HRP20050728A2 - Thermostable and corrosion-resistant cast nickel-chromium alloy - Google Patents

Thermostable and corrosion-resistant cast nickel-chromium alloy Download PDF

Info

Publication number
HRP20050728A2
HRP20050728A2 HR20050728A HRP20050728A HRP20050728A2 HR P20050728 A2 HRP20050728 A2 HR P20050728A2 HR 20050728 A HR20050728 A HR 20050728A HR P20050728 A HRP20050728 A HR P20050728A HR P20050728 A2 HRP20050728 A2 HR P20050728A2
Authority
HR
Croatia
Prior art keywords
chromium
aluminum
nickel
alloy
casting
Prior art date
Application number
HR20050728A
Other languages
English (en)
Inventor
Kirchheiner Rolf
Jakobi Dietlinde
Becker Petra
Durham Ricky
Original Assignee
Schmidt + Clemens Gmbh + Co. Kg
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 Schmidt + Clemens Gmbh + Co. Kg filed Critical Schmidt + Clemens Gmbh + Co. Kg
Publication of HRP20050728A2 publication Critical patent/HRP20050728A2/hr

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/053Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 30% but less than 40%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/055Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/056Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 10% but less than 20%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/058Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Description

Procesi s visokom temperaturom, primjerice oni koji se koriste u petrokemijskoj industriji, zahtijevaju materijale koji nisu samo otporni na toplinu, već i dovoljno otporni na koroziju, a posebice su sposobni podnijeti opterećenja koja uvjetuju vrući proizvodi i plinovi sagorijevanja. Na primjer, cjevasti kalemi koji se koriste za krekiranje i u talionicama za oblikovanje izvana su izloženi plinovima sagorijevanja koji imaju snažan oksidirajući učinak, pri temperaturama od 1100°C i iznad toga, pri čemu snažno rasplinjujuća atmosfera s temperaturama iznad 1100°C prevladava u unutrašnjosti cijevi za krekiranje, dok slabo rasplinjujuća, različito oksidativna atmosfera prevladava u unutrašnjosti cijevi za oblikovanje, s temperaturama do 900°C i visokim tlakom. Štoviše, dodir s vrućim plinovima sagorijevanja dovodi do nitrifikacije materijala cijevi i do nastanka sloja kamenca, koji je u svezi s povećanjem vanjskog promjera cijevi za nekoliko postotaka, te smanjenjem debljine stijenke i do 10%.
Tome nasuprot, rasplinjujuća atmosfera unutar cijevi uzrokuje difundiranje ugljika u materijal cijevi gdje on, pri temperaturama iznad 900°C, dovodi do nastajanja karbida, poput M23C6, a s povećanjem rasplinjavanja i do stvaranja kisikom bogatog karbida M7C3. Posljedica toga su unutarnja naprezanja koja proizlaze iz povećanja volumena povezanog s nastajanjem i transformacijom karbida i smanjenja čvrstoće i žilavosti materijala cijevi. Nadalje, u unutrašnjosti materijala cijevi mogu nastati grafit ili disocirani ugljik, koji u kombinaciji s unutarnjim naprezanjima vode do stvaranja pukotina, koje posljedično dovode do pospješivanja difuzije ugljika u materijal cijevi.
Posljedično tome, procesi s visokim temperaturama zahtijevaju materijale s visokom sposobnošću istezanja ili graničnim prskanjem uslijed naprezanja, mikrostrukturnom stabilnošću i otpornošću na rasplinjavanje i oksidaciju. Ovom zahtjevu - ograničeno – udovoljavaju slitine koje uz željezo sadrže 20 do 35% nikla, 20 do 25% kroma i, u svrhu poboljšavanja otpornosti prema rasplinjavanju, do 1.5% silicija, na primjer nikal-krom čelične slitine 35Ni25Cr-1.5Si, koja je prikladna za centrifugalne odljeve cijevi, a k tome je otporna na oksidaciju i rasplinjavanje čak i pri temperaturama višim od 1100°C. Visok udio nikla smanjuje brzinu difuzije i topljivost ugljika, povećavajući time otpornost na rasplinjavanje.
Na račun udjela kroma, pri relativno niskim temperaturama i u oksidirajućim uvjetima, slitine tvore pokrovni sloj Cr2O3, koji djeluje kao prepreka koja priječi prodiranje kisika i ugljika u materijal cijevi ispod njih. Međutim, na temperaturama iznad 1050°C Cr2O3 postaje hlapljiv, a posljedično tome se zaštitno djelovanje pokrovnog sloja brzo gubi.
U uvjetima krekiranja, neizbježno se stvaraju naslage ugljika na unutrašnjoj stijenci cijevi i/ili na pokrovnom sloju Cr2O3, a na temperaturama iznad 1050°C u nazočnosti ugljika i pare, krom oksid se prevodi u krom karbid. U cilju smanjenja pridruženih nepovoljnih učinaka na otpornost prema rasplinjavanju, naslage ugljika u cijevi moraju se povremeno spaliti uz pomoć smjese para/zrak, a radne temperature općenito trebaju biti ispod 1050°C.
Otpornost na rasplinjavanje i oksidaciju postaje upitna i radi ograničenog otpora prskanju zbog istezanja i žilavosti uobičajenih nikal-krom slitina, što dovodi do stvarnja pukotina uslijed istezanja u pokrovnom sloju kromovog oksida i do prodiranja ugljika i kisika u materijal cijevi kroz te pukotine. Posebice u slučaju cikličkog toplinskog opterećenja, mogu nastati pukotine na pokrovnom sloju, a pokrovni se sloj može dijelom i odvojiti.
Ispitivanja su pokazala kako mirkostrukturne fazne reakcije, posebice pri većem udjelu silicija, na primjer iznad 2.5%, očigledno vode ka gubitku žilavosti i do smanjenja kratkotrajne čvrstoće.
Na temelju ovoga, izum razvija sredstvo za sprječavanje škodljivog mehanizma rasplinjavanje – smanjenje otporu prskanja uslijed istezanja ili graničnog naprezanja za prskanje – unutrašnja oksidacija, s povećanim rasplinjavanjem i oksidacijom kao daljnim rezultatom, te za dobivanje slitine za lijevanje koja se odlikuje razumnom duljinom servisnog vijeka čak i pri krajnje visokim radnim temperaturama u atmosferi rasplinjavanja i/ili oksidiranja.
Izum postiže navedeno uz pomoć nikal-krom slitine za lijevanje koja ima određen udio aluminija i itrija. Konkretno, izum predstavlja slitinu za lijevanje koja sadrži
do 0.8% ugljika
do 1 % silicija
do 0.2% mangana
do 40% kroma
0.5 do 13% željeza
1.5 do 7% aluminija
do 2.5% niobija
do 1.5% titana
0.01 do 0.4% cirkonija
do 0.06% dušika
do 12% kobalta
do 5% molibdena
do 6% volframa
0.01 do 0.1% itrija
a ostatak čini nikal.
Ukupni udio nikla, kroma i aluminija kombiniranih u slitini treba biti od 80 do 90%.
Preporučljivo je da slitina, zasebno ili u kombinaciji s drugom, sadrži najviše 0.7% ugljika, do 30% kroma, do 12% željeza, 2.2 do 6% aluminija, 0.1 do 2.0% niobija, 0.01 do 1.0% titana, do 0.15% cirkonija i – kako bi se postigla otpornost na pucanje uslijed istezanja – do 10% kobalta, najmanje 3% molibdena i do 5% volframa, na primjer 4 do 8% kobalta, do 4% molibdena i 2 do 4% volframa, ukoliko visoka otpornost na oksidaciju nije primarni čimbenik. Stoga, ovisno o predviđenim opterećenjima u posebnim okolnostima, udio kobalta, molibdena i volframa mora biti odabran unutar raspona navedenih u izumu.
Slitina koja sadrži najviše 0.7% ugljika, najviše 0.2, preporučljivije 0.1% silicija, do 0.2% mangana, 18 do 30% kroma, 0.5 do 12% željeza, 2.2 do 5% aluminija, 0.4 do 1.6% niobija, 0.01 do 0.6% titana, 0.01 do 0.15% cirkonija, najviše 0.6% dušika, najviše 10% kobalta i najviše 5% volframa je osobito prikladna.
Optimalni rezultati mogu se postići ukoliko je, u pojedinom slučaju ili u međusobnoj kombinaciji, udio kroma najviše 26.5%, udio željeza najviše 11%, udio aluminija od 3 do 6%, udio titana iznad 0.15%, udio cirkonija iznad 0.05%, udio kobalta najmanje 0.2%, udio volframa iznad 0.05% i udio itrija od 0.019 do 0.089%.
Visoka otpornost slitine prema izumu spram pucanja uslijed istezanja, na primjer servisni vijek od 2000 sati pod opterećenjem od 4 do 6 MPa i temperaturi od 1200°C, jamči održavanje cjelovitog, sigurno vezanog pregradnog oksidnog sloja u obliku sloja Al2O3 čiji je učinak sprječavanje rasplinjavanja i oksidacije, zahvaljujući visokom udjelu aluminija u slitini, a sloj ima sklonost samooblaganju ili rastu. Ispitivanja su pokazala da ovaj sloj sadrži α-Al2O3 i ima u najmanju ruku izolirana mjesta miješanih oksida, koja ne mijenjaju temeljnu prirodu sloja α-Al2O3; na višim temperaturama, poglavito iznad 1050°C, u svjetlu dramatičnog smanjenja stabilnosti sloja Cr2O3 na uobičajenim materijalima na ovim temperaturama, postaje sve odgovorniji za zaštitu slitine prema izumu od rasplinjavanja i oksidacije. Na Al2O3 zaštitnom sloju, također može biti prisutan – barem djelomično – pokrovni sloj niklenog oksida (NiO) i miješanih oksida (Ni(Cr,Al)2O4); čije stanje i proširenost nisu od većeg značenja, s obzirom da je pregradni Al2O3 sloj odgovoran za zaštitu slitine od oksidiranja i rasplinjavanja. Pukotine u pokrovnom sloju i ljuštenje (djelomično) pokrovnog sloja do kojeg dolazi pri višim temperaturama je stoga neškodljivo.
Da bi se osigurala najveća moguća čistoća sloja α-aluminij oksida te da isti bude praktički slobodan od miješanih oksida, treba ispuniti sljedeći uvjet:
9[%Al] ≥ [% Cr].
Zahvaljujući svom visokom udjelu aluminija, mikrostruktura slitine prema izumu, izad 4% aluminija, neizbježno sadrži γ' fazu, koja ima učvršćujuće djelovanje na niskim i srednjim temperaturama, ali smanjuje žilavost ili izduljivanje na prekidima. U pojedinim slučajevima, stoga, može postojati potreba iznalaženja kompromisa između žilavosti i otpornoti na oksidaciju/rasplinjavanje o čemu se odlučuje ovisno o predviđenoj namjeni.
Pregradni sloj prema izumu, koji sadrži α-Al2O3, najstabilniju modifikaciju Al2O3, sposoban je podnijeti svaku koncentraciju kisika.
Izum je podrobnije opisan u nastavku, putem oblika navedenih u svrhu primjera i sedam usporednih slitina 1 do 7 te devet slitina 8 do 26 prema ovom izumu, a navedenih u tablici koja slijedi, te također i dijagramima koji su prikazani na Slikama 1 do 16.
