DEP0033908DA

DEP0033908DA - Iron alloy resistant to chemical attack

Info

Publication number: DEP0033908DA
Authority: DE
Inventors: Eric Winearls Colbeck
Original assignee: Solvay SA
Current assignee: Solvay SA
Publication date: 1950-10-05

Description

JJ 45/1YY 45/1

GIe, Brüssel, 44. Rue Prince Albert, GIe, Brussels, 44th Rue Prince Albert,

Verbesserungen von und in Beziehung mit korrosionsfesten Legierungen«Improvements in and in relation to corrosion-resistant alloys "

Diese Erfindung bezieht sich auf neugierungen, welche Chrom, Wickel, Molybdän und Kobalt enthalten.This invention relates to curations which include chromium, winding, molybdenum and Contains cobalt.

Ein Gegenstand der Erfindung ist, eine neue Legierung zu schaffen, welche verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion im allgemeinen und gegen Korrosion durch chloridhaltige Lösungen im besonderen besitzt,» Korrosion durch chloridhaltige Lösungen äussert sich im allgemeinen in der Form des Anfressens, im besonderen ist dies der Fall bei heissen Aramoniumchlorid-Lösungen,,An object of the invention is to provide a new alloy which has improved toughness against corrosion in general and against corrosion by chloride-containing solutions in particular possesses, »Corrosion from solutions containing chloride is generally expressed in the form the erosion, in particular this is the case with hot aramonium chloride solutions,

Ls vYurde gefunden, dass die Eigenschaften von nichtrostenden Stahlen des 18Gr- 8.Ni- 4 bedeutend verbessert werden können insbesondere hinsichtlich erheblicher Verringerung des Anfressens durch stark korrodierende Flüssigkeiten, wenn ein Teil des Nickels durch Kobalt ersetzt wird.Ls vY has been found that the properties of stainless steels of 18Gr-8Ni-4 can be significantly improved, in particular with regard to a considerable reduction in seizure by highly corrosive liquids when part of the nickel is replaced by cobalt.

Die neuen Legierungen nach der Erfindung bestehen aus 12 bis 25% Chrom, 2 bis 6% Nickel. 3 bis 670 Molybdän, .2 bis 7fo Kobalt fETestTThe new alloys according to the invention consist of 12 to 25% chromium, 2 to 6% nickel. 3 to 670 molybdenum, .2 to 7fo cobalt fETestT

4 yf^sW£t/iVrttW/L.4 yf ^ sW £ t / iVrttW / L.

-i n,}}pr) Bisen^Der Kohlenstoff -Gehalt ist-i n,}} pr) Bisen ^ The carbon content is

im allgemeinen weniger als o,15%,' -weÄ es können •stteii die Verunreinigungen zugegen sein, welche in den handelsüblichen nichtrostenden Stählen vorhanden sind, das sind Silicium,Mangan, Schwefel, Phosphor, Kupfer und Stickstoff. Wenn auch die neue Legierung nach der Erfindung im allgemeinen weniger als o,15% Kohlenstoff enthält, so wird doch die hohe far lie neuen Legierungen charakteristi-in general less than 0.15%, while the impurities may be present, which are present in commercially available stainless steels, i.e. silicon, manganese, sulfur, Phosphorus, copper and nitrogen. Even if the new alloy according to the invention in general contains less than 0.15% carbon, the high far lie new alloys are characteristic

sehe Korrosionsfestigkeit auch mit höheren Kohlenstoff gehalten, wiie o,l bis 1,2$ Kohlenstoff, entfaltet, und diese Legierungen werden ebenfalls von der Erfindung umfasst. Die neuen Legierungen nach der Erfindung enthalten weniger als j# 1% Silicium und Mangan und vorzugsweise etwa o,3% Silicium und o,5% Mangan. Andere Bestandteile sind im allgemeinen unerwünscht«, Der Schwefel- und Phosphorgehalt dieser Legierungen ist im allgemeinen weniger als je 0,05i$ und soll so niedrig wie praktisch möglich sein. Der Kupfergehalt ist im allgemeinen weniger als 0,2% und der Stickstoffgehalt im allgemeinen weniger als 0,1$.see corrosion resistance also held with higher carbon, such as 0.1 to 1.2 $ carbon, unfolded, and these alloys are also encompassed by the invention. The new alloys according to the invention contain less than 1% silicon and manganese and preferably about 0.3% silicon and 0.5% manganese. Other constituents are generally undesirable. The sulfur and phosphorus content of these alloys is generally less than 0.05% each and should be as low as practical. The copper content is generally less than 0.2 percent and the nitrogen content is generally less than 0.1 $.

Diese neuen Legierungen besitzen gute mechanische Eigenschaften für den Bau chemischer Apparate und ebenso eine ausgezeichnete Korrosionsfestigkeit, ohneThese new alloys have good mechanical properties for the construction of chemical apparatus and also excellent corrosion resistance without

dass sie übermässige Mengen an verhältnismässig kostspieligen Bestandteilen enthalten«. Sie können leicht geschmiedet, gefräst und nach den üblichen Verfahren bearbeitet werden» Vorzugsweise werden die Legierungen im ungehärteten Zustand verwendet, welcher durchthat they contain excessive amounts of relatively expensive components «. You can easily forged, milled and machined using the usual methods »Preferably, the alloys used in the uncured state, which by

ο Erhitzen auf eine !Temperatur von 1100 bis 1120 C während -jriJTs- für jeden - Dicke des Querschnittes und anschliessendes rasches Abkühlen entweder in der Luft oder durch Abschrecken in Wasser erhalten wird» In diesem' Zustand überschreitet die Zähigkeit der Legierungen im allgemeinen den Wert von , gemessen nach der Izod-Schlagprobe, während ihre schliessliche Zugfestigkeit 4- beträgt. Die Härte des Stahles nach ο heating to a temperature of 1100 to 1120 C during -jriJTs- for each -thickness of the Cross-section and subsequent rapid cooling either in the air or by quenching in water In this state, the toughness of the alloys generally exceeds the value of, measured after the Izod impact test, while its ultimate tensile strength is 4-. The hardness of the steel according to

dieser Behandlung und ebenso seine schliessliche Zugfestigkeit werden durch ein anschliessendes Wiedererhitzen auf 600 bis 700⁰C und Abkühlen in der Luft beträchtlich erhöht, obwohl eine solche Behandlung die Duktilitat verschlechtert«this treatment and also its ultimate tensile strength are ^{considerably increased by subsequent reheating to 600 to 700 °} C. and cooling in the air, although such a treatment worsens the ductility «

'Ä'egen der Kosten ist es nicht erwünscht, grössere Mengen an den teuereren Bestandteilen, besonders Kobalt, zu gebri/öftfe-SE.» Die Maximalanteile an den von derBecause of the cost, it is not desirable to use larger quantities of the more expensive components, especially cobalt, to gebri / öftfe-SE. » The maximum proportions of the

Erfindung umfassten Bestandteilen sollen aber in keinem Fall überschritten werden, weil dies eine' ungünstige Wirkung auf die mechanischen Eigenschaften und die Bearbeitbarkeit zur Folge hat. Die Mindestanteile sichern ausreichende Korrosionsfestigkeit und Widerstand gegen Anfressung durch die meisten*Ghloridlösungen _f aber nicht gegenüber den besonders stark korrodierenden Lösungen, wie z.B. !gegen eine kochende 25%ige Ammoniumchloridlösung. Zusätzlich ist es notwendig, dass mindestens 2.% Kobalt zur Sicherung geeigneter Festigkeit gegen Anfressen und mindestens 2% NickelIn any case, the components included in the invention should not be exceeded because this has an adverse effect on the mechanical properties and machinability. The minimum percentages secure sufficient corrosion resistance and resistance to pitted, by most * Ghloridlösungen but not _f compared to the particularly strong corrosive solutions, such as strength against a boiling 25% ammonium chloride solution!. In addition, it is necessary to have at least 2% cobalt to ensure adequate resistance to pitting and at least 2% nickel

&e<XM*JjlM) ff/k. v^iAyuvAi^c- IiMiMtM₁ ItMrOLbU₁ UtM^& e <XM * JjlM) ff / k. v ^ iAyuvAi ^ c- IiMiMtM ₁ ItMrOLbU ₁ UtM ^

zugegen sind, 'währendinsgesamt an Kiekel und Kobalt S-IO^o verhanden suin.are present, while all in all Kiekel and cobalt are under negotiation.

