PL112563B1 - Heat-resisting nickel alloy and method of heat treatingheat-resisting nickel alloys - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest stop zaroodporny na flbazie niklu o wysokiej wytrzymalosci i odpór- nosoi na korozje gazowa, zwlaszcza na utlenienie oraz sposób olbróbki cieplnej stopu zaroodpornego na taa«zie niklu.Znany stop na 'bazie niku zawiera wagowo 80% niklu i 20% chromu. Znany jest równiez stop za¬ wierajacy wagowo 60% nikilu, 24% zelaza, 15% chro¬ mu, max 1'% manganu, max 1% krzemu i ewentu¬ alnie male 'ilosci siarki i fosforu. Stopy te wytapia sie w indukcyjnym piecu prózniowym, w którym wszystkie skladniki stopowe roztapia sie jedno¬ czesnie, po czym przeprowadza sie. rafinacje próz¬ niowa przy prózni okolo 13,3 Pa. Wlewki wyto¬ pionego stopu poddaje sie przeróbce plastycznej na goraco i na zimno na- rózne wyroiby, które na¬ stepnie poddaje sie obróbce cieplnej, polegajacej na wyzarzaniu odprejzajacym w zakresie tempe¬ ratur 660^1ilOO°C.Znane stopy posiadaja wytrzymalosc w stanie wyzarzonym od 650 do 730 MPa, wydluzenie od 25 do 30%, przewezenie do 30%, natomiast w sta¬ nie umocnionym wytrzymalosc , ich dochodzi do 1150 MPa, wydluzenie do 1%, przewezenie do 1%.Wytrzymalosc tych stopów w podwyzszonych tem¬ peraturach przedstawia sie nastepujaco: w 20°C — 700 MPa w 450°C — 650 MPa w 650°C — 350 MPa ID 15 20 25 30 w 800°C — 120 MPa w 1000°C — 50 MPa Wada dotychczas znanych jednofazowych stopów na ibazie niklu jest ich duza sklonnosc do pekania w czasie przeróbki plastyczne}, zmacene utlenienie w podwyzszonych temperaturach i mala odpornosc na -zmeczenie cieplne. Wady te powoduja duzo odpadów w procesie ich produkcja i niska zywot¬ nosc wykonanych z nich niektórych wyrobów, na przyklad koszy hartowniczych do obróibfci cie¬ plnej;.Stop zaroodporny na bazie niklu o strukturze jednofazowej zawierajacy wagowo max 0,6% man¬ ganu, max 0,3% krzemu, max 0;03% siarki i fo¬ sforu oraz jako podstawowe pierwiastki stopowe chrom i zelazo, wedlug wynalazku zawiera wagowo 20—26% chromu, 12-^18% zelaza, 1—2% alumini- nium, max 0,6% miedzi', max 0,3% molibdenu, max 0^16% wegla, max 0,03% fllenu i azotu, reszte stanowi nikiel. Stop o itakim skladzie wytwarza sie w indukcyjnym piecu prózniowym, przy czym w pierwszej kolejnosci topi sie nikiel, zelazo, chrom, moliibden i miedz, a po roztopieniu dokonuje sie wstepnej rafinacji w prózni w czasie okolo 5 mi¬ nut, nastepnie dodaje sie pozostale skladniki sto¬ powe i przeprowadza sie koncowa rafinacje w prózni o minimalnym cisnieniu 13,3 Pa w czasie nie dluzszym jak 10 iminut, po czym stop odlewa sie do wlewnicy w atmosferze argonu. Wlewki 112 563112 563 z tego stopu poddaje sie obróbce cieplnej ujedno- rodniajacej w temperaturze od 1000 do^l200°C w czasie do 8 godzin i walcowaniu lub prasowaniu z temperatury 1850°C. Dalsze przetwarzanie stopu dokonuje -sie na drodze przeróbki plastycznej na goraca i zimno znanymi sposobami.Po przeróbce plastycznej stop poddaje sie. obrób¬ ce cieplnej, która, wedlug wynalazku, polega na starzeniu w zakresie ! temperatur 300—'500°C, w czasie nie krótszym niz 0,5 godziny. Proces sta¬ rzenia mozna prowadzic bezposrednio po przeróbce •plastycznej, badz tez po uprzednim poddaniu stopu wyzarzaniu odprezajacemu w temperaturze okolo 800°C w czasie olkolo 2 godzin d przesyceniu.Optymalne wlasnosci mechaniczne stopu dla wy¬ mienionych 'wariantów obróbki cieplnej przy okre¬ slonych parametrach technologicznych sa -naste7 pujace: * — w stanie umocnionym, po zgniocie minimum 40% i starzeniu w temperaturze 300—500?C w czasie powyzej 0,5 godziny wytrzymalosc wynosi 2200 MPa, a wydluzenie okolo 5%. — w stanie utwardzonym, który uzyskuje sie po przesyceniu z temperatury mdnimum 800°C i starzeniu w zakresie temperatur 400—500°C wytrzymalosc wynosi 1200 MPa-, a wydluzenie powyzej 36%". , Stop wedlug wynalazku w stanie przesyconym posiada znaczna wytrzymalosc w podwyzszonych temperaturach, a mianowicie: w 20°C — 900 MPa w 450°C — 800 MPa w 6i50°C — 500 MPa w 800°C — 150 MPa w 1000°C — 80 MPa prózni 13,'3i—0^13 Pa w czasie okolo 5 minut, a na¬ stepnie dodaje sde pozostale skladniki stopowe w kolejnosci: krzem, aluminium, wegiel i mangan, po czym przeprowadza sie koncowa rafinacje próz- 5 niowa przy minimalnym cisnieniu 13y3 Pa w czasie nie dluzszym jak 10 mdmuit. Ciekly stop wylewa sie do wlewnicy w atmosferze argonu przy cisnieniu okolo 2,6 • x!04 Pa. Tak wytopiony stop niklowy posiada wagowo nastepujacy sklad1 chemiczny: 10 Cr — 23,0%, Fe — 14,0%, Al — 1,4%, Mn — 0J5%, Cu — 0y5%, Si — (fc25%, Mo — 0,25%, C — 0,1%, P — 0,002%, S — 0,001%, 02+N2 — 0,03%, reszta Ni. - iWlewki wytopionego* stopu -poddaje sie powie- 15 rzchniowej obróbce mechanicznej znanymi sposo¬ bami, a nastepnie poddaje sie homogenizacji w zakresie temperatur 1000h-H200°C w czasie okolo 5 godzin i prasowaniu na rygle z temperatury okolo 1250°C. Po przeróbce plastycznej na goraco 20 pólfabrykaty hutnicze poddaje sie przeróbce pla¬ stycznej na zimno ze zgniotem sumarycznym nie wiekszym jak 9(5%., a nastepnie starzeniu w tem¬ peraturze okolo 450°C w czasie 5 godzin.Stop wedlug wynalazku przeznaczony jest do 25 stosowania w róznych galeziach techniki, a w szczególnosci do budowy koszy hartowniczych do obróbki cieplnej. Z opracowanego stopu mozna wytwarzac wyroby hutnicze w calym asortymen¬ cie, to jest wlewki, kesy, prety, rury, tasmy, druty 30 oraz odkuwki. Moze on byc równiez stosowany jako tworzywo konstrukcyjne o dobrej zaroodpor- nosci i odpornosci na ogólna korozje gazowa, do budowy aparatury chemicznej pracujacej w atmo¬ sferze chloru w podwyzszonej temperaturze. 35 Zastrzezenia patentowe Stop wedlug wynalazku posiada dodatkowo duza odpornosc na utlenianie, na prasowanie oraz od¬ pornosc na korozje gazowa, a szczególnie chloru i chlorowodoru. W srodowisku chloru moze pra¬ cowac do temperatury 550°C pod znacznym obcia¬ zeniem. Te zlozone wlasnosci stopu umozliwiaja wykonywanie z niego szeregu wyrobów pracuja¬ cych w trudnych warumkach, to jest w podwyz¬ szonej temperaturze, pod obciazeniem, w atmor sferze agresywnej.Ponizszy przyklad ilustruje przedmiot wyna¬ lazku.W celu uzyskania stukilogramowego wlewka ze stopu niklowego do tygla laduje sie 50,00 kg ni¬ klu elektrolitycznego, 28i£4 kg chromu, 14,1 kg zelaza, 0,3 kg molibdenu i 0,5 ikg miedzi, .pozostale skladniki stopowe umieszcza sie w zasobniku pieca prózniowego w ilosci 0,16 kg wegla drzewnego, 0,3 kg krzemu, 1,5 kg aluminium, 0^8 kg manganu.Roztapianie skladników podstawowych przepro¬ wadza sie w argonie, a kapiel rafinuje sie przy 1- Stop zaroodporny na "bazie niklu o strukturze jednofazowej zawierajacy wagowo max 0,6% man- 40 ganu, max 0,3% krzemu, max 0,0(3% siarki i fo¬ sforu oraz jako podstawowe pierwiastki stopowe chrom i zelazo, znamienny tym, ze zawiera wa¬ gowo 2©—26% chromu, 12^-48% zelaza, 1—2% alu¬ minium, max 0,6% miedzi, max 0,3% molibdenu, ^ max 0gl6% wegla, max 0,03% tlenu i azotu, reszte stanowi nikiel. 2. Sposób obróbki cieplnej stopu zaroodpornego na bazie niklu zawierajacego wagowo 22—26% chromu, 12^-18% zelaza, 1—2% aluminium, max 50 0,6-% manganu, max 0,6% miedzi, max 0,3% krze¬ mu, max 0,3% molibdenu, max 0,16% wegla, max 0,03% siarki i fosforu, max 0,03% tlenu i azotu, reszta nikiel, .poddanego przeróbce plastycznej lub przeróbce plastycznej i obróbce cieplnej obejmu- ja«oej wyzarzanie odprezajace i przesycanie, zna¬ mienny tym, ze poddaje sie go starzeniu w za¬ kresie temperatur 3O0h-5OO°C w czasie nie krót¬ szym niz 0,5 godziny.PZGiraf. Koszalin D-077 105 A-4 Cena 45 zl PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe Stop wedlug wynalazku posiada dodatkowo duza odpornosc na utlenianie, na prasowanie oraz od¬ pornosc na korozje gazowa, a szczególnie chloru i chlorowodoru. W srodowisku chloru moze pra¬ cowac do temperatury 550°C pod znacznym obcia¬ zeniem. Te zlozone wlasnosci stopu umozliwiaja wykonywanie z niego szeregu wyrobów pracuja¬ cych w trudnych warumkach, to jest w podwyz¬ szonej temperaturze, pod obciazeniem, w atmor sferze agresywnej. Ponizszy przyklad ilustruje przedmiot wyna¬ lazku. W celu uzyskania stukilogramowego wlewka ze stopu niklowego do tygla laduje sie 50,00 kg ni¬ klu elektrolitycznego, 28i£4 kg chromu, 14,1 kg zelaza, 0,3 kg molibdenu i 0,5 ikg miedzi, .pozostale skladniki stopowe umieszcza sie w zasobniku pieca prózniowego w ilosci 0,16 kg wegla drzewnego, 0,3 kg krzemu, 1,5 kg aluminium, 0^8 kg manganu. Roztapianie skladników podstawowych przepro¬ wadza sie w argonie, a kapiel rafinuje sie przy 1- Stop zaroodporny na "bazie niklu o strukturze jednofazowej zawierajacy wagowo max 0,6% man- 40 ganu, max 0,3% krzemu, max 0,0(3% siarki i fo¬ sforu oraz jako podstawowe pierwiastki stopowe chrom i zelazo, znamienny tym, ze zawiera wa¬ gowo 2©—26% chromu, 12^-48% zelaza, 1—2% alu¬ minium, max 0,6% miedzi, max 0,3% molibdenu, ^ max 0gl6% wegla, max 0,03% tlenu i azotu, reszte stanowi nikiel.

2. Sposób obróbki cieplnej stopu zaroodpornego na bazie niklu zawierajacego wagowo 22—26% chromu, 12^-18% zelaza, 1—2% aluminium, max 50 0,6-% manganu, max 0,6% miedzi, max 0,3% krze¬ mu, max 0,3% molibdenu, max 0,16% wegla, max 0,03% siarki i fosforu, max 0,03% tlenu i azotu, reszta nikiel, .poddanego przeróbce plastycznej lub przeróbce plastycznej i obróbce cieplnej obejmu- ja«oej wyzarzanie odprezajace i przesycanie, zna¬ mienny tym, ze poddaje sie go starzeniu w za¬ kresie temperatur 3O0h-5OO°C w czasie nie krót¬ szym niz 0,5 godziny. PZGiraf. Koszalin D-077 105 A-4 Cena 45 zl PL