PL92524B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest stop niklu o doskonalej odpornosci na korozje, zwlaszcza stop Ni-Cr-Mo. Stop wedlug wynalazku ma dobra stabilnosc strukturalna w pod¬ wyzszonych temperaturach, a co za tym idzie lepsza od¬ pornosc korozyjna i wlasnosci mechaniczne zarówno w warunkach spawania, jak i starzenia termicznego.

Aparaty do procesów chemicznych ze stopów nikiel- chrom-molibden budowane z elementów i spawane sa bardzo wazne dla przemyslu chemicznego ze wzgledu na wystepujace tam srodowiska silnie korozyjnei wymagana z tego powodu duza odpornosc na korozje. Stopy te naleza do typu stopów (Hastelloy C) wytwarzane wedlug opisu patentowego St. Zjedn. Ameryki nr 1836317. Po spawaniu lub nawet krótkotrwalym starzeniu stop wymaga wyza¬ rzania ujednorodniajacego w celu wyeliminowania szko¬ dliwych faz metalurgicznych, które pogarszaja wlasnosci mechaniczne i korozyjne. W ostatnich latach pojawily sie modyfikacje tej klasy stopów, np. opisane w opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki nr 3203792 i kanadyjskim opisie patentowym nr 859062, które maja lepsza stabilnosc metalurgiczna dotyczacawydzielania weglików i faz miedzy-' metalurgicznych. Stopy dotychczas znane, nawet posia¬ dajace ulepszona stabilnosc wydzielaja zarówno wegliki jak i fazy miedzymetaliczne w temperaturach 650—1090°C, co z kolei zmniejsza odpornosc na korozje i wlasnosci mechaniczne stopu.

Stopy nalezace do omawianej klasy znajdowaly do¬ tychczas szerokie zastosowanie w róznych srodowiskach chemicznych lecz istnieja liczne przyklady, ze zarówno roztwory o wlasnosciach utleniajacych, jak i redukujacych S0 powoduja korozje miedzyziarnowa uczulonej mikrostruk¬ tury zawierajacej wydzielone wegliki. Uczulone mikro¬ struktury moga byc wywolane dzialaniem temperatur uczulajacych 650—1090 °C, podczas pracy aparatu w pro¬ cesie wytwarzania chemikaliów, lub jako urzadzenia do usuwania zanieczyszczen, operacjami -przeróbki termo¬ mechanicznej, takiej jak formowanie na goraco elementów aparatury, odprezanie lub normalizujaca obróbka cieplna elementów zlozonych z róznych materialów wymagana ze wzgledu na zawartosc stali weglowej lub uzycie nowych wysokosprawnych energetycznie i szybkich metod spa¬ wania, jak na przyklad spawanie elektrozuzlowe.

Stad tez wynikala potrzeba znalezienia stopów, które bylyby zadawalajaco odporne na wydzielanie weglików i faz miedzymetalicznych zachowujac jednoczesnie szeroki zakres odpornosci korozyjnej na dzialanie warunków za¬ równo utleniajacych, jak i redukujacych, tak jak wskazuja to obecne stopy nikiel-chrom-molibden w warunkach wyzarzania ujednorodniajacego. Stop wedlug wynalazku spelnia to zadanie w wiekszym zakresie, niz jakikolwiek z dotychczas znanych stopów.

Przedmiotem wynalazku jest stop niklu o doskonalej odpornosci na korozje zarówno w srodowisku utleniajacym jak i redukujacym, w warunkach wyzarzania, spawania starzenia termicznego. Stop ten nie tylko posiada dosko¬ nala odpornosc na korozje, lecz równiez doskonala sta¬ bilnosc termiczna i odpornosc na obnizenie wlasnosci mechanicznych w wyniku zmian strukturalnych podczas starzenia lub obróbki termomechanicznej.

Stopy niklu wedlug wynalazku maja charakter roztwo- 92 52492 524 rów stalych homogenicznych w stanie równowagi, które mozna latwo wytwarzac i przerabiac.

Odpowiednie korzystne cechy i zalety stopu uzyskuje sie przez staranne dobranie jego skladu, który podany jest w tablicy 1.

Tablica 1 Skladnik Chrom Molibden Zelazo Wolfram Glin Wegiel Krzem Kobalt Mangan Tytan, cyrkon lub hafn Wanad lub tantal Nikiel i przypadkowe zanie¬ czyszczenia reszta Udzial w procentach wagowych | ponizej najwyzej najwyzej ponizej ponizej do do do 12—18 —18 0—3 0—7 0,5 0,02 0,08 2 0,5 0,75 0,75 100% W celu uzyskania najkorzystniejszego stopu wedlug wynalazku i zmniejszenia mozliwosci uchybienia zakresu jego skladu, korzystnie jest utrzymywac sklad stopu w nieco wezszych granicach, podanych w tablicy 2.

Tablica 2 Skladnik Chrom Molibden Zelazo Wolfram Glin Wegiel Krzem Kobalt Mangan Tytan,cyrkon lub hafn Wanad lub tantal Nikiel i przypadkowezanie¬ czyszczenia reszta Udzial w procentach wagowych | 14—17 14—16 ponizej 2 najwyzej 0,5 ponizej 0,5 najwyzej 0,01 najwyzej 0,03 ponizej 1 ponizej 0,5 do 0,5 do 0,5 do 100% Korzystny sklad stopu wedlug wynalazku podany jest w tablicy 3.

W wyniku szerokich badan stwierdzono, ze stopy nikiel- chrom-molibden musza miec starannie dobrany sklad, aby posiadaly optymalna stabilnosc i najmniejsza szybkosc korozji. W wyniku starzenia wskutek pozostawania w tem¬ peraturach 650—1090°C dotychczas znane stopy wy¬ dzielaja wewnatrz krystaliczne i miedzykrystaliczne wegliki oraz zwiazki miedzymetaliczne. Rentgenowska analiza dyfrakcyjna wykazala, ze sa to wegliki typu M6C o para¬ metrach siatki (a0) = 10,8—11,2 A. Jak stwierdzono, metaliczna czesc weglików zawiera chrom, molibden, zelazo, wolfram, krzem i nikiel. Wydazielajace sie zwiazki miedzymetaliczne zidentyfikowano jako twory o tej samej strukturze krystalicznej jak Fe7Mo6, która jest struktura li 40 45 B5 60 65 Tablica 3 Skladnik Chrom Molibden Zelazo Wolfram Glin Wegiel Krzem Kobalt Mangan Tytan Nikiel i przypadkowe zwykle spotykane zanieczyszcze¬ nia reszta Udzial w procentach wagowych | okolo 16 ponizej 2 najwyzej 0,5 ponizej 0,5 najwyzej 0,01 najwyzej 0,03 ponizej 1 ponizej 0,5 do 0,5 do 100% romboedryczno-heksagonalna typu D8, i naleza do grupy przestrzennej R3M. Wzór chemiczny tworów miedzymeta¬ licznych sprowadzony do prostego zwiazku mozna zapisac jako (Ni, Fe, Co)3(W, Mo, Cr)3. Pozostaje to w zgodnosci z opublikowana informacja, ze Fe7Mo6 jest zwiazkiem o wzorze Fe3Mo3.

Dlatego tez wywnioskowano, ze faza miedzymetaliczna jest faza mu (Ni, Fe, Co)3— (W, Mo, Cr)2, posiadajaca zasadnicze parametry siatki a0 = 4,755 A i c0 = 25,664 A.

Jak stwierdzono, tworzenie sie zwiazku limitowane jest szybkoscia dyfuzji reagujacych tworów, poniewaz kinetyka jego tworzenia wykazuje zaleznosc paraboliczna przy wartosci energiiaktywacji 62 kcal/mol, co pozostaje w zgod¬ nosci z podawanymi w literaturze wartosciami energii aktywacji dyfuzji w niklu. Dane te w powiazaniu z faktem, ze kompleksowa faza mu nie wystepuje na trójskladnikowym (Ni-Cr-Mo) wykresie fazowym, wskazuja, ze wydzielanie sie fazy miedzymetalicznej w stopie jest zjawiskiem zlozo¬ nym i uzyskanie odpowiednio wysokiej stabilnosci stopu wymaga starannego doboru wszystkich pierwiastków.

Trygonalna faza mu jest reprezentatywna dla klasy faz miedzymetalicznych zwykle okreslanych jako fazy topo¬ logicznie gesto upakowane (TCP). W pracy nad wynalaz¬ kiem stwierdzono, ze przez odpowiedni dobór skladu stopu mozna uniknac tworzenia sie szkodliwej fazy mu TCP, tak aby uzyskac wzglednie mala liczbe wakansów elektronowych przeliczonych na sredni atom stopu, Nv.

Wartosc Nv jaka jest wymagana dla stopu wedlug wyna¬ lazku wynosi okolo 2,40, przy okreslaniu jej prostym ra¬ chunkiem przy uzyciu ponizszego równania: Nv = 0,61 (aNi) + 1,71 (aCo) + 2,66 (aFe) + + 3,66 (a^) + 4,66 (aCr) + 5,66 (aTa + Nb + v) + + 6,66 (aZr + Ti + si + Hf) + 7,66 (aAi) + 8,66 (aMg) + + 9,66 (aw +Mo) C1) w którym kazde a oznacza rzeczywisty ulamek atomowy pierwiastków stopu wskazany przez indeks wystepujacy przy a. Przy przeprowadzeniu takiego rachunku dla kaz¬ dego z przykladowych stopów podanych w tablicy 4 uzys¬ kuje sie wyniki przedstawione w tablicy 5.

Krytyczny charakter wartosci Nv mozna wykazac przez zbadanie wykresów przedstawionych na rysunkach fig. 1 i fig. 2, na których przedstawiono odpornosc na korozje w warunkach wyzarzania i starzenia w funkcji Nv.

Ustalone szybkosci korozji okreslano dla 28 stopów92 524 Tablica 4 Sklad badanych stopów Dotychczas znane stopy 1 Stop wedlug wynalazku Nr stopu 1 2 3 4 6 7 8 9 11 12 13 14 16 17 18 19 21 22 23 24 26 27 28 29 Cr 16,11 ,50 16,38 16,10 16,00 ,78 ,70 14,94 ,07 ,66 ,34 18,04 ,39 17,16 13,84 ,88 16,69 ,20 ,09 16,29 16,20 ,87 ,63 ,93 14,08 ,76 17,53 14,99 16,31 ,96 W 3,66 3,74 3,70 3,65 3,45 0,10 1,74 ,68 3,74 3,63 1,18 0,25 2,51 0,02 2,78 0,11 0,35 3,31 6,60 0,27 1,18 2,03 2,52 2,84 2,76 0,10 0,10 2,70 0,04 0,13 Fe 6,46 ,92 ,98 6,15 ,50 4,93 4,90 4,65 0,13 3,28 ,00 0,18 — 1,31 3,20 0,07 0,01 0,01 0,01 0,30 0,14 0,78 1,93 2,83 3,05 0,30 1,62 3,00 0,11 0,09 C 0,014 0,008 0,004 0,011 0,007 0,006 0,006 0,006 0,010 0,003 0,011 0,006 0,001 0,004 0,007 0,006 0,001 0,001 0,001 0,020 0,006 0,020 0,030 0,020 0,006 0,006 0,010 0,007 0,009 0,009 Si 0,03 0,01 0,01 0,06 0,01 0,03 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,01 0,03 0,02 0,02 0,01 0,01 0,01 0,08 0,01 0,06 0,06 0,05 0,06 0,02 0,02 G#5 0,01 0,02 % wagowe Go 0,92 1,83 1,08 0,85 0,62 1,14 1,15 0,98 1,00 1,14 1,10 0,01 0,05 0,65 0,05 1,06 0,04 0,04 0,05 1,20 0,01 0,99 1,03 1,03 1,06 1,09 0,04 1,00 0,04 0,09 | Ni 55,94 57,70 55,83 56,30 58,70 60,90 59,49 57,17 62,02 59,05 60,53 64,80 64,10 63,94 65,05 64,80 65,80 67,10 67,50 65,10 69,20 67,06 67,25 66,64 64,60 65,55 64,95 62,20 68,07 67,75 Mn 0,46 0,49 0,34 0,42 0,50 0,34 0,32 0,40 0,35 0,34 0,32 0,42 0,43 0,31 0,36 0,44 1 0,44 0,41 0,42 0,42 0,39 0,14 0,12 0,10 0,40 1 0,38 0,20 0,40 0,01 0,05 V 0,09 0,04 0,21 0,11 0,24 0,21 0,25 0,19 0,20 0,23 0,21 0,07 0,21 0,03 0,01 0,24 0,21 0,18 0,17 0,24 0,01 0,25 0,29 0,26 0,26 0,27 0,04 0,25 0,08 0,04 Mo 16,01 ,78 16,25 16,00 ,85 16,39 16,26 ,82 17,22 16,52 16,13 ,94 ,88 ,30 14,53 16,13 ,80 12,93 ,05 16,13 11,90 12,80 11,14 ,30 12,03 16,39 ,11 14,34 ,36 ,20 Al j ^_ — 0,22 — 0,19 0,16 0,16 0,15 0,21 0,13 0,16 0,26 0,22 0,15 — — 0,22 0,21 0,22 — 0,22 — — — — 0,13 0,08 — 0,21 0,11 Ti I 0,51 i Tablica 5 1 Nr stopu 1 2 3 4 6 7 8 9 11 12 13 14 1 15 Nv 2,634 2,590 2,659 2,632 2,623 2,485 2,542 2,645 2,565 2,602 2,489 2,454 2,428 2,410 2,310 Nr stopu 16 17 18 19 21 22 23 24 26 27 28 29 Nv 2,349 2,389 2,255 2,203 2,388 2,139 2,225 2,161 2,144 2,183 2,365 2,367 2,369 2,311 2,313 znanych i stopów wedlug wynalazku, których sklady przed¬ stawiono powyzej w tablicy 4. Szybkosci korozji okreslano w nastepujacy sposób: przygotowane próbki o rozmiarach okolo 25 na 50 mm, szlifowano wszystkie powierzchnie proszkiem o grubosci 120 i odtluszczano w trójchloroetanie, mierzono dokladnie pole powierzchni (cm2) i wazono (g) kazda próbke, wystawiono próbki na dzialanie wrzacego 40 43 50 55 60 65 roztworu albo 10% wagowo HG1 albo 50% wagowo H3S04+ + 42 g/l Fe,(S04)3 z dodatkiem dwukrotnej ilosci wody destylowanej na okres 24 godzin, powtórnie wazono kazda próbke i przeliczano zmniejszenie wagi próbki w czasie dzialania roztworu na sredni ubytek metalu wyrazony w mm/rok.

