RU2217517C2 - Duplex stainless steel and method of making such steel - Google Patents

Duplex stainless steel and method of making such steel Download PDF

Info

Publication number
RU2217517C2
RU2217517C2 RU2000108479/02A RU2000108479A RU2217517C2 RU 2217517 C2 RU2217517 C2 RU 2217517C2 RU 2000108479/02 A RU2000108479/02 A RU 2000108479/02A RU 2000108479 A RU2000108479 A RU 2000108479A RU 2217517 C2 RU2217517 C2 RU 2217517C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
casting
steel
less
heat treatment
mold
Prior art date
Application number
RU2000108479/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000108479A (en
Inventor
Эдвард Р. РАЙАН (US)
Эдвард Р. РАЙАН
Джон С. РОДЖЕРС (US)
Джон С. РОДЖЕРС
Original Assignee
Сэндаски Интернэшнл
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сэндаски Интернэшнл filed Critical Сэндаски Интернэшнл
Publication of RU2000108479A publication Critical patent/RU2000108479A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2217517C2 publication Critical patent/RU2217517C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

FIELD: duplex stainless steels resistant to pitting corrosion and possessing high machinability. SUBSTANCE: proposed duplex stainless steel possessing high resistance to pitting corrosion contains th following chemical components, weight-%: C, 0.10 and lesser; Si, 1.5 and lesser; Mn, 2.0 and lesser; Cr, from 25.0 to 27.0; Ni, from 5.0 to 7.5; Cu, from 1.5 to 3.5; N, 0.15 and lesser; Mo, 0.5 and lesser, the remainder being iron and unavoidable admixtures. This steel possesses high machinability after fast heat treatment in casting matrix as compared with alloy of the same chemical composition which is subjected to very slow controllable cooling in tightly closed heat treatment furnace. EFFECT: improved corrosion-resistant properties; reduced time for production. 9 cl, 4 tbl

Description

Изобретение относится к дуплексной нержавеющей стали, стойкой к питтинговой коррозии, с повышенной механической обрабатываемостью. The invention relates to duplex stainless steel, resistant to pitting corrosion, with increased machinability.

Дуплексную нержавеющую сталь подвергают ускоренной термической обработке в литейной форме, выполняемой после разливки без использования отдельной операции термической обработки. Дуплексная нержавеющая сталь имеет повышенную механическую обрабатываемость и сохраняет повышенную коррозионную стойкость. Duplex stainless steel is subjected to accelerated heat treatment in a mold performed after casting without using a separate heat treatment operation. Duplex stainless steel has increased machinability and maintains increased corrosion resistance.

Из патентов США 4612069 и 4740254 известна дуплексная нержавеющая сталь с повышенной стойкостью к питтинговой коррозии. Эта сталь, описанная в вышеупомянутых патентах как "Х-6", в описании упоминается как "Сплав 86". Сплав 86 представляет собой результат добавления 2 вес.% меди к сплаву (Сплав 75) без одновременного добавления молибдена. Такое добавление меди без молибдена позволяет подвергать дуплексную нержавеющую сталь очень медленному регулируемому охлаждению в плотно закрытой печи для термической обработки для того, чтобы свести к минимуму опасные остаточные растягивающие напряжения, сохранив при этом повышенную пластичность и коррозионную стойкость. From US patent 4612069 and 4740254 known duplex stainless steel with increased resistance to pitting corrosion. This steel, described in the aforementioned patents as “X-6,” is referred to as “Alloy 86” in the description. Alloy 86 is the result of adding 2 wt.% Copper to the alloy (Alloy 75) without simultaneously adding molybdenum. This addition of copper without molybdenum makes it possible to subject duplex stainless steel to very slow, controlled cooling in a tightly closed heat treatment furnace in order to minimize dangerous residual tensile stresses while maintaining increased ductility and corrosion resistance.

Сравнимым с описанным и существующим на рынках сбыта сплавом, содержащим молибден, является сплав 3RE60 SRGR фирмы Avesta Prefab. A.V., Швеция. Состав дуплексных нержавеющих сталей в вес.%, описанных в настоящей заявке, приведен ниже в таблице I.Comparable to the molybdenum-containing alloy described and existing in the markets is Avesta Prefab 3RE60 SRG R. AV, Sweden. The composition of duplex stainless steels in wt.% Described in this application is shown below in table I.

