NO150611B - Varmebestandige legeringer paa basis av nikkel, krom, carbon og eventuelt jern, samt anvendelse av legeringen - Google Patents
Varmebestandige legeringer paa basis av nikkel, krom, carbon og eventuelt jern, samt anvendelse av legeringen Download PDFInfo
- Publication number
- NO150611B NO150611B NO782876A NO782876A NO150611B NO 150611 B NO150611 B NO 150611B NO 782876 A NO782876 A NO 782876A NO 782876 A NO782876 A NO 782876A NO 150611 B NO150611 B NO 150611B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- weight
- alloy
- chromium
- nickel
- aluminum
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 95
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 95
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 46
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 27
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 title claims description 25
- 239000011651 chromium Substances 0.000 title claims description 25
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims description 24
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 23
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 18
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 32
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 15
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 14
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 14
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 13
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 12
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 10
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 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
- 238000004519 manufacturing process Methods 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
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910000753 refractory alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe 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
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Cookers (AREA)
- Contacts (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår en varmebestanding legering på basis av nikkel, krom, carbon og eventuelt jern med forhøyet motstandsdyktighet overfor oppkulling av oppkullingsmidler, spesielt faste eller gassformige oppkullingsmidler, og spesielt opp til meget høye temperaturer av over 1000°C og opp til 1150°C eller derover.
Oppfinnelsen angår likeledes anvendelse av de nye legeringer for konstruksjonselementer for konstruksjonsinstallasjoner i <p>etrokjemien^ som angitt i kravene 15-18.
Det finnes spesielle legeringer med god motstandsdyktighet overfor oppkulling av oppkullingsmidler selv ved temperaturer av ca. 1000°C. Disse legeringer oppviser imidlertid ikke de samlede egenskaper som er nødvendige for visse anvendelser, som f.eks. konstruksjonselementer for installeringer som er bestemt for anvendelse ved meget høye temperaturer eller under oxyderende og/eller oppkullende betingelser, som for rørovninstallasjoner innen petrokjemien. Disse egenskaper er nærmere bestemt motstandsdyktighet overfor siging, motstandsdyktighet overfor oxydasjon, duktilitet og strekkfasthet på den ene side og for visse tempera-turområder, omfattende meget høye temperaturer, sveisbarhet på
den annen side.
De allerede kjente legeringer som har en god motstandsdyktighet overfor oppkulling ved forhøyede temperaturer, f.eks. ved temperaturer av ca. 1000°C, svikter dessuten ved meget høye temperaturer av f.eks. 1100-1150°C.
Fra US patentskrift 4086085 er en høytemperaturfast,ytrium-fri, austenittisk jernlegering kjent som danner en aluminiumoxyd-film som beskytter grunnmetallet opp til 926°C i luft, og legeringen består i det vesentlige av 8-45 vekt% nikkel, 4-25 vekt% krom og 3,5-5,5 vekt% aluminium og kan inneholde 0-20 vekt% mangan, 0-0,5 vekt% carbon, 0-0,5 vekt% nitrogen og 0-1 vekt% kobber, idet resten i det vesentlige utgjøres av jern. Det er videre angitt at molybden, wolfram, niob, tantal, titan eller zirkonium kan tilsettes til den kjente legering på basis av Fe, Ni, Cr og Al for å forbedre legeringens hoytemperaturfasthetsegen-skaper. Videre er det angitt at den kjente legering også kan inneholde små mengder av svovel, fosfor, silicium og/eller tellur. Den kjente legering kan dessuten inneholde små mengder kobolt,
f.eks. tilsatt istedenfor nikkel.
Det bør dessuten bemerkes at det allerede er blitt fore-slått å beskytte ildfaste legeringer med en rekke tilfredsstillende egenskaper, med unntagelse av motstandsdyktighet overfor oppkulling og eventuelt motstandsdyktighet overfor oxydasjon, med et eksogent lag av aluminium og/eller aluminiumoxyd, på-ført ved hjelp av en hvilken som helst egnet metode på legeringen. En påføring av et slikt eksogent lag er i virkeligheten vanskelig eller, innviklet å tilveiebringe, og lagets vedheftning til legeringen er dårlig eller bare middels tilfredsstillende, og derved utsettes legeringen for en ukontrollerbar gjenopp-kulling.
