KR20210014631A

KR20210014631A - 새로운 오스테나이트계 합금

Info

Publication number: KR20210014631A
Application number: KR1020207033439A
Authority: KR
Inventors: 카린 안톤손; 울프 키비세크
Original assignee: 에이비 산드빅 매터리얼즈 테크놀로지
Priority date: 2018-05-23
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2021-02-09
Also published as: CN112154220B; CN112154220A; JP2021525310A; WO2019224287A1; EP3797179C0; US20210079499A1; EP3797179B1; EP3797179A1

Abstract

본 발명은 중량% 로 이하의 원소들: C ≤ 0.03; Si ≤ 1.0; Mn ≤ 1.5; S ≤ 0.03; P ≤ 0.03; Cr 25.0 ~ 33.0; Ni 42.0 ~ 52.0; Mo 6.0 ~ 9.0; N 0.07 ~ 0.11; Cu ≤ 0.4; 잔부 Fe 및 불가피한 불순물들을 포함하는 오스테나이트계 합금에 관한 것이고, 상기 오스테나이트계 합금은 이하의 조건: E_Ni>1.864*E_Cr-19.92 을 충족시키고, 여기에서 E_Cr=[wt%Cr]+[wt%Mo]+1.5*[wt%Si] 및 E_Ni=[wt%Ni]+30*[wt%C]+30*[wt%N]+0.5*[wt%Mn]+0.5*[wt%Cu] 이다. 또한, 본 발명은 제조 방법 및 상기 합금을 포함하는 대상물에 관한 것이다. 합금 및 이로 만들어진 대상물들은 응고 후에 0.3 % 미만의 금속간 상을 갖는다.

Description

새로운 오스테나이트계 합금

본 발명은 높은 함량의 Ni, Mo 및 Cr 을 가지는 오스테나이트계 합금에 관한 것으로, 상기 오스테나이트계 합금은, 응고 후에, 낮은 함량의 금속간 상 (0.3% 미만) 을 가질 것이다. 또한, 본 발명은 상이한 제품들에서의 오스테나이트계 합금의 용도 및 이러한 합금을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

니켈계 합금은 오늘날 스테인리스 강의 미세조직의 안정성 및 내마모성이 불충분한 대부분의 부식성 적용에서 사용된다. 그러나, 이러한 합금은 응고 프로세스 동안 미세편석을 형성하고 따라서 원하지 않은 금속간 상을 형성하는 경향이 있기 때문에, 이러한 합금과 관련된 문제가 있다. 이는 결과적으로 열악한 연성과 열악한 부식 특성을 유발할 것이다. 금속간 상의 함량은 재용해 (remelting) 및 소킹 (soaking) 과 같은 특정 제조 방법을 사용함으로써 감소될 수도 있지만, 이러한 방법은 매우 비싸다.

따라서, 여기에는 낮은 함량의 금속간 상을 가지는 니켈계 합금이 필요하고, 이는 종래의 금속야금 방법에 의해 제조될 수 있다.

그러므로, 본 발명의 일 양태는 전술한 문제들을 해결하거나 적어도 감소시키는 것이다. 따라서, 본 발명은 오스테나이트계 합금을 제공하고, 상기 오스테나이트계 합금은 중량% (wt%) 로

C ≤0.03;

Si ≤ 1.0;

Mn ≤ 1.5;

S ≤ 0.03;

P ≤ 0.03;

Cr 25.0 ~ 33.0;

Ni 42.0 ~ 52.0;

Mo 6.0 ~ 9.0;

N 0.07 ~ 0.11;

Cu ≤ 0.4;

잔부 Fe 및 불가피한 불순물들

을 포함하고,

상기 오스테나이트계 합금은 이하의 조건

E_Ni>1.864*E_Cr-19.92

을 충족시키고, 여기에서

E_Cr = [wt%Cr]+[wt%Mo]+1.5*[wt%Si] 및

E_Ni = [wt%Ni]+30*[wt%C]+30*[wt%N]+0.5*[wt%Mn]+0.5*[wt%Cu]

이다.

오스테나이트계 합금이 응고 후에 0.3% 미만의 금속간 상을 포함하고, 이는 오스테나이트계 합금 내에 더 적은 금속간 상이 존재한다는 것을 의미하기 때문에, 전술한 또는 후술한 바와 같은 오스테나이트계 합금은 양호한 내부식성 및 높은 연성을 가질 것이다. 금속간 상은 응고 후에 수행된 프로세스들 중 어느 하나에 부정적인 영향을 미친다.

