NO177604B - Austenittisk rustfritt stål - Google Patents

Austenittisk rustfritt stål Download PDF

Info

Publication number
NO177604B
NO177604B NO910151A NO910151A NO177604B NO 177604 B NO177604 B NO 177604B NO 910151 A NO910151 A NO 910151A NO 910151 A NO910151 A NO 910151A NO 177604 B NO177604 B NO 177604B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
steel
content
max
resistance
corrosion
Prior art date
Application number
NO910151A
Other languages
English (en)
Other versions
NO910151D0 (no
NO177604C (no
NO910151L (no
Inventor
Peter Stenvall
Mats Liljas
Bengt Wallen
Original Assignee
Avesta Sheffield Ab
Avesta Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Avesta Sheffield Ab, Avesta Ab filed Critical Avesta Sheffield Ab
Publication of NO910151D0 publication Critical patent/NO910151D0/no
Publication of NO910151L publication Critical patent/NO910151L/no
Publication of NO177604B publication Critical patent/NO177604B/no
Publication of NO177604C publication Critical patent/NO177604C/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/082Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C30/00Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Dowels (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Pens And Brushes (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Austenittisk rustfritt stål med høy fasthet, god slagseighet, god sveisoarhet og høy korrosjonsbestandighet, spesielt grop- og spaltkorrosjonsresistens. Stålet inneholder i vekt-*:. maks. 0,08 C. maks. 1,0 Si. mer enn 0,5 og høyst 6 Mn. mer enn 19 og høyst 28 Cr. mer enn 17 og høyst 25 Ni. mer enn 7,0 og høyst 10 Mo. 0,4 - 0,7 N. fra spor opptil 2 Cu. 0 - 0,2 Ce. resten vesentlig kun Jern, forurensninger og acccessoriske elementer i normale innhold.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et austenittisk rustfritt stål med høy fasthet, god slagseighet, god sveisbarhet og høy korrosjonsbestandighet, spesielt god punkt- og spaltkorrosjonsresistens.
Da det rustfrie, austenittiske stålet, Avesta 254 SMO^, som inneholder drøyt b<t> molybden, (US-A-4 078 920) ble introdu-sert på markedet for mer enn 10 år siden, så innebar dette et betydningsfullt teknisk fremskritt ettersom korrosjons- og fasthetsegenskapene var betydelig bedre enn de hos eksister-ende høylegerte stål. I dag finnes det også ferrittiske og ferrittaustenittiske stål med omtrent samme korrosjonsbestandighet som Avesta 254 SM0<R>.
En måte å øke korrosjonsbestandigheten hos et austenittisk rustfritt stål på, er å legere dette med nitrogen, hvilket i og for seg allerede har blitt benyttet i ovennevnte stål Avesta 154 SMO^, som inneholder drøyt 0,2$ nitrogen. Det er kjent at nitrogenoppløseligheten kan økes ytterligere dersom stålets mangan- eller krominnhold økes.
Det finnes imidlertid mange anvendelsesområder hvor dagens beste rustfrie stål ikke har tilstrekkelig korrosjonsbestandighet. Dette gjelder spesielt i aggressive klorid-oppløsninger der risikoen for gropkorrosjon og spaltkorrosjon er stor, samt i sterke syrer. I slike tilfeller er man derfor henvist til meget dyre materialer slik som nikkelbasislegeringer. Det er derfor et behov for et materiale som er billigere enn nikkelbasislegeringer, men som har en korrosjonsbestandighet, spesielt hva angår grop- og spaltkorrosjon, som ligger på nivå med den til nikkelbasislegeringene.
For å oppnå den forbedrede korrosjonsresistensen som er ønskelig for ledninger, apparater og andre anordninger innenfor det ovenfor angitte og andre anvendelsesområder, så kreves det at det totale innhold av de elementer som fremmer korrosjonsbestandigheten forhøyes sterk sammenlignet med dagens etablerte høylegerte austenittiske rustfrie stål, f. eks. av typen Avesta 254 SMO<R>. Høye innhold av de i sammenhengen særlig betydningsfulle legeringselementene krom og molybden øker imidlertid stålets tilbøyelighet til utskilling av intermetalliske faser. Dersom utskillings-tilbøyeligheten er sterk, kan dette lede til problemer ved tilvirking og i forbindelse med sveising samtidig som det kan forringe korrosjonsmotstanden.
En måte å minske eller unngå utskilling av intermetalliske faser på, er å legere stålet med et høyt nitrogeninnhold. Samtidig kan nitrogen i seg selv forbedre stålets grop- og spaltkorrosjonsresistens. Krom har imidlertid høy affinitet til nitrogen og danner lett kromnitrider ved alt for høye krom- og nitrogeninnhold, hvilket er et annet problem ved disse ståltypene. For å tilveiebringe høye nitrogeninnhold i austenittiske rustfrie stål kreves det også at nitrogen-oppløseligheten i smeltefase er tilstrekkelig høy. En øket nitrogenoppløselighet i smeltefase kan oppnås ved økede innhold av krom og mangan. Krom i høye innhold kan imidlertid som nevnt ovenfor gi risiko for dannelse av kromnitrider. Tidligere har man i de fleste tilfellene tilsatt meget høye innhold av mangan, dvs. mer enn 6$ mangan, for å øke stålets nitrogenoppløselighet slik at man kan oppnå nitrogeninnhold på over 0,4$. Slike høye manganinnhold kan imidlertid i sin tur medføre visse problemer. Således forverrer de ferskingen av stålet og sliter på foringen i konverteren.
Formålet med foreliggende oppfinnelse er derfor å tilveiebringe et sveisbart, austenittisk rustfritt stål med høy fasthet, god slagseighet og med grop- og spaltkorrosjonsresistens som er sammenlignbart med ett eller flere av dagens nikkelbasislegeringer.
Spesielt har oppfinnelsen som formål å tilveiebringe et materiale som med fordel kan benyttes innen f.eks. følgende anvendelsesområder:
innen offshoreindustrien (havvann, sur olje og gass)
for varmevekslere og kjølere (havvann)
for avsaltningsanlegg (saltvann)
for utstyr for røkgassrensing (kloridholdige syrer)
for apparater for røkgasskondensering (sterke syrer)
i svovel- og fosforsyrefabrikker (sterke syrer)
for ledninger og apparater for olje og gassutvinning (sur
olje og gass)
for apparater og ledninger i celluloseblekeanlegg og i kloratfabrikker (kloridholdige, oksyderende syrer,
respektive oppløsninger)
for tankbåter og tankbiler (alle slag av kjemikalier).
Det har ved utviklingen av foreliggende oppfinnelse overraskende vist seg at nitrogeninnholdet 0,4$ kan oppnås med klart lavere manganinnhold og dessuten også vist seg at mangan senker stålets korrosjonsmotstand. Et spesielt formål med oppfinnelsen er derfor fortrinnsvis også å avpasse stålets legeringssammensetning slik at man kan oppnå det ønskede høye nitrogeninnhold til tross for et relativt moderat innhold av mangan i stålet.
Disse og andre formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved at det er tilveiebragt et austenittisk rustfritt stål med høy fasthet, god slagseighet, god sveisbarhet og god korrosjonsbestandighet, spesielt god grop- og spaltkorrosjonsresistens, og dette stålet er kjennetegnet ved at det i vekt-$ inneholder :
maks. 0,08 C
fra spor til 1,0 Si
0,5 - 6 Mn 19 - 28 Cr 17 - 25 Ni
7,0 - 10 Mo
0,4 - 0,7 N
fra spor til 2 Cu
0 - 0,2 Ce
resten kun jern, og forurensninger i normale innhold.
Foruten de nevnte legeringselementene kan stålet også inneholde andre elementer i mindre innhold, forutsatt at disse ikke negativt påvirker de ovennevnte ønskede egenskaper hos stålet. F.eks. kan stålet således inneholde bor i et innhold opptil 0,005$ B for ytterligere å øke stålets varmbearbeidbarhet. I det tilfellet stålet inneholder cerium, så inneholder stålet normalt også andre sjeldenjordart-metaller, siden disse elementene inklusive cerium vanligvis tilsettes i form av mischmetall. Videre kan også kalsium, magnesium eller aluminium tilsettes til stålet i innhold opptil 0,01$ av respektive elementer til forskjellige formål.
Når det gjelder de forskjellige legeringselementene, så er videre følgende aktuelt.
Karbon er i dette stålet å betrakte som et ikke-ønskelig element siden karbon i meget sterk grad senker nitrogen-oppløseligheten i smelte. Karbon øker også tilbøyeligheten til utskilling av skadelige kromkarbider og bør derfor ikke forekomme i innhold over 0,08$, fortrinnsvis ikke over 0,05$ og hensiktsmessig ikke over 0,03$.
Silisium øker tendensen til utskilling av intermetalliske faser samt senker i sterk grad stålets nitrogenoppløselighet i smelte. Silisium kan derfor forekomme i et innhold som omfatter fra spor til maks. 1,0$, fortrinnsvis maks. 0,7$, hensiktsmessig maks. 0,5$.
Krom er et meget betydningsfullt element i dette stålet på samme måte som i alle rustfrie ståltyper. Krom øker generelt korrosjonsresistensen. Det forhøyer også nitrogenoppløselig-heten i smelte sterkere enn de øvrige elementene i stålet. Krom skal derfor forekomme i stålet i et innhold på minst 19$.
Krom øker dog, spesielt i kombinasjon med molybden og silisium, tilbøyeligheten til utskilling av intermetalliske faser og i kombinasjon med nitrogen også tilbøyeligheten til utskilling av nitrider. Dette har betydning f.eks. ved sveising og varmebehandling. Av denne grunn begrenses krominnhold til høyst 28$, fortrinnsvis til maks. 27$, hensiktsmessig maks. 26$.
Molybden tilhører de viktigste elementene i dette stålet ved at det kraftig øker korrosjonsresistensen, spesielt mot grop-og spaltkorrosjon, samtidig som elementet øker nitrogen-oppløseligheten i smelte. Tendensen til utskilling av nitrider minsker også med økende molybdeninnhold. Stålet skal derfor inneholde mer enn 7,0$ Mo, fortrinnsvis minst 7,2$ Mo. Ved et så høyt molybdeninnhold kan man riktignok frykte problemer ved varmvalsing og kaldvalsing, men ved å avpasse innholdet av øvrige legeringselementer ifølge oppfinnelsen, så har man også ved foreliggende høye molybdeninnhold på vellykket måte lykkes å varmvalse og kaldvalse stålet uten problemer. Det kan imidlertid oppstå problemer med hensyn til varmbearbeidbarheten ved altfor høye molybdeninnhold. Dessuten øker molybdentilbøyeligheten til utskilling av intermetalliske faser, f.eks. ved sveising og varmebehandling. Derfor må molybdeninnholdet ikke overstige 10$, fortrinnsvis ikke overstige 9$ og hensiktsmessig ikke overstige 8,5$.
Nitrogen er også et sentralt legeringselement i foreliggende stål. Nitrogen forårsaker en sterk økning av punkt- og spaltkorrosjonsresistensen samt forhøyer fastheten radikalt, samtidig som god slagseighet og formbarhet bibeholdes. Samtidig er nitrogenet et billig legeringsmateriale ettersom det kan legeres inn i stålet via luft- og nitrogengass-blanding ved fersking i konverter.
Nitrogen er også et sterkt austenittstabiliserende legeringselement hvilket også gir flere fordeler. Ved sveising så seigrer en del legeringselementer kraftig. Dette gjelder fremfor alt molybden som forekommer i høye innhold i stålet ifølge oppfinnelsen. I de interdendrittiske områdene blir molybdeninnholdene oftest så høye at risikoen er meget stor for utskilling av intermetalliske faser. Ved forsknings-arbeide med foreliggende stål har det overraskende vist seg at austenittstabiliteten er så høy at de interdendrittiske områdene, til tross for meget høye molybdeninnhold, beholder sin austenittiske mikrostruktur. Den høye austenittstabiliteten er fordelaktig ved f.eks. sveising uten tilsatsmate-riale ettersom den gjør at sveisegodset får ekstremt lave innhold av sekundære faser og dermed får høyere duktilitet og korrosjonsbestandighet.
De mest vanlig forekommende intermetalliske fasene i denne typen av stål er Laves-fase, sigmafase og chi-fase. Samtlige av disse faser har meget lav eller ingen oppløselighet i det hele tatt av nitrogen. Nitrogenet kan av denne grunn forsinke utskilling av Laves-fase samt av sigma- og chi-fase. Et høyere nitrogeninnhold øker således stabiliteten overfor utskilling av nevnte intermetalliske faser. På grunn av dette skal nitrogen forekomme i stålet i et laveste innhold av 0,4$, fortrinnsvis minst 0,45$ N.
Ved altfor høye nitrogeninnhold øker imidlertid tilbøyelig-heten til utskilling av nitrider. Høye nitrogeninnhold medfører dessuten at varmbearbeidbarheten senkes. Nitrogen-innholdene i stålet får derfor ikke overstige 0,7$, fortrinnsvis ikke overstige 0,65$, og hensiktsmessig ikke overstige 0,6$.
Nikkel er et austenittdannende element og tilsettes for sammen med andre austenittdannere å gi stålet dets austenittiske mikrostruktur. Et øket nikkel innhold motvirker dessuten utskilling av intermetalliske faser. Derfor skal nikkel forekomme i stålet i et laveste innhold av 17$, fortrinnsvis minst 19$.
Nikkel senker imidlertid stålets nitrogenoppløselighet i smelte og øker dessuten tendensen til utskilling av karbider i fast fase. Dessuten er nikkel et dyrt legeringselement. Derfor begrenses nikkel innholdet til høyst 25$, fortrinnsvis maks. 24$, hensiktsmessig maks. 23$ Ni.
Mangan tilsettes til stålet for på i og for seg kjent måte å øke stålets nitrogenoppløselighet. Forskningsarbeidet i forbindelse med utviklingen av foreliggende stål har vist at overraskende lave manganinnhold er tilstrekkelig for å muliggjøre nitrogeninnhold over 0,4$.
Mangan tilsettes derfor til stålet i et innhold av minst 0,5$, fortrinnsvis minst 1,0$ og hensiktsmessig minst 2,0$ for å øke stålets nitrogenoppløselighet i smeltefase. Høye manganinnhold medfører imidlertid problemer ved fersking, ettersom elementet i likhet med krom senker karbonaktivi-teten, slik at ferskingen gjøres langsommere. Mangan har dessuten høyt damptrykk samt høy affinitet til oksygen hvilket medfører at en betydelig del av manganet går tapt ved fersking, dersom manganinnholdet er høyt. Det er videre kjent at mangan kan danne sulfider som senker grop- og spaltkorrosjonsresistensen. Forskningsarbeidet i forbindelse med utviklingen av foreliggende stål har dessuten vist at mangan oppløst i austenitten forringer korrosjonsmotstanden selv når mangansulfider ikke er til stede. Av disse grunner begrenses manganinnholdet til høyst 6$, fortrinnsvis til maks. 5$, mer hensiktsmessig til maks. 4,5$, og hensiktsmessig til maks. 4,2$. Et optimalt manganinnhold er ca. 3,5$.
Det er kjent at kobber i visse austenittiske rustfrie stål kan forbedre korrosjonsresistensen mot visse syrer, mens resistensen mot grop- og spaltkorrosjon kan forringes ved høyere innhold av kobber. Kobber kan derfor forekomme i for stålet signifikante innhold opptil 2,0$. Omfattende under-søkelser har vist at det finnes et innholdsområde for kobber som er optimalt med henblikk på korrosjonsegenskaper i forskjellige medier. Kobber bør av denne grunn tilsettes fortrinnsvis innenfor innholdsintervallet 0,3-1,0$, hensiktsmessig innenfor intervallet 0,4-0,8$ Cu.
Cerium kan eventuelt tilsettes til stålet, f.eks. i form av mischmetall, for på i og for seg kjent måte å øke stålets varmbearbeidbarhet. I det tilfellet mischmetall tilsettes, så inneholder stålet foruten cerium også andre sjeldenjordart-metaller. I stålet danner cerium ceriumoksydsulfider som ikke forringer korrosjonsmotstanden i samme grad som andre sulfider, f.eks. mangansulfid. Derfor må cerium inngå i stålet i signifikante innhold som kan være opp til maks. 0,2$, hensiktsmessig maks. 0,1$. I de tilfeller cerium tilsettes så bør ceriuminnholdet være minst 0,003$ Ce.
Svovel må holdes på et meget lavt nivå i foreliggende stål. Et lavt svovelinnhold er viktig for korrosjonsbestandigheten samt for stålets varmbearbeidbarhet. Svovelinnholdet får derfor være høyst 0,01$, og spesielt for oppnåelse av god varmbearbeidbarhet bør stålet ha et svovelinnhold som er mindre enn 10 ppm (< 0,001$), ettersom et stål med så høye innhold av mangan og molybden som foreliggende stål normalt er mye vanskeligere å varmbearbeide.
Foretrukne og hensiktsmessige sammensetningsområder for de forskjellige legeringselementene fremgår fra tabell 1. Resterende elementer utgjøres av jern samt forurensninger og tilleggselementer i normale innhold.
Innvirkning av krom, molybden og nitrogen på gropkorrosjons-motstanden kan beskrives med følgende kjente formel for gropkorrosjonsresistensekvivalenter (Pitting Resistance Equivalent):
Systematisk utviklingsarbeide har vist at Cr, Mo og N må kombineres slik at PRE > 60 for å oppnå et stål med spalt- og gropkorrosjonsresistens som er sammenlignbar med en rekke av dagens kommersielle nikkelbasislegeringer. Et kjennetegn ved oppfinnelsen er således også at PRE-verdien for stålet er
> 60.
FORSØK OG FORSØKSRESULTATER
En rekke 30 kg laboratoriecharger, legering 1-15 i tabell 2, ble fremstilt i en HF-vakuumovn. Materialet ble varmvalset til 10 mm plate og deretter kaldvalset til 3 mm plate. Den kjemiske sammensetningen som for legering 1-12 og 14 angår kontrollanalyse på 3 mm plate og for legering 13 og 15 angår chargeanalyse, fremgår fra tabell 2. Legering 16 angår chargeanalysen for en 60 tonns produksjonscharge som uten problemer ble utsatt for kontinuerlig støping og ble varmvalset til 10 mm plate. Legering 17 og 18 angår et par kommersielle nikkelbasislegeringer. Samtlige innhold gjelder vekt-$. Foruten de i tabellen angitte elementer, så inneholdt stålet også forurensninger og tilleggselementer i innhold som er normale for rustfrie austenittiske stål respektivt for nikkelbasislegeringer. Fosforinnholdene var < 0,02$ og svovelinnholdene maks. 0,010$. I legering 16 var svovelinnholdet opptil < 10 ppm (< 0,001$).
MEKANISK PRØVNING
Strekk- og slagprøvning samt hårdhetsmålinger ble utført ved romtemperatur på 3 mm -plate av foreliggende stål nr. 6 i tabell 2 i innherdet tilstand. I tabell 3 nedenfor vises middelverdiene av to strekkprøver/stål, fem strekkprøver/stål samt tre hårdhetsavtrykk/stål. De benyttede standardsymbolene er Rp 0,1: 0,2$ naturlig flytegrense, Rm: bruddfasthet, A5: bruddforlengelse i %, KV: slagseighet, og HV5: Vickers-hårdhet, 20 kg.
Når det gjelder de ovenfor nevnte verdier, så kan det sies at foreliggende stål nr. 6 og 16 sammenlignet med konvensjonelle austenittiske rustfrie stål, har en høy fasthet og en i forhold til fastheten god seighet.
STRUKTURSTABILITET
Strukturstabilitet betyr for høylegerte austenittiske stål i de fleste tilfeller evnen til å bibeholde den austenittiske struktur ved eksponering i temperaturintervallet 700-1100°C. Den har en avgjørende innvirkning på stålets sveisbarhet og forutsetninger for varmebehandling av grovere dimensjoner. Jo større tendensen til utskilling av sekundære faser er, desto dårligere sveisbarhet og muligheter for varmebehandling av grovere gods blir det.
Omfattende varmebehandlingsforsøk (isotermbehandlinger ) viser at stål ifølge oppfinnelsen er i besittelse av en strukturstabilitet på nivå med den for det etablerte stålet Avesta 254 SM0<R>, til tross for et klart høyere legeringsinnhold. Dette forklares med at det høye nitrogeninnholdet under-trykker dannelsen av intermetallisk fase samtidig som tilbøyeligheten til å danne kromnitrider er moderat.
KORROSJONSUNDERSØKELSER
Disse undersøkelsene ble utført på materiale tatt fra de kaldvalsede 3 mm platene i innherdet tilstand, henholdsvis de kommersielle nikkelbasislegeringene 17 og 18.
Resistensen mot spaltkorrosjon og gropkorrosjon ble vurdert i 6$ FeCl3~oppløsning ifølge ASTM G-48. Ved spaltkorrosjons-prøvningen ble det benyttet spaltdannere av flerspaltetypen. Den kritiske temperaturen der korrosjon kan iakttas på prøvenes overflate etter å ha blitt eksponert for FeCls-oppløsningen i 24 timer ble bestemt ved begge prøvningene. Den kritiske temperaturen ble bestemt til nærmeste 2,5°C. En høy kritisk temperatur er alltid fordelaktig, dvs. jo høyere den kritiske temperaturen er, desto bedre er korrosjonsresistensen. Ved disse prøvningene ble det som referanse benyttet kommersielt tilgjengelig materiale av nikkelbasislegeringene 17 og 18 i tabell 2.
Resistensen overfor generell korrosjon i syrer ble vurdert ved registrering av de anodiske polarisasjonskurvene og fra disse ble passiveringsstrømtettheten bestemt. En lav passiveringsstrømtetthet innebærer at legeringen passiveres lettere i den aktuelle syren enn en legering med høyere passiveringsstrømtetthet. Dette er alltid fordelaktig ettersom korrosjonshastigheten hos et passivt stål er mye lavere enn hos et stål som ikke har hatt evne til å passiveres. De tre syrene som ble benyttet ved prøvningen var 20$ H2S04 ved 75° C, 70$ H2S04 ved 50° C samt en fosforsyre ved 50°C.
Fosforsyren hadde følgende sammensetning:
I de følgende tabeller vises det hvordan forskjellige, viktige legeringselementer påvirker korrosjonsresistensen til de legeringer som er illustrert i tabell 2. Men hensyn til gropkorrosjon og spaltkorrosjon, så er det kjent at resistensen overfor disse korrosjonstyper påvirkes på samme måte av et legeringselement. Det spiller derfor ingen rolle hvilken av disse korrosjonstyper som studeres når effekten av legeringselementene skal vises.
Det er velkjent at krom og molybden fremmer korrosjonsresistensen i de fleste syrer og at mangan har meget liten effekt. Det er også kjent at krom og fremfor alt molybden, har en positiv effekt på resistensen overfor grop- og spaltkorrosjon, men at legeringer med meget høye innhold av krom og molybden kan inneholde utskillinger i form av krom-og molybdenrike faser, som kan påvirke resistensen mot spaltkorrosjon og gropkorrosjon på negativ måte. Videre er det kjent at mangan gjennom dannelse av mangansulfider kan ha en negativ effekt på resistensen mot spaltkorrosjon og gropkorrosjon. Av disse årsaker har effekten av krom, molybden og mangan bare blitt studert med hensyn til spaltkorrosjon eller gropkorrosjon.
Det er også kjent at resistensen mot spaltkorrosjon og gropkorrosjon kan forringes ved høye kobberinnhold i austenittiske stål, men at kobberinnholdet også kan ha betydning for resistensen mot generell korrosjon, og av denne grunn har også det sistnevnte forholdet blitt studert når det gjelder kobberinnholdets betydning.
Effekten som molybden har på legeringenes gropkorrosjonsresistens fremgår fra tabell 5.
De høyeste kritiske temperaturene oppvises av stål 3 og 4, som inneholder 7,30 henholdsvis 8,28$ molybden. Disse ståltypene, som har en sammensetning ifølge oppfinnelsen, har høyere kritisk temperatur enn nikkelbasislegeringen nr. 17 og samme resistens som nikkellegeringen 18 selv ved kokepunktet.
Effekten av krom på spaltkorrosjonsresistensen er vist i tabell 6.
Som det fremgår ved sammenligning av legeringene 3 og 6 i tabell 6, så har et øket krominnhold en positiv effekt på korrosjonsresistensen, men allerede ved et innhold på 23% krom i legeringen, så har hele effekten blitt oppnådd. Noen ytterligere forbedring oppnås således ikke ved å legere stålet med ytterligere krom, legering nr. 7. Nikkelbasislegeringene 17 og 18 har betydelig lavere kritiske tempera-turer enn legeringene ifølge oppfinnelsen.
Effekten av manganinnhold på resistensen mot spaltkorrosjon fremgår fra tabell 7.
Stål nr. 12 som har et høyt manganinnhold har betydelig lavere kritisk temperatur enn stål nr. 3. Det sistnevnte har et manganinnhold ifølge oppfinnelsen, men forøvrig vesentlig samme legeringssammensetning og vesentlig samme PRE-verdi som stål nr. 12.
Effekten av kobberinnholdet på resistensen mot gropkorrosjon er vist i tabell 8.
Stål med høyere kobberinnhold enn 0,49$ får altså lavere kritisk temperatur enn stål med lavere innhold. Forringelsen av korrosjonsresistensen er spesielt står i innholdsområdet mellom 0,96 og 1,46$ Cu.
Effekten av kobber på resistensen mot generell korrosjon i syrer er vist i tabell 9, der middelverdien og spredning for to målinger er vist.
Kobber har ingen signifikant effekt på passiveringsevnen i 20$ H2S04, men har en positiv effekt i 70$ H2S04. I det sistnevnte tilfellet har dog den største gevinsten blitt oppnådd allerede ved 0,49$ Cu. I fosforsyren er derimot effekten av kobber negativ.
Legeringen ifølge oppfinnelsen får altså optimale korrosjonsegenskaper ved et kobberinnhold på ca. 0,5$ ettersom: resistensen mot spaltkorrosjon og gropkorrosjon ikke har blitt forringet sammenlignet med den ved lavere kobberinnhold,
resistensen mot 70$ H2SO4 har blitt betydelig forbedret
sammenlignet med den ved lavere kobberinnhold, og resistensen mot fosforsyren ikke har blitt forringet like mye som den ved høyere kobberinnhold.

Claims (10)

1. Austenittisk rustfritt stål med høy fasthet, god slagseighet, god sveisbarhet og god korrosjonsbestandighet, spesielt godt grop- og spaltkorrosjonsresistens, karakterisert ved at stålet i vekt-$ inneholder: maks. 0,08 C fra spor til 1,0 Si 0,5 - 6 Mn 19 - 28 Cr 17 - 25 Ni 7,0 - 10 Mo 0,4 - 0,7 N fra spor til 2 Cu 0 - 0,2 Ce resten kun jern, og forurensninger i normale innhold.
2. Stål ifølge krav 1, karakterisert ved at det inneholder maks. 0,05 og fortrinnsvis maks. 0,03 C.
3. Stål ifølge krav 1, karakterisert ved at det inneholder 1,0 - 5,0 Mn, hensiktsmessig 2,0 - 4,5 Mn.
4 . Stål ifølge krav 3, karakterisert ved at det inneholder 3,0 - 4,2 Mn.
5. Stål ifølge krav 1, karakterisert ved at det inneholder maks. 27 Cr, fortrinnsvis maks. 26 Cr.
6. Stål Ifølge krav 1, karakterisert ved at det inneholder 7,2 - 9 Mo.
7. Stål ifølge krav 6, karakterisert ved at det inneholder maks. 8,5 Mo, fortrinnsvis maks. 8,0 Mo.
8. Stål ifølge krav 1, karakterisert ved at det inneholder 0,45 - 0,65 N, fortrinnsvis maks. 0,6 N, hensiktsmessig 0,48 - 0,55 N.
9. Stål ifølge krav 1, karakterisert ved at det inneholder 19 - 24 Ni, fortrinnsvis maks. 23 Ni.
10. Stål ifølge krav 1, karakterisert ved at det inneholder 0,3 - 1,0 Cu, fortrinnsvis 0,4 - 0,8 Cu.
NO910151A 1990-01-15 1991-01-14 Austenittisk rustfritt stål NO177604C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9000129A SE465373B (sv) 1990-01-15 1990-01-15 Austenitiskt rostfritt staal

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO910151D0 NO910151D0 (no) 1991-01-14
NO910151L NO910151L (no) 1991-07-16
NO177604B true NO177604B (no) 1995-07-10
NO177604C NO177604C (no) 1995-10-18

Family

ID=20378241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO910151A NO177604C (no) 1990-01-15 1991-01-14 Austenittisk rustfritt stål

Country Status (18)

Country Link
US (1) US5141705A (no)
EP (1) EP0438992B1 (no)
JP (1) JP3209433B2 (no)
KR (1) KR0167783B1 (no)
AT (1) ATE134391T1 (no)
AU (1) AU631280B2 (no)
CA (1) CA2033287C (no)
CZ (1) CZ7091A3 (no)
DE (1) DE69025468T2 (no)
DK (1) DK0438992T3 (no)
ES (1) ES2083444T3 (no)
FI (1) FI100341B (no)
HK (1) HK209996A (no)
HU (1) HU210752B (no)
NO (1) NO177604C (no)
PL (1) PL165989B1 (no)
SE (1) SE465373B (no)
ZA (1) ZA91151B (no)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4110695A1 (de) * 1991-04-03 1992-10-08 Thyssen Schweisstechnik Stahl
FR2711674B1 (fr) * 1993-10-21 1996-01-12 Creusot Loire Acier inoxydable austénitique à hautes caractéristiques ayant une grande stabilité structurale et utilisations.
FR2705689B1 (fr) * 1993-05-28 1995-08-25 Creusot Loire Acier inoxydable austénitique à haute résistance à la corrosion par les milieux chlorurés et sulfuriques et utilisations.
DE4342188C2 (de) * 1993-12-10 1998-06-04 Bayer Ag Austenitische Legierungen und deren Verwendung
US5841046A (en) * 1996-05-30 1998-11-24 Crucible Materials Corporation High strength, corrosion resistant austenitic stainless steel and consolidated article
DE19631712C2 (de) * 1996-07-13 2001-08-02 Schmidt & Clemens Verwendung einer austenitischen Chrom-Nickel-Molybdän-Stahllegierung
US6168755B1 (en) 1998-05-27 2001-01-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce High nitrogen stainless steel
EP1263999B1 (en) * 2000-03-15 2005-07-13 Huntington Alloys Corporation Corrosion resistant austenitic alloy
KR20020008950A (ko) * 2000-07-21 2002-02-01 김성호 직조기용 종광 조성물
US6576068B2 (en) * 2001-04-24 2003-06-10 Ati Properties, Inc. Method of producing stainless steels having improved corrosion resistance
SE525252C2 (sv) * 2001-11-22 2005-01-11 Sandvik Ab Superaustenitiskt rostfritt stål samt användning av detta stål
DE10215124A1 (de) 2002-04-05 2003-10-16 Wme Ges Fuer Windkraftbetr Ene Verdampferrohr für eine Meerwasserentsalzungsanlage
SE528008C2 (sv) * 2004-12-28 2006-08-01 Outokumpu Stainless Ab Austenitiskt rostfritt stål och stålprodukt
FR2938903B1 (fr) * 2008-11-25 2013-02-08 Technip France Procede de production d'un courant de gaz naturel liquefie sous-refroidi a partir d'un courant de charge de gaz naturel et installation associee
MY180070A (en) * 2011-05-26 2020-11-20 United Pipelines Asia Pacific Pte Ltd Austenitic stainless steel

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU190766A1 (no) * 1965-02-18 1966-12-29
SE411130C (sv) 1976-02-02 1985-05-02 Avesta Jernverks Ab Austenitiskt rostfritt stal med hog mo-halt
US4086085A (en) * 1976-11-02 1978-04-25 Mcgurty James A Austenitic iron alloys
US4421557A (en) * 1980-07-21 1983-12-20 Colt Industries Operating Corp. Austenitic stainless steel
SE441455B (sv) * 1983-10-21 1985-10-07 Avesta Ab Stal av austenitisk typ
US4545826A (en) * 1984-06-29 1985-10-08 Allegheny Ludlum Steel Corporation Method for producing a weldable austenitic stainless steel in heavy sections
JPS6152351A (ja) * 1984-08-20 1986-03-15 Nippon Steel Corp 極低温耐力、靭性に優れた構造用オ−ステナイト系ステンレス鋼
JPS62182251A (ja) * 1986-02-06 1987-08-10 Nippon Kokan Kk <Nkk> 石油生産関連機器用耐食金属コ−テイング材料
JPH0694057B2 (ja) * 1987-12-12 1994-11-24 新日本製鐵株式會社 耐海水性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
NO910151D0 (no) 1991-01-14
SE9000129A (no) 1991-07-16
AU6867091A (en) 1991-07-18
KR0167783B1 (ko) 1999-01-15
US5141705A (en) 1992-08-25
JP3209433B2 (ja) 2001-09-17
DK0438992T3 (da) 1997-03-10
HK209996A (en) 1996-12-06
CZ7091A3 (en) 1993-02-17
CA2033287C (en) 2001-08-21
DE69025468D1 (de) 1996-03-28
SE465373B (sv) 1991-09-02
FI906422A0 (fi) 1990-12-27
HU910095D0 (en) 1991-08-28
CA2033287A1 (en) 1991-07-16
FI100341B (fi) 1997-11-14
KR910014530A (ko) 1991-08-31
SE9000129D0 (sv) 1990-01-15
PL165989B1 (pl) 1995-03-31
EP0438992B1 (en) 1996-02-21
DE69025468T2 (de) 1996-07-04
AU631280B2 (en) 1992-11-19
NO177604C (no) 1995-10-18
HU210752B (en) 1995-07-28
JPH04214843A (ja) 1992-08-05
NO910151L (no) 1991-07-16
EP0438992A1 (en) 1991-07-31
PL288696A1 (en) 1991-07-29
ZA91151B (en) 1991-11-27
ES2083444T3 (es) 1996-04-16
ATE134391T1 (de) 1996-03-15
HUT57282A (en) 1991-11-28
FI906422A (fi) 1991-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4803174B2 (ja) オーステナイト系ステンレス鋼
CA2165817C (en) Ferritic-austenitic stainless steel and use of the steel
RU2288967C1 (ru) Коррозионно-стойкий сплав и изделие, выполненное из него
US7081173B2 (en) Super-austenitic stainless steel
FI121340B (fi) Dupleksinen ruostumaton teräs
NO344633B1 (no) Dupleks rustfritt stål, produktartikkel, og fremgangsmåte for fremstilling av et dupleks rustfritt stål
SE517449C2 (sv) Ferrit-austenitiskt rostfritt stål
NO149850B (no) Varmebearbeidbart austenittisk rustfritt staal.
US5945067A (en) High strength corrosion resistant alloy
NO177604B (no) Austenittisk rustfritt stål
KR20090078813A (ko) 듀플렉스 스테인리스 강 합금 및 이 합금의 용도
NO333625B1 (no) Ferritt-austenitt stallegering med et innhold av ferritt pa 30-70%
SE514816C2 (sv) Duplext rostfritt stål
US6918967B2 (en) Corrosion resistant austenitic alloy
NO149851B (no) Austenittisk rustfritt staal.
JPS6358214B2 (no)
JPS61113749A (ja) 油井用高耐食性合金
JPH08134593A (ja) 耐海水腐食性と耐硫化水素腐食性に優れた高強度オーステナイト合金
JP2004143576A (ja) 低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼
BRPI0400488B1 (pt) Liga para produção de objetos com alta resistência ao calor e alta estabilidade térmica
RU2039122C1 (ru) Коррозионностойкая аустенитная сталь
JPS59153858A (ja) 靭性および耐食性の優れたクロム・ニツケル・鉄合金
JPH02213451A (ja) 耐食性に優れた安価なオーステナイト系ステンレス鋼

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired