NO173065B - Legering som omfatter jern, nikkel og krom og anvendelse av denne - Google Patents
Legering som omfatter jern, nikkel og krom og anvendelse av denne Download PDFInfo
- Publication number
- NO173065B NO173065B NO890558A NO890558A NO173065B NO 173065 B NO173065 B NO 173065B NO 890558 A NO890558 A NO 890558A NO 890558 A NO890558 A NO 890558A NO 173065 B NO173065 B NO 173065B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- alloy
- nitrogen
- strength
- alloys
- niobium
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 59
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 59
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 27
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 16
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims description 15
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 27
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 24
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 23
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 14
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 12
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 10
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 7
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 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 claims description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 8
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 4
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 229910019589 Cr—Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 230000000779 depleting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910001068 laves phase Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000003878 thermal aging Methods 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
- C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
-
- 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
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
Oppfinnelsens bakgrunn
Den foreliggende oppfinnelse angår generelt metall-legeringer som inneholder vesentlige mengder jern, nikkel og krom, og mer spesielt med en omhyggelig avbalansert sammensetning som er egnet for anvendelse i aggressive miljøer ved høy temperatur.
Teknikkens stand
Flere har forsøkt å utvikle legeringer som oppviser
høy mekanisk styrke, lave sigingstall og god motstand mot korrosjon ved forskjellige temperaturer. I US patent 3627516 er det angitt at det var velkjent å fremstille legeringer med mekanisk styrke og korrosjonsmotstandsdyktig-het ved i legeringen å innbefatte 30-35% nikkel, 23-27% krom og forholdsvis lite carbon, mangan, silicium, fosfor og svovel. Mekaniske egenskaper av denne legeringstype ble forbedret ved tilsetning av wolfram og molybden. I henhold til US patentet ble denne legering ytterligere forbedret ved tilsetning av niob i en mengde av 0,2-3,0 vekt%. To år senere,
i US patent nr. 3758294, anførte de samme oppfinnere at høy mekanisk styrke, lavt sigingstall og god korrosjons-motstandsdyktighet kunne oppnås med den samme legerings-
type ved i denne å innbefatte 1,0-8,0% niob, 0,3-4,5% wolfram og 0,02-0,25% nitrogen, basert på vekt. I begge patenter angis et carboninnhold i legeringen innen området 0,05-0,85%.
Oppfinnerne, Bellot og Hugo, synes ikke å bekymre seg over deres legeringers varmbearbeidbarhet og fabrikerbarhet. Det er velkjent at carboninnhold over 0,2% sterkt forringer varmbearbeidbarheten og fabrikerbarheten. Flere av legeringene beskrevet av Bellot og Hugo har over 0,2 0% carbon. Kravene i begge deres patenter angir ca. 0,40% carbon. På grunn av disse høye carbonmivåer er slike legeringer vanskelige å varmbearbeide, fabrikere eller reparere.
I US patent 3627516 forsøker de samme oppfinnere å
unngå anvendelse av kostbare legeringselementer, som wolfram og molybden, for å forbedre mekaniske egenskaper ved tilsetning av 0,2-3,0% niob. Men senere i US patent 3758294 finner de samme oppfinnere at wolfram er nødvendig for å
oppnå god sveisbarhet og lett motstandsdyktighet overfor oppkulling. Den veiledning som Bellot og Hugo gir, er således at wolfram, selv om det er kostbart, er nødvendig for å oppnå god sveisbarhet for en korrosjonsmotstands-
dyktig legering.
Carbon og wolfram såvel som andre faste oppløsnings-forsterkningsmidler, som molybden, anvendes i legeringer innen Ni-Cr-Fe-gruppen som generelt har 15-45% nikkel og 15-30% krom, for å gi styrke ved høye temperaturer. An-vendelsen av vesentlige mengder carbon og faste oppløsnings-forsterkningsmidler påvirker den termiske stabilitet på uheldig måte, reduserer motstandsdyktigheten overfor termisk syklisering og øker som regel omkostningene for produktet meget sterkt. Utskillingsherding blir normalt enten begrenset til styrkeforbedringer ved forholdsvis lav temperatur eller er forbundet med problemer med termisk stabilitet og fabrikerbarhet.
I tillegg til disse styrkebetraktninger har kjente legeringer innen denne gruppe bare gjennomsnittlig korrosjons-r-motstandsdyktighet overfor aggressive miljøer ved høy temperatur, som slike som inneholder hydrocarboner, CO, CO2 og svovelforbindelser.
Oppsummering av oppfinnelsen
Den foreliggende oppfinnelse angår en Fe-Ni-Cr-legering med forbedrede mekaniske egenskaper og forbedret varmbearbeidbarhet ved tilsetning av en omhyggelig regulert mengde nitrogen og tilveiebringelse av nitrogen, minst ett av niob, tantal og vanadium,og carbon i et presisert forhold. Niob blir fortrinnsvis tilsatt slik at det utgjør opp til 1% av legeringen, for å danne komplekse carbonitridforbindelsespartikler som dannes mens legeringen er i bruk, og for å befordre styrken. Niob øker.også nitrogenoppløseligheten i legeringen, hvilket muliggjør at et høyere nitrogennivå kan innarbeides i legeringen slik at høyere styrke oppnås. Nærværet av sterke nitriddannere, som aluminium og zirkonium, er begrenset for å unngå for sterk opprinnelig dannelse av grove nitrider under fremstilling av legeringen, og derav følgende styrketap.
Krom er tilstede i konsentrasjoner over 12% for å gi både tilstrekkelig oxydasjonsmotstandsdyktighet og tilstrekkelig nitrogenoppløselighet. I nærvær av niob, vanadium eller tantal i legeringen vil en meget liten mengde titan gi gunstige styrkevirkninger (ikke over 0,2% Ti). Silicium tilsettes i en mengde opp til 3,0% for å optimalisere oxydasjonsmotstandsdyktigheten, men styrken faller markert ved tilsetninger over 1% Si. To grupper av legeringer er således mulige, dvs. opp til 1% Si under oppnåelse av utmerket styrke, og med 1-3% Si hvorved fås lavere styrke, men bedre oxydasjonsmotstandsdyktighet.
Oppfinnelsen angår således en metallegering som i vekt% utgjøres av 25-45% nikkel, 12-32% krom, minst ett av 0,1-2,0% niob, 0,2-4,0% tantal og 0,05-1,0% vanadium, 0,02-0,20% carbon, 0,05-0,50% nitrogen, over 0 og opp til 3% silicium og minst ett av over 0 og opp til 1% aluminium og over 0 og opp til 2% mangan, og dessuten eventuelt opp til 0,2% titan, opp til 5% kobolt, opp til 5% eller 12% samlet molybden og wolfram, opp til 0,02% bor, opp til 0,2% zirkonium og opp til 0,1% samlet yttrium, lanthan, cerium og andre sjeldne jordmetaller, resten jern pluss forurensninger, og metallegeringen er særpreget ved at (C+N)F er over 0,14%og mindre enn 0,29%, idet (C+N) er definert som
Nitrogen i legeringen virker som et fast opp-løsningsforsterkningsmiddel og blir også utskilt som nitrider under bruk, hvilket er en ytterligere forsterk-ningsmekanisme. I henhold til teknikkens stand anvendes legeringer med generelt mindre nikkel enn tilstrekkelig til å gi en stabil austenittisk grunnmasse når legeringeneut— settes for langvarig termisk eldning under bruk ved for-høyet temperatur. Nitrogen virker ved at det stabiliserer den austenittiske struktur, men dersom nikkelmengden er mindre enn 25%, vil straks nitrider er blitt utskilt under bruk på grunn av utsettelse for temperaturer over 538°C, grunn-massen bli utarmet på nitrogen, og legeringene vil være tilbøyelige til å bli sprøe på grunn av sigma-faseutskilling. For å unngå dette inneholder legeringene ifølge oppfinnelsen over 25% Ni, fortrinnsvis over 30% Ni.
Det er kjent at titan i nærvær av nitrogen i en jern-basert legering vil danne uønskede grove titannitridpartikler. Disse nitrider dannes under legeringsfremstilling og bidrar lite til styrke ved bruk under forhøyet temperatur. Ute-lukkelsen av titan fra denne legeringstype gjør at utarming på nitrogen fra den faste oppløsning på den beskrevne måte unngås, men den gir ikke optimal forsterkning. Det har nå vist seg at i nærvær av niob, vanadium eller tantal i legeringen vil en meget liten titanmengde utøve gunstige styrke-økende virkninger så lenge titaninnholdet ikke er over 0,2%. Det tilveiebringes derfor opp til 0,2% titan i legeringene ifølge oppfinnelsen. Som fagfolk vil forstå kan niob, vanadium eller tantal som har en noe større affinitet overfor carbon enn overfor nitrogen, tilsettes til denne legeringstype for å øke nitrogenoppløseligheten uten utarming på hovedmengden av nitrogenet i form av grove primære nitrid-eller nitrogenrike carbonitridpartikler. Over 2,0% niob er uønsket på grunn av tilbøyelighet til å danne skadelig faser,
som Fe2Nb-laves fase eller Ni3Nb orthorombisk fase. Av denne grunn tilveiebringes et forhold mellom niob og carbon av minst 9:1. Uten niob eller en ekvivalent mengde vanadium eller tantal vil tilsetningen av nitrogen ikke gi like god styrke. For å oppnå lignende resultater bør vanadium anvendes i halvparten av vekten eller tantal anvendes i det dobbelte av vekten når de anvendes istedenfor niob.
Silicium tilsettes i en mengde av opp til 3,0%
for å optimalisere oxydasjonsmotstandsdyktigheten. Styrken faller imidlertid merkbart med over 1%. Det kan således
anvendes opp til 1% Si for å oppnå utmerket styrke eller det kan anvendes 1-3% Si for å oppnå lavere styrke,men bedre oxydasjonsmotstandsdyktighet. Sterke nitriddannere, som aluminium og zirkonium, er begrensede for å unngå for sterk dannelse av grovt nitrid under legeringsfremstillingen og derav følgende styrketap under bruk. Krom er tilstede i konsentrasjoner over 12 % for å gi såvel tilstrekkelig oxydasjonsmotstandsdyktighet som nitrogenoppløselighet.
Eksempel 1
For å bestemme innvirkningen av niob på denne legering ble en legering fremstilt med en nominell sammensetning av 33 % Ni, 21 % Cr, 0,7 % Mn, 0,5 % Si, 0,3 % Al, pluss carbon, nitrogen, titan og niob, som angitt i Tabell I, og resten jern. Disse legeringer ble prøvet for å bestemme den tid som var nødvendig for en signing på 1 % under disse temperatur- og påkjenningsbetingelser. Resultatene av denne prøvning er angitt i Tabell I.
Dataene antyder at Ti binder N preferensielt i forhold til carbon under dannelse av TiN, eventuelt sammen med en del Ti (C, N) . <N>:b binder C pref erensielt fremfor N så lenge forholdet C/Nb holder seg forholdsvis konstant, N er tilgjengelig for å danne forsterkende C^N- og NbN-utskillin-ger eller for å gi forsterkning av fast oppløsning. Styrke-nivåene oppvist av legeringene C, D og E er således nesten de samme. Det bør bemerkes at når nitrogen tilsettes for å erstatte carbon med mer enn 2:1 uten N.b, virker dette lite styrkeforbedrende, som tilkjennegitt ved legeringene A og F i forhold til legeringen E. Ganske enkelt å tilsette Kb til en legering som inneholder Ti fører heller ikke til noen betydelig forbedret styrke, som tilkjennegitt ved en sammen-ligning mellom legeringene G og legeringen A. Endelig ga legeringene med titankonsentrasjoner på 0,40 og 0,45 dårlige bruksresultater, og dette antyder at slike høye titankonsen-tras joner er skadelige.
Eksempel 2
Virkningen av nitrogen og carbon avdekkes ved prøv-ninger av flere legeringer med samme nikkel-, krom-, mangan-, silicium- og aluminiuminnhold som de jernbaserte legeringer ifølge eksempel 1 og med det carbon-, nitrogen-, titan- og niobinnhold som er angitt i Tabell II og Tabell IIA.
Dataene i Tabell II viser at styrken øker med økende (C+N). Over 0,14 % "fritt" (C+N) er nødvendig for å oppnå god høytemperaturstyrke. Ved en niobkonsentrasjon på 0,20 %, en carbonkonsentrasjon på 0,05 % og et nitrogeninnhold på 0,02 %
(de minimumsverdier som er fremsatt av Bellot og Hugo) er det "frie" (C+N) = 0,05 % som ikke er tilstrekeklig for god styrke. For å oppnå det nødvendige minimum på 0,14 % "fritt" (C+N) med carbon i en mengde av 0,05 % er minst 0,11 % nitrogen nødvendig. Ved en niobkonsentrasjon på 0,50 % og en carbonkonsentrasjon på 0,05 % er en nitrogenkonsentrasjon på 0,15 % nødvendig for å oppnå "fritt" (C+N) over 0,14 %. Dersom carboninnholdet øker til 0,10 % for det samme niobinnhold, er over 0,10 % nitrogen fremdeles nødvendig for å oppnå det ønskede nivå av "fritt"
(C+N). Endelig tilkjennegis ved en tredje konsentrasjon av niob på 1,0% fremdeles en relasjon mellom carbon og nitrogen. Med et carboninnhold på 0,05% er et nitrogeninnhold på over 0,20% nødvendig for at fritt (C+N) skal være over 0,14%. Ved C = 0,10% er en høyere N-konsentrasjon enn 0,15% nødvendig, og ved C=0,15%
er en N-konsentrasjon på over 0,10 % nødvendig. For å oppnå akseptable styrkenivåer må derfor (C+N) være høyere enn 0,14 % + Nb
9
Tabell IIA viser at den termiske stabilitet for mate-rialer med høy (C+N)-konsentrasjon kan være dårlig. For å opp-rettholde tilstrekkelig stabilitet bør "fritt" (C+N) være mindre enn 0,29 %. (C+N) må derfor være mindre enn 0,29 % + De kritiske områder for (C+N) ved fire konsentrasjoner for Nb er således som følger:
5
Eksempel 3
Det kritiske ved titan fremgår av sigingsdata legeringene I, K, L og M som har lignende basismaterialer som de andre undersøkte legeringer. Sigingsdataene for disse legeringer som ble undersøkt ved 760° C og 914 kg/cm er gjengitt i Tabell III. I denne tabell er legeringene oppført i rekkefølge med stigende titaninnhold. Disse data antyder at ethvert titan er gunstig. Dataene fra Tabell I antyder imidlertid en øvre titangrense på ikke over 0,40 %.
i
Eksempel 4
Silicium er en viktig bestanddel i legeringen.
Dets innvirkning er vist i Tabell IV; Dataene i denne tabell antyder at silicium må reguleres omhyggelig for å oppnå opti-' male egenskaper. Lave konsentrasjoner av silicium er fint.
Når imidlertid siliciumkonsentra sjonene når og overskrider
2 %, faller oppførselen skarpt. Dette skyldes tilsynelatende
siliciumnitrid som er blitt dannet i økende mengder etter hvert som siliciumkonsentrasjonen.øker.
)
Eksempel 5
Dataene vist i Tabell V avdekker at nærværet av zirkonium i en mengde av 0,02 % reduserer sigingstiden drama-tisk. Når aluminiuminnholdet nærmer seg 1,0 %, frembringer dette også et lignende resultat.
Basert på dataene fra Tabellene I-V ble legeringene I og to andre legeringer, U og V, valgt, og disse ga de sigingsdata som er gjengitt i Tabell VI.
Legeringene I og V lar seg gunstig sammenligne med
» legeringer i henhold til teknikkens stand hva gjelder mekaniske egenskaper, som vist i Tabellene VII, VIII og IX.
Fra de data som er omtalt ovenfor ble det funnet at
en legering som utgjøres av 25 - 45% nikkel, 12 - 32% krom, minst ett av 0,1 - 2,0% niob, 0,2 - 4,0% tantal og 0,05 -1,0% vanadium, 0,02-0,20% carbon, og 0,05 - 0,05% nitrogen, idet resten i det vesentlige utgjøres av jern pluss forurensninger, har gode varmbeårbeids- og.fabrikerbarhetsegenskaper forut-satt at (C+n)„ er over 0,14% og mindre enn 0,29%. (C+N)_ er
definert ved
Silicium er tilstede i leger-
ingen, men det overskridér ikke 3 vekt%. Opp til 1% silicium har utmerket styrke, mens 1-3% silicium har lavere styrke, men bedre oxydasjonsmotstandsdyktighet. Titan kan også tilsettes for å forbedre sigingsmotstanden. Imidlertid bør ikke over 0,20% titan anvendes. Minst ett av mangan og aluminium er tilstede i legeringen for å forsterke motstandsdyktigheten mot det omgivende miljø, men mengdene er begrenset til ikke over 2,0% Mn og ikke over 1% Al.
Bor, molybden, wolfram og kobolt kan tilsettes i moderate mengder for ytterligere å forbedre styrken yad for-høyede temperaturer. Borinnhold opp til 0,02 % vil forbedre sigingsstyrken, men høyere konsentrasjoner vil forringe sveis-barheten merkbart. Molybden og wolfram vil i en mengde opp til 5 % gi ytterligere styrke uten at dette i betydelig grad går ut over varmestabiliteten. Høyere konsentrasjoner vil gi et visst målbart tap av varmestabilitet, men kan opp til et kombinert
innhold av 12 % gi betydelig ytterligere styrkeøkning.
Claims (4)
1. Metallegering som i vekt% utgjøres av 25-45% nikkel, 12-32% krom, minst ett av 0,1-2,0% niob, 0,2-4,0% tantal og 0,05-1,0% vanadium, 0,02-0,20% carbon, 0,05-0,50% nitrogen, over 0 og opp til 3% silicium og minst ett av over 0 og opp til 1% aluminium og over 0 og opp til 2% mangan, og dessuten eventuelt opp til 0,2% titan, opp til 5% kobolt, opp til 5% eller 12% samlet molybden og wolfram, opp til 0,02% bor, opp til 0,2% zirkonium og opp til 0,1% samlet yttrium, lanthan, cerium og andre sjeldne jordmetaller, resten jern pluss forurensninger, karakterisert ved at (C+N)F er over 0,14% og mindre enn 0,29%, idet (C+N)_ r er definert som
2. Metallegering ifølge krav 1, hvor nikkelinnholdet er 30-42% og krominnholdet er 20-32% og at den dessuten inneholder over 0 og opp til 0,2% titan, karakterisert ved at (C+N)p da er definert som
3. Metallegering ifølge krav 1 eller 2, inneholdende 30-42% nikkel og 20-32% krom,
karakterisert ved at den dessuten inneholder ett av 0,02-1,0% niob, 0,2-4,0% tantal og 0,05-1,0% vanadium, og 0,02-0,15% carbon.
4. Anvendelse av legeringen ifølge krav 1 eller 2 i form av støpegods.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/154,606 US4853185A (en) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Nitrogen strengthened Fe-Ni-Cr alloy |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO890558D0 NO890558D0 (no) | 1989-02-09 |
| NO890558L NO890558L (no) | 1989-08-11 |
| NO173065B true NO173065B (no) | 1993-07-12 |
| NO173065C NO173065C (no) | 1993-10-20 |
Family
ID=22552005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO890558A NO173065C (no) | 1988-02-10 | 1989-02-09 | Legering som omfatter jern, nikkel og krom og anvendelse av denne |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4853185A (no) |
| JP (1) | JPH0798983B2 (no) |
| KR (1) | KR930005898B1 (no) |
| AT (1) | AT396118B (no) |
| BR (1) | BR8806368A (no) |
| CA (1) | CA1311374C (no) |
| CH (1) | CH676607A5 (no) |
| DE (1) | DE3903682A1 (no) |
| FI (1) | FI94062C (no) |
| FR (1) | FR2626893B1 (no) |
| GB (1) | GB2215737B (no) |
| HK (1) | HK21197A (no) |
| IT (1) | IT1228309B (no) |
| NL (1) | NL193408C (no) |
| NO (1) | NO173065C (no) |
| SE (1) | SE505535C2 (no) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4981647A (en) * | 1988-02-10 | 1991-01-01 | Haynes International, Inc. | Nitrogen strengthened FE-NI-CR alloy |
| DE4130140C1 (no) * | 1991-09-11 | 1992-11-19 | Krupp-Vdm Ag, 5980 Werdohl, De | |
| US5328499A (en) * | 1993-04-28 | 1994-07-12 | Inco Alloys International, Inc. | Mechanically alloyed nickel-base composition having improved hot formability characteristics |
| DE4342188C2 (de) * | 1993-12-10 | 1998-06-04 | Bayer Ag | Austenitische Legierungen und deren Verwendung |
| WO1999061673A1 (en) | 1998-05-27 | 1999-12-02 | U.S. Department Of Commerce And National Institute Of Standards And Technology | High nitrogen stainless steel |
| US20040156737A1 (en) * | 2003-02-06 | 2004-08-12 | Rakowski James M. | Austenitic stainless steels including molybdenum |
| US7118636B2 (en) * | 2003-04-14 | 2006-10-10 | General Electric Company | Precipitation-strengthened nickel-iron-chromium alloy |
| US7749432B2 (en) * | 2005-01-19 | 2010-07-06 | Ut-Battelle, Llc | Cast, heat-resistant austenitic stainless steels having reduced alloying element content |
| US20060275168A1 (en) * | 2005-06-03 | 2006-12-07 | Ati Properties, Inc. | Austenitic stainless steel |
| US20090053100A1 (en) * | 2005-12-07 | 2009-02-26 | Pankiw Roman I | Cast heat-resistant austenitic steel with improved temperature creep properties and balanced alloying element additions and methodology for development of the same |
| US7985304B2 (en) | 2007-04-19 | 2011-07-26 | Ati Properties, Inc. | Nickel-base alloys and articles made therefrom |
| WO2009044796A1 (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-09 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | オーステナイト系ステンレス鋼 |
| US20090129967A1 (en) | 2007-11-09 | 2009-05-21 | General Electric Company | Forged austenitic stainless steel alloy components and method therefor |
| CN113817950B (zh) * | 2021-07-15 | 2022-10-14 | 新疆八一钢铁股份有限公司 | 一种lf炉用氮气稳定控氮的方法 |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2121391A (en) * | 1933-11-30 | 1938-06-21 | Rustless Iron & Steel Corp | Noncorrodible alloy articles and method of making same |
| US2398702A (en) * | 1941-02-26 | 1946-04-16 | Timken Roller Bearing Co | Articles for use at high temperatures |
| DE959681C (de) * | 1943-08-14 | 1957-03-07 | Eisen & Stahlind Ag | Schaufeln und aehnlich beanspruchte Bauteile von Gasturbinen und andere gleich oder aehnlich beanspruchte Gegenstaende |
| US2423615A (en) * | 1944-10-12 | 1947-07-08 | Lawrence H Pecher | Fishing lure |
| US2513467A (en) * | 1946-05-09 | 1950-07-04 | Union Carbide & Carbon Corp | Alloy article for use at elevated temperatures |
| US3065067A (en) * | 1959-01-21 | 1962-11-20 | Allegheny Ludlum Steel | Austenitic alloy |
| US3306736A (en) * | 1963-08-30 | 1967-02-28 | Crucible Steel Co America | Austenitic stainless steel |
| AT289170B (de) * | 1967-06-19 | 1971-04-13 | Boehler & Co Ag Geb | Chrom-Nickel-Stahl mit erhöhter Korrosionsbeständigkeit gegenüber oxydierend wirkenden Angriffsmedien |
| BE790057Q (fr) * | 1967-07-24 | 1973-02-01 | Pompey Acieries | Nouvel alliage a base de fer et ses diverses |
| US3561953A (en) * | 1968-03-19 | 1971-02-09 | Toyota Motor Co Ltd | Austenitic heat-resisting steel containing nickel, chromium and manganese |
| BE790197Q (fr) * | 1970-03-23 | 1973-02-15 | Pompey Acieries | Alliage refractaire a base de fer resistant aux temperatures elevees eta la recarburation |
| FR2123768A6 (no) * | 1971-01-29 | 1972-09-15 | Pompey Acieries | |
| JPS5040099B1 (no) * | 1971-03-09 | 1975-12-22 | ||
| SE419102C (sv) * | 1974-08-26 | 1985-12-23 | Avesta Ab | Anvendning av ett kromnickelstal med austenitisk struktur till konstruktioner som erfordrar hog extrem krypbestendighet vid konstant temperatur upp till 1200?59c |
| JPS589829B2 (ja) * | 1977-03-07 | 1983-02-23 | 三菱マテリアル株式会社 | 高温耐食性、高温耐酸化性、および高温強度を有する鉄基合金 |
| DE2743346C3 (de) * | 1977-09-27 | 1980-04-03 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur Herstellung von Hydroxylammoniumsalzen |
| JPS5521547A (en) * | 1978-08-01 | 1980-02-15 | Hitachi Metals Ltd | Austenite stainless steel having high strength and pitting corrosion resistance |
| JPS5698455A (en) * | 1980-01-10 | 1981-08-07 | Kubota Ltd | Ion-based heat-resisting cast alloy |
| JPS5698457A (en) * | 1980-01-10 | 1981-08-07 | Kubota Ltd | Iron-based heat-resisting cast alloy |
| JPS596910B2 (ja) * | 1981-01-12 | 1984-02-15 | 株式会社クボタ | 耐熱鋳鋼 |
| CA1190771A (en) * | 1981-04-27 | 1985-07-23 | Junichi Sugitani | Heat resistant alloy excellent in bending property and ductility after aging and its products |
| US4400211A (en) * | 1981-06-10 | 1983-08-23 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Alloy for making high strength deep well casing and tubing having improved resistance to stress-corrosion cracking |
| US4400210A (en) * | 1981-06-10 | 1983-08-23 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Alloy for making high strength deep well casing and tubing having improved resistance to stress-corrosion cracking |
| JPS58125396A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-26 | Hitachi Ltd | オ−ステナイト系溶接構造物 |
| US4489040A (en) * | 1982-04-02 | 1984-12-18 | Cabot Corporation | Corrosion resistant nickel-iron alloy |
| JPS58196192A (ja) * | 1982-05-10 | 1983-11-15 | Hitachi Ltd | 高温用オ−ステナイト系溶接構造物 |
| JPS58217662A (ja) * | 1982-06-11 | 1983-12-17 | Nippon Steel Corp | 使用中脆化に抵抗のある高強度、高耐食性ボイラチユ−ブ |
| US4523951A (en) * | 1982-12-14 | 1985-06-18 | Earle M. Jorgensen Co. | Stainless steel |
| JPS59173249A (ja) * | 1983-03-19 | 1984-10-01 | Nippon Steel Corp | オ−ステナイト系耐熱合金 |
| DE3407307A1 (de) * | 1984-02-24 | 1985-08-29 | Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf | Verwendung einer korrosionsbestaendigen austenitischen eisen-chrom-nickel-stickstoff-legierung fuer mechanisch hoch beanspruchte bauteile |
| DE3407305A1 (de) * | 1984-02-24 | 1985-08-29 | Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf | Verwendung einer korrosionsbestaendigen austenitischen legierung fuer mechanisch hoch beanspruchte, schweissbare bauteile |
-
1988
- 1988-02-10 US US07/154,606 patent/US4853185A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-11-02 SE SE8803982A patent/SE505535C2/sv unknown
- 1988-11-14 JP JP63285955A patent/JPH0798983B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-15 FR FR8814810A patent/FR2626893B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-02 BR BR888806368A patent/BR8806368A/pt not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-01-30 KR KR1019890000985A patent/KR930005898B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1989-02-01 FI FI890471A patent/FI94062C/fi not_active IP Right Cessation
- 1989-02-02 CH CH351/89A patent/CH676607A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1989-02-06 CA CA000590396A patent/CA1311374C/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-02-08 GB GB8902742A patent/GB2215737B/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-02-08 DE DE3903682A patent/DE3903682A1/de not_active Ceased
