NO760902L - - Google Patents
Info
- Publication number
- NO760902L NO760902L NO760902A NO760902A NO760902L NO 760902 L NO760902 L NO 760902L NO 760902 A NO760902 A NO 760902A NO 760902 A NO760902 A NO 760902A NO 760902 L NO760902 L NO 760902L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- weight
- alloy
- chromium
- molybdenum
- silicon
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 112
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 112
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 53
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 46
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 44
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 44
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 30
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229910001068 laves phase Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 21
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 20
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 16
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 23
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001347 Stellite Inorganic materials 0.000 description 5
- AHICWQREWHDHHF-UHFFFAOYSA-N chromium;cobalt;iron;manganese;methane;molybdenum;nickel;silicon;tungsten Chemical compound C.[Si].[Cr].[Mn].[Fe].[Co].[Ni].[Mo].[W] AHICWQREWHDHHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid group Chemical class S(O)(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 4
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 4
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000792 Monel Inorganic materials 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 3
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000010963 304 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910000619 316 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020108 MgCu2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017973 MgNi2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017708 MgZn2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000282320 Panthera leo Species 0.000 description 1
- 229910000589 SAE 304 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008043 acidic salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910002065 alloy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000905 alloy phase Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000002424 x-ray crystallography Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
Gjenstand laget av en slitesterk og
korrosjorismotstandsdyktig legering
t
Oppfinnelsen angår slitesterke og korrosjonsmotstandsdyktige legeringer a v molybden, krom, silicium og enten kobolt eller nikkel.
En rekke tertiære legeringer av kobolt eller nikkel og inne-holdende intermet alliske ternære silicider som betegnes som Laves-fase, er kjente som slitesterke. Legeringer med harde Laves-faser dispergert i mykere grunnmasser er kjente som legeringer med lav friksjon. Slike legeringer som både er slitesterke og korrosjonsmotstandsdyktige, er ikke lett tilgjengelige. I US patentskrift nr. 3410732 er det beskrevet at visse kobolt legeringer som inneholder krom, har forbedret korrosjonsmotstandsdyktighet i visse sure media. Disse legeringer er imidlertid ikke nødvendigvis motstandsdyktige, spesielt ved forhøyede temperaturer, overfor store antall forskjellige korroderende væsker som kan påtreffes i den kjemiske prosessindustri.
Det tas ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe en legering som er slitesterk og som har en tilfredsstillende korrosjonsmotstandsdyktighet, spesielt ved forhøyet temperatur, overfor det store antall forskjellige korroderende væsker som kan påtreffes i den kjemiske prosessindustri.. Det tas dessuten sikte på å tilveiebringe en legering som er slitesterk og korrosjonsmotstandsdyktig når den befinner seg i glidekontakt med en annen legering av den
samme sammensetning. Det tas ved oppfinnelsen også sikte på å tilveiebringe en nikkellegering som er motstandsdyktig overfor spenningskorrosjon, slitesterk og korrosjonsmotstandsdyktig.
Oppfinnelsen angår således en slitesterk og korrosjonsmotstandsdyktig legering som er særpreget ved at den består av
(a) minst 45 vekti kobolt eller nikkel,
(b) 20-42 vekt% molybden,
(c) 17-25 vekt% krom hvis (a) er kobolt og 8-22 vekt% hvis
(a) er nikkel, og
(d) tilstrekkelig silicium innenfor området 1,5-12 vekt%
til at
(1) legeringens mikrostruktur vil bestå av 10-100 voluml
av en hard fase hvorav minst 50 voluml er Laves-fase, og 0-90 voluml av en forholdsvis myk grunnfase, og (2) legeringens mikrostruktur vil bestå av minst 10 volum% av en Laves-fase,
idet legeringen eventuelt inneholder opp til 3 vekt% av uvesentlige elementer.