Областями применения сплава 86 являются химическая промышленность и целлюлозно-бумажная промышленность. Сплав 86 можно использовать для изготовления таких изделий, как сосуды, реторты и трубопроводы; обоймы для валков бумагоделательных машин, например валков для нанесения покрытий, рифленых валков и валков с глухими отверстиями; а также при изготовлении обойм втягивающих валков бумагоделательных машин, таких как захватывающие валки, съемные валки, форматные валки, нажимные и отжимные валки, не ограничиваясь этим перечислением. На изготовление таких деталей требуется сотни часов на механическую обработку и сверление отверстий. Сталь X-11 согласно изобретению также подходит для упомянутых областей применения, но при более коротком производственном цикле и с получением повышенной механической обрабатываемости, в том числе при сверлении. Fields of application for alloy 86 are the chemical industry and the pulp and paper industry. Alloy 86 can be used to make items such as vessels, retorts, and pipelines; holders for rolls of paper machines, for example rolls for coating, corrugated rolls and rolls with blind holes; as well as in the manufacture of clips of retracting rolls of paper machines, such as pick-up rolls, removable rolls, format rolls, pressure and squeeze rolls, not limited to this listing. The manufacture of such parts requires hundreds of hours for machining and drilling holes. X-11 steel according to the invention is also suitable for the mentioned applications, but with a shorter production cycle and with increased mechanical workability, including drilling.

Разработки в металлургии были направлены на создание дуплексных нержавеющих сталей, обладающих необходимыми характеристиками коррозионной стойкости при использовании в готовом продукте, но с меньшим временем на его производство. Сталь Х-11 имеет необходимую комбинацию свойств, достигнутую за счет химического состава и ускоренной термической обработки в литейной форме. Ускорения термической обработки в литейной форме в процессе производства достигают за счет исключения отдельной операции термической обработки, необходимой для обычных сталей; за счет уменьшения времени на установку инструмента для получения центробежным литьем отливок более правильной прямолинейной и круглой формы; за счет наличия стали, легче поддающейся механической обработке и сверлению, благодаря чему снижается время на механическую обработку и сверление, необходимое для изготовления изделия; а также за счет уменьшения износа инструмента, благодаря чему производственное оборудование не нужно останавливать для замены затупленного инструмента. Developments in metallurgy were aimed at creating duplex stainless steels with the necessary characteristics of corrosion resistance when used in the finished product, but with less time for its production. Steel X-11 has the necessary combination of properties achieved through chemical composition and accelerated heat treatment in the mold. The acceleration of the heat treatment in the mold during the production process is achieved by eliminating the separate heat treatment operation necessary for ordinary steels; by reducing the time it takes to install the tool to obtain a more regular straight and round shape by centrifugal casting; due to the presence of steel, easier to machining and drilling, thereby reducing the time for machining and drilling required for the manufacture of the product; and also by reducing tool wear, so production equipment does not need to be stopped to replace a blunt tool.

К требуемым свойствам для успешного использования дуплексных нержавеющих сталей при решении проблемы изготовления обойм втягивающих валков в целлюлозно-бумажной промышленности относятся химический состав, который обеспечивает дуплексную микроструктуру аустенита в ферритной матрице, коррозионную стойкость в агрессивных белых водах бумажных мельниц, сопротивляемость росту усталостных трещин и низкие остаточные напряжения. Помимо своих уникальных свойств после изготовления, сталь Х-11 удовлетворяет также этим требованиям при эксплуатации. The required properties for the successful use of duplex stainless steels in solving the problem of manufacturing retracting roll cages in the pulp and paper industry include a chemical composition that provides a duplex austenite microstructure in a ferrite matrix, corrosion resistance in aggressive white waters of paper mills, resistance to growth of fatigue cracks and low residual voltage. In addition to its unique properties after manufacturing, X-11 steel also meets these operational requirements.

Дуплексные нержавеющие стали с целенаправленными добавками молибдена нельзя подвергать термической обработке в литейной форме, поскольку скорость охлаждения недостаточно высока для того, чтобы избежать образования хрупких и склонных к разложению при коррозии фаз. Для растворения этих нежелательных фаз необходима дополнительная операция термической обработки с последующей операцией быстрого охлаждения для предотвращения их повторного образования. Химический состав сплава 86 и Х-11 при добавлении в них меди для сопротивления питтинговой коррозии может допускать более низкие скорости охлаждения и не образовывать таких хрупких фаз. Duplex stainless steels with targeted molybdenum additives cannot be heat treated in a mold, since the cooling rate is not high enough to avoid the formation of brittle and decomposable phases during corrosion. To dissolve these undesirable phases, an additional heat treatment step is required followed by a quick cooling operation to prevent their re-formation. The chemical composition of alloy 86 and X-11 when copper is added to them to resist pitting corrosion can allow lower cooling rates and not form such brittle phases.

Считается, что механическая обрабатываемость дуплексных нержавеющих сталей ограничивается их высокой прочностью в отожженном состоянии (Metals Handbook, Ninth Edition, p.p.689-690). В публикации Carborg, С., Nilsson, А., и Franklind, P-A, "Machinability of Duplex Stainless Steel", Proceedings of a Conference Held in Beaune Bourgogne, France, October 1991, Vol.1 p.p.683-696, рассмотрено влияние технологических параметров, таких как прочность при высокой температуре, включения, структура и легирующие элементы на механическую обрабатываемость дуплексных нержавеющих сталей, однако, не установлена связь ускоренной термической обработки в литейной форме на улучшение обрабатываемости. В публикации Charles, J. Dupoiron, F., Souglignac, P. and Gagnepain, Jr., "UR 35N Cu: A New Copper Rich Molybdenum Free Duplex Stainless Steel with Improved Machinability", Proceedings of Conference Held in Beaune Bourgogne, France, October 1991, Vol.2, p.p.1274-1281, показано, что медь улучшает обрабатываемость закаливаемых водой дуплексных нержавеющих сталей. Однако сталь Х-11 при таком же содержании меди, как у сплава 86, обладает в результате ускоренной термообработки в литейной форме повышенной обрабатываемостью, чего не обнаружили Charles и его соавторы. It is believed that the mechanical workability of duplex stainless steels is limited by their high strength in the annealed condition (Metals Handbook, Ninth Edition, p.p.689-690). Carborg, S., Nilsson, A., and Franklind, PA, "Machinability of Duplex Stainless Steel," Proceedings of a Conference Held in Beaune Bourgogne, France, October 1991, Vol.1 pp683-696, discusses the influence of technological parameters, such as strength at high temperature, inclusions, structure and alloying elements on the mechanical workability of duplex stainless steels, however, the connection of accelerated heat treatment in the mold to improve machinability has not been established. Charles, J. Dupoiron, F., Souglignac, P. and Gagnepain, Jr., "UR 35N Cu: A New Copper Rich Molybdenum Free Duplex Stainless Steel with Improved Machinability", Proceedings of Conference Held in Beaune Bourgogne, France, October 1991, Vol.2, pp1274-1281, shows that copper improves the processability of water hardened duplex stainless steels. However, X-11 steel, with the same copper content as that of alloy 86, has increased machinability as a result of accelerated heat treatment in the mold, which Charles and his co-authors did not find.

Предшествующие технические решения производителей стали подтверждают, что механическая обрабатываемость аустенитных нержавеющих сталей может быть улучшена за счет добавления легирующих элементов, например серы и селена, которые могут понизить коррозионные свойства (Metals Handbook Ninth Edition, p. 686). Иными словами, технологии производства специальных сталей требуют использования регулирования состава окисных включений (Metal Handbook Ninth Edition, p.688; Johansson, R., Davison, R., "Wrought Duplex Stainless Steel Suction Rolls With High Perfomance", 1966 TAPPI Engineering Conference Proceedings, pp.103-109; Carsson, Т., "Prodec-How to Solve Machining Problems", pp.9-12). Для повышения механической обрабатываемости, в том числе при сверлении стали Х-11, никаких новых технологий не требуется. Previous steelmaker technical solutions confirm that the machinability of austenitic stainless steels can be improved by the addition of alloying elements, such as sulfur and selenium, which can reduce the corrosion properties (Metals Handbook Ninth Edition, p. 686). In other words, special steel technology requires the use of oxide composition control (Metal Handbook Ninth Edition, p. 688; Johansson, R., Davison, R., "Wrought Duplex Stainless Steel Suction Rolls With High Performance", 1966 TAPPI Engineering Conference Proceedings , pp. 103-109; Carsson, T., "Prodec-How to Solve Machining Problems", pp. 9-12). To increase mechanical workability, including when drilling X-11 steel, no new technologies are required.

Предложена дуплексная нержавеющая сталь с высокой стойкостью к питтинговой коррозии, которая имеет следующий состав, вес.%: С≤0,10; Si≤1,5; Мn≤2,0; Сr - 25,0-27; Ni - 5,0-7,5; Сu - 1,5-3,5; N ≤0,15; Мо≤0,5%; остальное составляет преимущественно железо и неизбежные примеси, который обеспечивает получение материала - дуплексной нержавеющей стали с высокой стойкостью к питтинговой коррозии. Когда после литья используют ускоренную термическую обработку в литейной форме, эта сталь обладает существенно повышенной механической обрабатываемостью по сравнению со сталью такого же состава, которую подвергают очень медленному регулируемому охлаждению в плотно закрытой печи для термической обработки, представляющему отдельный этап технологического процесса. Duplex stainless steel with high resistance to pitting corrosion is proposed, which has the following composition, wt.%: C≤0.10; Si≤1.5; Mn 2 2.0; Cr - 25.0-27; Ni - 5.0-7.5; Cu - 1.5-3.5; N ≤0.15; Mo≤0.5%; the rest is mainly iron and inevitable impurities, which ensures the production of material - duplex stainless steel with high resistance to pitting corrosion. When accelerated heat treatment in casting form is used after casting, this steel has significantly improved machinability compared to steel of the same composition, which is subjected to very slow controlled cooling in a tightly closed heat treatment furnace, which represents a separate stage of the technological process.

Способ ускоренной термической обработки в литейной форме предназначен для полых цилиндрических отливок, полученных центробежным литьем, но пригоден также для другой литой продукции из дуплексной нержавеющей стали, где важным является регулирование микроструктуры и остаточных напряжений. Расплавленный металл заливают в форму и постепенно охлаждают до температуры окружающей среды. Производство известных дуплексных нержавеющих сталей требует извлечения отливки из литейной формы и выполнения термической обработки для получения оптимальной стойкости к коррозии на другом участке технологического оборудования (т.е. в печи) в качестве отдельного этапа процесса. Сталь Х-11 согласно изобретению является уникальной, поскольку ее подвергают термической обработке в литейной форме в ускоренном режиме, в результате чего исключают важную операцию термической обработки. Сталь согласно изобретению не нуждается в отдельной операции регулируемого охлаждения в печи. The method of accelerated heat treatment in the mold is designed for hollow cylindrical castings obtained by centrifugal casting, but is also suitable for other cast products from duplex stainless steel, where it is important to control the microstructure and residual stresses. The molten metal is poured into a mold and gradually cooled to ambient temperature. The production of known duplex stainless steels requires the extraction of the casting from the mold and heat treatment to obtain optimal corrosion resistance at another section of the processing equipment (i.e., in the furnace) as a separate process step. Steel X-11 according to the invention is unique because it is subjected to heat treatment in a mold in an accelerated mode, as a result of which an important heat treatment operation is excluded. The steel according to the invention does not need a separate controlled cooling operation in the furnace.

В процессе охлаждения внутреннюю температуру отливки из дуплексной нержавеющей стали поддерживают приблизительно на уровне такой же температуры, как снаружи отливки из дуплексной нержавеющей стали. Температуру как внутри, так и снаружи, регулируют так, чтобы обе температуры медленно снижались с одинаковой скоростью. During cooling, the internal temperature of the duplex stainless steel casting is maintained at approximately the same temperature as the outside of the duplex stainless steel casting. The temperature, both inside and outside, is controlled so that both temperatures slowly decrease at the same rate.

При ускоренном охлаждении в литейной форме скорость охлаждения отливки регулируют в температурном диапазоне, выше которого металл приобретает значительную прочность и который приблизительно составляет 260-1090oС (500-2000oF). В пределах данного температурного диапазона температуру внутреннего диаметра отливки поддерживают в пределах 250oС (450oF) от температуры наружного диаметра отливки посредством измерения температур внутри и снаружи. Скорость снижения внутренней и наружной температуры можно регулировать посредством замедления скорости охлаждения отливки путем подвода тепла к внутренней стороне, либо использованием термоизоляции на торцах литейной формы, либо повышением скорости охлаждения при использовании способов, подобных регулированию количества принудительно подаваемого воздуха, водяного тумана, распыленной воды или другой охлаждающей среды, либо использованием других способов охлаждения.With accelerated cooling in the mold, the cooling rate of the casting is controlled in the temperature range above which the metal acquires significant strength and which is approximately 260-1090 o C (500-2000 o F). Within this temperature range, the temperature of the inner diameter of the casting is maintained within 250 ° C. (450 ° F) of the temperature of the outer diameter of the casting by measuring temperatures inside and out. The rate of decrease in internal and external temperature can be controlled by slowing down the cooling rate of the casting by applying heat to the inside, or by using thermal insulation at the ends of the mold, or by increasing the cooling rate using methods such as controlling the amount of forced air, water mist, sprayed water, or other cooling medium, or using other cooling methods.