Szybkosc korozji dla 22 materialów wyzarzanych ujedno- rodniajace w 10% wagowo roztworze HC1 wykreslono na fig. 1 i stwierdzono zmniejszenie sie szybkosci ze wzrostem Nv. Prosta znaleziona metoda najmniejszych kwadratów ma ujemny wspólczynnik kierunkowy o wartosci —369 i odcieta 1165 dla zakresu Nv 2,1—2,7. Wzrost Nv w stopie wydaje sie pozadany dla takiego ukladu redukcyjnego.

Jednak jesli wykreslic wyniki badan korozyjnych dla próbek utrzymywanych w temperaturze 900 °C przez okres 100 godz przed poddaniem badaniom korozyjnym, wówczas obserwuje sie znaczne zmniejszenie sie odpornosci na korozje dla tych stopów, w których Nv przekracza okolo 2,44. To zmniejszenie odpornosci na korozje skorelowano z tworzeniem sie weglików i faz miedzymetalicznych, które zubozaja osnowe w pierwiastki nadajace stopowi odpornosc na korozje. Stwierdzono, ze w takich roztworach redukujacych wydzielone czastki nie sa atakowane przez korozje, lecz sasiadujacy z nimi material osnowy zubozony w molibden wykazal zwiekszone atakowanie przez korozje Jesli wykreslic w zaleznosci od Nv dane dla utleniajacego92 524 7 roztworu kwas siarkowy-sfcrczan zelazowy, okreslany dalej jako testowy roztwór siarczanu zelazowego obserwuje sie przeciwne tendencje w szybkosci korozji (fig. 2). W za¬ kresie Nv 2,1—2,7 linia znaleziona metoda najmniejszych kwadratów ma dodatni wspólczynnik kierunkowy 286 i odcieta —526. W tym przypadku wrecz przeciwnie do danych dla roztworu redukujacego najwieksza odpornosc korozyjna obserwujecie dla stopów o malej wartosci Nv.

Podobne, lecz bardziej drastyczne zmniejszenie wlasnosci antykorozyjnych obserwuje sie dla stopów o Nv ponad 2,4 po obróbce na starzenie. Wykazano, ze badanie w warun¬ kach utleniajacych jest bardziej czule na obecnosc wydzie¬ lonych faz weglikowych i miedzymetalicznych, poniewaz fazy te sa bezposrednio i przede wszystkim atakowane przez roztwór.

Na przyklad dla stopu 14, w którym ilosciowe badania metalograficzne wykazaly 2—3% objetosciowych faz wydzielonych w tekscie przy uzyciu wrzacego kwasu solnego szybkosci korozji wynosily 6,8 i 7,0 mm/rok odpo¬ wiednio dla próbek wyzarzanych i poddawanych starzeniu czyli zaobserwowano wzrost 3%. W tescie z roztworem siarczanu zelazowego szybkosci korozji wynosily 2,28 i 2,90 mm/rok, odpowiednio dla próbki wyzarzonej i pod¬ dawanej starzeniu, co oznacza wzrost 27%. Skrajne w po¬ równaniu z powyzszymi wyniki uzyskano dla stopu 2, który zawieral w przyblizeniu 10% objetosciowych faz wydzielonych. We wrzacym HC1 szybkosci korozji dla próbek wyzarzanych i poddawanych starzeniu wynosily odpowiednio 6,0 i 14,6 mm/rok, czyli wzrost wyniósl 144%. W roztworze testowym siarczanu magnezu szybkosci korozji próbek wyzarzanych i poddawanych starzeniu wynosily odpowiednio 8,9 i 90 mm/rok, czyli wzrost wy¬ niósl 1000%. Krytyczna wartosc Nv okreslana metalo¬ graficznie i w badaniach korozyjnych wynosi wiec, jak stwierdzono okolo 2,4; dlatego tez stopy od 1—13 w tablicy 4 nie wchodza w zakres wynalazku.

W zwiazku ze specyficznym charakterem obliczenia Nv wiele stopów wystepuje w zidentyfikowanym zakresie trwalosci 2,1—2,39 przy zmieniajacej sie w szerokim za¬ kresie odpornosci na korozje. Dobierajac ilosci takich pierwiastków jak Cr, Mo W i Fe, aby uzyskac maksymalna odpornosc na korozje w polaczeniu ze stabilnoscia metalur¬ giczna konieczne sa informacje o wplywie tych pierwiastków na odpornosc korozyjna jednofazowych stopów typu roz¬ tworów stalych. Podawane juz na fig. 1 i 2 dane dotyczace korozji stopów wyzarzanych ujednorodniajaco poddano analizie regresyjnej uzyskujac nastepujace zaleznosci: Korozja w kwasie solnym Szybkosc korozji (cal 10-3/rok) = 1170 — 13,3 (% Cr) — - 7,3 (% W) + 2,4 (% Fe)- 45,1 (% Mo) (2) Szybkosc korozji (mm/rok) - 29,7 — 0,338 (% Cr) — — 0,1855 (% W) + 0,061 (% Fe) — 1,145 (% Mo) Korozja w testowym roztworze siarczanu zelazowego Szybkosc korozji (cal 10-3/rok) = 142 — 23,9 (% Cr) + + 26,7 (% W) +3,96 (% Fe) + 22,6 (% Mo) (3) Szybkosc korozji (mm/rok) = 3,61 — 0,607 (% Cr) + +0,679 (% W) + 0,101 (% Fe) + 0,574 (% Mo) Sklad stopów wchodzacych w zakres wynalazku okreslic mozna przez maksymalizacje wartosci Nv w równaniu (1) w zakresie 2,1—2,39, przy jednoczesnym minimalizowaniu wartosci szybkosci korozji z równan (2) i (3). Rozwazmy na przyklad stopy 26, 27 i 28, które posiadaja wartosci Nt odpowiednio 2,365, 2,367 i 2,369. Szybkosc korozji tych 8 stopów w kwasie solnym zawiera sie w granicach 4,95— —8,9 mm/rok, zas w testowym roztworze siarczanu zela¬ zowego 1,9—3,81 mm/rok. Tak wiec, sklad stopu trzeba dobierac bardzo starannie, poniewaz z równan (2) i (3) wynika, ze wplyw ilosci molibdenu na korozje w obu roztworach jest odwrotny.

Jako dalszy przyklad uzyskiwanego stopnia stabilnosci oraz optymalizacji odpornosci korozyjnej uzyskiwanej w wyniku zastosowania wynalazku wykonano badania korozyjne czterech stopów poddanych uprzednio starzeniu, jak przedstawiono to na fig. 3 i 4. Stopy 1 i 2 reprezentujace stopy dotychczas znane wykazaly znaczne zmniejszenie odpornosci korozyjnej na skutek starzenia w temperaturze starzenia 700,800, 900 i 1000 °C, zarówno w kwasie solnym, jak i w testowym roztworze siarczanu zelazowego. Stopy 16 i 19 wedlug wynalazku mialy mniej wiecej jednakowa szybkosc korozji we wszystkich warunkach starzenia i w obu roztworach.

