RU2625363C2 - Нержавеющая сталь, не содержащая никеля - Google Patents

Нержавеющая сталь, не содержащая никеля Download PDF

Info

Publication number
RU2625363C2
RU2625363C2 RU2015120760A RU2015120760A RU2625363C2 RU 2625363 C2 RU2625363 C2 RU 2625363C2 RU 2015120760 A RU2015120760 A RU 2015120760A RU 2015120760 A RU2015120760 A RU 2015120760A RU 2625363 C2 RU2625363 C2 RU 2625363C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
maximum
nickel
minimum
gold
additional metal
Prior art date
Application number
RU2015120760A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015120760A (ru
Inventor
Жан-Франсуа ДЬОНН
Original Assignee
Те Свотч Груп Рисерч Энд Дивелопмент Лтд
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 Те Свотч Груп Рисерч Энд Дивелопмент Лтд filed Critical Те Свотч Груп Рисерч Энд Дивелопмент Лтд
Publication of RU2015120760A publication Critical patent/RU2015120760A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2625363C2 publication Critical patent/RU2625363C2/ru

Links

Images

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
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • 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
    • C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C22C30/02—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing copper
    • 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
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • 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
    • C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • 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
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • 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
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • 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
    • C22C38/20—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
    • 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
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium 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
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium 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
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • 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
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B37/00—Cases
    • G04B37/22—Materials or processes of manufacturing pocket watch or wrist watch cases
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G17/00—Structural details; Housings
    • G04G17/02—Component assemblies
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G17/00—Structural details; Housings
    • G04G17/08—Housings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Adornments (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургии, а именно к нержавеющему сплаву на основе железа и хрома, используемому для изготовления ювелирных изделий и деталей часов. Сплав содержит, мас.%: никель: менее 0,5, хром: от 16 до 20, по меньшей мере один дополнительный металл с общим содержанием от 30 до 40, причем по меньшей мере один указанный дополнительный металл выбран из первой группы, включающей рутений, родий, палладий, рений, осмий, иридий и платину, а также медь и золото, при этом содержание меди составляет от 0 до 2 и содержание золота составляет от 0 до 2, углерод: от 0 до 0,03, молибден: от 0 до 2, марганец: от 0 до 2, кремний: от 0 до 1, азот: от 0 до 0,1, вольфрам: от 0 до 0,5, ванадий: от 0 до 0,5, ниобий: от 0 до 0,5, цирконий: от 0 до 0,5, титан: от 0 до 0,5, железо и неизбежные примеси: до 100. Сплав имеет аустенитную гранецентрированную кубическую структуру. Обеспечиваются требуемые защитные свойства изготавливаемых из сплава изделий при снижении аллергенного воздействия никеля. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к нержавеющей стали на основе железа и хрома.
Изобретение также относится к деталям часов, изготовленным из такого типа сплава.
Изобретение относится к области часового дела и ювелирных изделий, в частности к следующим деталям: корпус часов, часовые детали, крышка часов, браслеты или наручное крепление, кольца, серьги и другие.
Известный уровень техники
Нержавеющие стали широко используются в области часового дела и ювелирных изделий, в частности, для следующих деталей: корпус часов, часовые детали, крышка часов, браслеты или наручное крепление и другие детали.
Компоненты для наружного применения, предназначенные для того, чтобы контактировать с кожей пользователя, должны соответствовать определенным ограничениям, в частности, из-за аллергенного воздействия некоторых металлов, в частности никеля. Несмотря на защитные свойства и блеск никеля при полировке, предпринимаются значительные усилия по размещению на рынке сплавов с низким содержанием никеля или не содержащих никеля.
Никель, однако, является основным компонентом большинства обычных нержавеющих сталей, так как он улучшает механические свойства и пластичность, ковкость и эластичность. Однако никель отрицательно влияет на трущиеся поверхности. Никель улучшает свойства пассивного слоя и входит в поверхностный оксидный слой. В частности, сплав X2CrNiMo17-12 EN (или 316L AISI) включает 10,5-13% никеля. Никель является металлом с постоянно возрастающей ценой, которая в 2012 году была близкой к 20000 долларов США за тонну, что увеличивает цену сплавов, содержащих никель.
Известны нержавеющие стали, не содержащие никеля, которые являются ферритными сталями с кубической объемно-центрированной структурой. Однако эти ферритные стали не могут быть упрочнены термообработкой, но только холодной обработкой. Они имеют шероховатую структуру, и это семейство сплавов не подходит для полировки.
ЕР 0964071 А1 на имя Asulab SA раскрывает применение этого типа ферритной нержавеющей стали, не содержащей никеля, для внешних деталей часов, указанный сплав включает, по меньшей мере, 0,4% масс. азота и максимум 0,5% масс. никеля, 10-35% масс. суммы хрома и молибдена и 5-20% масс. марганца.
Известны другие нержавеющие стали, не содержащие никеля, которые являются мартенситными сталями, которые могут быть упрочнены термообработкой, однако их трудно обрабатывать на станках, к ним относятся, в частности, мартенситно-стареющие марки сталей, которые включают дисперсионное упрочнение и которые не предусмотрены для применения в часовом деле.
ЕР 0629714 В1 на имя Ugine-Savoie Imphy раскрывает мартенситную нержавеющую сталь с улучшенной обрабатываемостью, с содержанием никеля, которое не равно нулю, но составляет 2-6%, относительно низким содержанием хрома, составляющим 11-19%, и составом, который предусматривает многочисленные добавки и способствует образованию некоторых включений в основу, тем самым улучшая обрабатываемость локализацией охрупчиваемости. Однако очевидно, что, хотя оно является низким, такое содержание никеля остается слишком высоким для применения.
Аустенитные стали с гранецентрированной кубической структурой, как правило, очень хорошо формуются, что особенно подходит для компонентов часов или ювелирных изделий. У них очень высокая химическая стойкость. Они также являются немагнитными из-за гранецентрированной кубической структуры. Они также наиболее подходят для сварки. Однако обычные аустенитные нержавеющие стали все еще включают 3,5-32% никеля и более часто 8,0-15% никеля. Действительно, никель является элементом, образующим гамма-фазу, который позволяет получать аустенитную структуру и, в частности, листовой стали, подходящей для формования деформацией. Некоторые документы, такие как FR 2534931 на имя Cabot Corporation, доходят до утверждения, что никель должен присутствовать для поддержки аустенитной структуры сплава.
В теории, гамма-область системы железо-хром, характерная для нержавеющих сталей, определяет аустенитную область даже при низком или нулевом содержании никеля, но размер области очень ограничен по сравнению со сплавами, включающими более высокое содержание никеля. Кроме того, эта аустенитная область существует при гораздо более высоких температурах, чем температура окружающей среды. Эффект формирующих гамма-фазу легирующих элементов является двойным, так как он также расширяет химический состав аустенитной области (по отношению к хрому) и увеличивает диапазон температур, при которых структура устойчива.
Аустенитно-ферритные стали, также называемые дуплексными сталями, являются слабомагнитными и обычно включают 3,5%-8% никеля.
В общем, хотя общепринятым считается, что нержавеющие стали, не содержащие никеля, в основном являются ферритными сталями, они должны обладать преимуществами аустенитных сталей, которые обычно классифицируются как никелевые стали.
Для получения аустенитной нержавеющей стали обычно используются элементы, формирующие гамма-фазу, например никель, марганец или азот (последние две известны как супераустенитные стали), которые увеличивают диапазон стабильности аустенита. Теоретически можно было бы таким образом использовать супераустенитную сталь с марганцем или азотом вместо никеля.
