NO129097B - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- NO129097B NO129097B NO712771A NO277171A NO129097B NO 129097 B NO129097 B NO 129097B NO 712771 A NO712771 A NO 712771A NO 277171 A NO277171 A NO 277171A NO 129097 B NO129097 B NO 129097B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- alloy
- weight
- exceed
- cerium
- silicon
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 55
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 55
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 25
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 23
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 23
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 22
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 22
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 17
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 12
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 7
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001122 Mischmetal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 3
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 2
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 2
- BIJOYKCOMBZXAE-UHFFFAOYSA-N chromium iron nickel Chemical compound [Cr].[Fe].[Ni] BIJOYKCOMBZXAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910000623 nickel–chromium alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C1/00—Details
- H01C1/02—Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure
- H01C1/028—Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure the resistive element being embedded in insulation with outer enclosing sheath
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
Jern-nikkel-kromlegeringer med høy Iron-nickel-chromium alloys with high
oksydasjons- og korrosjonsmotstand. oxidation and corrosion resistance.
Foreliggende oppfinnelse angår jernlegeringer med lav The present invention relates to iron alloys with low
pris og høy oksydasjons- og korrosjonsmotstand, og som er særlig godt egnet til bruk som armering for elektriske heteelementer. price and high oxidation and corrosion resistance, and which is particularly well suited for use as reinforcement for electric heating elements.
En type av elektriske heteelementer omfatter en motstands-leder som er omsluttet av en rørformet metallarmering, idet motstandslederen er innleiret i et tett sammenpresset lag av ildfast, varme-ledende, elektrisk isolerende materiale. Motstandslederen kan være en spiralviklet tråd, og det ildfaste isolerende materiale kan være kornformet magnesiumoksyd (MgO). Slike elementer betegnes i det følgende som armerte elektriske heteelementer. One type of electric heating element comprises a resistance conductor which is enclosed by a tubular metal reinforcement, the resistance conductor being embedded in a tightly compressed layer of refractory, heat-conducting, electrically insulating material. The resistance conductor may be a spirally wound wire, and the refractory insulating material may be granular magnesium oxide (MgO). Such elements are referred to below as reinforced electric heating elements.
En kommersiell legering som ofte brukes som armerings- A commercial alloy often used as reinforcing
materiale er en jernlegering som inneholder 32,5 vekt% nikkel, material is an iron alloy containing 32.5 wt% nickel,
21 vekt% krom og små mengder av karbon, mangan, svovel, silicium, kobber, aluminium og titan. Skjønt denne kommersielle legering (legering A), virker tilfredsstillende som armering for elektriske heteelementer, vil en legering som oppviser større oksydasjonsmotstand ved lavere omkostninger representere en betydelig fordel. Det vil dessuten representere en betydelig kommersiell fordel hvis disse fordeler oppnås uten å virke skadelig på de andre egenskaper for hvilke slike kjente legeringer er kjent, særlig motstanden mot spenningskorrosjonsbrudd og god sveisbarhet. Foreliggende oppfinnelse har således som hovedformål å oppnå disse egenskaper. 21 wt% chromium and small amounts of carbon, manganese, sulphur, silicon, copper, aluminum and titanium. Although this commercial alloy (alloy A) works satisfactorily as reinforcement for electric heating elements, an alloy exhibiting greater oxidation resistance at lower cost would represent a significant advantage. It will also represent a significant commercial advantage if these advantages are achieved without affecting the other properties for which such known alloys are known, in particular the resistance to stress corrosion cracking and good weldability. The main purpose of the present invention is thus to achieve these properties.
Det er nå funnet at jern-nikkel-kromlegeringer som inneholder bestemte prosentmengder av krom, nikkel, silicium og fortrinnsvis cerium, oppviser en usedvanlig stor oksydasjonsmotstand ved høye temperaturer og er dessuten motstandsdyktige mot spenningskorrosjonsbrudd samt lett sveisbare. It has now been found that iron-nickel-chromium alloys containing certain percentages of chromium, nickel, silicon and preferably cerium exhibit an exceptionally high oxidation resistance at high temperatures and are also resistant to stress corrosion cracking and easily weldable.