[image]
Legenda: alloy → slitina
remainder → ostatak
n.d. → nije ustanovljeno
Tablica obuhvaća, kao primjer za dvije kovane slitine koje nisu pokrivene izumom i imaju usporedivo nizak udio ugljika i vrlo fino zrnatu mikrostrukturu s veličinom zrnaca od 10 μm, usporedne slitine 5 i 7, pri čemu sve druge ispitne slitine predstavljaju slitine za lijevanje.
Itrij ima jako djelovanje u smjeru stvaranja oksida koje, u slitini prema izumu, značajno poboljšava postizanje uvjeta i vezanja α-Al2O3 sloja.
Udio aluminija u slitini prema izumu ima značajnu ulogu u tome što aluminij dovodi do stvaranja γ' precipitacijske faze, koja značajno poboljšava rastezljivost. Kao što se može vidjeti iz dijagrama prikazanih na Slikama 1 i 2, gipkost i rastezljivost triju slitina prema izumu 13, 19, 20, do 900°C je značajno iznad odgovarajućih slitina četiri usporedne slitine. Izduljenje pri pucanju slitina prema izumu u osnovi odgovara onome od usporednih slitina; iznad približno 900°C značajno raste, kao što je vidljivo iz dijagrama prikazanog na Slici 3, pri čemu jakost dosiže granicu usporednih slitina (Slika 1, 2). Ovo se objašnjava činjenicom da iznad približno 900°C γ' faza počinje otapati,a potpuno je otopljena kod približno 1000°C.
Granično naprezanje za prskanje slitina prema izumu s različitim udjelima aluminija prikazana je na Larson-Millerovom dijagramu prikazanom na Slici 4. Apsolutne temperature (T izraženo u °K) i servisni vijek do lomljenja (tS izražen u satima) međusobno su povezani Larson-Millerovim parametrom LMP:
LMP = T x (C+log10(tS)).
Prema ilustraciji prikazanoj na Slici 4, različiti udjeli aluminija vode ka različitim servisnim vijekovima do pojave pukotina. Granično naprezanje za prskanje slitina prema ovom izumu nadmoćno je spram onoga koje odlikuje uobičajene kovane slitine otporne na oksidaciju (Slika 5). Ukoliko se slitina prema izumu usporedi s uobičajenim materijalima za centrifugalne odljeve, slični se servisni vijekovi do pojave pukotina nalaze u temperaturnom rasponu od oko 1100°C.
U rasponu oko 1200°C, to jest pri većim vrijednostima Larson-Millerovog parametra, nisu poznati podaci o servisnom vijeku za uobičajene materijale za centrifugalne odljeve, dok se granična naprezanja za prskanje od 5.8 do 8.5 MPa i dalje opažaju za slitine prema izumu kod servisnog vijeka od 1000 h, ovisno o sastavu.
Daljnja ispitivanja, u kojima je provjeravana otpornost na rasplinjavanje različitih uzoraka u blago oksidirajućoj atmosferi koja sadrži vodik i 5 vol% CH4, otkrila su nadmoć slitine prema izumu u poredbi s četiri standardne slitine na temperaturi od 1100°C. Od posebnog je značenja dugotrajni rezultat. Ispitni rezultati prikazani su u grafičkom obliku, na dijagramu na Slici 7. Iz ovog je dijagrama vidljivo kako dvije slitine prema izumu 8 i 14 imaju otpornost prema rasplinjavanju koja ostaje stalna tijekom vremena, što je u slučaju slitine 14 koja sadrži 3.55% aluminija čak i bolje nego kod slitine 8 koja sadrži samo 2.30% aluminija. Dijagram prikazan na Slici 8 prikazuje rasplinjavanje u vremenu kao porast težine za slitinu prema izumu 11 koja sadrži 2.40% aluminija u poredbi s četiri standardne slitine 1, 3, 4 i 6, koje sadrže mnogo manje aluminija. Ovaj prikaz također otkriva nadmoć slitine prema izumu.
U svrhu oponašanja uvjeta kakvi su u praksi, provedena su ispitivanja cikličkog rasplinjavanja, u kojima su uzorci naizmjenično držani na temperaturi od 1100°C tijekom 45 minuta, a potom na sobnoj temperaturi 15 minuta, u atmosferi koja sadrži vodik zajedno s 4.7 vol% CH4 i 6 vol% pare. Rezultati ispitivanja, od kojih je svako trajalo 500 ciklusa, prikazani su na dijagramu na Slici 9. Dok kod uzoraka 8, 14 u skladu s izumom nije zabilježena promjena težine ili je ona bila blaga, stvaranje i taloženje kamenca dovelo je do značajnih gubitaka u težini u slučaju usporednih uzoraka 1, 3, 4, 6, a u slučaju usporednog uzorka 1 nakon otprilike 300 ciklusa. Nadalje, slitina 14 prema izumu, sa svojim višim udjelom aluminija, ponovno je pokazala bolja protukorozijska svojstva od slitine 8, koja je također pokrivena izumom.
Rezultati daljnjih ispitivanja, u kojima su uzorci podvrgnuti cikličkim toplinskim opterećenjima na 1150°C u suhom zraku, prikazani su na dijagramu na Slici 10. Krivulje otkrivaju nadmoć ispitivanih slitina prema izumu (gornji skup krivulja) u poredbi s uobičajenim slitinama (donji skup krivulja), kod kojih je došlo do značajnog gubitka težine već nakon nekoliko ciklusa. Rezultati ukazuju na stabilni, sigurno vezani oksidni sloj u slučaju slitina prema izumu. Kako bi se utvrdio utjecaj prethodne oksidacije na ponašanje u smislu rasplinjavanja, deset uzoraka slitine prema izumu izloženo je atmosferi argona s niskim udjelom kisika na 1240°C tijekom 24 sata, a potom rasplinjavano tijekom 16 sati na temperaturi od 1100°C u atmosferi koja se sastojala od vodika s 5 vol% CH4. Rezultati ispitivanja prikazani su u grafičkom obliku na dijagramu na Slici 11, a upućuju i na odgovarajuće udjele aluminija. Prema tome, obrada zagrijavanjem uz blago oksidativno djelovanje smanjuje otpornost na rasplinjavanje uzoraka prema izumu do udjela aluminija od 3.25% (uzorak 14); s daljnjim porastom udjela aluminija, otpornost na rasplinjavanje slitine koja je stapana u skladu s izumom se poboljšava (uzorci 16 do 19), dok istodobno dijagram jasno otkriva slabo rasplinjavanje usporednih uzoraka 1 (0.128% aluminija) i 4 (0.003% aluminija). Pogoršanje otpornosti na rasplinjavanje pri niskom udjelu aluminija može se objasniti činjenicom da se otvaraju pukotine u prirođeno zaštitnom sloju ili se od (djelomično) odljušti tijekom hlađenja nakon obrade zagrijavanjem, tako da se rasplinjavanje odvija u području pukotina ili odljuštenih zona. Pri višim udjelima aluminija, gore spominjani pregradni sloj Al2O3 tvori se ispod oksidnog sloja (pokrovni sloj).
U ispitivanju provedenom u uvjetima nalik onima koji se javljaju u praksi, brojni su uzorci podvrgnuti cikličkom rasplinjavanju i dekarburizaciji u skladu s NACE standardom. Svaki se ciklus sastojao od rasplinjavanja tijekom tri stotine sati u atmosferi vodika s 2 vol% CH4, nakon toga dvadeset i četiri sata dekarburizacije u atmosferi zraka s 20 vol% pare na 770°C. Ispitivanje se sastojalo od četiri ciklusa. Iz dijagrama prikazanog na Slici 12 vidljivo je kako je uzorak u skladu s izumom 14 doživio tek blagu promjenu težine, dok je u slučaju usporednih uzoraka 1, 3, 4, 6 došlo do značajnog porasta težine odnosno rasplinjavanja, koji nije nestao niti tijekom dekarburizacije.
Dijagram prikazan na Slici 13 otkriva da se udjeli u slitini prema izumu trebaju međusobno podesiti na način da se udovolji sljedećem uvjetu:
9[%Al] ≥ [% Cr].
Ravna crta na dijagramu prikazanom na Slici 13 dijeli područje slitina s dostatno zaštitnim slojem α-aluminij oksida, iznad ravne crte, od područja slitina na čiju otpornost na rasplinjavanje ili katalitičko koksiranje značajno utječu miješani oksidi.
Dijagram ilustriran na Slici 14 otkriva nadmoć čelične slitine prema izumu uz pomoć šest oblika danih radi primjera, 21 do 26, u poredbi s uobičajenim usporednim slitinama 1, 3, 4, 6 i 7. Sastavi slitina 21 do 26 navedeni su u tablici.
U svrhu predočenja utjecaja aluminija u granicama njegova udjela prema izumu, dijagrami prezentirani na Slikama 15 i 16 uspoređuju servisni vijek slitine prema izumu 13, koja sadrži 2.4% aluminija, kao referentne varijable, sa servisnim vijekom 1, u svakom slučaju na 1100°C (Slika 15) i 1200°C (Slika 16) za tri različita opterećenja (15.9 MPa; 13.5 MPa; 10.5 MPa) sa servisnim vijekovima slitina prema izumu 19 (3.3% aluminija) i 20 (4.8% aluminija) izraženim na temelju gornje referentne varijable.
Dijagram prikazan na Slici 15 pokazuje da u slučaju slitine 19, uz srednji udio aluminija od 3.3%, skraćenje servisnog vijeka postaje intenzivnije s povećanjem opterećenja, dok u slučaju slitine 20, uz visok udio aluminija od 4.8%, postoji snažno, ali približno jednako sniženje relativnog servisnog vijeka u svim uvjetima opterećenja. Dijagram za 1200°C otkriva skraćenje servisnog vijeka kada se udio aluminija poveća s 2.4% (slitina 13) na 3.3% (slitina 19) za sva tri opterećenja, pri čemu relativni servisni vijek pada za približno jednu trećinu. Daljnji porast udjela aluminija na 4.8% (slitina 20) dovodi do skraćenja relativnog servisnog vijeka koje je ovisno o opterećenju.
Općenito, dva dijagrama otkrivaju da se, s porastom udjela aluminija, servisni vijek do pojave pukotina pri graničnom naprezanju za prskanje skraćuje. Nadalje, s porastom temperature i smanjenjem trajanja porasta opterećenja i/ili smanjenjem razine opterećenja, negativni utjecaj aluminija na granično naprezanje za prskanje se smanjuje. Drugim riječima: slitine s visokim udjelom aluminija posebice su prikladne za dugotrajnu uporabu pri temperaturama kod kojih je dosad bilo nemoguće koristiti kalupe ili materijale za centrifugalne odljeve.
U svjetlu svojih nadmoćnih svojstava u pogledu čvrstoće kao i izvrsne otpornosti na rasplinjavanje i oksidaciju, slitina za lijevanje prema izumu je osobito prikladna za uporabu kao materijal za dijelove visoke peći, zrakaste cijevi peći za loženje, valjke za peći za kaljenje, dijelove instalacija za neprekidno ili trakasto lijevanje, kape i ploče za peći za kaljenje, dijelove velikih dizel-motora, spremnike za katalizatore te cijevi za krekiranje i oblikovanje.

Claims (7)

1. Nikal-krom slitina za lijevanje, naznačena time, što sadrži do 0.8% ugljika do 1 % silicija do 0.2% mangana do 40% kroma 0.5 do 13% željeza 1.5 do 7% aluminija do 2.5% niobija do 1.5% titana 0.01 do 0.4% cirkonija do 0.06% dušika do 12% kobalta do 5% molibdena do 6% volframa 0.01 do 0.1% itrija a ostatak čini nikal.
2. Nikal-krom slitina za lijevanje prema zahtjevu 1, naznačena time, što sadrži najviše 0.7% ugljika, najviše 1% silicija, do 0.2% mangana, 18 do 30% kroma, 0.5 do 12% željeza, 2.2 do 5% aluminija, 0.4 do 1.6% niobija, 0.01 do 0.6% titana, 0.01 do 0.15% cirkonija, najviše 0.06% dušika, najviše 10% kobalta, najmanje 3% molibdena i najviše 5% volframa, zasebno ili u kombinaciji jedno s drugim.
3. Nikal-krom slitina za lijevanje prema zahtjevu 1 ili 2, naznačena time, što sadrži najviše 0.7% ugljika, najviše 1% silicija, do 0.2% mangana, 18 do 30% kroma, 0.5 do 12% željeza, 2.2 do 5% aluminija, 0.4 do 1.6% niobija, 0.01 do 0.6% titana, 0.01 do 0.15% cirkonija, najviše 0.06% dušika, najviše 10% kobalta, do 4% molibdena i najviše 5% volframa, a ostatak čini nikal.
4. Nikal-krom slitina za lijevanje prema jednom od zahtjeva 1 do 3, naznačena time, što sadrži najviše 26.5% kroma, najviše 7% željeza, 3 do 6% aluminija, iznad 0.15% titana, iznad 0.05% cirkonija, najmanje 0.2% kobalta, do 4% molibdena i iznad 0.05% volframa, zasebno ili u kombinaciji jedno s drugim.
5. Nikal-krom slitina za lijevanje prema jednom od zahtjeva 1 do 4, naznačena time, što aluminij i krom ispunjavaju sljedeći uvjet: 9[%Al] ≥ [% Cr].
6. Nikal-krom slitina za lijevanje prema jednom od zahtjeva 1 do 5, naznačena time, što je ukupni udio nikla, kroma i aluminija zajedno od 80 do 90%.
7. Uporaba nikal-krom slitine za lijevanje prema jednom od zahtjeva 1 do 4, naznačena time, što je u svrhu materijala za dijelove visoke peći, zrakastih cijevi peći za loženje, valjaka za peći za kaljenje, dijelove instalacija za neprekidno ili trakasto lijevanje, kape i ploče za peći za kaljenje, dijelove velikih dizel-motora, oblikovane oplate za katalitičke ispune te cijevi za krekiranje i oblikovanje.
HR20050728A 2003-01-25 2005-08-23 Thermostable and corrosion-resistant cast nickel-chromium alloy HRP20050728A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10302989A DE10302989B4 (de) 2003-01-25 2003-01-25 Verwendung einer Hitze- und korrosionsbeständigen Nickel-Chrom-Stahllegierung
PCT/EP2004/000504 WO2004067788A1 (de) 2003-01-25 2004-01-22 Hitze- und korrosionsbeständige nickel-chrom-grusslegierung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HRP20050728A2 true HRP20050728A2 (en) 2005-12-31

Family

ID=32667854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HR20050728A HRP20050728A2 (en) 2003-01-25 2005-08-23 Thermostable and corrosion-resistant cast nickel-chromium alloy

Country Status (27)

Country Link
US (3) US20050129567A1 (hr)
EP (1) EP1501953B8 (hr)
JP (1) JP4607092B2 (hr)
KR (1) KR20050092452A (hr)
CN (1) CN100351412C (hr)
AT (1) ATE362997T1 (hr)
AU (1) AU2004207921A1 (hr)
BR (1) BRPI0406570B1 (hr)
CA (1) CA2513830C (hr)
DE (2) DE10302989B4 (hr)
EA (1) EA008522B1 (hr)
EG (1) EG23864A (hr)
ES (1) ES2287692T3 (hr)
HK (1) HK1075679A1 (hr)
HR (1) HRP20050728A2 (hr)
IL (1) IL169579A0 (hr)
MA (1) MA27650A1 (hr)
MX (1) MXPA05007806A (hr)
NO (1) NO20053617L (hr)
NZ (1) NZ541874A (hr)
PL (1) PL377496A1 (hr)
PT (1) PT1501953E (hr)
RS (1) RS20050552A (hr)
TR (1) TR200502892T1 (hr)
UA (1) UA80319C2 (hr)
WO (1) WO2004067788A1 (hr)
ZA (1) ZA200505714B (hr)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10302989B4 (de) * 2003-01-25 2005-03-03 Schmidt + Clemens Gmbh & Co. Kg Verwendung einer Hitze- und korrosionsbeständigen Nickel-Chrom-Stahllegierung
US20070104974A1 (en) * 2005-06-01 2007-05-10 University Of Chicago Nickel based alloys to prevent metal dusting degradation
JP4773773B2 (ja) * 2005-08-25 2011-09-14 東京電波株式会社 超臨界アンモニア反応機器用耐食部材
CA2660107C (en) * 2006-08-08 2015-05-12 Huntington Alloys Corporation Welding alloy and articles for use in welding, weldments and method for producing weldments
PL2198065T3 (pl) 2007-10-05 2018-08-31 Sandvik Intellectual Property Ab Stal umocniona dyspersyjnie jako materiał w rolce dla pieca z trzonem samotokowym
CN101260487B (zh) * 2008-04-17 2010-06-02 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 由含钛高铬镍合金制得的喷涂材料及其制备方法和用途
DE102008051014A1 (de) 2008-10-13 2010-04-22 Schmidt + Clemens Gmbh + Co. Kg Nickel-Chrom-Legierung
US20100272597A1 (en) * 2009-04-24 2010-10-28 L. E. Jones Company Nickel based alloy useful for valve seat inserts
KR20120053645A (ko) * 2010-11-18 2012-05-29 한국기계연구원 고온에서의 기계적 특성이 우수한 다결정 니켈기 초내열합금
DE102012011162B4 (de) 2012-06-05 2014-05-22 Outokumpu Vdm Gmbh Nickel-Chrom-Legierung mit guter Verarbeitbarkeit, Kriechfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit
DE102012011161B4 (de) 2012-06-05 2014-06-18 Outokumpu Vdm Gmbh Nickel-Chrom-Aluminium-Legierung mit guter Verarbeitbarkeit, Kriechfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit
CN102828070B (zh) * 2012-08-24 2014-05-07 宁波市阳光汽车配件有限公司 一种锅炉管道防护涂层材料
CN104745884A (zh) * 2013-12-27 2015-07-01 新奥科技发展有限公司 一种镍基合金及其应用
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
JP6358503B2 (ja) * 2014-05-28 2018-07-18 大同特殊鋼株式会社 消耗電極の製造方法
JP6434306B2 (ja) * 2014-12-26 2018-12-05 株式会社クボタ アルミナバリア層を有する耐熱管
CN104862535A (zh) * 2015-05-15 2015-08-26 新奥科技发展有限公司 一种镍基合金及其制备方法和应用
CN105463288B (zh) * 2016-01-27 2017-10-17 大连理工大学 高强高塑耐氯离子腐蚀的铸造合金及其制备方法
CA3028610A1 (en) 2016-06-29 2018-01-04 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Austenitic stainless steel
JP6842316B2 (ja) * 2017-02-17 2021-03-17 日本製鋼所M&E株式会社 Ni基合金、ガスタービン材およびクリープ特性に優れたNi基合金の製造方法
RU2672647C1 (ru) * 2017-08-01 2018-11-16 Акционерное общество "Чепецкий механический завод" Коррозионностойкий сплав
GB201713066D0 (en) 2017-08-15 2017-09-27 Paralloy Ltd Oxidation resistant alloy
CA3075483C (en) 2017-09-12 2022-07-05 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Aluminum oxide forming heat transfer tube for thermal cracking
KR101998979B1 (ko) * 2017-12-07 2019-07-10 주식회사 포스코 고온변형 저항성 및 균열 저항성이 우수한 복사관용 Cr-Ni계 합금 및 그 제조방법
CN108285998A (zh) * 2018-03-29 2018-07-17 冯满 一种耐高温合金钢
JP7131318B2 (ja) * 2018-11-14 2022-09-06 日本製鉄株式会社 オーステナイト系ステンレス鋼
WO2020131596A1 (en) 2018-12-20 2020-06-25 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Erosion resistant alloy for thermal cracking reactors
US20220081623A1 (en) 2018-12-20 2022-03-17 Exxonmobil Chemical Patents Inc. High Pressure Ethane Cracking with Small Diameter Furnace Tubes
CN110527911B (zh) * 2019-09-16 2020-12-18 北京航空航天大学 一种低密度高强高耐蚀齿轮轴承钢及其制备方法
JP7476668B2 (ja) 2020-05-26 2024-05-01 大同特殊鋼株式会社 Ni基合金、並びに、Ni基合金製造物及びその製造方法
CN112733321B (zh) * 2020-12-08 2024-05-10 中国科学院金属研究所 一种管材高速成形性能的评测方法
US11479836B2 (en) 2021-01-29 2022-10-25 Ut-Battelle, Llc Low-cost, high-strength, cast creep-resistant alumina-forming alloys for heat-exchangers, supercritical CO2 systems and industrial applications
US11866809B2 (en) 2021-01-29 2024-01-09 Ut-Battelle, Llc Creep and corrosion-resistant cast alumina-forming alloys for high temperature service in industrial and petrochemical applications
CN113481419A (zh) * 2021-06-30 2021-10-08 南京欣灿奇冶金设备有限公司 一种永不脱落的步进式加热炉装出料悬臂辊及其加工工艺
CN115449670B (zh) * 2022-09-14 2023-10-20 浙江大学 一种无中温脆性的高强镍基变形高温合金
CN117089741A (zh) * 2023-07-07 2023-11-21 江苏三鑫特殊金属材料股份有限公司 一种耐磨镍基合金及其制备方法
CN117535559B (zh) * 2024-01-10 2024-05-07 北京北冶功能材料有限公司 一种低密度镍基高温合金箔材及其制备方法与应用

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4039330A (en) * 1971-04-07 1977-08-02 The International Nickel Company, Inc. Nickel-chromium-cobalt alloys
JPS5631345B2 (hr) * 1972-01-27 1981-07-21
CA1190771A (en) * 1981-04-27 1985-07-23 Junichi Sugitani Heat resistant alloy excellent in bending property and ductility after aging and its products
JPS5837160A (ja) * 1981-08-27 1983-03-04 Mitsubishi Metal Corp 継目無鋼管製造用熱間傾斜圧延機のガイドシユ−用鋳造合金
JPS5974266A (ja) 1982-10-19 1984-04-26 Mitsubishi Metal Corp エンジンバルブおよび同バルブシ−ト用高硬度Fe−Ni−Cr系合金
JPS5974256A (ja) 1982-10-20 1984-04-26 Kawasaki Steel Corp 鉄損の少ない無方向性珪素鋼板
US4671931A (en) * 1984-05-11 1987-06-09 Herchenroeder Robert B Nickel-chromium-iron-aluminum alloy
US4787945A (en) * 1987-12-21 1988-11-29 Inco Alloys International, Inc. High nickel chromium alloy
JPH01252750A (ja) * 1988-03-31 1989-10-09 Nkk Corp 耐溶融炭酸塩腐食性に優れたNi基合金
EP0433072B1 (en) * 1989-12-15 1994-11-09 Inco Alloys International, Inc. Oxidation resistant low expansion superalloys
DE4111821C1 (hr) * 1991-04-11 1991-11-28 Vdm Nickel-Technologie Ag, 5980 Werdohl, De
US5306358A (en) * 1991-08-20 1994-04-26 Haynes International, Inc. Shielding gas to reduce weld hot cracking
ATE123819T1 (de) * 1991-12-20 1995-06-15 Inco Alloys Ltd Gegen hohe temperatur beständige ni-cr-legierung.
KR940014865A (ko) * 1992-12-11 1994-07-19 에드워드 에이. 스틴 고온 저항성 니켈-크롬 합금
DE4404185A1 (de) * 1993-02-10 1994-08-11 Thomas Robert Metall Elektro Brenngutträger für keramische Formlinge
US5997809A (en) * 1998-12-08 1999-12-07 Inco Alloys International, Inc. Alloys for high temperature service in aggressive environments
KR100372482B1 (ko) * 1999-06-30 2003-02-17 스미토모 긴조쿠 고교 가부시키가이샤 니켈 베이스 내열합금
GB2361933A (en) * 2000-05-06 2001-11-07 British Nuclear Fuels Plc Melting crucible made from a nickel-based alloy
JP3965869B2 (ja) * 2000-06-14 2007-08-29 住友金属工業株式会社 Ni基耐熱合金
JP4154885B2 (ja) * 2000-11-16 2008-09-24 住友金属工業株式会社 Ni基耐熱合金からなる溶接継手
JP3952861B2 (ja) * 2001-06-19 2007-08-01 住友金属工業株式会社 耐メタルダスティング性を有する金属材料
DE10302989B4 (de) * 2003-01-25 2005-03-03 Schmidt + Clemens Gmbh & Co. Kg Verwendung einer Hitze- und korrosionsbeständigen Nickel-Chrom-Stahllegierung

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0406570B1 (pt) 2016-05-17
MXPA05007806A (es) 2006-04-27
UA80319C2 (en) 2007-09-10
DE10302989B4 (de) 2005-03-03
CA2513830A1 (en) 2004-08-12
JP2006516680A (ja) 2006-07-06
CA2513830C (en) 2010-12-14
EP1501953B1 (de) 2007-05-23
TR200502892T2 (tr) 2005-09-21
NO20053617D0 (no) 2005-07-26
NZ541874A (en) 2008-03-28
ZA200505714B (en) 2006-04-26
AU2004207921A1 (en) 2004-08-12
EP1501953B8 (de) 2008-01-23
EG23864A (en) 2007-11-19
DE502004003863D1 (de) 2007-07-05
HK1075679A1 (en) 2005-12-23
TR200502892T1 (tr) 2008-02-21
US20190106770A1 (en) 2019-04-11
ES2287692T3 (es) 2007-12-16
MA27650A1 (fr) 2005-12-01
EA200501178A1 (ru) 2005-12-29
EP1501953A1 (de) 2005-02-02
US10724121B2 (en) 2020-07-28
US20090016926A1 (en) 2009-01-15
US20050129567A1 (en) 2005-06-16
EA008522B1 (ru) 2007-06-29
BRPI0406570A (pt) 2005-12-20
NO20053617L (no) 2005-10-06
PL377496A1 (pl) 2006-02-06
IL169579A0 (en) 2007-07-04
ATE362997T1 (de) 2007-06-15
KR20050092452A (ko) 2005-09-21
JP4607092B2 (ja) 2011-01-05
CN1742106A (zh) 2006-03-01
US10041152B2 (en) 2018-08-07
WO2004067788A1 (de) 2004-08-12
RS20050552A (en) 2007-09-21
PT1501953E (pt) 2007-08-17
CN100351412C (zh) 2007-11-28
DE10302989A1 (de) 2004-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HRP20050728A2 (en) Thermostable and corrosion-resistant cast nickel-chromium alloy
ES2661333T3 (es) Aleación de níquel-cromo
JP5052724B2 (ja) Ni‐Co‐Cr高温強度および耐蝕性合金
Groh et al. 100+ years of wrought alloy development at Haynes International
US4535034A (en) High Al heat-resistant alloy steels having Al coating thereon
JP3106157B2 (ja) 鍛造可能なニッケル合金
EP1047802B1 (en) Advanced high temperature corrosion resistant alloy
ES2671703T3 (es) Un acero reforzado por dispersión como material un rodillo para un horno de solera de rodillos
JPH04358037A (ja) ニッケル基耐熱合金
JPS58117848A (ja) 燃焼雰囲気ですぐれた高温耐食性および高温耐酸化性を示す高強度ni基鋳造合金
RU2155821C1 (ru) Жаростойкая, жаропрочная сталь
JPS61243157A (ja) 高Al耐熱合金鋼
KR100820183B1 (ko) 씨디큐용 편류 방지판
Agarwal et al. Combating high temperature corrosion with alloy 602CA (UNS N06025) in various environments and industries
JPS59229470A (ja) 高靭性Fe−Cr−Ni系鋳造耐熱合金
JPS626623B2 (hr)
CN87100246A (zh) 抗渗碳耐热合金
JPS58117846A (ja) 燃焼雰囲気ですぐれた高温耐食性および高温耐酸化性を示す高強度鋳造合金
JPS6151623B2 (hr)
KR0172521B1 (ko) 고온 가단성 합금
JP2003221634A (ja) 高クロム−高ニッケル系耐熱合金
Darnfors Avesta 253 MA-A New Heat Resisting Stainless Steel
JPH0693383A (ja) 耐高温腐食性及び耐高温酸化性に優れたオーステナイト系ステンレス鋳鋼
Ganesan et al. Corrosion resistance of INCONEL alloy 617 in simulated gas turbine environments
Meetham et al. Cobalt Alloys

Legal Events

Date Code Title Description
A1OB Publication of a patent application
ARAI Request for the grant of a patent on the basis of the submitted results of a substantive examination of a patent application
ODRP Renewal fee for the maintenance of a patent

Payment date: 20080107

Year of fee payment: 5

OBST Application withdrawn