EP0752481A1 - Knetbare Nickellegierung - Google Patents

Knetbare Nickellegierung Download PDF

Info

Publication number
EP0752481A1
EP0752481A1 EP96106945A EP96106945A EP0752481A1 EP 0752481 A1 EP0752481 A1 EP 0752481A1 EP 96106945 A EP96106945 A EP 96106945A EP 96106945 A EP96106945 A EP 96106945A EP 0752481 A1 EP0752481 A1 EP 0752481A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
max
alloys
carbon
resistance
born
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP96106945A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0752481B1 (de
Inventor
Ulrich Dr.-Ing. Brill
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krupp VDM GmbH
Original Assignee
Krupp VDM GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krupp VDM GmbH filed Critical Krupp VDM GmbH
Publication of EP0752481A1 publication Critical patent/EP0752481A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0752481B1 publication Critical patent/EP0752481B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/058—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium

Definitions

  • the invention relates to a kneadable nickel alloy for objects with high resistance to isothermal and cyclic high-temperature oxidation, high heat resistance and creep resistance at temperatures up to 1200 ° C.
  • Objects such as furnace components, firing racks, radiant tubes, furnace rollers, furnace muffles, support and fastening elements in furnaces for ceramic products, catalyst foils and diesel glow plugs are not only subjected to isothermal loads at very high temperatures, for example above 1000 ° C, but also have to be subjected to cyclical temperature loads during heating and grown cool. They must therefore be characterized by scaling resistance not only in the case of isothermal, but also in the case of cyclic oxidation, and by adequate heat and creep resistance. (All the following% figures are mass%)
  • An austenitic alloy with contents of up to 0.1% carbon, 58-63% nickel, 21-25% chromium, 1-1.7% aluminum and optionally up to 0.5 has become known for the first time from US Pat. No. 3,607,243 % Silicon, up to 1.0% manganese, up to 0.6% titanium, up to 0.006% boron, up to 0.1% magnesium, up to 0.05% calcium, balance iron, the phosphorus content below 0.030%, the sulfur content below 0.015 %, which is good resistance to cyclic oxidation in particular Has temperatures up to 1093 ° C.
  • the heat resistance values are given as follows: 80 MPa for 982 ° C, 45 MPa for 1093 ° C and 23 MPa for 1149 ° C.
  • the creep rupture strength after 1000 hours is 32 MPa for 871 ° C, 16 MPa for 982 ° C and 7 MPa for 1093 ° C.
  • the material NiCr23Fe with the material No. 2.4851 and the UNS designation N 06601, which is within these alloy limits, has been introduced into industrial application.
  • This material has proven itself particularly when used in the temperature range above 1000 ° C. This is based on the formation of a protective chromium oxide-aluminum oxide layer and in particular on the low tendency of the oxide layer to flake off under alternating temperature loads.
  • the material has developed into an important alloy in industrial furnace construction. Typical applications are jet pipes for gas and oil-fired furnaces and transport rollers in roller hearth furnaces for the firing of ceramic products.
  • the material is also suitable for parts in exhaust gas detoxification plants and petrochemical plants.
  • the material known from US Pat. No. 3,607,243 is nitrogen in amounts of 0 , 04 to 0.1% is added and at the same time a titanium content of 0.2 to 1.0% is mandatory.
  • the chrome contents are 19-28% and the aluminum contents 0.75-2.0% with nickel contents of 55-65%.
  • the carbon content should not exceed 0.1% in order to prevent the formation of carbides, in particular of the type M 23 C 6 to avoid, since these have a disadvantageous effect on the microstructure of the structure and on the properties of the alloy at very high temperatures.
  • EP 0 508 058 A1 discloses the alloying of carbon contents from 0.12 to 0.30% in connection with the stable carbide formers titanium (0.01 to 1.0 %), Niobium (0.01 to 1.0%) and zirconium (0.01 to 0.20%) to form a nickel alloy with 23 - 30% chromium, 8 - 11% iron, 1.8 - 2, 4% aluminum, 0.01-0.15% yttrium, 0.001-0.015% magnesium, 0.001-0.010% calcium, at maximum levels of 0.030% for nitrogen, 0.50% for silicon, 0.25% for manganese, 0.020 % for phosphorus and 0.010% for sulfur. To ensure sufficient resistance to oxidation at temperatures Chromium contents of at least 23% are prescribed above 1100 ° C.
  • the hot and creep rupture strengths achieved with this material exceed the 1% yield strengths (R p1.0 / 10 4 ) and creep rupture strengths (R m / 10 4 ) as well as the thermal strengths (R m ) and yield strengths (R p1.0 ) in the temperature range of 850 - 1200 ° C. Nevertheless, there are applications in which the strengths achieved are not yet sufficient. In particular, these are cassettes and firing racks, in which the material cross section must be made very thin for economic reasons, and linings of combustion chambers of gas turbines, in which a significant improvement in efficiency can only be achieved at significantly higher wall or operating temperatures.
  • the carbide-strengthened nickel-chromium-wrought alloy according to the invention is contrary to the previous state technology does not only give up carbon contents defined from 0.20 to 0.40%, but also gives a specification for the remaining carbon which can be excreted with C * ⁇ 0.083% carbon.
  • C * ⁇ 0.083% carbon.
  • the Cr 7 C 3 carbides excreted between the liquidus and solidus temperatures have a strength-increasing effect comparable to that of titanium, niobium and zirconium carbides.
  • Chromium contents of at least 25.0% are required to ensure adequate resistance to oxidation, especially at temperatures above 1100 ° C. This limit should also not be fallen below, since the amount of dissolved and therefore not excreted carbon increases with decreasing chromium content.
  • the upper limit should not exceed 30% to avoid problems with the hot forming of the alloy.
  • yttrium in the range of 0.01 to 0.15%, the cyclic oxidation resistance in particular is sustainably improved. Levels below 0.01% have no significant influence on the adhesive strength of the oxide layers. On the other hand, yttrium contents above 0.15% can lead to restricted hot forming due to local melting.
  • Aluminum brings about an increase in the heat resistance, in particular in the temperature range from 600 to 800 ° C, which the material passes through in use both during heating and cooling, due to the precipitation of the phase Ni 3 Al ( ⁇ '-phase). Since the elimination of this phase is associated with a drop in toughness, it is necessary to limit the aluminum content.
  • the determination of the elongation at break in the temperature range from room temperature to 1200 ° C. showed no significant reduction in the elongation at break in the temperature range from 600 to 800 ° C., so that the aluminum content could be set at 2.3 to 3.0%.
  • the silicon content should be kept as low as possible to avoid the formation of low-melting phases.
  • the silicon content should be less than or equal to 0.50%, which is technically manageable today without any problems.
  • the manganese content should not exceed 0.25% in order to avoid negative effects on the oxidation resistance of the material.
  • Additions of magnesium and calcium serve to improve the hot formability and also improve the oxidation resistance.
  • the upper limits of 0.015% for magnesium and 0.010% for calcium should not be exceeded, since levels of magnesium and calcium above these limits promote the occurrence of low-melting phases and thus in turn impair the thermoformability.
  • the iron content of the alloy according to the invention is in the range from 8 to 11% in order to be able to use inexpensive ferrochrome and ferronickel instead of more expensive pure nickel and chromium metal when melting the alloy.
  • Table 1 contains analyzes of six prior art alloys A, B, C, D, G, H and five alloys E, F, I, J, K.
  • Table 2 shows the levels of precipitated Cr 23 C 6 and Cr 7 C 3 carbide calculated for alloys A - K.
  • alloys I and J according to the invention show the elongation at break of alloys I and J according to the invention and that of alloys D, G and H representing the prior art over the temperature range from room temperature to 1200 ° C. According to this, the alloys according to the invention show an extraordinarily good ductility over the entire temperature range.
  • the cyclic oxidation resistance of the alloys A - K determined in air is compared with the aid of the representation of the specific change in mass over temperature.
  • a mass increase (+) is usually desired.
  • Mass decreases (-) are a sign of severely flaking scale.
  • All examined alloys are in a very narrow scatter band of max. ⁇ 0.040 g / m 2 h and therefore allow the statement that the alloys E, F and I - K according to the invention are not subject to any limited resistance to oxidation compared to the prior art, despite their high content of carbon which can be precipitated.
  • the objects mentioned can be easily manufactured from the material according to the invention, since it is not only readily thermoformable, but also for cold processing operations, e.g. Cold rolling to thin dimensions, folding, deep drawing, flanging, has the necessary formability.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hochtemperaturbeständige Nickellegierung mit (in Masse-%) 0,20 bis 0,40 %: Kohlenstoff; 25 bis 30,0 %: Eisen, 8 bis 11,0 %: Aluminium, mehr als 2,4 bis 3,0 %: Yttrium als Hauptlegierungsbestandteilen sowie kleineren Mengen an Titan, Niob, Zirkonium, Magnesium, Calcium.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine knetbare Nickellegierung für Gegenstände mit hoher Beständigkeit gegenüber isothermer und zyklischer Hochtemperaturoxidation, hoher Warmfestigkeit und Zeitstandfestigkeit bei Temperaturen bis 1200 °C.