또한 본 발명은 전술한 또는 후술한 바와 같은 오스테나이트계 합금을 포함하는 대상물에 관한 것이다. 대상물의 예는 튜브, 파이프, 바아, 로드, 중공부, 빌릿, 블룸 (bloom), 스트립, 와이어, 플레이트 및 시트이지만, 이에 한정되지 않는다.

더욱이, 본 발명은 또한 오스테나이트계 합금을 제조하기 위한 방법을 제공하고, 상기 오스테나이트계 합금은 중량% 로 이하의 원소들

C ≤ 0.03;

Si ≤ 1.0;

Mn ≤ 1.5;

S ≤ 0.03;

P ≤ 0.03;

Cr 25.0 ~ 33.0;

Ni 42.0 ~ 52.0;

Mo 6.0 ~ 9.0;

N 0.07 ~ 0.11;

Cu ≤ 0.4;

잔부 Fe 및 불가피한 불순물들

을 포함하고,

오스테나이트계 합금은 응고 후에 0.3% 미만의 금속간 상 함량을 가질 것이고, 상기 방법은 이하의 단계들

- 용융물을 제공하는 단계;

- 상기 용융물을 분석하여 그 안에 함유된 원소들의 중량% (wt%) 를 얻는 단계;

- 이하의 식에서 분석으로부터 얻어진 값들을 삽입하는 단계:

E_Ni>1.864*E_Cr-19.92

여기에서,

E_Cr = [wt%Cr]+[wt%Mo]+1.5*[wt%Si] 및

E_Ni =[wt%Ni]+30*[wt%C]+30*[wt%N]+0.5*[wt%Mn]+0.5*[wt%Cu] 임;

- 선택적으로, 식이 충족될 때까지, 오스테나이트계 합금에 하나 이상의 합금 원소들을 첨가하는 단계;

- 오스테나이트계 합금을 응고시키는 단계

을 포함한다.

전술한 단계들을 종래의 금속야금 제조 프로세스에 통합시킴으로써, 얻어진 최종 대상물은 낮은 함량, 예컨대 < 0.3% 의 금속간 상을 가질 것이다.

도 1 은 X 축 및 Y 축이 Cr-등가물 (E_Cr) 및 Ni-등가물 (E_Ni) 을 도시하는 DeLong 다이어그램을 나타낸다. 도면 내 채워지지 않은 사각형은 응고 후에 인터덴드리틱 부식 영역들 (interdendritic areas) 내 0.3% 미만의 금속간 상들을 갖는 히트들 (heats), 즉 본 발명의 조건들을 만족시키는 합금들이다.
도 2a 는 본 발명의 범위 밖의 오스테나이트계 합금 (샘플 3) 의 금속간 상 및 주조 조직의 광 광학 현미경 (LOM) 사진을 도시한다.
도 2b 는 전술한 또는 후술한 바와 같은 오스테나이트계 합금 (샘플 2) 의 금속간 상 및 주조 조직의 LOM 사진을 도시한다.
도 3a 는 본 발명의 범위 밖의 오스테나이트계 합금 (샘플 4) 의 금속간 상 및 주조 조직의 LOM 사진을 도시한다.
도 3b 는 전술한 또는 후술한 바와 같은 오스테나이트계 합금 (샘플 7) 의 금속간 상 및 주조 조직의 LOM 사진을 도시한다.

본 발명은 오스테나이트계 합금에 관한 것으로, 상기 오스테나이트계 합금은 중량% 로 이하의 원소들

C ≤ 0.03;

Si ≤ 1.0;

Mn ≤ 1.5;

S ≤ 0.03;

P ≤ 0.03;

Cr 25.0 ~ 33.0;

Ni 42.0 ~ 52.0;

Mo 6.0 ~ 9.0;

N 0.07 ~ 0.11;

Cu ≤ 0.4;

잔부 Fe 및 불가피한 불순물들

을 포함하고,

이하의 조건들

E_Ni>1.864*E_Cr-19.92

을 충족시키고, 여기에서

E_Cr = [wt%Cr]+[wt%Mo]+1.5*[wt%Si] 및

E_Ni =[wt%Ni]+30*[wt%C]+30*[wt%N]+0.5*[wt%Mn]+0.5*[wt%Cu]

이다.

본 발명의 오스테나이트계 합금은 응고 프로세스 동안 인터덴드리틱 부식 영역에 형성된 금속간 상 (0.3% 미만) 의 낮은 분율(양)을 가질 것이다. 분율은 인터덴드리틱 부식 영역들 내 금속간 상의 부피를 전체 재료 부피로 나눔으로써 계산된다. 금속간 상의 예들은 시그마 상, 레베스 상 (laves phases) 및 카이 상 (chi-phase) 이다.

응고는 합금이 액체 상으로부터 결정 조직의 고체 상으로 변형되는 상 변형이다. 응고화 프로세스는 덴드라이트들의 형성으로 시작되고, 응고화 프로세스 동안 미세편석이 발생할 것이다. 미세편석은 원하지 않은 금속간 상의 형성을 촉진시키는 응고된 텐드라이트들 사이의 합금 원소들의 불균일한 분포이다. 덴드라이트들 사이의 영역은 인터덴드리틱 부식 영역이라 불린다. 전형적인 응고 프로세스들은 잉곳 주조, 연속 주조 및 재용융과 같은 주조이지만, 이에 한정되지 않는다.

전술한 또는 후술한 바와 같은 오스테나이트계 합금은, 금속간 영역 내 낮은 함량의 금속간 상으로 인해 양호한 내부식성 및 매우 양호한 연성을 갖는다. 그러므로, 오스테나이트계 합금은, 석유 및 가스 산업, 석유화학 산업 및 화학 산업과 같이 높은 내부식성이 필요한 적용에서 사용하기에 매우 적합할 것이다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에 따라, 합금이 훨씬 더 양호한 내부식성을 가지기 위해, 전술한 또는 후술한 바와 같은 오스테나이트계 합금은 또한 88℃ 초과의 임계 공식 온도 (CPT; critical pitting temperature) 를 가지는 조건을 충족시킬 수도 있다.

또한 본 발명은 전술한 또는 후술한 바와 같은 오스테나이트계 합금을 포함하는 대상물에 관한 것이다. 대상물의 예들은 튜브, 바아, 파이프, 로드, 중공부, 빌릿, 블룸, 스트립, 와이어, 플레이트 및 시트이지만, 이에 한정되지 않는다. 추가의 실시예들은 제조 튜빙 및 열 교환 튜빙을 포함한다.

이후에, 전술한 또는 후술한 바와 같은 오스테나이트계 합금의 합금 원소들은 합금의 특성들에 대한 그들의 기여와 관련하여 논의된다. 합금 원소들은 이것이 본원에서 언급되지 않을지라도 오스테나이트계 합금의 다른 특성들에도 기여할 수 있다는 것을 유의해야 한다. 본원에 주어진 도면들은 중량% (wt%) 로 주어진다.

탄소 (C): ≤ 0.03 wt%

C 는 오스테나이트계 합금 내에 함유된 불순물이다. C 의 함량이 0.03 wt% 를 초과하면, 입계에서의 탄화 크롬의 침전으로 인해 내부식성이 저하된다. 따라서, C 의 함량은 ≤ 0.03 wt%, 예컨대 ≤ 0.02 wt% 이다.

규소 (Si): ≤ 1.0 wt%

Si 는 탈산 (deoxidization) 을 위해 첨가될 수도 있는 원소이다. 그러나, Si 는 시그마 상과 같은 금속간 상들의 침전을 촉진시킬 것이고, 따라서 Si 는 ≤ 1.0 wt%, 예컨대 ≤ 0.5 wt%, 예컨대 ≤ 0.3 wt% 의 함량으로 함유된다. 일 실시형태에 따라, Si 의 하한은 0.01 wt% 이다.

망간 (Mn): ≤ 1.5 wt%

Mn 은 MnS 를 형성함으로써 황을 결합시키고 그에 따라 오스테나이트계 합금의 고온 연성을 증가시키는데 종종 사용된다. 또한, Mn 은 냉간 가공 동안 오스테나이트계 합금의 변형 경화를 개선할 것이다. 그러나, 너무 높은 함량의 Mn 은 오스테나이트계 합금의 강도를 저하시킬 것이다. 따라서, Mn 의 함량은 ≤ 1.5 wt%, 예컨대 ≤ 1.2 wt% 로 설정된다. 일 실시형태에 따라, Mn 의 하한은 0.01 wt% 미만이다.

인 (P): ≤ 0.03 wt%

P 는 오스테나이트계 합금 내에 함유된 불순물이고, 열간 가공성 및 열 균열에 대한 내성에 부정적인 영향을 미치는 것으로 잘 공지되어 있다. 따라서, P 의 함량은 ≤ 0.03 wt%, 예컨대 ≤ 0.02 wt% 이다.

황 (S): ≤ 0.03 wt%

S 는 오스테나이트계 합금들 내에 함유된 불순물이고, 또한 이는 열간 가공성을 악화시킬 것이다. 따라서, S 의 허용가능한 함량은 ≤ 0.03 wt%, 예컨대 ≤ 0.02 wt% 이다.

구리 (Cu): ≤ 0.4 wt%

Cu 는 황산의 부식률을 감소시킬 수도 있다. 그러나, Cu 는 열간 가공성을 저하시킬 것이고, 따라서 Cu 의 최대 함량은 ≤ 0.4 wt%, 예컨대 ≤ 0.25 wt% 이다. 일 실시형태에 따라, Cu 의 하한은 0.01 wt% 이다.

니켈 (Ni): 42.0 ~ 52.0 wt%

Ni 는 오스테나이트 안정화 원소이다. 더욱이, Ni 는 또한 염화물 및 황화 수소 환경 모두에서 응력 부식 균열에 대한 내성에 기여한다. 따라서, 42.0 wt% 이상의 Ni 의 함량이 필요하다. 하지만, 증가된 Ni 의 함량은 N 의 용해도를 감소시킬 것이고, 따라서 Ni 의 최대 함량은 52.0 wt% 이다. 본 발명의 오스테나이트계 합금의 일 실시형태에 따라, Ni 의 함량은 43.0 ~ 51.0 wt%, 예컨대 44.0 ~ 51.0 wt% 이다.

크롬 (Cr): 25.0 ~ 33.0 wt%

Cr 은 내공식성을 향상시키는 합금 원소이다. 더욱이, Cr 의 첨가는 N 의 용해도를 증가시킬 것이다. Cr 의 함량이 25.0 wt% 미만이면, Cr 의 효과는 내부식성에 불충분하고, Cr 의 함량이 33.0 wt% 초과이면, 질화물로서의 2 차 상들 및 금속간 상이 형성될 것이고, 이는 내부식성에 악영향을 미칠 것이다. 따라서, Cr 의 함량은 25.0 ~ 33.0 wt%, 예컨대 25.5 ~ 32.0 wt% 이다.

몰리브덴 (Mo): 6.0 ~ 9.0 wt%

Mo 는 오스테나이트계 합금의 표면에 형성된 패시브 필름을 안정화시키는데 효과적인 합금 원소이다. 더욱이, Mo 는 공식을 개선시키는데 효과적이다. Mo 의 함량이 6.0 wt% 미만이면, 열악한 환경에서 내공식성이 충분히 높지 않고, Mo 의 함량이 9.0 wt% 초과이면, 열간 가공성이 저하된다. 따라서, Mo 의 함량은 6.0 ~ 9.0 wt%, 예컨대 6.1 ~ 9.0 wt%, 예컨대 6.4 ~ 9.0 wt%, 예컨대 6.4 ~ 8.0 wt% 이다.

질소 (N): 0.07 ~ 0.11 wt%

N 은 용액 경화를 사용함으로써 오스테나이트계 합금의 강도를 증가시키기에 효과적인 합금 원소이고, 이는 또한 구조 안정성을 개선시키는데 유리하다. N 의 첨가는 냉간 가공 동안 변형 경화를 또한 개선시킬 것이다. 본 발명의 합금에서 이러한 효과들을 가지기 위해서, N 의 함량은 0.07 wt% 초과여야 한다. 하지만, N 의 함량은 0.11 wt% 초과면, 유동 응력은 효과적인 열간 가공에 대해 너무 높을 것이고, 내공식성이 감소될 것이다. 따라서, N 의 함량은 0.07 ~ 0.11 wt% 이다.

전술한 또는 후술한 바와 같은 오스테나이트계 합금은 이하의 원소들 Al, Mg, Ca, Ce, 및 B 중 하나 이상을 선택적으로 포함할 수도 있다. 이 원소들은 예컨대 탈산, 내부식성, 고온 연성 또는 기계가공성을 향상시키기 위해 제조 프로세스 중에 첨가될 수도 있다. 그러나, 종래 기술에서 공지된 바와 같이, 이러한 원소들의 첨가 및 그의 양은, 합금 내에 존재하는 합금 원소들과 원하는 효과에 따라 달라진다. 따라서, 첨가되는 경우, 이러한 원소들의 총 함량은 ≤ 1.0 wt%, 예컨대 ≤ 0.5 wt% 이다.

일 실시형태에 따라서, 오스테나이트계 합금은 전술한 또는 후술한 범위에서 전술한 또는 후술한 합금 원소들로 모두 구성된다.

본원에서 언급되는 바와 같은 용어 "불순물" 은, 광석 및 스크랩과 같은 원료로 인해 그리고 제조 프로세스에서의 여러 다른 인자들로 인해, 이것이 산업적으로 제조될 때에 오스테나이트계 합금을 오염시키고, 이전에 또는 이후에 규정된 바와 같은 오스테나이트계 합금의 특성에 악영향을 미치지 않는 범위 내에서 오염시키도록 허용되는 물질들을 의미한다. 불순물인 것으로 고려되는 합금 원소들의 예들은 Co 및 Sn 이다. Nb 및 W 와 같은 카바이트 형성제들 (carbide formers) 은 본 명세서에서 불순물 및/또는 미량 원소들로 고려되고, 존재하는 경우, 이들은 매우 낮은 레벨로만 존재하여, 이들이 임의의 카바이드를 형성하지 않을 것임을 의미하고, 따라서 오스테나이트계 합금의 최종 특성에 영향을 미치지 않을 것이다.

본 발명은 중량% (wt%) 로 이하의 원소들의 조성물을 가지는 오스테나이트계 합금을 제조하기 위한 방법을 또한 제공하고:

C ≤ 0.03;

Si ≤ 1.0;

Mn ≤ 1.5;

S ≤ 0.03;

P ≤ 0.03;

Cr 25.0 ~ 33.0;

Ni 42.0 ~ 52.0;

Mo 6.0 ~ 9.0;

N 0.07 ~ 0.11;

Cu ≤ 0.4;

잔부 Fe 및 불가피한 불순물들;

오스테나이트계 합금은 응고 후에 0.3% 미만의 금속간 함량을 가질 것이고, 상기 방법은 이하의 단계들

- 용융물을 제공하는 단계;

- 용융물을 분석하여 그 안에 함유된 합금 원소들의 중량% 를 얻는 단계;

E_Ni>1.864*E_Cr-19.92

여기에서,

E_Cr = [wt%Cr]+[wt%Mo]+1.5*[wt%Si] 및

E_Ni =[wt%Ni]+30*[wt%C]+30*[wt%N]+0.5*[wt%Mn]+0.5*[wt%Cu] 임;

- 선택적으로, 식이 충족될 때까지 용융물에 추가의 원소를 첨가하는 단계;

- 용융물을 응고하는 단계.

본 발명자들은, 철저한 조사에 의해, 이 방법을 종래의 금속야금 제조 프로세스들에 통합시킴으로써, 얻어진 대상물이 응고 후에 낮은 함량의 금속간 상의 함량을 가져서, 사용된 다른 금속야금 프로세스들의 결과에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 놀랍게도 발견하였다.

전술한 또는 후술한 바와 같은 본 발명의 방법의 일 실시형태에 따라, 오스테나이트계 합금을 설계할 때, 즉 오스테나이트계 합금이 용융되기 전에 식이 또한 사용될 수도 있다.

용융물의 분석은 예컨대 X-선 형광 분광법, 스파크 방전 광 방출 분광법, 연소 분석, 추출 분석 및 유도 결합 플라즈마 광 방출 분광법을 사용하여 수행될 수도 있다. 그런 다음, 분석으로부터 얻어진 원소 함량은 식에 삽입된다. 조건 (등식) 이 충족되지 않으면, 합금 원소들은 식이 충족될 때까지 첨가된다. 추가의 합금 원소들이 첨가되면, 용융물은 다시 분석될 수도 있고, 이러한 단계들은 식 (조건) 이 충족될 때까지 여러 번 반복될 수도 있다.

본 발명의 추가의 다른 실시형태에 따라, 선택적으로 샘플들은 금속간 상들을 측정 및 확인하기 위해 응고 후에 오스테나이트계 합금으로부터 취해질 수도 있다.

전술한 또는 후술한 바와 같은 방법의 일 실시형태에 따라, 응고 방법은 주조이다.

응고 단계 후에, 방법은 열간 가공 및/또는 냉간 가공과 같은 종래의 금속 제조 단계들을 포함할 수도 있다. 방법은 선택적으로 열 처리 단계들 및/또는 에이징 단계들을 포함할 수도 있다. 열간 가공 프로세스들의 예들은 열간 압연, 단조 및 압출이다. 냉간 가공 프로세스들의 실시예들은 필거링, 드로잉 및 냉간 압연이다. 열 처리 프로세스들의 실시예들은 소킹 및 풀림, 예컨대 용체화 풀림 또는 담금질 풀림이다. 전술한 또는 후술한 바와 같은 방법에 의해 얻어질 수도 있는 대상물의 예들은 튜브, 파이프, 바아, 로드, 중공부, 빌릿, 블룸, 스트립, 와이어, 플레이트 및 시트이지만, 이에 한정되지 않는다.

본 발명은 이하의 비제한적인 실시예들에 의해 추가로 설명된다.

실시예

실시예 1

표 1 의 합금들은 270 kg 의 HF (고주파; High Frequency) 유도로에서 용융함으로써 만들어졌고, 이후에 합금들은 9" 몰드로의 주조에 의해 잉곳으로 만들어졌다. 주조 및 응고 후에, 몰드들은 제거되었고 잉곳들은 물로 켄칭되었다. 인터덴드리틱 부식 영역들 내 금속간 상의 분율, Cr- 및 Ni-등가물들 및 실험적 히트들의 조성은 표 1 및 표 2 에 주어진다.

샘플들은 잉곳들의 상부 부분으로부터 절단되었고, 금속조직학적으로 (metallographically) 준비되었고, 또한 Beraha 에칭액 (9b) 에서 에칭되었다. 이 에칭은 덴드라이트 구조와 금속간 상들을 보여주었다. 금속간 상을 조사하기 위해 광 광학 미세조직 (LOM; Light optical microstructure) 연구 (광 광학 현미경 Nikon) 가 수행되었다. 인터덴드리틱 부식 영역들 내 금속간 상의 백분율 (%) 은 200 배 배율의 10x10 라인들의 삽입된 그리드를 사용함으로써, 그리고 그런 다음 인터덴드리틱 부식 영역들 내 금속간 상에 도달한 그리드 내 교차점 수를 카운팅함으로써 측정되었고, 총 교차점 수로 나뉘어졌다. 금속조직학적 샘플 위에 총 10 개의 무작위로 위치결정된 필드들을 측정하여, 인터덴드리틱 부식 영역들 내 금속간 상의 분율을 결정하였다.

두 개의 전형적인 미세조직의 실시예들을, 인터덴드리틱 부식 영역들 내 금속간 상이 있는 실시예는 도 2a 를 참조하고, 인터덴드리틱 부식 영역들 내 금속간 상이 없는 실시예는 도 2b 를 참조한다. 금속간 상의 조성은 FEG-SEM (Field Emission Gun - Scanning Electron Microscope), Zeiss ΣIGMA VP 에서 EDS (Energy-dispersive X-ray spectroscopy) 에 의해 측정되었다. 도 2a 는 본 발명을 벗어나는 것 (샘플 3) 을 도시하고, 볼 수 있는 바와 같이, 이것은 응고 후에 0.3% 를 초과하는 양의 금속간 상을 갖는다. 도 2b 는 본 발명에 따른 것 (샘플 2) 을 도시하고, 볼 수 있는 바와 같이, 이것은 응고 후에 금속간 상을 갖지 않는다. 추가의 실시예들은 도 3a 내지 도 3b 에 도시되어 있고, 도 3a (샘플 4) 는 본 발명을 벗어나는 반면, 도 3b (샘플 7) 는 본 발명의 내에 있고 금속간 상을 갖지 않는다.

히트들의 Cr- 및 Ni- 등가물들은 도 1 에 표시되어 있고, 이는 X- 및 Y- 축들이 Cr-등가물 (E_Cr) 및 Ni-등가물 (E_Ni) 인 DeLong 다이어그램을 도시한다. 도면 내 채워지지 않은 사각형은 응고 후에 인터덴드리틱 부식 영역들에서 0.3% 미만의 금속간 상들을 갖는 히트들, 즉 본 발명의 조건을 충족시키는 합금들이다.

실시예 2

세 개의 시편들이 냉간 압연 및 용체화 풀림된 재료로부터 얻어졌고, 전해질로서 3 M 의 MgCl₂을 가지는 ASTM G150 에 따라 공식에 대해 테스트되었다. 각 히트에 대한 평균 공식 온도 (CPT) 가 이하의 표에 나타내어 진다.

Claims

오스테나이트계 합금으로서,
중량% 로 이하의 원소들
C ≤ 0.03;
Si ≤ 1.0;
Mn ≤ 1.5;
S ≤ 0.03;
P ≤ 0.03;
Cr 25.0 ~ 33.0;
Ni 42.0 ~ 52.0;
Mo 6.0 ~ 9.0;
N 0.07 ~ 0.11;
Cu ≤ 0.4
잔부 Fe 및 불가피한 불순물들
을 포함하고,
상기 오스테나이트계 합금은 이하의 조건
E_Ni>1.864*E_Cr-19.92
을 충족시키고, 여기에서
E_Cr = [wt%Cr]+[wt%Mo]+1.5*[wt%Si] 및
E_Ni =[wt%Ni]+30*[wt%C]+30*[wt%N]+0.5*[wt%Mn]+0.5*[wt%Cu]
인 것을 특징으로 하는, 오스테나이트계 합금.
제 1 항에 있어서,
Cu 의 함량은 ≤ 0.25 wt% 인, 오스테나이트계 합금.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
Mn 의 함량은 ≤ 1.2 wt% 인, 오스테나이트계 합금.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
Si 의 함량은 ≤ 0.5 wt% 인, 오스테나이트계 합금.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
Cr 의 함량은 25.5 ~ 32.0 wt% 인, 오스테나이트계 합금.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
Mo 의 함량은 6.1 ~ 9.0 wt%, 예컨대 6.4 ~ 9.0 wt%, 예컨대 6.4 ~ 8.0 wt% 인, 오스테나이트계 합금.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
Ni 의 함량은 43.0 ~ 51.0 wt%, 예컨대 44.0 ~ 51.0 wt% 인, 오스테나이트계 합금.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오스테나이트계 합금은 88℃ 초과인 CPT (전해질로서 3M 의 MgCl₂ 을 갖는 ASTM G150) 을 갖는, 오스테나이트계 합금.
오스테나이트계 합금을 제조하기 위한 방법으로서, 중량% 로 이하의 원소들의 조성
C ≤ 0.03;
Si ≤ 1.0;
Mn ≤ 1.5;
S ≤ 0.03;
P ≤ 0.03;
Cr 25.0 ~ 33.0;
Ni 42.0 ~ 52.0;
Mo 6.0 ~ 9.0;
N 0.07 ~ 0.11;
Cu ≤ 0.4; 0.01 ~ 0.4
잔부 Fe 및 불가피한 불순물들
을 가지고,
오스테나이트계 합금은 응고 후에 0.3% 미만의 금속간 함량을 가질 것이고, 상기 방법은 이하의 단계
- 용융물을 제공하는 단계;
- 상기 용융물을 분석하여 그 안에 함유된 원소들의 중량% 를 얻는 단계;
- 이하의 식에서 상기 용융물로부터 얻어진 값들을 삽입하는 단계:
E_Ni>1.864*E_Cr-19.92
여기에서
E_Cr = [wt%Cr]+[wt%Mo]+1.5*[wt%Si] 및
E_Ni= [wt%Ni]+30*[wt%C]+30*[wt%N]+0.5*[wt%Mn]+0.5*[wt%Cu] 임;
- 선택적으로, 상기 식이 충족될 때까지 상기 용융물에 합금 원소를 첨가하는 단계;
- 상기 용융물을 응고시키는 단계
를 포함하는, 오스테나이트계 합금을 제조하기 위한 방법.
제 9 항에 있어서,
응고 방법은 주조인, 프로세스.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
프로세스는 또한 적어도 하나의 열간 작업 단계를 포함하는, 프로세스.
제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
프로세스는 또한 적어도 하나의 냉간 작업 단계를 포함하는, 프로세스.
제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
프로세스는 또한 적어도 하나의 열 처리 단계를 포함하는, 프로세스.