Ifølge en foretrukken utførelsesform åv oppfinnelsen inneholder legeringen 20-75 voluml hard fase og består av 22-36 vekt% molybden, 1,5-5, fortrinnsvis 2-3,vektl silicium og 45-49 vekt% kobolt og 17-25 vekt% krom, eller 48-63 vekti nikkel og 8-22 vekti krom. For andre foretrukne,utførelsesformer av foreliggende legering består
denne av 50-55 vekti kobolt, 22-29 vekti molybden,17-22 vekti krom og 1,5-4 vekti silicium,eller 48-63 vekti nikkel,24-36 vekti molybden,
8-16 vekti krom og 2-5 vekti silicium,eller 53 vekti kobolt,28 vekti molybden, 17 vekti krom og 2 vekti silicium,. eller 51 vekti kobolt, 25 vekti molybden, 22 vekti krom og: 2 vekti silicium,eller 62 vekti nikkel, 28 vekti molybden, 8 vekti krom og 2 vekti silicium, eller
. 50 vekti nikkel, 32 vekti molybden, 15 vekti krom og 3 vekti silicium, eller 53 vekti nikkel, 35 vekti molybden, 9 vekti krom og 3 vekti
o
silicium. Det foretrekke» at legeringen foreligger i form av en stang eller et pulver. Nar legeringen foreligger i partikkelform,
kan gjenstander fremstilles fra partiklene ved å binde disse til hverandre ved forhøyet trykk og temperatur, fulgt av en avkjøling.
Den foreliggende legering kan også påføres gjenstander i form av et. belegg ved å påføre den smeltede legering på et raetallsubstrat , fulgt av avkjøling av legeringen. Legeringspartiklene kan også i delvis smeltet tilstand påføres et substrat ved forhøyet temperatur, fulgt av avkjøling av legeringen.
Legeringen ifølge oppfinnélsen er basert på oppdagelsen av en legeringssammensetning som har den høye slitefasthet til kjente slitefaste legeringer som har lav korrosjonsmotstandsdyktighet, og som har den høye korrosjonsmotstandsdyktighet til kjente korrosjonsmotstandsdyktige legeringer som har lav slitefasthet. Det har også vist seg at nikkellegeringen ifølge oppfinnelsen er motstandsdyktig overfor sprekkdannelse på grunn av spenningskorrosjon. Legeringen ifølge oppfinnelsen kan fremstilles ved å smelte en blanding av legeringselementene eller kombinasjoner av legeringselementene ved en tilstrekkelig temperatur, f.eks. 1250- 1850°C, til at det ■
fås en smeltet blanding, hvorefter smeiten størknes ved avkjøling.
Det erholdte produkt er en legering av nikkel eller kobolt, molybden, krom og silicium i de nærmere spesifiserte forholdsvise mengder og består i det vesentlige av en kobolt- eller nikkelholdig grunnmasse som er forsterket på grunn av dannelse av intermetalliske forbindelser og på grunn av legeringen av grunnmassen. Legeringen er særpreget ved at den har to hovedfaser som kan påvises met allografisk, kjemisk og ved røntgendiffraksjonsteknikk.. Legeringen inneholder nærmere bestemt minst 10 volum% av en hard fase som gir minst 10 volum% av en Laves-fase, og inntil 90 volum% av en forholdsvis myk grunnmassefase. Grunnmassefasen i legeringen er dannet fra de samme legeringsbestanddeler som den harde fase. Grunnmassen kan i det vesentlige utgjøres av basismetallet, en fast oppløsning, en annen intermetallisk forbindelse enn Laves-fase eller en blanding av fast oppløsning og intermetallisk forbindelse. Silicider av legerings-metallbestanddelene kan også være tilstede i grunnmassen.
Det er av viktighet at legeringens harde fase hovedsakelig ut-gjøres av Laves-fase. En Laves-fase inneholder én eller flere metallografiske bestanddeler med den C^hexagonale) , (^(kubiske) eller
C^g(hexagonale) krystallstruktur som er beskrevet i "International
Tables for X-Ray Crystallography", Symmetry Groups, N. F. M. Henry og K. Lonsdale, International Union of Crystallography, Kynoch Press, Birmingham, England (1952). Representative eksempler på intermetalliske forbindelser med Laves-fase krystallstrukturer er hhv. MgZn2, MgCu2og MgNi2- Slike fasestrukturer er særpregede krystallstrukturer som muliggjør den mest mulig fullstendige inn-tagelse av rom ved sammensetning av to kuler med forskjellig størr-else. Laves-fasen kan grunnleggende representeres ved hjelp av formelen AB2>idet det store atom A inntar visse sett med krystallo-grafiske steder og de små atomer B andre steder, og hvori forholdet mellom atomradiene for A og B er 1,05-1,68. Laves-faser forekommer som mellomfaser i én rekke forskjellige legeringssystemer. Laves-faser har generelt et homogenitetsområde, dvs. de kan ha et hvilket som helst område for elementsammensetningen samtidig som de beholder sin karakteristiske krystallstruktur. Atomforholdet B:A kan variere fra noe under til noe over 2, muligens som følge av en del frie steder i krystallstrukturen. Dessuten kan flere enn én type atomer innta de store atomsteder, de små atomsteder eller begge. Slike Laves-faser kan representeres støkiometrisk ved hjelp av formelen (Al_xcx)(Bi-yDy)2' nvori c bstyr de atomer av en eller flere typer som erstatter de store atomer og D de atomer av en eller fleré typer som erstatter de små atomer i den binære formel AB2for Laves-fase, og x og y er tall fra 0-1.
En legering i den betydning dette uttrykk er benyttet heri, er et materiale med metalliske egenskaper og som i sin elementsammenset-ning inneholder to eller flere kjemiske elementer hvorav minst to utgjøres av metaller. Legeringen ifølge oppfinnelsen har minst tre metalliske elementer. Andre elementer (som ikke er av utslagsgivende betydning) kan være tilstede i den foreliggende legering, under den betingelse at de ikke innvirker uheldig på legeringenes slitefasthet og korrosjonsmotstandsdyktighet. Nedenfor er angitt eksempler på typiske ikke-vesent1ige elementer. Mangan er av og til tilstede i en mengde av inntil ca. 0,6%, og jern kan tolereres i en mengde inntil ca. 2%. Dessuten inneholder koboltlegeringer typisk ca. 0,5% nikkel og nikkellegeringer typisk ca. 0,5% kobolt. Inntil ca. 3% av alle slike ikke-vesen.tlige elementer kan være tilstede i den foreliggende legering. Det bør forstås at de ovenfor angitte vektpro-senter av de vesentlige elementer bare er basert på vektene av de fire vesentlige elementer i legeringen.
I den foreliggende legering består den harde fase i det vesentlige bare av Laves-fase ved et krominnhold på ca. 8% • Ved krominnhold på 12-25% kan en ytterligere fase forekomme. Denne ytter-. ligere fase kan omgi Laves-fasepartiklene og kan utgjøre en viktig, men i mindre mengde, del av den harde fase. Denne ytterligere harde fasebestanddel er vanligvis hardere enn den dispergerende grunnmassefase og kan utgjøre inntil 10 volum% av legeringen. I en legering som har en hard fase som hovedsakelig består av en Laves-fase og en omgivende fase som ikke er en grunnmassefase, utgjør Laves-fasen minst 50 volum%, som regel over 75 volum%, av den harde fase. Legeringen har i alle tilfelle minst 10 volum% Laves-fase.
I tabell I er gjengitt metallografiske data for representative sammensetninger av legeringen ifølge oppfinnelsen. • I tabellen er gjengitt volumprosenten for de tilstedeværende faser, Rockwell C-hardheten for legeringen og mikrohardhetsverdiene for den harde fase og grunnmassefasen.
Legeringen ifølge oppfinnelsen kan benyttes for fremstilling av gjenstander ved smelting og støping av legeringen ved bruk av vanlige ovner , f ormer, og teknikker. Legeringen kan formes på forhånd eller, som nevnt ovenfor, fra ulegerte blandinger av de nødvendige bestanddeler. I det sistnevnte tilfelle velges vanlige kjente legeringsbetingelser og -teknikker for fremstilling av legeringen in situ. Den på forhånd formede legering kan reduseres mekanisk til partikkelstørrelser som er egnet for fremstilling av gjenstander ved hjelp av pulvermet allurgisk teknikk.. For dette anbringes pulver - . formige partikler av den på forhånd formede legering i en form og sammenpresses derefter ved forhøyet trykk og temperatur slik at partiklene delvis smeltes sammen inntil en hel gjenstand av legeringen er blitt fremstilt (en pulvermetallurgisk del) som derefter avkjøles. Slike deler er slitefaste og korrosjonsmotstandsdyktige.
Legeringen kan belegges på forskjellige substrater ved hjelp av kjent teknikk som f .eks. beskrevet i- US patentskrift nr. 3331700 ved pålegging på metallsubstrat er av smeltet legering fra en leger-ingsstang eller ved plasmapåsprøyting av belegg av delvis smeltede partikler av legeringen på metallsubstrat er fulgt av en avkjøling av beleggene. Den ovennevnte stang kan bestå av en fast, på forhånd formet legering med homogen struktur eller den kan bestå av en kom-binasjon av en kontinuerlig metallhylse som er fylt med de nød-vendige bestanddeler slik at legeringen vil dannes in situ under smelting. Det vil forstås at beleggene kan trenge en avsluttende behandling for å gi dem en dimensjon som er egnet for sluttanvend-else. Slike belegg er slitefaste og korrosjonsmotstandsdyktige.
Legeringen ifølge oppfinnelsen er spesielt nyttig for anvend-else, som en eller fortrinnsvis begge av to overflater som befinner seg i glidekontakt med hverandre og som er utsatt for korroderende væsker. Typiske glideoverflateanvendelser omfatter roterende og aksialt forskyvbare aksler som glir inne i sylindriske hylser og mot ende-tilbakeholdende overflater, som trostelagre. Lagre og pak-ninger med overflater av foreliggende legering motstår korrosjon av oxyderehde væsker, som oppløsninger av treverdig jernklorid og salpetersyre, og av reduserende væsker, som vandig saltsyre, maursyre og svovelsyrer. Selv om legeringen kanskje vil motstå noen færre korroderende væsker enn visse kjente legeringer, representerer den et vesentlig teknisk fremskritt på grunn av sin samlede motstandsdyktighet overfor både slitasje og korrosjon.
En hovedgruppe av korrosjonsmidler som ofte påtreffes i den kjemiske prosessindustri, omfatter sure media som fortynnede og kon-sentrerte mineralsyrer og organiske syrer og oppløsninger av sure salter, som vandig saltsyre, salpetersyre, svovelsyre, fosforsyre, maursyre, eddiksyre og treverdig jernklorid. Slike sure media er spesielt korroderende ved forhøyet temperatur av f.eks. 50-l00°C.
I de nedenstående eksempler hadde undersøkte legeringer de nedenfor angitte sammensetninger med de angitte fasevolumer. Tallet foran hvert element i en legeringssammensetning er uttrykt i vekt%. Volumene for de harde faser er uttrykt "i % av legeringen og ble bestemt ut fra de relative områder under intensitetskurvef erholdt ved røntgendiffraksjonsanalyser av karakteristiske legeringsfaser, som velkjent innen metallurgien. Legeringene A-H ble fremstilt ved å blande elementene i de angitte vektmengder, idet hver blanding ble oppvarmet i luft inntil den var blitt fullstendig smeltet, det på overflaten dannede skum ble helt av, og smeiten ble avkjølt til vær-elset emperatur . Legeringene C-H er legeringer ifølge oppfinnelsen, mens legeringene A, B og I-Q er handelstilgjengelige kjente legeringer .
A - 62 Co/28 Mo/2 Si/8 Cr, med 50% hard fase.
B - 62 Co/24Mo/2 Si/12 Cr, med 45% hard fase.
C - 53 Co/28 Mo/2 Si/17 Cr, med 54% hard fase.
D - 51 Co/25 Mo/2 Si/22 Cr, med 50% hard fase.
E - 62 Ni/28 Mo/2 Si/8 Cr, med 20% hard fase.
F - 53 Ni/35 Mo/3 Si/9 Cr, med 56% hard fase.
G - 50 Ni/32 Mo/3 Si/15 Cr, med 50% hard fase.
H - 50 Ni/25 Mo/3 Si/22 Cr, med 50% hard fase.
Den harde fase i hver av de ovennevnte legeringer inneholder minst 75% Laves-fase.
I - 316 rustfritt stål med sammensetningen 12 Ni/2,5 Mo/17
Cr/rest Fe, uten Laves-fase. (LF) og kjent som korrosjonsmotstandsdyktig.
J - 304 rustfritt stål med sammensetningen 10Ni/19 Cr/2 (høyst)
Mn/rest Fe, uten LF og kjent som korrosjonsmotstandsdyktig.
K - Et superrustfritt stål, "Carpenter" 20Cb3, med sammensetningen 34 ni/ 2, 5 Mo/20 Cr/3,5 Cu/rest Fe, ut en LF og kjent som korrosjonsmotstandsdyktig.
L - "Inconel" 600, en nikkellegering med sammensetningen
77 Ni/l6 Cr/7 Fe, uten LF og kjent som korrosjonsmotstands - dyktig.
M - "Monel" 400, en nikkellegering med sammensetningen 1,4 Fe/32
Cu/rest Ni, uten LF og alminnelig kjent som korrosjons -
mot st andsdykt ig.
N - En nikkel-superlegering, "Hastelloy" N, med sammensetningen
5 Fe/16Mo/7 Cr/rest Ni, uten LF og kjent- som korrosjonsmotstandsdyktig.
0 - "Hastelloy" C, en annen nikkel-superlegering med sammensetningen 54 Ni/16 Mo/16 Cr/l Si/5 Fe/4 W, uten LF og kjent som korrosjonsmotstandsdyktig.
P - "Hastelloy" B, en annen nikkel-superlegering med sammensetningen 6 Fe/28 Mo/l Si/rest Ni, uten LF og kjent som korrosjonsmotstandsdyktig.
Q - "Stellite" 6b , en velkjent legering med sammensetningen
29 Cr/1,5 (høyst) Mo/2 Si/3 Fe/4,5 W/0,9-1,4 C/rest Co,
uten LF og kjent som slitefast.
Eksempel 1- 11
Den følgende velkjente "rytter- og trommel-" prøvemetode ble benyttet for å sammenligne korrosjonen og slitasjen av legeringer ifølge oppfinnelsen og av visse kjente korrosjonsmotstandsdyktige og slitefaste legeringer. For undersøkelsen ble en flat rytter av prøvemateria le med en størrelse på 2,54 x 0,71 x 0,87 cm belastet mot en roterende trommel med en diameter på 8,89 cm og som hadde en om-kretsoverflate av det samme eller et annet materiale. Rytteren ble ført i en kontaktlinje langs en 0,71 x 2,54 cm flate. Før prøven ble både rytterens og trommelens overflater polert til en finish på 254 nm. Under prøven ble trommelen mens de nederste 2,54 cm av denne var neddykket i 5%-ig vandig HC1, rotert ved 25°C og med en overflatehastig-het på 122 m pr. minutt mens rytteren ble belastet med 6,8 kg. Efter 1 time ble vektforandringene for rytteren og trommelen notert. Hvert
undersøkt elements overflate ble bedømt i overensstemmelse med den følgende skala :
I tabell II er vekttapene for rytterne og tromlene og over-flatebedømmelsene for de for slitasje utsatte ryttere og tromler av legeringer som ble gnidd mot hverandre, gjengitt.
Det fremgår at legeringene ifølge oppfinnelsen (eksemplene 3~7) når de befinner seg i glidekontakt mot den tilsvarende legering ifølge oppfinnelsen, er langt bedre enn "Stellite" 6b i glidekontakt mot en annen overflate av "Stellite" 6b (eksempel 8), krombelagt stål (eksempel 9), rustfritt stål 3l6 (eksempel 11) og
"Hastelloy" C (eksempel 10), idet koboltlegeringene (eksemplene 3~4) er noe bedre enn nikkellegeringené (eksemplene 5-7) under disse be-t ingelser.
Eksempel 12- 28
De langt bedre egenskaper for legeringene ifølge oppfinnelsen sammenlignet med egenskapene for kjente legeringer med lignende sammensetninger (eksemplene 1 og 2) under en rekke forskjellige
korrosjonsbetingelser fremgår av resultatene av de følgende eksempler. Den følgende prøve ble benyttet for å sammenligne korrosjonsmotstandsdyktigheten for legeringen ifølge oppfinnelsen og for kjente korrosjonsmotstandsdyktige og slitefaste legeringer i kontakt med en rekke forskjellige korroderende væsker. Den anvendte prøvemetode var som følger: a) et veid metallprøvestykke med en størrelse på 0,32 x 2,54 x 3,81 cm og våtbelteslipt til en finish på 80 korn ble neddykket i 1 liter av en prøvevæske i 24 timer ved den angitte temperatur,
b) prøvestykket ble fjernet og dets vekttap målt,
c) den brukte prøvevæske ble erstattet med det samme volum
frisk prøvevæske og prøvestykket på ny neddykket i ytterligere
24 timer,
d) trinnene (b) og (c) ble gjentatt inntil 3 til 5 eksponer-inger hver i 24 timer var foretatt, og e) vekttapene ble omregnet til tap av metalltykkelse, idet gjennomsnittsverdier ble benyttet når de daglige tap var til-nærmet de samme, men med detaljert angivels.e av tap pr. dag som sterkt avvek fra det gjennomsnittlige tap pr. dag.
I tabell III er korrosjons resultat ene angitt som mm/år med tap av metalltykkelse for de undersøkte legeringer i de vandige væsker ved de eksponeringstemperaturer som er angitt i spa lt et it lene .
Det fremgår av resultatene at kobolt legeringer som inneholder krom, i alminnelighet er motstandsdyktige overfor korrosjon av forskjellige sure oppløsninger. Legeringene ifølge oppfinnelsen (eksemplene 14-15) er langt bedre enn de kjente legeringer (eksemplene 12-13). Disse resultater, og spesielt korrosjonsmotstandsdyktigheten overfor fortynnet saltsyre og fortynnet svovelsyre ved for-høyet temperatur, er overraskende på bakgrunn av teknikkens stand som angir at et øket krorainnhold i lignende sammensatte legeringer sterkt nedsetter korrosjonsmotstandsdyktigheten overfor disse syrer ved 44°C. Det fremgår dessuten at kobolt legeringene ifølge oppfinnelsen (eksemplene 14-15) har en korrosjonsmotstandsdyktighet som er langt bedre enn for rustfrie stål (eksemplene 20-21) og for "Stellite" B (eksempel 28) og i det vesentlige ekvivalent med korrosjonsmotstandsdyktigheten for "Monel" (eksempel 24), "Hastelloy"-legeringene (eksemplene 25-27) og legeringen "Carpenter" 20Cb3 (eksempel 22). Nikkellegeringene ifølge oppfinnelsen (eksemplene 16-18) har egenskaper som er sammenlignbare på lignende måte med egenskapene for de angitte kjente' legeringer. Det fremgår dessuten at legeringene ifølge oppfinnelsen (eksemplene 14 , 15, 17, 18 og 19) har en langt bedre korrosjonsmotstandsdyktighet overfor en oxyderende treverdig jernkloridoppløsning og/eller oxyderende salpetersyre enn "Monel" 400 (eksempel 24), "Hastelloy" N (eksempel 25) og "Hastelloy" B (eksempel 27). Selv om de er noe dårligere enn rustfrie stål (eksemplene 20-22), "Inconel" 600 (eksempel 23), "Hastelloy" C (eksempel 26) og "Stellite" 6b (eksempel 28), er deres samlede korrosjonsmotstandsdyktighet og slitefasthet tilfredsstillende og legeringene nyttige for bruk innen den kjemiske prosessindustri.
Eksempel 29- 31
Den følgende prøve ble utført for å sammenligne den foreliggende nikkellegerings motstandsdyktighet overfor sprekkdannelse på grunn av spenningskorrosjon med motstandsdyktigheten for en kjent slitefast - Laves-f aseholdig legering. Prøvemetoden er beskrevet av M. A. Streicher og A. J. Sweet i Corrosion, 25_, nr. 1, 1-6 (I969). Hvert anvendt prøvestykke utgjordes av en 7,62 x 1,27 x 0,l65 cm strimmel som var blitt maskinfremstilt fra en støpt 7,62 x 2,54 x 0,635 cm blokk.
Den 0,165 cm tykke strimmel ble bøyd ved sine ender og over sin midte i en jigg av "Inconel" 600, et overfor spenningskorrosjon motstandsdyktig materiale, slik at en høyeste spenning på 4218 kp ble påført i strimmelens ytre overflate. Jiggen med prøvestykket ble neddykket i kokende 45%-ig vandig magnesiumklorid. Overflaten av prøvestykket under spenning ble periodevis undersøkt ved 20 x forstørrelse for fastslåelse av begynnelsen og forplantningen av overflatesprekker. Svikt forekom da prøvestykket ble delt i to stykker. I tabell IV er de anvendte legeringer og tiden det tok før legeringene sviktet,<g>jengitt.
Det fremgår at nikkellegeringene med 8% Cr (eksempel 30) og med 15% Cr (eksempel 31) er langt bedre enn den kjente koboltlegering med 8% Cr (eksempel 29). Det kan^ generelt hevdes at 100 timer uten svikt antyder muligheten av å oppnå minst 1000 timer uten svikt under disse betingelser.
Claims (10)
1. Gjenstand laget av en slitesterk, og korros jonsmotstands-dyktig legering ved forhøyet temperatur med påfølgende avkjøling av legeringen, karakterisert ved at gjenstanden er laget av en legering bestående av
(a) minst 45 vekt% kobolt eller nikkel,
(b) 20-42 vekt% molybden,
(c) 17-25 vekt% krom når (a) er kobolt og 8-22 vekt% krom når (a) er nikkel, og
(d) tilstrekkelig silicium innenfor området 1,5-12 vekt% til at legeringens mikrostruktur vil bestå av 10-100 volum% av en hard fase hvorav minst 50 volum% er Laves-fase, og 0-90 volum% av en forholdsvis myk grunnmassefase, og til at legeringens mikrostruktur vil bestå av minst 10 volum% av en Laves-fase,
idet legeringen eventuelt inneholder opp til 3 vekt% av uvesentlige elementer, ved
(1) binding av partikler av legeringen til hverandre ved forhøyet trykk,
(2) påføring av den smeltede legering som et belegg på et metallsubstrat eller
(3) påføring av delvis smeltede partikler av legeringen som et belegg på et metallsubstrat.
2. Gjenstand ifølge krav 1, karakterisert ved at den er laget av en legering hvori den harde fase utgjør 20-75 volum? og legeringen består av 45-59 vekt% kobolt, 22-36 vekt% molybden, 17-25 vekt% krom og 1,5-5 vekt% silicium.
3. Gjenstand ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den er laget av en legering bestående av 50-55 vekt% kobolt, 22-29 vekt% molybden, 17-22 vekt% krom og 1,5-4 vekt% silicium.
4. Gjenstand ifølge krav 1-3, karakterisert ved at den er laget av en legering bestående av 53 vekt% kobolt, 28 vekt% molybden, 17 vekt% krom og 2 vekt% silicium.
5. Gjenstand ifølge krav 1-3, karakterisert ved at den er laget av en legering bestående av 51 vek? t% kobolt, 25 vekt% molybden, 22 vekt% krom og 2 vekt% silicium.
6. Gjenstand ifølge krav 1, karakterisert ved at den er laget av en legering hvorav den harde fase utgjør 20-75 volum% og legeringen består av 48-63 vekt% nikkel, 22-36 vekt% molybden, 8-22 vekt% krom og 1,5-5 vekt% silicium.
7. Gjenstand ifølge krav 6, karakterisert ved at den er laget av en legering bestående av 48-63 vekt% nikkel, 24-36 vekt% molybden, 8-16 vekt% krom og 2-5 vekt% silicium.
8. Gjenstand ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at den er laget av en legering bestående av 62 vekt'% nikkel, 28 vekt% molybden, 8 vekt% krom og 2 vekt% silicium.
9. Gjenstand ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at den er laget av en legering bestående av 50 vekt% nikkel, 32 vekt% molybden, 15 vekt% krom og 3 vekt% silicium.
10. Gjenstand ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at den er laget av en legering bestående av 53 vekt% nikkel, 35 vekt% molybden, 9 vekt% krom og 3 vekt% silicium.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO760902A NO760902L (no) | 1972-10-19 | 1976-03-15 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US29883772A | 1972-10-19 | 1972-10-19 | |
| US00298838A US3841724A (en) | 1972-10-19 | 1972-10-19 | Wear resistant frictionally contacting surfaces |
| US00332581A US3839024A (en) | 1973-02-15 | 1973-02-15 | Wear and corrosion resistant alloy |
| NO4044/73A NO134705B (no) | 1972-10-19 | 1973-10-18 | |
| NO760902A NO760902L (no) | 1972-10-19 | 1976-03-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO760902L true NO760902L (no) | 1974-04-22 |
Family
ID=27532552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO760902A NO760902L (no) | 1972-10-19 | 1976-03-15 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO760902L (no) |
-
1976
- 1976-03-15 NO NO760902A patent/NO760902L/no unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3414353B1 (en) | Hypereutectic white iron alloys comprising chromium, boron and nitrogen and articles made therefrom | |
| JP4190720B2 (ja) | 多元合金 | |
| KR850000805B1 (ko) | 오오스테나이트 내마모성 강 | |
| CN105940130B (zh) | 耐腐蚀双相钢合金及其制品,以及制造这种合金的方法 | |
| CA2749983C (en) | Wear resistant alloy | |
| Zaitsev et al. | Structure and properties of NiAl-Cr (Co, Hf) alloys prepared by centrifugal SHS casting. Part 1–Room temperature investigations | |
| MXPA04006735A (es) | Aleacion moldeable portadora de alto contenido de cromo-nitrogeno. | |
| CA2933256C (en) | Method for producing two-phase ni-cr-mo alloys | |
| Zuback et al. | Impact of chemical composition on precipitate morphology in an additively manufactured nickel base superalloy | |
| Li et al. | Mechanical behavior and microstructure of hypereutectic high chromium cast iron: The combined effects of tungsten, manganese and molybdenum additions | |
| NO160862B (no) | I det vesentlige amorfe aluminiumbaserte legeringer. | |
| SE507334C2 (sv) | Korrosions- och nötningsbeständig kobolt-baserad legering | |
| Li et al. | Corrosion behavior of 9Cr-ODS steel in stagnant liquid lithium and lead–lithium at 873 K | |
| US2709132A (en) | Ferrous alloys and corrosion and wearresisting articles made therefrom | |
| Gorlenko et al. | Mechanisms of cast structure and stressed state formation in Hadfield steel | |
| JPS6379931A (ja) | 高耐食アモルフアスニツケル合金 | |
| CA2688647A1 (en) | Wear resistant alloy for high temperature applications | |
| DK141173B (da) | Slid- og korrosionsbestandig cobalt- eller nikkellegering. | |
| JP2729480B2 (ja) | クロム・モリブデン含有の時効硬化性ニッケル基合金 | |
| JPH02277740A (ja) | 耐摩耗及び耐食性ニッケルベース合金 | |
| JPS63270435A (ja) | 高耐食アモルフアス合金 | |
| Shchegolev et al. | Modification of wear-resistant coatings of Fe-Cr-C system based on the Cr3C2 obtained with help of SHS method | |
| NO134705B (no) | ||
| US4181523A (en) | Nickel-base wear-resistant alloy | |
| US5795540A (en) | Corrosion and wear-resistant chill casting |