Legeringen ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å unngå disse ulemper som er nevnt ovenfor, på grunn av at legeringen har en rekke tilfredsstillende egenskaper, spesielt ved fremstilling av konstruksjonselementer for anlegg innen petrokjemien, og fordi legeringens motstandsdyktighet overfor oppkulling kan øke under bruk eller ved hjelp av en forbehandling.
Oppfinnelsen angår således legering på basis av nikkel, krom, carbon og eventuelt jern og inneholdende aluminium, med gode mekaniske egenskaper, god sveisbarhet, høy motstandsdyktighet overfor siging og oxydasjon, spesielt ved forhøyet temperatur, og god motstandsdyktighet overfor oppkulling,. spesielt ved forhøyet temperatur, og legeringen er særpreget ved at den består av følgende elementer uttrykt i vekt%: carbon 0,05-0,60, nikkel 20-55, krom 15-40, silicium 0,5-2, mangan 0,5-2, nitrogen 0,05-0,20, aluminium 2-8, niob 0-2, wolfram og/eller molybden 0-5, kobber 0-5 og resten jern og forurensninger.
Ifølge en spesiell utførelsesform av oppfinnelsen har legeringen ifølge oppfinnelsen den følgende sammensetning uttrykt i vekt%: carbon 0,05-0,60, nikkel 30-55, krom 20-40, silicium 0,5-2, mangan 0,5-2, nitrogen 0,05-0,20, niob 1-2 , wolfram og/eller molybden 0,2-5, aluminium 2-8, kobber 0-5 og resten jern og vanlige forurensninger i så små menger som mulig opp til 100%.
Det prosentuelle innhold av aluminium er fortrinnsvis 2,5-6,5 vekt%, helst 3,5-6 vekt%.
Det er mulig at en meget høy motstandsdyktighet overfor oppkulling som fås under bruk eller ved hjelp av. en forbehandling av den varmebestandige legering ifølge oppfinnelsen, skyldes tilstedeværelsen av aluminiumet som innen en overflatesone av legeringen befinner seg i det minste delvis i form av aluminium-oxyd som danner en barriere overfor inntrengning av carbon i legeringen, ved at det hemmer eller bremser migreringen av dette element. Denne overflatesone eller dette overflatelag som er rikt på aluminiumoxyd av endogen opprinnelse, sikrer således en forbedring av legeringens motstandsdyktighet overfor oppkulling, som allerede har en normalt god motstandsdyktighet overfor oppkulling da det er en legering med en grunnmasse som er av austenittisk art av carbidtypen.
Den ovennevnte overflatesone omfatter i motsetning til et påført belegg ingen presis intern grense eller noen kontinuerlig oppløsning.
Det foreligger dessuten ingen risiko for at dette overflatelag skal flake av som tilfellet ville ha vært dersom det hadde vært av exogen type, dvs. påført til slutt på en legering som ikke inneholder aluminium eller som inneholder en for liten an-del av aluminium til at dette element skal kunne spille en rolle for motstandsdyktigheten overfor oppkulling. På grunn av at det er mulig gradvis å omvandle en stadig større fraksjon av aluminiumet til aluminiumoxyd, og nærmere bestemt til større og større dybder, vil den foreliggende legerings motstandsdyktighet overfor oppkulling bare tilta med tiden.
Det er en ytterligere fordel ved den foreliggende legering
at i det tilfelle hvor den oxydholdige overflatesone skulle slites av f.eks. ved avsliping eller på en annen måte, ville denne beskyttende oxydsone gjendannes straks i den underliggende ikke-oxydholdige metallsone.
Supplerende forsøk som er blitt utført ifølge oppfinnelsen, har ført til den antagelse at det beskyttende lag som<7>danner en barriere overfor oxydasjon og oppkulling, er kontinuerlig og av overflatetypen eller at det befinner seg meget nær overflaten ved kontakt med det oppkullende eller oxyderende miljø. Dette lag vil ikke bare inneholde aluminiumet i mer eller mindre oxydert tilstand, men også silicium og krom.
Legeringen ifølge oppfinnelsen er også særpreget ved at den har den følgende foretrukne sammensetning: carbon 0,10-0,50%, nikkel 35-50%, krom 20-35%, silicium 0,5-2%, mangan 0,5-2%, nitrogen 0,05-0,20%, niob 1-2%, wolfram og/eller molybden 0,5-3,5%, aluminium 2,5-6,5%, kobber 0-3% og jern 0-40%.
