HU210752B - Stainless steel containing austenite - Google Patents

Stainless steel containing austenite Download PDF

Info

Publication number
HU210752B
HU210752B HU9195A HU9591A HU210752B HU 210752 B HU210752 B HU 210752B HU 9195 A HU9195 A HU 9195A HU 9591 A HU9591 A HU 9591A HU 210752 B HU210752 B HU 210752B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
steel
weight
corrosion
max
content
Prior art date
Application number
HU9195A
Other languages
English (en)
Other versions
HUT57282A (en
HU910095D0 (en
Inventor
Mats Liljas
Peter Stenvall
Bengt Wallen
Original Assignee
Avesta Sheffield Ab
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 Avesta Sheffield Ab filed Critical Avesta Sheffield Ab
Publication of HU910095D0 publication Critical patent/HU910095D0/hu
Publication of HUT57282A publication Critical patent/HUT57282A/hu
Publication of HU210752B publication Critical patent/HU210752B/hu

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/082Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C30/00Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Dowels (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Pens And Brushes (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

A találmány tárgya ausztenites rozsdamentes acél. Ennek az ausztenites rozsdamentes acélnak nagy a szakítószilárdsága, nagy a fajlagos ütőmunkája, jól hegeszthető és nagy a korrózióállósága, különösen pontkorrózióval és hajszálrepedéses korrózióval szemben.
Amikor több, mint tíz évvel ezelőtt bevezették a piacra a több, mint 6% molibdént tartalmazó - max. 0,02% C, max. 0,8% Si, max. 1,0% Mn, 20% Cr, 18% Ni, 6,2% Mo, 0,2% N, 0,5...1,0% Cu (a % megjelölés alatt itt és továbbiakban mindenhol tömeg% értendő), a maradék vas névleges összetételű - Avesta 254 SMOr kereskedelmi elnevezésű ausztenites rozsdamentes acélt, akkor ez fontos műszaki eredmény volt, mivel ennek az acélnak a korrózióállósági és mechanikai szilárdsági tulajdonságai az akkor ismeretes magasan ötvözött acélokénál sokkal jobbak voltak. Jelenleg az Avesta 254 SMOR kereskedelmi elnevezésű acéléval közel azonos korrózióállóságú ferrites és ferrites-ausztenites acélok a kereskedelemben is beszerezhetőek.
Az ausztenites rozsdamentes acélok korrózióállóságát fokozhatják úgy, hogy az ötvözetbe nitrogént visznek be. Nitrogént alkalmaztak a már előbb említett, Avesta 254 SMOR kereskedelmi elnevezésű acélnál is, amelynek a nitrogéntartalma 0,2%. Ismeretes az is, hogy a nitrogén oldhatósága tovább növelhető, ha az acél mangán- vagy krómtartalmát növeljük.
Van azonban számos olyan alkalmazási terület, ahol a jelenleg kapható legjobb rozsdamentes acélok korrózióállósága sem kielégítő. Ez különösen korrozív kloridoldatoknál történő alkalmazásra érvényes, ahol a pontkorrózió és a hajszálrepedéses korrózió veszélye nagy. Ez erős savakra is vonatkozik. Ilyen alkalmazások esetén ezért nagyon drága anyagokat, például nikkel alapú ötvözeteket kell alkalmazni. Ezért igény van olyan, a nikkel alapú ötvözeteknél olcsóbb, de korrózióálló, és különösen pontkorrózióval és hajszálrepedéses korrózióval szemben ellenálló anyagra, amelynek korrózióállósága legalább olyan jó, mint a nikkel alapú ötvözeteké.
Találmányunk célja ezért olyan hegeszthető, nagy szakítószilárdságú, nagy fajlagos ütőmunkával rendelkező és pontkorrózióval, valamint hajszálrepedéses korrózióval szemben ellenálló, ausztenites rozsdamentes acél előállítása, amely több, jelenleg ismert nikkel alapú ötvözettel összehasonlítható a fenti tulajdonságok tekintetében.
Találmányunk célja elsősorban olyan acél előállítása, amelyet például előnyösen lehet alkalmazni a következő felhasználási területeken: (zárójelben jelöljük az illető helyen előforduló korrozív/agresszív közeget)
- tengeri létesítményekben (tengervíz, savas olaj és gáz);
- hőcserélőkben és hűtőkben (tengervíz);
- sótalanító művekben (tengervíz);
- füstgáztisztító berendezésekben (kloridtartalmú savak);
- füstgázhűtő berendezésekben (erős savak);
- kénsav- vagy foszforsav-előállító létesítményekben;
- olaj- és gázipari csövekben és berendezésekben (savas olaj és gáz);
- cellulózfehérítő üzemek és klorátgyártó üzemek berendezéseiben és csöveiben (kloridtartalmú, oxidáló savak, illetőleg oldatok);
- tartályhajókban és benzinszállító tartálykocsikban (különféle vegyi anyagok).
Annak érdekében, hogy például a tengeri létesítményekben használt csővezetékeknél, berendezéseknél és más készülékeknél, valamint hőcserélőknél és hűtőknél kívánatos nagyobb korrózióállóságot elérjük, a jelenleg ismert magasan ötvözött ausztenites rozsdamentes acélokhoz, például a bevezetőben megadott összetételű Avesta 254 SMOR kereskedelmi elnevezésű acélhoz képest jelentősen növelni kell azoknak az ötvöző elemeknek az összmennyiségét, amelyek a korrózióállóságot fokozzák. Ebből a szempontból nagyon fontos ötvöző elem a króm és a molibdén, viszont a magas króm- és molibdéntartalom fokozza az acélnak azt a hajlamát, hogy benne intermetellikus (fémközi) fázis válik ki. Ha ez a kiválási hajlam jelentős, akkor gondokat okoz az acél gyártásában és a hegesztéssel kapcsolatban is, továbbá ronthatja a korrózióállóságot.
