PL199387B1 - Dwufazowy stop stali nierdzewnej i jego zastosowanie - Google Patents
Dwufazowy stop stali nierdzewnej i jego zastosowanieInfo
- Publication number
- PL199387B1 PL199387B1 PL368230A PL36823002A PL199387B1 PL 199387 B1 PL199387 B1 PL 199387B1 PL 368230 A PL368230 A PL 368230A PL 36823002 A PL36823002 A PL 36823002A PL 199387 B1 PL199387 B1 PL 199387B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- alloy
- phase
- content
- alloy according
- Prior art date
Links
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 title description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 57
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 57
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 53
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 37
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 16
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 14
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 14
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 12
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 12
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 7
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 48
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 47
- 229910001039 duplex stainless steel Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 description 22
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 21
- 102220043852 rs72857097 Human genes 0.000 description 10
- 229910001114 SAF 2507 Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 7
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021592 Copper(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- ANVAOWXLWRTKGA-NTXLUARGSA-N (6'R)-beta,epsilon-carotene Chemical compound CC=1CCCC(C)(C)C=1\C=C\C(\C)=C\C=C\C(\C)=C\C=C\C=C(/C)\C=C\C=C(/C)\C=C\[C@H]1C(C)=CCCC1(C)C ANVAOWXLWRTKGA-NTXLUARGSA-N 0.000 description 1
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001318 Zeron 100 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910000905 alloy phase Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N ammonium carbamate Chemical compound [NH4+].NC([O-])=O BVCZEBOGSOYJJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N azanylidynechromium Chemical compound [Cr]#N CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N carbonic acid monoamide Natural products NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 chromium carbides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000000840 electrochemical analysis Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- VCTOKJRTAUILIH-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);sulfide Chemical class [S-2].[Mn+2] VCTOKJRTAUILIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013179 statistical model Methods 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 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
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
-
- 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
- C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
-
- 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
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- 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
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- 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
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
-
- 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
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
-
- 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
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
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)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Contacts (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest stop stali nierdzewnej, zwłaszcza dwufazowy stop stali nierdzewnej o osnowie ferrytyczno-austenitycznej i wysokiej odporności na korozję, w połączeniu z dobrą stabilnością strukturalną i podatnością przy przeróbce na gorąco, szczególnie dwufazowy stop stali nierdzewnej o zawartości ferrytu 40-65% i odpowiednio dobranym składzie, który nadaje materiałowi właściwości korozyjnych, dzięki czemu nadaje się on bardziej do zastosowania w środowisku chlorkowym niż wcześniej wydawało się to możliwe. Całkowita liczba PRE lub PREW przekracza 44, przy czym liczba PRE wynosi co najmniej pomiędzy 46 a 50, zarówno w fazie austenitu jak i w fazie ferrytu, gdzie PRE = % Cr + 3,3% Mo + 16 N i PREW = % Cr + 3,3 (% Mo + 0,5% W) + 16 N, gdzie % dotyczy %-ciężaru, a stosunek pomiędzy wartością PRE(W) dla fazy austenitu i wartością PRE(W) dla fazy ferrytu wynosi pomiędzy 0,90 a 1,15. Cele te są spełnione według wynalazku przez dwufazowe stopy stali nierdzewnych, które zawierają (w %-ciężaru) do 0,03% C, do 0,5% Si, 24,0-30,0% Cr, 4,9-10,0% Ni, 3,0-5,0% Mo, 0,28-0,5% N, 0-3,0% Mn, 0-0,0030% B, do 0,010%, 0-0,03% Al, 0-0,010% Ca, 0-3,0% W, 0-2,0% Cu, 0-3,5% Co, 0-0,3% Ru, Fe wyrównawcze i nieuniknione zanieczyszczenia.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest dwufazowy stop stali nierdzewnej o osnowie ferrytyczno-austenitycznej i wysokiej odporności na korozję, w połączeniu z dobrą stabilnością strukturalną oraz dobrą obrabialnością na gorąco, w szczególności dwufazowy stop stali nierdzewnej z zawartością ferrytu od 40 do 65% objętościowo i dobrze zrównoważona kompozycja, która ma wpływ na własności materiału związane z korozją. Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie dwufazowego stopu stali nierdzewnej na wyroby przeznaczone do pracy w środowiskach o dużej zawartości chloru, w których uprzednio nie rozważ ano stosowania chloru.
W cią gu ostatnich lat ś rodowiska, w których stosowano materiały metaliczne odporne na korozję, stały się bardziej agresywne, wzrosły zatem wymagania co do właściwości związanych z korozją , jak i wł asnoś ci mechanicznych. Dwufazowe stopy stali, został y opracowane jako alternatywa dla dotychczas stosowanej gradacji stali, na przykład wysokostopowych stali austenitycznych, stopów na bazie niklu lub innych stali wysokostopowych, które nie są wyłączone z tego opracowania.
Miarą odporności na korozję w środowiskach o wysokiej zawartości chloru jest tak zwana równoważna odporność na wżery Korozyjne (skrót PRE), który definiowany jest jako:
PRE=%Cr+3,3%Mo+16%N, gdzie procent każdego z elementów jest procentem wagowym. Wyższe wartości oznaczają lepszą odporność na korozję, w szczególności na wżery korozyjne. Niezbędnymi elementami stopów, które mają wpływ na ich własności są zgodnie ze wzorem Cr, Mo i N. Tej klasy stal jest znana na przykład z EP 0220141, o której wspomina się w celu wskazania odniesienia. Ta klasa stali o oznaczeniu SAF2507 (UNS S32750) jest stopem o dużej zawartości Cr, Mo i N. Jest ona ciągle doskonalona w zakresie różnych własności, w szczególności dobrej odporności na korozję w środowiskach o duż ej zawartości chloru.
W ostatnich czasach ponadto, takie elementy jak Cu i W wykazały wysoką efektywność jako dodatki do stopów, w zakresie dalszej optymalizacji własności związanych z korozją stali w środowiskach o dużej zawartości chloru. W został zastosowany jako substytut pewnej ilości Mo, na przykład w dostępnym na rynku stopie DP3W (UNS S39274) lub Zeron 100, które zawierają odpowiednio 2,0% i 0,7% W. Ten ostatni zawiera nawet 0,7% Cu, celem zwiększenia odporności stopu na korozję w środowiskach kwaś nych.
Dodanie wolframu doprowadziło do dalszego rozwoju pomiaru odporności na korozję, z formuły PRE do formuły PREW, która opisuje również wpływ Mo i W na własności korozyjne stopu, zdefiniowane jako
PREW=%Cr+3,3(%Mo+0,5%W)+16%N.
W EP 0545753 opisany jest dwufazowy stop stali nierdzewnej o ulepszonych własnościach odporności na korozję. Powyżej opisane klasy stali mają liczbę PRE, niezależnie od sposobu liczenia, większą od 40.
Wśród stopów o dobrej odporności na korozję w środowiskach o dużej zawartości chloru należy również wymienić SAF 2906, którego skład opisany jest w EP 0 708 845. Stop ten charakteryzuje się wyższą zawartością Cr i N, w porównaniu do przykładowego SAF 2507 i okazuje się wyjątkowo odpowiedni do zastosowania w środowiskach, gdzie wymagana jest odporność na korozję międzyziarnową i korozję w karbaminianie amonu. Ma on także wysoką odporność na korozję w środowiskach o dużej zawartości chloru.
W dokumencie US-A-4 985 091 opisany jest stop przeznaczony do stosowania w ś rodowiskach kwasu solnego i kwasu siarkowego, gdzie występuje głównie korozja międzyziarnowa. Został on wynaleziony jako alternatywa dla ostatnio stosowanych stali austenitycznych.
Natomiast w dokumencie US-A-6 048 413 opisany jest dwufazowy stop stali nierdzewnej, stanowiący alternatywę dla austenitycznych stali nierdzewnych, przeznaczonych do stosowania w środowisku o dużej zawartości chloru.
Wadą opisanych powyżej stopów, o wysokiej liczbie PRE, jest występowanie wytrąconej, twardej i kruchej fazy międzymetalicznej w stali, w postaci na przykład fazy sigma, zwłaszcza po obróbce cieplnej, na przykład przy spawaniu i późniejszej obróbce. Skutkuje to uzyskaniem twardszego materiału o słabszej obrabialności, a w końcu pogorszoną odpornością na korozję.
Aby dalej polepszać, między innymi, odporność na wżery korozyjne w dwufazowych stopach stali nierdzewnej, należy zwiększyć liczbę PRE, zarówno w fazie austenitu jak i w fazie ferrytu, bez naruPL 199 387 B1 szania strukturalnej stabilności materiału. Jeżeli skład w obu fazach nie jest zrównoważony, w stosunku do aktywnych składników stopu, jedna faza staje się bardziej wrażliwa na wżery korozyjne i korozję szczelinową . W konsekwencji, faza bardziej podatna na korozję zmniejsza odporność, przy czym stabilność strukturalna jest zmniejszona przez fazę wysokostopową.
Dlatego też celem wynalazku jest opracowanie dwufazowego stopu stali nierdzewnej, wykazującego wysoką odporność na korozję w połączeniu z ulepszonymi własnościami mechanicznymi, który to stop jest odpowiedni do stosowania w środowiskach, gdzie potrzebna jest wysoka odporność na korozję ogólną i korozją miejscową, na przykład w środowiskach o wysokiej zawartości chloru.
Kolejnym celem wynalazku jest opracowanie dwufazowego stopu stali nierdzewnej o zawartości objętościowej ferrytu w zakresie od 40 do 65% i liczbie PRE co najmniej pomiędzy 46 a 50%, w obu fazach austenicie i ferrycie, oraz z optymalnym stosunkiem PRE austenitu do PRE ferrytu w zakresie od 0,9 do 1,15, korzystnie od 0,9 do 1,05.
Kolejnym celem przedmiotu wynalazku jest dostarczenie dwufazowego stopu stali nierdzewnej o krytycznej temperaturze dla wżerów korozyjnych (Critical Pitting Corrosion Temperature - CPT) wyższej niż 90°C, korzystnie wyższej niż 95°C, i krytycznej temperaturze dla korozji szczelinowej (Critical Crevice Corrosion Temperature - CCT) co najmniej 50°C w 6% FeCl3, korzystnie co najmniej 60°C w 6% FeCl3.
Jeszcze innym celem wynalazku jest opracowanie stopu o udarności co najmniej 100 J w temperaturze pokojowej, i wydłużalności w badaniu naprężeniowym co najmniej 25% w temperaturze pokojowej.
Dwufazowy stop stali nierdzewnej o osnowie ferrytyczno-austenitycznej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera w % wagowych: C maks. 0,03%, Si maks. 0,5%, Mn 0-3,0%, Cr 24,0-30,0%, Ni 4,9-10,0%, Mo 3,0-5,0%, N 0,28-0,5%, B 0-0,0030%, S maks. 0,010%, Co 0-3,5%, W 0-3,0%, Cu 0-2,0%, Ru 0-0,3%, Al 0-0,03%, Ca 0-0,010%, Ti 0-0,35%, V 0-0,55%, pozostałą część stanowi Fe i nieuniknione zanieczyszczenia i dodatki, zaś zawartość ferrytu wynosi 40-65% objętościowo, wartość PRE albo PREW dla obu faz ferrytycznej i austenitycznej jest wyższa niż 45, przy czym wartość PRE albo PREW całkowitego składu stopu jest wyższa niż 46 a proporcja mię dzy wartoś cią PRE albo PREW dla fazy austenitycznej i wartością PRE albo PREW dla fazy ferrytycznej jest pomiędzy 0,9 i 1,15.
Stop według wynalazku zawiera mangan w zakresie od 0,5 do 1,2% wagowo.
Stop według wynalazku zawiera chrom w zakresie od 27,0 do 29,0% wagowo.
Stop według wynalazku zawiera nikiel w zakresie od 5,0 do 8,0% wagowo.
Stop według wynalazku zawiera molibden w zakresie od 3,6 do 4,7% wagowo.
Stop według wynalazku zawiera azot w zakresie od 0,35 do 0,45% wagowo.
Stop według wynalazku zawiera ruten w zakresie od więcej niż 0 do 0,3% wagowo, korzystnie od więcej niż 0 do 0,1 do wagowo.
Stop według wynalazku zawiera kobalt w zakresie od 0,5 do 3,5% wagowo, korzystnie od 1,5 do 3,5% wagowo.
Stop według wynalazku zawiera miedź w zakresie 0,5 do 2,0% wagowo, korzystnie od 1,0 do 1,5% wagowo.
Stop według wynalazku zawiera ferryt w zakresie od 42 do 60% objętościowo, korzystnie od 45 do 55% objętościowo.
Stop według wynalazku charakteryzuje się tym, że liczba całkowitego PRE lub PREW jest wyższa niż 44, gdzie PRE=%Cr+3,3%Mo+16%N, PREW=%Cr+3,3(%Mo+0,5%W)+16%N a % oznaczają % wagowe.
Stop według wynalazku charakteryzuje się tym, że liczba PRE lub PREW zarówno dla fazy ferrytu, jak i fazy austenitu mieści się w granicach pomiędzy wartościami 47 i 49.
Stop według wynalazku charakteryzuje się tym, że proporcja między wartością PRE albo PREW dla fazy austenitycznej i wartością PRE albo PREW dla fazy ferrytycznej jest pomiędzy 0,9 i 1,05.
Zastosowaniem dwufazowego stopu stali nierdzewnej określonego są wyroby przeznaczone do pracy w środowiskach o dużej zawartości chloru.
Zastosowaniem dwufazowego stopu stali nierdzewnej są wyroby przeznaczone do pracy w środowiskach o dużej zawartości chloru, w postaci prętów, rur, rur ze szwem, rur bez szwu, płyt, taśm, drutów, drutów spawalniczych, części konstrukcyjnych, takich jak pompy, zawory, kołnierze i złączki.
PL 199 387 B1
Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wartości CPT z testów wsadów zgodnych ze zmodyfikowaną normą ASTM (Amerykańskie Stowarzyszenie Testowania Materiałów) G48C w roztworze Green Death, w porównaniu do dwufazowych stali SAF2507, SAF2906, jak również wysokostopowej stali austenitycznej 654SMO, fig. 2 - wartości CPT otrzymane w testach wsadów zgodnych ze zmodyfikowaną normą w roztworze Green Death, w porównaniu do dwufazowej stali SAF2507, jak również wysokostopowej stali austenitycznej 654SMO, fig. 3 - średnią korozję w mm/rok w 2% roztworze HCl, w temperaturze 75°C, a fig. 4 - wskaź niki plastycznoś ci na gor ą co dla wię kszoś ci wsadów.
Systematyczny rozwój niespodziewanie wykazał, że dzięki dobrze zrównoważonej kombinacji Cr, Mo, Ni, N, Mn i Co można otrzymać optymalne rozproszenie elementów w ferrycie i austenicie, pozwalające na otrzymanie materiału bardzo odpornego na korozję, z nieznaczną zawartością fazy sigma. Materiał ma dobrą obrabialność, pozwalającą na wyciskanie rur bezszwowych. Okazuje się, że mając za cel optymalną kombinację wysokiej odporności na korozję i dobrą stabilność strukturalną, wymagana jest znacznie mniej złożona kombinacja elementów stopowych w materiale. Stop stanowią cy przedmiot wynalazku zawiera (w % wagowo): C maks. 0,03%, Si maks. 0,5%, Mn 0-3,0%, Cr 24,0-30,0%, Ni 4,9-10,0%, Mo 3,0-5,0%, N 0,28-0,5%, B 0-0,0030%,S maks. 0,010%, Co 0-3,5%, W 0-3,0%, Cu 0-2,0%, Ru 0-0,3%, Al 0-0,03%, Ca 0-0,010%, przy czym pozostałą część stanowi Fe i nieuniknione zanieczyszczenia i dodatki, zaś zawartość ferrytu wynosi 40-65% objętościowo.
Węgiel (C) ma ograniczoną rozpuszczalność zarówno w ferrycie, jak i w austenicie. Ograniczona rozpuszczalność pociąga za sobą ryzyko wytrącenia węglików chromu, a zatem jego zawartość nie powinna przekraczać 0,03% wagowo, korzystnie nie przekraczać 0,02% wagowo.
Krzem (Si) jest wykorzystywany jako czynnik dezoksydacyjny w produkcji stali, jak również zwiększa płynność przy produkcji i spawaniu. Jednakże zbyt duża zawartość Si prowadzi do wytrącania niepożądanej fazy międzymetalicznej, dlatego też zawartość jest ograniczona do maksymalnie 0,5% wagowo, a korzystnie do 0,3% wagowo.
Mangan (Mn) jest dodawany w celu rozpuszczalności azotu w materiale. Jednakże okazuje się, że Mn ma wyłącznie ograniczony wpływ na rozpuszczalność azotu w stopie tego typu. Zamiast niego można wykorzystywać inne elementy, o większym wpływie na rozpuszczalność. Poza tym Mn w połączeniu z dużą zawartością siarki może powodować zwiększone powstawanie siarczków manganu, które działają jako ogniska początkowe, dla rozwoju korozji. Zawartość Mn powinna zatem być ograniczona do między 0,0 a 3,0% wagowo, korzystnie 0,5-1,2%.
Chrom (Cr) jest bardzo aktywnym elementem dla polepszenia odporności na większość typów korozji. Ponadto, wysoka zawartość chromu powoduje bardzo dobrą rozpuszczalność azotu w materiale. Dlatego tez pożądane jest, aby zachować zawartość Cr na najwyższym możliwym poziomie, w celu zwiększenia odpornoś ci na korozję . Dla bardzo wysokiej odpornoś ci na korozje zawartość chromu powinna wynosić co najmniej 24,0% wagowo, korzystnie 27,0-29,0% wagowo. Jednakże wysoka zawartość Cr zwiększa ryzyko wytrącania się faz międzymetalicznych, i z tego powodu zawartość chromu musi być ograniczona do maksymalnie 30,0%.
Nikiel (Ni) jest stosowany jako element stabilizujący austenit i dodawany jest w odpowiedniej proporcji tak, aby otrzymać pożądaną zawartość ferrytu. W celu otrzymania pożądanej relacji pomiędzy fazą austenitu i ferrytu, z zawartością ferrytu 40-65% objętościowo, dodawane jest pomiędzy 4,9 a 10,0% wagowo niklu, korzystnie 4,9-8,0% wagowo niklu.
Molibden (Mo) jest elementem aktywnym, zwiększającym odporność na korozję w środowiskach chloru, jak również w korzystny sposób redukującym kwasy. Zbyt wysoka zawartość Mo, w połączeniu z wysoką zawartoś cią Cr, powoduje zwiększone ryzyko wytrą cania faz mię dzymetalicznych. Zawartość Mo w przedmiocie wynalazku powinna znajdować się w przedziale 3,0-5,0% wagowo, korzystnie 3,6-4,7% wagowo, a w szczególności 4,0-4,3% wagowo.
