FI126574B - Dupleksinen ruostumaton teräs - Google Patents

Description

DUPLEKSINEN RUOSTUMATON TERÄS Tämä keksintö kohdistuu dupleksiseen ferriittis-austeniittiseen ruostumattomaan teräkseen, jolla on hyvä muokattavuus TRIP-efektin (Faasimuutoksen indusoima muokkautuvuus) avulla ja korkea korroosiokestävyys ja optimoitu pistekorroosiokestävyysekvivalentti (PRE).

Faasimuutoksen indusoima muokkautuvuus (TRIP)-efekti viittaa metastabiilin jäännösausteniitin faasimuutokseen martensiitiksi plastisen muodonmuutoksen aikana asemoidun jännityksen tai kuormituksen tuloksena. Tämä ominaisuus sallii TRIP-efektin omaaville teräksille hyvän muokattavuuden samalla säilyttäen erinomaisen lujuuden.

Fl-patenttihakemuksesta 20100178 on tunnettua ferriittis-austeniittisen ruostumattoman teräksen valmistusmenetelmä, jolla teräksellä on hyvä muokattavuus ja hyvä venyvyys ja joka teräs sisältää paino- %:na vähemmän kuin 0,05 % C, 0,2-0,7 % Si, 2-5 % Mn, 19-20,5 % Cr, 0,8-1,35 % Ni, vähemmän kuin 0,6 % Mo, vähemmän kuin 1 % Cu, 0,16-0,24 % N, lopun ollessa rautaa ja väistämättömiä epäpuhtauksia. Fl-patenttihakemuksen 20100178 ruostumaton teräs lämpökäsitellään niin, että ruostumattoman teräksen mikrorakenne sisältää 45 - 75 % austeniittia lämpökäsitellyssä tilassa, lopun mikrorakenteen ollessa ferriittiä. Edelleen ruostumattoman teräksen Md3o-lämpötila säädetään välille 0 - 50 °C hyödyntääkseen faasimuutoksen indusoimaa muokkautuvuutta (TRIP) parantamaan ruostumattoman teräksen muokattavuutta. Md3o-lämpötila, joka on mitta austeniitin stabiilisuudesta TRIP-efektiin nähden, määritetään lämpötilana, jossa 0,3 todellisesta kuormituksesta antaa 50 %:n faasinmuutoksen austeniitista martensiitiksi.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on parantaa Fl-patenttihakemuksessa 20100178 kuvatun dupleksisen ruostumattoman teräksen ominaisuuksia ja aikaansaada uusi dupleksinen ferriittis-austeniittinen ruostumaton teräs, joka hyödyntää TRIP-efektiä uudella kemiallisella koostumuksella, jossa ainakin nikkelin, molybdeenin ja mangaanin pitoisuutta muutetaan. Keksinnön olennaiset tunnusmerkit selviävät oheisista patenttivaatimuksista.

Keksinnön mukaisesti dupleksinen ferriittis-austeniittinen ruostumaton teräs sisältää vähemmän kuin 0,04 paino- % C, vähemmän kuin 0,7 paino- % Si, vähemmän kuin 2,5 paino-% Mn, 18,5-22,5 paino-% Cr, 0,8-4,5 paino-% Ni, 0,6-1,4 paino-% Mo, vähemmän kuin 1 paino-% Cu, 0,10-0,24 paino-% N, lopun ollessa rautaa ja väistämättömiä epäpuhtauksia. Rikki rajataan vähempään kuin 0,010 paino-%:iin ja mieluummin vähempään kuin 0,005 paino- %, fosforipitoisuus on vähemmän kuin 0,040 paino- % ja rikin ja fosforin (S+P) on vähemmän kuin 0,04 paino- %, ja hapen kokonaispitoisuus on alle 100 ppm.

Keksinnön dupleksinen ruostumaton teräs sisältää valinnaisesti yhtä tai useampaa lisättyä alkuainetta seuraavasti: alumiinipitoisuus maksimoidaan vähempään kuin 0,04 paino- % ja mieluummin maksimi on vähemmän kuin 0,03 paino- %. Edelleen booria, kalsiumia ja ceriumia lisätään valinnaisesti vähäisessä määrässä; boorin ja kalsiumin halutut pitoisuudet ovat vähemmän kuin 0,003 paino-% ja ceriumin vähemmän kuin 0,1 paino-%. Valinnaisesti kobolttia voidaan lisätä 1 paino- %:iin asti nikkelin osittaiseksi korvaamiseksi, ja wolframia voidaan lisätä 0,5 paino- %:iin asti molybdeenin osittaiseksi korvaamiseksi. Myös yhtä tai useampaa niobin, titaanin ja vanadiinin sisältämästä ryhmästä voidaan valinnaisesti lisätä keksinnön dupleksiseen ruostumattomaan teräkseen, niobin ja titaanin pitoisuuksien ollessa rajattuna 0,1 paino- %:iin asti ja vanadiinin pitoisuuden ollessa rajattuna 0,2 paino- %:iin asti.

Keksinnön ruostumattoman teräksen mukaisesti pistekestävyysekvivalentti (PRE) on optimoitu antamaan hyvä korroosiokestävyys. TRIP-efekti (Faasimuutoksen indusoima muokkautuvuus) austeniittifaasissa ylläpidetään mitatun Md3o-lämpötilan mukaisesti alueella 0 - 90 °C, mieluummin alueella 10 -70 °C varmistamaan hyvä muokattavuus. Austeniittifaasin osuus keksinnön dupleksisen ruostumattoman teräksen mikrorakenteessa on lämpökäsitellyssä tilassa 45 - 75 tilavuus- %, edullisesti 55 - 65 tilavuus- % lopun ollessa ferriittiä luomaan suotuisat olosuhteet TRIP-efektille. Lämpökäsittely voidaan suorittaa käyttäen erilaisia lämpökäsittelymenetelmiä, kuten liuoshehkutus, korkeataajuus-induktiohehkutus tai paikallishehkutus, lämpötila-alueella 900 -1200 °C, mieluummin 950 - 1150 °C.

Eri alkuaineiden vaikutuksia mikrorakenteeseen kuvataan seuraavassa alkuainepitoisuuksien ollessa kuvattuna paino- %:na:

Hiili (C) jakaantuu austeniittifaasiin ja sillä on voimakas vaikutus austeniitin stabiilisuuteen. Hiiltä voidaan lisätä 0,04 %:iin asti, mutta korkeammilla pitoisuuksilla on haitallinen vaikutus korroosiokestävyyteen.

Typpi (N) on tärkeä austeniitin stabiloija dupleksisissa ruostumattomissa teräksissä ja kuten hiili se kasvattaa stabiilisuutta martensiittia vastaan. Typpi myös kohottaa lujuutta, venymäkarkenevuutta ja korroosiokestävyyttä. Yleiset kokeelliset lausekkeet Md30-lämpötilalle osoittavat, että typellä ja hiilellä on voimakas vaikutus austeniitin stabiilisuuteen. Koska typpeä voidaan lisätä ruostumattomiin teräksiin suuremmassa määrin kuin hiiltä ilman haitallisia vaikutuksia korroosiokestävyyteen typpipitoisuudet 0,10:stä 0,24 %:iin asti ovat tehokkaita esillä olevissa ruostumattomissa teräksissä. Optimiin ominaisuusprofiiliin typpipitoisuus 0,16 - 0,21 % on parempi.

Piitä (Si) lisätään tavallisesti ruostumattomiin teräksiin deoksidointi-tarkoituksissa sulatolla ja sen ei pidä olla alle 0,2 %. Pii stabilisoi ferriittifaasia dupleksissa ruostumattomissa teräksissä, mutta sillä on voimakkaampi stabiloiva vaikutus austeniittistabiilisuuteen martensiitin muodostusta vastaan kuin on osoitettu nykyisillä lausekkeilla. Tämän vuoksi pii maksimoidaan 0,7 %:iin, mieluummin 0,5 %:iin.

Mangaani (Μη) on tärkeä lisäaine stabilisoimaan austeniittifaasi ja kasvattamaan typen liukoisuutta ruostumattomaan teräkseen. Mangaani voi osittain korvata kalliin nikkelin ja saattaa ruostumaton teräs oikeaan faasitasapainoon. Liian korkea taso pitoisuudessa vähentää korroosio-kestävyyttä. Mangaanilla on voimakkaampi vaikutus austeniittistabiilisuuteen martensiittimuutosta vastaan, siksi mangaanipitoisuuteen täytyy huolellisesti keskittyä. Mangaanin pitoisuusalue on vähemmän kuin 2,5 %, mieluummin vähemmän kuin 2,0 %.

Kromi (Cr) on päälisäaine tekemään teräs kestäväksi korroosiota vastaan. Ferriitin stabiloijana kromi on myös päälisäaine luomaan varsinainen faasi-tasapaino austeniittifaasin ja ferriittifaasin välille. Näiden funktioiden aikaansaamiseksi kromitaso pitäisi olla ainakin 18,5 % ja rajoittaakseen ferriittifaasin tarkoituksenmukaisille tasoille varsinaiseen tarkoitukseen maksimi-pitoisuuden pitäisi olla 22,5 %. Mieluummin kromipitoisuus on 19,0 - 22 %, mieluiten 19,5 - 21,0 %.

Nikkeli (Ni) on olennainen seostusalkuaine stabilisoimaan austeniittifaasi ja hyvään sitkeyteen ja ainakin 0,8 %, mieluummin ainakin 1,5 % täytyy lisätä teräkseen. Omaamalla suuren vaikutuksen austeniittistabiilisuuteen martensiitti-muodostusta vastaan nikkelin täytyy olla läsnä kapealla alueella. Edelleen nikkelin korkean kustannuksen ja hintavaihtelun vuoksi nikkeli pitäisi maksimoida läsnä olevissa ruostumattomissa 4,5 %:iin, mieluummin 3,5 %:iin ja vielä mieluummin 2,0 - 3,5 %:iin. Yhä vielä mieluummin nikkelipitoisuus pitäisi olla 2,7 - 3,5 %.

Kupari (Cu) on tavallisesti läsnä 0,1 - 0,5 %:in jäänteenä useimmissa ruostumattomissa teräksissä, kun raaka-aineet suuressa määrin ovat tätä alkuainetta sisältävän ruostumattoman romun muodossa. Kupari on austeniittifaasin heikko stabiloija, mutta sillä on voimakas vaikutus martensiittimuutoksen vastustuskykyyn ja se täytyy huomioida esillä olevien ruostumattomien terästen muokattavuuden arvioinnissa. Tarkoituksellinen lisäys 1,0 %:iin voidaan tehdä, mutta mieluummin kuparipitoisuus on 0,7 %:iin asti, mieluiten 0,5 %:iin asti.

Molybdeeni (Mo) on ferriitin stabiloija, jota voidaan lisätä kohottamaan korroosiokestävyyttä ja siksi molybdeenilla pitää olla pitoisuus enemmän kuin 0,6 %. Edelleen molybdeeni kohottaa vastustuskykyä martensiittimuutosta kohtaa, ja yhdessä muiden lisäaineiden kanssa molybdeenia ei voi lisätä enempää kuin 1,4 %. Mieluummin molybdeenipitoisuus on 1,0 - 1,4 %.

Booria (B), kalsiumia (Ca) ja ceriumia (Ce) lisätään pienin määrin dupleksisiin teräksiin parantamaan kuumamuokattavuutta eikä liian korkeilla pitoisuuksilla kuten tämä voi huonontaa muita ominaisuuksia. Edulliset pitoisuudet boorille ja kalsiumille ovat vähemmän kuin 0,003 paino- % ja ceriumille vähemmän kuin 0,1 paino- %.

Rikki (S) dupleksisessa teräksissä huonontaa kuumamuokattavuutta ja voi muodostaa sulfidisulkeumia, jota vaikuttavat pistekorroosiokestävyyteen negatiivisesti. Rikkipitoisuuden pitäisi olla siksi rajoitettu vähempään kuin 0,010 paino- % ja mieluummin vähempään kuin 0,005 paino- %.

Fosfori (P) huonontaa kummamuokattavuutta ja voi muodostaa fosfidipartikkeleita tai kalvoja, jotka vaikuttavat korroosiokestävyyteen negatiivisesti. Fosforipitoisuuden pitäisi siksi olla rajattu vähempään kuin 0,040 paino- %, ja niin, että rikki- ja fosforipitoisuuksien summa (S+P) on vähemmän kuin 0,04 paino- %.

Hapella (O) yhdessä muiden jäännealkuaineiden kanssa on vahingollinen vaikutus kuumasikeyteen. Tämän vuoksi on tärkeää säätää sen läsnäolo alhaisiin pitoisuuksiin erityisesti runsasseosteisilla dupleksisilla laaduilla, jotka ovat alttiita murtumaan. Oksidisulkeutumien läsnäolo voi alentaa korroosiokestävyyttä (pistekorroosio) riippuen sulkeutuman tyypistä. Korkea happipitoisuus alentaa myös iskusitkeyttä. Samalla tavoin kuin rikki happi parantaa hitsaustunkeutuvuutta muuttamalla hitsausrengastuman pintaenergiaa. Esillä olevaan keksintöön järkevä maksimihappitaso on alle 100 ppm. Metallijauheen tapauksessa maksimihappipitoisuus voi olla 250 ppm asti.

Alumiini (AI) pitäisi pitää alhaisella tasolla keksinnön dupleksisessa ruostumattomassa teräksessä korkean typpipitoisuuden kanssa kun nämä kaksi alkuainetta voivat yhdistyä ja muodostaa alumiininitridejä, jotka huonontavat iskusitkeyttä. Alumiinipitoisuus on rajattu vähempään kuin 0,04 paino- % ja mieluummin vähempään kuin 0,03 paino- %.

Wolframilla (W) on samanlaisia ominaisuuksia kuin molybdeenilla ja se voi joskus korvata molybdeenia, kuitenkin wolframi voi edistää sigmafaasin erkautumista ja wolframipitoisuus pitäisi rajoittaa 0,5 paino- %:iin.

Koboltilla (Co) on samantapainen käyttäytyminen kuin sen sisaralkuaineella, nikkelillä, ja kobolttia voidaan käsitellä paljossa samalla tavalla teräs- ja seos-tuotannossa. Koboltti rajoittaa rakeenkasvua korotetuissa lämpötiloissa ja parantaa huomattavasti kovuuden ja kuumalujuuden pysyvyyttä. Koboltti kohottaa kavitaatioeroosiokestävyyttä ja venymäkarkenemista. Koboltti vähentää sigmafaasimuodostuksen riskiä superdupleksisissa ruostumattomissa teräksissä. Kobolttipitoisuus rajoitetaan 1,0 paino- %:iin. ”Mikroseosteiset” alkuaineet titaani (Ti), vanadiini (V) ja niobi (Nb) kuuluvat noin nimettyjen lisäaineiden ryhmään, koska ne merkittävästi muuttavat terästen ominaisuuksia alhaisilla pitoisuuksilla, usein edullisin vaikutuksin hiiliteräksessä, mutta dupleksisten ruostumattomien terästen tapauksessa ne myös myötävaikuttavat ei-haluttuihin ominaisuusmuutoksiin, sellaisiin kuten alentuneet iskuominaisuudet, korkeammat pintavikatasot ja alentunut sitkeys valamisen ja kuumavalssauksen aikana. Monet näistä vaikutuksista riippuvat niiden voimakkaasta yhdistymistaipumuksestaan hiileen ja erityisesti typpeen uudenaikaisten dupleksisten ruostumattomien terästen tapauksessa. Esillä olevassa keksinnössä niobi ja titaani pitäisi rajoittaa maksimitasolle 0,1 %, kun taas vanadiini on vähemmän haitallinen ja sitä pitäisi olla vähemmän kuin 0,2 %.

Esillä olevaa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin viitaten piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 kuvaa minimi ja maksimi Md30-lämpötilojen ja PRE-arvojen riippuvuutta alkuainepitoisuuksien Si+Cr ja Cu+Mo välillä keksinnön testatuissa seoksissa, Kuvio 2 kuvaa esimerkkiä C+N ja Mn+Ni vakioarvoilla minimi ja maksimi Md30-lämpötilojen ja PRE-arvojen riippuvuudesta alkuainepitoisuuksien Si+Cr ja Cu+Mo välillä keksinnön testatuissa seoksissa kuvion 1 mukaisesti,

Kuvio 3 kuvaa minimi ja maksimi Md30-lämpötilojen ja PRE-arvojen riippuvuutta alkuainepitoisuuksien C+N ja Mn+Ni välillä keksinnön testatuissa seoksissa, ja Kuvio 4 kuvaa esimerkkiä Si+Cr ja Cu+Mo vakioarvoilla minimi ja maksimi Md3o-lämpötilojen ja PRE-arvojen riippuvuudesta alkuainepitoisuuksien C+N ja Mn+Ni välillä keksinnön testatuissa seoksissa kuvion 3 mukaisesti.

Alkuaineiden vaikutusten perusteella keksinnön mukaista dupleksista ferriittis-austeniittista ruostumatonta terästä esitellään taulukossa 1 A - F nimetyillä kemiallisilla koostumuksilla. Taulukko 1 sisältää myös kemiallisen koostumuksen Fl-patenttihakemuksen 20100178 referenssin dupleksiselle ruostumattomalle teräkselle, joka on nimetty G:ksi, kaikkien taulukon 1 pitoisuuksien ollessa paino- %:na.

Taulukko 1

Kun verrataan taulukon 1 arvoja keksinnön dupleksisessa ruostumattomissa teräksissä hiili-, typpi-, mangaani-, nikkeli- ja molybdeenipitoisuudet ovat olennaisesti eroavia referenssin ruostumattomasta teräksestä G.

Ominaisuudet, arvot Md3o-lämpötilalle, kriittiselle pistekorroosiolämpötilalle (CPT) ja PRE määritettiin taulukon 1 kemiallisille koostumuksille ja tulokset esitetään seuraavassa taulukossa 2.

Ennustettavissa oleva austeniittifaasin Md3o-lämpötila (Md3o Nohara) taulukossa 2 laskettiin käyttäen austeniittisille ruostumattomille teräksille luotua Nohara-lauseketta (1)

Md3o = 551 -462(C+N)-9,2Si-8,1 Mn-13,7Cr-29(Ni+Cu)-18,5Mo-68Nb (1) hehkutettuna lämpötilassa 1050 °C.

Taulukon 2 todelliset mitatut Md30-lämpötilat (Md30 mitattu) aikaansaatiin venyttämällä vetokoenäytteitä 0,3 todellisesta venymästä eri lämpötiloissa ja mittaamalla faasimuuttuneen martensiitin osuus Satmagan-laitteella. Stamagan on magneettinen tasapaino, jossa ferromagneettisen faasin osuus määritetään asettamalla näyte kyllästettyyn magneettikenttään ja vertaamalla näytteen indusoimia magneetti- ja gravitaatiovoimia.

Taulukon 2 lasketut Md30-lämpötilat (Md30 laskettu) aikaansaatiin matemaattisen optimirajoitteen mukaisesti, mistä laskennasta lausekkeet (3) ja (4) on myös johdettu.

Kriittinen pistekorroosiolämpötila (CPT) mitataan 1M natriumkloridiliuoksesta (NaCI) ASTM G150-testin mukaisesti, ja tämän kriittisen pistekorroosio-lämpötilan (CPT) alapuolella pistekorroosio ei ole mahdollinen ja vain passiivista käyttäytymistä on havaittavissa.

Pistekorroosiokestävyysekvivalentti (PRE) lasketaan lausekkeesta (2) PRE = %Cr + 3,3*%Mo + 30*%N - %Mn (2).

Alkuainepitoisuuksien summat C+N, Cr+Si, Cu+Mo ja Mn+Ni paino- %:na lasketaan myös taulukon 1 seoksille taulukossa 2. Summat C+N ja Mn+Ni edustavat austeniitin stabiloijia, kun taas summa Si+Cr edustaa ferriitin stabiloijia ja summa Cu+Mo alkuaineita, joilla on vastustuskykyä martensiitin muodostukseen.

Taulukko 2.

Kun verrataan taulukon 2 arvoja PRE-arvo välillä 27-29,5 on paljon korkeampi kuin referenssin dupleksisen ruostumattoman teräksen G PRE-arvo, mikä merkitsee, että seosten A - C korroosiokestävyys on korkeampi. Kriittinen piste-korroosiolämpötila CPT on alueella 20 - 31 °C, mieluummin 23 - 31 °C, mikä on paljon korkeampi kuin CPT austeniittisille ruostumattomille teräksille, sellaisille kuin EN 1.4401 ja samankaltaisille laaduille.

Ennustettavissa olevat Md30-lämpötilat käyttäen Nohara-lauseketta (1) ovat olennaisesti eroavia taulukon 2 seoksille mitatuista Md3o-lämpötiloista. Edelleen taulukosta 2 huomataan, että lasketut Md30-lämpötilat vastaavat hyvin mitattuja Md30-lämpötiloja, ja laskennassa käytetty matemaattinen optimirajoite on täten hyvin sopiva keksinnön dupleksisille ruostumattomille teräksille.

Alkuainepitoisuuksien summia C+N, Si+Cr, Mn+Ni ja Cu+Mo paino- %:na esillä olevalle keksinnön dupleksiselle ruostumattomalle teräkselle käytettiin matemaattisessa optimirajoitteessa luomaan riippuvuus toisaalta C+N ja Mn+Ni välille, toisaalta Si+Cr ja Cu+Mo välille. Matemaattisen optimirajoitteen mukaisesti summat Cu+Mo ja Si+Cr, vastaavasti Mn+Ni ja C+N, muodostavat koordinaatiston x- ja y-akselin kuvioissa 1-4, joissa lineaarinen riippuvuus määritetään minimi- ja maksimi PRE-arvoille (27<PRE<29,5) ja minimi- ja maksimi Md3o-lämpötila-arvoille (10<Md30<70).

Kuvion 1 mukaisesti kemiallisen koostumuksen ikkuna Si+Cr:lle ja Cu+Mo:lle aikaansaadaan edullisilla väleillä 0,175-0,215 C+N:lle ja 3,2-5,5 Mn+Ni:lle, kun keksinnön dupleksista ruostumatonta terästä hehkutettiin lämpötilassa 1050 °C. Kuviosta 1 huomataan myös rajoitus Cu+Mo<2,4 kuparin ja molybdeenin maksimialueiden vuoksi.

Kemiallisen koostumuksen ikkuna, joka on alueen a’, b’, c’, d’ ja e’ kehyksessä kuviossa 1, rajataan seuraavilla koordinaation merkityillä asemilla taulukossa 3.

Taulukko 3

Kuvio 2 esittää yhtä kuvion 1 kemiallisen koostumuksen esimerkki-ikkunaa, kun käytetään vakioarvoja 0,195 C+N:lle ja 4,1 Mn+Ni:lle kaikilla paikoilla kuvion 1 C+N ja Mn+Ni alueiden sijasta. Kemiallisen koostumuksen ikkuna, joka on alueen a, b, c ja d kehyksessä kuviossa 2, rajataan seuraavilla koordinaation merkityillä asemilla taulukossa 4.

Taulukko 4

Kuvio 3 esittää kemiallisen koostumuksen ikkunaa C+N:lle ja Mn+Ni:lle edullisilla koostumusalueilla 19,7-21,45 Cr+Si:lle ja 1,3-1,9 Cu+Mo:lle, kun dupleksista ruostumatonta terästä hehkutettiin lämpötilassa 1050 °C. Edelleen keksinnön mukaisesti summa C+N rajoitetaan 0,1<C+N<0,28 ja summa Mn+Ni rajoitetaan 0,8<Mn+Ni<7,0. Kemiallisen koostumuksen ikkuna, joka on alueen p’, q’, r’ s’, t’ ja u’ kehyksessä kuviossa 3, rajataan seuraavilla koordinaation merkityillä asemilla taulukossa 5.

Taulukko 5

Rajoitusten C+N ja Mn+Ni vaikutus keksinnön alkuaineiden pitoisuuksien edullisilla alueilla on, että kuvion 3 kemiallisen koostumuksen ikkuna rajataan osittain PRE:n maksimi- ja minimiarvoilla ja osittain rajoitetaan C+N:n ja Mn+Ni:n rajoituksilla.

Kuvio 4 esittää yhtä kuvion 3 kemiallisen koostumuksen esimerkki-ikkunaa vakioarvoille 20,5 Cr+Si:lle ja 1,6 Cu+Mo:lle ja edelleen rajoituksella 0,1<C+N. Kemiallisen koostumuksen ikkuna, joka on alueen p, q, r s, t ja u kehyksessä kuviossa 4, rajataan seuraavilla koordinaation merkityillä asemilla taulukossa 6.

Taulukko 6 Käyttäen taulukon 2 arvoja ja kuvioiden 1-4 arvoja aikaansaadaan minimi- ja maksimi- Md3o-lämpötilojen lausekkeet 19,14-0,39(Cu+Mo) < (Si+Cr) < 22,45-0,39(Cu+Mo) (3) 0,1 <(C+N)<0,78-0,06(Mn+Ni) (4) kun keksinnön dupleksista ruostumatonta terästä hehkutetaan lämpötila-alueella 950 - 1150 °C.

Esillä olevan keksinnön seoksia A, B ja C samoin kuin yllä olevaa referenssimateriaalia G jatkotestattiin määrittämällä myötölujuudet Rpo.2 ja Rpi.o sekä murtolujuus Rm samoin kuin venymäarvot A50, A5 ja Ag sekä pitkittäissuunnassa (long) että poikittaissuunnassa (trans). Taulukko 7 sisältää testien tulokset keksinnön seoksille A, B ja C samoin kuin vastaavat arvot referenssin G ruostumattomalle teräkselle.

Taulukko 7

Taulukon 7 tulokset osoittavat, että myötölujuudet Rpo.2 ja Rpi.o seoksille A ja C ovat paljon korkeampia kuin referenssinä olevan dupleksisen ruostumattoman teräksen G vastaavat arvot, ja murtolujuus Rm on samanlainen referenssinä olevaan dupleksiseen ruostumattomaan teräkseen G nähden. Seosten A-C venymäarvot A50, A5 ja Ag ovat matalampia kuin referenssinä olevan ruostumattoman teräksen vastaavat arvot.

Keksinnön dupleksista ferriittis-austeniittista terästä voidaan valmistaa valanteina, laattoina, aihioina, putkiaihioina ja Iitteinä tuotteina kuten levyt, ohutlevyt, nauhat, rullat ja pitkinä tuotteina kuten palkit, tangot, langat, profiilit, saumattomat ja hitsatut putket ja/tai putkistot. Edelleen, lisätuotteita, sellaisia kuin metallijauhe, muotoillut muodot ja profiilit voidaan tuottaa.

Claims (16)

1. Dupleksinen ferriittis-austeniittinen ruostumaton teräs, jolla on TRIP-efektiä käyttäen hyvä muokattavuus ja tasapainotetun pistekorroosiokestävyys-ekvivalentin mukainen korkea korroosiokestävyys, tunnettu siitä, että dupleksinen ruostumaton teräs sisältää vähemmän kuin 0,04 paino- % hiiltä, vähemmän kuin 0,7 paino- % piitä, vähemmän kuin 2,5 paino- % mangaania, 18,5-22,5 paino-% kromia, 0,8-4,5 paino-% nikkeliä, 0,6-1,4 paino-% molybdeenia, vähemmän kuin 1 paino-% kuparia, 0,10-0,24 paino-% typpeä, lopun ollessa rautaa ja ennalta arvattavia ruostumattomissa teräksissä esiintyviä epäpuhtauksia ja että minimi- ja maksimi Md3o-lämpötila-arvot on määritetty 19,14-0,39(Cu+Mo) < (Si+Cr) < 22,45-0,39(Cu+Mo):na ja 0,1 < (C+N) < 0,78-0,06(Mn+Ni):na.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen dupleksinen ferriittis-austeniittinen ruostumaton teräs, tunnettu siitä, että austeniittifaasin osuus mikrorakenteessa on 45 - 75 tilavuus- %, edullisesti 55 - 65 tilavuus- %, lopun ollessa ferriittiä, kun lämpökäsitelty lämpötila-alueella 900 - 1200 °C, mieluummin 950 - 1150 °C.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen dupleksinen ferriittis-austeniittinen ruostumaton teräs, tunnettu siitä, että pistekestävyysekvivalenssiarvo (PRE) on alueella 27 -29,5.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen dupleksinen ferriittis-austeniittinen ruostumaton teräs, tunnettu siitä, että mitattu Md3o-lämpötila on alueella 0-90 °C, mieluummin 10-70 °C.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen dupleksinen ferriittis-austeniittinen ruostumaton teräs, tunnettu siitä, että kromipitoisuus on mieluummin 19,0-22 paino- %, mieluiten 19,5-21,0 paino- %.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen dupleksinen ferriittis- austeniittinen ruostumaton teräs, tunnettu siitä, että nikkelipitoisuus on mieluummin 1,5 - 3,5 paino- %, mieluiten 2,0 - 3,5 paino- %, vielä enemmän mieluiten 2,7 - 3,5 paino- %.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen dupleksinen ferriittis-austeniittinen ruostumaton teräs, tunnettu siitä, että mangaanipitoisuus on mieluummin vähemmän kuin 2,0 paino- %.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen dupleksinen ferriittis- austeniittinen ruostumaton teräs, tunnettu siitä, että kuparipitoisuus on mieluummin 0,7 paino- %:iin asti, mieluiten 0,5 paino- %:iin asti.

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen dupleksinen ferriittis-austeniittinen ruostumaton teräs, tunnettu siitä, että molybdeenipitoisuus on mieluummin 1,0-1,4 paino- %.

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen dupleksinen ferriittis-austeniittinen ruostumaton teräs, tunnettu siitä, että typpipitoisuus on mieluummin 0,16-0,21 paino-%.

11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen dupleksinen ferriittis-austeniittinen ruostumaton teräs, tunnettu siitä, että ruostumaton teräs sisältää valinnaisesti yhtä tai useampaa alkuainetta: vähemmän kuin 0,04 paino- % AI, mieluummin vähemmän kuin 0,03 paino- % AI, vähemmän kuin 0,003 paino- % B, vähemmän kuin 0,003 paino-% Ca, vähemmän kuin 0,1 paino-% Ce, 1 paino- %:iin asti Co, 0,5 paino- %:iin asti W, 0,1 paino- %:iin asti Nb, 0,1 painoko: iin asti Ti, 0,2 paino- %:iin asti V.

12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen dupleksinen ferriittis-austeniittinen ruostumaton teräs, tunnettu siitä, että ruostumaton teräs sisältää ennalta arvattavissa olevina epäpuhtauksina vähemmän kuin 0,010 paino-%, mieluummin vähemmän kuin 0,005 paino- % S, vähemmän kuin 0,040 paino- % P niin, että summa (S+P) on vähemmän kuin 0,04 paino- %, ja kokonaishappipitoisuus on alle 100 ppm.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen dupleksinen ferriittis-austeniittinen ruostumaton teräs, tunnettu siitä, että kriittinen pistekorroosiolämpötila on alueella 20-31 °C, mieluummin 23-31 °C.

14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen dupleksinen ferriittis-austeniittinen ruostumaton teräs, tunnettu siitä, että kemiallisen koostumuksen ikkuna, joka on alueen a’, b’, c’, d’ ja e’ kehyksessä kuviossa 1, rajataan seuraavilla koordinaation merkityillä asemilla paino- %:na

15. Patenttivaatimuksen 1 mukainen dupleksinen ferriittis-austeniittinen ruostumaton teräs, tunnettu siitä, että kemiallisen koostumuksen ikkuna, joka on alueen p’, q’, r’ s’, t’ ja u’ kehyksessä kuviossa 3, rajataan seuraavilla koordinaation merkityillä asemilla paino- %:na

16. Patenttivaatimuksen 1 mukainen dupleksinen ferriittis-austeniittinen ruostumaton teräs, tunnettu siitä, että teräs valmistetaan valanteina, laattoina, aihioina, putkiaihioina, levyinä, ohutlevyinä, nauhoina, rullina, palkkeina, tankoina, lankoina, profiileina, saumattomina ja hitsattuina putkina ja/tai putkistoina, metallijauheena, muotoiltuina muotoina ja profiilein. PATENTKRAV