Oppfinnelsen tilveiebringer således en legering inneholdende 15 til 23 vekt% nikkel, 17 til 23 vekt% krom, 0,3 til 1,1 vekt% silicium og 0 til 0,05 vekt% cerium, resten jern bortsett fra mulige forurensninger, hvorav mangan ikke skal overstige 2 vekt%, karbon ikke overstige 0,15 vekt%, aluminium ikke overstige 0,5 vekt%, titan ikke overstige 0,5 vekt%, kobber ikke overstige 0,5 vekt% og svovel ikke overstige 0,015 vekt%, og legeringen er hovedsakelig karakterisert ved at mengdene av bestanddeler er slik avpasset til hverandre at de er i samsvar med følgende formler: 1) 1178 - 9986 (% Ce) - 1085 (% Si) - 49,78 (% Cr) + 3965 {% Si x % Ce) + 304,5 (% Cr x % Ce) + 44,84 (% Si x % Cr) + 16,65 The invention thus provides an alloy containing 15 to 23 wt.% nickel, 17 to 23 wt.% chromium, 0.3 to 1.1 wt.% silicon and 0 to 0.05 wt.% cerium, the balance iron except for possible impurities, of which manganese is not shall not exceed 2% by weight, carbon shall not exceed 0.15% by weight, aluminum shall not exceed 0.5% by weight, titanium shall not exceed 0.5% by weight, copper shall not exceed 0.5% by weight and sulfur shall not exceed 0.015% by weight, and the alloy is mainly characterized by the fact that the quantities of constituents are so matched to each other that they are in accordance with the following formulas: 1) 1178 - 9986 (% Ce) - 1085 (% Si) - 49.78 (% Cr) + 3965 {% Si x % Ce) + 304.5 (% Cr x % Ce) + 44.84 (% Si x % Cr) + 16.65
[% Mn/ (% Si + % Ce)]<<>60 [% Mn/ (% Si + % Ce)]<<>60
2) -1156 + 109,1 (% Ni) + 2690 (% Mn x % Ce) - 5,97 (% Mn x % Ni) 2) -1156 + 109.1 (% Ni) + 2690 (% Mn x % Ce) - 5.97 (% Mn x % Ni)
-1,57 {% Ni x % Cr) + 358,5 (% Si) 2^ 500 -1.57 {% Ni x % Cr) + 358.5 (% Si) 2^ 500
Det er viktig at mengden av de forskjellige bestanddeler er innenfor de angitte prosehtområder, som er utvalgte områder innenfor teknikkens stand, og også at relasjonene 1) og 2) er oppfylt, It is important that the amount of the various components is within the indicated proseht ranges, which are selected ranges within the state of the art, and also that relations 1) and 2) are fulfilled,
da de sikrer en høy motstand mot cyklisk oksydasjon og en god motstand mot spenningskorrosjonsbrudd. as they ensure a high resistance to cyclic oxidation and a good resistance to stress corrosion cracking.
Legeringer ifølge oppfinnelsen har en motstand mot cyklisk oksydasjon ved 982°C som er like stor eller større enn hva den vanligvis anvendte armeringslegering (legering Å) oppviser. Alloys according to the invention have a resistance to cyclic oxidation at 982°C which is equal to or greater than what the usually used reinforcing alloy (alloy Å) exhibits.
Krom og nikkel øker motstanden mot oksydasjon samt motstanden mot vanlig korrosjon og spenningskorrosjon. Krom i mengder over 23% virker nedsettende på bearbeidbarheten. Generelt gjelder Chromium and nickel increase resistance to oxidation as well as resistance to ordinary corrosion and stress corrosion. Chromium in amounts above 23% affects workability. Generally applies
at jo høyere krominnholdet er innenfor de angitte grenser, desto that the higher the chromium content is within the specified limits, the
bedre er legeringen, særlig med hensyn til oksydasjonsmotstand. En nikkelmengde utover 2 3% er overflødig, og hvis den prosentvise mengde synker betydelig under 15%, virker det skadelig på forskjellige egenskaper. For oppnåelse av de beste kombinasjoner av egenskaper anven- better is the alloy, particularly with regard to oxidation resistance. A nickel amount in excess of 2 3% is excessive, and if the percentage amount falls significantly below 15%, it has a detrimental effect on various properties. To achieve the best combinations of properties, use
des krom i mengder på 19-21 eller 22% og nikkel i mengder på 18-22,5%. des chromium in amounts of 19-21 or 22% and nickel in amounts of 18-22.5%.
Både silicium og cerium skaffer den ønskede grad av oksydasjons- og korrosjonsmotstand. Silicium øker korrosjonsmotstanden, Both silicon and cerium provide the desired degree of oxidation and corrosion resistance. Silicon increases corrosion resistance,
men for meget silicium leder til problemer ved sveising, særlig til but too much silicon leads to problems when welding, especially to
.varmriss og overdreven fluiditet■.- Sil^ciumirmhold fra 0,6 til_L*,l%, ^u;.^.. for eksempel 0,7-1%, er fordelaktig. Cerium i mengder opp til 0,05% ;øker oksydasjonsmotstanden og korrosjonsmotstanden betydelig, og fortrinnsvis bør minst 0,01% cerium foreligge i legeringen. Dette har den ytterligere fordel at legeringen hva korrosjonsmotstand angår ;blir mindre følsom mot variasjoner i mengdene av andre legeringsbe-standdeler, særlig nikkel, krom, silicium og mangan. Mer enn 0,05% ;cerium fører til vanskeligheter ved smiing, valsing og sveising, og ceriummengder på 0,015-0,04% foretrekkes. ;I de tilfeller hvor man ikke trenger optimale egenskaper, ;kan man sløyfe serium, men til og med i disse tilfeller foretrekker man å bruke iallfall opp til 0,01%, for eksempel 0,005% cerium. Det ;er funnet at i forbindelse med silicium vil selv denne lille mengde ;av cerium motvirke manganets tilbøyelighet til å nedsette oksydasjonsmotstanden og motstanden mot spenningskorros,jonsbrudd. I. legeringer ;som inneholder opp til 0,01% cerium bør derfor cerium-, silicium- ;og mangan-mengdene reguleres slik at forholdet % Mn/(% Si + % Ce) har en verdi lavere enn 0,6. I disse legeringer har forholdet % Ni/ % Cr fortrinnsvis en verdi fra 0,9 til 1,2. ;Cerium tilsettes vanligvis som mischmetall, som også inneholder lantan og andre sjeldne jordmetaller. Mischmetall inneholder vanligvis ca. 50 vekt% cerium og 20 vekt% lantan, idet resten er andre sjeldne jordmetaller. Det vil forstås at når cerium tilsettes til legeringer ifølge oppfinnelsen, vil disse legéringer også vanligvis inneholde noen få tusendels prosent av lantan. ;Forholdsvis små mengder av andre elementer kan også være tilstede som forurensninger uten skadelig virkning. Slike elementer kan komme fra de anvendte råmaterialer, eller være en følge av deres bruk for et eller annet formål under fremstillingen av legeringer. Således kan mangan i en mengde opp til 2 vekt% tåles, men større mengder virker skadelig på oksydasjonsmotetanden og på motstanden mot spenningskorrosjonsbrudd. Manganinnholdet overskrider fortrinnsvis ikke 1%. ;Opp til ca. 0,15 vekt% av karbon kan tåles, men det er fordelaktig at legeringene inneholder mindre enn 0,i%. For store karbonmengder kan resultere i en utfelling av karbider og derfor forårsake sprøtiet som gjør formingen av legeringen vanskelig. Det er temmelig vanskelig å oppnå en legering av denne art som er helt fri for svovel, og i dette tilfelle kan opp til 0,015% tåles. Kobber er også en vanlig forurensning og kan tåles i mengder opp til 0,5%. Kobbermengder som er større enn dette, nedsetter oksydasjonsmotstanden ved høye temperaturer. Aluminium, titan og kalsium brukes som desoksydasjonsmidlér under smeltingen av legeringer ifølge oppfinnelsen, og restmengdér av disse elementer kan være tilbake i sluttlegeringen. Således kan opp til ca. 0,5 vekt% av aluminium og av titan være tilstede, og i visse tilfeller har man påvist små mengder av kalsium. ;Legeringen ifølge oppfinnelsen inneholder fortrinnsvis ;20 vekt% nikkel, 20 vekt% krom, minst 6,6 vekt% silicium og minst 0,02 vekt% cerium, resten jern, bortsett fra forurensninger innbe-fattende ikke over 1% mangan. ;Oppfinnelsen vil ytterligere forklares ved hjelp av føl-gende illustrerende eksempél: ;EKSEMPEL ;Seks smelter av legeringer ifølge oppfinnelsen med den ;i tabell 1 angitte sammensetning ble fremstilt ved* innføring av passende mengder av. jern> nikkel og krom i én luftinduks.jonsovn og ved smelting av.chargen. Like før man tappet av smeiten tilsatte man de nødvendige;: silicium-; aluminium^, titan- og cériumtilsetningér (sistnevnte som mischmetall), . og helt til slutt kalsium. Smeiten ble deretter støpt til ingots med 10 cm-diameter. Disse ble smidd til 6,35 mm.tykke flate barrer, og de flaté barrer ble deretter koldvalset til 3,175 mm tykke plater. ; tyan kuttet ut seksjoner frå platen for bruk som prøver ved undersøkelsen av syklisk oksydasjon og ved standardundersøkelsen vedrørende spenningskorrosjonsbrudd .hot scratch and excessive fluidity■.- Silicon content from 0.6 to_L*.1%, ^u;.^.. for example 0.7-1%, is advantageous. Cerium in amounts of up to 0.05% increases oxidation resistance and corrosion resistance significantly, and preferably at least 0.01% cerium should be present in the alloy. This has the further advantage that, as far as corrosion resistance is concerned, the alloy becomes less sensitive to variations in the amounts of other alloy constituents, particularly nickel, chromium, silicon and manganese. More than 0.05% cerium leads to difficulties in forging, rolling and welding, and cerium amounts of 0.015-0.04% are preferred. ;In cases where optimal properties are not needed, cerium can be omitted, but even in these cases it is preferred to use at least up to 0.01%, for example 0.005% cerium. It has been found that in connection with silicon, even this small amount of cerium will counteract the manganese's tendency to reduce the oxidation resistance and the resistance to stress corrosion cracking. I. alloys containing up to 0.01% cerium, the cerium, silicon and manganese amounts should therefore be regulated so that the ratio % Mn/(% Si + % Ce) has a value lower than 0.6. In these alloys, the ratio % Ni/% Cr preferably has a value of from 0.9 to 1.2. ;Cerium is usually added as a misch metal, which also contains lanthanum and other rare earth metals. Mischmetall usually contains approx. 50% by weight cerium and 20% by weight lanthanum, the rest being other rare earth metals. It will be understood that when cerium is added to alloys according to the invention, these alloys will also usually contain a few thousandths of a percent of lanthanum. ;Relatively small amounts of other elements may also be present as pollutants without harmful effects. Such elements can come from the raw materials used, or be a consequence of their use for one purpose or another during the production of alloys. Thus, manganese in an amount of up to 2% by weight can be tolerated, but larger amounts have a detrimental effect on the oxidation resistance and on the resistance to stress corrosion cracking. The manganese content preferably does not exceed 1%. Up to approx. 0.15% by weight of carbon can be tolerated, but it is advantageous for the alloys to contain less than 0.1%. Excessive amounts of carbon can result in a precipitation of carbides and therefore cause brittleness which makes the forming of the alloy difficult. It is rather difficult to obtain an alloy of this kind which is completely free of sulphur, and in this case up to 0.015% can be tolerated. Copper is also a common contaminant and can be tolerated in amounts up to 0.5%. Amounts of copper greater than this reduce the oxidation resistance at high temperatures. Aluminium, titanium and calcium are used as deoxidising agents during the melting of alloys according to the invention, and residual amounts of these elements may be left in the final alloy. Thus, up to approx. 0.5% by weight of aluminum and of titanium be present, and in certain cases small amounts of calcium have been detected. The alloy according to the invention preferably contains 20% by weight nickel, 20% by weight chromium, at least 6.6% by weight silicon and at least 0.02% by weight cerium, the rest iron, apart from impurities including no more than 1% manganese. The invention will be further explained with the help of the following illustrative example: EXAMPLE Six melts of alloys according to the invention with the composition indicated in Table 1 were produced by introducing appropriate amounts of iron> nickel and chromium in one air induction ion furnace and by melting the charge. Just before tapping off the smelt, the necessary ingredients were added;: silicon; aluminium^, titanium and cerium additions (the latter as mischmetall), . and finally calcium. The forge was then cast into ingots with a 10 cm diameter. These were forged into 6.35 mm thick flat ingots, and the flat ingots were then cold rolled into 3.175 mm thick plates. ; tyan cut out sections from the plate for use as samples in the cyclic oxidation test and in the standard stress corrosion cracking test
ved U-bøyning, og de resterende seksjoner av platen ble deretter buttsveiset til en platerull som ble koldvalset til en 0,635 mm tykk plate, idet en slik tykkelse er vanlig ved fremstilling av armering for heteelementer. by U-bending, and the remaining sections of the plate were then butt-welded to a sheet roll which was cold-rolled to a 0.635 mm thick plate, such a thickness being common in the manufacture of reinforcement for heating elements.
Fasthetsegenskaper og hårdheten ved romtemperatur av legeringer av tabell 1 er angitt i den følgende tabell!II. Strength properties and the hardness at room temperature of alloys of table 1 are given in the following table!II.
Dé- i\tabell II angitte mekaniske egenskaper vedrørende legeringer ifølge oppfinnelsen er helt sammenlignbare med egenskapene til legeringen A, som fremstilles med sikte på platespesifikasjoner hvor strekkfastheten ér minst 52,7 kp/mm 2, flytegrensen (0,2-grensen) minst 21,1 kp/mm 2 , forlengelsen minst 30% og håordheten høyst 80 Rg. The mechanical properties given in table II regarding alloys according to the invention are completely comparable to the properties of alloy A, which is produced with a view to plate specifications where the tensile strength is at least 52.7 kp/mm 2 , the yield strength (0.2 limit) at least 21 ,1 kp/mm 2 , the elongation at least 30% and the stiffness at most 80 Rg.
I den følgende tabell III er dybden av oksydasjonsangre-pet på en legeringsplate med tykkelse 0,32 cm samt platens vekttap angitt for cykliske oksydasjonsbetingelser, hvor man benyttet en for-søkscyklus i hvilken platene ble opphetet til en temperatur på 982°C In the following table III, the depth of the oxidation attack on an alloy plate with a thickness of 0.32 cm and the plate's weight loss are indicated for cyclic oxidation conditions, where a test cycle was used in which the plates were heated to a temperature of 982°C
i en ovn i luft i 15 minutter, etterfulgt av 5 minutters kjøling i luft utenfor ovnen, \ idet disse cykluser ble gjentatt over et tidsrom p å lOOO, timax.».r- , - • • - - — in an oven in air for 15 minutes, followed by 5 minutes of cooling in air outside the oven, \ these cycles being repeated over a period of lOOO, timax.».r- , - • • - - —
Det kan ses fra ovennevnte tabell at legeringer ifølge oppfinnelsen etter 1000 forsøkstimer bare var lite skadet av oksyda-sjonsangrepet. En kommersiell prøve av legeringen A undersøkt under de samme betingelser viste oksydasjonsskader til en dybde på ca. 0,20 mm og et vekttap på o over 120 mg/cm 2. Legeringer som oppviser et vekttap opp til 60 mg/cm 2 ved dette oksydasjonsforsØk, betraktes som legeringer med høy motstand mot cyklisk oksydasjon. It can be seen from the above table that alloys according to the invention were only slightly damaged by the oxidation attack after 1000 test hours. A commercial sample of alloy A examined under the same conditions showed oxidation damage to a depth of approx. 0.20 mm and a weight loss of o over 120 mg/cm 2. Alloys that exhibit a weight loss of up to 60 mg/cm 2 in this oxidation test are considered alloys with a high resistance to cyclic oxidation.
