ES2233986T3

ES2233986T3 - Aleacion de acero colada ferritica-austenitica, inoxidable.

Info

Publication number: ES2233986T3
Application number: ES97111887T
Authority: ES
Inventors: Willi Kleemann; Benno Hoffmann
Original assignee: Schmidt and Clemens GmbH and Co KG
Current assignee: Schmidt and Clemens GmbH and Co KG
Priority date: 1996-07-13
Filing date: 1997-07-12
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2017-07-12
Also published as: EP0818552A2; EP0818552A3; DE59712090D1; EP0818552B1; DE19628350A1; DE19628350B4

Abstract

ALEACION DE ACERO FUNDIDO FERRITICA AUSTENITICA INOXIDABLE CON UNA ELEVADA ESTABILIDAD FRENTE A LA CORROSION, ESPECIALMENTE RESISTENTE A LA PICADURA, EN MEDIOS CON CLORO Y UNA RESISTENCIA ELEVADA, CON HASTA 0,030 % DE CARBONO, HASTA 0,30 % DE SILICIO, HASTA 0,40 % DE MANGANESO, ENTRE 8 Y 10,0 % O ENTRE 6,5 Y 8,5 % O ENTRE 5,5 Y 6,5 % DE NIQUEL, HASTA 0,30 % DE COBALTO, ENTRE 0,25 Y 0,325 % O HASTA 0,30 % DE NITROGENO, ENTRE 26,5 Y 27,5 %, ENTRE 24,5 Y 26,0 % O ENTRE 23 Y 24 % DE CROMO, ENTRE 4,25 Y 5,0 %, ENTRE 4,0 Y 4,5 % O ENTRE 3,5 Y 4,0 % DE MOLIBDENO, HASTA 1,0 % DE WOLFRAMIO, HASTA 0,2 % DE VANADIO, HASTA 0,30 % DE NIOBIO, HASTA 0,30 % DE TANTALO, CON CONTENIDOS ACORDES ENTRE SI, EN RELACION AL CONTENIDO TOTAL DE CARBONO Y NITROGENO, DE VANADIO, NIOBIO, TANTALO Y WOLFRAMIO, SIENDO EL RESTO HIERRO INCLUYENDO IMPUREZAS ASOCIADAS AL FUNDIDO.

Description

Aleación de acero colada ferrítica-austenítica, inoxidable.

La invención se refiere a la utilización de objetos hechos de una aleación de acero ferrítica-austenítica con cromo y níquel, inoxidable, con reducidas cantidades de contenidos dosificados entre sí, de otros agentes de la aleación. Una estructura, cuya parte básica consiste en hasta un 50% en volumen de ferrita-delta, siendo el resto austenita finamente dividida, confiere a las aleaciones de acero duplex una buena resistencia contra la corrosión, además de una elevada resistencia mecánica.

Las aleaciones duplex de este tipo son de por sí conocidas. Así, la memoria de Patente Europea 0 220 141 describe una aleación de forja duplex inoxidable, de elevado tenor de nitrógeno, provista de una elevada resistencia contra la corrosión y estabilidad de la estructura, que contiene a lo sumo 0,05% de carbono, 23 a 27% de cromo, 5,5 a 9% de níquel, 0,25 a 0,40% de nitrógeno, a lo sumo 0,8% de silicio, a lo sumo 1,2% de manganeso, 3,5 a 4,9% de molibdeno, a lo sumo 0,5% de cobre, a lo sumo 0,5% de wolframio, a lo sumo 0,010% de azufre, hasta 0,5% de vanadio y hasta 0,18% de cerio, consistiendo el resto, impurezas impuestas por la fusión inclusive, en hierro; los tenores de estos elementos de la aleación se encuentran dosificados entre sí de manera determinada dentro de los límites señalados. Esta aleación requiere un recocido de solubilización a una temperatura de aproximadamente 1075ºC a efectos de ajustar el porcentaje de ferrita en la estructura en el intervalo de 30 a 55%; es adecuada en estado de disolución recocida, forjado en frío y también soldado, en especial para su utilización en un entorno de cloruros.

Por otra parte, de la memoria de Patente Europea 0,156 778 se conoce una aleación de acero duplex ferrítica - austenítica inoxidable, resistente a la corrosión.

Estas aleaciones de acero se han impuesto en la práctica debido a su elevada resistencia mecánica y a su resistencia contra las picaduras o corrosión localizada en presencia de cloruros; en virtud de su resistencia contra la corrosión están en condiciones de sustituir aceros de aleación superior y, por lo tanto, más costosos. Al mismo tiempo adolecen de determinadas desventajas, ya que en comparación con los aceros de forja su resistencia a la corrosión es sólo moderada, ya que durante su solidificación se origina un microaumento en especial de molibdeno y cromo, fenómeno éste que va acompañando de un empobrecimiento de molibdeno y cromo. Por su propia naturaleza, las zonas de la estructura empobrecidas en molibdeno y cromo gozan de una menor resistencia contra la corrosión y permiten por ello el inicio de una corrosión localizada y la propagación comparativamente fácil de la misma.

La invención tiene por misión resolver el problema de lograr una mayor mejora de la resistencia contra la corrosión y de la resistencia mecánica, de este tipo de aleación de acero de colada.

Para resolver este problema la invención propone la utilización de acuerdo con la reivindicación 1.

El acero a utilizar de acuerdo con la invención contiene preferiblemente por lo menos 0,1%, más preferiblemente por lo menos 0,2% de wolframio, vanadio, niobio y tantalio, individual o conjuntamente. El tenor de wolframio también puede superar el 0,5%, por ejemplo, puede ser de 0,55% o también de 0,6%. Por otra parte, el tenor total de wolframio y tantalio puede estar en el intervalo de 0,05 a 0,80%.

La invención se aclara seguidamente sobre la base de ejemplos de realización.

A efectos de ilustrar la invención de acuerdo con la reivindicación 1 para una aleación básica exenta de cobalto con una composición nominal de hasta 0,030% de carbono, hasta 0,30% de silicio, hasta 0,40% de manganeso, 6,5 a 8,5% de níquel, 0,25 a 0,30% de nitrógeno, 24,5 a 26,5% de cromo, 4,0 a 4,5% de molibdeno, hasta 1,0% de wolframio, hasta 0,20% de vanadio, hasta 0,3% de niobio, 0,15 a 0,3% de vanadio y niobio, hasta 0,31% de tantalio, hasta 0,015% de fósforo, hasta 0,005% de azufre, siendo el resto hierro, se procedió a preparar dentro del marco de otra serie de ensayos dos materiales fundidos, 1 y 2, con la composición señalada en la Tabla 1, como ejemplo de una aleación de acero colada (25,0 Cr - 4,25 Mo - 7,4 Ni - 0,28 N- Fe), que contiene vanadio, niobio y tantalio, pero con un bajo tenor de cromo.

TABLA 1

1

La siguiente Tabla II reproduce las temperaturas límite críticas de picadura de las aleaciones experimentales 1 y 2 en el ensayo recién descrito de acuerdo con la norma ASTM G 48-76. Las temperaturas criticas (T_{k}) determinadas en este caso tienen valores esencialmente superiores a los de las aleaciones de acero de colada usuales en el comercio; se las ha consignado junto con los correspondientes valores de PREN de las aleaciones individuales.

TABLA II

2

El diagrama de la Figura 1 muestra las temperaturas criticas medidas en función de los valores de PREN de las aleaciones de acero coladas convencionales y de las aleaciones de acero coladas inventivas 1 y 2. En este caso se comprueba que las temperaturas críticas de las aleaciones experimentales inventivas no siguen la dependencia habitual T_{k} = f (PREN) de las aleaciones de acero coladas ferríticas-austeníticas inoxidables convencionales:

T_{k} (^{o}C) = 2,397 * PREN - 54,37.

Los valores determinados en la solución estándar después de un periodo de ensayo de 72 horas demuestran que las aleaciones conformes a la invención, con sus tenores cuidadosamente dosificados entre si, de vanadio, niobio, y tantalio por una parte, como también de carbono y nitrógeno por otra parte, poseen para el caso de una aleación 25Cr-4,3Mo-0,28N con un valor de PREN de aproximadamente el 44%, una resistencia a la corrosión marcadamente superior; esto se desprende del diagrama de la Figura 2.

Las composiciones de las aleaciones convencionales, coladas o de forja, A a E, en las que se basa el diagrama de la Figura 1, se deducen de la siguiente Tabla III:

TABLA III

3

De siguiente Tabla IV se deducen las propiedades de las aleaciones conformes a la invención 1 y 2 relacionadas con su resistencia mecánica.

TABLA IV

4

Claims

1. Utilización de objetos hechos de una aleación de acero ferrítica-austenítica inoxidable con una elevada resistencia mecánica y resistencia contra la corrosión, en especial una elevada resistencia contra las picaduras, con:

5

consistiendo el resto, que incluye las impurezas debidas a la fusión, en hierro, y cuyos tenores de vanadio, niobio, tantalio, carbono y nitrógeno satisfacen la condición siguiente en estado fundido:

[(%V) + (%Nb) + (%Ta)]/[(%C) + (%N)] = 0,5\ a\ 1,0.

2. Utilización de objetos de acuerdo con la reivindicación 1, con por lo menos 0,1% de wolframio, vanadio, niobio y tantalio, individual o conjuntamente, en estado fundido.

3. Utilización de objetos de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, con un tenor total de wolframio y titanio de 0,05% a 0,80%.

4. Utilización de objetos de acuerdo con cualquiera o más de las reivindicaciones 1 a 3 con un tenor total de vanadio y niobio de 0,15 a 30%.

5. Utilización de objetos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, que además de una buena tenacidad requieren una elevada resistencia mecánica y una elevada resistencia contra la corrosión, en especial una resistencia contra las picaduras en medios de cloruro.