- 1989-02-08 NL NL8900314A patent/NL193408C/nl not_active IP Right Cessation
- 1989-02-09 IT IT8919364A patent/IT1228309B/it active
- 1989-02-09 NO NO890558A patent/NO173065C/no not_active IP Right Cessation
- 1989-02-09 AT AT0028089A patent/AT396118B/de not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-02-27 HK HK21197A patent/HK21197A/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO890558D0 (no) | 1989-02-09 |
| NO173065C (no) | 1993-10-20 |
| SE8803982L (sv) | 1989-08-11 |
| BR8806368A (pt) | 1990-07-24 |
| GB8902742D0 (en) | 1989-03-30 |
| KR930005898B1 (ko) | 1993-06-25 |
| IT8919364A0 (it) | 1989-02-09 |
| ATA28089A (de) | 1992-10-15 |
| FI94062B (fi) | 1995-03-31 |
| CA1311374C (en) | 1992-12-15 |
| FI890471A (fi) | 1989-08-11 |
| FR2626893B1 (fr) | 1994-04-15 |
| SE8803982D0 (sv) | 1988-11-02 |
| GB2215737B (en) | 1992-05-06 |
| IT1228309B (it) | 1991-06-11 |
| DE3903682A1 (de) | 1989-08-24 |
| HK21197A (en) | 1997-02-27 |
| GB2215737A (en) | 1989-09-27 |
| CH676607A5 (no) | 1991-02-15 |
| NL193408C (nl) | 1999-09-06 |
| NL193408B (nl) | 1999-05-03 |
| FR2626893A1 (fr) | 1989-08-11 |
| FI94062C (fi) | 1995-07-10 |
| FI890471A0 (fi) | 1989-02-01 |
| US4853185A (en) | 1989-08-01 |
| NL8900314A (nl) | 1989-09-01 |
| SE505535C2 (sv) | 1997-09-15 |
| KR890013204A (ko) | 1989-09-22 |
| NO890558L (no) | 1989-08-11 |
| JPH0798983B2 (ja) | 1995-10-25 |
| AT396118B (de) | 1993-06-25 |
| JPH01252758A (ja) | 1989-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5298093A (en) | Duplex stainless steel having improved strength and corrosion resistance | |
| EP0016225B2 (en) | Use of an austenitic steel in oxidizing conditions at high temperature | |
| NO173065B (no) | Legering som omfatter jern, nikkel og krom og anvendelse av denne | |
| EP0381121B1 (en) | High-strength heat-resistant steel with improved workability | |
| US5211909A (en) | Low-alloy heat-resistant steel having improved creep strength and toughness | |
| US5543109A (en) | Heat resistant high chromium austenitic alloy excellent in strength at elevated temperatures | |
| JPS5817820B2 (ja) | 高温用クロム鋼 | |
| US4560408A (en) | Method of using chromium-nickel-manganese-iron alloy with austenitic structure in sulphurous environment at high temperature | |
| JPH02232345A (ja) | 耐食、耐酸化性に優れた高強度高クロム鋼 | |
| KR20100092021A (ko) | 가혹한 오일 및 가스 환경을 위한 초고강도 합금 및 제조방법 | |
| US5997806A (en) | Heat-resisting cast steel | |
| US4981647A (en) | Nitrogen strengthened FE-NI-CR alloy | |
| US4892704A (en) | Low Si high-temperature strength steel tube with improved ductility and toughness | |
| US5194221A (en) | High-carbon low-nickel heat-resistant alloys | |
| US5316721A (en) | Heat-resistant alloy having high creep rupture strength under high-temperature low-stress conditions and excellent resistance to carburization | |
| US3266876A (en) | Ferrous weld deposit and structure | |
| JPS61231139A (ja) | 高強度フエライト系耐熱鋼 | |
| US4222771A (en) | High chromium steel of mixed structure containing ferrite for high temperature use | |
| US4194909A (en) | Forgeable nickel-base super alloy | |
| US5972287A (en) | Heat-resisting steel | |
| US5814274A (en) | Low-Cr ferritic steels and low-Cr ferritic cast steels having excellent high teperature strength and weldability | |
| JPH07138708A (ja) | 高温強度と熱間加工性の良好なオーステナイト鋼 | |
| US4486231A (en) | Dual phase stainless steel suitable for use in sour wells | |
| US5330705A (en) | Heat resistant alloys | |
| EP0754774A1 (en) | Steam turbine rotor materials for high-temperature applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK1K | Patent expired |