Zdolnosc stopu do zapobiegania wydzielaniu weglików podczas starzenia przez krótki czas w niskiej temperaturze jest, jak to wykazano w literaturze, funkcja calkowitej zawartosci pierwiastków miedzywezlowych. Poniewaz na skutek ograniczen praktycznych w operacji stapiania nie- __ mozliwe jest usuniecie wszystkich pierwiastków miedzy- wezlowych, wiec stopy wedlug wynalazku moga wydzielac wegliki w czasie starzenia przez krótki okres w tempera¬ turach 650—1090°C. Obecnosc tych weglików moze zmniejszac nieco odpornosc korozyjna, jak przedstawiono to na fig. 5 i 6. Przez wyeliminowanie wydzielania sie faz miedzymetalicznych znacznie zmniejsza sie wzrost szyb¬ kosci korozji powodowany starzeniem. Oczywiscie obecnosc weglików ma wplyw szkodliwy. Niewielka ilosc weglików obecna w stopach 14 i 29 wytworzonych w postaci okolo ,_ 4500 kg wytopów powoduje pewne obnizenie odpornosci w roztworze kwasu solnego.

W celu zmniejszenia tego wplywu do stopu 30 dodano niewielka ilosc tytanu w celu zwiazania azotu i wegla, które mogly wystepowac w stopie w roztworze. Tytan jest szcze- 40 golnie efektywny ze wzgledu na jego niski ciezar atomowy, lecz te same ilosci dowolnych pierwiastków odpornych na temperature, takich jak cyrkon lub hafn moga, jak sie przypuszcza, spelniac te sama role o ile beda one spelnialy warunki narzucone Nv. Podobnie w stopie wystepowac 4i moze wanad i tantal nadajac znane korzystne wlasnosci, o ile ich ilosci beda odpowiadaly zalozonemu Nv. Jak wynika z fig. 5 i 6 dodatek tytanu zmniejsza do minimum obnizenie sie wlasnosci stopu. Poprawienie wlasnosci wy¬ kazane przez stop 30 w porównaniu z dotychczas znanymi stopami wykazano najwyrazniej w testach korozyjnych powtarzanych w okresach 24 godzinnych. Dane uzyskane dla stopów 5, 20 i 30 w roztworze testowym siarczanu zelazowego i w kwasie solnym przedstawiono w tablicy 6.

Dane te wykazuja, ze chociaz mamy do czynienia z malym M obnizeniem wlasnosci korozyjnych, to szybkosc korozji w stopach wedlug wynalazku pozostaje bardziej stala w czasie.

W przypadku operacji stapiania i rafinowania umozli¬ wiajacych jednorodne stapianie stopów wedlug wynalazku 80 dajace bardzo mala calkowita zawartosc pierwiastków miedzywezlowych, mozliwe jest zmniejszenie zawartosci tytanu lub calkowite jego usuniecie.

Stabilnosc metalurgiczna stopów wedlug wynalazku wiaze sie równiez z poprawionymi wlasnosciami mecha- 65 nicznymi w warunkach starzenia. Przeprowadzono próby92 524 Próbka poddawa¬ na starze¬ niu w cia¬ gu 1 godz w temp. 538°C ' 649°C 760°C 871 °C 982°C | 1093°C 1 ,44 ,64 52,45 64,80 24,41 ,11 Stop nr (znany) 2 3 4 T ablica 6 Wplyw starzenia na szybkosc korozji Stop nr 20 (wg wynalazku) 1 2 3 4 5 1 szybkosc korozji w testowym roztworze siarczanu zelazowego 6,10 7,48 73,58 88,19 37,54 17,91 6,88 7,59 nb(b) nb nb ,27 7,04 7,75 nb nb nb 19,20 7,11 8,38 *nb nb nb 19,84 3,63 4,62 8,59 52,83 ,32 4,75 3,25 6,15 27,15 126,11 53,85 6,91 3,25 7,29 nb nb nb 7,80 3,28 6,86 nb nb nb 13,16 3,30 7,62 nb nb nb 16,00 2,59 2,64 2,90 4,55 2,92 3,00 Stop nr 30 (wg wynalazku) 2 3 (mm/rok) a) 2,26 2,24 2,69 9,73 2,34 2,39 2,16 2,16 3,00 13,61 2,59 2,29 4 2,46 2,44 3,43 16,36 3,17 2,54 2,46 2,44 3,56 16,43 3,35 2,59 szybkosc korozji w kwasie solnym (mm/rok) 538°C 649°C 760°G 871CC 982°C | 1093°C 6,65 7,80 26,70 ,14 16,54 14,22 6,10 8,74 40,59 18,52 ,83 21,18 6,30 9,73 nb nb nb 21,62 6,10 9,78 nb nb nb 22,10 6,27 9,52 nb nb nb 22,63 ,13 6,15 11,51 11,79 11,68 6,17 4,83 6,78 19,48 26,37 27,38 7,21 4,88 8,61 nb nb nb ,49 4,98 9,60 nb nb nb 11,33 ,13 9,55 nb nb nb 12,95 6,38 6,38 6,73 7,16 6,22 6,20 ,61 ,70 6,07 7,21 ,77 ,61 ,59 ,77 6,66 8,03 6,20 ,64 ,66 ,89 6,63 8,00 6,40 ,79 ,77 ,84 7,11 8,64 6,58 ,711 a) kazda liczba jest srednica z dwóch próbek b) nie okreslane z powodu nadmiernego zniszczenia próbki wytrzymalosciowe w róznych temperaturach w sposób standartowy przy uzyciu zarówno próbek wyzarzanych, które przechodzily obróbke cieplna ujednorodniajaca przez okres 30 min w temperaturze 1121 °C, a nastepnie gwal¬ townieschlodzonych na powietrzu oraz próbek poddawanych 35 starzeniu w temperaturze900°C przez okres 100 godz. i chlo¬ dzonych na powietrzu. Wyniki tych badan przedstawiono na fig. 7. Dane te wskazuja, ze typowy stop wedlug wy¬ nalazku ma odpowiednia dla celów konstrukcyjnych wy¬ trzymalosc w temperaturach ponizej 760°C i jest porówny- 4q walny z dotychczas znanymi stopami, jak na przyklad stop . Wyzniejsze jest, ze dane dla próbek starzonych przez 100 godz w temperaturze 900°C wykazuja, ze ciagliwosc stopu 5 gwaltownie spada w tym samym zakresie tempe¬ ratur testów, podczas gdy stop wedlug wynalazku nie 45 wykazuje zmniejszenia ciagliwosci.

Powyzszy opis i rysunki przedstawiaja korzystne warian¬ ty i praktyczne aspekty wynalazku. Zrozumiale jest, ze wynalazek moze odbiegac od podanych tu przykladów i jego zakres okreslaja tylko

Claims (12)

zastrzezenia. 50 Zastrzezenia patentowe

1. Stop niklu o doskonalej odpornosci na korozje zarówno w srodowisku utleniajacym jak i redukujacym w warun- 55 kach wyzarzenia, spawania i starzenia termicznego, zna¬ mienny tym, ze zawiera 12—18% wagowych chromu, 10—18% wagowych molibdenu, 0—3% wagowych zelaza, 0—7% wagowych wolframu, ponizej 0,5% wagowych glinu, najwyzej 0,02% wagowych wegla, najwyzej 0,08% 60 wagowych krzemu, ponizej 2% wagowych kobaltu, do 0,75% wagowych tytanu, cyrkonu lub hafnu do 0,75% wagowych wanadu lub tantalu, a reszte stanowi nikiel ze zwyklymi zanieczyszczeniami w zwyklych ilosciach.

2. Stop niklu wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze- 65 zawiera liczona srednio na atom liczbe wakansów elek¬ tronowych Nv, w granicach 2,1—2,4.

3. Stop niklu wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze zawiera taka ilosc chromu, molibdenu, zelaza i wolframu aby odpornosc na korozje w warunkach wyzarzania wyno¬ sila 5,08—7,62 mm/rok w kwasie solnym i 1,9—3,81 mm/rok w testowym roztworze siarczanu zelazowego.

4. Stop niklu wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze zawiera taka ilosc chromu, molibdenu, zelaza i wolframu, aby odpornosc na korozje w warunkach wyzarzania wyno¬ sila 5,08—7,62 mm/rok w kwasie solnym.

5. Stop niklu wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze zawiera taka ilosc chromu, molibdenu, zelaza i wolframu, aby odpornosc na korozje w warunkach wyzarzania wyno¬ sila 1,9—3,81 mm/rok w testowym roztworze siarczanu zelazowego.

6. Stop niklu wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera 14—17% wagowych chromu, 14—16% wagowych molibdenu, ponizej 0,5% wagowych glinu, ponizej 2% wagowych zelaza, najwyzej 0,5% wagowych wolframu, najwyzej 0,01% wagowych wegla, najwyzej 0,03% wa¬ gowych krzemu, ponizej 1% wagowego kobaltu, ponizej 0,5% wagowych manganu, do 5% wagowych tytanu, oraz niklu i przypadkowych zanieczyszczen w ilosci uzupelnia¬ jacej do 100%.

7. Stop niklu wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze zawiera liczona srednio na atom liczbe wakansów elektro¬ nowych Nv w granicach 2,1—2,4.

8. Stop niklu wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze zawiera taka ilosc chromu, molibdenu, zelaza i wolframu, aby odpornosc na korozje w warunkach wyzarzania wyno¬ sila 5,08—7,62 mm/rok w kwasie solnym i 1,9—3,81 mm/rok w testowym roztworze siarczanu zelazowego.

9. Stop niklu wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze, zawiera taka ilosc chromu, molibdenu, zelaza i wolframu,92S24 11 aby odpornosc na korozje w warunkach wyzarzania wyno¬ sila 5,08—7362 mm/rok w kwasie solnym.

10. Stop niklu wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze zawiera taka ilosc chromu, molibdenu, zelaza i wolframu, aby odpornosc na korozje w warunkach wyzarzania wyno¬ sila 1,9—3,81 mm/rok w testowym roztworze siarczanu zelazowego.

11. Stop niklu wedlug zastrz. 1, znamiennym tym, ze zawiera okolo 16% wagowych chromu, okolo 15% wago¬ wych molibdenu, ponizej 2% wagowych zelaza, najwy- 10 12 iej 0,5% wagowych wolframu, ponizej 0,5% wagowych glinu, najwyzej 0,01% wagowych wegla, najwyzej 0,03% wagowych krzemu, ponizej 1% wagowego kobaltu, po¬ nizej 0,5% wagowych manganu, do 0,5% wagowych, tytanu, oraz niklu ze zwykle spotykanymi zanieczyszcze¬ niami w ilosci uzupelniajacej do 100%.

12. Stop niklu wedlug zastrz. 13, znamienny tym, ze zawiera taka ilosc chromu, molibdenu, zelaza i wolframu, aby odpornosc na korozje wynosila 5,08—7,62 mm/rok w kwasie solnym i 1,9—3,81 mm/rok w testowym roz¬ tworze siarczanu zelazowego. 800 700 600 500 £400 O -O ^300 (f> 200 L 100 L O Szybkosc korozji, próbek wyzarzonych x Próbki starzone przez 100 godi w 900°C Zaleznosc liniowa (najmniejsze kwadraty) dla próbek. 40 % roztwór HCL TmaLe *x Nietwate oL 2.1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,e Figi.92 524 C SzybkddJ korozji, próbek wyzarzanych (na walcarce; X Próbki starzone przez rtJOgodi w 9Q0°b —> Zaleznosc Liniowa, (najmniejsze kwadrattj) x dla próbek mjrzaZQnych. 50% roztwór H2S04 ? AZ g/i F&2(S04)5 r Trwate 5 15 30 *> Nietrwale i li 14 2,J 2,2 2,5 2,4 2,5 2,6 2,792 524 Stopy znane Stopy w|g wynalazKu. Fig. Wrzacy iQ% roztwór HCl 1600 1400 ... 12001 S ^giooo 800 LP "to a N 600 W 400 200 L Pa M •'d .3 c 0) IM l_ $ CD N 01 CQ * "N -d o en o CD co £ •N tJ o en ID ¦^~ CD OD £ -N "D O cn CD "*" o £ o UD o" Stopy znane Stopy w/g wynalazku Fig.4.92 524 ~c 1 t r Isst Streichem |- ©Sto? 4 (dotycnczos znany) sStop 20 " L Igodi in-temperaturze x Stopy W i 29 © Stop 30 w/g wynalazku O— IOOO 1200 1400 1600 1800 Temperatura starzenia 2000 .«'20O Fig.5.