Azot (N) jest elementem bardzo aktywnym, zwiększającym odporność na korozję i stabilność strukturalną, i jak również wytrzymałość materiału. Ponadto, wysoka zawartość N polepsza odzyskiwanie austenitu po spawaniu, co zapewnia dobre własności uzyskanego spawu. W celu uzyskania właściwego działania N, powinno się go dodać co najmniej w 0,28% wagowo. Przy wysokiej zawartości N zwiększa się ryzyko wytrącania się azotków chromu, zwłaszcza gdy równocześnie stop posiada wysoką zawartość chromu. Ponadto, wysoka zawartość N zwiększa ryzyko większej porowatości ze względu na przekroczenie rozpuszczalności N w wytopie, z tych też względów zawartość N powinna być ograniczona do maksymalnie 0,5% wagowo, korzystnie 0,35-0,45% wagowo.
PL 199 387 B1
Bor (B) jest dodawany w celu zwiększenia obrabialności materiału na gorąco. Przy zbyt wysokiej zawartości boru spawalność, jak i odporność na korozję mogą się pogarszać. Dlatego też zawartość boru powinna być mniejsza niż 0,0030% wagowo.
Siarka (S) wpływa negatywnie na odporność na korozję, tworząc rozpuszczalne siarczki. Ponadto, pogarsza się obrabialność na gorąco, z tych też powodów zawartość siarki może wynosić maksymalnie 0,010% wagowo.
Kobalt (Co) jest dodawany w celu polepszania zarówno stabilności strukturalnej, jak i odporności na korozję. Kobalt jest elementem stabilizującym austenit. W celu uzyskania tego efektu zawartość Co powinna wynosić co najmniej 0,5% wagowo, korzystnie 1,5% wagowo. Ponieważ kobalt jest względnie drogim składnikiem, dodatek kobaltu jest ograniczony do maksymalnie 3,5% wagowo.
Wolfram (W) zwiększa odporność na wżery korozyjne i korozję szczelinową. Dodanie zbyt dużej ilości wolframu, w połączeniu ze zbyt wysoką zawartością Cr i i Mo, oznacza ryzyko wytrącania się fazy międzymetalicznej. Zawartość W w przedmiocie wynalazku powinna znajdować się w granicach od 0 do 3,0% wagowo, korzystnie 0,5 do 1,8% wagowo.
Miedź (Cu) jest dodawana w celu zwiększenia ogólnej odporności na korozję w środowiskach kwaśnych na przykład kwasu siarkowego. Równocześnie Cu wpływa na stabilność strukturalną. Jednakże zbyt wysoka jej zawartość wpływa na przekroczenie rozpuszczalności w stanie stałym. Dlatego też zawartość Cu powinna być ograniczona maksymalnie do 2,0% wagowo, korzystnie 0,5-1,5% wagowo.
Ruten (Ru) jest dodawany dla zwiększenia odporności na korozję. Ponieważ ruten jest bardzo drogim elementem, jego zawartość ograniczona jest do maksymalnie 0,3% wagowo, korzystnie między 0, a 0,1% wagowo.
Aluminium (Al) i wapń (Ca) są stosowane jako czynniki dezoksydacyjne w produkcji stali. Zawartość Al powinna być ograniczona do maksymalnie 0,03% w celu ograniczenia tworzenia się azotków. Wapń ma pożądany efekt na plastyczność na gorąco. Jednakże zawartość Ca powinna być ograniczona do 0,010% wagowo, w celu uniknięcia niepożądanej ilości żużlu.
Zawartość ferrytu jest ważna dla uzyskania dobrych własności mechanicznych i antykorozyjnych, jak również dobrej spawalności. Z punktu widzenia korozji i spawalności zawartość ferrytu pomiędzy 40 a 65% jest pożądana dla uzyskania dobrych własności. Ponadto, duża zawartość ferrytu powoduje zwiększoną wytrzymałość przy niskich temperaturach, jak i odporność na zwiększenie się ryzyka kruchości wodorowej. Dlatego też zawartość ferrytu powinna wynosić 40-65%, korzystnie 42-60%, a w szczególności 45-55% objętościowo.
W poniż szych przykł adach przedstawiono wiele testowych wsadów o róż nych składach, które ukazują wpływ różnych elementów stopu na własności produktu. Wsad 05182 stanowi odniesienie i nie jest częścią przedmiotu wynalazku. Pozostałe wsady nie powinny również stanowić ograniczenia zakresu przedmiotu wynalazku, za wyjątkiem specyficznych przykładów wsadów, które ilustrują przedmiot wynalazku według zastrzeżeń patentowych.
Liczby lub wartości PRE odnoszą się zawsze do liczb obliczonych zgodnie z formułą PREW, nawet jeżeli nie zostanie to za każdym razem wspomniane.
P r z y k ł a d 1
Wsady testowe w tym przykładzie zostały wyprodukowane poprzez odlanie 170 kg wlewków w laboratorium, które zostały przekute na gorą co na okrą g ł e prę ty. Był y one wyciskane na gorą co jako okrągłe i płaskie pręty, po czym materiały testowe zostały pobrane z prętów okrągłych. Następnie płaskie pręty były wyżarzane przed walcowaniem na zimno, a następnie stały się materiałem testowym. Z punktu widzenia inżynierii materiałowej taki proces może być reprezentatywny dla produktów w większej skali, na przykład dla rur bez szwu wytwarzanych przez wyciskanie a nastę pnie walcowania na zimno. Tabela 1 ukazuje skład pierwszej partii wsadów testowych.
T a b e l a 1 Skład wsadów testowych w procentach wagowo.
| C | Mn | Cr | Ni | Mo | W | Co | V | La | Ti | N |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 605193 | 1,03 | 27,90 | 8,80 | 4,00 | 0,01 | 0,02 | 0,04 | 0,01 | 0,01 | 0,36 |
| 605195 | 0,97 | 27,90 | 9,80 | 4,00 | 0,01 | 0,97 | 0,55 | 0,01 | 0,35 | 0,48 |
PL 199 387 B1 cd. tabeli 1
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 605197 | 1,07 | 28,40 | 8,00 | 4,00 | 1,00 | 1,01 | 0,04 | 0,01 | 0,01 | 0,44 |
| 605178 | 0,91 | 27,94 | 7,26 | 4,01 | 0,99 | 0,10 | 0,07 | 0,01 | 0,03 | 0,44 |
| 605183 | 1,02 | 28,71 | 6,49 | 4,03 | 0,01 | 1,00 | 0,04 | 0,01 | 0,04 | 0,28 |
| 605184 | 0,99 | 28,09 | 7,83 | 4,01 | 0,01 | 0,03 | 0,54 | 0,01 | 0,01 | 0,44 |
| 605187 | 2,94 | 27,74 | 4,93 | 3,98 | 0,01 | 0,98 | 0,06 | 0,01 | 0,01 | 0,44 |
| 605153 | 2,78 | 27,85 | 6,93 | 4,03 | 1,01 | 0,02 | 0,06 | 0,02 | 0,01 | 0,34 |
| 605182 | 0,17 | 23,48 | 7,88 | 5,75 | 0,01 | 0,05 | 0,04 | 0,01 | 0,10 | 0,26 |
W celu zbadania strukturalnej stabilności próbek z każdego wsadu, zostały one wyżarzone w zakresie temperatur 900-1150°C, co 50°C, oraz schłodzone w powietrzu i w wodzie. W najniższej temperaturze formowała się faza międzymetaliczna. Określana była najniższa temperatura, w której powstawanie fazy międzymetalicznej stawało się nieznaczące, czego dokonano poprzez badanie mikroskopem optycznym. Nowe próbki z odpowiednich wsadów zostały wyżarzone we wspomnianej temperaturze przez dwie minuty, a następnie schłodzone przy szybkości chłodzenia 140°C/min do temperatury pokojowej. Następnie został określony obszar frakcji fazy sigma poprzez cyfrową obróbkę zdjęć rozproszonych elektronów w mikroskopie elektronowym. Wyniki przedstawia tabela 2.
Tmaxsigma została obliczona przy pomocy Thermo-Calc (wersji N termodynamicznej bazy danych dla stali TCFE99), na podstawie charakterystycznych ilości dla wszystkich wariantów. Tmaxsigma jest temperaturą rozpuszczania się fazy sigma, zaś wysokie temperatury rozpuszczania wskazują na niską stabilność strukturalną.
T a b e l a 2
| Wsad | Temperatura obróbki | Ilość sigma (% objętościowo) | TmaxSigma |
| 605193 | 1100°C, 5 min | 7,5% | 1016 |
| 605195 | 1150°C, 5 min | 32% | 1047 |
| 605197 | 1100°C, 5 min | 18% | 1061 |
| 605178 | 1100°C, 5 min | 14% | 1038 |
| 605183 | 1050°C, 5 min | 0,4% | 997 |
| 605184 | 1100°C, 5 min | 0,4% | 999 |
| 605187 | 1050°C, 5 min | 0,3% | 962 |
| 605153 | 1100°C, 5 min | 3,5% | 1032 |
| 605182 | 1100°C, 5 min | 2,0% | 1028 |
Celem badania było ustalenie kolejności materiałów pod względem stabilności strukturalnej, to znaczy rzeczywistej zawartości fazy sigma w próbkach, które były obrabiane termicznie i schładzane przed testami korozyjnymi. Jak widać Tmaxsigma, obliczone na podstawie Thermo-Calc, nie są bezpośrednio zgodne ze zmierzonymi ilościami fazy sigma, jednakże wsady testowe z najmniejszym zmierzonym Tmaxsigma zawierają najniższe ilości fazy sigma w badaniu.
Własności związane z wżerami korozyjnymi były testowane w tak zwanym roztworze Green-Death, który zawierał 1%FeCl3, 1%CuCl2, 11%H2SO4, 1,2%HCl. Procedura testowa odpowiadała procedurze ASTM G48C, jednakże była prowadzona z wykorzystaniem bardziej agresywnego roztworu Green Death. Następnie niektóre wsady były testowane zgodnie z ASTM G48C (2 testy na wsad). Przeprowadzono również testy elektrochemiczne w 3% NaCl (6 testów na wsad. Wyniki, w postaci krytycznej temperatury dla wżerów korozyjnych (CPT) dla wszystkich testów, przedstawia tabela 3. Są to na przykład liczby PREW [Cr+3,3(Mo+0,5W)+16N] dla całkowitego składu stopu, jak również dla austenitu i ferrytu. Indeks alfa odnosi się do ferrytu a gamma do austenitu.
PL 199 387 B1
T a b e l a 3
| Wsad | PRE alfa | PRE gamma | PRE alfa/PRE gamma | PRE | CPT °C zmieniona ASTM G48C Green Death | CPT °C ASTM G48C 6%FeCl3 | CPT °C 3% NaCl |
| 605193 | 51,3 | 49,0 | 0,9552 | 46,9 | 90/90 | 64 | |
| 605195 | 51,5 | 48,9 | 0,9495 | 48,7 | 90/90 | 95 | |
| 605197 | 53,3 | 53,7 | 1,0075 | 50,3 | 90/90 | >95 | >95 |
| 605178 | 50,7 | 52,5 | 1,0355 | 49,8 | 75/80 | 94 | |
| 605183 | 48,9 | 48,9 | 1,0000 | 46,5 | 85/85 | 90 | 93 |
| 605184 | 48,9 | 51,7 | 1,0573 | 48,3 | 80/80 | 72 | |
| 605187 | 48,0 | 54,4 | 1,1333 | 48,0 | 70/75 | 77 | |
| 605182 | 54,4 | 46,2 | 0,8493 | 46,6 | 75/70 | 85 | 62 |
| 654SMO | 90/85 | ||||||
| SAF2507 | 70/70 | ||||||
| SAF2609 | 60/50 |
Wiadomo, że istnieje liniowa zależność pomiędzy najniższą liczbą PRE w austenicie lub ferrycie a wartością CPT w stali dwufazowej, lecz wyniki z tabeli 3 wykazują, że liczba PRE nie wyjaśnia w pełni wartość CPT. Fig. 1 ukazuje schematycznie wartości CPT z testów prowadzonych zmodyfikowaną metodą ASTM G48C. Stale dwufazowe SAF2507 i SAF2906, jak również wysokostopowa stal austenityczna 654SMO zostały pokazane dla odniesienia. Poza tymi wynikami, wszystkie testowane materiały wykazały większą wartość CPT, w zmodyfikowanej metodzie ASTM G48C, niż SAF2507 i SAF2906. Ponadto, niektóre z testowanych materiałów uzyskały wartości CPT, w zmodyfikowanej metodzie ASTM G48C, na tym samym poziomie lub wyższe niż dla 654SMO. Testowy wsad 605183, zawierający kobalt, wykazał dobrą stabilność strukturalną przy kontrolowanej szybkości schładzania (140°C/min), i pomimo że zawierał również dużą domieszkę chromu i molibdenu, uzyskał lepsze wartości niż SAF2507 i SAF2906. Badanie to dowodzi, że wysoka liczba PRE nie wyjaśnia w pełni wartości CPT, jeżeli stosunek PRE austenitu do PRE ferrytu nie jest wyjątkowej wagi dla własności wysokostopowych stali dwufazowych, proporcje pomiędzy elementami stopu są w bardzo wąskim i dokładnym zakresie, pomiędzy 0,9-1,15, korzystnie 0,9-1,05, a otrzymana wartość PRE jest większa niż 46. Stosunek PRE austenitu do PRE ferrytu w odniesieniu do CPT, w zmodyfikowanej metodzie ASTM G48C, dla wsadów testowych przedstawia tabela 3.
Wytrzymałość w temperaturze pokojowej (RT), 100°C i 200°C oraz udarność w temperaturze pokojowej (RT) zostały określone dla wszystkich wsadów i są wartościami średnim z trzech testów.
Próbki do testu naprężeniowego (DR-5C50) zostały wykonane z wyciśniętych prętów φ 20 mm, które zostały podgrzane do temperatur z Tabeli 2 przez 20 minut, po czym schłodzone w powietrzu lub w wodzie (605195, 605197, 605148). Wyniki przedstawiają tabele 4 i 5. Wyniki testów naprężeniowych wykazują, że zawartość chromu, azotu i wolframu ma silny wpływ na udarność materiału. Poza 605153, wszystkie wsady spełniły wymóg 25% wydłużenia w teście naprężeniowym w temperaturze pokojowej (RT).
T a b e l a 4 Udarność .
| Wsad | Temperatura | Rp0,2 | Rp1,0 | Rm | A5 | Z |
| (Mpa) | (Mpa) | (Mpa) | (%) | (%) | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 605193 | RT | 652 | 791 | 916 | 29,7 | 38 |
| 100°C | 513 | 646 | 818 | 30,4 | 36 | |
| 200°C | 511 | 583 | 756 | 29,8 | 36 |
PL 199 387 B1 cd. tabeli 4
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 605195 | RT | 671 | 773 | 910 | 38,0 | 66 |
| 100°C | 563 | 637 | 825 | 39,3 | 68 | |
| 200°C | 504 | 563 | 769 | 38,1 | 64 | |
| 605197 | RT | 701 | 799 | 939 | 38,4 | 66 |
| 100°C | 564 | 652 | 844 | 40,7 | 69 | |
| 200°C | 502 | 577 | 802 | 35,0 | 65 | |
| 605178 | RT | 712 | 828 | 925 | 27,0 | 37 |
| 100°C | 596 | 677 | 829 | 31,9 | 45 | |
| 200°C | 535 | 608 | 763 | 27,1 | 36 | |
| 605183 | RT | 677 | 775 | 882 | 32,4 | 67 |
| 100°C | 560 | 642 | 788 | 33,0 | 59 | |
| 200°C | 499 | 578 | 737 | 29,9 | 52 | |
| 605184 | RT | 702 | 793 | 915 | 32,5 | 60 |
| 100°C | 569 | 657 | 821 | 34,5 | 61 | |
| 200°C | 526 | 581 | 774 | 31,6 | 56 | |
| 605187 | RT | 679 | 777 | 893 | 35,7 | 61 |
| 100°C | 513 | 628 | 799 | 38,9 | 64 | |
| 200°C | 505 | 558 | 743 | 35,8 | 58 | |
| 605153 | RT | 715 | 845 | 917 | 20,7 | 24 |
| 100°C | 572 | 692 | 817 | 29,3 | 27 | |
| 200°C | 532 | 611 | 749 | 23,7 | 31 | |
| 605182 | RT | 627 | 754 | 903 | 28,4 | 43 |
| 100°C | 493 | 621 | 802 | 31,8 | 42 |
T a b e l a 5 Udarność .
| Wsad | Wyżarzanie [°C/min] | Schładzanie | Udarność [J] | Wyżarzanie [°C/min] | Schładzanie | Udarność [J] |
| 605193 | 1100/20 | Powietrze | 35 | 1100/20 | Woda | 242 |
| 605195 | 1150/20 | Woda | 223 | |||
| 605197 | 1100/20 | Woda | 254 | 1130/20 | Woda | 259 |
| 605178 | 1100/20 | Powietrze | 62 | 1100/20 | Woda | 234 |
| 605183 | 1050/20 | Powietrze | 79 | 1050/20 | Woda | 244 |
| 605184 | 1100/20 | Woda | 81 | 1100/20 | Woda | 78 |
| 605187 | 1050/20 | Powietrze | 51 | 1100/20 | Woda | 95 |
| 605153 | 1100/20 | Powietrze | 50 | 1100/20 | Powietrze | 246 |
| 605182 | 1100/20 | Powietrze | 22 | 1100/20 | Woda | 324 |
To badanie pokazuje bardzo wyraźnie, że schładzanie wodą jest niezbędne dla uzyskania najlepszej struktury, a w konsekwencji dobrych wartości udarności. Wymagana jest wartość 100 J w temPL 199 387 B1 peraturze pokojowej, i wszystkie wsady spełniają to wymaganie za wyjątkiem 605184 i 60517, które są jakkolwiek bardzo bliskie jego spełnienia.
Tabela 6 ukazuje wyniki testu spawania elektrodą wolframową w osłonie gazu obojętnego (określane dalej jako TIG), w którym wsady 605193, 605183, 605184, jak i 605253 wykazały dobrą strukturę w strefie przegrzania (strefa przegrzania określona będzie dalej skrótem HAZ). Wsady zawierające Ti wykazują obecność cyny w HAZ. Zbyt wysoka zawartość chromu i azotu skutkuje powstawaniem Cr2N, którego powinno się unikać ponieważ pogarsza własności materiału.
T a b e l a 6
| Wsad | Wytrącenia (gaz obojętny Ar (99,99%) |
| 605193 | HAZ : W normie |
| 605195 | HAZ: Duże ilości TIN i fazy sigma |
| 605197 | HAZ: małe ilości Cr2N w ziarnach beta, lecz nieznaczne |
| 605178 | HAZ:Cr2N w ziarnach beta, poza tym w normie |
| 605183 | HAZ: W normie |
| 605184 | HAZ: W normie |
| 605187 | HAZ: Cr2N blisko punktu płynięcia, dalej żadnych wytrąceń |
| 605153 | HAZ: W normie |
| 605182 | HAZ: TIN i złuszczone granice ziaren beta/beta |
P r z y k ł a d 2
W opisanym poniżej przykładzie skład dalszych wsadów testowych przygotowano tak, aby uzyskać optymalny skład stopu. Wsady te zostały zmodyfikowane poczynając od własności wsadów, w zakresie dobrej stabilnoś ci struktury i wysokiej odpornoś ci na korozję , na podstawie wyników z przykł adu 1. Wszystkie wsady wykorzystują stop stanowią cy przedmiot wynalazku, wsady 1-8 zostały włączone do modelu statystycznego, zaś wsady E do N są dodatkowymi stopami testowymi, pozostającymi w zakresie przedmiotu wynalazku.
Wsady testowe w tym przykładzie zostały wyprodukowane poprzez odlanie 270 kg wlewków, które zostały przekute na gorąco na okrągłe pręty. Były one wyciskane na gorąco jako pręty, z których wykonano próbki. Następnie pręty były wyżarzane przed walcowaniem na zimno na płaskowniki, a następnie stały się materiałem testowym. Tabela 7 ukazuje sk ład pierwszej partii wsadów testowych.
T a b e l a 7. Skład wsadów testowych w procentach wagowo.
| C | Mn | Cr | Ni | Mo | W | Co | Cu | Ru | B | N | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 1 | 605258 | 1,1 | 29,0 | 6,5 | 4,23 | 1,5 | 0,0018 | 0,46 | |||
| 2 | 605249 | 1,0 | 28,8 | 7,0 | 4,23 | 1,5 | 0,0026 | 0,38 | |||
| 3 | 605259 | 1,1 | 29,0 | 6,8 | 4,23 | 0,6 | 0,0019 | 0,45 | |||
| 4 | 605260 | 1,1 | 27,5 | 5,9 | 4,22 | 1,5 | 0,0020 | 0,44 | |||
| 5 | 605250 | 1,1 | 28,8 | 7,6 | 4,21 | 0,6 | 0,0010 | 0,40 | |||
| 6 | 605251 | 1,0 | 28,1 | 6,5 | 4,24 | 1,5 | 0,0021 | 0,38 | |||
| 7 | 605261 | 1,0 | 27,8 | 6,1 | 4,22 | 0,6 | 0,0021 | 0,43 | |||
| 8 | 605252 | 1,1 | 28,4 | 6,9 | 4,23 | 0,5 | 0,0018 | 0,37 | |||
| E | 605254 | 1,1 | 26,9 | 6,5 | 4,8 | 1,0 | 0,0021 | 0,38 | |||
| F | 605255 | 1,0 | 28,6 | 6,5 | 4,0 | 3,0 | 0,0020 | 0,31 | |||
| G | 605262 | 2,7 | 27,6 | 6,9 | 3,9 | 1,0 | 1,0 | 0,0019 | 0,36 |
PL 199 387 B1 cd. tabeli 7
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| H | 605263 | 1,0 | 28,7 | 6,6 | 4,0 | 1,0 | 1,0 | 0,0020 | 0,40 | ||
| I | 605253 | 1,0 | 28,8 | 7,0 | 4,16 | 1,5 | 0,0019 | 0,37 | |||
| J | 605266 | 1,1 | 30,0 | 7,1 | 4,02 | 0,0018 | 0,38 | ||||
| K | 605269 | 1,0 | 28,5 | 7,0 | 3,97 | 1,0 | 1,0 | 0,0020 | 0,45 | ||
| L | 605268 | 1,1 | 28,2 | 6,6 | 4,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 0,0021 | 0,43 | |
| M | 605270 | 1,0 | 28,8 | 7,0 | 4,2 | 1,5 | 0,1 | 0,0021 | 0,41 | ||
| N | 605267 | 1,1 | 29,3 | 6,5 | 4,23 | 1,5 | 0,0019 | 0,38 |
T a b e l a 8. Thermo-Calc.
| Wariant | Alfa-formuła empirycznie | Alfa T-C | PRE łącznie | PRE alfa | PRE gamma | TmaxSigma | T max Cr2N |
| 1 | 46 | 50 | 50,2 | 47,8 | 50,5 | 1006 | 1123 |
| 2 | 52 | 50 | 49,1 | 48,4 | 49,8 | 1019 | 1084 |
| 3 | 45 | 50 | 50,2 | 47,9 | 52,6 | 1007 | 1097 |
| 4 | 46 | 50 | 49,2 | 46,5 | 49,8 | 986 | 1121 |
| 5 | 47 | 50 | 49,1 | 48,5 | 49,7 | 1028 | 1038 |
| 6 | 52 | 50 | 48,1 | 47,1 | 49,2 | 998 | 1086 |
| 7 | 44 | 50 | 49,2 | 46,6 | 52,0 | 985 | 1081 |
| 8 | 46 | 50 | 48,1 | 47,2 | 49,1 | 1008 | 1044 |
| E | 46 | 53 | 49,3 | 48,4 | 49,5 | 1010 | 1099 |
| F | 65 | 52 | 46,7 | 47,2 | 46,1 | 1008 | 1090 |
| G | 48 | 51 | 48, 4 | 48,4 | 48,3 | 1039 | 979 |
| H | 50 | 53 | 50,0 | 48,4 | 51,7 | 1035 | 1087 |
| I | 52 | 50 | 49,1 | 48,4 | 49,8 | 1019 | 1084 |
Wartości Thermo-Calc według tabeli 8 (wersja N termodynamicznej bazy danych dla stali TCFE99) oparte są na podstawie charakterystycznych ilości wszystkich wyspecyfikowanych elementów w róż nych wariantach. Liczba PRE dla ferrytu i austenitu jest wyliczona na bazie ich skł adu równowagowego przy 1100°C. Tmaxsigma jest temperaturą rozpuszczania się fazy sigma, wysokie temperatury topnienia oznaczają niską stabilność strukturalną.
Rozdział elementów stopu w fazie ferrytu i austenitu został zbadany na podstawie analizy mikrosondą, a wyniki przedstawia tabela 9.
T a b e l a 9
| Wsad | Faza | Cr | Mn | Ni | Mo | W | Co | Cu | N |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 605258 | Ferryt | 29,8 | 1,3 | 4,8 | 5,0 | 1,4 | 0,11 | ||
| Austenit | 28,3 | 1,4 | 7,3 | 3,4 | 1,5 | 0,60 | |||
| 605249 | Ferryt | 29,8 | 1,1 | 5,4 | 5,1 | 1,3 | 0,10 | ||
| Austenit | 27,3 | 1,2 | 7,9 | 3,3 | 1,6 | 0,53 | |||
| 605259 | Ferryt | 29,7 | 1,3 | 5,3 | 5,3 | 0,5 | 0,10 | ||
| Austenit | 28,1 | 1,4 | 7,8 | 3,3 | 0,58 | 0,59 | |||
| 605260 | Ferryt | 28,4 | 1,3 | 4,4 | 5,0 | 1,4 | 0,08 | ||
| Austenit | 26,5 | 1,4 | 6,3 | 3,6 | 1,5 | 0,54 |
PL 199 387 B1 cd. tabeli 9
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 605250 | Ferryt | 30,1 | 1,3 | 5,6 | 5,1 | 0,46 | 0,07 | ||
| Austenit | 27,3 | 1,4 | 8,8 | 3,4 | 0,53 | 0,52 | |||
| 605251 | Ferryt | 29,6 | 1,2 | 5,0 | 5,2 | 1,3 | 0,08 | ||
| Austenit | 26,9 | 1,3 | 7,6 | 3,5 | 1,5 | 0,53 | |||
| 605261 | Ferryt | 28,0 | 1,2 | 4,5 | 4,9 | 0,45 | 0,07 | ||
| Austenit | 26,5 | 1,4 | 6,9 | 3,3 | 0,56 | 0,56 | |||
| 605252 | Ferryt | 29,6 | 1,3 | 5,3 | 5,2 | 0,42 | 0,09 | ||
| Austenit | 27,1 | 1,4 | 8,2 | 3,3 | 0,51 | 0,48 | |||
| 605254 | Ferryt | 28,1 | 1,3 | 4,9 | 5,8 | 0,89 | 0,08 | ||
| Austenit | 26,0 | 1,4 | 7,6 | 3,8 | 1,0 | 0,48 | |||
| 605255 | Ferryt | 30,1 | 1,3 | 5,0 | 4,7 | 2,7 | 0,08 | ||
| Austenit | 27,0 | 1,3 | 7,7 | 3,0 | 3,3 | 0,45 | |||
| 605262 | Ferryt | 28,8 | 3,0 | 5,3 | 4,8 | 1,4 | 0,9 | 0,08 | |
| Austenit | 26,3 | 3,2 | 8,1 | 3,0 | 0,85 | 1,1 | 0,46 | ||
| 605263 | Ferryt | 29,7 | 1,3 | 5,1 | 5,1 | 1,3 | 0,91 | 0,07 | |
| Austenit | 27,8 | 1,4 | 7,7 | 3,2 | 0,79 | 1,1 | 0,51 | ||
| 605253 | Ferryt | 30,2 | 1,3 | 5,4 | 5,0 | 1,3 | 0,09 | ||
| Austenit | 27,5 | 1,4 | 8,4 | 3,1 | 1,5 | 0,48 | |||
| 605266 | Ferryt | 31,0 | 1,4 | 5,7 | 4,8 | 0,09 | |||
| Austenit | 29,0 | 1,5 | 8,4 | 3,1 | 0,52 | ||||
| 605269 | Ferryt | 28,7 | 1,3 | 5,2 | 5,1 | 1,4 | 0,9 | 0,11 | |
| Austenit | 26,6 | 1,4 | 7,8 | 3,2 | 0,87 | 1,1 | 0,52 | ||
| 605268 | Ferryt | 29,1 | 1,3 | 5,0 | 4,7 | 1,3 | 0,91 | 0,84 | 0,12 |
| Austenit | 26,7 | 1,4 | 7,5 | 3,2 | 0,97 | 1,0 | 1,2 | 0,51 | |
| 605270 | Ferryt | 30,2 | 1,2 | 5,3 | 5,0 | 1,3 | 0,11 | ||
| Austenit | 27,7 | 1,3 | 8,0 | 3,2 | 1,4 | 0,47 | |||
| 605267 | Ferryt | 30,1 | 1,3 | 5,1 | 4,9 | 1,3 | 0,08 | ||
| Austenit | 27,8 | 1,4 | 7,6 | 3,1 | 1,8 | 0,46 |
Właściwości związane z wżerami korozyjnymi były testowane w roztworze Green Death (1%FeCl3, 1%CuCl2, 11%H2SO4, 1,2%HCl). Procedury testowe są takie same, jak w przypadku testów zgodnych z normą ASTM G48C, lecz tym razem zostały przeprowadzone w bardziej agresywnym roztworze niż 6%FeCl3, tak zwanym Green Death. Poza tym, korozja ogólna była testowana w 2% HCl (po 2 testy na wsad) przed badaniem „punktu rosy. Wyniki wszystkich testów ukazuje tabela 10, fig. 2 i fig. 3. Wszystkie testowane wsady wykazały lepsze własności niż SAF2507 w roztworze „Green Death. Wszystkie wsady znalazły się w zakresie 0,9-1,15, korzystnie w zakresie 0,9-1,05, dla stosunku PRE austenitu/PRE ferrytu, podczas gdy równocześnie zarówno ferryt, jak i austenit przekraczał dla PRE wartość 44, a dla większości wsadów nawet znacznie przekraczał 44. Niektóre wsady osiągnęły nawet limit całkowitego PRE 50. Jest niezwykle interesujące, że wsad 605251, z zawartością 1,5% kobaltu, zachowywał się nieomal równoważnie w stosunku do wsadu 605250, z zawartością 0,6% kobaltu, w roztworze Green Death, pomimo małej zawartości chromu we wsadzie 605251. Zadziwiające i interesujące jest to, że wsad 605251 wykazywał liczbę PRE około 48, co przekracza wartości dla niektórych spotykanych
PL 199 387 B1 dzisiaj na rynku dwufazowych superstopów, przy równoczesnej wartości Tmaxsigma poniżej
1010°C, co wskazuje na dobrą stabilność strukturalną, na podstawie wartości z tabeli 2 w przykładzie 1.
W tabeli 10 pokazano wartość PREW (%Cr+3,3%(Mo+0,5%W)+16%N) dla całego składu stopu oraz PRE austenitu, jak również ferrytu (w zaokrągleniu), na podstawie składu fazowego zmierzonego mikrosondą. Zawartość ferrytu została zmierzona po obróbce cieplnej w 1100°C, po której nastąpiło schłodzenie w wodzie.
T a b e l a 10
| Wsad | Część alfa | PREW łącznie | PRE alfa | PRE gamma | PRE gamma/PRE alfa | CPT °C Green Death |
| 605258 | 48,2 | 50,3 | 48,1 | 49,1 | 1,021 | |
| 605249 | 59,8 | 48,9 | 48,3 | 46,6 | 0,967 | 75/80 |
| 605259 | 49,2 | 50,2 | 48,8 | 48,4 | 0,991 | |
| 605260 | 53,4 | 48,5 | 46,1 | 47,0 | 1,019 | |
| 605250 | 53,6 | 49,2 | 48,1 | 46,8 | 0,974 | 95/80 |
| 605251 | 54,2 | 48,2 | 48,1 | 46,9 | 0,976 | 90/80 |
| 605261 | 50,8 | 48,6 | 45,2 | 46,3 | 1,024 | |
| 605252 | 56,6 | 48,2 | 48,2 | 45,6 | 0,946 | 80/75 |
| 605254 | 53,2 | 48,8 | 48,5 | 46,2 | 0,953 | 90/75 |
| 605255 | 57,4 | 46,9 | 46,9 | 44,1 | 0,940 | 90/80 |
| 605262 | 57,2 | 47,9 | 48,3 | 45,0 | 0,931 | |
| 605263 | 53,6 | 49,7 | 49,8 | 47,8 | 0,959 | |
| 605253 | 52,6 | 48,4 | 48,2 | 45,4 | 0,942 | 85/75 |
| 605266 | 62,6 | 49,4 | 48,3 | 47,6 | 0,986 | |
| 605269 | 52,8 | 50,5 | 49,6 | 46,9 | 0,945 | |
| 605268 | 52,0 | 49,9 | 48,7 | 47,0 | 0,965 | |
| 605270 | 57,0 | 49,2 | 48,5 | 45,7 | 0,944 | |
| 605267 | 59,8 | 49,3 | 47,6 | 45,4 | 0,953 |
W celu bliż szego zbadania strukturalnej stabilności próbek w sposób szczegółowy, próbki były wyżarzane przez 20 minut w temperaturze 1080°C, 1100°C i 1150°C, a następnie chłodzone w wodzie. Temperatura, przy której faza międzymetaliczna zaczyna być nieistotna, została określona przy pomocy mikroskopu optycznego. Porównanie struktury wsadów po wyżarzaniu przy 1080°C i następującym po nim chłodzeniu w wodzie oznacza, który ze wsadów jest bardziej podatny na zawartość niepożądanej fazy sigma. Wyniki przedstawia tabela 11. Kontrola struktury wykazuje, że wsady 605249, 605251, 605252, 605253, 605254, 605255, 605259, 605260, 605266, jak również 605267, są wolne od niepożądanej fazy sigma. Ponadto, wsad 605249, z zawartoś cią 1,5% wagowo kobaltu, jest wolny od fazy sigma, podczas gdy wsad 605250, z zawartością kobaltu 0,6%, wagowo zawiera jedynie nieznaczne ilości fazy sigma. Oba stopy zawierają duże ilości chromu, około 29,0% wagowo, i molibdenu, około 4,25% wagowo. Jeżeli porównać skład wsadów 605249, 605250, 605251 i 605252, mając na względzie zawartość fazy sigma, okazuje się że zakres składu dla optymalnego materiału jest bardzo wąski, w tym przypadku względem stabilności strukturalnej. Ponadto, okazuje się, że wsad 605268 zawiera wyłącznie fazę sigma, w porównaniu do wsadu 605263, który zawiera dużo fazy sigma. To co głównie odróżnia te wsady od innych, to dodatek miedzi do wsadu 605268. Wsady 605266 i 605267 są wolne od fazy sigma, i pomimo wysokiej zawartości chromu ten ostatni zawiera miedź. Ponadto, wsady 605262 i 605263, z dodatkiem 1,0% wagowo wolframu, wykazują zawartość duż ej ilości fazy sigma
PL 199 387 B1 w strukturze, przy czym interesują ce jest, ż e wsad 605269, również zawierają cy dodatek 1,0% wagowo wolframu, lecz o większej zawartości azotu niż wsady 605262 i 605263, wykazuje znacząco niższą ilość fazy sigma. W konsekwencji tego wymagana jest dobrze dobrana równowaga pomiędzy różnymi składnikami stopu, przy wysokiej zawartości chromu i molibdenu, w celu zachowania stabilności strukturalnej.
Tabela 11 ukazuje wyniki optycznego badania próbek po wyżarzaniu w 1080°C przez 20 minut a nastę pnie chł odzeniu w wodzie. Ilość fazy sigma okreś lona został a wartoś ciami od 1 do 5, przy czym 1 oznacza, że nie stwierdzono fazy sigma podczas badania, a 5 oznacza bardzo wysoką zawartość fazy sigma w badaniu.