Az intermetallikus fázisok kiválásának csökkentésére vagy elkerülésére az egyik módszer az acél magas nitrogéntartalommal való ötvözése. A nitrogén ugyanakkor javítja az acélnak a pontkorrózióval és a hajszálrepedéses korrózióval szembeni ellenállását is. A krómnak azonban nagy az affinitása a nitrogénhez, és ha egyidejűleg túl magas a króm- és nitrogéntartalom, akkor könnyen képződnek krómnitridek. Ez további problémát okoz ezeknél az acéloknál. Annak érdekében, hogy magas legyen az ausztenites rozsdamentes acélok nitrogéntartalma, a nitrogén oldhatóságának az acél megolvadt fázisában kellően magasnak kell lennie. A nitrogén megolvadt fázisban való oldhatósága javítható a króm- és mangántartalom növelésével. A magas krómtartalom azonban mint már említettük - krómnitridek képződéséhez vezethet. Korábban gyakran nagyon nagy mennyiségű, vagyis 6%-nál több mangánt adtak hozzá az acélhoz nitrogénoldó képességének növelése végett, és így 0,4%-ot meghaladó nitrogéntartalmat értek el. Az ilyen nagy, vagyis 6% körüli mangántartalom viszont bizonyos problémákat okozhat, így megnehezítheti az acél széntelenítését és az acélgyártó konverteredény bélésének fokozott kopását idézheti elő. A találmány értelmében megállapítottuk, hogy jóval kisebb mangántartalommal is el lehet érni 0,4% feletti nitrogéntartalmat.
Megállapítottuk továbbá, hogy a mangán csökkenti az acél korrózióállóságát.
Találmányunk célja ezért olyan acélötvözet előállítása, amelyben a kívánt magas nitrogéntartalom úgy biztosítható, hogy ugyanakkor az acél mangántartalma viszonylag alacsony.
Ezeket a feladatokat a találmány értelmében úgy
HU 210 752 B oldjuk meg, hogy az acél összetételét a következő értékhatárok szerint állítjuk be:
C max. 0,08%
Si max. 1,0%
Mn 0,5-6%
Cr19-28%
Ni 17-25%
Mo 7-10%
N 0,4-0,7%
Cu nyomok - 2%
Ce 0-0,2% a maradék pedig lényegében vas.
Az említett ötvözőelemeken kívül az acél kisebb mennyiségben más elemeket is tartalmazhat, feltéve, hogy ezek az elemek nem rontják az acéloknak a fentebb említett megkívánt tulajdonságait. Az acél tartalmazhat például legfeljebb 0,005% bőrt az acél melegalakíthatóságának további fokozása végett. Ha az acél cériumot tartalmaz, akkor általában más ritka földfémeket is tartalmaz, mivel ezeket a fémeket - a cériumot is beleértve - általában ritkaföldfémek keverékeként adagolják. Ezenkívül kalciumot, magnéziumot vagy alumíniumot is hozzá lehet adni az acélhoz, egyenként legfeljebb 0,01% mennyiségben.
Az egyes ötvözőelemek hatását az alábbiakban ismertetjük.
A találmány szerinti acélban a szén nemkívánatos elem, mivel erősen csökkenti a nitrogén oldhatóságát az olvadt acélban. A szén emellett növeli a káros krómkarbidok kiválási hajlamát. Ezért az acél széntartalma nem haladhatja meg a 0,08%-ot, előnyös módon legfeljebb 0,05% és célszerűen legfeljebb 0,03%.
A szilícium növeli az intermetallikus fázisok kiválási hajlamát és erősen csökkenti a nitrogén oldhatóságát az olvadt acélban. A szilíciumtartalom ezért legfeljebb 1,0% lehet, előnyös módon max. 0,7% és célszerűen max. 0,5%.
A króm nagyon fontos elem a találmány szerinti acélban, ugyanúgy, mint más rozsdamentes acélokban is. A króm általában növeli a korrózióállóságot. Emellett a króm erősebben növeli a nitrogén oldhatóságát az olvadt acélban, mint az acélban lévő többi elem. Az acél króm tartalma ezért legalább 19%.
A króm azonban - különösen molibdén és szilícium jelenlétében - növeli az intermetallikus fázisok kiválási hajlamát. Ez például hegesztés és hőkezelés esetén kritikus lehet. Ezért a krómtartalom felső korlátja max. 28%, előnyös módon max. 27%, célszerűen max. 26%.
A molibdén az egyik legfontosabb alkotórész a találmány szerinti acélban, mivel erősen növeli a korrózióállóságot, különösen a pontkorrózióval és a hajszálrepedéses korrózióval szembeni ellenállást, és ugyanakkor növeli a nitrogén oldhatóságát az olvadt acélban. A molibdéntartalom növekedésével a nitridkiválási hajlam is csökken. Az acél ezért több, mint 7,0%, előnyös módon legalább 7,2% molibdént tartalmaz. Igaz, hogy az ilyen magas molibdéntartalom meleghengerléskor és hideghengerléskor problémákat okozhat, de a találmány szerinti acélban lévő többi ötvözőelem kellő megválasztása és alkalmazása révén az acélt eredményesen lehet melegen és hidegen hengerelni még az erre az acélra jellemző nagy molibdéntartalom esetén is. Túl nagy molibdéntartalom esetén viszont problémák jelentkezhetnek a melegalakíthatóságnál. Ezenkívül a molibdén hajlamos az intermetallikus fázisok kiválási hajlamának növelésére, például hegesztés és hőkezelés esetén. Ezek miatt az okok miatt a molibdéntartalom nem haladhatja meg a 10%-ot, előnyös módon a 9%-ot és célszerűen a 8,5%-ot.
A nitrogén kritikus ötvözőeleme a találmány szerinti acélnak. A nitrogén nagyon erősen növeli a pontkorrózióval és hajszálrepedéses korrózióval szembeni ellenállást és erősen növeli az acél mechanikai szilárdságát is. Ugyanakkor továbbra is megmarad a jó fajlagos ütőmunka és alakíthatóság. A nitrogén emellett olcsó ötvözőelem, mivel az acélnak a konverterben végzett széntelenítésekor úgy adható hozzá az acélhoz, hogy az oxidáló gázhoz levegőt vagy nitrogéngázt adunk hozzá.
A nitrogén emellett erős ausztenit-stabilizáló. Ez több előnnyel is jár. Hegesztéskor egyes ötvözőelemek nagy mértékben kiválthatnak. Ez különösen a molibdénre vonatkozik, amiből a találmány szerinti acél nagy mennyiséget tartalmaz, a dendritközi részeken a molibdéntartalom gyakran olyan magas lehet, hogy az intermetallikus fázisok kiválásának veszélye nagyon nagy. A találmány szerinti acéllal kapcsolatos kutatómunkánk során meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy az ausztenit stabilitása olyan nagy, hogy a dendritközi részek az igen magas molibdéntartalom ellenére megőrzik ausztenites mikroszerkezetüket. Az ausztenit nagy stabilitása előnyös például fogyóelektródok nélküli hegesztéskor.
Az ilyen típusú acélban leggyakrabban előforduló intermetallikus fázisok az úgynevezett Laves-fázis, a szigma-fázis és a chi-fázis. (Lásd: D. Peckner-I. M. Bernstein: Handbook of Stainless Steels, 1977., p. 4.53-4.54)
A magasabb nitrogéntartalom így növeli az említett intermetallikus fázisok kiválásával szembeni stabilitást. A fenti okok miatt az acél nitrogéntartalma legalább 0,4% és előnyös módon legalább 0,45%.
Ha azonban a nitrogéntartalom túl magas, akkor növekszik a nitridkiválási hajlam. Ezenkívül a magas nitrogéntartalom rontja a melegalakíthatóságot. Ezért az acél nitrogéntartalma legfeljebb 0,7%, előnyös módon legfeljebb 0,65% és célszerűen legfeljebb 0,6%.
A nikkel ausztenitképző elem és más ausztenitképzőkkel együtt azért adjuk hozzá az acélhoz, hogy létrehozzuk annak ausztenites mikroszerkezetét. A megnövelt nikkeltartalom az intermetallikus fázisok kiválását is gátolja. Ezért az acél nikkeltartalma legalább 17%, előnyös módon legalább 19%.
A nikkel azonban csökkenti a nitrogén oldhatóságát az acél olvadt állapotában és tovább növeli a
HU 210 752 Β karbidok kiválási hajlamát a szilárd állapotban. A nikkel továbbá drága ötvözőelem. Ezért az acél nikkeltartalma legfeljebb 25%, előnyös módon legfeljebb 24%, célszerűen legfeljebb 23%, alkalmas módon 21-23%.
A mangánt azért adjuk hozzá az acélhoz, hogy a nitrogén oldhatóságát az acélban önmagában ismert módon javítsuk. Az acél kifejlesztésével kapcsolatos kutatómunka során kiderült, hogy meglepően alacsony mangántartalom elegendő ahhoz, hogy a nitrogéntartalom meghaladhassa a 0,4%-ot.
Az acélhoz hozzáadott mangán mennyisége ezért legalább 0,5%, előnyös módon legalább 1,0% és célszerűen legalább 2,0%, adott esetben 3,0-4,2%, hogy az acél olvadt állapotában nőjön a nitrogén oldhatósága. A magas mangántartalom azonban problémákat okoz a széntelenítéskor, mivel a mangán - a krómhoz hasonlóan - csökkenti a szén aktivitását, úgyhogy a széntelenítési sebesség csökken. A mangánnak továbbá nagy a gőznyomása és nagy az oxigénhez való affinitása, ami a széntelenítés alatt jelentős mangánveszteséget okoz, ha a kezdeti mangántartalom magas. Ismeretes továbbá, hogy a mangán szulfidokat képezhet, amelyek rontják a pontkorrózióval és hajszálrepedéses korrózióval szembeni ellenállást. A találmány szerinti acél kifejlesztésével kapcsolatos kutatómunka továbbá feltárta, hogy az ausztenitben oldódott mangán még akkor is rontja a korrózióállóságot, ha nincsenek jelen mangánszulfidok. Ezek miatt az okok miatt az acél mangántartalma legfeljebb 6%, előnyös módon legfeljebb 5%, célszerűen legfeljebb 4,5%, adott esetben 3,0-4,2% a tartományban van.
Ismeretes, hogy egyes ausztenites rozsdamentes acélokban a réz javíthatja a korrózióállóságot egyes savakkal szemben, míg nagyobb mennyiségű réz ronthatja a pontkorrózióval és hajszálrepedéses korrózióval szembeni ellenállást. Az acél réztartama ezért elérheti az acélok esetében jelentősnek számító 2,0%-ot. A beható kutatómunka feltárta, hogy van egy réztartalomtartomány, ami optimális, ha különböző közegekben érvényes korróziós jellemzőket vizsgálunk. A réztartalom ezért előnyös módon a 0,3...1,0% tartományban, célszerűen a0,4...0,8%, míg alkalmasan 0,3-0,8% tartományban van.
Az acélhoz adott esetben cérium is hozzáadható, például ritkaföldfémek keveréke alakjában, hogy az acél melegalakíthatóságát az önmagában ismert módon javítsuk. Ha az acélhoz ritkaföldfémek keverékét adjuk hozzá, akkor az acél cériumon kívül más ritkaföldfémet is tartalmaz. A cérium az acélban cériumoxiszulfidokat képez. Ezek az oxiszulfidok nem rontják olyan mértékben a korrózióállóságot, mint más szulfidok, például a mangánszulfid. Az acélban ezért jelentős mennyiségű cérium van, mégpedig legfeljebb 0,2%, célszerűen legfeljebb 0,1%. Ha az acélhoz ritkaföldfém keveréket adunk, akkor a cériumtartalomnak legalább 0,03%-nak kell lennie, alkalmasan pedig 0,05%-nak. A különböző ötvözőelemek előnyös és célszerű, egyben a magábafoglaló alkalmas részarány-tartományait az 1. táblázat tartalmazza.
1. sz- táblázat
Előnyös részaránytartomány, tömeg% Célszerű (alkalmas) részarány tartomány, tömeg%
c max. 0,05 max. 0,03
Si max. 0,7 max. 0,5
Mn 1,0-5,0 2,0-4,5
Cr 19-27 19-26
Ni 19-24 19-23
Mo 7,2-9 7,2-8,5
N 0,45-0,65 0,4-0,6
Cu 0,3-1,0 0,4-0,8
Ce max. 0,2 max. 0,1
A pontkorróziós ellenállást a Cr-, Mo- és N-tartalom függvényében a következő ismert képlettel lehet leírni:
PKE = Cr%+3,3xMo%+30xN%, ahol PKE - a pontkorrózióval szembeni ellenállás mérőszáma és a %-os értékek tömeg%-ban értendők.
A rendszeres fejlesztőmunka során azt állapítottuk meg, hogy a Cr-ot, Mo-t és N-t úgy kell kombinálni, hogy a PKE>60 legyen. így kapunk olyan acélt, amelynek a hajszálrepedéses korrózióval szembeni ellenállása összehasonlítható több jelenlegi, ismert, kereskedelmi forgalomban kapható, nikkel alapú ötvözetével. A találmánynak tehát jellemző vonása, hogy az acél PKE-értéke >60.
A következőkben ismertetjük a találmány szerinti acéllal végzett kísérleteket és azok eredményeit. Több, egyenként 30 kg tömegű laboratóriumi mintát állítottunk elő nagyfrekvenciás vákuumkemencében. Ezek a
2. táblázatban szereplő, 1-15. számú ötvözetek. Az anyagokat melegen 10 mm-es lemezekké, majd hidegen 3 mm-es lemezekké hengereltük, A kémiai összetételeket a 2. táblázat tartalmazza. Ezeket az összetételeket az 1-12. számú és a 14. számú ötvözetnél a 3 mm-es lemezek ellenőrző elemzései, a 13^ és 15. számú ötvözetnél az adagelemzések alapján adjuk meg. A 16. számú ötvözet egy 60 tonnás termelési adag, amit problémák nélkül folyamatosan öntöttünk, majd 10 mm-es lemezzé hengereltünk melegen. A 17. és 18. számú ötvözet két kereskedelmi forgalomban kapható, nikkel alapú ötvözet.
A táblázatban megadott elemeken kívül az acélok az ausztenites rozsdamentes acéloknál és nikkel alapú ötvözeteknél megengedett minimális mennyiségű foszfort és ként tartalmaznak: P<0,02%, S<0,01%. A 16.
sz. ötvözet S-tartalma kisebb volt 0,001 %-nál.
HU 210 752 B
2. sz. táblázat
Kémiai összetétel, tömeg%-ban és pontkorrózió ellenállás mérőszám értékek
Ötvözet Adag C Si Mn Cr Ni Mo Cu N Ce PKE
1 V79 0,030 0,31 3,8 21,9 20,1 6,15 0,02 0,47 0,000 56,3
2 V121 0,022 0,37 3,9 22,1 20,2 6,31 0,13 0,51 0,014 58,2
3 V126 0,020 0,44 4,1 21,9 19,9 7,30 0,12 0,51 0,033 61,4
4 V132 0,022 0,50 3,9 22,2 20,1 8,28 0,13 0,51 0,030 64,5
5 V134 0,025 0,54 3,7 22,4 20,2 9,35 0,13 0,59 0,004 71,1
6 V125 0,022 0,44 3,1 23,0 21,0 7,26 0,12 0,54 0,019 63,4
7 V124 0,021 0,43 2,2 24,0 21,9 7,23 0,12 0,53 0,022 64,0
8 VI27 0,019 0,45 4,2 21,9 20,0 7,23 0,49 0,52 0,027 61,5
9 V128 0,018 0,44 4,2 21,9 20,0 7,23 0,96 0,52 0,025 61,3
10 V129 0,017 0,44 4,1 21,8 20,0 7,21 1,46 0,56 0,012 62,3
11 V80 0,031 0,32 8,0 21,5 20,0 7,25 0,02 0,63 0,009 64,3
12 V119 0,022 0,35 7,8 21,6 20,0 7,19 0,13 0,58 0,007 61,2
13 V152 0,020 0,48 2,5 21,2 20,2 7,44 0,12 0,44 0,035 58,9
14 V150 0,017 0,46 6,0 21,4 20,4 7,47 0,13 0,56 0,076 62,9
15 V151 0,017 0,42 12,0 21,5 20,0 7,42 0,12 0,60 0,006 63,9
16 37 6985 0,016 0,28 2,0 24,3 22,0 7,27 0,43 0,46 0,004 62,2
17 NXO649 AG 0,026 0,26 0,06 21,5 62,4 8,65 - - - -
18 HT- 2760-8 0,003 0,03 0,44 15,81 56,5 15,43 - - - -
Szakítóvizsgálatokat, ütővizsgálatokat és keménységméréseket végeztünk szobahőmérsékleten a találmány szerinti kétféle acélból, mégpedig a 2. sz. táblázatban szereplő 6. számú és 16. számú acélból készült 3 mm-es lemezen, oldó hőkezelt állapotban. Az acélon- 35 ként két szakítóvizsgálat, acélonként öt ütővizsgálat és acélonként három keménységmérés középértékeit az alábbi, 3. sz. táblázat a vizsgálati átlagokat tartalmazza.
A táblázatban a következő jelöléseket alkalmaztuk:
Rp 0,2: 0,2%-os határ;
Rm: folyáshatár;
A5: teljes fajlagos nyúlás;
KV: ütőmunka bemetszett próbatesten;
HV20: Vickers-keménység, 20 kg.
3. sz- táblázat
Ötvözet száma RpO.2 (MPa) Rm (MPa) A5 (%) KV (J/cm2) HV20
6., 16. 479 861 57 174 226
A fenti értékekből megállapítható, hogy a találmány szerinti acélnak a szokványos ausztenites rozsdamentes acélokkal összehasonlítva nagy a szakítószilárdsága és szilárdságához viszonyítva jó a szívóssága.
A magasan ötvözött ausztenites acélok szerkezeti stabilitása általában azzal mérhető, hogy a
700...1100 °C tartományban hőkezelt acél mennyire tartja meg ausztenites szerkezetét. Ez a tulajdonság nagyon fontos az acél hegeszthetősége és nagy méretű darabok hőkezelhetősége szempontjából. Minél nagyobb a hajlam szekunder fázisok kiválására, annál rosszabb a hegeszthetőség és a nagy méretű (vastag) darabok hőkezelhetősége.
Beható hőkezelési vizsgálatok (izotermás hőkezelések) igazolták, hogy a találmány szerinti acélok szerkezeti stabilitása az egyértelműen magasabb ötvözés ellenére azon a szinten van, mint a bevezetőben megadott összetételű Avesta 254 SMOR kereskedelmi elnevezésű acélé. Ez azzal a ténnyel magyarázható, hogy a na40 gyobb nitrogéntartalom meggátolja intermetallikus fázisok képződését és ugyanakkor a krómnitridképződés mérsékelt.
Korróziós vizsgálatokat végeztünk a hidegen hengerelt, hirtelen lehűtött, lágyított 3 mm-es lemezekből 45 vett mintákon és a 17. és 18. számú, nikkel alapú kereskedelmi ötvözeteken.
A pontkorrózióval és hajszálrepedéses korrózióval szembeni ellenállást 6%-os FeCl3-oldatban, az ASTM G-48 sz. amerikai egyesült államokbeli szabvány szerint 50 vizsgáltuk. A pontkorróziós vizsgálat során többszörös pontkorrózió típusú pontkorrózióképzőt használtunk. Mindkét vizsgálatnál azt a hőmérsékletet tekintettük kritikus hőmérsékletnek, amely hőmérsékleten a 24 órán át a FeCl3-oldatnak kitett minta felületén korróziót lehetett 55 észlelni. A kritikus hőmérsékletet ±2,5 °C pontossággal mértük. A magas kritikus hőmérséklet mindig előnyös. Ez azt jelenti, hogy minél magasabb a kritikus hőmérséklet, annál jobb a korrózióállóság.
Referenciaanyagokként ezeknek a vizsgálatoknak a 60 során a 2. sz. táblázatban szereplő 17. és 18. számú,
HU 210 752 Β kereskedelmi forgalomban beszerezhető, nikkel alapú ötvözeteket használtuk.
Az általános korrózióállóságot savakban úgy értékeltük, hogy felvettük az anódos polarizációs görbéket és ezekből a görbékből kiszámítottuk a passziválási áramsűrűséget. A kis passziválási áramsűrűség azt jelenti, hogy az ötvözet a szóban forgó savban könnyebben passziválódik, mint egy nagyobb passziválási áramsűrűségű ötvözet. A kis passziválási áramsűrűség mindig előnyös, mivel a passzíváit acél korróziós sebessége sokkal kisebb, mint az olyan acél korróziós sebessége, amit nem lehetett passziválni.
A következő táblázatok mutatják, hogyan befolyásolják a különböző fontos ötvözőelemek a 2. táblázatban szereplő ötvözetek korrózióállóságát. Ami a pontkorróziót és a hajszálrepedéses korróziót illeti, ismeretes, hogy az ilyen típusú korróziókkal szembeni ellenállás egy ötvözőelemmel azonos módon befolyásolható. Ezért nincs annak szerepe, hogy az ötvözőelemek hatásának bemutatásakor melyik típusú korróziót tanulmányozzuk.
Általánosan ismert, hogy a króm és molibdén kedvező a legtöbb savval szembeni korrózióállóság szempontjából és hogy a mangánnak nagyon csekély hatása van. Ismeretes az is, hogy a króm, és különösen a molibdén kedvezően hat a pontkorrózióval és hajszálrepedéses korrózióval szembeni ellenállásra, de a nagyon magas króm- és molibdéntartalmú ötvözetekben előfordulhatnak kiválások - krómban és molibdénben dús fázisok alakjában - és ezek a fázisok kedvezőtlenül befolyásolhatják a pontkorrózióval és hajszálrepedéses korrózióval szembeni ellenállást. Az is ismeretes, hogy a mangán - mangánszulfidok képződése útján - kedvezőtlenül hathat a pontkorrózióval és hajszálrepedéses korrózióval szembeni ellenállásra. Ezek miatt az okok miatt a króm, molibdén és mangán hatását csak a pontkorrózióval és hajszálrepedéses korrózióval szembeni ellenállás szempontjából vizsgáltuk.
Ismeretes továbbá, hogy az ausztenites acélok magas réztartalma ronthatja a pontkorrózióval és hajszálrepedéses korrózióval szembeni ellenállást, de a réztartalom fontos lehet az általános korrózióval szembeni ellenállás miatt. Ezért az utóbbi tényezőt a réztartalom fontossága szempontjából tanulmányoztuk.
A molibdén által az ötvözetek pontkorrózióval szembeni ellenállására gyakorolt hatást a 4. sz. táblázat mutatja be.
4. sz. táblázat
A molibdéntartalom hatása a pontkorrózió kritikus hőmérsékletére
Az ötvözet száma Mo % Kritikus hőmérséklet, ’C
2 6,31 80
3 7,30 forrpont felett
4 8,28 forrpont felett
5 9,35 forrpont
17 8,65 97,5
18 15,43 forrpont felett
A 7,30, illetőleg 8,28% molibdént tartalmazó 3. számú és 4. számú acél kritikus hőmérséklete a legmagasabb. Ezeknek a találmány szerinti összetételű ötvözeteknek magasabb a kritikus hőmérsékletük, mint a 17. számú nikkel alapú ötvözeté és még forrponton is ugyanolyan az ellenállásuk, mint a 18. számú, nikkel alapú ötvözeté.
A krómtartalom hatását a hajszálrepedéses korrózióval szembeni ellenállásra az 5. sz. táblázatban mutatjuk be.
5. sz táblázat
A krómtártalom hatása a hajszálrepedéses korrózió kritikus hőmérsékletére
Az ötvözet száma Cr% Kritikus hőmérséklet, ’C
3 21,9 62,5
6 23,0 65
7 24,0 65
17 21,5 17,5
18 15,81 37,5
Az 5. sz. táblázatban szereplő 3. számú és 6. számú ötvözet összehasonlítása alapján nyilvánvaló, hogy a megnövelt krómtartalom kedvezően hat a korrózióállóságra, de az egész hatás létrejött már az ötvözet 23% krómtartalmánál. Az acél további mennyiségű krómmal történő ötvözése nem jár további javulással (7. számú ötvözet). A 17. számú és 18. számú nikkel alapú ötvözet kritikus hőmérséklete jóval alacsonyabb, mint a találmány szerinti ötvözeteké.
A mangántartalom által a hajszálrepedéses korrózióval szembeni ellenállásra gyakorolt hatást a 6. sz. táblázatban mutatjuk be.
6. sz. táblázat
A mangántartalom hatása a hajszálrepedéses korrózió kritikus hőmérsékletére
Az ötvözet száma Mn% Kritikus hőmérséklet, °C
3 4,1 62,5
12 7,8 45
A nagy mangántartalmú 12. számú acél kritikus hőmérséklete jóval alacsonyabb, mint a 3. számú acélé. Az utóbbi acél mangántartalma a találmány szerintivel harmonizál, de a többi elem tekintetében összetétele lényegében azonos a 12. számú acél összetételével és PKE-értéke is lényegében azonos annak PKE-értékével.
A réztartalom által a pontkorróziós ellenállásra gyakorolt hatást a 7. sz. táblázatban mutatjuk be.
7. sz. táblázat
A réztartalom hatása a pontkorrózió kritikus hőmérsékletére
Az ötvözet száma Cu % Kritikus hőmérséklet, ’C
3 0,12 forrpont felett
8 0,49 forrpont felett
HU 210 752 B
Az ötvözet száma Cu% Kritikus hőmérséklet, °C
9 0,96 forrpont
10 1,46 97,5
így a 0,49%-nál nagyobb réztartalmú acélok kritikus hőmérséklete alacsonyabb, mint a kisebb réztartalmú acéloké. A korrózióállóság rosszabbodása különösen nagy a 0,96 és 1,46% közötti réztartalom-tartományban.
A réztartalom által a savakban fennálló általános korrózióállóságra gyakorolt hatást a 8. sz. táblázatban mutatjuk be, ami két mérés középértékét és szórását adja meg.
8. táblázat
A réztartalom hatása a passziválási áramsűrűségre különböző savakban
Az ötvözet száma Cu % Passziválási áramsűrűség (μΑ/cm2)
h2so4 20% H2SO4 70% H3PO4
3 0,12 114±35 135+5 80+4
8 0,49 122±8 75±8 97±23
9 0,96 112+7 65±2 104±5
10 1,46 120+3 63±2 104±10
A réznek nincs jelentős hatása a passziválási jellemzőkre 20%-os H2SO4-ban, de kedvező hatása van 70%-os H2SO4-ban. Az utóbbi esetben azonban a javulás nagyobbik része már 0,49% réztartalomnál létrejön. Foszforsavban a réz hatása kedvezőtlen.
A találmány szerinti acélnak így kb. 0,5% réztartalom esetén optimálisak a korróziós tulajdonságai, mivel
- a pontkorrózióval és hajszálrepedéses korrózióval szembeni ellenállása nem romlik az alacsony réztartalom esetén fennálló ellenálláshoz képest;
- a 70%-os kénsavval szembeni ellenállás lényegében jobb az alacsonyabb réztartalom esetén fennálló ellenállásnál;
- a foszforsavval szembeni ellenállás nem romlik annyira, mint magasabb réztartalmak esetén.

Claims (15)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Ausztenites rozsdamentes acél, azzal jellemezve, hogy max. 0,08 tömeg%-ban C-t;
    max. 1,0 tömeg%-ban Si-t;
    0,5-6 tömeg%-nyi Mn-t;
    19-28 tömeg%-nyi Cr-t;
    17-25 tömeg%-nyi Ni-t;
    7-10 tömeg%-nyi Mo-t;
    0,4-0,7 tömeg%-ban N-t és nyomokban-2 tömeg%-ban Cu-t;
    0.. .0,2 tömeg%-ban Ce-t tartalmaz, a maradék tömeg% pedig lényegében vas. (Elsőbbsége: 1990. 01.15.)
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti ausztenites rozsdamentes acél, azzal jellemezve, hogy max. 0,05, célszerűen max. 0,03 tömeg%-nyi C-t tartalmaz.(Elsőbbsége: 1990. 01. 15.)
  3. 3. Az 1. igénypont szerinti ausztenites rozsdamentes acél, azzal jellemezve, hogy 1,0-5,0 tömeg%-ban, célszerűen 2,0-4,5 tömeg%-ban Μη-tartalmaz. (Elsőbbsége: 1990.01.15.)
  4. 4. Az 3. igénypont szerinti ausztenites rozsdamentes acél, azzal jellemezve, hogy 3,0-4,2 tömeg%-ban Mn-t tartalmaz. (Elsőbbsége: 1990.01.15.)
  5. 5. Az 1. igénypont szerinti ausztenites rozsdamentes acél, azzal jellemezve, hogy max. 27, célszerűen max. 26 tömeg%-ban Cr-t tartalmaz. (Elsőbbsége: 1990.01. 15.)
  6. 6. Az 1. igénypont szerinti ausztenites rozsdamentes acél, azzal jellemezve, hogy 7,2-9 tömeg%-ban Mo-t tartalmaz. (Elsőbbsége: 1990.01.15.)
  7. 7. A 6. igénypont szerinti ausztenites rozsdamentes acél, azzal jellemezve, hogy max. 8,5 tömeg%-ban Mo-t tartalmaz. (Elsőbbsége: 1990. 01.15.)
  8. 8. Az 1. igénypont szerinti ausztenites rozsdamentes acél, azzal jellemezve, hogy 0,45.. .0,65, célszerűen max. 0,6 tÖmeg%-ban N-t tartalmaz. (Elsőbbsége: 1990.01. 15.)
  9. 9. Az 1. igénypont szerinti ausztenites rozsdamentes acél, azzal jellemezve, hogy 19...24 tömeg%-ban, célszerűen 23 tömeg%-ban Ni-t tartalmaz. (Elsőbbsége: 1990. 01. 15.)
  10. 10. Az 1. igénypont szerinti ausztenites rozsdamentes acél, azzal jellemezve, hogy 0,3... 1,0 tömeg%-ban, célszerűen 0,4...0,8 tömeg%-ban Cu-t tartalmaz. (Elsőbbsége: 1990.01.15.)
  11. 11. Az 1. igénypont szerinti ausztenites rozsdamentes acél, azzal jellemezve, hogy max. 0,7 tÖmeg%-ban, célszerűen 0,5 tömeg%-ban Si-t tartalmaz. (Elsőbbsége: 1990. 01. 15.)
  12. 12. Az 1-11. igénypont szerinti ausztenites rozsdamentes acél, azzal jellemezve, hogy max. 0,1 tömeg%ban Ce-t tartalmaz. (Elsőbbsége: 1990. 01. 15.)
  13. 13. Az 1-11. igénypont szerinti ausztenites rozsdamentes acél, azzal jellemezve, hogy az összes Cr tömeg%+3,3xMo tömeg%+30xN tömeg% több, mint az ötvözet 60 tömeg%-a. (Elsőbbsége: 1990. 01. 15.)
  14. 14. Az 1-13. igénypont szerinti ausztenites rozsdamentes acél, azzal jellemezve, hogy összetétele max. 0,03 tömeg% C-t;
    max. 0,5 tömeg% Si-t;
    2,0-4,5 tömeg% Mn-t;
    19-26 tömeg% Cr-t;
    19-23 tömeg% Ni-t;
    7,2-8,5 tömeg% Mo-t;
    0,4-0,6 tömeg% N-t;
    0,4-0,8 tömeg% Cu-t;
    max. 0,1 tömeg% Ce-t;
    max. 0,01 tömeg% S-t tartalmaz, a maradék pedig lényegében vas. (Elsőbbsége: 1990.01.14.)
    HU 210 752 Β
  15. 15. Az 1-13. igénypont szerinti ausztenites rozsdamentes acél, azzal jellemezve, hogy összetétele max. 0,03 tömeg% C;
    max. 0,5 tömeg% Si;
    3,0.. .4,2 tömeg% Mn;
    23...25 tömeg% Cr;
    21-23 tömeg% Ni;
    7,2...8 tömeg% Mo;
    0,48...0,55 tömeg%N;
    0,3...0,8 tömeg% Cu; max. 0,05 tömeg% Ce;
    5 míg a további tömeg% lényegében vas. (Elsőbbsége: 1990. 01. 15.)
HU9195A 1990-01-15 1991-01-14 Stainless steel containing austenite HU210752B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9000129A SE465373B (sv) 1990-01-15 1990-01-15 Austenitiskt rostfritt staal

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU910095D0 HU910095D0 (en) 1991-08-28
HUT57282A HUT57282A (en) 1991-11-28
HU210752B true HU210752B (en) 1995-07-28

Family

ID=20378241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9195A HU210752B (en) 1990-01-15 1991-01-14 Stainless steel containing austenite

Country Status (18)

Country Link
US (1) US5141705A (hu)
EP (1) EP0438992B1 (hu)
JP (1) JP3209433B2 (hu)
KR (1) KR0167783B1 (hu)
AT (1) ATE134391T1 (hu)
AU (1) AU631280B2 (hu)
CA (1) CA2033287C (hu)
CZ (1) CZ7091A3 (hu)
DE (1) DE69025468T2 (hu)
DK (1) DK0438992T3 (hu)
ES (1) ES2083444T3 (hu)
FI (1) FI100341B (hu)
HK (1) HK209996A (hu)
HU (1) HU210752B (hu)
NO (1) NO177604C (hu)
PL (1) PL165989B1 (hu)
SE (1) SE465373B (hu)
ZA (1) ZA91151B (hu)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4110695A1 (de) * 1991-04-03 1992-10-08 Thyssen Schweisstechnik Stahl
FR2711674B1 (fr) * 1993-10-21 1996-01-12 Creusot Loire Acier inoxydable austénitique à hautes caractéristiques ayant une grande stabilité structurale et utilisations.
FR2705689B1 (fr) * 1993-05-28 1995-08-25 Creusot Loire Acier inoxydable austénitique à haute résistance à la corrosion par les milieux chlorurés et sulfuriques et utilisations.
DE4342188C2 (de) * 1993-12-10 1998-06-04 Bayer Ag Austenitische Legierungen und deren Verwendung
US5841046A (en) * 1996-05-30 1998-11-24 Crucible Materials Corporation High strength, corrosion resistant austenitic stainless steel and consolidated article
DE19631712C2 (de) * 1996-07-13 2001-08-02 Schmidt & Clemens Verwendung einer austenitischen Chrom-Nickel-Molybdän-Stahllegierung
US6168755B1 (en) 1998-05-27 2001-01-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce High nitrogen stainless steel
EP1263999B1 (en) * 2000-03-15 2005-07-13 Huntington Alloys Corporation Corrosion resistant austenitic alloy
KR20020008950A (ko) * 2000-07-21 2002-02-01 김성호 직조기용 종광 조성물
US6576068B2 (en) * 2001-04-24 2003-06-10 Ati Properties, Inc. Method of producing stainless steels having improved corrosion resistance
SE525252C2 (sv) * 2001-11-22 2005-01-11 Sandvik Ab Superaustenitiskt rostfritt stål samt användning av detta stål
DE10215124A1 (de) * 2002-04-05 2003-10-16 Wme Ges Fuer Windkraftbetr Ene Verdampferrohr für eine Meerwasserentsalzungsanlage
SE528008C2 (sv) * 2004-12-28 2006-08-01 Outokumpu Stainless Ab Austenitiskt rostfritt stål och stålprodukt
FR2938903B1 (fr) * 2008-11-25 2013-02-08 Technip France Procede de production d'un courant de gaz naturel liquefie sous-refroidi a partir d'un courant de charge de gaz naturel et installation associee
KR20210100212A (ko) * 2011-05-26 2021-08-13 유나이티드 파이프라인스 아시아 패시픽 피티이 리미티드 오스테나이트계 스테인리스강

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU190766A1 (hu) * 1965-02-18 1966-12-29
SE411130C (sv) 1976-02-02 1985-09-09 Avesta Jernverks Ab Austenitiskt rostfritt stal med hog mo-halt
US4086085A (en) * 1976-11-02 1978-04-25 Mcgurty James A Austenitic iron alloys
US4421557A (en) * 1980-07-21 1983-12-20 Colt Industries Operating Corp. Austenitic stainless steel
SE441455B (sv) * 1983-10-21 1985-10-07 Avesta Ab Stal av austenitisk typ
US4545826A (en) * 1984-06-29 1985-10-08 Allegheny Ludlum Steel Corporation Method for producing a weldable austenitic stainless steel in heavy sections
JPS6152351A (ja) * 1984-08-20 1986-03-15 Nippon Steel Corp 極低温耐力、靭性に優れた構造用オ−ステナイト系ステンレス鋼
JPS62182251A (ja) * 1986-02-06 1987-08-10 Nippon Kokan Kk <Nkk> 石油生産関連機器用耐食金属コ−テイング材料
JPH0694057B2 (ja) * 1987-12-12 1994-11-24 新日本製鐵株式會社 耐海水性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
SE9000129D0 (sv) 1990-01-15
NO910151D0 (no) 1991-01-14
PL288696A1 (en) 1991-07-29
KR910014530A (ko) 1991-08-31
HUT57282A (en) 1991-11-28
EP0438992B1 (en) 1996-02-21
JP3209433B2 (ja) 2001-09-17
JPH04214843A (ja) 1992-08-05
AU6867091A (en) 1991-07-18
SE465373B (sv) 1991-09-02
KR0167783B1 (ko) 1999-01-15
ATE134391T1 (de) 1996-03-15
US5141705A (en) 1992-08-25
NO177604C (no) 1995-10-18
EP0438992A1 (en) 1991-07-31
SE9000129A (hu) 1991-07-16
FI906422A0 (fi) 1990-12-27
DE69025468D1 (de) 1996-03-28
ZA91151B (en) 1991-11-27
ES2083444T3 (es) 1996-04-16
DK0438992T3 (da) 1997-03-10
CA2033287C (en) 2001-08-21
CZ7091A3 (en) 1993-02-17
FI906422A (fi) 1991-07-16
NO910151L (no) 1991-07-16
HK209996A (en) 1996-12-06
DE69025468T2 (de) 1996-07-04
NO177604B (no) 1995-07-10
CA2033287A1 (en) 1991-07-16
HU910095D0 (en) 1991-08-28
PL165989B1 (pl) 1995-03-31
FI100341B (fi) 1997-11-14
AU631280B2 (en) 1992-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3055297C (en) High nitrogen, multi-principal element, high entropy corrosion resistant alloy
US5582656A (en) Ferritic-austenitic stainless steel
US5286310A (en) Low nickel, copper containing chromium-nickel-manganese-copper-nitrogen austenitic stainless steel
EP0220141A2 (en) High nitrogen containing duplex stainless steel having high corrosion resistance and good structure stability
US4487744A (en) Corrosion resistant austenitic alloy
KR20050044557A (ko) 슈퍼 오스테나이트계 스테인레스강
NO344633B1 (no) Dupleks rustfritt stål, produktartikkel, og fremgangsmåte for fremstilling av et dupleks rustfritt stål
HU210752B (en) Stainless steel containing austenite
CA2397592C (en) Duplex stainless steel
CA2461966C (en) Duplex stainless steel
US4421557A (en) Austenitic stainless steel
US6918967B2 (en) Corrosion resistant austenitic alloy
US4371394A (en) Corrosion resistant austenitic alloy
JPS61113749A (ja) 油井用高耐食性合金
JP2946992B2 (ja) 強度、靭性および耐食性に優れた2相ステンレス鋼材の製造方法
USRE29313E (en) Pitting corrosion resistant austenite stainless steel
JPH02213451A (ja) 耐食性に優れた安価なオーステナイト系ステンレス鋼

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee