MX2015006269A - Acero inoxidable ferritico. - Google Patents

Acero inoxidable ferritico.

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Juha Kela
Joni Koskiniemi
Raimo Levonmaa
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Outokumpu Oy
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Abstract

La invención se refiere a un acero inoxidable ferrítico que tienen excelentes propiedades de corrosión y formación de lámina. El acero consiste, en porcentaje en peso, en 0.003 -0.035% de carbono, 0.05 - 1.0% de silicio, 0.1 - 0.8% de manganeso, 20 - 24% de cromo, 0.05% - 0.8% de níquel, 0.003 - 0.5% de molibdeno, 0.2 - 0.8% de cobre, 0.003 - 0.05% de nitrógeno, 0.05 - 0.8% de titanio, 0.05 - 0.8% de niobio, 0.03 - 0.5% de vanadio, menos de 0.04% de aluminio, y la suma de C + N es menor a 0.06%, el remanente siendo fierro e impurezas inevitables en tales condiciones, que la proporción (Ti+Nb/(C+N) es mayor o igual a 8, y menor a 40, y la proporción Tieq/Ceq = (Ti + 0.515*Nb + 0.940*V)/(C+0.858*N) es mayor que o igual a 6, y menor a 40.

Description

ACERO INOXIDABLE FERRÍTICO Campo de la Invención Esta invención se relaciona con un acero inoxidable ferrítico estabilizado que tiene una buena resistencia a la corrosión y buenas propiedades para la formación de láminas.
Antecedentes de la Invención El punto más crítico en el desarrollo del acero inoxidable ferrítico es como cuidar los elementos carbono y nitrógeno. Estos elementos tienen que estar unidos a carburos, nitruros, o carbonitruros. Los elementos usados en este tipo de unión son llamados elementos estabilizadores. Los elementos estabilizadores comunes son niobio y titanio. Los requerimientos para la estabilización del carbono y nitrógeno pueden ser disminuidos para aceros inoxidables ferríticos en donde por ejemplo el contenido de carbono es muy bajo, menos de 0.01% en peso. Sin embargo, este bajo contenido de carbono causa requerimientos para el proceso de fabricación. La teenología de producción común AOD común (Argon-Oxygen-Decarburization, descarburación de oxígeno con argón) para acero inoxidable ya no es práctica y, por lo tanto, se deben usar métodos de producción más costosos, tales como la tecnología de producción VOD (Vaccum-Oxygen-Decarburization, descarburación de oxígeno al vacío).
La patente EP 936280 se refiere a un acero inoxidable ferrítico estabilizado con titanio y niobio que tiene la composición en % peso de menos de 0.025% de carbono, 0.2 -0.7% de silicio, 0.1 - 1-0% de manganeso, 17 - 21% de cromo, 0.07 - 0.4% de níquel, 1.0 - 1.25% de molibdeno, menos de 0.025% de nitrógeno, 0.1 -0.2% de titanio, 0.2 - 0.35% de niobio, 0.045 - 0.060% de boro, 0.02 - 0.04% (REM+hafnio), el resto siendo fierro e impurezas inevitables. De acuerdo con esta patente EP 936280 el cobre y el molibdeno tienen un efecto benéfico en la resistencia a la corrosión general y localizada y los metales de tierras raras (REM) globulizan los sulfuros, de este modo mejorando la ductilidad y formabilidad. Sin embargo, el molibdeno y los REM son elementos costosos que hacen que la fabricación del acero sea costosa.
La patente EP 1818422 describe un acero inoxidable ferrítico estabilizado con niobio que tienen, entre otros, menos de 0.03% en peso de carbono, 18 - 22% en peso de cromo, menos de 0.03% en peso de nitrógeno y 0.2 -1.0% en peso de niobio. De acuerdo con esta patente EP la estabilización del carbono y nitrógeno se lleva a cabo usando solo niobio.
La patente de los Estados Unidos de América 7056398 describe un acero inoxidable ferrítico basado en carbón ultra bajo que incluye, en % peso, menos de 0.01% de carbono, menos de 1.0% de silicio, menos de 1.5% de manganeso, 11 -23% de cromo, menos de 1.0% de aluminio, menos de 0.04% de nitrógeno, 0.0005 - 0.01% de boro, menos de 0.3% de vanadio, menos de 0.8% de niobio, menos de 1.0% de titanio, en donde 18<Nb/(C+N)+2(Ti/(C+N)<60. Durante el proceso de elaboración del acero el carbono es removido tanto como es posible y el carbono en solución-sólido es fijado como carburos por el titanio y el niobio. En el acero de la patente de los Estados Unidos de América 7056398 una parte del titanio es remplazado con vanadio y el vanadio es agregado en combinación con el boro para mejorar la dureza. Adicionalmente, el boro forma nitruro de boro (BN) el cual previene la precipitación del nitruro de titanio deteriorando adicionalmente la dureza del acero. El acero de esta patente de los Estados Unidos de América 7056398 se concentra en mejorar la resistencia a la fractura a costa de la resistencia a la corrosión y recomienda usar un revestimiento protector encima.
La solicitud de patente EP 2163658 describe un acero inoxidable ferrítico con resistencia a la corrosión de sulfato que contiene menos de 0.02% de carbono, 0.05-0.8% de silicio, menos de 0.5% de manganeso, 20 - 24% de cromo, menos de 0.5% de níquel, 0.3 - 0.8% de cobre, menos de 0.02% de nitrógeno, 0.20-0.55% de niobio, menos de 0.1% de aluminio y el balance siendo fierro e impurezas inevitables. En este acero inoxidable ferrítico solo el niobio se usa en la estabilización del carbono y nitrógeno.
La solicitud de patente EP 2182085 se relaciona con un acero inoxidable ferrítico que tiene una trabajabilidad superior en el troquelado sin generar rebabas. El acero contiene, en % peso, 0.003 - 0.012% de carbono, menos de 0.13% de silicio, menos de 0.25% de manganeso, 20.5 - 23.5% de cromo, menos de 0.5% de níquel, 0.3 -0.6% de cobre, 0.003 - 0.012% de nitrógeno, 0.3 -0.5% de niobio, 0.05 - 0.15% de titanio, menos de 0.06% de aluminio, el resto siendo fierro e impurezas inevitables. Adicionalmente, la relación de Nb/Ti contenidos en un carbonitruro complejo de NbTi presente en los límites del grano del cristal de ferrita está en el rango de 1 a 10. Adicionalmente, el acero inoxidable ferrítico de esta solicitud de patente EP 2182085 comprende menos de 0.001% de boro, menos de 0.1% de molibdeno, menos de 0.05% de vanadio y menos de 0.01% de calcio. También se dice que cuando el contenido de carbono es mayor a 0.012% la generación de carburo de cromo no puede ser suprimida y la resistencia a la corrosión se degrada, y que cuando se agrega más del 0.05% de vanadio el acero se endure y, como resultado, se degrada la trabajabilidad.
Un acero inoxidable ferrítico con una buena resistencia a la corrosión también se describe en la solicitud de patente de los Estados Unidos de América 2009056838 con la composición que contiene menos de 0.03% de carbono, menos de 1.0% de silicio, menos de 0.5% de manganeso, 20.5 - 22.5% de cromo, menos de 1.0% de níquel, 0.3 - 0.8% de cobre, menos de 0.03% de nitrógeno, menos de 0.1% de aluminio, menos de 0.01% de niobio, (4x(C+N) % < titanio <0.35%), (C+N) menos de 0.05% y el balance siendo fierro e impurezas inevitables. De acuerdo con esta solicitud de patente de los Estados Unidos de Norteamérica 2009056838 no se utiliza niobio, debido a que el niobio aumenta la temperatura de recristalización, causando un recocido insuficiente en la línea de recocido de alta velocidad de una lámina rolada en frío. Por el contrario, el titanio es un elemento esencial a ser agregado para aumentar el potencial de picaduras y de este modo mejorar la resistencia a la corrosión. El vanadio tiene un efecto de prevenir la ocurrencia de una corrosión intergranular en el área de soldadura. De este modo, el vanadio es opcionalmente agregado en el rango de 0.01 - 0.5%.
La publicación WO 2010016014 describe un acero inoxidable ferrítico que tiene una resistencia excelente a la fractura por hidrogeno y corrosión bajo tensión. El acero contiene menos de 0.015% de carbono, menos de 1.0% de silicio, menos de 1.0% de manganeso, 20 - 25% de cromo, menos de 0.5% de níquel, menos de 0.5% de molibdeno, menos de 0.5% de cobre, menos de 0.015% de nitrógeno, menos de 0.05% de aluminio, menos de 0.25% de niobio, menos de 0.25% de titanio, y mucho menos de 0.20% del elemento costoso, tantalio, el balance siendo fierro e impurezas inevitables. La adición de altos contenidos de niobio y/o tantalio causa el endurecimiento de la estructura cristalina y, de este modo, la suma (Ti+Nb+Ta) se ubica en el rango 0.2 -0.5%. Adicionalmente, para prevenir la fractura por hidrogeno la relación (Nb+½Ta)/Ti es necesario que esté en el rango de 1 - 2.
La publicación WO 2012046879 se relaciona con un acero inoxidable ferrítico para ser usado para un separador de una celda de combustible de membrana de intercambio de protón. Una película de pasivación se forma en la superficie del acero inoxidable por inmersión del acero inoxidable en una solución que contiene principalmente ácido hidrofluórico o una mezcla líquida de ácido hidroflúorico y ácido nítrico. El acero inoxidable ferrítico contiene carbono, silicio, manganeso, aluminio, nitrógeno, cromo y molibdeno en adición al fierro como los elementos de aleación necesarios. Todos los otros elementos de aleación descritos en la referencia WO 2012046879 son opcionales. Tal como se describe en los ejemplos de esta publicación WO el acero inoxidable ferrítico que tiene un contenido de carbono bajo es producido por medio de fundición al vacío, la cual es un método de fabricación muy costoso.
Objetivo de la Invención El objetivo de la presente invención es el de eliminar algunas desventajas de las téenicas anteriores y lograr un acero inoxidable ferrítico que tenga una buena resistencia a la corrosión y buenas propiedades de formación de láminas, acero el cual es estabilizado con niobio, titanio y vanadio y que se produce usando tecnología ADO (descarburación de oxígeno con argón). Las características esenciales de la presente invención son enlistadas en las reivindicaciones anexas.
Descripción Detallada de Modalidades Preferidas de la Invención La composición química del acero inoxidable ferrítico de acuerdo con la invención consiste, en % peso, en menos de 0.035% de carbono (C), menos de 1.0% de silicio (Si), menos de 0.8% de manganeso (Mn), 20 - 24% de cromo (Cr), menos de 0.8% de níquel (Ni), menos de 0.5% de molibdeno (Mo), menos de 0.8% de cobre (Cu), menos de 0.05% de nitrógeno (N), menos de 0.8% de titanio (Ti), menos de 0.8% de niobio (Nb), menos de 0.5% de vanadio (V), menos de 0.04% de aluminio, el resto siendo fierro e impurezas evitables que se ocupan en los aceros inoxidables, en condiciones tales que la suma de (C+N) es menor a 0.06% y la relación (Ti+Nb)/(C+N) es mayor o igual a 8, y menor a 40, cuando menos menor a 25 y la proporción (Ti+ 0.515*Nb + 0.940*V)/(C+0.858*N) es mayor o igual a 6, y menor a 40, cuando menos menor a 20. El acero inoxidable ferrítico de acuerdo con la invención es producido ventajosamente usando la teenología AOD (descarburación de oxígeno con argón).
Los efectos y el contenido en % peso, si nada más se menciona, de cada elemento de aleación son discutidos en lo siguiente: El carbono (C) disminuye la elongación y el valor r y, preferiblemente, el carbono es removido tanto como es posible durante el proceso de fabricación del acero. El carbono en solución-sólido es fijado como carburos por el titanio, niobio y vanadio tal como se describe más adelante. El contenido de carbono se limita a 0.035%, preferiblemente a 0.03%, pero teniendo cuando menos 0.003% de carbono.
El silicio (Si) se utiliza para reducir el cromo de la escoria que se regresa a fundición. Algunos remanentes de silicio en el acero son necesarios para asegurar que la reducción se haga bien. De este modo, el contenido de silicio es de menos de 1.0%, pero cuando menos 0.05%, preferiblemente 0.05 - 0.7%.
El manganeso (Mn) degrada la resistencia a la corrosión del acero inoxidable ferrítico por medio de la formación de sulfuros de manganeso. Con un bajo contenido de azufre (S) el contenido de manganeso es menor a 0.8%, preferiblemente menos de 0.65%, pero cuando menos 0.10%. Los rangos más preferibles son 0.10 - 0.65% de manganeso.
El cromo (Cr) mejora la resistencia a la oxidación y la resistencia a la corrosión.
Con el fin de lograr una resistencia a la corrosión comparable con el acero grado EN 1.4301 el contenido de cromo debe ser 20 - 24%, preferiblemente 20 -21.5%.
El níquel (Ni) es un elemento que contribuye favorablemente a la mejora de la dureza, pero el níquel tiene sensibilidad a la corrosión por tensión (SCC). Con el fin de considerar estos efectos el contenido de níquel es menor a 0.8%, preferiblemente menor a 0.5% de forma que el contenido de níquel sea de cuando menos 0.05%.
El molibdeno (Mo) mejora la resistencia a la corrosión pero reduce la elongación a la fractura. El contenido de molibdeno es menor a 0.05%, preferiblemente menor a 0.2%, pero cuando menos de 0.003%.
El cobre (Cu) mejora la resistencia a la corrosión en soluciones ácidas, pero un contenido de cobre alto puede ser dañino. El contenido de cobre es de este modo menor que 0.8%, preferiblemente menor a 0.5%, pero cuando menos 0.2%.
El nitrógeno (N) reduce la elongación a la fractura. El contenido de nitrógeno es menor a 0.05%, preferiblemente menor a 0.03%, pero cuando menos 0.003%.
El aluminio (Al) se utiliza para remover oxigeno desde el fundido. El contenido de aluminio es menor a 0.04%.
El titanio (Ti) es muy útil debido a que forma nitruros de titanio con nitrógeno a temperaturas muy altas. Los nitruros de titanio previenen el crecimiento del grano durante el recocido y la soldadura. El contenido de titanio es menor a 0.8%, pero cuando menos 0.05%, preferiblemente 0.05 - 0.40%.
El niobio (Nb) se utiliza en cierto grado para unir carbono a carburos de niobio. Con el niobio la temperatura de recristalizacón puede ser controlada. El niobio es uno de los elementos más costosos de los elementos de estabilización elegidos: titanio, vanadio y niobio. El contenido de niobio es menor a 0.8%, pero cuando menos 0.05%, preferiblemente 0.05 - 0.40%.
El vanadio (V) forma carburos y nitruros a temperaturas más bajas. Estas precipitaciones son pequeñas y la mayor parte de estas usualmente es dentro de los granos. La cantidad de vanadio necesaria para la estabilización del carbono es solo aproximadamente la mitad de la cantidad de niobio necesario para la misma estabilización de carbono. Esto es debido a que el peso atómico del vanadio es solo de alrededor de una mitad del peso atómico del niobio. Debido a que el vanadio es más barato que el niobio entonces el vanadio es una elección económica. El vanadio también mejora la dureza del acero. El contenido de vanadio es menor a 0.5% pero cuando menos 0.03%, preferiblemente 0.03 - 0.20%.
Usando la totalidad de estos tres elementos de estabilización, titanio, niobio y vanadio en el acero inoxidable ferrítico de acuerdo con la invención, es posible lograr una red cristalina atómica, la cual es prácticamente libre intersticialmente. Esto significa que esencialmente todos los átomos de carbono y nitrógeno están unidos con elementos de estabilización.
Se prepararon diversas aleaciones de acero inoxidable para probar el acero inoxidable ferrítico de la invención. Durante la preparación cada aleación fue fundida, colada y laminada en caliente. La placa laminada en caliente fue recocida adicionalmente y decapada antes de laminado en frío. Posteriormente la lámina rolada en frío con el grosor final fue recocida nuevamente y decapada. La Tabla 1 contiene adicionalmente las composiciones químicas de los materiales de referencia EN 1.4301 y 1.4404.
Tabla 1 Composiciones químicas A partir de la Tabla 1 se puede ver que las aleaciones A, B, C y D son estabilizadas al doble con titanio y niobio. Las aleaciones A y B tienen esencialmente la misma cantidad de titanio y niobio. La aleación C tiene más titanio que niobio, mientras que la aleación D tiene más niobio que titanio. Las aleaciones E, F, G y H también contienen vanadio en adición al titanio y niobio, las aleaciones E y F tienen solo una pequeña cantidad de niobio y la aleación G tiene solo un pequeño contenido de titanio. Las aleaciones triplemente estabilizadas con titanio, niobio y vanadio de acuerdo con la invención son las aleaciones H - L.
Debido a que la resistencia a la corrosión es la propiedad más importante del acero inoxidable, el potencial de corrosión por picadura de todas las aleaciones enlistadas en la Tabla 1 fue determinada potenciodinámicamente. Las aleaciones fueron trituradas en húmedo con malla 320 y se les permitió repasivar en aire a temperatura ambiente por cuando menos 24 horas. Las mediciones del potencial de picadura fueron hechas en una solución de 1.2% peso de NaCl (0.7% peso de Cl-, 0.2 M NaCl) acuosa aireada y a temperatura ambiente de aproximadamente 22 °C. Las curvas de polarización fueron registradas a 20 mV/min usando celdas de puerto descargadas y libres de hendiduras (Celdas Avesta tal como las descritas en ASTM G150) con un área activa electroquímicamente de alrededor de 1 cm . Láminas de platino sirvieron como contra electrodos. Los electrodos de calomel satureado de KCI (SCE) fueron usadas como electrodos de referencia. El valor promedio de seis mediciones de potencial de picadura de ruptura para cada aleación fue calculado y se enlistan en la Tabla 2.
Con el fin de verificar que la estabilización en contra de la corrosión intragranular fuera exitosa, las aleaciones fueron sometidas a una prueba de Strauss de acuerdo con EN ISO 3651-2:1998-08: Determinación de resistencia a corrosión intragranular del acero inoxidable - Parte 2: aceros inoxidables ferrítico, austenítico y ferrítico-austenítico (dúplex) - pruebas de corrosión en medios que contienen ácido sulfúrico. Los resultados es estas pruebas son presentados en la Tabla 2.
La tabla 2 también contiene los respectivos resultados para los materiales de referencia EN 1.4301 y 1.4404.
Tabla 2 Potencial de picadura y sensibilización Los resultados para el potencial de corrosión en la Tabla 2 muestran que el acero inoxidable ferrítico de la invención tiene una mejor resistencia a la corrosión por picadura que los aceros de referencia EN 1.4301 y EN 1.4404. Adicionalmente, no hay sensibilización para las aleaciones de acuerdo con la invención. La aleación G está fuera de esta invención, debido a que la aleación G no cumple con los requerimientos de corrosión de esta invención. La aleación G está subestabilizada.
La carga de rotura Rpo.2, la resistencia a la tracción Rm así como la elongación a la fractura (A50) se determinaron para el acero inoxidable ferrítico de la invención en las pruebas mecánicas para las aleaciones de la Tabla 1. Los resultados se presentan en la Tabla 3.
Tabla 3 Resultados para pruebas mecánicas Los resultados en la Tabla 3 muestran que las aleaciones H - L que tienen la estabilización con niobio, titanio y vanadio de acuerdo con la invención tienen mejores valores dentro de las aleaciones evaluadas para las propiedades mecánicas evaluadas que las aleaciones A - F, las cuales no son de acuerdo con la invención. Esto se muestra, por ejemplo, cuando la resistencia a la tracción se combina con la elongación a la fractura. Adicionalmente, los resultados de la evaluación de la Tabla 3 muestran, que la resistencia a la tracción y la elongación a la fractura del material de referencia EN 1.4301 es mayor que los valores representativos para el acero inoxidable ferrítico. La razón se basa en el diferente tipo de red atómica. La red de acero de referencia es llamada red cúbica centrada de cara (FCC) y la red inoxidable ferrítica es llamada red cúbica centrada en el cuerpo (BCC). La red FCC tiene “siempre” una mejor elongación que la red BCC.
El acero inoxidable ferrítico de acuerdo con la invención tambien fue evaluado para la determinación de valores en las propiedades de formación de lámina las cuales son muy importantes en muchas aplicaciones de láminas delgadas. Para aquellas propiedades de formación de lámina se realizó una evaluación de simulación de formación de lámina para una elongación uniforme (Ag) y un valor-r. La elongación uniforme se correlaciona con las capacidades de estiramiento de la lámina, y el valor-r se correlaciona con las capacidades de embutición profunda. La elongación uniforme y los valores-r fueron medidos con la prueba de tensión. Los resultados de las pruebas se presentan en la Tabla 4.
Tabla 4 Propiedades de formación de lámina Los resultados en la Tabla 4 muestran, que las aleaciones H y L tienen la elongación uniforme más grande y el valor-r más elevado, cuando estas aleaciones son comparadas con las otras aleaciones de prueba. Aunque el material de referencia EN 1.4301 tiene una elongación uniforme mejor que las aleaciones evaluadas, EN 1.4301 tiene un valor-r mucho más débil que todas las aleaciones evaluadas.
Cuando se usa niobio, titanio y vanadio en la estabilización de los elementos intersticiales carbono y nitrógeno en el acero inoxidable ferrítico de la invención, los compuestos que son generados durante la estabilización, son tales como carburo de titanio (TiC), nitruro de titanio (TiN), carburo de niobio (NbC), nitruro de niobio (NbN), carburo de vanadio (VC) y nitruro de vanadio (VN). En esta estabilización se usó una formula simple para evaluar la cantidad y el efecto de la estabilización así como también el papel de los diferentes elementos de estabilización.
La conexión entre los elementos de estabilización titanio, niobio y vanadio se definió por una formula (1) para un equivalente de estabilización (Tieq) en donde el contenido de cada elemento está en % peso: Tieq= Ti + 0.515*Nb + 0.940*V (1) Respectivamente, la conexión entre los elementos intersticiales carbono y nitrógeno es definida por una formula (2) para un equivalente intersticial (Ceq) en donde los contenidos de carbono y nitrógeno están en % peso: Ceq - C + 0.858*N (2) La proporción Tieq/Ceq es usada como un factor para determinar la disposición para la sensibilización, y la proporción Tieq/Ceq es mayor o igual a 6 y la relación (Ti+Nb)/(C+N) mayor o igual a 8 para el acero inoxidable ferrítico de la invención con el fin de evitar la sensibilización.
Los valores para la relación Tieq/Ceq para las aleaciones A a H así como para la relación (Ti+Nb)/(C+N) se calculan en la Tabla 5.
Tabla 5. Valores para Tieq/Ceq y (Ti+Nb)/(C+N) Los valores de la Tabla 5 muestran que las aleaciones H -L, estabilizadas al triple con niobio, titanio y vanadio de acuerdo con la invención, tienen valores favorables para ambas proporciones Tieq/Ceq y (Ti+Nb)/(C+N). En su lugar, por ejemplo la aleación G, la cual fue sensibilizada de acuerdo con la Tabla 2, tiene valores no favorables para ambas proporciones Tieq/Ceqy (Ti+Nb)/(C+N).

Claims (14)

Reivin dicacion es
1. Un acero inoxidable ferrítico que tiene excelentes propiedades de formación de lámina y corrosión, que se caracteriza en que el acero consiste, en porcentaje en peso, en 0.003 -0.035% de carbono, 0.05 - 1.0% de silicio, 0.1 - 0.8% de manganeso, 20 - 21.5% de cromo, 0.05% - 0.8% de níquel, 0.003 - 0.5% de molibdeno, 0.2 - 0.8% de cobre, 0.003 - 0.05% de nitrógeno, 0.05 - 0.8% de titanio, 0.05 - 0.8% de niobio, 0.03 - 0.5% de vanadio, menos de 0.04% de aluminio, y la suma de C + N es menor a 0.06%, el remanente siendo fierro e impurezas inevitables en tales condiciones, que la proporción (Ti+Nb/(C+N) es mayor o igual a 8, y menor a 40, y la relación Tieq/Ceq = (Ti + 0.515*Nb + 0.940*V)/(C+0.858*N) es mayor que o igual a 6, y menor a 40.
2. El acero inoxidable ferrítico de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza en que el contenido de carbono es menor a 0.03% en peso, pero cuando menos 0.003%.
3. El acero inoxidable ferrítico de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que se caracteriza en que el contenido de silicio es 0.05 - 0.7% en peso.
4. El acero inoxidable ferrítico, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que el contenido de manganeso es menor a 0.65% en peso, preferiblemente 0.10 - 0.65%.
5. El acero inoxidable ferrítico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que el contenido de níquel es menor a 0.5% en peso, pero cuando menos 0.05%.
6. El acero inoxidable ferrítico, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que el contenido de molibdeno es 0.003 -0.2% en peso.
7. El acero inoxidable ferrítico, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que el contenido de cobre es menor al 0.5% en peso, pero menos de 0.2%.
8. El acero inoxidable ferrítico, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que el contenido de nitrógeno es menor a 0.03% en peso, pero cuando menos 0.003%.
9. El acero inoxidable ferrítico, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que el contenido de titanio es 0.05 -0.40% en peso.
10. El acero inoxidable ferrítico, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que el contenido de niobio es 0.05 -0.40% en peso.
11. El acero inoxidable ferrítico, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que el contenido de vanadio es 0.03 -0.20% en peso.
12. El acero inoxidable ferrítico, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que la proporción (Ti+Nb)/(C+N) es mayor o igual a 8, y menor a 25.
13. El acero inoxidable ferrítico, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que la relación Tieq/Ceq = (Ti + 0.515*Nb + 0.940*V)/(C+0.858*N) es mayor o igual a 6, y menor a 20.
14. El acero inoxidable ferrítico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que el acero es producido usando una teenología AOD (descarburación de oxígeno con argón).
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6306353B2 (ja) * 2014-01-21 2018-04-04 Ｊｆｅスチール株式会社 フェライト系ステンレス冷延鋼板用スラブの製造方法およびフェライト系ステンレス冷延鋼板の製造方法
ES2901964T3 (es) * 2014-08-29 2022-03-24 Jfe Steel Corp Lámina de acero inoxidable ferrítico y método de producción de la misma
CN108754335B (zh) * 2018-08-22 2019-09-10 武汉钢铁有限公司 一种屈服强度≥550MPa的焊接结构用耐火耐候钢及生产方法
EP3670692B1 (en) 2018-12-21 2022-08-10 Outokumpu Oyj Ferritic stainless steel
AU2020315120A1 (en) 2019-07-17 2022-02-24 Haldor Topsøe A/S A method for chromium upgrading of ferritic steel interconnects for solid oxide cell stack applications

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5827962A (ja) * 1981-08-12 1983-02-18 Nippon Steel Corp 不働態を強化した高純ステンレス鋼
TW452599B (en) * 1997-08-05 2001-09-01 Kawasaki Steel Co Ferritic stainless steel plate excellent in deep drawability and anti-ridging property and production method thereof
IT1298907B1 (it) 1998-02-17 2000-02-07 Acciai Speciali Terni Spa Acciaio inossidabile ferritico perfezionato e manufatti con esso ottenuti
TW480288B (en) * 1999-12-03 2002-03-21 Kawasaki Steel Co Ferritic stainless steel plate and method
US20040170518A1 (en) * 2001-07-05 2004-09-02 Manabu Oku Ferritic stainless steel for member of exhaust gas flow passage
KR100762151B1 (ko) 2001-10-31 2007-10-01 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 딥드로잉성 및 내이차가공취성이 우수한 페라이트계스테인리스강판 및 그 제조방법
EP2562285B1 (en) * 2004-01-29 2017-05-03 JFE Steel Corporation Austenitic-ferritic stainless steel
US8465604B2 (en) 2005-08-17 2013-06-18 Jfe Steel Corporation Ferritic stainless steel sheet having excellent corrosion resistance and method of manufacturing the same
EP1818421A1 (fr) 2006-02-08 2007-08-15 UGINE &amp; ALZ FRANCE Acier inoxydable ferritique dit à 19% de chrome stabilisé au niobium
JP4761993B2 (ja) * 2006-02-14 2011-08-31 日新製鋼株式会社 スピニング加工用フェライト系ステンレス鋼溶接管の製造法
ES2396221T3 (es) * 2007-01-12 2013-02-20 Jfe Steel Corporation Chapa de acero inoxidable ferrítico para calentador de agua de excelente resistencia a la corrosión en una parte soldada y tenacidad de la chapa de acero
US20080279712A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-13 Manabu Oku Ferritic stainless steel sheet with excellent thermal fatigue properties, and automotive exhaust-gas path member
US8152937B2 (en) 2007-06-21 2012-04-10 Jfe Steel Corporation Ferritic stainless steel sheet having superior sulfuric acid corrosion resistance and method for manufacturing the same
ES2651023T3 (es) 2007-08-20 2018-01-23 Jfe Steel Corporation Chapa de acero inoxidable ferrítico excelente en cuanto a capacidad de troquelado y procedimiento para la producción de la misma
WO2010010916A1 (ja) * 2008-07-23 2010-01-28 新日鐵住金ステンレス株式会社 尿素水タンク用フェライト系ステンレス鋼
IT1390900B1 (it) 2008-08-06 2011-10-19 Thyssenkrupp Acciai Speciali Acciaio inossidabile ferritico.
JP2010100877A (ja) * 2008-10-22 2010-05-06 Jfe Steel Corp 靭性に優れるフェライト系ステンレス熱延鋼板の製造方法
CN101812641B (zh) 2009-02-25 2013-09-04 宝山钢铁股份有限公司 一种铁素体不锈钢
JP2012018074A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Toshiba Corp 放射線検出器およびその製造方法
JP5793283B2 (ja) 2010-08-06 2015-10-14 新日鐵住金ステンレス株式会社 ブラックスポットの生成の少ないフェライト系ステンレス鋼
JP5768641B2 (ja) 2010-10-08 2015-08-26 Ｊｆｅスチール株式会社 耐食性および電気伝導性に優れたフェライト系ステンレス鋼およびその製造方法、ならびに固体高分子型燃料電池セパレータおよび固体高分子型燃料電池

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