Время, необходимое для выполнения ускоренной термической обработки в форме, составляет приблизительно менее 20 часов в зависимости от массы отливки. Это время термической обработки намного меньше по сравнению со временем, необходимым для термической обработки сплава 86, составляющим приблизительно 72-144 часа плюс возможные паузы в ожидании свободной печи для термической обработки. Ускоренная термическая обработка в форме стали Х-11 обладает существенными преимуществами, заключающимися в общей экономии времени, в уменьшении манипуляций с материалом и в ликвидации узких мест в производстве. The time required to perform accelerated heat treatment in the mold is approximately less than 20 hours, depending on the weight of the casting. This heat treatment time is much shorter than the time required for heat treatment of the alloy 86, approximately 72-144 hours, plus possible pauses in anticipation of a free heat treatment furnace. Accelerated heat treatment in the form of X-11 steel has significant advantages, which include overall time savings, reduced material handling and elimination of production bottlenecks.

Улучшение механической обрабатываемости и сверления стали Х-11 после ускоренной термической обработки в литейной форме продемонстрировали испытанием на сверление, которое является чувствительной оценкой как механической обрабатываемости, так и способности к сверлению. В этом испытании сверлили отверстия диаметром приблизительно 4 мм (0,156 дюйма) в испытательном блоке со спиральными сверлами класса М42. Отверстия сверлили поочередно на полную глубину 38 мм (1,5 дюйма). На первой операции глубина была 6 мм (0,25 дюйма), на остальных операциях глубина составляла 3 мм (0,125 дюйма). Скорость вращения составляла 750 оборотов в минуту при подаче 51 мм (2,03 дюйма) в минуту. Сверло смазывали маслом для сверления. К результатам испытания на сверление относятся количество просверленных отверстий до поломки инструмента, чрезмерный износ или чрезмерный шум и вибрация. Результаты показаны в приведенной ниже таблице II с весьма высокими величинами. The improvement of the machinability and drilling of X-11 steel after accelerated heat treatment in the mold was demonstrated by a drilling test, which is a sensitive assessment of both machinability and drilling ability. In this test, holes were drilled with a diameter of approximately 4 mm (0.156 in) in a test block with M42 class twist drills. The holes were drilled alternately to a total depth of 38 mm (1.5 inches). In the first operation, the depth was 6 mm (0.25 in), in the remaining operations, the depth was 3 mm (0.125 in). The rotation speed was 750 rpm with a feed of 51 mm (2.03 inches) per minute. The drill was lubricated with drilling oil. The drilling test results include the number of holes drilled before the tool breaks, excessive wear or excessive noise and vibration. The results are shown in table II below with very high values.

Сверла, использованные для образцов из стали Х-11, имели срок службы приблизительно в 3 раза больше, чем сверла из Сплава 86. Это является значительным и неожиданным повышением срока службы инструмента, которое получено благодаря использованию ускоренной термической обработки в форме стали Х-11. The drills used for samples made of X-11 steel had a service life of approximately 3 times longer than drills from Alloy 86. This is a significant and unexpected increase in the tool life, which was obtained by using accelerated heat treatment in the form of X-11 steel.

Характеристики материала
Коррозионную стойкость измеряли электрохимическим методом. Образец испытывали в водном очень агрессивном растворе, имитирующем белую воду бумажных мельниц, при следующих условиях: 35 мг/л ионов тиосульфата, 400 мг/л ионов хлорида, 800 мг/л ионов сульфата при значении рН 4,1 и температуре 54oС. Коррозионную стойкость оценивали показателем, называемым "порог защиты", причем предпочтительны более высокие его значения. Пороги защиты приведены ниже в таблице III.
Material characteristics
Corrosion resistance was measured by the electrochemical method. The sample was tested in a very aggressive aqueous solution simulating white water from paper mills under the following conditions: 35 mg / l of thiosulfate ions, 400 mg / l of chloride ions, 800 mg / l of sulfate ions at a pH of 4.1 and a temperature of 54 o C. Corrosion resistance was evaluated by an indicator called a “protection threshold”, with higher values being preferred. Protection thresholds are given below in table III.

Сплав 86 при эксплуатации не корродировал при изготовлении из него более 450 изделий. Порог защиты стали Х-11 в 920 мВ близок к верхним значениям, полученным для сплава 86. Повышенная коррозионная стойкость стали Х-11 в очень агрессивных белых водах эквивалентна сплаву 86. Для стали Х-11, которую подвергли ускоренной термической обработке в форме, это является весьма неожиданным и уникальным открытием. Alloy 86 during operation did not corrode in the manufacture of more than 450 products from it. The protection threshold of X-11 steel at 920 mV is close to the upper values obtained for alloy 86. The increased corrosion resistance of X-11 steel in very aggressive white waters is equivalent to alloy 86. For X-11 steel, which was subjected to accelerated heat treatment in the mold, this is a very unexpected and unique discovery.

Сопротивление росту усталостных трещин определили при циклическом нагружении компактного разрывного образца. Образец испытывали в очень агрессивном растворе, имитирующем белую воду для размалывания бумаги при следующих условиях: 50 мг/л ионов тиосульфата, 200 мг/л ионов хлорида, 500 мг/л ионов сульфата при значении рН 3,5, температуре 50oС и частоте 25 Гц. Измерили характеристику, называемую диапазоном интенсивности порогового напряжения (Δkth), а размер критической трещины определяли с помощью упрощенного механического анализа, причем предпочтительны более высокие его значения (таблица IV).The resistance to growth of fatigue cracks was determined during cyclic loading of a compact discontinuous specimen. The sample was tested in a very aggressive solution simulating white water to grind paper under the following conditions: 50 mg / L of thiosulfate ions, 200 mg / L of chloride ions, 500 mg / L of sulfate ions at pH 3.5, temperature 50 o С and frequency 25 Hz. The characteristic, called the threshold stress intensity range (Δk th ), was measured, and the size of the critical crack was determined using a simplified mechanical analysis, with higher values being preferable (Table IV).

Рост усталостной трещины определяют в процессе лабораторного испытания, которое наилучшим образом позволяет оценить сопротивление материала коррозии, способствующей растрескиванию при эксплуатации (Yeske, R., "Corrosion Fatigue Testing of Suction Roll Alloys", TPPI Journal, March 1988; Yeske, R. , Revall, M., Thompson, C., "Corrosion-Assisted Cracking of Duplex Stainless Steels in Suction Roll Applications", TAPPI Journal, August 1994; ASM International, Metals Handbook, Ninth Edition, Vol.16, pp.686-690). Сопротивление росту усталостной трещины стали Х-11 имеет промежуточное значение между показателями для сплавов 75 и 86, которые обладают высокими эксплуатационными характеристиками в различных типах белых вод. Сталь Х-11 также обладает высокими эксплуатационными свойствами. Fatigue crack growth is determined in a laboratory test that best assesses the resistance of a material to corrosion that promotes cracking during service (Yeske, R., "Corrosion Fatigue Testing of Suction Roll Alloys", TPPI Journal, March 1988; Yeske, R., Revall , M., Thompson, C., "Corrosion-Assisted Cracking of Duplex Stainless Steels in Suction Roll Applications", TAPPI Journal, August 1994; ASM International, Metals Handbook, Ninth Edition, Vol.16, pp. 686-690). The resistance to fatigue crack growth of X-11 steel has an intermediate value between the indices for alloys 75 and 86, which have high performance characteristics in various types of white waters. Steel X-11 also has high performance properties.

Остаточные напряжения измеряли на внутреннем диаметре (I.D.) механически обработанного цилиндра. Сплав 86 после операции термической обработки при медленном охлаждении в печи имел номинальные остаточные растягивающие напряжения на внутреннем диаметре, равные 24 МПа (3500 фунтов на квадратный дюйм). Сталь Х-11, которую подвергли ускоренной термической обработке в форме, имела номинальные остаточные растягивающие напряжения на внутреннем диаметре, равные 52 МРа (7600 фунтов на квадратный дюйм). Допустимым значением является величина менее 83 МПа (12000 фунтов на квадратный дюйм). Residual stresses were measured on the inner diameter (I.D.) of the machined cylinder. Alloy 86 after a heat treatment operation during slow cooling in a furnace had a nominal residual tensile stress on the inner diameter of 24 MPa (3500 psi). X-11 steel, which was subjected to accelerated heat treatment in the mold, had a nominal residual tensile stress on the inner diameter of 52 MPa (7600 psi). A valid value is less than 83 MPa (12,000 psi).

Настоящее изобретение представляет собой дуплексную нержавеющую сталь, обладающую уникальной комбинацией служебных и технологических свойств, в частности повышенной механической обрабатываемостью, в том числе при сверлении, которые являются результатом ускоренной термической обработки в литейной форме. The present invention is a duplex stainless steel having a unique combination of service and technological properties, in particular high machinability, including drilling, which are the result of accelerated heat treatment in the mold.

Claims (9)

1. Дуплексная ферритно-аустенитная литая нержавеющая сталь с высокой стойкостью к питтинговой коррозии, которую обрабатывают в литейной форме посредством ускоренной термической обработки таким образом, чтобы регулировать опасные остаточные растягивающие напряжения с сохранением при этом повышенной механической обрабатываемости, пластичности и коррозионной стойкости, и преимущественно, содержащая, вес.%: С 0,10 и менее; Si 1,5 и менее; Мn 2,0 и менее; Сr от 25,0 до 27,0; Ni от 5,0 до 7,5; Сu от 1,5 до 3,5; N 0,15 и менее; Мо 0,5 и менее; остальное Fe и неизбежные примеси.1. Duplex ferritic-austenitic cast stainless steel with high resistance to pitting corrosion, which is processed in a mold by accelerated heat treatment in such a way as to regulate dangerous residual tensile stresses while maintaining increased mechanical workability, ductility and corrosion resistance, and mainly, containing, wt.%: C 0.10 or less; Si 1.5 or less; Mn 2.0 or less; Cr from 25.0 to 27.0; Ni from 5.0 to 7.5; Cu from 1.5 to 3.5; N 0.15 or less; Mo 0.5 or less; the rest is Fe and inevitable impurities. 2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что ускоренная термическая обработка в литейной форме предусматривает регулирование скорости охлаждения отливки в температурном диапазоне, приблизительно, от 260 до 1090°С и поддержание температуры стали в литейной форме в пределах, приблизительно, 450°С от температуры снаружи формы.2. Steel according to claim 1, characterized in that the accelerated heat treatment in the mold involves adjusting the cooling rate of the casting in the temperature range from about 260 to 1090 ° C and maintaining the temperature of the steel in the mold within about 450 ° C from the temperature outside the mold. 3. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что содержание Сr составляет, приблизительно, 26 вес.%, содержание Ni составляет, приблизительно, 6,8 вес.% и содержание Сu составляет, приблизительно, 2,0 вес.%.3. The steel according to claim 1, characterized in that the Cr content is approximately 26 wt.%, The Ni content is approximately 6.8 wt.% And the Cu content is approximately 2.0 wt.%. 4. Способ получения дуплексной ферритно-аустенитной литой нержавеющей стали с высокой стойкостью к питтинговой коррозии, который включает обработку стали в литейной форме посредством ускоренной термической обработки таким образом, чтобы регулировать опасные остаточные растягивающие напряжения с сохранением при этом повышенной механической обрабатываемости, пластичности и коррозионной стойкости, и содержащей, преимущественно, следующие компоненты, вес.%: С 0,10 и менее; Si 1,5 и менее; Мn 2,0 и менее; Сr от 25,0 до 27,0; Ni от 5,0 до 7,5; Сu от 1,5 до 3,5; N 0,15 и менее; Мо 0,5 и менее; остальное Fe и неизбежные примеси.4. A method of obtaining a duplex ferritic-austenitic cast stainless steel with high resistance to pitting corrosion, which includes the processing of steel in a mold by accelerated heat treatment in such a way as to regulate dangerous residual tensile stresses while maintaining increased mechanical workability, ductility and corrosion resistance , and containing, mainly, the following components, wt.%: C 0.10 or less; Si 1.5 or less; Mn 2.0 or less; Cr from 25.0 to 27.0; Ni from 5.0 to 7.5; Cu from 1.5 to 3.5; N 0.15 or less; Mo 0.5 or less; the rest is Fe and inevitable impurities. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что ускоренную термическую обработку в литейной форме осуществляют регулированием скорости охлаждения отливки в температурном диапазоне, приблизительно, от 260 до 1090°С и поддержанием температуры внутреннего диаметра отливки в пределах, приблизительно, 250°С от температуры наружного диаметра отливки.5. The method according to claim 4, characterized in that the accelerated heat treatment in the mold is carried out by adjusting the cooling rate of the casting in the temperature range from about 260 to 1090 ° C and maintaining the temperature of the inner diameter of the casting in the range of about 250 ° C from temperature of the outer diameter of the casting. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что скорость снижения температуры внутри отливки и снаружи отливки регулируют подводом тепла к внутренней стороне отливки.6. The method according to claim 5, characterized in that the rate of temperature decrease inside the casting and the outside of the casting is controlled by applying heat to the inside of the casting. 7. Способ по п.5, отличающийся тем, что скорость снижения температуры внутри отливки и снаружи отливки регулируют посредством использования термоизоляции на торцах отливки.7. The method according to claim 5, characterized in that the rate of temperature reduction inside the casting and the outside of the casting is controlled by using thermal insulation at the ends of the casting. 8. Способ по п.5, отличающийся тем, что скорость снижения температуры внутри отливки и снаружи отливки регулируют посредством повышения скорости охлаждения отливки.8. The method according to claim 5, characterized in that the rate of temperature decrease inside the casting and outside the casting is controlled by increasing the cooling rate of the casting. 9. Способ по п.4, отличающийся тем, что сталь подвергают ускоренной термической обработке в течение, приблизительно, 20 ч или менее.9. The method according to claim 4, characterized in that the steel is subjected to accelerated heat treatment for approximately 20 hours or less.
RU2000108479/02A 1997-09-05 1998-09-03 Duplex stainless steel and method of making such steel RU2217517C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5810997P 1997-09-05 1997-09-05
US60/058,109 1997-09-05
US09/144,310 1998-08-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000108479A RU2000108479A (en) 2001-12-10
RU2217517C2 true RU2217517C2 (en) 2003-11-27

Family

ID=32028487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000108479/02A RU2217517C2 (en) 1997-09-05 1998-09-03 Duplex stainless steel and method of making such steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2217517C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6033497A (en) Pitting resistant duplex stainless steel alloy with improved machinability and method of making thereof
JP4135691B2 (en) Nitride inclusion control steel
RU2710808C1 (en) Steel long products for well element and well element
JP3508095B2 (en) Ferrite-austenite duplex stainless steel with excellent heat fatigue resistance, corrosion fatigue resistance, drillability, etc. and suction roll body for papermaking
RU2698006C1 (en) Steel material and steel pipe for oil wells
JP6212473B2 (en) Rolled material for high-strength spring and high-strength spring wire using the same
RU2690059C1 (en) Steel material and steel pipe for oil wells
JP4556952B2 (en) Martensitic stainless steel pipe for oil well
JPH11293410A (en) Heat treatment of precipitation hardening type high silicon steel product
JP4867638B2 (en) High-strength bolts with excellent delayed fracture resistance and corrosion resistance
JP2008150683A (en) Method for manufacturing steel wire rod excellent in fatigue characteristic
RU2217517C2 (en) Duplex stainless steel and method of making such steel
JP5233307B2 (en) High-strength steel and metal bolts with excellent corrosion resistance and cold forgeability that prevent hydrogen from entering the environment
Tsubota et al. Bearing steels in the 21st century
RU2363877C2 (en) Pipe made of martensite stainless steel for oil wells
JP4069150B2 (en) Manufacturing method of high carbon steel wire rod steel with excellent drawability and fatigue properties
JPH06145903A (en) High corrosion fatigue strength stainless steel
CN114318173B (en) Bearing steel and production method thereof
CN114645203B (en) Steel for petroleum casing pipe and preparation method thereof
RU2700347C1 (en) Heat-resistant alloy
Avdusinovic et al. Heat treatment of nodular cast iron
JP2001059136A (en) STEEL FOR Cr-CONTAINING OIL WELL PIPE EXCELLENT IN HYDROGEN SULFIDE CORROSION RESISTANCE AND CARBON DIOXIDE GAS CORROSION RESISTANCE
JPH0246661B2 (en) TANZO2SOKEISEKISHUTSUKYOKAGATASUTENRESUKOSEINOSEISHOSAKUSHONROORUSOZAI
JP2001115236A (en) Duplex stainless steel excellent in thermal fatigue resistance, corrosion fatigue resistance, drill workability or the like and suction roll barrel member for paper making
JP2647906B2 (en) Martensitic stainless steel with excellent corrosion resistance

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040904