Przedmiotem wynalazku jest ferrytyczna stal nie¬ rdzewna, zawierajaca co najmniej 10,5% wagowych chromu.Ferrytyczne stale nierdzewne o zawartosci chro¬ mu wynoszacej co najmniej 10,5% wagowych sa przewaznie bardziej wytrzymale mechanicznie niz zwykle stale weglowe, braz, miedz, aluminium, stopy niklu ze srebrem i inne stosunkowo miekkie tworzywa metaliczne odporne na korozje i aczkol¬ wiek ta wieksza wytrzymalosc moze byc korzyst¬ na, to jednak sa procesy obróbki, formowania i wykanczania, w których nie jest ona pozada¬ na.Na przyklad, w procesach hutniczych i innych czesto stosuje sie takie operacje jak walcowanie na zimno, ksztaltowanie, kucie, skuwanie na zimno i prasowanie na zimno i do takich zabiegów wspo¬ mniane wyzej tworzywa moga byc odpowiedniejsze niz ferrytyczne stale nierdzewne. Poza tym, ferry¬ tyczne nierdzewne stale chromowe czesto zawiera¬ ja tytan i/lub molibden, które zwiekszaja odpor¬ nosc stali na korozje i poniewaz tytan i molibden zwiekszaja wytrzymalosc w stalych roztworach, a tytan ma sklonnosc tworzenia obcych wtracen po¬ datnych na scieranie, przeto oba te pierwiastki moga zwiekszac wspomniane wyzej niepozadane cechy ferrytycznych stali nierdzewnych. Swiadczy to o tym, ze jest zapotrzebowanie na miekka fer- rytyczna stal nierdzewna, zawierajaca chrom i ty¬ tan i/lub molibden.Wynalazek umozliwia unikniecie Wspomnianych wyzej niekorzystnych wlasciwosci ferrytycznych sta¬ li nierdzewnych zawierajacych chrom, tytan i/lub molibden. Stal^wedlug wynalazku ma nizsza gra¬ nice plastycznosci, mniejsza wytrzymalosc na roz¬ ciaganie i wieksza ciagliwosc niz znane ferrytyczne stale nierdzewne o podobnym skladzie. Poza tym stal wedlug wynalazku posiada zadane wlasciwosci dzieki starannemu doborowi nie tylko ilosci do¬ datków, ale i skladników szczaftkowych czyli reszt¬ kowych.Wplyw niewielkich ilosci róznych pierwiastków na granice plastycznosci „zelaza" jest omówiony w publikacji Gensamer'a ASM Transactions, tom 36, str. 30 (1946), ale aczkolwiek publikacja ta za¬ wiera interesujace dane, to jednak omawia ona sto¬ sowanie dodatków tych pierwiastków w ilosciach znacznie wiekszych od stosowanych na skale prze¬ myslowa i nie dotyczy ferrytycznych stali nie¬ rdzewnych. Z opisu patentowego Stanów Zjedno¬ czonych Ameryki nr 2 624 671 znany jest wplyw wegla i azotu na ciagliwosc stali, ale w publi¬ kacji tej nie uwzglednia sie wplywu tych pier¬ wiastków i innych skladników szczatkowych na wytrzymalosc. Ferrytyczne stale nierdzewne sa tez omawiane w opisach patentowych Stanów Zjedn.Amerytei nr. nr 3 250 611, 3 700 432 i 3 723101. 9548095480 Przedmiotem wynalazku jest ferrytyczna stal nie* rdzewna o duzej odpornosci na korozje, niskiej gra¬ nicy plastycznosci i wytrzymalosci na rozciaganie i dobrej plastycznosci. Stal ta zawiera co najmniej ,5% wagowych chromu, a glówna cecha jej jest to, ze w stosunku wagowym zawiera 10,5—19e/o chromu, do 0,03% wegla, do 0,03% azotu, do 0,20% manganu do 0,20% krzemu, do 0,30% miiklu, do 0,10% glinu, do 0,20% miedzi i co najmniej jeden z pierwiastków takich jak tytan i molibden, przy czym tytan moze znaijdowac sie w ilosci od 4 (%C+%N) do 0,75%, a molibden w ilosci 0,50— 2,50%, zas reszte stanowi zasadniczo zelazo. Jeze¬ li tytan i molibden stanowia pierwiastki szczat¬ kowe, to zawartosc tytanu jest mniejsza niz 0,05% a molibdenu mniejsza niz 0,20%. Zawartosc wegla, azotu, manganu, krzemu, niklu, glinu i miedzi oraz tytanu i molibdenu jaka skladników szczat¬ kowych powinna spelniac warunek ujety nastepu¬ jacym równaniem: %C+%N+%Mn+%Si+%Ni+ +%Al+%Cu+% resztkowego Ti+% resztkowego mo<0,75%.Stal wedlug wynalazku zawiera korzystnie do 0,02% wegla, do 0,02% azotu, do 0,10% manganu, do 0,10% krzemu, do 0,20% niklu, do 0,10% glinu, do 0,10% miedzi i co najmniej jeden z pierwiast¬ ków takich jak tytan lub molibden, przy czym za- wartosc.tytanu wynosi od 6 (%C+%N) do 0,5% wa¬ gowych, a zawartosc molibdenu 0,75—1,25% wago¬ wych, zas reszte stanowi zasadniczo zelazo i chrom.Poza tym, jezeli tytan i molibden stanowia pier¬ wiastki resztkowe, to zawartosc tytanu wynosi mniej niz 0,05%, korzystnie 0,03%, a molibdenu raniej niz 0,20%, korzystnie 0,10% i sklad chemicz¬ ny stali spelnia nastepujace równanie: %C +%N+%Mn+%Si+%Ni+%A1+%Cu+% reszt¬ kowego Ti+% resztkowego Mo<0,75%, a korzyst¬ ne <0,6%.Cecha stali wedlug wynalazku jest w szczegól¬ nosci to, ze zawartosc skladników dodawanych jak i skladników resztkowych jest scisle regulowana 40 Niezaleznie od regulowania zawartosci dodatków takich jak chrom, tytan i molibden, trzeba równiez regulowac zawartosc wegla, azotu, manganu, krze¬ mu, niklu, glinu i miedzi, a takze tytanu i molib¬ denu, jezeli wystepuja one jako skladniki szczat¬ kowe, poniewaz faktycznie powoduja one zwiek¬ szenie wytrzymalosci stali. Jak podano wyzej, su¬ ma zawartosci wegla, azotu, manganu, krzemu, nik¬ lu, glinu i miedzi, jak równiez tytanu i molibde¬ nu jezeli wystepuja one jako pierwiastki szczatko¬ we, wyrazona w procentach wagowych, powinna byc najwyzej równa 0,75%, a korzystnie najwyzej 0,6%. Stal wedlug wynalazku zawiera równiez in¬ ne skladniki szczatkowe, zwykle znajdujace sie w stali, takie jak siarka i fosfor.Nizej podane przyklady ilustruja wynalazek.Przyklady I—III. Wykonuje sie trzy wytopy A, B i C, walcuje stal na goraco do grubosci 12,7 nim, wyzarza w temperaturze 875°C, walcuje na goraco do grubosci 3,0 mm, wyzarza w tempera¬ turze 857°C, usuwa zgorzeline, walcuje na zimno do grubosci 1,5 mm, wyzarza w temperaturze 857°C, usuwa zgorzeline, walcuje na zimno "do grubosci 0,5 mm, wyzarza w temperaturze 857°C i wytra¬ wia. Wytopy A i B wykonuje sie w prózniowym piecu indukcyjnym, a wytop C w piecu elektrycz¬ nym. Sklad chemiczny stali podano w tablicy 1.Wszystkie te stale zawieraja molibden jako sklad¬ nik dodatkowy, a tytan, jezeli jest obecny, to sta¬ nowi skladnik szczatkowy. Poza tym, wszystkie te stale zawieraja 16—18% chromu.Stal z poszczególnych wytopów bada sie, okresla¬ jac jej granice plastycznosci, wytrzymalosc na roz¬ ciaganie, wydluzenie w procentach i twardosc.Wyniki podano w tablicy 2 jako wyniki srednie, dwie wdluz i dwie w poprzek.Wyniki podane w tablicy 2 swiadcza o tym, ze ferrytyczna stal nierdzewna z wytopu A jest miek- sza niz stale z wytopów B i C, a takze ma najniz¬ sza granice plastycznosci, wytrzymalosci na rozcia¬ ganie i twardosc, natomiast ma najwieksze wydlu- Tablica 1 Wy- top A.B.C. .Cr 16,70 16,53 17,25 C 0,010 0,009 0,048 N lii Zawartosc Mn 0,004 0,47 0,47 Si 0,03 0,50 0,37 w % wagowych Nd 0,01 0,18 0,30 Al 0,06 0,08 Cu 0,01 0,16 0,10 Mo 0,95 0,96 0,85 Fe* reszta reszta | reszta * Zawartosc tytanu jest tak mala, ze sie ja pomija Tablica 2 55 tak, aby nadac stali niska granice plastycznosci i mala wytrzymalosc na rozciaganie. Chrom i ty¬ tan i/lub molibden sa konieczne w celu zapewnie¬ nia stali odpornosci na korozje, ale z drugiej stro¬ ny zawartosc tych pierwiastków jest ograniczona tym, ze wszystkie one zwiekszaja mechaniczna wy- 60 trzymalosc stali. Z tego tez wzgledu, naj/korzystniej¬ sza jest taka zawartosc tych pierwiastków, przy której uzyskuje sie odpornosc stali na korozje oraz wytrzymalosc najodpowiedniejsze dla wiekszosci za¬ stosowan. 65 Wy¬ top A.B.C.Wlasciwosci mechaniczne 0,2% grani¬ cy plastycz¬ nosci KG/cm2 6,9 7,9 9,3 Wytrzyma¬ losc na rozciaganie KG/cm2 9,5 ,7 12,8 Wydlu¬ zenie % 36,1 32,3 28,5 Twar¬ dosc RB 58 '¦70 7995480 zenie w procentach. Jest rzecza charakterystyczna, ze tylko ta stal z wytopu A spelnia warunki we¬ dlug wynalazku. Jak wynika z tablicy 3, suma za¬ wartosci szczatkowych (%C + %N+%Mn+%Si +% +%Ni+%Al+%Cu) w wytopie A wynosi 0,141, pod¬ czas gdy dla wytopu B wynosi 1,419 i dla wytopu C wynosi 1,334, to znaczy powyzej maksymalnej wartosci 0,75 zgodnie z wynalazkiem.Tablica 3 1 Wytop A * B C 0/oC+°/oN lii Suma pierwiast¬ ków* szczatko¬ wych. % 0,141 1,419 1 1,334 * Suma obejmuje: %C+%N+%Mn+%Si+%Na+% +%Al+%Cu.Z tablicy 3 wynika równiez, ze o wlasciwosci stali decyduje mala zawartosc szeregu pierwiastków szczatkowych, a nie tylko mala zawartosc wegla i azotu. Wytop B ma zasadniczo taka sama zawar¬ tosc wegla i azotu jak wytop A, ale stal B nie jest tak miekka jak A, poniewaz suma zawartosci pier¬ wiastków szczatkowych w wytopie B wynosi 1,419, podczas gdy w wytopie A tylko 0,141.Przyklady IV—VII. W prózniowym piecu in¬ dukcyjnym wykonuje sie cztery dalsze wytopy D, E, F i G, walcuje stal na goraco do grubosci 3,2 mm, wyzarza w temperaturze 857°C, wytrawia, walcuje na zimno do grubosci 1,3 mon, wyzarza w tempera¬ turze 900°C i wytrawia. Sklad chemiczny wytopów podano w tablicy 4. Wszystkie te stale zawieraja molibden jako skladnik szczatkowy i tytan jako skladnik dodatkowy, a poza tym zawieraja 10,5— 12,5% chromu. 40 Stal z poszczególnych wytopów bada sie okres¬ lajac jej granice plastycznosci, .wytrzymalosc na rozciaganie, wydluzenie w procentach i twardosc.Wyniki podano w tablicy 5, przy czym sa to sred¬ nie wartosci *z 4 pr6b, z których dwie wykonano wzdluz i dwie w poprzek.Tablica 5 Wy¬ top D E.F G Wlasciwosci mechaniczne 0,2% gra¬ nicy pla¬ stycznosci kG/cm2 3,9 3,8 ,4 ,0 Wytrzy¬ malosc na rozciaganie kG/cm2 8,3 8,2 9,3 9,0 Wytorzy malosc % (36,4 ' &6,0 ,1 ,? Twar¬ dosc RB 56 56 68 66 Wyniki podane w tablicy 5 swiadcza o tym, ze terrytyczne stale nierdzewne z wytopów D i. E, których sklad odpowiiada warunkom ustalonym zgodnie z wynalazkiem, sa miefcsze niz stale z wy¬ topów F i G, maja nizsza granice plastycznosci, mniejsza wytrzymalosc na rozciaganie i mniejsza twardosc oraz wieksze wydluzenie przy zerwaniu.Jak wynika z tablicy 6, suma zawartosci skladni¬ ków szczatkowych (%C+%N+%Mn + %Si+%Ni+% +%Al+%Cu+°/oMo) dla wytopu D wynosi 0,228% a dla wytopu E=0,262%, podczas gdy odpowiednie wartosci dla wytopów F i G wynosza 1,436 i 1,481, a wiec sa wieksze od wartosci ustalonych zgodnie z wynalazkiem.Wyniki podane w talblicy 6 swiadcza równiez o tym, ze o jakosci stali wedlug wynalazku decyduje niska zawartosc szeregu pierwiastków szczatkowych, a nie tylko mala zawartosc wegla i azotu. Wytop F za¬ wiera mniej wegla i azotu niz wytop E, a nie jest tak miekki jak wytop E. Suma .pierwiastków szcza¬ tkowych (°/oC+%N+%Mn+%Si+%Ni +%Al +%Ou Wy¬ top D E G 1 F Tablica 4 ' Zawartosc w procentach wagowych 1 Cr *11,50 11,37 11,18 11,17 C 0,025 0,026 0,022 0,061 N 0,003 0,006 0,004 1— Min 0,05 0,05 0,45 0,46 Sli 0,07 0,09 0,43 0,44 NL 0,01 0,02 0,15 0,15 Al 0,05 0,05 0,05 0,05 Cu 0,01 0,01 0,16 0,15 Mo 0,01 0,01 0,17 0,17 n 0,25 0,23 0,24 0,53 Fe reszta reszta reszta reszta Tablica 6 Wytop D E F G %C+%N 0,028 0,032 0,026 0,061 Suma pierwiast¬ ków szczatko¬ wych % 0,228 0,262 1,436 1,481 65 +%Mo) w wytopie F wynosi bowiem 1,436%, pod¬ czas gdy w wytopie E tylko 0,262.Przyklady VIII i IX. W prózniowym piecu indukcyjnym wylkonuje sie 2 wyitiopy H i I, walcuje stal na goraco do grubosci 3,2 mm, wyzarza w tem¬ peraturze 857°C, wytrawia, walcuje na zimno do grubosci 1,3 mm, wyzairza w temperaturze 900°C i wytrawia. Sklad chemiczny stali podano w talbli- przy czym oba wytopy zawieraja molibdem. jako, 7 95480 S skladnik szczatkowy a tytan jako skladnik dodat¬ kowy. Zawartosc chromu w obu przypadkach mies¬ ci sie w granicach 17—lO^/o.Jak wynika z tablicy 9, suma zawartosci skladni¬ ków szczatkowych (•/•C+f/*N+i/«iMJn+0/oSi+VdNi+% +VoAl+i/«Cu+6/oMo) dla wytopu H wynosi 0,254#/o, Wy¬ top H I Tablica 7 Zawartosc w procentach wagowych Or 18,48 18,18 C 0,018 0,028 N 0,006 0,005 Mn 0,09 0.46 Si 0,06 0,45 Ni 0,01 0,12 Al 0,05 0,06 ' Cu 0,01 0,16 Mo 0,01 0,18 Ti 0,34 0,33 Fe reszta reszta Stal z tych .wytopów bada sie, okreslajac jej gra¬ nice plastycznosci, wytrzymalosc na rozciaganie, wydluzenie w procentach i twardosc. Wyniki prób podano w tablicy 8, przy czym sa to srednie war¬ tosci z 4 prób, z których dwie prowadzono w kie¬ runku podluznym i dwie w kierunku poprzecznym.Wynika podane w tablicy 8 swiadcza o tym, ze fer Tablica 8 Tablica 9 Wy- L top H I ' Wlasciwosci mechaniczne 1 0,2 granicy plastycz¬ nosci kGi/cm* ,0 6,4 Wytrzyma* losc na roz¬ ciaganie kG/cm* 9,2 ,1 Wydlu¬ zenie */o ,6 32,9 Twar¬ dosc Rb 65 74 rytyczna stad nierdzewna z wytopu H, bedaca sta¬ la wedlug wynalazku, jest mieksza od stali I, ma nizsza granice plastycznosci, mniejsza wytrzyma¬ losc na rozciaganie, mniejsza twardosc i wieksze wydluzenie procentowe. 40 45 Wytop H I •/•C+%N 0,024 0,033 Suma pierwiast¬ ków szczatko- „ wyeh °/o 0,254 1 1,463 natomiast dla wytopu I wynosi l,463*/», totez stal I nie jest stala wedlug wynalazku.Z tablicy 9 wynika, ze aczkolwiek w obu wyto¬ pach H i I calkowita zawartosc wegla i azotu jest mala, to jednak nie decyduje to o wlasciwosciach stali, które zaleza od zawartosci szeregu skladni¬ ków szczatkowych.Przyklady Xi XI. W prózniowym piecu in¬ dukcyjnym wykonuje sie dwa dalsze wytopy J i K, walcuje stal na goraco do grubosci 3,2 mm, wyza¬ rza w temperaturze 857°C, wytrawia, walcuje na zimno do grubosci 1,3 mm, wyzarza w temperatu¬ rze 900°C i wytrawia. Sklad chemiczny stali po¬ dano w tablicy 10, przy czym w obu przypadkach stal zawiera molibden i tytan jako skladniki do* datkowe, a zawartosc chromu wynosi 17—19°/o.Tablica 10 Wy¬ top J K Zawartosc w °/o wagowych Cr 1 18,06 18,01 C 0,018 0,057 N 0,018 0,020 Mn 0,10 0,43 Si 0,08 0,45 Ni 0,06 0,17 Al 0,02 0,04 Cu 0,05 o,ia Mb 0,99 1,00 Ti 0,28 0,57 Fe reszta reszta Tablica 11 Wytop J K Wlasciwosci mechaniczne 0,2 granicy plastycz¬ nosci kCVcm* ,7 6,9 Wytrzy¬ malosc na rozciaga¬ nie kG/cm* 9,7 ,8 Wydluze¬ nie °/o ,2 32,4 Twardosc Rb 71 78 Suma pierwia¬ stków szczatko¬ wych % 0,346 1,3479 95480 Stale z tych wytopów bada sie, okreslajac jej granice plastycznosci, wytrzymalosci na rozciaga¬ nie, wydluzenie w procentach i twardosc. Wyniki prób podano w tablicy 11, przy czym sa to sred¬ nie wartosci z czterech prób, z których dwie pro¬ wadzono w kierunku podluznym i dwie w kierunku poprzecznym.Suma pierwiastków salatkowych ojbejmuje: (%C +i0/aN+0/oMn+0/oSi+V*Ni+°/oAl+«/oCu). Z tablicy 11 wynika, ze stal J wedlug wynalazku ma twardolc mniejsza od stali K, a równoczesnie ma nizsza gra¬ nice plastycznosci i mniejsza wytrzymalosc na roz¬ ciaganie, a wieksze wydluzenie procentowe. PL