ЕР 1025273 В1 на имя Sima раскрывает аустенитную нержавеющую сталь такого типа, не содержащую никель, включающую 15-24% марганца, 15-20% хрома, 2,5-4% молибдена, 0,6-0,85% азота, 0,1-0,5% ванадия, менее 0,5% меди, менее 0,5% кобальта, менее 0,5% суммы ниобия и тантала, менее 0,06% углерода, другие элементы, содержание каждого ограничено 0,020% масс., остальное железо, причем содержание некоторых металлов ограничивается относительно друг друга системой уравнений и неравенств, которые определяют содержание в них хрома, молибдена, азота, ванадия, ниобия и марганца.
Однако, хотя эти супераустенитные сплавы обладают высокими механическими свойствами, они очень трудно формуются, в частности затруднена механическая обработка, невозможна штамповка и, следовательно, они неудобны в использовании.
Аустенитные нержавеющие стали известны из следующих документов:
- ЕР 1783240 А1 на имя Daido Steel Со Ltd для использования, в частности, в ювелирном деле и с высоким содержанием азота;
- ЕР 1025273 В1 на имя Métallurgie Avancée Sima - не содержащие никель для биомедицинских применений;
- ЕР 1626101 А1 на имя Daido Steel Со Ltd - с высоким содержанием азота;
- ЕР 0896072 А1 на имя Usinor Ugine - с очень низким содержанием никеля;
- US 2009/060775 А1 на имя Liu Advanced Int Multitech - со средним содержанием азота;
- DE 19716795 А1 на имя Krupp - высокостойкая, коррозионностойкая;
- US 3904401 на имя Mertz Carpenter Technology Со - коррозионностойкая.
Краткое изложение существа изобретения
Изобретение относится к нержавеющей стали на основе железа и хрома, характеризующейся тем, что она содержит менее 0,5% масс. никеля и с аустенитной гранецентрированной кубической структурой и включает, в % масс.:
- хром: минимум 16% и максимум 20%;
- по меньшей мере, один дополнительный металл, с общим содержанием, по меньшей мере, указанного одного дополнительного металла или указанных дополнительных металлов, составляющим: минимум 30% и максимум 40%, причем по меньшей мере один указанный дополнительный металл выбран из первой группы, включающей медь, рутений, родий, палладий, рений, осмий, иридий, платину и золото:
- содержание меди составляет: минимум 0% и максимум 2%;
- содержание золота составляет: минимум 0% и максимум 2%;
- углерод: минимум 0% и максимум 0,03%;
- молибден: минимум 0% и максимум 2%;
- марганец: минимум 0% и максимум 2%;
- кремний: минимум 0% и максимум 1%;
- азот: минимум 0% и максимум 0,1%;
- вольфрам: минимум 0% и максимум 0,5%;
- ванадий: минимум 0% и максимум 0,5%;
- ниобий: минимум 0% и максимум 0,5%;
- цирконий: минимум 0% и максимум 0,5%;
- титан: минимум 0% и максимум 0,5%;
- железо и неизбежные примеси: до 100%.
Кроме того, изобретение относится к компонентам часов или ювелирных изделий, полученных из данного типа сплава.
Краткое описание чертежей
Другие признаки и преимущества изобретения станут очевидными из нижеследующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
- Фиг. 1 представляет схематический вид гамма-области системы железо-хром, в зависимости от содержания никеля в сплаве;
- Фиг. 2 представляет диаграмму Шэффлера, с эквивалентом хрома на оси x и эквивалентом никеля на оси y. Эта диаграмма ограничивает ферритную, мартенситную и аустенитную области, причем последняя ограничена кривой для нулевого содержания феррита.
Подробное описание предпочтительных осуществлений
Изобретение предлагает получение нержавеющих сталей, не содержащих никеля, которые имеют свойства, аналогичные свойствам аустенитных нержавеющих сталей, содержащих никель.
Далее, "сплав не содержащий никеля" означает сплав, содержащий менее 0,5% масс. никеля.
Поэтому стремились изготовить сплавы, которые, подобно супераустенитным сплавам, включают заменители никеля, но упрочняют сталь в меньшей степени, чем марганец и азот вместе.
Эти заменители никеля должны быть растворимы в железе, чтобы позволить формировать аустенитную гранецентрированную кубическую структуру. В соответствии с изобретением, в дополнение к основе, сформированной из железа и хрома, сплав включает, по меньшей мере, один дополнительный металл, выбранный из первой группы, включающей медь, рутений, родий, палладий, рений, осмий, иридий, платину и золото.
В предпочтительной композиции нержавеющая сталь в соответствии с изобретением включает менее 0,5% масс. никеля, в основе сформированной из железа и хрома, и с аустенитной гранецентрированной кубической структурой, и включает в % масс.:
- хром: минимум 16% и максимум 20%;
- по меньшей мере один указанный дополнительный металл или указанные дополнительные металлы, в сумме составляющие: минимум 30% и максимум 40%, причем по меньшей мере указанный один дополнительный металл выбран из первой группы, включающей медь, рутений, родий, палладий, рений, осмий, иридий, платину и золото, в количестве:
- медь: минимум 0% и максимум 2%;
- золото: минимум 0% и максимум 2%;
- углерод: минимум 0% и максимум 0,03%;
- молибден: минимум 0% и максимум 2%;
- марганец: минимум 0% и максимум 2%;
- кремний: минимум 0% и максимум 1%;
- азот: минимум 0% и максимум 0,1%;
- вольфрам: минимум 0% и максимум 0,5%;
- ванадий: минимум 0% и максимум 0,5%;
- ниобий: минимум 0% и максимум 0,5%;
- цирконий: минимум 0% и максимум 0,5%;
- титан: минимум 0% и максимум 0,5%;
- железо и неизбежные примеси: до 100%.
В конкретном применении, в дополнение к основе, сформированной из железа, углерода и хрома, сплав включает, по меньшей мере, один дополнительный металл, выбранный из первой подгруппы первой группы, называемый платиноидом, где указанная подгруппа платиноидов включает рутений, родий, палладий, рений, осмий, иридий и платину.
Действительно, эти металлы образуют часть металлов платиновой группы (МПГ) или платиноидов, то есть они характеризуются общими свойствами, которые являются необычными для металлов. Эти МПГ металлы также более растворимы в железе, чем медь и золото.
В другом более конкретном составе, по меньшей мере, один дополнительный металл выбран исключительно из этой подгруппы платиноидов.
Один вариант изобретения состоит во включении в сплав не только, по меньшей мере, одного дополнительного металла этого типа, но также марганца и азота, чтобы регулировать механические свойства сплава. Предпочтительно в этом втором варианте сплав включает в % масс.:
- хром: минимум 16% и максимум 20%;
- марганец: минимум 0% и максимум 2%;
- азот: минимум 0% и максимум 0,1%;
- по меньшей мере, один указанный дополнительный металл из первой группы, с общим содержанием, по меньшей мере, одного дополнительного металла или дополнительных металлов: минимум 30% и максимум 40%;
- содержание меди составляет: минимум 0% и максимум 2%;
- содержание золота составляет: минимум 0% и максимум 2%;
и в сумме, с одной стороны, дополнительный металл или дополнительные металлы первой группы или подгруппы платиноидов и, с другой стороны, марганец и азот составляют: минимум 30% и максимум 40%;
- молибден: минимум 0% и максимум 2%;
- кремний: минимум 0% и максимум 1%;
- углерод: минимум 0% и максимум 0,03%;
- вольфрам: минимум 0% и максимум 0,5%;
- ванадий: минимум 0% и максимум 0,5%;
- ниобий: минимум 0% и максимум 0,5%;
- цирконий: минимум 0% и максимум 0,5%;
- титан: минимум 0% и максимум 0,5%;
- железо и неизбежные примеси: до 100%.
Другое осуществление изобретения состоит во включении в сплав, в пределах 0,5% масс. в сумме, по меньшей мере, одного карбидообразующего элемента из второй группы, включающей вольфрам, ванадий, ниобий, цирконий, титан, которые заменяют эквивалентную массу железа в сплаве. Таким образом, содержание в сплаве, по меньшей мере, одного карбидообразующего элемента из второй группы, включающей вольфрам, ванадий, ниобий, цирконий и титан, имеет не нулевое значение, а находится в пределах 0,5% суммы карбидообразующих элементов этой второй группы.
Включение одного или нескольких карбидообразующих элементов оказывает эффект усиления выделения некоторых карбидов, которые в меньшей степени ухудшают коррозионную стойкость, чем карбиды хрома.
Фиг. 2 является диаграммой Шэффлера, в которой указан эквивалент хром по оси x и эквивалент никеля по оси y, в процентах масс.
Эквивалент хрома Créq отвечает следующему выражению:
Créq=Cr+Mo+l,5Si.
Эта модель близка к модели Шэффлера или модели Делонга:
Créq=Cr+Mo+1,5Si+0,5Nb, упрощенная здесь для сплава, не содержащего ниобия.
Важным моментом является определение заданного содержания дополнительного металла, в качестве заменителя никеля. Обозначение эквивалента никеля определяет массовую часть дополнительного металла или дополнительных металлов, если присутствует более одного металла.
В частном случае применения палладия для замены никеля, эквивалент никеля Niéq отвечает следующему выражению:
Niéq=Ni+30(С+Н)+0,5(Со+Mn+Cu)+0,3Pd.
Эта модель адаптирована к присутствию палладия и получается из известных моделей Шэффлера (для сплава на основе марганца):
Niéq=Ni+30C+0,5Mn,
и, более конкретно из модели Делонга (для сплава на основе марганца и азота):
Niéq=Ni+30(С+N)+0,5Mn.
Применительно к группе дополнительных металлов, формула эквивалента никеля может быть записана:
Niéq=Ni+30(С+N)+0,5(Со+Mn+Cu)+0,3(Pd+Ru+Rh+Re+Os+Ir+Pt+Au), или, предпочтительно, в случае, когда выбран дополнительный металл из первой группы: Niéq=Ni+30(С+N)+0,5(Со+Mn+Cu)+0,3(Pd+Ru+Rh+Re+Os+Ir+Pt).
Эта диаграмма Шэффлера ограничивает ферритную, мартенситную и аустенитную области, причем последняя ограничена нулевым содержанием феррита.
Нержавеющие стали в соответствии с действующими стандартами - это те, которые содержат более 10,5% хрома.
Кривые С1 и С2 ограничивают возможное присутствие аустенита А: выше С1 и С2 аустенит присутствует, ниже - он отсутствует.
Кривая С3 ограничивает возможное присутствие феррита F: ниже С3 присутствует феррит F, выше - он отсутствует.
Кривая С4 ограничивает возможное присутствие мартенсита М: ниже С4 мартенсит М присутствует, выше - он отсутствует.
Для того, чтобы максимально использовать преимущества свойств аустенита, композиция должна быть такой, чтобы она была выше обеих кривых С3 и С4, так чтобы присутствовал только аустенит А.
Для того чтобы максимально использовать преимущества свойств, характерных для нержавеющих сталей, должно выдерживаться минимальное содержание хрома, представленное кривой С5, и область является областью, которая находится справа от кривой С5. Выделенная штриховой линией область D1 на фиг. 2 соответствует этим двум условиям и обеспечивает требуемые свойства. Точка Р, соответствующая вышеуказанному примеру, находится в пределах этой области D1.
В соответствии с приближением, кривые представляют собой прямые линии уравнений:
C1: Niéq =- 5/6(Créq-8)+21
С2 Niéq =- 13/16(Créq-8)+13
C3 Niéq = 13/9(Créq-8)-2
C4 Niéq = 7/16(Créq-8)-3
Область D1 соответствует следующим трем условиям:
Niéq ≥ 13/9(Créq-8)-2
Niéq ≥ 7/16(Créq-8)-3
Créq ≥ 10,5
Естественно допускается присутствие небольшого количества феррита или мартенсита в аустените, и реальная область применения может быть немного шире, чем область D1, в частности, для уменьшения, насколько это возможно величины эквивалента никеля, часто из-за высокой цены металлов, выбранных в качестве заменителей никеля; следует напомнить, например, что в 2012 году цена палладия составляла около половины цены золота и от четверти до половины цены платины.
Прямоугольная область D2, определяемая следующими двумя неравенствами:
16≤ Créq ≤23,5,
12≤ Niéq ≤22,
дает хороший пример допустимых значений (по массе) в случае, когда палладий используется в качестве основного дополнительного металла:
- палладий: минимум 30% и максимум 40%;
- хром: минимум 16% и максимум 20%;
- молибден: минимум 0% и максимум 2%;
- марганец: минимум 0% и максимум 2%;
- медь: минимум 0% и максимум 2%;
- золото: минимум 0% и максимум 2%;
- кремний: минимум 0% и максимум 1%;
- азот: минимум 0% и максимум 0,1%;
- углерод минимум 0% и максимум 0,03%;
- железо: до 100%.
Более конкретно, сплав включает, в % масс.:
- палладий: минимум 30% и максимум 40%;
- медь: минимум 0% и максимум 2%;
- золото: минимум 0% и максимум 2%;
- сумма палладий + медь + золото: минимум 30% и максимум 40%;
- хром: минимум 16% и максимум 20%;
- молибден: минимум 0% и максимум 2%;
- марганец: минимум 0% и максимум 2%;
- кремний: минимум 0% и максимум 1%;
- азот: минимум 0% и максимум 0,1%;
- углерод: минимум 0% и максимум 0,03%;
- железо и неизбежные примеси: до 100%.
Применительно к одному дополнительному металлу, выбранному из первой группы или подгруппы МПГ, состав в % масс. становится следующим:
- сумма дополнительного металла или металлов из первой группы или PGM подгруппы: минимум 30% и максимум 40%;
- хром: минимум 16% и максимум 20%;
- молибден: минимум 0% и максимум 2%;
- марганец: минимум 0% и максимум 2%;
- медь: минимум 0% и максимум 2%;
- золото: минимум 0% и максимум 2%;
- кремний: минимум 0% и максимум 1%;
- азот: минимум 0% и максимум 0,1%;
- углерод: минимум 0% и максимум 0,03%;
- железо: до 100%.
Выбор палладия в качестве дополнительного металла более определенно позволяет достичь требуемых свойств.
Подходящей композицией (по массе) является 18% хрома, 35% палладия и 46-47% железа. Подобно любой нержавеющей стали этот сплав может содержать до 0,03% углерода. Предпочтительно его композиция в % масс. составляет 18% хрома, 35% палладия, 0%-0,03% углерода и остальное железо. Более конкретно его композиция в % масс. составляет 18% хрома, 35% палладия и 46,97-47% железа и 0% - 0,03% углерода.
Кроме того, изобретение относится к компонентам часов или украшений, полученных из данного типа сплава.