Legeringene i tabell I ble også undersøkt med hensyn til motstand mot spenningskorrosjonsbrudd. Standard U-bøyde prøveemner for spenningskorrosjonsbrudd-forsøk ble fremstilt med dimensjonene 154 mm x 12,7 mm x 3,2 mm. De innspente prøver ble nedsenket i en kokende konsentrert (45%) magnesiumkloridoppløsning og ble perio-disk undersøkt på brudd. Forsøkene ble avsluttet etter 720 timer The alloys in Table I were also examined for resistance to stress corrosion cracking. Standard U-bent specimens for stress corrosion cracking tests were prepared with dimensions of 154 mm x 12.7 mm x 3.2 mm. The clamped specimens were immersed in a boiling concentrated (45%) magnesium chloride solution and were periodically examined for breakage. The experiments were terminated after 720 hours
(30 dager), og alle de prøver som representerte legeringer ifølge tabell I, var da fremdeles intakt, mens den ovenfor nevnte kommersielle legering sviktet etter litt over 300 timer. Legeringer som ved dette forsøk er intakt etter 500 timer, betraktes som legeringer med god motstand mot spenningskorrosjonsbrudd. Hva denne motstand angår, er det mest fordelaktig at forholdet mellom nikkel og krom er minst 1, at siliciuminnholdet er minst 1%, og at manganinnholdet ikke oversti-ger 0,5%. (30 days), and all the samples representing alloys according to Table I were then still intact, while the above-mentioned commercial alloy failed after just over 300 hours. Alloys which in this test are intact after 500 hours are considered alloys with good resistance to stress corrosion cracking. As far as this resistance is concerned, it is most advantageous that the ratio between nickel and chromium is at least 1, that the silicon content is at least 1%, and that the manganese content does not exceed 0.5%.
Legeringer ifølge tabell I ble videre undersøkt på sveisbarhet ved autogen TIG-sveising og undersøkelse med hensyn til brudd. Sveisbarheten av legeringene ble vurdert som god til utmerket. Alloys according to Table I were further examined for weldability by autogenous TIG welding and examination with regard to fracture. The weldability of the alloys was assessed as good to excellent.
En charge av kommersiell størrelse ble fremstilt med mekaniske egenskaper som kan sammenlignes med egenskapene i tabell II. Denne charge ble fremstilt i en ovn med kapasitet på 2268 kg. Den dannede smelte.veide omtrent 2495 kg og hadde følgende sammensetning i vektprosenter: A charge of commercial size was prepared with mechanical properties comparable to those in Table II. This charge was produced in a furnace with a capacity of 2268 kg. The formed melt weighed approximately 2495 kg and had the following composition in weight percentages:
Etter smiing ble legeringen varmvalset til bånd med tykkelse på 6,4 mm og deretter koldvalset til den Ønskede tykkelse på After forging, the alloy was hot-rolled to a strip with a thickness of 6.4 mm and then cold-rolled to the desired thickness of
2,3 mm. Det ble fremstilt prøver for cyklisk oksydasjons- og spenningskorrosjonsbrudd-forsøk. Legeringen viste et vekttap på bare 3 mg/cm <2>etter 1000 timer, og standard U-bøyede prøver for spennings-korros jonsbrudd-forsøket ble utsatt for forsøksbetingelsene i 720 timer uten svikt. Legeringen er således klart motstandsdyktig mot cyklisk oksydasjon og viser god motstand mot spenningskorrosjonsbrudd. 2.3 mm. Samples were prepared for cyclic oxidation and stress corrosion cracking tests. The alloy showed a weight loss of only 3 mg/cm <2> after 1000 hours, and standard U-bent specimens for the stress corrosion cracking test were subjected to the test conditions for 720 hours without failure. The alloy is thus clearly resistant to cyclic oxidation and shows good resistance to stress corrosion cracking.
Legeringer ifølge oppfinnelsen oppviser også en motstand mot vanlig korrosjon tilsvarende den man finner hos rustfritt stål av type 304. Denne egenskap er temmelig viktig da disse legeringer, ved normal bruk som armeringslegeringer for elektriske heteelementer, ofte kommer i kontakt med forskjellige oppløsninger ved forhøyede temperaturer . Alloys according to the invention also exhibit a resistance to normal corrosion similar to that found in stainless steel of type 304. This property is rather important as these alloys, in normal use as reinforcing alloys for electric heating elements, often come into contact with different solutions at elevated temperatures.
Legeringene kan også med fordel brukes for varmevekslerrør, karbureringsutstyr og retorter og ovnskomponenter. The alloys can also be advantageously used for heat exchanger tubes, carburizing equipment and retorts and furnace components.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US5697770A | 1970-07-21 | 1970-07-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO129097B true NO129097B (en) | 1974-02-25 |
Family
ID=22007746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO712771A NO129097B (en) | 1970-07-21 | 1971-07-20 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3729308A (en) |
| JP (1) | JPS5529146B1 (en) |
| BE (1) | BE770263A (en) |
| CA (1) | CA947119A (en) |
| CH (1) | CH542285A (en) |
| DE (1) | DE2136177A1 (en) |
| FR (1) | FR2099329A5 (en) |
| GB (1) | GB1316048A (en) |
| NL (1) | NL148359B (en) |
| NO (1) | NO129097B (en) |
| SE (1) | SE377137B (en) |
| ZA (1) | ZA714178B (en) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2458213C2 (en) * | 1973-12-22 | 1982-04-29 | Nisshin Steel Co., Ltd., Tokyo | Use of an oxidation-resistant austenitic stainless steel |
| JPS5114118A (en) * | 1974-07-25 | 1976-02-04 | Nisshin Steel Co Ltd | Oosutenaitokeitainetsuko |
| SE419102C (en) | 1974-08-26 | 1985-12-23 | Avesta Ab | APPLICATION OF A CHROME NICKEL NUMBER WITH AUSTENITIC STRUCTURE FOR CONSTRUCTIONS REQUIRING HIGH EXTREME CRIME RESISTANCE AT CONSTANT TEMPERATURE UP TO 1200? 59C |
| US4007038A (en) * | 1975-04-25 | 1977-02-08 | Allegheny Ludlum Industries, Inc. | Pitting resistant stainless steel alloy having improved hot-working characteristics |
| US4043838A (en) * | 1975-04-25 | 1977-08-23 | Allegheny Ludlum Industries, Inc. | Method of producing pitting resistant, hot-workable austenitic stainless steel |
| US4102225A (en) * | 1976-11-17 | 1978-07-25 | The International Nickel Company, Inc. | Low chromium oxidation resistant austenitic stainless steel |
| JPS5480312A (en) * | 1977-12-08 | 1979-06-27 | Asahi Glass Co Ltd | Roll for use in production of float glass |
| US4950873A (en) * | 1984-04-27 | 1990-08-21 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Sheath heater |
| US4999158A (en) * | 1986-12-03 | 1991-03-12 | Chrysler Corporation | Oxidation resistant iron base alloy compositions |
| US5217545A (en) * | 1992-01-17 | 1993-06-08 | Inco Alloys International, Inc. | Heater sheath alloy |
| US5160382A (en) * | 1992-01-17 | 1992-11-03 | Inco Alloys International, Inc. | Heater sheath alloy |
| JP6186043B1 (en) | 2016-05-31 | 2017-08-23 | 日本冶金工業株式会社 | Fe-Ni-Cr alloy, Fe-Ni-Cr alloy strip, sheathed heater, method for producing Fe-Ni-Cr alloy, and method for producing sheathed heater |
-
1970
- 1970-07-21 US US00056977A patent/US3729308A/en not_active Expired - Lifetime
-
1971
- 1971-06-09 CA CA115,243A patent/CA947119A/en not_active Expired
- 1971-06-25 ZA ZA714178A patent/ZA714178B/en unknown
- 1971-07-06 GB GB3172571A patent/GB1316048A/en not_active Expired
- 1971-07-14 NL NL717109700A patent/NL148359B/en unknown
- 1971-07-20 DE DE19712136177 patent/DE2136177A1/en active Pending
- 1971-07-20 CH CH1070371A patent/CH542285A/en not_active IP Right Cessation
- 1971-07-20 BE BE770263A patent/BE770263A/en unknown
- 1971-07-20 JP JP5366971A patent/JPS5529146B1/ja active Pending
- 1971-07-20 SE SE7109321A patent/SE377137B/xx unknown
- 1971-07-20 NO NO712771A patent/NO129097B/no unknown
- 1971-07-20 FR FR7126449A patent/FR2099329A5/fr not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA947119A (en) | 1974-05-14 |
| NL7109700A (en) | 1972-01-25 |
| NL148359B (en) | 1976-01-15 |
| SE377137B (en) | 1975-06-23 |
| JPS5529146B1 (en) | 1980-08-01 |
| ZA714178B (en) | 1972-03-29 |
| FR2099329A5 (en) | 1972-03-10 |
| DE2136177A1 (en) | 1972-03-09 |
| GB1316048A (en) | 1973-05-09 |
| BE770263A (en) | 1972-01-20 |
| US3729308A (en) | 1973-04-24 |
| AU3144671A (en) | 1973-01-25 |
| CH542285A (en) | 1973-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8506883B2 (en) | Weldable oxidation resistant nickel-iron-chromium-aluminum alloy | |
| EP0066361B1 (en) | Corrosion resistant high strength nickel-based alloy | |
| NO139405B (en) | MOTOR-DRIVEN CASE WITH CIRCLE BLADE. | |
| NO164254B (en) | FERRITIC-AUSTENITIC STEEL ALLOY AND USE OF SAME. | |
| NO129097B (en) | ||
| PL171499B1 (en) | Austenitic nickel-molybdenum alloy PL PL | |
| US9551051B2 (en) | Weldable oxidation resistant nickel-iron-chromium aluminum alloy | |
| SE430174B (en) | PROCEDURE FOR PRODUCING A SOLD AND ENAMELABLE AL-MN LEGERIN | |
| US3813239A (en) | Corrosion-resistant nickel-iron alloy | |
| US3833358A (en) | Refractory iron-base alloy resisting to high temperatures | |
| US2101087A (en) | Copper base alloy | |
| US4784830A (en) | High nickel chromium alloy | |
| US2430306A (en) | Precipitation hardenable copper, nickel, tantalum (or columbium) alloys | |
| US3342590A (en) | Precipitation hardenable stainless steel | |
| US3828296A (en) | Sheathed electric heater elements | |
| US4033767A (en) | Ductile corrosion resistant alloy | |
| US4808371A (en) | Exterior protective member made of austenitic stainless steel for a sheathing heater element | |
| US2829968A (en) | Aluminum bronze alloy having improved resistance to intergranular oxidation by the addition of tin | |
| JPH0437153B2 (en) | ||
| US4861550A (en) | Corrosion-resistant nickel-base alloy having high resistance to stress corrosion cracking | |
| NO791834L (en) | ALUMINUM ALLOYS WITH IMPROVED ELECTRICAL CONDUCTIVITY AND PROCEDURE FOR MANUFACTURE OF SUCH ALLOY | |
| US3488188A (en) | Copper-nickel alloys | |
| US2003297A (en) | Aluminum alloy | |
| JPH0379417B2 (en) | ||
| GB1570026A (en) | Iron-nickel-chromium alloys |