ES2277611T3 - Acero inoxidable austenitico crnimncu con bajo contenido en niquel. - Google Patents
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Abstract
Acero inoxidable austenítico compuesto de (en porcentaje en peso): (a) entre un 0, 03% y un 0, 064% de C; (b) entre un 0, 2% y un 1, 0% de Si; (c) entre un 7, 5% y un 10, 5% de Mn; (d) entre un 14, 0% y un 16, 0% de Cr; (e) entre un 1, 0% y un 5, 0% de Ni; (f) entre un 0, 04% y un 0, 25% de N; (g) entre un 1, 0% y un 3, 5% de Cu; (h) trazas de Mo; siendo el resto Fe e impurezas accesorias; y opcionalmente una de las posibilidades siguientes: entre 5 y 30 ppm de B, no más de 150 ppm de S y/o no más de un 0, 06% en peso de P; poseyendo dicho acero inoxidable austenítico un contenido en ferrita delta inferior a 8, 5 y satisfaciendo la siguiente fórmula: ferrita delta= 6, 77[(d)+(h)+1, 5(b)]-4, 85[(e)+30(a)+30(f)+0, 5(c)+0, 3(g)]-52, 75, estando la elongación comprendida entre un 53, 1 y un 55, 3% y la dureza comprendida entre 82, 3 y 84, 7 HRBO.
Description
Acero inoxidable austenítico CrNiMnCu con bajo
contenido en níquel.
La presente solicitud reivindica prioridad sobre
la solicitud de patente taiwanesa N.º 091.124.567, presentada el 23
de octubre de 2002.
El presente invento hace referencia a un acero
inoxidable austenítico, en concreto, a un acero inoxidable
austenítico de
cromo-níquel-manganeso-cobre
con bajo contenido en níquel.
La patente de EE.UU. n.º 5.286.310 hace público
un acero inoxidable de
cromo-níquel-manganeso-cobre
con bajo contenido en níquel que presenta un contenido en níquel
reducido y una estructura metalográfica, una resistencia mecánica,
una resistencia a la corrosión y una maleabilidad aceptables. Este
acero inoxidable austenítico contiene un mínimo de un 16,5% en peso
de cromo para proporcionar una resistencia a la corrosión correcta.
Sin embargo, el contenido en cromo no debe superar el 17,5% en peso
para evitar la formación no deseada de ferrita delta (ferrita
\delta) durante la mecanización en caliente y la aparición de
problemas durante dicho proceso. El acero inoxidable austenítico
mencionado anteriormente también contiene un mínimo de un 2,5% en
peso de níquel para mejorar la capacidad de mecanización en frío e
inhibir la conversión de austenita en martensita. No obstante, el
contenido en níquel no debe superar un 5% en peso debido al precio
relativamente elevado de este material.
Aunque el acero inoxidable austenítico anterior
es capaz de proporcionar una resistencia a la corrosión aceptable y
puede mecanizarse en frío y caliente de forma correcta, su contenido
en cromo sigue siendo elevado (las investigaciones previas han
señalado que es necesario contar con un mínimo de un 17% de cromo
para proporcionar un nivel mínimo de resistencia a la corrosión),
lo cual puede perjudicar la estabilidad del acero inoxidable
austenítico y puede provocar grietas durante la laminación en
caliente.
En el presente documento, se incluye la
publicación de la patente estadounidense US 5.286.310 como
referencia.
La patente española ES 2.142.756 hace pública
una familia de aceros inoxidables asteníticos desarrollada como
sustituta posible de AISI 304 y AISI 316.
Por tanto, el presente invento tiene por objeto
proporcionar un acero inoxidable astenítico de
cromo-níquel-manganeso-cobre
con bajo contenido en níquel que sea capaz de resolver los
inconvenientes del estado de la técnica mencionados más arriba.
Según el presente invento, se propone un acero
inoxidable austenítico compuesto por (medido en porcentaje en
peso): (a) entre un 0,03% y un 0,12% de C; (b) entre un 0,2% y un
1,0% de Si; (c) entre un 7,5% y un 10,5% de Mn; (d) entre un 14,0%
y un 16,0% de Cr; (e) entre un 1,0% y un 5,0% de Ni; (f) entre un
0,04% y un 0,25% de N; (g) entre un 1,0% y un 3,5% de Cu; (h)
trazas de Mo; siendo el resto Fe e impurezas accesorias. El acero
inoxidable austenítico posee un contenido en ferrita delta inferior
a 8,5 que satisface la siguiente fórmula:
ferrita \
\delta =
6,77[(d)+(h)+1,5(b)]-4,85[(e)+30(a)+30(f)+0,5(c)+0,3(g)]-52,75.
En los dibujos, en los que se plasma una
realización del invento:
La figura 1 muestra un diagrama que ilustra la
relación entre el contenido en ferrita \delta de la realización
preferente del acero inoxidable austenítico según el presente
invento y la temperatura de mecanización en caliente.
La realización preferente del acero inoxidable
austenítico de
cromo-níquel-manganeso-cobre
con bajo contenido en níquel según el presente invento está
compuesta de: (a) entre un 0,03% y un 0,12% de C; (b) entre un 0,2%
y un 1,0% de Si; (c) entre un 7,5% y un 10,5% de Mn; (d) entre un
14,0% y un 16,0% de Cr; (e) entre un 1,0% y un 5,0% de Ni; (f)
entre un 0,04% y un 0,25% de N; (g) entre un 1,0% y un 3,5% de Cu;
(h) trazas de Mo; siendo el resto Fe e impurezas accesorias. El
acero inoxidable austenítico posee un contenido en ferrita delta
inferior a 8,5 que satisface la siguiente fórmula:
ferrita \
\delta =
6,77[(d)+(h)+1,5(b)]-4,85[(e)+30(a)+30(f)+0,5(c)+0,3(g)]-52,75.
representando (a), (b), (c), (d),
(e), (f), (g), (h) en la fórmula el contenido de los elementos
correspondientes (en porcentaje en
peso).
El acero inoxidable austenítico también puede
incluir entre 5 y 30 ppm de B con el fin de mejorar la capacidad de
mecanizado en caliente. El contenido en impurezas nocivas, como S
(azufre) y P (fósforo), es el mínimo posible. Sin embargo, por
motivos económicos relacionados con la eliminación de dichas
impurezas, se limita el contenido en S a 150 ppm y el contenido en
P, a un 0,06%.
\newpage
La figura 1 muestra la relación entre el
contenido en ferrita \delta de la realización preferente del acero
inoxidable austenítico según el presente invento y la temperatura.
Los resultados muestran que, al elevar la temperatura a más de
1.250ºC durante laminación en caliente, el contenido en ferrita
\delta aumenta abruptamente, lo que supone el riesgo de que se
formen grietas en los bordes de las planchas laminadas de acero
inoxidable austenítico. Además, es preciso alcanzar una temperatura
mínima de 1.050ºC durante la laminación en caliente para obtener la
resistencia mecánica requerida.
Los siguientes ejemplos y ejemplos comparativos
muestran cómo el presente invento proporciona unos resultados mucho
mejores a los del estado de la técnica.
En la tabla 1 se reflejan los resultados de un
ensayo de aparición de grietas en los bordes efectuada en distintas
muestras de acero inoxidable austenítico de los ejemplos del 1 al 9
y de los ejemplos comparativos del 1 al 5, cada cual con una
composición distinta (sólo se muestran los valores de los elementos
Ni, C, Si, Mn, Cr y Cu). El ensayo se realizó sometiendo las
muestras a laminación en caliente a unas temperaturas comprendidas
entre los 1.050ºC y los 1.250ºC. Los resultados del ensayo señalan
que cada ejemplo de acero inoxidable austenítico del presente
invento posee un contenido en ferrita \delta inferior a 8,5 y que
no se observaron grietas en los bordes en las muestras de los
ejemplos del 1 al 9. Cada muestra perteneciente a los ejemplos
comparativos del 1 al 5 tiene un contenido en ferrita \delta
superior a 8,5. En cada una de estas muestras pertenecientes a los
ejemplos comparativos del 1 al 5 aparecieron grietas en los
bordes.
En la tabla 2 se reflejan los resultados de un
ensayo de resistencia a la corrosión (ASTM B-117)
efectuado con niebla salina en distintas muestras de acero
inoxidable austenítico de los ejemplos del 10 al 12 y del ejemplo
comparativo 6 (acero inoxidable de tipo 304), cada cual con una
composición distinta (sólo se muestran los valores de los elementos
Ni, C, Si, Mn, Cr, Cu y B). Los resultados del ensayo muestran que
cada ejemplo de acero inoxidable austenítico del presente invento
posee una tasa de corrosión tan baja como la del acero inoxidable
de tipo 304 (no superior a un 0,1%) según el estado de la
técnica.
\vskip1.000000\baselineskip
Nótese que el contenido en cromo de cada uno de
los ejemplos del 1 al 12 del acero inoxidable austenítico del
presente invento es de un porcentaje en peso inferior al 17%, un
requisito mínimo según el estado de la técnica para obtener una
resistencia a la corrosión aceptable.
La tabla 3 muestra las composiciones de muestras
de acero inoxidable austenítico de los ejemplos del 13 al 22 y de
los ejemplos comparativos del 7 al 10 (sólo se indican los elementos
Ni, C, Si, Mn, Cr y Cu). La tabla 4 muestra un ensayo de
resistencia mecánica realizado con las muestra de acero inoxidable
austenítico de los ejemplos del 13 al 22 y de los ejemplos
comparativos del 7 al 10. Los resultados del ensayo muestran que el
acero inoxidable austenícito según el presente invento presenta una
elongación mejor que la del acero inoxidable de tipo 304 según el
estado de la técnica. Otras propiedades mecánicas, como la
resistencia a la tracción, el límite de elasticidad y la dureza del
acero inoxidable austenítico según el presente invento, son
similares a las del acero inoxidable de tipo 304 según el estado de
la técnica.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Los ensayos mencionados anteriormente muestran
que el acero inoxidable austenítico según el presente invento es
capaz de demostrar unas características excelentes de resistencia
mecánica, resistencia a la corrosión y estabilidad de fase durante
el mecanizado en frío o en caliente con un contenido en níquel
relativamente bajo y un contenido bajo en cromo en comparación con
las de la técnica anterior.
Claims (3)
1. Acero inoxidable austenítico compuesto de (en
porcentaje en peso): (a) entre un 0,03% y un 0,064% de C; (b) entre
un 0,2% y un 1,0% de Si; (c) entre un 7,5% y un 10,5% de Mn; (d)
entre un 14,0% y un 16,0% de Cr; (e) entre un 1,0% y un 5,0% de Ni;
(f) entre un 0,04% y un 0,25% de N; (g) entre un 1,0% y un 3,5% de
Cu; (h) trazas de Mo; siendo el resto Fe e impurezas accesorias; y
opcionalmente una de las posibilidades siguientes: entre 5 y 30 ppm
de B, no más de 150 ppm de S y/o no más de un 0,06% en peso de P;
poseyendo dicho acero inoxidable austenítico un contenido en
ferrita \delta inferior a 8,5 y satisfaciendo la siguiente
fórmula: ferrita \delta =
6,77[(d)+(h)+1,5(b)]-4,85[(e)+30(a)+30(f)+0,5(c)+0,3(g)]-52,75,
estando la elongación comprendida entre un 53,1 y un 55,3% y la
dureza comprendida entre 82,3 y 84,7 HRBO.
2. Acero inoxidable austenítico según la
reivindicación 1 caracterizado por el hecho de que el límite
de elasticidad se encuentra entre 287,6 y 319,7 MPa.
3. Acero inoxidable austenítico según la
reivindicación 1 o 2 caracterizado por el hecho de que la
resistencia a la tracción de dicho acero inoxidable austenítico
está comprendida entre 618,4 y 642,6 MPa.
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| EP02028526A EP1431408B1 (en) | 2002-12-19 | 2002-12-19 | Low nickel containing chromium-nickel-manganese-copper austenitic stainless steel |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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