NO157458B - Kontinuerlig fremgangsmaate til katalytisk kopolymerisering av propylen med mindre mengder etylen. - Google Patents

Description

Austenitisk rustfritt stål.

Det er kjent at styrken av rustfritt,

austenitisk nikkel-krom stål kan økes ved

koldbearbeidelse og kan økes ytterligere

ved derefter følgende eldning. Stål som kan

gjøres sterkere på denne måten, er stål

hvor austenitten kan omdannes til martensitt, og økningen av styrken beror på at

denne omdannelse frembringes ved koldbearbeidelse.

Rustfritt austenitisk nikkel-krom stål

inneholder vanligvis fra 16 til 26 pst. krom, 6 til 22 pst. nikkel, 0,5 til 2 pst. mangan,

0,5 til 1 pst. silisum og små mengder karbon, f. eks. 0,1 pst. karbon. Andre elementer kan også være til stede i slikt stål,

enten som forurensninger eller som legeringselementer som tilsettes for å frembringe visse ønskede egenskaper. Rustfritt

stål hvor austenitten er stabil ved romtemperatur uten bearbeidelse men kan omdannes til martensitt ved koldbearbeidelse,

er beskrevet som omvandlingsbart austenitisk stål. De elementer som har den mest

viktige virkning på omdannelsesevnen av

rustfritt stål, er nikkel, krom, mangan,

silisium, karbon, nitrogen, kobolt og molybden, og det er blitt påvist at netto-effekten av disse legeringselementer på

omdannelsesevnen kan uttrykkes som den

ekvivalente nikkelindeks (ENI). Dette er

et tall som bestemmes av formelen:

ENI = %Ni+0,68(%Cr)+0,55 (%Mn)+0,45

(%Si)+27(%C + %N)+0,2(%Co) + %Mo.

Generelt er ENI for omvandlingsbart austenitisk rustfritt stål fra 17 til 30.

Skjønt nu strekkfastheten av omvandlingsbart stål kan økes ved koldbearbeidelse, avtar kjervseigheten. Kjervseigheten er den evne hos et metall å flyte plastisk under høy lokalspenning som f. eks. kan foreligge ved bunden av en kjerv eller skåret. Ved å flyte på denne måte kan et metall som er karakterisert ved en til-fredsstillende kjervseighet eller kjervduk-tilitet befri seg selv for lokale spennings-konsentrasjoner. For å fastslå kjervseigheten er kjervspenningsprøven hvor en kjerv- eller skårprøve bringes til brudd ved spenning, anerkjent blant fagfolk. Ved denne prøve fastslåes kjervstyrken, dvs. forholdet mellom minimumsbelastningen som tåles ved et strekkprøvningsforsøk av en kjervprøve, og det opprinnelige mini-mumstverrsnittsareal av prøvestykket. Ved utførelsen av forsøkene må det anvendes spesielt skarpkjervete prøvestykker som har kritisk dimensjonerte skarpe kjerver slik som beskrevet i en artikkel av Espey og andre, publisert i «Proceedings of Ameri-can Society for Testing Materials», bind 59, 1959.

Kjervseigheten alene er ikke et adekvat kriterium for et metalls evne til å elimi-nere høyspenningskonsentrasjon ved plastisk flytning. Forholdet mellom kjervstyrken og bruddfastheten er viktig og skal være minst 0,95 og fortrinnsvis 1. Normalt er dette forhold ikke mer enn 0,9 i omvandlingsbart stål som er blitt koldbe-arbeidet og eldet.

Ved koldbearbeidelse er det klart at det er ønskelig å være i stand til å bearbei-de stålet ved romtemperatur i stedenfor ved temperaturer under 0° (under ^-40°C) som vanligvis kreves for å frembringe om-vandling til austenitt. Det er også ønskelig at stålet skal valses bare i én retning. Imidlertid har det vist seg at skjønt styrken av enkelte rustfrie stålsorter kan økes meget ved koldvalsing til reduksjon av tverrsnittsarealet med 50 pst. eller mer, så har stål da ofte dårligere egenskaper i en retning på tvers av valseretningen.

Oppfinnelsen er basert på den erkjen-nelse at silisiuminnholdet i stålet er kritisk og må være mindre enn 0,15 ^pst. Hvis silisiuminnholdet er mindre enn 0,15 pst. og stålets sammensetning forøvrig reguleres på hensiktsmessig måte, blir det mulig å utføre koldbearbeidelsen ved eller omtrent ved romtemperatur og å tilveiebringe en høy styrke og et høyt forhold mellom kjervstyrken og bruddfastheten i stålet.

Rustfritt stål i henhold til oppfinnelsen inneholder fra 3 til 8 pst. nikkel, 12 til 17 pst. krom, 7 til 13 pst. kobolt, 0,01 til 1 pst. mangan, 0,01 til 0,15 pst. karbon, 0,005 til 0,1 pst. nitrogen, 0 til 5 pst. molybden og ikke mer enn 0,15 pst. silisium, mens resten (bortsett fra forurensninger og tilfeldige elementer som vanligvis er til stede i rustfritt stål) er jern. Innenfor disse om-råder må sammensetningen reguleres slik at den ekvivalente nikkelindeks (ENI) er fra 19,5 til 22.

Tilfeldige elementer som kan være til stede omfatter aluminium, kalsium, magnesium, zirkonium og bor, som kan tilsettes for desoksydering eller rensning av det smeltede stål eller for å forbedre smibar-heten. Normalt er det i stålet til stede ikke mer enn 0,2 pst. aluminium, 0,1 pst. kalsium, 0,1 pst. magnesium, 0,1 pst. zirkonium eller 0,01 pst. bor. De tilfeldige elementer omfatter også kobber som kan være til stede i en mengde av opp til 2 pst.

De forurensninger som er kjent å være skadelige i rustfritt stål, som svovel, fos-for, vismut, antimon, tinn, bly, arsen og beryllium, skal ikke overskride en total-mengde av 0,03 og fortrinnsvis ikke overskride 0,02 pst.

Stål i henhold til oppfinnelsen er austenitisk, dvs. strukturen er i det minste 90 pst. austenitisk, når det fremstilles ved hjelp av én av de vanlige fremgangsmåter for fremstilling av rustfritt stål. Det kan gjøres martensitisk og herdes i den martensitiske tilstand. Et viktig trekk ved oppfinnelsen er en fremgangsmåte ved hvilken stålet deformeres plastisk i temperaturområdet -^15 til 38°C for å bevirke en de-

formering av eller svarende til i det minste 20 pst., men fortrinnsvis ikke mer enn 50

pst., av reduksjon i tverrsnittsarealet og herved omdanne fra 60 til 99 pst. av strukturen til martensitt, og deretter opphetes i den martensitiske tilstand i temperaturområdet 400 til 455 °C i en tid fra 1 til 48 timer.

Før omdannelsen av austenitt til martensitt og herdningen i den martensitiske tilstand varmbearbeides stålet vanligvis og under tiden koldarbeides det. Hvis stålet er blitt bearbeidet, særlig i kold tilstand, er det fordelaktig å utgløde stålet før det ut-settes for plastisk deformering. Utglød-ningstemperaturen kan være fra 980 til 1150°C. Variasjoner i temperaturen innenfor dette område har liten virkning, men utglødning under 980°C bør unngåes som følge av mulig sprødannelse av karbider eller sigmafase.

Den plastiske deformering utføres vanligvis ved valsing, men kan utføres ved trekning, smining, rulleformning, osv. Den kan utføres i mer enn ett trinn, f. eks. ved flere gangers passeringer gjennom en val-semølle eller gjennom en serie av trekk-dyser. Det kan være nødvendig å la stålet bli avkjølt mellom slike passeringer for at det skal ha en temperatur innenfor områ-det ^-15 til 38°C ved starten av hver passering. Valsingen eller en annen behandling må frembringe i rekkefølge plastisk deformering av austenitt, omdannelse av austenitt til martensitt og plastisk deformering av martensitt. Reduksjonen må være (eller svare til) minst 20 pst. i tverr-snittsareal hvis stålets fulle styrke skal bli utviklet ved den påfølgende opphetning. Fordelaktig overskrider ikke reduksjonen 50 pst., da reduksjoner som er større enn 50 pst., f. eks. 60 pst., kan forårsake meka-nisk anistropi og dårlig transvers seighet i produktet hvis det ikke tas spesielle for-holdsregler ved bearbeidelsen for å ned-sette disse virkninger til et minimum.

Når stålet opphetes i den martensitiske tilstand, vil den fulle styrke ikke bli utviklet hvis temperaturen er under 400 eller over 455 °C, og heller ikke hvis varig-heten av opphetningen er for lang eller for kort.

Stålet har fortrinnsvis en sammensetning som er mer bestemt definert enn den som er anført ovenfor, dvs. det inneholder fra 4,5 til 5,5 pst. nikkel, 14,5 til 16 pst. krom, 7,5 til 10 pst. kobolt, 0,1 til 0,5 pst. mangan, 0,04 til 0,09 pst. karbon, 0,01 til 0,05 pst. nitrogen og ikke mer enn 0,1 pst. silisium, og er fritt for molybden og ENI er fra 20 til 21. Hvis deformeringen som frembringes i et slikt stål består av eller svarer til i det minste 30 pst. reduksjon i tverrsnittsarealet, vil stålet normalt ha en strekkfasthet av i det minste 180 kg/mm2 og et forhold mellom skarp-kjervprøven og bruddfastheten av 1 eller større.

Fem eksempler på stål i henhold til oppfinnelsen er som følger:

For sammenlignings skyld er fire noe stemmelse med oppfinnelsen anført i ta-lignende stålsorter som ikke er i overens- bell II.

Det vil sees at stål W og X inneholder bare 3,5 resp. 3,1 pst. kobolt, mens for å oppnå en høy styrke og hardhet må stålet inneholde minst 7 pst. kobolt. Stål Y og Z har en ENI av bare 18,7 resp. 18,5, mens for det samme formål må ENI være fra 19,5 til 22.

Blokker av stål 1 til 5 og W til Z ble vårmsmidd og varmvalset til plater av 12,5 mm's tykkelse og derpå koldvalset til plater av 2,5 mm tykkelse. Platene ble utglødd i 1 time ved 1065°C og luftkjølt til romtemperatur. Ved dette trinn hadde hver av platene av stål 1 til 5 en struktur omfat-tende minst 90 pst. austenitt, opptil 10 pst. martensitt og muligens også deltaferritt i små mengder ikke større enn 1 pst.

Platene ble derpå plastisk deformert ved valsing ved romtemperatur til en reduksjon av tykkelsen med ca. 40 pst., en reduksjon som er omtrent svarende til en reduksjon av tverrsnittsarealet med ca. 40 pst. Valsingen ble utført ved flere passeringer og platene ble kjølt til romtemperatur mellom hver passering De valsete plater som var martensitiske og ca. 1,5 mm tykke, ble behandlet i 24 timer ved 427°C.

Egenskapene av prøvene av de varme-behandlete plater ble fastslått å være som følger:

Økningen i styrke som frembringes ved en riktig varmebehandling etter koldbearbeidelsen fremgår av de resultater som oppnåes med prøve av stål nr. 5, som ble undersøkt i valset form og etter opphetning i 24 timer ved 482 resp. 538°C. Disse resultater er oppført i den nedenstående tabell IV, hvor tallene som er oppnådd ved opphetning ved 427°C er reprodusert fra tabell III ved sammenligning.

Produkter som ble fremstilt av stål i

henhold til oppfinnelsen, omfatter plater,

blikkplater, båndstenger, barrer, rør, smid-de produkter, tråder, ekstruderte produkter, stanseprodukter og presseartikler, og

også forskjellige slags rørprodukter, kob-linger, trykkar, fat, hjuleiker, bolter, skru-er, kirurgiske instrumenter, tannlegeverk-tøy, sager og meisler.

Claims (4)

1. Austenitisk rustfritt stål, karakterisert ved at det inneholder 3 til 8

pst. nikkel, 12 til 17 pst. krom, 7 til 13 pst. kobolt, 0,01 til 1 pst. mangan, 0,01 til 0,15 pst. karbon, 0,005 til 0,1 pst. nitrogen, 0 til 5 pst. molybden og ikke mer enn 0,15 pst. silisium, mens resten, bortsett fra forurensninger og tilfeldige elementer som vanligvis er til stede i rustfritt stål, er jern, og nikkelekvivalentindeksen, nemlig %Ni + 0,68(%Cr)+0,55(%Mn)+0,45(%Si) +27(%C+%N)+0,2(%Co)+%Mn er fra 19,5 til 22.

2. Austenitisk stål som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at det inneholder fra 4,5 til 5,5 pst. nikkel, 14,5 til 16 pst. krom, 7,5 til 10 pst. kobolt, 0,1 til 0,5 pst. mangan, 0,04 til 0,09 pst. karbon, 0,01 til 0,05 pst. nitrogen og ikke mer enn 0,1 pst. silisium, mens resten, bortsett fra forurensninger og tilfeldige elementer som vanligvis er tilstede i rustfritt stål, er jern og nikkelekvivalentindeksen er fra 20 til 21.

3. Fremgangsmåte for behandling av stål i henhold til en av de foregående på-stander og med en struktur hvor i det minste 90 pst. er austenitisk, karakterisert ved at stålet deformeres plastisk i temperaturområdet fra -^-15 til 38°C for å frembringe deformering av eller svarende til i det minste 20 pst. reduksjon i tverrsnittsarealet og herved å omdanne fra 60 til 99 pst. av strukturen til martensitt og deretter opphetes i den martensitiske tilstand i temperaturområdet av 400 til 455°C i en tid av fra 1 til 48 timer.

4. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 3, ved hvilken deformeringen ikke overskrider en mengde svarende til 50 pst.'s reduksjon i tverrsnittsarealet og utgjør i det minste 30 pst.s reduksjon av tverrsnittsarealet.