Claims (50)

1. Нержавеющий сплав на основе железа и хрома, характеризующийся тем, что он содержит менее 0,5 мас.% никеля, имеет аустенитную гранецентрированную кубическую структуру и включает в мас.%:
- хром: от 16 до 20;
- по меньшей мере один дополнительный металл, выбранный из первой группы, включающей рутений, родий, палладий, рений, осмий, иридий и платину, а также медь от 0 до 2 и золото от 0 до 2, при этом общее содержание по меньшей мере одного дополнительного металла, меди и золота составляет от 30 до 40;
- углерод: от 0 до 0,03;
- молибден: от 0 до 2;
- марганец: от 0 до 2;
- кремний: от 0 до 1;
- азот: от 0 до 0,1;
- вольфрам: от 0 до 0,5;
- ванадий: от 0 до 0,5;
- ниобий: от 0 до 0,5;
- цирконий: от 0 до 0,5;
- титан: от 0 до 0,5;
- железо и неизбежные примеси: до 100.
2. Сплав по п. 1, характеризующийся тем, что по меньшей мере один указанный дополнительный металл выбран из подгруппы платиноидов, которая включает рутений, родий, палладий, рений, осмий, иридий и платину.
3. Сплав по п. 2, характеризующийся тем, что по меньшей мере один указанный дополнительный металл выбран только из указанной подгруппы платиноидов.
4. Сплав по п. 1, характеризующийся тем, что он содержит, в мас.%:
- хром: от 16 до 20;
- марганец: от 0 до 2;
- азот: от 0 до 0,1;
- по меньшей мере один дополнительный металл, выбранный из первой группы, включающей рутений, родий, палладий, рений, осмий, иридий и платину, а также медь от 0 до 2 и золото от 0 до 2, при этом общее содержание по меньшей мере одного дополнительного металла, меди и золота составляет от 30 до 40, и сумма указанного дополнительного металла, меди, золота, марганца и азота, составляет от 30 до 40;
- молибден: от 0 до 2;
- кремний: от 0 до 1;
- углерод: от 0 до 0,03;
- вольфрам: от 0 до 0,5;
- ванадий: от 0 до 0,5;
- ниобий: от 0 до 0,5;
- цирконий: от 0 до 0,5;
- титан: от 0 до 0,5;
- железо и неизбежные примеси: до 100.
5. Сплав по любому из пп. 1-4, характеризующийся тем, что он содержит по меньшей мере один карбидообразующий элемент из второй группы, включающей вольфрам, ванадий, ниобий, цирконий и титан, в суммарном количестве более нуля и вплоть до 0,5 мас.%.
6. Сплав по п. 1, характеризующийся тем, что он содержит, в мас.%:
- палладий: от 30 до 40;
- медь: от 0 до 2;
- золото: от 0 до 2;
причем суммарное количество палладия, меди и золота составляет от 30 до 40;
- хром: от 16 до 20;
- молибден: от 0 до 2;
- марганец: от 0 до 2;
- кремний: от 0 до 1;
- азот: от 0 до 0,1;
- углерод: от 0 до 0,03;
- железо и неизбежные примеси: до 100.
7. Сплав по любому из пп. 1-4 или 6, характеризующийся тем, что он содержит в мас.%:
- хром: 18;
- палладий: 35;
- углерод: 0-0,03;
- железо и неизбежные примеси: до 100.
8. Компонент часов, выполненный из сплава по п. 1.
9. Ювелирное украшение, выполненное из сплава по п. 1.
RU2015120760A 2012-11-02 2013-10-17 Нержавеющая сталь, не содержащая никеля RU2625363C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12191101.0A EP2728028B1 (fr) 2012-11-02 2012-11-02 Alliage d'acier inoxydable sans nickel
EP12191101.0 2012-11-02
PCT/EP2013/071770 WO2014067795A1 (fr) 2012-11-02 2013-10-17 Alliage d'acier inoxydable sans nickel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015120760A RU2015120760A (ru) 2016-12-27
RU2625363C2 true RU2625363C2 (ru) 2017-07-13

Family

ID=47115583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015120760A RU2625363C2 (ru) 2012-11-02 2013-10-17 Нержавеющая сталь, не содержащая никеля

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20150225820A1 (ru)
EP (2) EP2728028B1 (ru)
JP (1) JP5976945B2 (ru)
CN (1) CN104769145B (ru)
HK (1) HK1211992A1 (ru)
RU (1) RU2625363C2 (ru)
TW (1) TWI586816B (ru)
WO (1) WO2014067795A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650949C1 (ru) * 2017-11-27 2018-04-18 Юлия Алексеевна Щепочкина Сталь для изготовления ювелирных изделий
RU2650947C1 (ru) * 2017-11-27 2018-04-18 Юлия Алексеевна Щепочкина Сталь для изготовления ювелирных изделий
RU2663501C1 (ru) * 2018-01-09 2018-08-07 Юлия Алексеевна Щепочкина Сплав на основе железа

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3147378A1 (fr) * 2015-09-25 2017-03-29 The Swatch Group Research and Development Ltd. Acier inoxydable austénitique sans nickel
CN106636947A (zh) * 2016-12-16 2017-05-10 安徽宝恒新材料科技有限公司 一种耐海水腐蚀不锈钢及其制作方法
EP3486009B1 (fr) * 2017-11-17 2024-01-17 The Swatch Group Research and Development Ltd Procédé de frittage d'un acier inoxydable austenitique

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1049560A1 (ru) * 1982-04-05 1983-10-23 Институт Металлургии Им.50-Летия Ссср Сталь
JPH0426741A (ja) * 1990-05-23 1992-01-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 高温、高濃度硫酸用Ｐｄ添加ステンレス鋼
EP1025273B1 (fr) * 1997-06-04 2001-12-05 SOCIETE INDUSTRIELLE DE METALLURGIE AVANCEE S.I.M.A. Société Anonyme Acier inoxydable sans nickel pour applications biomedicales
EP1783240A1 (en) * 2005-11-03 2007-05-09 Daido Steel Co., Ltd. High-nitrogen austentic stainless steel

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3904401A (en) * 1974-03-21 1975-09-09 Carpenter Technology Corp Corrosion resistant austenitic stainless steel
US4487630A (en) 1982-10-25 1984-12-11 Cabot Corporation Wear-resistant stainless steel
FR2706489B1 (fr) 1993-06-14 1995-09-01 Ugine Savoie Sa Acier inoxydable martensitique à usinabilité améliorée.
CH688862A5 (de) * 1995-01-03 1998-04-30 Basf Ag Korrosionsbestaendige Legierung zur Verwendung als Werkstoff fuer am oder im menschlichen Koerper verwendete Gegenstaende, insbesondere zur Vermeidung von Nickel-Allergie.
DE19513407C1 (de) * 1995-04-08 1996-10-10 Vsg En & Schmiedetechnik Gmbh Verwendung einer austenitischen Stahllegierung für hautverträgliche Gegenstände
DE19716795C2 (de) * 1997-04-22 2001-02-22 Krupp Vdm Gmbh Verwendung einer hochfesten und korrosionsbeständigen Eisen-Mangan-Chrom-Legierung
FR2766843B1 (fr) * 1997-07-29 1999-09-03 Usinor Acier inoxydable austenitique comportant une tres faible teneur en nickel
EP0964071A1 (fr) 1998-06-12 1999-12-15 Asulab S.A. Acier inoxydable ferritique et pièce extérieure d'habillement pour montre réalisée en un tel acier
CH694401A5 (de) * 1999-05-26 2004-12-31 Basf Ag Nickelarmer, molybdänarmer, biokompatibler, nicht Allergie auslösender, korrosionsbeständiger austenitischer Stahl.
US6656420B2 (en) * 2000-01-26 2003-12-02 Jeneric/Pentron Incorporated Dental alloys
US7294214B2 (en) * 2003-01-08 2007-11-13 Scimed Life Systems, Inc. Medical devices
JP4379804B2 (ja) * 2004-08-13 2009-12-09 大同特殊鋼株式会社 高窒素オーステナイト系ステンレス鋼
US7794652B2 (en) * 2004-12-27 2010-09-14 The Argen Corporation Noble dental alloy
JP2007247035A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Seiko Epson Corp 装飾品および時計
TW200909593A (en) * 2007-08-29 2009-03-01 Advanced Int Multitech Co Ltd Chromium-manganese-nitrogen austenite series stainless steel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1049560A1 (ru) * 1982-04-05 1983-10-23 Институт Металлургии Им.50-Летия Ссср Сталь
JPH0426741A (ja) * 1990-05-23 1992-01-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 高温、高濃度硫酸用Ｐｄ添加ステンレス鋼
EP1025273B1 (fr) * 1997-06-04 2001-12-05 SOCIETE INDUSTRIELLE DE METALLURGIE AVANCEE S.I.M.A. Société Anonyme Acier inoxydable sans nickel pour applications biomedicales
EP1783240A1 (en) * 2005-11-03 2007-05-09 Daido Steel Co., Ltd. High-nitrogen austentic stainless steel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650949C1 (ru) * 2017-11-27 2018-04-18 Юлия Алексеевна Щепочкина Сталь для изготовления ювелирных изделий
RU2650947C1 (ru) * 2017-11-27 2018-04-18 Юлия Алексеевна Щепочкина Сталь для изготовления ювелирных изделий
RU2663501C1 (ru) * 2018-01-09 2018-08-07 Юлия Алексеевна Щепочкина Сплав на основе железа

Also Published As

Publication number Publication date
CN104769145B (zh) 2016-10-19
WO2014067795A1 (fr) 2014-05-08
JP5976945B2 (ja) 2016-08-24
EP2728028A1 (fr) 2014-05-07
EP2728028B1 (fr) 2018-04-04
RU2015120760A (ru) 2016-12-27
TWI586816B (zh) 2017-06-11
JP2015535888A (ja) 2015-12-17
EP2914759A1 (fr) 2015-09-09
US20150225820A1 (en) 2015-08-13
TW201432064A (zh) 2014-08-16
CN104769145A (zh) 2015-07-08
HK1211992A1 (en) 2016-06-03
EP2914759B1 (fr) 2016-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2625363C2 (ru) Нержавеющая сталь, не содержащая никеля
KR102180486B1 (ko) 외부 컴포넌트를 위한 고엔트로피 합금
TWI510648B (zh) 低鎳含量之沃斯田鐵系不鏽鋼及其使用
JP6435297B2 (ja) ニッケル非含有オーステナイトステンレス鋼
CA2642764C (en) Stainless steel weld overlays with enhanced wear resistance
GB2562068A (en) Low cobalt hard facing alloy
KR101401625B1 (ko) 내피로성이 우수한 석출 경화형 준안정 오스테나이트계 스테인리스 강선 및 그 제조 방법
CN1239153A (zh) 铁素体不锈钢和由其制作的手表的外部元件
CN101258255B (zh) 淬硬性优异的耐热盘式制动器用马氏体系不锈钢板
EP2770078B1 (en) High-performance high-nitrogen duplex stainless steels excellent in pitting corrosion resistance
JP3486936B2 (ja) 時計外装部品用材料および時計用外装部品
Li et al. New economical 19Cr duplex stainless steels
JPS605669B2 (ja) 冷間成形性ならびに耐時期割れ性に優れるオ−ステナイト系ステンレス鋼
CN108588585A (zh) 一种316不锈钢手表带的制备方法
CA2170690A1 (en) Stainless steel alloy
CN106811670B (zh) 改进用于钟表应用的铁-镍-铬-锰合金的方法
CH707203A2 (fr) Alliage d'acier inoxydable sans nickel.
TWI314583B (ru)
TWI405857B (zh) 高強度高韌性鑄造用鐵鉻鎳合金
TW200831685A (en) Stainless steel composition having low nickel and high corrosion resistance
CN108531829A (zh) 一种高机械强度316不锈钢手表带
Lander TECHNOLOGICAL OPPORTUNITIES TO MORE FULLY UTILIZE METALS WITH DOMESTIC SOURCES OR NEAR DOMESTIC SOURCES AND SUBSTITUTES FOR CRITICAL METALS
TW200916592A (en) Has the high density corrosion-resistant alloy.

Legal Events

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

Effective date: 20191018