T a b e l a 11
| Wsad | Faza sigma | Cr | Mo | W | Co | Cu | N | Ru |
| 605249 | 1 | 28,8 | 4,23 | 1,5 | 0,38 | |||
| 605250 | 2 | 28,8 | 4,24 | 0,6 | 0,40 | |||
| 605251 | 1 | 28,1 | 4,24 | 1,5 | 0,38 | |||
| 605252 | 1 | 28,4 | 4,23 | 0,5 | 0,37 | |||
| 605253 | 1 | 28,8 | 4,16 | 1,5 | 0,37 | |||
| 605254 | 1 | 26,9 | 4,80 | 1,0 | 0,38 | |||
| 605255 | 1 | 28,6 | 4,04 | 3,0 | 0,31 | |||
| 605258 | 2 | 29,0 | 4,23 | 1,5 | 0,46 | |||
| 605259 | 1 | 29,0 | 4,23 | 0,6 | 0,45 | |||
| 605260 | 1 | 27,5 | 4,22 | 1,5 | 0,44 | |||
| 605261 | 2 | 27,8 | 4,22 | 0, 6 | 0,43 | |||
| 605262 | 4 | 27,6 | 3,93 | 1,0 | 1,0 | 0,36 | ||
| 605263 | 5 | 28,7 | 3,96 | 1,0 | 1,0 | 0,40 | ||
| 605266 | 1 | 30,0 | 4,02 | 0,38 | ||||
| 605267 | 1 | 29,3 | 4,23 | 1,5 | 0,38 | |||
| 605268 | 2 | 28,2 | 3,98 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 0,43 | |
| 605269 | 3 | 28,5 | 3,97 | 1,0 | 1,0 | 0,45 | ||
| 605270 | 3 | 28,8 | 4,19 | 1,5 | 0,41 | 0,1 |
W tabeli 12 ukazano wyniki testów udarnoś ci niektórych wsadów. Wyniki są bardzo dobre, co oznacza dobrą strukturę nawet po wyżarzaniu przy 1100°C i następującym po nim chłodzeniu w wodzie, zaś wymagane 100 J zostało uzyskane z bardzo duż ym marginesem przez wszystkie testowane wsady.
T a b e l a 12
| Wsad | Wyżarzanie [°C/min] | Schładzanie | Udarność [J] | Udarność [J] | Udarność [J] |
| 605249 | 1100/20 | Woda | >300 | >300 | >300 |
| 605250 | 1100/20 | Woda | >300 | >300 | >300 |
| 605251 | 1100/20 | Woda | >300 | >300 | >300 |
| 605252 | 1100/20 | Woda | >300 | >300 | >300 |
| 605253 | 1100/20 | Woda | 258 | 267 | 257 |
| 605254 | 1100/20 | Woda | >300 | >300 | >300 |
| 605255 | 1100/20 | Woda | >300 | >300 | >300 |
PL 199 387 B1
Figura 4 przedstawia wyniki testów plastyczności na gorąco dla większości wsadów. Dobra obrabialność jest oczywiście ważna ze względu na zdolność do produkcji wyrobów w postaci prętów, rur, na przykład rur ze szwem i bez szwu, płyt, taśm, drutów, drutów spawalniczych, elementów konstrukcyjnych, na przykład pomp, zaworów, kołnierzy i złączek. Wsady 605249, 605250, 605251, 605252, 605255, 605266, jak również 605267, wykazują polepszone wartości plastyczności na gorąco.
Podsumowanie wyników testów.
W celu otrzymania dobrych wł aś ciwości odpornoś ci na korozję , przy równoczesnej dobrej stabilności strukturalnej, obrabialności na gorąco i spawalności, materiał powinien być optymalizowany zgodnie z poniższymi wytycznymi:
- liczba PRE w ferrycie powinna przekraczać 45, a korzystniej 47,
- liczba PRE w austenicie powinna przekraczać 45, a korzystniej 47,
- liczba PRE dla całego stopu powinna wynosić co najmniej 46,
- stosunek PRE austenitu do PRE ferrytu powinien znajdować się w zakresie od 09-1,15, korzystnie w zakresie 0,9-1,05,
- zawartość ferrytu powinna znajdować się w zakresie 45-55%,
- Tmaxsigma nie powinno przekraczać 1010°C,
- zawartość azotu powinna znajdować się w zakresie 0,28 - 0,5% wagowo, korzystnie 0,35 - 0,48% wagowo, a najkorzystniej 0,38 - 0,40% wagowo,
- zawartość kobaltu powinna znajdować się w zakresie 0 - 3,5% wagowo, korzystnie 1,0 - 2,0% wagowo, a najkorzystniej 1,3 - 1,7% wagowo,
- w celu zapewnienia wysokiej rozpuszczalności azotu, to znaczy jeż eli azot znajduje się w zakresie od 0,38 - 0,40% wagowo, powinno zostać dodanych co najmniej 29,0% Cr i co najmniej 3,0% Mo, przy czym całkowita zawartość Cr, Mo i N powinna spełniać wymagania liczby PRE.
Claims (15)
- Zastrzeżenia patentowe1. Dwufazowy stop stali nierdzewnej o osnowie ferrytyczno-austenitycznej, znamienny tym, że zawiera w % wagowych: C maks. 0,03%, Si maks. 0,5%, Mn 0-3,0%, Cr 24,0-30,0%, Ni 4,9-10,0%, Mo 3,0-5,0%, N 0,28-0,5%, B 0-0,0030%, S maks. 0,010%, Co 0-3,5%, W 0-3,0%, Cu 0-2,0%, Ru 0-0,3%, Al 0-0,03%, Ca 0-0,010%, Ti 0-0,35%, V 0-0,55%, pozostałą część stanowi Fe i nieuniknione zanieczyszczenia i dodatki, zaś zawartość ferrytu wynosi 40-65% objętościowo, wartość PRE albo PREW dla obu faz ferrytycznej i austenitycznej jest wyższa niż 45, przy czym wartość PRE albo PREW całkowitego składu stopu jest wyższa niż 46 a proporcja pomiędzy wartością PRE albo PREW dla fazy austenitycznej i wartością PRE albo PREW dla fazy ferrytycznej jest pomiędzy 0,90 i 1,15.
- 2. Stop wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e zawiera mangan w zakresie od 0,5 do 1,2% wagowo.
- 3. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, ż e zawiera chrom w zakresie od 27,0 do 29,0% wagowo.
- 4. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, ż e zawiera nikiel w zakresie od 5,0 do 8,0% wagowo.
- 5. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, ż e zawiera molibden w zakresie od 3,6 do 4,7% wagowo.
- 6. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, ż e zawiera azot w zakresie od 0,35 do 0,45% wagowo.
- 7. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, ż e zawiera ruten w zakresie od więcej niż 0 do 0,3% wagowo, korzystnie od więcej niż 0 do 0,1% wagowo.
- 8. Stop wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e zawiera kobalt w zakresie od 0,5 do 3,5% wagowo, korzystnie od 1,5 do 3,5% wagowo.
- 9. Stop wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e zawiera miedź w zakresie od 0,5 do 2,0% wagowo, korzystnie od 1,0 do 1,5% wagowo.
- 10. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera ferryt w zakresie od 42 do 60% objętościowo, korzystnie od 45 do 55% objętościowo.PL 199 387 B1
- 11. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, że liczba całkowitego PRE lub PREW jest wyższa niż 44, gdzie PRE=%Cr+3,3%Mo+16%N, PREW=%Cr+3,3(%Mo+0,5%W)+16%N a % oznaczają % wagowe.
- 12. Stop według zastrz. 11, znamienny tym, że liczba PRE lub PREW zarówno dla fazy ferrytu, jak i fazy austenitu mieści się w granicach pomiędzy wartościami 47 i 49.
- 13. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, że proporcja między wartością PRE albo PREW dla fazy austenicznej i wartością PRElub PREW dla fazy ferrytycznej jest pomiędzy 0,9 i 1,05.
- 14. Zastosowanie dwufazowego stopu stali nierdzewnej określonego w zastrzeżeniach od 1 do 13 na wyroby przeznaczone do pracy w środowiskach o dużej zawartości chloru.
- 15. Zastosowanie dwufazowego stopu stali nierdzewnej określonego w zastrzeżeniach od 1 do 13 na wyroby przeznaczone do pracy w środowiskach o dużej zawartości chloru, w postaci prętów, rur, rur ze szwem, rur bez szwu, płyt, taśm, drutów, drutów spawalniczych, części konstrukcyjnych, takich jak pompy, zawory, kołnierze i złączki.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0102931A SE524952C2 (sv) | 2001-09-02 | 2001-09-02 | Duplex rostfri stållegering |
| PCT/SE2002/001564 WO2003020994A1 (en) | 2001-09-02 | 2002-09-02 | Duplex steel alloy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL368230A1 PL368230A1 (pl) | 2005-03-21 |
| PL199387B1 true PL199387B1 (pl) | 2008-09-30 |
Family
ID=20285220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL368230A PL199387B1 (pl) | 2001-09-02 | 2002-09-02 | Dwufazowy stop stali nierdzewnej i jego zastosowanie |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030086808A1 (pl) |
| EP (2) | EP1423548B1 (pl) |
| JP (1) | JP4234592B2 (pl) |
| KR (2) | KR20090128568A (pl) |
| CN (1) | CN100465325C (pl) |
| AT (2) | ATE391192T1 (pl) |
| AU (1) | AU2002328002B9 (pl) |
| BR (1) | BR0212270B1 (pl) |
| CA (1) | CA2459253A1 (pl) |
| DE (2) | DE60213828T2 (pl) |
| DK (2) | DK1423548T3 (pl) |
| ES (2) | ES2266557T3 (pl) |
| MX (1) | MXPA04002017A (pl) |
| NO (1) | NO338090B1 (pl) |
| OA (1) | OA12657A (pl) |
| PL (1) | PL199387B1 (pl) |
| SE (1) | SE524952C2 (pl) |
| WO (1) | WO2003020994A1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111230406A (zh) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 无锡市新峰管业有限公司 | 一种海洋环境下双相不锈钢管及其加工方法 |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE524951C2 (sv) * | 2001-09-02 | 2004-10-26 | Sandvik Ab | Användning av en duplex rostfri stållegering |
| SE527177C2 (sv) * | 2001-09-25 | 2006-01-17 | Sandvik Intellectual Property | Användning av ett austenitiskt rostfritt stål |
| SE527175C2 (sv) * | 2003-03-02 | 2006-01-17 | Sandvik Intellectual Property | Duplex rostfri ställegering och dess användning |
| SE527178C2 (sv) * | 2003-03-02 | 2006-01-17 | Sandvik Intellectual Property | Användning av en duplex rostfri stållegering |
| SE528782C2 (sv) * | 2004-11-04 | 2007-02-13 | Sandvik Intellectual Property | Duplext rostfritt stål med hög sträckgräns, artiklar och användning av stålet |
| SE531305C2 (sv) * | 2005-11-16 | 2009-02-17 | Sandvik Intellectual Property | Strängar för musikinstrument |
| SE530711C2 (sv) * | 2006-10-30 | 2008-08-19 | Sandvik Intellectual Property | Duplex rostfri stållegering samt användning av denna legering |
| CN101353769B (zh) * | 2007-07-26 | 2011-10-05 | 傅丰仁 | 铬23镍6铁素体-奥氏体不锈钢管及其制造工艺 |
| SE531593C2 (sv) * | 2007-10-26 | 2009-06-02 | Sandvik Intellectual Property | Värmeväxlare för fosforsyramiljö |
| KR101474590B1 (ko) | 2007-11-29 | 2014-12-18 | 에이티아이 프로퍼티즈, 인코퍼레이티드 | 린 오스테나이트계 스테인리스 강 |
| US8337749B2 (en) | 2007-12-20 | 2012-12-25 | Ati Properties, Inc. | Lean austenitic stainless steel |
| CN101903549B (zh) | 2007-12-20 | 2013-05-08 | Ati资产公司 | 耐腐蚀的低组分奥氏体不锈钢 |
| DK2245202T3 (da) | 2007-12-20 | 2011-12-19 | Ati Properties Inc | Austenitisk rustfrit stål med lavt nikkelindhold indeholdende stabiliserende grundstoffer |
| CN101215673B (zh) * | 2008-01-08 | 2010-12-01 | 上海大学 | 高性能双相不锈钢合金材料及其制备方法 |
| FI121340B (fi) * | 2008-12-19 | 2010-10-15 | Outokumpu Oy | Dupleksinen ruostumaton teräs |
| CN103429776B (zh) | 2011-03-10 | 2016-08-10 | 新日铁住金株式会社 | 双相不锈钢 |
| MY180070A (en) | 2011-05-26 | 2020-11-20 | United Pipelines Asia Pacific Pte Ltd | Austenitic stainless steel |
| FI125854B (fi) * | 2011-11-04 | 2016-03-15 | Outokumpu Oy | Dupleksi ruostumaton teräs |
| IN2014DN10355A (pl) | 2012-06-22 | 2015-08-07 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | |
| DE102013110743B4 (de) * | 2013-09-27 | 2016-02-11 | Böhler Edelstahl GmbH & Co. KG | Verfahren zur Herstellung eines Duplexstahles |
| CN116179947A (zh) * | 2015-07-20 | 2023-05-30 | 山特维克知识产权股份有限公司 | 双相不锈钢及其成型物 |
| CN107937825A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-04-20 | 江阴方圆环锻法兰有限公司 | 油气用双相钢阀门锻件及其锻造方法 |
| ES2793387T3 (es) * | 2017-12-22 | 2020-11-13 | Saipem Spa | Usos de aceros inoxidables dúplex |
| EP3807427A1 (en) * | 2018-06-15 | 2021-04-21 | AB Sandvik Materials Technology | A duplex stainless steel strip and method for producing thereof |
| CN112342473A (zh) * | 2020-09-17 | 2021-02-09 | 江苏华久辐条制造有限公司 | 一种冷轧带钢表面耐蚀处理方法 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3861908A (en) * | 1973-08-20 | 1975-01-21 | Crucible Inc | Duplex stainless steel |
| JPS60165362A (ja) * | 1984-02-07 | 1985-08-28 | Kubota Ltd | 高耐食性高耐力二相ステンレス鋼 |
| CA1242095A (en) * | 1984-02-07 | 1988-09-20 | Akira Yoshitake | Ferritic-austenitic duplex stainless steel |
| SE453838B (sv) * | 1985-09-05 | 1988-03-07 | Santrade Ltd | Hogkvevehaltigt ferrit-austenitiskt rostfritt stal |
| US4678523A (en) * | 1986-07-03 | 1987-07-07 | Cabot Corporation | Corrosion- and wear-resistant duplex steel |
| US4985091A (en) * | 1990-01-12 | 1991-01-15 | Carondelet Foundry Company | Corrosion resistant duplex alloys |
| AT397515B (de) * | 1990-05-03 | 1994-04-25 | Boehler Edelstahl | Hochfeste korrosionsbeständige duplex-legierung |
| JP3227734B2 (ja) * | 1991-09-30 | 2001-11-12 | 住友金属工業株式会社 | 高耐食二相ステンレス鋼とその製造方法 |
| JP2500162B2 (ja) * | 1991-11-11 | 1996-05-29 | 住友金属工業株式会社 | 耐食性に優れた高強度二相ステンレス鋼 |
| JP3166798B2 (ja) * | 1992-10-06 | 2001-05-14 | 住友金属工業株式会社 | 耐食性、相安定性に優れた二相ステンレス鋼 |
| SE501321C2 (sv) * | 1993-06-21 | 1995-01-16 | Sandvik Ab | Ferrit-austenitiskt rostfritt stål samt användning av stålet |
| CN1052036C (zh) * | 1994-05-21 | 2000-05-03 | 朴庸秀 | 有高耐腐蚀性的双相不锈钢 |
| US5906791A (en) * | 1997-07-28 | 1999-05-25 | General Electric Company | Steel alloys |
| AT405297B (de) * | 1997-08-13 | 1999-06-25 | Boehler Edelstahl | Duplexlegierung für komplex beanspruchte bauteile |
| US6033497A (en) * | 1997-09-05 | 2000-03-07 | Sandusky International, Inc. | Pitting resistant duplex stainless steel alloy with improved machinability and method of making thereof |
| SE9704544D0 (sv) * | 1997-12-05 | 1997-12-05 | Astra Pharma Prod | Novel compounds |
| SE514044C2 (sv) * | 1998-10-23 | 2000-12-18 | Sandvik Ab | Stål för havsvattentillämpningar |
| SE514816C2 (sv) * | 2000-03-02 | 2001-04-30 | Sandvik Ab | Duplext rostfritt stål |
| SE524951C2 (sv) * | 2001-09-02 | 2004-10-26 | Sandvik Ab | Användning av en duplex rostfri stållegering |
-
2001
- 2001-09-02 SE SE0102931A patent/SE524952C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-09-02 AT AT06113879T patent/ATE391192T1/de active
- 2002-09-02 OA OA1200400067A patent/OA12657A/en unknown
- 2002-09-02 DE DE60213828T patent/DE60213828T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-09-02 MX MXPA04002017A patent/MXPA04002017A/es active IP Right Grant
- 2002-09-02 EP EP02763168A patent/EP1423548B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-09-02 PL PL368230A patent/PL199387B1/pl unknown
- 2002-09-02 ES ES02763168T patent/ES2266557T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-09-02 CA CA002459253A patent/CA2459253A1/en not_active Abandoned
- 2002-09-02 DK DK02763168T patent/DK1423548T3/da active
- 2002-09-02 DE DE60225951T patent/DE60225951T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-09-02 AU AU2002328002A patent/AU2002328002B9/en not_active Ceased
- 2002-09-02 KR KR1020097023792A patent/KR20090128568A/ko not_active Withdrawn
- 2002-09-02 KR KR1020047003155A patent/KR100989022B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-02 BR BRPI0212270-7A patent/BR0212270B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2002-09-02 CN CNB028206177A patent/CN100465325C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-02 EP EP06113879A patent/EP1722002B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-09-02 AT AT02763168T patent/ATE335867T1/de active
- 2002-09-02 WO PCT/SE2002/001564 patent/WO2003020994A1/en not_active Ceased
- 2002-09-02 DK DK06113879T patent/DK1722002T3/da active
- 2002-09-02 JP JP2003525691A patent/JP4234592B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-02 ES ES06113879T patent/ES2300088T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-09-03 US US10/232,726 patent/US20030086808A1/en not_active Abandoned
-
2004
- 2004-03-02 NO NO20040900A patent/NO338090B1/no not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111230406A (zh) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 无锡市新峰管业有限公司 | 一种海洋环境下双相不锈钢管及其加工方法 |
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL199387B1 (pl) | Dwufazowy stop stali nierdzewnej i jego zastosowanie | |
| CA3055297C (en) | High nitrogen, multi-principal element, high entropy corrosion resistant alloy | |
| TWI661059B (zh) | 雙相肥粒鐵沃斯田鐵系不銹鋼 | |
| TWI571517B (zh) | 肥粒鐵－沃斯田鐵不銹鋼 | |
| TWI548759B (zh) | 雙相不銹鋼 | |
| US6749697B2 (en) | Duplex stainless steel | |
| AU2002328002A1 (en) | Duplex steel alloy | |
| EA014812B1 (ru) | Двухфазная нержавеющая легированная сталь и применение этого сплава | |
| US20160097112A1 (en) | Ni-Fe-Cr-Mo Alloy | |
| US20030133823A1 (en) | Use of a duplex stainless steel alloy | |
| US6623569B2 (en) | Duplex stainless steels | |
| EP3575427A1 (en) | Two-phase stainless-clad steel and method for producing same | |
| BR112020011210B1 (pt) | Aço com alto teor de manganês (mn) e método para fabricação do mesmo |