  • Gegenstände, wie Ofenbauteile, Brenngestelle, Strahlrohre, Ofenrollen, Ofenmuffeln, Stütz- und Befestigungselemente in Brennöfen für keramische Erzeugnisse, Katalysatorfolien und Dieselglühkerzen werden im Einsatz nicht nur bei sehr hohen Temperaturen beispielsweise über 1000 °C isotherm belastet, sondern müssen auch zyklischen Temperaturbelastungen beim Aufheizen und Abkühlen gewachsen sein. Sie müssen sich daher durch Zunderbeständigkeit nicht nur bei isothermer, sondern auch bei zyklischer Oxidation, sowie durch ausreichende Warm- und Zeitstandfestigkeit auszeichnen. (Alle nachfolgenden %-Angaben sind Masse-%)
  • Aus der US-PS 3 607 243 ist erstmals eine austenitische Legierung bekannt geworden mit Gehalten bis 0,1 % Kohlenstoff, 58 - 63 % Nickel, 21 - 25 % Chrom, 1 - 1,7 % Aluminium, sowie wahlweise bis 0,5 % Silizium, bis 1,0 % Mangan, bis 0,6 % Titan, bis 0,006 % Bor, bis 0,1 % Magnesium, bis 0,05 % Calcium, Rest Eisen, wobei der Phosphorgehalt unter 0,030 %, der Schwefelgehalt unter 0,015 % liegen soll, die eine gute Beständigkeit insbesondere gegen zyklische Oxidation bei Temperaturen bis 1093 °C aufweist. Die Warmfestigkeitswerte werden wie folgt angegeben: 80 MPa für 982 °C, 45 MPa für 1093 °C und 23 MPa für 1149 °C. Die Zeitstandfestigkeit beträgt nach 1000 Stunden 32 MPa für 871 °C, 16 MPa für 982 °C und 7 MPa für 1093 °C. Davon ausgehend hat sich der innerhalb dieser Legierungsgrenzen liegende Werkstoff NiCr23Fe mit der Werkstoff Nr. 2.4851 und der UNS-Bezeichnung N 06601 in die industrielle Anwendung eingeführt.
    Dieser Werkstoff bewährt sich vor allem bei der Anwendung im Temperaturbereich oberhalb von 1000 °C. Dies beruht auf der Bildung einer schützenden Chromoxid-Aluminiumoxidschicht und insbesondere auf der geringen Neigung der Oxidschicht zum Abplatzen bei Temperatur-Wechselbelastung. Der Werkstoff hat sich so zu einer wichtigen Legierung im industriellen Ofenbau entwickelt. Typische Anwendungen sind Strahlrohre für gas- und ölbeheizte Öfen und Transportrollen in Rollenherdöfen für das Brennen von keramischen Erzeugnissen. Darüberhinaus ist der Werkstoff auch für Teile in Abgasentgiftungsanlagen und petrochemischen Anlagen geeignet.
  • Um die Anwendung dieses Werkstoffes maßgebenden Eigenschaften noch weiter - für Anwendungstemperaturen oberhalb von 1100 °C bis 1200 °C - zu steigern, wird gemäß der US-PS 4 784 830 dem aus der US-PS 3 607 243 bekannten Werkstoff Stickstoff in Mengen von 0,04 bis 0,1 % zugesetzt und gleichzeitig zwingend ein Titangehalt von 0,2 bis 1,0 % gefordert. Vorteilhafterweise soll auch der Siliziumgehalt oberhalb von 0,25 % liegen und mit dem Titangehalt so korreliert sein, daß sich ein Verhältnis Si: Ti = 0,85 bis 3,0 ergibt. Die Chromgehalte betragen 19 - 28 % und die Aluminiumgehalte 0,75 - 2,0 % bei Nickelgehalten von 55 - 65 %. Der Kohlenstoffgehalt soll ebenso, wie in der US-PS 3 607 243 beschrieben, 0,1 % nicht überschreiten, um eine Ausbildung von Karbiden, insbesondere vom Typ M23C6, zu vermeiden, da diese sich nachteilig auf die Mikrostruktur des Gefüges und auf die Eigenschaften der Legierung bei sehr hohen Temperaturen auswirken.
  • Mit diesen Maßnahmen wird eine Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit bei Anwendungstemperaturen bis 1200 °C erzielt. Dadurch konnte die Lebensdauer von z.B. Ofenrollen auf 12 Monate und mehr gegenüber 2 Monaten bei Ofenrollen, gefertigt aus dem Werkstoff gemäß US-PS 3 607 243, gesteigert werden. Diese Verbesserung der Lebensdauer von Ofenbauteilen beruht vor allem auf einer Stabilisierung des Mikrogefüges durch Titannitride bei Temperaturen von 1200 °C. Für die Lebensdauer von hochhitzebeständigen Gegenständen ist jedoch nicht allein die Oxidationsbeständigkeit, ausgedrückt durch die sogenannte spezifische Massenänderung in g/m2. h in Luft bei hohen Testtemperaturen, z.B. 1093 °C, wie in der US-PS 4 784 830 beschrieben, maßgebend, sondern auch die Warmfestigkeit und die Zeitstandfestigkeit bei den jeweiligen Anwendungstemperaturen.
  • Zur Erzielung verbesserter Warm- und Zeitstandfestigkeiten insbesondere bei Temperaturen bis zu 1200 °C offenbart die EP 0 508 058 A1 das Zulegieren von Kohlenstoffgehalten von 0,12 bis 0,30 % in Verbindung mit den stabilen Karbidbildnern Titan (0,01 bis 1,0 %), Niob (0,01 bis 1,0 %) und Zirkonium (0,01 bis 0,20 %) zu einer Nickel-Legierung mit 23 - 30 % Chrom, 8 - 11 % Eisen, 1,8 - 2,4 % Aluminium, 0,01 - 0,15 % Yttrium, 0,001 - 0,015 % Magnesium, 0,001 - 0,010 % Calcium, bei maximalen Gehalten von 0,030 % für Stickstoff, 0,50 % für Silizium, 0,25 % für Mangan, 0,020 % für Phosphor und 0,010 % für Schwefel. Zur Sicherstellung einer ausreichenden Oxidationsbeständigkeit bei Temperaturen oberhalb 1100 °C werden Chromgehalte von mindestens 23 % vorgeschrieben.
  • Die mit diesem Werkstoff erzielten Warm- und Zeitstandfestigkeiten übertreffen die bis zu diesem Zeitpunkt erzielten 1 %-Zeitdehngrenzen (Rp1.0/10 4) und Zeitstandfestigkeiten (Rm/10 4) als auch die Warmfestigkeiten (Rm) und Streckgrenzen (Rp1.0) im Temperaturbereich von 850 - 1200 °C. Dennoch gibt es Anwendungen, bei denen diese erzielten Festigkeiten noch nicht ausreichend sind. Insbesondere sind dies Kassetten und Brenngestelle, bei denen aus wirtschaftlichen Gründen der Materialquerschnitt sehr dünn ausgelegt werden muß, auch Auskleidungen von Brennkammern von Gasturbinen, bei denen eine signifikante Wirkungsgradverbesserung nur bei deutlich höheren Wand- bzw. Betriebstemperaturen erreicht werden können.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine knetbare Nickellegierung so auszugestalten, daß bei ausreichender Oxidationsbeständigkeit, insbesondere die Werte für die Zeitstandfestigkeit, nachhaltig verbessert sind, wodurch entweder die Lebensdauer von aus solchen Legierungen gefertigten Gegenständen bedeutend erhöht wird oder bei gleicher Lebensdauer durch die höhere Temperaturbelastbarkeit eine deutlich verbesserte Wirtschaftlichkeit erreicht wird.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch eine austenitische karbidverfestigte Nickel-Chrom-Eisen-Knetlegierung, bestehend aus
    • 0,20 bis 0,40 %
    Kohlenstoff
    25,0 bis 30,0 %
    Chrom
    8,0 bis 11,0 %
    Eisen
    2,3 bis 3,0 %
    Aluminium
    0,01 bis 0,15 %
    Yttrium
    0,01 bis 0,20 %
    Titan
    0,01 bis 0,20 %
    Niob
    0,01 bis 0,10 %
    Zirkonium
    0,001 bis 0,015 %
    Magnesium
    0,001 bis 0,010 %
    Calcium
    max. 0,030 %
    Stickstoff
    max. 0,50 %
    Silizium
    max. 0,25 %
    Mangan
    max. 0,020 %
    Phosphor
    max. 0.010 %
    Schwefel
    Rest
    Nickel
    einschließlich unvermeidbarer erschmelzungsbedingter Verunreinigungen. Bevorzugt soll der ausscheidungsfähige Kohlenstoff C*, mit C* = C ges. -(C gelöst + C geb.Ti + C geb.Nb + C geb.Zr )
    Figure imgb0001
     mindestens 0,083 bis 0,300 % betragen.
  • In der Gleichung bedeuten:
    • Cgelöst =
    den bei 1000 °C gelösten Kohlenstoffgehalt in %
    Cgeb.Ti =
    den stöchiometrisch von Titan abgebundenen Kohlenstoffgehalt in %
    Cgeb.Nb =
    den stöchiometrisch von Niob abgebundenen Kohlenstoffgehalt in %
    C geb.Zr =
    den stöchiometrisch von Zirkonium abgebundenen Kohlenstoffgehalt in %
  • Die erfindungsgemäße karbidverfestigte Nickel-Chrom-Eisen-Knetlegierung weist entgegen dem bisherigen Stand der Technik nicht nur von 0,20 bis 0,40 % definierte Kohlenstoffgehalte auf, sondern gibt ebenfalls mit C* ≧ 0,083 % Kohlenstoff eine Vorgabe für den verbleibenden, ausscheidungsfähigen Kohlenstoff. Überraschenderweise hat sich bei Untersuchungen gezeigt, daß bei ausscheidungsfähigen Kohlenstoffgehalten von größer gleich 0,083 % nicht mehr die bis dahin beobachteten Cr23C6-Karbide ausgeschieden wurden, sondern primär ausgeschiedene Cr7C3-Karbide zu beobachten waren. Deren Menge nimmt mit steigendem C*-Gehalt zu. Die zwischen Liquidus- und Solidustemperatur ausgeschiedenen Cr7C3-Karbide weisen eine vergleichbare festigkeitssteigernde Wirkung auf wie Titan-, Niob- und Zirkoniumkarbide.
  • Zur Sicherstellung einer ausreichenden Oxidationsbeständigkeit, insbesondere bei Temperaturen oberhalb von 1100 °C sind Gehalte von Chrom von mindestens 25,0 % erforderlich. Diese Grenze sollte auch nicht unterschritten werden, da mit abnehmendem Chromgehalt die Menge an gelostem und damit nicht ausscheidungsfähigem Kohlenstoff zunimmt. Die obere Grenze sollte 30 % nicht überschreiten, um Probleme bei der Warmformgebung der Legierung zu vermeiden.
  • Durch das Zulegieren von Yttrium in den Grenzen von 0,01 bis 0,15 % wird insbesondere die zyklische Oxidationsbeständigkeit nachhaltig verbessert. Gehalte unter 0,01 % üben dabei keinen signifikanten Einfluß auf die Haftfestigkeit der Oxidschichten aus. Andererseits können Yttriumgehalte oberhalb von 0,15 % aufgrund von lokalen Anschmelzungen zu eingeschränkter Warmformgebung führen.
  • Aluminium bewirkt, insbesondere im Temperaturbereich von 600 bis 800 °C, den der Werkstoff im Einsatz sowohl beim Aufheizen als auch beim Abkühlen durchläuft, eine Steigerung der Warmfestigkeit durch die Ausscheidung der Phase Ni3Al (γ'-Phase). Da die Ausscheidung dieser Phase gleichzeitig mit einem Abfall der Zähigkeit verbunden ist, ist es notwendig, die Gehalte an Aluminium zu begrenzen. Die Ermittlung der Bruchdehnung im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 1200 °C ließ keine signifikante Erniedrigung der Bruchdehnung im Temperaturbereich von 600 bis 800 °C erkennen, so daß der Aluminiumgehalt auf 2,3 bis 3,0 % festgelegt werden konnte.
  • Der Gehalt von Silizium sollte möglichst niedrig gehalten werden, um die Bildung von niedrig schmelzenden Phasen zu vermeiden. So sollte der Siliziumgehalt kleiner gleich 0,50 % sein, was heute technisch ohne Probleme beherrschbar ist.
  • Der Gehalt an Mangan sollte 0,25 % nicht überschreiten, um negative Auswirkungen auf die Oxidationsbeständigkeit des Werkstoffes zu vermeiden.
  • Zusätze von Magnesium und Calcium dienen der Verbesserung der Warmumformbarkeit und wirken sich auch verbessernd auf die Oxidationsbeständigkeit aus. Hierbei sollten die Obergrenzen von 0,015 % für Magnesium und 0.010 % für Calcium jedoch nicht überschritten werden, da oberhalb dieser Grenzwerte liegende Gehalte an Magnesium und Calcium das Auftreten niedrig schmelzender Phasen begünstigen und so wiederum die Warmformbarkeit verschlechtern.
  • Der Gehalt von Eisen der erfindungsgemäßen Legierung liegt im Bereich von 8 bis 11 % um beim Erschmelzen der Legierung preiswertes Ferrochrom und Ferronickel einsetzen zu können statt teureres Reinnickel und Chrommetall.
  • Im folgenden werden die mit der erfindungsgemäßen Legierung erzielten Vorteile näher erläutert.
  • Tafel 1 enthält Analysen von sechs dem Stand der Technik entsprechenden Legierungen A, B, C, D, G, H und fünf unter die Erfindung fallenden Legierungen E, F, I, J, K.
  • In Tafel 2 sind die für die Legierungen A - K berechneten Gehalte an ausgeschiedenem Cr23C6- und Cr7C3-Karbid aufgeführt.
  • Die Werkstoffeigenschaften dieser Legierungen gehen aus den Figuren 1 bis 3 hervor.
  • Im einzelnen zeigen:
    • Fig. 1
    die Bruchdehnung für den Temperaturbereich Raumtemperatur bis 1200 °C für die Legierungen H, I, J, G und D,
    Fig. 2
    die Standzeit im Stress-Rupture-Versuch (Kurzzeit-Zeitstandversuch) für 850 °C, 1000 °C und 1200 °C in Abhängigkeit von C* für die Legierungen A - K,
    Fig. 3
    die zyklische an Luft ermittelte Oxidationsbeständigkeit für den Temperaturbereich 850 - 1200 °C für die Legierungen A - K.
  • Fig. 1 zeigt die Bruchdehnung der erfindungsgemäßen Legierungen I und J sowie die der den Stand der Technik repräsentierenden Legierungen D, G und H über den Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 1200 °C. Hiernach zeigen die erfindungsgemäßen Legierungen eine außergewöhnlich gute Duktilität über den gesamten Temperaturbereich.
  • Die im Stress-Rupture-Versuch für 850 °C bei 35 MPa, 1000 °C bei 12 MPa und 1200 °C bei 4,5 MPa ermittelte Zeitstandfestigkeit der Legierungen A - K, zeigt Fig. 2 bei allen untersuchten Temperaturen deutlich, daß die mit C* ≧ 0,083 % erfindungsgemäßen Legierungen E, F und I - K deutlich höhere Standzeiten aufweisen als die den Stand der Technik repräsentierenden Legierungen A - D und G - H.
  • In Fig. 3 wird die an Luft ermittelte zyklische Oxidationsbeständigkeit der Legierungen A - K mit Hilfe der Darstellung der spezifischen Massenänderung über der Temperatur verglichen. Gewünscht wird in der Regel eine Massenzunahme (+). Massenabnahmen (-) sind ein Anzeichen für stark abplatzenden Zunder.
  • Alle untersuchten Legierungen liegen in einem sehr engen Streuband von max. ± 0,040 g/m2h und erlauben daher die Aussage, daß die erfindungsgemäßen Legierungen E, F und I - K trotz ihres hohen Gehaltes an ausscheidungsfähigem Kohlenstoff keiner eingeschränkten Oxidationsbeständigkeit gegenüber dem Stand der Technik unterliegen.
  • Die erfindungsgemäße austenitische karbidverfestigte Nickel-Chrom-Eisen-Knetlegierung eignet sich daher wegen ihrer guten mechanischen Eigenschaften bei Temperaturen bis 1200 °C bei gleichzeitig unvermindert guter zyklischer Oxidationsbeständigkeit besonders für
    • Strahlrohre zum Beheizen von Öfen,
    • Ofenrollen für das Glühen von keramischen oder metallischen Gütern,
    • Transportbänder in Durchlaufglühöfen z.B. für das Glühen von Stanzteilen,
    • Muffeln für das Blankglühen, z.B. von Edelstählen,
    • Retorten für das Glühen von Magnetkernen,
    • Rohre für die Sauerstofferhitzung bei der TiO2-Herstellung,
    • Ethylencrackrohre,
    • Ofengestelle und - einbauten,
    • Thermoelementschutzrohre,
    • Kassetten und Tragegestelle für stationäre Glühungen,
    • Glühkerzen und Abgaskatalysatorfolien,
    • Trägerkonstruktionen für Auspuffkrümmerisolationen.
  • Die genannten Gegenstände lassen sich aus dem erfindungsgemäßen Werkstoff leicht fertigen, da er nicht nur gut warmverformbar ist sondern auch das für Kaltverarbeitungsvorgänge, z.B. Kaltwalzen an dünne Abmessungen, Abkanten, Tiefziehen, Bördeln, nötige Umformvermögen besitzt.
  • Der Werkstoff ist ebenfalls ohne Probleme mit den heute zur Verfügung stehenden Techniken schweißbar. Tafel 1
    Elemente in % Legierungen
    A B C D E+ F+ G H I+ J+ K+
    C 0,209 0,20 0,20 0,18 0,35 0,222 0,217 0,216 0,255 0,220 0,225
    Cr 29,5 29,9 26,1 25,4 25,0 25,6 25,0 25,6 25,7 25,6 25,20
    Fe 5,60 5,60 1,12 9,45 9,35 9,50 9,10 9,40 9,40 9,30 9,60
    Al 2,20 1,72 2,18 2,09 2,80 2,32 2,37 2,36 2,34 2,85 2,78
    Y 0,20 0,01 0,20 0,08 0,10 0,01 0,09 0,10 0,11 0,06 0,080
    Ti 0,19 0,20 0,15 0,14 0,05 0,18 0,17 0,18 0,18 0,18 0,16
    Nb 0,01 0,005 0,01 0,01 0,01 0,01 0,03 0,01 0,01 0,01 0,01
    Zr 0,09 0,09 0,08 0,08 0,01 0,07 0,08 0,08 0,08 0,08 0,070
    Mg 0,01 0,01 0,01 0,01 0,003 0,001 0,006 0,006 0,005 0,002 0,008
    Ca 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,002
    N 0,006 0,003 0,004 0,035 0,032 0,031 0,033 0,035 0,035 0,036 0,029
    Si 0,05 0,05 0,06 0,06 0,05 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03
    Mn 0,03 0,03 0,02 0,12 0,13 0,14 0,14 0,14 0,14 0,13 0,09
    P 0,005 0,005 0,009 0,009 0,008 0,007 0,008 0,008 0,008 0,007 0,007
    S 0,002 0,002 0,003 0,003 0,003 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002
    W - - 5,20 - - - - - - - -
    Ni Rest Rest Rest Rest Rest Rest Rest Rest Rest Rest Rest
     
    C* 0,068 0,058 0,068 0,048 0,255 0,087 0,081 0,079 0,118 0,083 0,095
    + erfindungsgemäß
    Figure imgb0002

Claims (1)

  1. Knetbare karbidverfestigte austenitische Nickellegierung, bestehend aus (in Masse-%)
    0,20 bis 0,40 %   Kohlenstoff
    mit einer Menge an ausscheidungsfähigem
    Kohlenstoff C*=C ges. - (C gelöst +C geb.Ti +C geb.Nb +C geb.Zr )
    Figure imgb0003
     von 0,083% bis 0,300%,
    25 bis 30,0 %   Eisen,
    8 bis 11,0 %   Aluminium,
    mehr als 2,4 bis 3,0 %   Yttrium,
    0,01 bis 0,20 %   Titan,
    0,01 bis 0,20 %   Niob,
    0,01 bis 0,10 %   Zirkonium,
    0,001 bis 0,015 %   Magnesium,
    0,001 bis 0,010 %   Calcium
    max. 0,030 %   Stickstoff,
    max. 0,50 %   Silizium,
    max. 0,25 %   Mangan,
    max. 0,020 %   Phosphor
    max. 0,010 %   Schwefel,
    Rest Nickel einschl. unvermeidbarer erschmelzungs-bedingter Verunreinigungen.
EP96106945A 1995-07-04 1996-05-03 Knetbare Nickellegierung Expired - Lifetime EP0752481B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19524234A DE19524234C1 (de) 1995-07-04 1995-07-04 Knetbare Nickellegierung
DE19524234 1995-07-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0752481A1 true EP0752481A1 (de) 1997-01-08
EP0752481B1 EP0752481B1 (de) 2001-08-01

Family

ID=7765913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP96106945A Expired - Lifetime EP0752481B1 (de) 1995-07-04 1996-05-03 Knetbare Nickellegierung

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5755897A (de)
EP (1) EP0752481B1 (de)
JP (1) JP3106157B2 (de)
KR (1) KR970006528A (de)
CN (1) CN1053226C (de)
AT (1) ATE203780T1 (de)
CA (1) CA2179214C (de)
DE (2) DE19524234C1 (de)
IL (1) IL118594A (de)
TW (1) TW366365B (de)
ZA (1) ZA965615B (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999028515A1 (de) * 1997-12-03 1999-06-10 Krupp Vdm Gmbh Hochwarmfeste, oxidationsbeständige knetbare nickellegierung
WO2000034540A1 (en) * 1998-12-08 2000-06-15 Inco Alloys International, Inc. Alloys for high temperature service in aggressive environments
DE102012002514B4 (de) * 2011-02-23 2014-07-24 VDM Metals GmbH Nickel-Chrom-Eisen-Aluminium-Legierung mit guter Verarbeitbarkeit
IT202100000086A1 (it) * 2021-01-05 2022-07-05 Danieli Off Mecc Apparato per il riscaldo di prodotti siderurgici

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990026510A (ko) * 1997-09-25 1999-04-15 윤종용 외장형 히트 싱크를 구비하는 수직실장형 반도체 패키지 모듈
GB2361933A (en) * 2000-05-06 2001-11-07 British Nuclear Fuels Plc Melting crucible made from a nickel-based alloy
DE102006053917B4 (de) 2005-11-16 2019-08-14 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Für Verbrennungsmotoren benutzte Zündkerze
JP5201708B2 (ja) * 2006-04-14 2013-06-05 三菱マテリアル株式会社 Ｎｉ基耐熱合金溶接用ワイヤー
US7823556B2 (en) * 2006-06-19 2010-11-02 Federal-Mogul World Wide, Inc. Electrode for an ignition device
DE102008051014A1 (de) * 2008-10-13 2010-04-22 Schmidt + Clemens Gmbh + Co. Kg Nickel-Chrom-Legierung
DE102014001329B4 (de) * 2014-02-04 2016-04-28 VDM Metals GmbH Verwendung einer aushärtenden Nickel-Chrom-Titan-Aluminium-Legierung mit guter Verschleißbeständigkeit, Kriechfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit
DE102014001330B4 (de) 2014-02-04 2016-05-12 VDM Metals GmbH Aushärtende Nickel-Chrom-Kobalt-Titan-Aluminium-Legierung mit guter Verschleißbeständigkeit, Kriechfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit
CN104451267A (zh) * 2014-11-22 2015-03-25 湘潭高耐合金制造有限公司 一种镍钇合金火花塞电极材料及其制备方法
KR102504107B1 (ko) 2015-10-27 2023-02-27 삼성전자주식회사 멀티미디어 인터페이스 커넥터와 이를 구비한 전자 기기

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3607243A (en) * 1970-01-26 1971-09-21 Int Nickel Co Corrosion resistant nickel-chromium-iron alloy
US4784830A (en) * 1986-07-03 1988-11-15 Inco Alloys International, Inc. High nickel chromium alloy
EP0338574A1 (de) * 1988-04-22 1989-10-25 Inco Alloys International, Inc. Sulfidierungs- und oxidationsbeständige Legierungen auf Nickelbasis
EP0508058A1 (de) * 1991-04-11 1992-10-14 Krupp VDM GmbH Austenitische Nickel-Chrom-Eisen-Legierung
EP0549286A1 (de) * 1991-12-20 1993-06-30 Inco Alloys Limited Gegen hohe Temperatur beständige Ni-Cr-Legierung
EP0611938A1 (de) * 1993-02-10 1994-08-24 Robert Thomas Metall- und Elektrowerke Brenngutträger für keramische Formlinge

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4312682A (en) * 1979-12-21 1982-01-26 Cabot Corporation Method of heat treating nickel-base alloys for use as ceramic kiln hardware and product
US4439248A (en) * 1982-02-02 1984-03-27 Cabot Corporation Method of heat treating NICRALY alloys for use as ceramic kiln and furnace hardware
FR2675818B1 (fr) * 1991-04-25 1993-07-16 Saint Gobain Isover Alliage pour centrifugeur de fibres de verre.
DE4130139C1 (de) * 1991-09-11 1992-08-06 Krupp-Vdm Ag, 5980 Werdohl, De
DE4130140C1 (de) * 1991-09-11 1992-11-19 Krupp-Vdm Ag, 5980 Werdohl, De
KR940014865A (ko) * 1992-12-11 1994-07-19 에드워드 에이. 스틴 고온 저항성 니켈-크롬 합금

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3607243A (en) * 1970-01-26 1971-09-21 Int Nickel Co Corrosion resistant nickel-chromium-iron alloy
US4784830A (en) * 1986-07-03 1988-11-15 Inco Alloys International, Inc. High nickel chromium alloy
EP0338574A1 (de) * 1988-04-22 1989-10-25 Inco Alloys International, Inc. Sulfidierungs- und oxidationsbeständige Legierungen auf Nickelbasis
EP0508058A1 (de) * 1991-04-11 1992-10-14 Krupp VDM GmbH Austenitische Nickel-Chrom-Eisen-Legierung
EP0549286A1 (de) * 1991-12-20 1993-06-30 Inco Alloys Limited Gegen hohe Temperatur beständige Ni-Cr-Legierung
EP0611938A1 (de) * 1993-02-10 1994-08-24 Robert Thomas Metall- und Elektrowerke Brenngutträger für keramische Formlinge

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999028515A1 (de) * 1997-12-03 1999-06-10 Krupp Vdm Gmbh Hochwarmfeste, oxidationsbeständige knetbare nickellegierung
WO2000034540A1 (en) * 1998-12-08 2000-06-15 Inco Alloys International, Inc. Alloys for high temperature service in aggressive environments
DE102012002514B4 (de) * 2011-02-23 2014-07-24 VDM Metals GmbH Nickel-Chrom-Eisen-Aluminium-Legierung mit guter Verarbeitbarkeit
DE102012013437B3 (de) * 2011-02-23 2014-07-24 VDM Metals GmbH Verwendung einer Nickel-Chrom-Eisen-Aluminium-Legierung mit guter Verarbeitbarkeit
RU2568547C2 (ru) * 2011-02-23 2015-11-20 Оутокумпу Вдм Гмбх Никель-хром-железо-алюминиевый сплав с хорошей обрабатываемостью
US9476110B2 (en) 2011-02-23 2016-10-25 Vdm Metals International Gmbh Nickel—chromium—iron—aluminum alloy having good processability
IT202100000086A1 (it) * 2021-01-05 2022-07-05 Danieli Off Mecc Apparato per il riscaldo di prodotti siderurgici
WO2022149178A1 (en) * 2021-01-05 2022-07-14 Danieli & C. Officine Meccaniche S.P.A. Device for heating steel products

Also Published As

Publication number Publication date
TW366365B (en) 1999-08-11
JPH0925530A (ja) 1997-01-28
US5755897A (en) 1998-05-26
CA2179214C (en) 2000-08-01
CN1053226C (zh) 2000-06-07
DE19524234C1 (de) 1997-08-28
ZA965615B (en) 1997-01-27
ATE203780T1 (de) 2001-08-15
DE59607396D1 (de) 2001-09-06
CA2179214A1 (en) 1997-01-05
KR970006528A (ko) 1997-02-21
IL118594A0 (en) 1996-10-16
JP3106157B2 (ja) 2000-11-06
IL118594A (en) 2000-06-01
CN1147560A (zh) 1997-04-16
EP0752481B1 (de) 2001-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2855723B1 (de) Nickel-chrom-aluminium-legierung mit guter verarbeitbarkeit, kriechfestigkeit und korrosionsbeständigkeit
EP2855724B1 (de) Nickel-chrom-legierung mit guter verarbeitbarkeit, kriechfestigkeit und korrosionsbeständigkeit
DE4111821C1 (de)
DE2265686C2 (de) Verwendung einer Nickel-Chrom-Legierung
EP2678458B1 (de) Nickel-chrom-eisen-aluminium-legierung mit guter verarbeitbarkeit
EP0752481B1 (de) Knetbare Nickellegierung
DE2822224A1 (de) Rostfreie federbleche, verfahren zu ihrer herstellung und verwendung derselben
DE102015008322A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium-Knetlegierung mit einer erhöhten Dehnung im Zugversuch
EP2882881A1 (de) Verwendung einer nickel-chrom-eisen-aluminium-legierung mit guter verarbeitbarkeit
WO2019185082A1 (de) Verwendung einer nickel-chrom-eisen-aluminium-legierung
EP0531775A1 (de) Hitzebeständige, warmverformbare austenitische Nickel-Legierung
AT399165B (de) Legierung auf chrombasis
DE4203328C1 (de)
DE60123016T2 (de) Legierung zur thermischen behandlung bei hohen temperaturen
DE2331100B2 (de) Hitzebeständige, austenitische Eisen-Chrom-Nickel-Legierungen
DE102020132193A1 (de) Verwendung einer Nickel-Chrom-Eisen-Aluminium-Legierung mit guter Verarbeitbarkeit, Kriechfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit
EP1047801B1 (de) Hochwarmfeste, oxidationsbeständige knetbare nickellegierung
DE19753539C9 (de) Hochwarmfeste, oxidationsbeständige knetbare Nickellegierung
EP0690140B1 (de) Hochtemperatur-Knetlegierung
DE3121782C2 (de) Verwendung einer austenitischen Chrom-Nickel-Stahllegierung für Wärmetauscherkomponenten
DE10228210B4 (de) Hitzebeständiges Stahlblech oder -band und daraus hergestellte Bauteile
DE102022110383A1 (de) Verwendung einer Nickel-Eisen-Chrom-Legierung mit hoher Beständigkeit in aufkohlenden und sulfidierenden und chlorierenden Umgebungen und gleichzeitig guter Verarbeitbarkeit und Festigkeit
EP0531776A1 (de) Hitzebeständiger warmverformbarer austenitischer Stahl

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LI NL SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19961121

17Q First examination report despatched

Effective date: 19990825

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LI NL SE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20010801

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20010801

REF Corresponds to:

Ref document number: 203780

Country of ref document: AT

Date of ref document: 20010815

Kind code of ref document: T

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REF Corresponds to:

Ref document number: 59607396

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20010906

ET Fr: translation filed
GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20010904

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20011101

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

NLV1 Nl: lapsed or annulled due to failure to fulfill the requirements of art. 29p and 29m of the patents act
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020503

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020531

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020531

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020531

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20060519

Year of fee payment: 11

Ref country code: DE

Payment date: 20060519

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20060522

Year of fee payment: 11

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20070503

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20080131

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20071201

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20070503

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20070531