Daher enthält die bevorzugte Legierung annähernd 18% Chrom, 4% Nickel, 4% Molydbän und 4% Kobalt,, Diese Legierung^ ι besitzet von allen Legferungen nach der Erfindung die besten mechanischen Eigenschaften , hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber der Korrosion durch heisse Flüssigkeiten und andere korrodierende Mittel und eine ungewöhnlich hohe Widerstandsfähigkeit gegen das Anfressen unter korrodierenden Bedingungen,» Beispielsweise widersteht sie der Berührung mit heissen konzentrierten wässerigen Halogenid-Losungen wie z.B* AmmoniHnchlorid, Brom und Bromiden und verdünnter Salzsäure. Mit diesen Ladungen können Verfahren zur Herstellung von Ammoniumchlorid durch Yerdampfen oder Kristallisieren aus geeigneten heissen wässerigen Lösungen in technischem Masstabe durchgeführt werden ohne nennenswerte Beschädigung der Verdampfer, Kristallisatoren, ■Rohrleitungen und anderen Apparaten« Wärmebehandlung dieser bevorzugten Legierungen ist im allgemeinen erwünscht wie im Falle der sogenannten austeni ti sehen, nichtrostenden Stähle,, Hierfür wird vorzugsweise in üblicher Weise geglüht, z.B. durch Erhitzen auf HOO⁰G während 1 bis 2 StundenThe preferred alloy therefore contains approximately 18% chromium, 4% nickel, 4% molybdenum and 4% cobalt. This alloy has the best mechanical properties of all the layers according to the invention, high resistance to corrosion by hot liquids and other corrosive liquids Medium and an unusually high resistance to pitting under corrosive conditions, »For example, it withstands contact with hot, concentrated aqueous halide solutions such as ammonium chloride, bromine and bromides and dilute hydrochloric acid. With these charges, processes for the production of ammonium chloride by evaporation or crystallization from suitable hot aqueous solutions can be carried out on an industrial scale without significant damage to the evaporators, crystallizers, pipelines and other apparatus Austeni ti see, stainless steels ,, This is preferably annealed in the usual way, for example by heating to HOO ⁰ G for 1 to 2 hours

mit anschliessendem Abschrecken in Wasser* Die Eigenschaften der bevorzugten Legierung nach dieser Wärmebehandlung sind die folgenden:with subsequent quenching in water * The properties of the preferred alloy according to this Heat treatment are the following:

Zugfestigkeit »40-50Tensile strength »40-50

-r*> Γ3-r *> Γ3

\ 1\ 1

Ausdehnung , 35-45%Expansion, 35-45%

Vee 70%Vee 70%

SchlagfestigkeitImpact resistance

(nach der Standart Izod-iMe- /l. ? ^ thode) grosser als .(according to the standard Izod-iMe- / l.? ^ method) larger than.

Die ausgezeichnete Korrosionsfestigkeit dieser bevorzugten Legierung nach der Wärmebehandlung wurde dadurch nachgewiesen, dass polierte Proben während 28 Tagen mit kochender, wässeriger Ämmoniumchloridlösung in Berührung gehalten wurden* Während dieser Zeit war keine allgemeine Korrosion zuThe excellent corrosion resistance of this preferred alloy after heat treatment was proven by polishing samples for 28 days with boiling, aqueous ammonium chloride solution were kept in contact * During this time no general corrosion was observed

beobachten und der Gesamtgewichtsverlust kam einer urigwatch and the overall weight loss came down a quaint

ülindringStiefe von nur 0,014 mm pro Jahr gleich* Die Legierung zeigte keine Spur von Löchern oder anderen Anfressungen» Vergleichsweise war eine Legierung mit einem Gehalt von 18% Chrom, 8% .Wickel und 4% Molybdän, Rest Eisen, der gleichen Wärmebehandlung unterworfen und dann durch die gleiche Behandlung mit heisser Ammoniumchloridlösung geprüft worden. Sie zeigte eine Korrosion welche einer Eindringlings tief e von 0,130 mm pro Jahr entsprach und ernstliche Beschädigungen der Oberfläche infolge Anfressung,, Als in einem weiteren Vergleichsversuch eine Legierung mit 2Jy% Chrom, 200 Nickel und 4^> Molybdän in der gleichen Weise geprüft wurde, zeigte si-eir eine geringere Widerstandsfähigkeit gegen Anfressung und Korrosionseinwirkungen, welche einer Eindringungstief e von 0,031 mm pro Jahr entsprachenülindring depth of only 0.014 mm per year equal * The alloy showed no trace of holes or other corrugations »In comparison, an alloy with a content of 18% chromium, 8% winding and 4% molybdenum, the remainder iron, was subjected to the same heat treatment and then tested by the same treatment with hot ammonium chloride solution. It showed a corrosion which an intruder deeply mm e of 0.130 per year corresponded and serious damage to the surface due pitted, ,, When it was tested in a further comparative experiment, an alloy with 2JY% chromium, 200 nickel and 4 ^> molybdenum in the same way, It showed a lower resistance to pitting and corrosion, which corresponded to a penetration depth of 0.031 mm per year

Claims

Patent claims:

1. Very resistant alloys against chemical attack, consisting of axLsHLd-25% chromium, 2-6% nickel, 3-6% molybdenum, 2-7% cobalt and Jä & £ rest jg ^ ffen iron ψ * ^ ^^^ '

2. Alloys according to claim 1 with a carbon content of less than 0.15% *

3 »Alloys according to the ve. Claims with a silicon and manganese content of less than 1% each, preferably with 0.3f silicon and 0 »5% manganese _e

Jb 4 »alloy according to the requirements

containing 18% chromium, ψο nickel, 4% ^

4 / S cobalt, p ^ tT ί f.hpn