstandsfähigkeit gegenüber der zyklischen Oxidation des auf diese Weise hergestellten Bandstahls wurde bei 1000°C und bei 1050°C in einem 1000-Zyklen-Test getestet, wobei sich jeder Testzyklus aus 25 Minuten Erwärmung/Ofenaufenthaltsdauer und 5 Minuten Luftkühlung zusammensetzte. Die Testergebnisse sind in 2 dargestellt.The resistance to cyclic oxidation of the strip steel produced in this way was tested at 1000 ° C and at 1050 ° C in a 1000 cycle test, each test cycle consisting of 25 minutes heating / oven residence time and 5 minutes air cooling. The test results are in 2 shown.

Derselbe heiß gewalzte und anschließend kalt gewalzte Bandstahl wurde 100 Stunden lang SAG Tests bei einer Temperatur von 1000°C unterzogen, um seine Kriechwiderstandsfähigkeit zu bewerten. Das SAG Testergebnis erhält man, indem die permanente Auslenkung der Probenenden nach einer Ofenbelastung der Proben gemessen wird.the same hot rolled and then cold Rolled strip steel was subjected to SAG testing at a temperature for 100 hours from 1000 ° C subjected to evaluation of its creep resistance. The SAG Test result receives one, by the permanent deflection of the sample ends after a Oven load of the samples is measured.

Die Abschlusstestmessung ergab eine permanente Auslenkung von über 40 mm, weit jenseits des 18 mm Schwellwertes, welcher im Allgemeinen durch die aktuelle Technologie angewendet wird.The Final test measurement revealed a permanent deflection of over 40 mm, far beyond the 18 mm threshold, which is generally due to the current technology is applied.

BEISPIEL 2EXAMPLE 2

Es wird ein erfindungsgemäßer Stahl mit der nachfolgenden, in Gewichtsprozent ausgedrückten Zusammensetzung hergestellt: Cr 17,68; Al 0,94; Zr 0,15; Si 1,16; Ti 0,21; Nb 0,40; C 0,022; N 0,013, und im Wesentlichen ein Restbetrag an Eisen.It becomes a steel according to the invention with the following composition expressed in weight percent prepared: Cr 17.68; Al 0.94; Zr 0.15; Si 1.16; Ti 0.21; Nb 0.40; C 0.022; N 0.013, and essentially a residual amount of iron.

Der Stahl wird durch ein Gießverfahren in flache Blöcke gegossen, mit einer geringen Dicke, welche typischerweise von 50 mm bis 90 mm reicht, und hier in diesem Beispiel gleich 60 mm ist. Dieser flache Block, hergestellt entsprechend der oben beschriebenen Zusammensetzung, wurde auf 1150°C erhitzt, und durch ein anschließendes Heißwalzen dieses Blocks wurden Bandstähle mit einer Dicke von 5 mm produziert.Of the Steel is made by a casting process in flat blocks cast, with a small thickness, which is typically 50 mm to 90 mm, and in this example is equal to 60 mm. This flat block made according to the one described above Composition, was heated to 1150 ° C, and by a subsequent Hot rolling this Blocks were strip steel produced with a thickness of 5 mm.

Die auf diese Weise hergestellten Bandstähle wurden 1 Minute lang bei einer Temperatur von 1050°C spannungsfrei geglüht.The Band steels produced in this manner were allowed to stand for 1 minute a temperature of 1050 ° C Annealed stress-free.

Nach dem Beizen wurden die heißen Bandstähle zu einem Kaltwalzen bis auf 1,5 mm Dicke weitergefördert und dann 40 Sekunden lang bei einer Temperatur von 1080°C spannungsfrei geglüht.To The pickling became the hot ones steel Strips conveyed to a cold rolling up to 1.5 mm thickness and then de-energized for 40 seconds at a temperature of 1080 ° C annealed.

Die Widerstandsfähigkeit des auf diese Weise hergestellten Bandstahls gegenüber einer zyklischen Oxidation wurde in einem 1000-Zyklentest bei 1000°C und 1050°C getestet, wobei sich jeder Zyklus aus 25 Minuten Erwärmung/Ofenaufenthaltsdauer und 5 Minuten Luftkühlung zusammensetzte. Die Testergebnisse sind in 3 dargestellt.The resistance of the strip steel thus produced to cyclic oxidation was tested in a 1000 cycle test at 1000 ° C and 1050 ° C, each cycle consisting of 25 minutes heating / oven residence time and 5 minutes air cooling. The test results are in 3 shown.

Derselbe heiß und kalt gewalzte Bandstahl wurde 100 Stunden lang SAG Tests bei einer Temperatur von 1000°C unterzogen, um seine Kriechwiderstandsfähigkeit zu bewerten.the same hot and cold rolled strip steel was SAG tested for 100 hours at one Temperature of 1000 ° C subjected to evaluation of its creep resistance.

Das SAG Testergebnis hinsichtlich einer Messung der permanenten Auslenkung der Probenenden nach einer Ofenbelastung der Bandstahlproben ergab einen Wert von 11 mm.The SAG test result regarding a measurement of the permanent deflection the sample ends after furnace loading of the strip steel samples a value of 11 mm.

Infolgedessen bleibt offensichtlich der erfindungsgemäße Stahl unter dem 18 mm Auslenkungsschwellwert, welcher im Allgemeinen durch die aktuelle Technologie angewendet wird.Consequently obviously the steel according to the invention remains below the 18 mm deflection threshold, which is generally applied by the current technology becomes.

BEISPIEL 3EXAMPLE 3

Es wird ein erfindungsgemäßer Stahl mit der nachfolgenden in Gewichtsprozent ausgedrückten Zusammensetzung hergestellt: Cr 18; Al 0,94; Zr 0,15; Si 0,95; Ti 0,18; Nb 0,44; C 0,015; N 0,013, weiter umfassend Yttrium und 0,20% b/w Seltenerdmetallelemente, und im Wesentlichen ein Restbetrag an Eisen.It becomes a steel according to the invention prepared with the following composition expressed in weight percent: Cr 18; Al 0.94; Zr 0.15; Si 0.95; Ti 0.18; Nb 0.44; C 0.015; N 0.013, continue comprising yttrium and 0.20% b / w rare earth elements, and im Essentially a residual amount of iron.

Der Stahl wurde durch ein traditionelles Gießverfahren in flache Blöcke gegossen, welche zunächst auf eine Temperatur von 1150°C erhitzt wurden. Dann wurden durch ein anschließendes Heißwalzen 5 mm dicke Bandstähle hergestellt.Of the Steel was poured into flat blocks by a traditional casting process, which first to a temperature of 1150 ° C were heated. Then 5 mm thick strip steel was produced by subsequent hot rolling.

Die auf diese Weise hergestellten Bandstähle wurden 1 Minute lang bei einer Temperatur von 1050°C spannungsfrei geglüht.The Band steels produced in this manner were allowed to stand for 1 minute a temperature of 1050 ° C Annealed stress-free.

Nach dem Beizen wurden die heißen Bandstähle zum Kaltwalzen bis auf 1,5 mm Dicke weitergefördert, und dann 40 Sekunden lang bei einer Temperatur von 1080°C spannungsfrei geglüht.To The pickling became the hot ones steel Strips for cold rolling to 1.5 mm thickness, and then 40 seconds long annealed at a temperature of 1080 ° C stress-free.

Die Widerstandsfähigkeit des auf diese Weise hergestellten Bandstahls gegenüber einer zyklischen Oxidation wurde in einem 1000-Zyklentest bei einer Temperatur von 1000°C und 1050°C getestet, wobei jeder Zyklus sich aus 25 Minuten Erwärmung/Ofenaufenthaltsdauer und 5 Minuten Luftkühlung zusammensetzte. Die Testergebnisse sind im Wesentlichen äquivalent zu jenen, welche in 3 dargestellt sind.The resistance of the strip steel thus produced to cyclic oxidation was tested in a 1000 cycle test at a temperature of 1000 ° C and 1050 ° C, each cycle composed of 25 minutes heating / oven residence time and 5 minutes air cooling. The test results are essentially equivalent to those found in 3 are shown.

Derselbe heiß gewalzte und anschließend kalt gewalzte Bandstahl wurde 100 Stunden lang bei einer Temperatur von 1000°C SAG Tests unterzogen, um seine Kriechwiderstandsfähigkeit zu bewerten. Die nach dem Test erfolgte Messung ergab eine permanente Auslenkung von zirka 13 mm, welches unter dem 18 mm Auslenkungsschwellwert liegt, welcher im Allgemeinen durch die aktuelle Technologie angewendet wird.the same hot rolled and then cold Rolled strip steel was heated at a temperature of 100 ° C for 100 hours 1000 ° C SAG Subjected tests to evaluate its creep resistance. The after The test carried out showed a permanent deflection of approximately 13 mm, which is below the 18 mm deflection threshold, which is in the Generally applied by the current technology.

Claims (10)

Ferritischer rostfreier Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass er die nachfolgenden chemischen Elemente, welche in einem Prozentanteil vom Gewicht angegeben sind, umfasst: – Cr 14,0 – 20,0; – Al 0,50 – 1,50; – Zr 0,10 – 0,50; – Si 0,30 – 1,50; – Ti 0,10 – 0,35; – Nb 0,25 – 0,55; – C < 0,035; – N < 0,035; und optional Yttrium und/oder Seltenerdmetallelemente umfasst, in einem Prozentanteil vom Gewicht, welcher den Bereich 0,10 – 0,30 umfasst; unter der Voraussetzung, dass die Anteile an Ti, Nb, C und N die nachfolgende Beziehung erfüllen: %Ti + %Nb/1,94 > 9 (%C + %N);und einen Restbetrag an Eisen und an Verunreinigungen.Ferritic stainless steel, characterized in that it comprises the following chemical elements, expressed as a percentage by weight: Cr 14.0-20.0; Al 0.50-1.50; Zr 0.10-0.50; Si 0.30-1.50; Ti 0.10-0.35; Nb 0.25-0.55; - C <0.035; - N <0.035; and optionally yttrium and / or rare earth metal elements, in a percentage by weight which includes the range 0.10 - 0.30; provided that the proportions of Ti, Nb, C and N satisfy the relationship: % Ti +% Nb / 1.94> 9 (% C +% N); and a residual amount of iron and impurities. Bandstahl oder Stahlblech, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Stahl gemäß Anspruch 1 gefertigt sind, und dadurch, dass sie schweißbar, verformbar und hochwiderstandsfähig gegenüber Oxidation und Kriechen sind.Strip steel or sheet steel, characterized that they are made of steel according to claim 1, and in that they are weldable, deformable and highly resistant to oxidation and creeping are. Verfahren zum Herstellen von Bandstahl oder Stahlblech gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl gemäß Anspruch 1 den nachfolgenden Behandlungsschritten unterzogen wird: – Heiß- und/oder Kaltwalzen; – Spannungsfreiglühen nach Heiß- und/oder Kaltwalzen bei einer Temperatur, welche von 900°C bis 1200°C reicht, und für Zeiträume, welche kürzer als 3600 s sind; – optionales Beizen nach Heiß- und/oder Kaltwalzen.Method for producing strip steel or steel sheet according to claim 2, characterized in that the steel according to claim 1 the following Treatment steps is subjected to: - hot and / or cold rolling; - Stress relieving after Hot- and / or cold rolling at a temperature ranging from 900 ° C to 1200 ° C, and for periods, which shorter than 3600 s are; - optional Pickling by hot and / or cold rolling. Verwendung des ferritischen rostfreien Stahles gemäß Anspruch 1 bei der Herstellung von Produkten in Form eines flachen vorgewalzten Blockes, eines Bandstahles, eines Barren, eines Gussteiles, eines Schmiedestückes oder eines Halbzeuges.Use of the ferritic stainless steel according to claim 1 in the production of products in the form of a flat pre-rolled Blockes, a steel strip, a billet, a casting, one forging or a semi-finished product. Flache vorgewalzte Blöcke, Bandstähle, Barren, Gussteile, Schmiedestücke und Halbzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Stahl gemäß Anspruch 1 hergestellt sind.Flat pre-rolled blocks, strip steels, ingots, castings, forgings and Semi-finished products, characterized in that they are made of steel according to claim 1 are made. Verwendung von Bandstahl oder Stahlblech gemäß Anspruch 2 für die Produktion von Rohren oder von Produkten, welche von einem Rohr abgeleitet werden können.Use of steel strip or steel sheet according to claim 2 for the Production of pipes or products from a pipe can be derived. Verwendung von Bandstahl oder von Stahlblech gemäß Anspruch 6 für die Produktion von schweißnahtlosen Rohren oder von geschweißten Rohren, von gleichmäßig in Längsrichtung geschweißten Rohren.Use of steel strip or steel sheet according to claim 6 for the Production of weld-free Pipes or welded pipes, evenly in the longitudinal direction welded Pipes. Rohre und Produkte, welche von einem Rohr abgeleitet werden können, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Bandstahl oder Stahlblech gemäß Anspruch 2 hergestellt sind.Pipes and products derived from a pipe can be characterized in that they are made of strip steel or steel sheet according to claim 2 are made. Produkt, welches von einem Rohr abgeleitet werden kann, gemäß Anspruch 8, welches als ein Bestandteil einer Hochtemperaturabgasanlage geeignet ist.Product derived from a pipe can, according to claim 8, which is suitable as part of a high-temperature exhaust system is. Produkt gemäß Anspruch 9, welches als ein Auspuffrohr einer Fahrzeugabgasanlage geeignet ist.Product according to claim 9, which is suitable as an exhaust pipe of a vehicle exhaust system.
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