I denne foretrukne legering er vektandelene av nikkel, krom og aluminium f.eks. i elt tilfelle hhv. ca. 45%, 25% og 4* og i et annet tilfelle hhv. ca. 40%, 20% og 6%.
De prosentuelle mengder av visse kostbare elementer i legeringen ifølge oppfinnelsen kan nærmere bestemt for å redusere inn-kjøpsprisen holdes innen forholdsvis snevre områder nær de nedre grenser for de ovenfor generelt angitte områder, og dette gjelder ikke bare for niob, wolfram og molybden, men også for nikkel og krom. Dessuten kan legeringen inneholde bare 20-30% nikkel og/eller 15-20% krom og/eller 0,1% niob og/eller 0-0,2% wolfram + molybden.
Ifølge en spesiell utførelsesform av oppfinnelsen har legeringen den følgende sammensetning uttrykt i vekt%: carbon 0,05-0,60%, nikkel 20-35%, krom 15-25%, silicium 0,5-2%, mangan 0,5-2%, nitrogen 0,0 5-0,10%, niob 0-1%, wolfram og/eller molybden 0-0,2%, aluminium 2-8%, kobber 0.-5%,og jern og vanlige forurensninger i så små mengder som mulig, resten opp til 100%.
Den foreliggende legering kan likeledes inneholde, foruten de vanlige forurensninger, mindre mengder av ett eller flere av de følgende elementer: Ta, Co, V, Ti og Zr.
Som det vil fremgå av de ovenfor angitte sammensetninger kan legeringen ifølge oppfinnelsen inneholde kobber eller være fri for kobber, idet tilstedeværelsen av kobber er spesielt gunstig for de av legeringene ifølge oppfinnelsen som skal an-vendes ved meget høye temperaturer, f.eks. ca. 1100°C eller derover.
Ifølge et særtrekk ved den foreliggende oppfinnelse er carboninnholdet vanligvis 0,4-0,5 vekt%, med unntagelse av i det tilfelle hvor stykkene eller gjenstandene av legeringen ifølge oppfinnelsen er lange og beregnet å skulle sintres. Når likeledes konstruksjonselementene utgjøres av rør som er blitt sintret, bør carboninnholdet i legeringen i alminnelighet være lavere enn 0,30%.
Den behandling som stykkene eller gjenstandene av legeringes ifølge oppfinnelsen kan utsettes for før de tas i bruk, er ifølge oppfinnelsen en behandling for akselerert dannelse av overflate-sonen som er rik på aluminiumoxyd. Ifølge et særtrekk ved oppfinnelsen består denne behandling i å oppvarme gjenstandene eller stykkene i en oxyderende atmosfære.
Bortsett fra at legeringere ifølge oppfinnelsen har en utmerket motstandsdyktighet overfor oppkulling, spesielt ved høy temperatur, har de samtidig de følgende egenskaper: en god sveisbarhet, en utmerket motstandsdyktighet overfor oxydasjon, hvor aluminiumoxydet dannet i det ovennevnte lag eller i den ovennevnte overflatesone spiller en stor rolle, gode mekaniske egenskaper ved omgivelsestemperaturen sammenlignet med andre austenitt-iske legeringer som er motstandsdyktige eller ikke motstandsdyktige overfor oppkulling, og likeledes sammenlignet med disse legeringer øket motstandsdyktiqhet overfor strekk oa likeledes. øket duktilitet, og en høy motstandsdvktiqhet overfor siging, spesielt ved høy temperatur, og likeledes en god varmduktilitet (sigingsduktilitet).
Innholdet av aluminium i legeringen ifølge oppfinnelsen er fortrinnsvis begrenset oppad til 6,5% da legeringen vil være for sprø for de fleste anvendelser ved et aluminiuminnhold over dette aluminiuminnhold. Det er forøvrig nødvendig å avpasse de prosentuelle mengder av de forskjellige elementer som utgjør legeringen ifølge oppfinnelsen, innenfor de områder som er generelt angitt ovenfor, for ikke å bevirke at en sigma-fase vil dannes
som vil bevirke en betraktelig minskning av legeringens duktilitet og gjøre denne sprø. Det er i denne forbindelse fordelaktig å opprettholde en egnet likevekt mellom de elementer som er til-bøyelige til å bevirke dannelse av ferritt, som f.eks. Cr, Si,
Nb, Mo, W og Al, og mellom de elementer som er tilbøyelige til å begunstige dannelse av austenitt, som f.eks. C, Ni, Mn, N og Cu, slik at den samlede struktur vil være strukturen for en austenittis legering.
Andre egenskaper, formål eller fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den nedenstående beskrivelse under henvisning til tegningene, hvorav
Fig. 1 viser et diagram for sigingsforsøk ved 980°C, 1100°C og 1150°C utført med to legeringer ifølge oppfinnelsen og betegnet som legeringer XA2 og XA4, Fig. 2 viser et diagram over oppkullingsforsøk utført ved 1100°C med legeringen XA4 og med den kjente legering HK40, og Fig. 3 viser et diagram over oppkullingsforsøk utført ved 1150°C med de samme legeringer XA4 og HK40.
Legeringen HK40 har følgende sammensetning: carbon 0,35-0,45%, nikkel 19-22%, krom 23-27%, silicium høyst 1,5-2,0%#mangan høyst 1,75-20%,molybden høyst 0,5%, fosfor 0,04% og svovel 0,04%.
De ovennevnte sigingsforsøkog oppkullingsforsøk ble utført med legeringer i uraffinert støpt tilstand.
Nedenfor er angitt en del eksempler på legeringer ifølge oppfinnelsen.
Eksempel 1 ( legering XA2):
Eksempel 2 ( legering XA4) :
Eksempel 3:
Eksempel 4 ( legering KXA6) :
Eksempel 5 ( legering K A6) :
Eksempel 6 ( legering TX A6) :
I den nedenstående tabell I er angitt en del mekaniske egenskaper ved omgivelsestemperaturen for legeringene XA2 og XA4.
Det har ifølge oppfinnelsen vist seg at legeringer som vil ha den samme sammensetning som legeringene XA4 og XA6, men som ikke vil inneholde aluminium, vil ha en mindre god duktilitet og dessuten en mindre god strekkfasthet. Økningen i strekkfasthet i nærvær av aluminium anvendt innen mengdeområdene ifølge oppfinnelsen synes å skyldes tilstedeværelsen av en utskillingsfase som er homogent dispergert i form av findelte partikler i grunn-massen .
I den nedenstående tabell II er angitt resultatene av for-søk over siging utført med de to ovennevnte legeringer XA2 og XA4, ved de følgende tre temperaturer: 980°C, 1100°C og 1150°C. Disse forsøk er likeledes vist ved kurven på Fig. 1 hvor T betegner temperaturen i °Kelvin og t den tid som gikk med inntil brudd inntraff.
Det fremgår at legeringen XA2 hadde en bedre sigefast-het enn legeringen XA4 selv om sigefastheten 5or den sistnevnte legering fremdeles er meget tilfredsstillende. Det fremgår dessuten at legeringene hadde en utmerket varmduktilitet eller sigeduktilitet, som vist ved forlengelsesverdiene A.
I den nedenstående tabell III er gjengitt resultatene av forsøk over oppkulling utført med legeringen XA4 ved hhv. 1100°C og 1150°C. Resultatene av de samme forsøk utført med den kjente legering HK40 er likeledes gjengitt i tabellen. Alle disse forsøk er likeledes vist på Fig. 2 og 3.
Oppkullingsforsøkene ble utført med sylindriske stenger med en diameter av 10 mm og en lengde av 50 mm. Disse stenger ble i 4 dager holdt ved den angitte temperatur i nærvær av det faste oppkullingsmiddel.
Det fremgår at legeringen XA 4 som inneholdt 4% aluminium, hadde en motstandsdyktighet overfor o<p>pkulling som var sterkt forbedret i forhold til legeringen HK 40.
Forsøkene som resultatene er angitt for i tabellene I-III, ble utført med uraffinerte legeringer i støpt tilstand som ikke var blitt utsatt for noen spesiell behandling og som ennu ikke var blitt tatt i bruk. Det vil forstås at legeringenes overflate-belegg inneholdt aluminiumoxyd ved avslutninaen av forsøkene på grunn av aluminiums sterke tilbøyelighet til å danne aluminiumoxyd heller enn f.eks. carbider. Som antydet,ovenfor vil det fnrshås at motstandsdyktigheten overfor oppkulling, forøvria på samnte_ måte som motstandsdyktigheten overfor oxydasjon, bare vil bli bedre med tiden på grunn av muligheten for en tiltagende dannelse av aluminiumoxyd i overflatelaget.
Legeringene ifølge eksemplene 3-6 er blitt utsatt for oppkullingsforsøk med fast sementeringskullpulver i løpet av 4 timer ved en temperatur av hhv. 980°C, ,1100°C <p>g 1150°C. Det kunne ikke oppdages tegn til oppfangning av carbon i en dybde av over 1 mm regnet fra overflaten som befant seg i kontakt med oppkullingsmidlet.
Alle de ovennevnte legeringer har utmerkede egenskaper hva gjelder motstandsdyktighet overfor oxydasjon og overfor op<p>kulling ved høye temperaturer, og dette kan forklares ved at det dannes et lag som danner en barriere mot oxydasjon og oppkulling, som antydet ovenfor, og dette skyldes ikke bare tilstedeværelsen av aluminium, men også av krom og silicium.
Claims (18)
1. Legering på basis av nikkel, krom, carbon og eventuelt jern og inneholdende aluminium, med gode mekaniske egenskaper, god sveisbarhet, høy motstandsdyktighet overfor siging og oxydasjon, spesielt ved forhøyet temperatur, og god motstandsdyktighet overfor oppkulling, spesielt ved forhøyet temperatur,
karakterisert ved at den består av de følgende elementer uttrykt i vekt%: carbon 0,05-0,60, nikkel 20-55, krom 15-50, silicium 0,5-2, mangan 0,5-2, nitrogen 0,05-0,20, aluminium 2-8, niob 0-2, wolfram og/eller molybden 0-5, kobber 0-5 og resten jern og forurensninger.
2. Legering ifølge krav 1,
karakterisert ved at nitrogeninnholdet er 0,09-0,20 vekt%.
3. Legering ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at siliciuminnholdet er 1,2-2 vekt%.
4. Legering ifølge krav 1,
karakterisert ved at den består av de følgende elementer uttrykt i vekt%: carbon 0,05-0,60, nikkel 30-55, krom 20-40, silicium 0,5-2, mangan 0,5-2, nitrogen 0,05-0,20, niob 1-2, wolfram og/eller molybden 0,2-5, fortrinnsvis 1-3, aluminium 2-8, kobber 0-5 og resten jern og forurensninger.
5. Legering ifølge krav 4,
karakterisert ved at aluminiuminnholdet er 2,5-6,5 vekt%, fortrinnsvis 3,5-6 vekt%.
6. Legering ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den består av de følgende elementer uttrykt i vekt%: carbon 0,10-0,50, nikkel 35-50, krom 20-35, silicium 0,5-2,
mangan 0,5-2, nitrogen 0,05-0,20, aluminium 2,5-6,5, niob 1-2, wolfram og/eller molybden 0,5-3,5,kobber 0-3 og resten jern og forurensninger.
7. Legering ifølge krav 6,
karakterisert ved at den inneholder ca.
45 vekt% nikkel, ca. 25 vekt% krom og ca. 4 vekt% aluminium.
8. Legering ifølge krav 6,
karakterisert ved at den inneholder ca.
40 vekt% nikkel, ca. 20 vekt% krom og ca. 6 vekt% aluminium.
9. Legering ifølge krav 1,
karakterisert ved at den inneholder 20-35 vekt% nikkel, 15-25 vekt% krom, 0,05-0,10 vekt% nitrogen, 0 -1 vekt% niob og 0-£T,2 vekt% wolfram og/eller molybden.
10. Legering ifølge krav 1,
karakterisert ved at nikkelinnholdet er 20-30 vekt%.
11. Legering ifølge krav 1,
karakterisert Ved at krominnholdet er 15-20 vekt%.
12. Legering ifølge krav 1,
karakterisert ved at niobinnholdet er 0-1 vekt%.
13. Legering ifølge krav 1,
karakterisert ved at molybdeninnholdet er 0-0,2 vekt%.
14. Legerinq ifølqe krav 1-13, karakterisert ved at kobberinnholdet er 0,1-5 vekt%.
15. Anvendelse av en legering bestående av de følgende elementer, uttrykt i vekt%: carbon 0,05-0,60, nikkel 20-35, krom 15-40, silicium 0,5-2, mangan 0,5-2, nitrogen 0,05-0,20, aluminium 2-8, niob 0-2, wolfram og/eller molybden 0-5, kobber 0-5 og resten jern for konstruksjonselementer for konstruksjonsinstallasjoner i petrokjemien.
16. Anvendelse ifølge krav 15 av en legering med et nitrogen-innhold av 0,09-0,20 vekt%.
17.. Anvendelse ifølge krav 15 eller 16 av en legering med et siliciuminnhold av 1,2-2 vekt%.
18. Anvendelse ifølge krav 15-17 av en legering med et kobberinnhold av 0,1-5 vekt%.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7808338A FR2420578A1 (fr) | 1978-03-22 | 1978-03-22 | Alliages refractaires a base de nickel et de chrome possedant une resistance tres elevee a la carburation a tres haute temperature |
| FR7819545A FR2429843A2 (fr) | 1978-06-29 | 1978-06-29 | Alliages refractaires a base de nickel et de chrome, possedant une resistance tres elevee a la carburation a tres haute temperature |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO782876L NO782876L (no) | 1979-09-25 |
| NO150611B true NO150611B (no) | 1984-08-06 |
| NO150611C NO150611C (no) | 1987-01-07 |
Family
ID=26220514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO782876A NO150611C (no) | 1978-03-22 | 1978-08-24 | Varmebestandige legeringer paa basis av nikkel, krom, carbon og eventuelt jern, samt anvendelse av legeringen. |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4248629A (no) |
| JP (1) | JPS54125118A (no) |
| BR (1) | BR7805551A (no) |
| CA (1) | CA1119843A (no) |
| DE (1) | DE2837122A1 (no) |
| ES (1) | ES473067A1 (no) |
| GB (1) | GB2017148B (no) |
| IT (1) | IT1098274B (no) |
| NL (1) | NL7808971A (no) |
| NO (1) | NO150611C (no) |
| SE (1) | SE444583C (no) |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4358511A (en) * | 1980-10-31 | 1982-11-09 | Huntington Alloys, Inc. | Tube material for sour wells of intermediate depths |
| US4388125A (en) * | 1981-01-13 | 1983-06-14 | The International Nickel Company, Inc. | Carburization resistant high temperature alloy |
| JPS5864361A (ja) * | 1981-10-12 | 1983-04-16 | Kubota Ltd | 耐熱鋳鋼 |
| GB2114599B (en) * | 1982-01-21 | 1986-07-16 | Jgc Corp | Apparatus for treating hydrocarbons or carbon monoxide-containing fluid high temperatures substantially without carbon deposition |
| US4489040A (en) * | 1982-04-02 | 1984-12-18 | Cabot Corporation | Corrosion resistant nickel-iron alloy |
| JPS5919792A (ja) * | 1982-07-26 | 1984-02-01 | 日揮株式会社 | 炭素析出防止性遠心力鋳造二層管 |
| US4487744A (en) * | 1982-07-28 | 1984-12-11 | Carpenter Technology Corporation | Corrosion resistant austenitic alloy |
| DE3246507A1 (de) * | 1982-12-16 | 1984-06-20 | BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau | Hochtemperatur-schutzschicht |
| CS274601B2 (en) * | 1983-07-27 | 1991-09-15 | Dainippon Pharmaceutical Co | Method of 1,8-naphthyridine derivative production |
| US4535034A (en) * | 1983-12-30 | 1985-08-13 | Nippon Steel Corporation | High Al heat-resistant alloy steels having Al coating thereon |
| US4765850A (en) * | 1984-01-10 | 1988-08-23 | Allied-Signal Inc. | Single crystal nickel-base super alloy |
| JPS6141746A (ja) * | 1984-08-01 | 1986-02-28 | Nippon Steel Corp | 熱間加工性に優れた高強度高耐食性耐熱鋼 |
| US4755240A (en) * | 1986-05-12 | 1988-07-05 | Exxon Production Research Company | Nickel base precipitation hardened alloys having improved resistance stress corrosion cracking |
| CA1315572C (en) * | 1986-05-13 | 1993-04-06 | Xuan Nguyen-Dinh | Phase stable single crystal materials |
| US4743318A (en) * | 1986-09-24 | 1988-05-10 | Inco Alloys International, Inc. | Carburization/oxidation resistant worked alloy |
| US4762681A (en) * | 1986-11-24 | 1988-08-09 | Inco Alloys International, Inc. | Carburization resistant alloy |
| JPH01152238A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-14 | Kubota Ltd | 耐浸炭性にすぐれる耐熱合金 |
| JPH03240930A (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-28 | Kubota Corp | 耐浸炭性および溶接性にすぐれた耐熱合金 |
| JPH046242A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-10 | Kubota Corp | 耐熱鋳鋼 |
| JPH05195138A (ja) * | 1992-01-24 | 1993-08-03 | Kubota Corp | すぐれた耐浸炭性と高温低応力条件下における高いクリープ破断強度を備える耐熱合金 |
| US5474737A (en) * | 1993-07-01 | 1995-12-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Alloys for cryogenic service |
| DE69430840T2 (de) * | 1994-02-16 | 2003-01-30 | Hitachi Metals Ltd | Hitzebeständiger austenitischer Gussstahl und daraus hergestellte Bauteile eines Auspuffsystems |
| CN1044495C (zh) * | 1997-08-18 | 1999-08-04 | 冶金工业部钢铁研究总院 | 高铝奥氏体耐热钢 |
| US6287398B1 (en) * | 1998-12-09 | 2001-09-11 | Inco Alloys International, Inc. | High strength alloy tailored for high temperature mixed-oxidant environments |
| US6259758B1 (en) | 1999-02-26 | 2001-07-10 | General Electric Company | Catalytic hydrogen peroxide decomposer in water-cooled reactors |
| US20040156737A1 (en) * | 2003-02-06 | 2004-08-12 | Rakowski James M. | Austenitic stainless steels including molybdenum |
| US6352670B1 (en) | 2000-08-18 | 2002-03-05 | Ati Properties, Inc. | Oxidation and corrosion resistant austenitic stainless steel including molybdenum |
| US7815848B2 (en) * | 2006-05-08 | 2010-10-19 | Huntington Alloys Corporation | Corrosion resistant alloy and components made therefrom |
| US7985304B2 (en) * | 2007-04-19 | 2011-07-26 | Ati Properties, Inc. | Nickel-base alloys and articles made therefrom |
| DE102008051014A1 (de) | 2008-10-13 | 2010-04-22 | Schmidt + Clemens Gmbh + Co. Kg | Nickel-Chrom-Legierung |
| JP6247977B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2017-12-13 | 株式会社クボタ | アルミナバリア層を有する鋳造製品 |
| US11674212B2 (en) | 2014-03-28 | 2023-06-13 | Kubota Corporation | Cast product having alumina barrier layer |
| JP6627662B2 (ja) * | 2016-06-29 | 2020-01-08 | 日本製鉄株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼 |
| US10456768B2 (en) | 2017-09-12 | 2019-10-29 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Aluminum oxide forming heat transfer tube for thermal cracking |
| FR3082209B1 (fr) | 2018-06-07 | 2020-08-07 | Manoir Pitres | Alliage austenitique avec haute teneur en aluminium et procede de conception associe |
| CN113528924B (zh) * | 2021-07-23 | 2022-04-15 | 承德天大钒业有限责任公司 | 一种镍铌铬中间合金及其制备方法 |
| FR3140380A1 (fr) | 2022-09-30 | 2024-04-05 | Manoir Pitres | ACIER AUSTENITIQUE REFRACTAIRE Fe-Cr-Ni-Al A HAUTE TENEUR EN NICKEL |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR946263A (fr) | 1945-06-13 | 1949-05-30 | Electric Furnace Prod Co | Alliages à base de fer |
| US2994605A (en) * | 1959-03-30 | 1961-08-01 | Gen Electric | High temperature alloys |
| FR1251688A (fr) | 1960-03-18 | 1961-01-20 | Thomson Houston Comp Francaise | Alliages réfractaires |
| FR1267470A (fr) | 1960-09-13 | 1961-07-21 | Alliages nickel, chrome, aluminium résistant à la chaleur | |
| US4035182A (en) * | 1970-07-14 | 1977-07-12 | Sumitomo Metal Industries Ltd. | Ni-Cr-Fe alloy having an improved resistance to stress corrosion cracking |
| JPS5040099B1 (no) * | 1971-03-09 | 1975-12-22 | ||
| JPS5114118A (en) * | 1974-07-25 | 1976-02-04 | Nisshin Steel Co Ltd | Oosutenaitokeitainetsuko |
| FR2333870A1 (fr) * | 1975-12-02 | 1977-07-01 | Pompey Acieries | Alliage refractaire a base de nickel et de chrome possedant une resistance elevee a l'oxydation, a la carburation et au fluage a tres haute temperature |
| US4050928A (en) * | 1976-02-17 | 1977-09-27 | The International Nickel Company, Inc. | Corrosion-resistant matrix-strengthened alloy |
| US4086085A (en) * | 1976-11-02 | 1978-04-25 | Mcgurty James A | Austenitic iron alloys |
-
1978
- 1978-08-15 GB GB7833407A patent/GB2017148B/en not_active Expired
- 1978-08-21 CA CA000309700A patent/CA1119843A/en not_active Expired
- 1978-08-22 US US05/935,800 patent/US4248629A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-08-23 SE SE7808909A patent/SE444583C/sv not_active IP Right Cessation
- 1978-08-23 IT IT26944/78A patent/IT1098274B/it active
- 1978-08-24 NO NO782876A patent/NO150611C/no unknown
- 1978-08-25 DE DE19782837122 patent/DE2837122A1/de not_active Ceased
- 1978-08-25 BR BR7805551A patent/BR7805551A/pt unknown
- 1978-08-31 NL NL7808971A patent/NL7808971A/xx not_active Application Discontinuation
- 1978-09-04 ES ES473067A patent/ES473067A1/es not_active Expired
- 1978-09-14 JP JP11348778A patent/JPS54125118A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL7808971A (nl) | 1979-09-25 |
| JPS54125118A (en) | 1979-09-28 |
| SE444583C (sv) | 1993-03-01 |
| SE444583B (sv) | 1986-04-21 |
| JPS638176B2 (no) | 1988-02-22 |
| NO150611C (no) | 1987-01-07 |
| US4248629A (en) | 1981-02-03 |
| SE7808909L (sv) | 1979-09-23 |
| IT1098274B (it) | 1985-09-07 |
| BR7805551A (pt) | 1979-10-23 |
| NO782876L (no) | 1979-09-25 |
| GB2017148A (en) | 1979-10-03 |
| GB2017148B (en) | 1983-01-12 |
| DE2837122A1 (de) | 1979-09-27 |
| IT7826944A0 (it) | 1978-08-23 |
| ES473067A1 (es) | 1979-10-16 |
| CA1119843A (en) | 1982-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO150611B (no) | Varmebestandige legeringer paa basis av nikkel, krom, carbon og eventuelt jern, samt anvendelse av legeringen | |
| US4765956A (en) | Nickel-chromium alloy of improved fatigue strength | |
| JP6076472B2 (ja) | 良好な加工性、クリープ強度及び耐食性を有するニッケル−クロム−アルミニウム合金 | |
| EP0016225B2 (en) | Use of an austenitic steel in oxidizing conditions at high temperature | |
| US4961903A (en) | Iron aluminide alloys with improved properties for high temperature applications | |
| EP0834580B1 (en) | Alloy having high corrosion resistance in environment of high corrosiveness, steel pipe of the same alloy and method of manufacturing the same steel pipe | |
| US4086085A (en) | Austenitic iron alloys | |
| US2590835A (en) | Alloy steels | |
| US5084238A (en) | High strength heat-resistant low alloy steels | |
| JPS58197248A (ja) | 耐熱性合金 | |
| JPS62227068A (ja) | オ−ステナイト鋼及びその製法 | |
| US4444587A (en) | Brazing alloy | |
| EP0073021B1 (en) | Martensitic heat-resistant steel | |
| JP3905034B2 (ja) | ディーゼルエンジンバルブ用の低コスト、耐蝕および耐熱合金 | |
| US4743318A (en) | Carburization/oxidation resistant worked alloy | |
| JPH04358037A (ja) | ニッケル基耐熱合金 | |
| KR100482706B1 (ko) | 오스테나이트스테인레스강및그의용도 | |
| US3909250A (en) | Oxidation-resistant ferrous alloy | |
| JPS60100640A (ja) | 耐熱耐食性の優れた高クロム合金 | |
| JPH03173732A (ja) | 耐食性の良好なニッケル基合金 | |
| CN1093887C (zh) | 具有良好抗氧化性的奥氏体不锈钢 | |
| JPS60155648A (ja) | 高靭性フエライト系耐熱鋼 | |
| US3826649A (en) | Nickel-chromium-iron alloy | |
| US3607243A (en) | Corrosion resistant nickel-chromium-iron alloy | |
| US2764481A (en) | Iron base austenitic alloys |