SE441455B

SE441455B - STALL OF AUSTENITIC TYPE

Info

Publication number: SE441455B
Application number: SE8305795A
Authority: SE
Inventors: J Pleva
Original assignee: Avesta Ab
Priority date: 1983-10-21
Filing date: 1983-10-21
Publication date: 1985-10-07
Also published as: EP0142015A1; SE8305795D0; SE8305795L; EP0142015B1; ATE28087T1; DE3464504D1

Abstract

A steel grade of austenitic type, extremely resistant particularly to pitting and crevice corrosion, easily weldable, and of high material strength, is characterized by having the following chemical composition in percentages by weight: max. 0.03 C 0.1-2 Si 8-15 Mn 15-30 Cr 12-20 Ni 3.5-10 Mo 0.35-0.55 N the balance substantially consisting only of iron, impurities, and accessory elements in normal concentrations.

Description

15 20 25 30 35 8305795-0 ELI-stål, vilka också har mycket god resistans mot spalt- och punktkorrosion i havsvatten och liknande miljöer, förutsatt att stålen innehåller minst 25 Z Cr och minst 3.5 Z Mo. En allvarlig begränsning med dessa material är att de inte tillverkas i tjockare dimensioner än cirka 3 mm. Är materialet tjockare blir det sprött och osvetsbart. 15 20 25 30 35 8305795-0 ELI steels, which also have very good resistance to crack and point corrosion in seawater and similar environments, provided that the steels contain at least 25 Z Cr and at least 3.5 Z Mo. A serious limitation with these materials is that they are not manufactured in dimensions thicker than about 3 mm. If the material is thicker, it becomes brittle and irreversible.

Det är även känt att i austenitiska rostfria stål helt eller delvid ersätta nickel med mangan i syfte att nedbringa materialkostnaderna.It is also known to completely or partially replace nickel with manganese in austenitic stainless steels in order to reduce material costs.

'Det finns i litteraturen även uppgifter om att mangan kan öka kromets resistensbidrag jämfört med icke mangansubstituerade stål.'There is also information in the literature that manganese can increase the resistance contribution of chromium compared to non-manganese-substituted steels.

Kända mangansubstituerade stål har emellertid väsentligt lägre korrosionsresistens än ovan nämnda austenitiska och ferritiska ståltyper och utgör inte något användbart substitut för dessa i de _miljöer för vilka föreliggande stål är avsett.However, known manganese-substituted steels have significantly lower corrosion resistance than the above-mentioned austenitic and ferritic steels and do not constitute a useful substitute for these in the environments for which the present steels are intended.

För att belysa teknikens nuvarande ståndpunkt hänvisas till föl- jande litteraturreferenser. I de jämförande undersökningar som skall redovisas i det följande kommer att hänvisas till uppgifter hämtade ur dessa referenser.To illustrate the current state of the art, reference is made to the following literature references. In the comparative studies to be reported in the following, reference will be made to data taken from these references.

Litteraturreferenser: (1) Kohl H, Rabensteiner G, Hoehörtler G, VEW: Stainless Steels with High Strength and High Corrosion Resi- stance. Alloys for the eighties. (2) Glazkova S A, Shapiro M B: The Resistance of a CrNi- Steel Type 18-12-Mo to Localized Corrosion in Chloride Solutions. Zashch. Metallov lå (3), May-June 1979, p 320-324. (3) Bock H E: Korrosionsverhalten eines seewasserbestän- digen, nichtmagnetisierbaren CrNiMo-Stahles hoher Festigkeit. Arch. Eisenhüttenwes. §§_(1973)877. 10 15 20 25 30 8305795-0 (4) Brigham R J, Tozer E W: Localized Corrosion Resistance of Mn-Substítuted Austenitic Stainless Steelsz Effect of Mo and Cr. Corr. §å(1976)274. (5) Letcher B F: An Austenitic Stainless Steel of Improved Strength and Corrosion Resistance (Firth Brown Rex 734). Report from Firth Brown Ltd.Literature references: (1) Kohl H, Rabensteiner G, Hoehörtler G, VEW: Stainless Steels with High Strength and High Corrosion Resistance. Alloys for the eighties. (2) Glazkova S A, Shapiro M B: The Resistance of a CrNi- Steel Type 18-12-Mo to Localized Corrosion in Chloride Solutions. Zashch. Metallov lå (3), May-June 1979, p 320-324. (3) Bock H E: Corrosion behavior of a seawater-resistant, non-magnetizable CrNiMo steel high strength. Arch. Eisenhüttenwes. §§_ (1973) 877. 10 15 20 25 30 8305795-0 (4) Brigham R J, Tozer E W: Localized Corrosion Resistance of Mn-Substituted Austenitic Stainless Steelsz Effect of Mo and Cr. Corr. §Å (1976) 274. (5) Letcher B F: An Austenitic Stainless Steel of Improved Strength and Corrosion Resistance (Firth Brown Rex 734). Report from Firth Brown Ltd.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ett primärt ändamål med uppfinningen är att erbjuda ett stål som, utan att det innehåller större utan fastmer lägre-halt av dyrbara legeringsämnen än jämförbara konventionella austenitiska stål, upp- visar en erforderlig kombination av egenskaper som krävs vid använd- ning för svetsade konstruktioner i starkt korrosiva miljöer. I syn- nerhet är ett syfte att erbjuda ett stål med extremt bra resistens mot punkt- och spaltkorrosion. Företrädesvís är ett syfte att erbjuda ett stå] med mycket god resistens även i andra nggresívn miljöer, såsom HN03. Typiska användningsområden anges även i in- gressen.DISCLOSURE OF THE INVENTION A primary object of the invention is to provide a steel which, without containing greater but more solid lower content of expensive alloying elements than comparable conventional austenitic steels, exhibits the required combination of properties required when used for welded constructions in highly corrosive environments. In particular, one aim is to offer a steel with extremely good resistance to point and crevice corrosion. Preferably, the aim is to offer a stand] with very good resistance even in other nggresívn environments, such as HN03. Typical areas of use are also stated in the preamble.

Vidare är ett syfte att åstadkomma ett stål som är mycket bra svetsbart med låg energitillförsel utan att någon av korrosions- egenskaperna i svetsen eller den värmepåverkade zonen på något avgörande sätt försämras.Furthermore, an object is to provide a steel which is very well weldable with a low energy supply without any of the corrosion properties in the weld or the heat-affected zone being significantly degraded.

Företrädesvis är även ett syfte att erbjuda ett stål med högre hållfasthetsvärden än konventionella austenitiska, molybdenlegerade stål.Preferably, it is also an object to offer a steel with higher strength values than conventional austenitic, molybdenum alloy steels.

Dessa och andra syften kan uppnås därigenom att stålet har följande kemiska sammansättning i viktsprocent: 10 15 20 25 30 35 8505795-0 0.03 C 0.1-2 Si 8-15 Mn' 15-30 Cr 12-20 Ni 3.5-1go M0 .35~.55 N rest väsentligen endast järn, föroreningar och acces- Max. soriska element i normala halter. Önskvärt är att kolhalten är så låg som möjligt. Normalt är kol- halten därför max. 0.02 Z och helst max 0.015 Z. Manganets och kvävets roller i stålet är komplexa. Manganet verkar dels som austenitbildare, dels löser det kväve i stålet. Vissa indikationer pekar även på att manganet i denna legering direkt påverkar korro- sionsegenskaperna i gynnsam riktning. Kvävet verkar också som auste- nitbildare oßh bidrar dessutom till korrosionsbeständigheten. För att skapa helt austenitisk struktur tillsätts vid_sidan av mangan och kväve också en erforderlig mängd nickel. I stålet enligt upp- finningen uppnås även en synergistísk effekt mellan molybden och kväve med avseende på motståndet mot spaltkorrosion och punktfrät- lningl Detta kan också uttryckas så, att kväve förstärker molybdenets gynnsamma effekt. Krom utgör ett grundläggande element för mot- ståndet mot allmänkorrosíon och förstärker även skyddet mot andra korrosionstyper.These and other objects can be achieved by the steel having the following chemical composition in weight percent: 10 15 20 25 30 35 8505795-0 0.03 C 0.1-2 Si 8-15 Mn '15-30 Cr 12-20 Ni 3.5-1go M0 .35 ~ .55 N traveled essentially only iron, impurities and acces- Max. Sorian elements at normal levels. It is desirable that the carbon content is as low as possible. Normally, the carbon content is therefore max. 0.02 Z and preferably max 0.015 Z. The roles of manganese and nitrogen in the steel are complex. The manganese acts partly as an austenite former, and partly it dissolves nitrogen in the steel. Some indications also indicate that the manganese in this alloy directly affects the corrosion properties in a favorable direction. Nitrogen also acts as an austenite former and also contributes to corrosion resistance. To create a completely austenitic structure, a required amount of nickel is also added to the manganese and nitrogen. In the steel according to the invention, a synergistic effect is also achieved between molybdenum and nitrogen with respect to the resistance to crevice corrosion and spot corrosion. This can also be expressed in such a way that nitrogen enhances the beneficial effect of molybdenum. Chromium is a fundamental element in resistance to general corrosion and also strengthens protection against other types of corrosion.

Företrädesvis är ett kännetecken på stålet att det så kallade PRE- värdet (= Z Cr + 3.3 x Z Mb + 16 x Z N) är minst 41, och före- trädesvis från 41-45.Preferably, a characteristic of the steel is that the so-called PRE value (= Z Cr + 3.3 x Z Mb + 16 x Z N) is at least 41, and preferably from 41-45.

Lämpligen innehåller stålet 14-17 Ni, 9-11 Mn, 18-23 Cr, 4-8 Mo, .38 - .48 N och max. .015 C.Suitably the steel contains 14-17 Ni, 9-11 Mn, 18-23 Cr, 4-8 Mo, .38 - .48 N and max. .015 C.

Företrädesvis är ett kännetecken på stålet enligt uppfinningen också att kromekvivalenten (enligt Schaeffler) är minst 24, och att nickelekvivalenten är minst 25, samtidigt som.förhållandet mellan 10 15 20 25 30 35 ssos79s-0 kromekvivalenten och nickelekvivalenten är högst 0.9, företrädesvis högst 0.8.Preferably, a characteristic of the steel according to the invention is also that the chromium equivalent (according to Schaeffler) is at least 24, and that the nickel equivalent is at least 25, while the ratio between the ssos79s-0 chromium equivalent and the nickel equivalent is at most 0.9, preferably at most 0.8 .

En föredragen samansättning på stålet enligt uppfinningen är följande: Max. 0.015 C 0.2-1.5 Si 9-11 Mn max. 0.008 S, företrädesvis max. 0.005 S 19-22 Cr 14-17 Ni 4-5 Mo 0.38-0.48 N och rest väsentligen endast järn och oundvikliga föroreningar.A preferred composition of the steel according to the invention is the following: Max. 0.015 C 0.2-1.5 Si 9-11 Mn max. 0.008 S, preferably max. 0.005 S 19-22 Cr 14-17 Ni 4-5 Mo 0.38-0.48 N and left essentially only iron and unavoidable impurities.

Förutom nämnda element kan koppar eventuellt förekomma upp till max. 3 Z. I vilken mån koppar inverkar på det uppfinningsenliga stålets egenskaper har dock ej studerats. Eventuellt kan det för- bättra korrosionsresistensen i starka syror. Enligt den föredragna utföringsformen bör kopparhalten emellertid begränsas till max. 0.5 Z.In addition to the mentioned elements, copper may possibly occur up to max. 3 Z. However, the extent to which copper affects the properties of the steel according to the invention has not been studied. It may improve the corrosion resistance of strong acids. According to the preferred embodiment, however, the copper content should be limited to max. 0.5 Z.

Koppar i halter lägre än 0.5 Z ingår i begreppet "accessoriska ele- ment", varmed förstås sådana element som kan förekomma i omsmält- ningsskrot eller som finns kvar som rester av processmetallurgiska tillsatser. Bland den förra typen element kan nämnas kobolt. Detta element är dyrbart. Medvetna tillsatser av detta element bör därför undvikas. Kobolt har även den negativa effekten att det blir radio- aktivt vid bestrålning, vilket gör koboltlegerat material oanvänd- bart för delar i kärnkraftverk som utsätts för bestrålning. Halten kobolt bör därför begränsas till max. 0.5 Z. Bland rester av ele- ment som tillsätts av processmetallurgiska skäl kan nämnas alu- minium och kalcium. Niob, vanadin och titan bör inte förekomma i mer än föroreningshalter. 830579543 10 15 20 Ytterligare kännetecken på samt fördelar med stålet enligt upp- finningen komer att framgå av följande redogörelse av utförda försök och undersökningar.Copper in concentrations lower than 0.5 Z is included in the term "accessory elements", by which is meant those elements which may be present in remelting scrap or which remain as residues of process metallurgical additives. Among the former type of elements can be mentioned cobalt. This element is expensive. Deliberate additions of this element should therefore be avoided. Cobalt also has the negative effect of becoming radioactive during irradiation, which makes cobalt alloy material unusable for parts of nuclear power plants that are exposed to radiation. The cobalt content should therefore be limited to max. 0.5 Z. Aluminum and calcium can be mentioned among residues of elements that are added for process metallurgical reasons. Niobium, vanadium and titanium should not be present in more than pollutant levels. 830579543 10 15 20 Additional characteristics and advantages of the steel according to the invention will appear from the following account of experiments and investigations carried out.

BESKRIVNINÉ AV UTFÖRDA FÖRSÖK OCH UNDERSÖKNINGAR Samansättningen av alla tillverkade och undersökta stålprover återfinns i Tabell 1, grupp 1. Stål nr 1-15 tillverkades såsom 2 kg:s smälter. Av dessa undersöktes de med helaustenitisk struktur (efter utvalsning och släckglödgning) för vidare undersökning, främst av korrosionsegenskaperna. För utvärdering av inledande undersökningar framställdes därefter en 50 kgzs smälta, stål nr 16.DESCRIPTION OF EXAMINATIONS AND EXAMINATIONS The composition of all manufactured and examined steel samples is found in Table 1, group 1. Steel no. 1-15 was manufactured as 2 kg melts. Of these, they were examined with a fully austenitic structure (after rolling and extinguishing annealing) for further investigation, mainly by the corrosion properties. For the evaluation of preliminary investigations, a 50 kgz melt, steel no. 16, was then prepared.

I Tabell 1, grupp 2 och grupp 3 återfinns kommersiella stål som provats, respektive övriga studerade stål enligt litteratur, se litteraturförteckningen på sid. 2-3.In Table 1, group 2 and group 3, there are commercial steels that have been tested, and other studied steels according to literature, see the bibliography on p. 2-3.

B-chargerna (stål nr 1-15) smiddes till 30 mmlü och valsades till band med 3 mm tjocklek, varefter banden släekglödgades i 1100°C/1h/ H 0. Inga anmärkningsvärda bearbetningsproblem på grund av dålig 2 varmduktilitet observerades. 8305795-0 D-chargerna (stål nr 1-15) smiddes till 30 nmlwb och valsades till band med 3 mm tjocklek, varefter banden släekglödgades i 1100°C/1h/ H20. Inga anmärkningsvärda bearbetníngsproblem på grund av dålig varmduktílítet Qhserverades.The B-charges (steel no. 1-15) were forged to 30 mmlü and rolled into strips with a thickness of 3 mm, after which the strips were annealed at 1100 ° C / 1h / H 0. No remarkable processing problems due to poor 2 hot ductility were observed. 8305795-0 The D-charges (steel no. 1-15) were forged to 30 nmlwb and rolled into strips with a thickness of 3 mm, after which the strips were annealed at 1100 ° C / 1h / H 2 O. No significant processing problems due to poor hot ductility were served.

TABELL '1 Kemisk sammansättning (vikt- Z, rest Fe och accessoríska element) hos tillverkade och/eller studerade Stål.TABLE '1 Chemical composition (weight Z, residual Fe and accessory elements) of manufactured and / or studied steels.

Grupp 1: 2- och 50 kgzs prover Stål Charge C Si Mn P S Cr Ni Mo N Cu Övr PREÉ) nr _ _ värde 1 B 1142 .O11 .44 4.8 .006 .008 21.9 12.7 3.5 .22 37.0 2 B 1143 .012 .48 4.8 .006 .008 21.9 12.7 2.6 .22 34.0 3 P 1144 .010 .48 9.8 .006 .009 20.0 15.2 3.0 '.22 33.4 4 B 1145 .O11 .47 9.8 .006 .G09 20.0 15.2 4.6 .21 38.56 5 B 1146 .012 .43 7.7 .007 .G09 19.9 10.5 4.5 .44 41.75 6 B 1147 .014 .45 9.6 .009 .G07 19.8 15.1 4.5 .43 41.5 7 B 1401 .018 .SO 1.43 .005 .010 25.2 13.7 1.03 .39 .02 34.8 8 B 1402 .017 .43 1.59 .006 .010 25.9 15.1 2.49 .30 .97 38.9 9 B 1404 .017 .42 1.52 .004 .010 25.1 15.1 1.03 .34 .02 33.9 10 B 1411 .019 1.26 1.55 .006 .G10 25.1 13.4 1.04 .24 .02 32.4 11 B 1412 .020 1.27 1.58 .006 .010 24.9 15.1 2.45 .28 .89 37.5 12 B 1413 .020 1.24 1.60 .006 .010 25.0 16.1 3.2 .26 .97 39.7 13 B 1414 .018 1.27 1.58 .007 .G10 25.0 16.9 3.9 .23 .95 41.5 14 B 1419 .017 .35 4.66 .005 .010 21.1 15.7 5.5 .38 .95 45.3 .022 1.20 2.30 .006 .G10 24.2 5.6 2.96 .30 1.08 38.8 15 B 1420 .018 .36 1.43 .004 .006 24.1 6.6 2.97 .1S .47 36.4 16 Q 8072 .015 .68 10.3 .O11 .007 20.3 15.2 4.5 .4B 42.8 *)PRE-värde: Z Cr + 3.3 x (Z Mo) + 16 x (Z N) 8305795-0 TABELL 1 (forts .) Grupp 2: Éommersíella stål Stål Kvalitet C Si Mn P S Cr Ni _. [V10 . N Cu Övr PREï) m: värde 17 A181 216 .047 .47 8.5 .025 .003 19.7 6.4 2.7 .38 .12 34.7 18 Nicronic 40 .018 .68 9.01 .024 .001 19.93 7.12 .18 .28 25.0 19 " 50 .045 .47 4.81 .025 .012 21.0813.702.28 .28 N6,v33.1 20 NU ss_904L .018 .65 1.67 .027 .004 19.4 24.6 4.4 1.43 33.9 21 nu ss 44LN .022 _39 1.71 .026 .010 25.1 6.3 1.56 .14 ' .17 ;32.5 22 êS§?2gfs .013 _42 .62 .031 .005 20.3 17.75.8 _21. .69 42.8 23 AIS: 316L .014 .43 1.58 .032 .004 18.0 .12.72.64 .23 26.7 24 Nu Momrw .012 .31 .43 .031 .006 325.3 4.13.8 1 .37 37.8 25 êS§?2gES .020 .52 .48 .024 .001 20.1 17.75 9 .19 06 42.6 ErßP2.ë;_ë23¿ae.§E2å§wæ83s¥š92F2li8s.lisësxaëar 1 max å 26 A 963,ref 1 .03 17.0 16.06,3 .15 1.6 40.2 27 A 905, " 1 .04 5.8 25.5 3.7z.3 .37 39.0 28 A 905* " 1 .04 '.70 4.5 26.0 , 7.52.0 .35 38.2 -weld 29 E81. ref. 2 .02 _36 4.18 .011 .016 18.90ﬁ2.105.0 š.40 41.8 30 “ " 3 .03 8.0 20 !14 73.1 š.40 .14 kb §36.6 31 " " 4 .04 .5 8.8 .019 .016 20 h0.4 4.221.5 .01 É41.9 32 " " 4 .03 .63 5.88 .013 .011 22.1 §2.708.90:.41 .41.5 33 Yus 170 .031 .82 1.59 24.7 h3.45 .93§.36 . 33.5 ref. 5 i 34 REX 734, _05 .25 4.0 22.0 š9.0 2.6 §.40 :M6 37.0 ref. 5 ï ' *)PRE-värde; 2 cr + 3.3 X z M6 + 16 X z N 8305795-0 Eftersom syftet med uppfinningen är att utveckla ett.mangan- substituerat stål, gjørdes strukturkontroll endast på stålen nr 1-6. Dessa undersökningar visade att endast stål nr 3 och nr 6 hade helaustenitisk struktur. Stål nr 1, 4 och 5 innehöll U-fas, medan stål nr 2 innehöll 6-ferrit. De helaustenitiska stålen 3 och 5 6 testades i en första omgång med avseende på lokal korrosions~ härdighet och hållfasthet. Tabell 2 visar hållfasthetsvärden för de två provade stålen 3 och 6 samt ett antal kommersiella och/eller i litteraturen redovisade kvävelegerade stål. 10 TABELL 2 Hållfasthetsvärden vid RT samt Cr- och Ni-ekvivalenter för ett antal representativa stål Stål Sträckgräns Brottgräns Förlängning Hårdhet Cr-ekv1) Ni-ekvz) Cr/Ni-ekv nr Rp0_2 Nmm_2 Em Nmm_2 A,50 Z HV 30 enligt Schaeffler 17 488 837 48.2 f 261 23.1 23.5 .98 18 502 807 43.1 21.11 20.6 1.02 19 609 895 38.1 24.0 25.7 .93 3 309 671 49.4 239 23.7 27 .88 6 390 827 51.4 287 25.8 33.22 .78 20 240 600 45 155 24.8 26 .95 21 565 778 33.0 26.86 12 2.24 22 320 700 50 175 26.7 24.6 1.08 23 21.10 18.9 1.12 26 300 600 30 23.5 22 1.07 27 590 750 30 28.5 18.9 1.51 33 432 785 49.7 26.05 26 1.0 1)Cr-ekv: Z Cr + % Mo + 1.5 x 2 Si + 0.5 x 2 Nb 2) Ni-ekv: Z Ni + 0.5 x (Z Mn + Z Cu + Z Co) + 30 x (Z C + Z N) 1 10 15 20 25 30 35 8305795-O I det följande skall till en början redovisas resultaten från jäm- förande korrosionsprovning av dels stål nr 3 och 6; dels de kommer- siella stålen 17-23.Group 1: 2- and 50 kgzs samples Steel Charge C Si Mn PS Cr Ni Mo N Cu Other PREÉ) no _ _ value 1 B 1142 .O11 .44 4.8 .006 .008 21.9 12.7 3.5 .22 37.0 2 B 1143 .012 .48 4.8 .006 .008 21.9 12.7 2.6 .22 34.0 3 P 1144 .010 .48 9.8 .006 .009 20.0 15.2 3.0 '.22 33.4 4 B 1145 .O11 .47 9.8 .006 .G09 20.0 15.2 4.6 .21 38.56 5 B 1146 .012 .43 7.7 .007 .G09 19.9 10.5 4.5 .44 41.75 6 B 1147 .014 .45 9.6 .009 .G07 19.8 15.1 4.5 .43 41.5 7 B 1401 .018 .SO 1.43 .005 .010 25.2 13.7 1.03 .39 .02 34.8 8 B 1402 .017 .43 1.59 .006 .010 25.9 15.1 2.49 .30 .97 38.9 9 B 1404 .017 .42 1.52 .004 .010 25.1 15.1 1.03 .34 .02 33.9 10 B 1411. 019 1.26 1.55 .006 .G10 25.1 13.4 1.04 .24 .02 32.4 11 B 1412 .020 1.27 1.58 .006 .010 24.9 15.1 2.45 .28 .89 37.5 12 B 1413 .020 1.24 1.60 .006 .010 25.0 16.1 3.2 .26 .97 39.7 13 B 1414 .018 1.27 1.58 .007 .G10 25.0 16.9 3.9 .23 .95 41.5 14 B 1419 .017 .35 4.66 .005 .010 21.1 15.7 5.5 .38 .95 45.3 .022 1.20 2.30 .006 .G10 24.2 5.6 2.96 .30 1.08 38.8 15 B 1420 .018 .36 1.43 .004 .006 24.1 6.6 2.97 .1S .47 36.4 16 Q 8072 .015 .68 10.3 .O11 .007 20.3 15.2 4.5 .4B 42.8 *) PRE-value: Z Cr + 3.3 x (Z Mo) + 16 x (ZN) 8305795 -0 TABLE 1 (continued) Group 2: Commercial Steel Steel Quality C Si Mn PS Cr Ni _. [V10. N Cu Other PREï) m: value 17 A181 216 .047 .47 8.5 .025 .003 19.7 6.4 2.7 .38 .12 34.7 18 Nicronic 40 .018 .68 9.01 .024 .001 19.93 7.12 .18 .28 25.0 19 "50 .045 .47 4.81 .025 .012 21.0813.702.28 .28 N6, v33.1 20 NU ss_904L .018 .65 1.67 .027 .004 19.4 24.6 4.4 1.43 33.9 21 nu ss 44LN .022 _39 1.71 .026 .010 25.1 6.3 1.56 .14 '.17; 32.5 22 êS§? 2gfs .013 _42 .62 .031 .005 20.3 17.75.8 _21. .69 42.8 23 AIS: 316L .014 .43 1.58 .032 .004 18.0 .12.72.64. 23 26.7 24 Nu Momrw .012 .31 .43 .031 .006 325.3 4.13.8 1 .37 37.8 25 êS§? 2gES .020 .52 .48 .024 .001 20.1 17.75 9 .19 06 42.6 ErßP2.ë; _ë23 ¿Ae.§E2å§wæ83s ¥ š92F2li8s.lisësxaëar 1 max å 26 A 963, ref 1 .03 17.0 16.06,3 .15 1.6 40.2 27 A 905, "1 .04 5.8 25.5 3.7z.3 .37 39.0 28 A 905 * "1 .04 '.70 4.5 26.0, 7.52.0 .35 38.2 -weld 29 E81. Ref. 2 .02 _36 4.18 .011 .016 18.90ﬁ2.105.0 š.40 41.8 30“ "3 .03 8.0 20! 14 73.1 š.40 .14 kb §36.6 31 "" 4 .04 .5 8.8 .019 .016 20 h0.4 4.221.5 .01 É41.9 32 "" 4 .03 .63 5.88 .013 .011 22.1 § 2.708.90: .41 .41. 5 33 Yus 170 .031 .82 1.59 24.7 h3.45 .93§.36. 33.5 ref. 5 i 34 REX 734, _05 .25 4.0 22.0 š9.0 2.6 §.40: M6 37.0 ref. 5 ï '*) PRE value; 2 cr + 3.3 X z M6 + 16 X z N 8305795-0 Since the object of the invention is to develop a manganese-substituted steel, structural control was performed only on steels no. 1-6. These studies showed that only steels no. 3 and no. 6 had a fully austenitic structure. Steel Nos. 1, 4 and 5 contained U-phase, while Steel No. 2 contained 6-ferrite. The fully austenitic steels 3 and 56 were tested in a first round for local corrosion resistance and strength. Table 2 shows strength values for the two tested steels 3 and 6 as well as a number of commercial and / or nitrogen alloyed steels reported in the literature. TABLE 2 Strength values at RT and Cr and Ni equivalents for a number of representative steels Steel Tensile strength Fracture limit Elongation Hardness Cr-eq1) Ni-eqvz) Cr / Ni-eq no. Rp0_2 Nmm_2 Em Nmm_2 A, 50 Z HV 30 according to Schaeffler 17 488 837 48.2 f 261 23.1 23.5 .98 18 502 807 43.1 21.11 20.6 1.02 19 609 895 38.1 24.0 25.7 .93 3 309 671 49.4 239 23.7 27 .88 6 390 827 51.4 287 25.8 33.22 .78 20 240 600 45 155 24.8 26. 95 21 565 778 33.0 26.86 12 2.24 22 320 700 50 175 26.7 24.6 1.08 23 21.10 18.9 1.12 26 300 600 30 23.5 22 1.07 27 590 750 30 28.5 18.9 1.51 33 432 785 49.7 26.05 26 1.0 1) Cr-ekv: Z Cr + % Mo + 1.5 x 2 Si + 0.5 x 2 Nb 2) Ni-eq: Z Ni + 0.5 x (Z Mn + Z Cu + Z Co) + 30 x (ZC + ZN) 1 10 15 20 25 30 35 8305795- In the following, the results of comparative corrosion testing of steel nos. 3 and 6 shall be reported at the outset; partly the commercial steels 17-23.

TABELL 3 Resultat av jämförande korrosíonsprovning Stål Spaltkorr. Kritisk temperatur i FeC13, UC Angrepp i syntetisk potential skrubberlösning E58 , Vikšsförlust nr mV/ CE Punktfr. Spaltkorr. g/m h 3 + es 40 < 23 ' 10 6 > 785 65 45 17 + 25 V I 18 ' - 70 < 23 < 23 10 i 19 + 25 35 ~ < 23 7 22 75 40 _ 0 20 +105 45 < 23 '_ s 21 + 10 :_25 35 < 30 1 7 23 - 30 < 23 < 23 11 1)11.4 z Hzso + 1.17 z Hcl + 1 z cuc12 + 1 z Feel 4 3 Spalrkorrcsíon §pg}5k2?:P§i2v§R2F2P5äf¿ki Ess Stål nr 6 visade sig genast helt överlägset de allra flesta rostfria stål som någonsin provats hos sökanden. Medan det bästa resultatet för jämförelsematerialen var Esp = + 105 mV, hade stål nr 6 inte blivit angriper vid Esp = + 785 mV. Försökvt måste då avbrytas, eftersom klänmorna i provhålluren (tillverkade av stå] av kvalitot NU SS 904L) då hade korroderat sönder. Detta betyder att stålet torde vara helt beständigt mot havsvatten vid rumstemperatur.TABLE 3 Results of comparative corrosion testing Steel Slotted corr. Critical temperature in FeC13, UC Attack in synthetic potential scrubber solution E58, Weight loss no. MV / CE Point no. Splitcorr. g / mh 3 + es 40 <23 '10 6> 785 65 45 17 + 25 VI 18' - 70 <23 <23 10 i 19 + 25 35 ~ <23 7 22 75 40 _ 0 20 +105 45 <23 ' _ s 21 + 10: _25 35 <30 1 7 23 - 30 <23 <23 11 1) 11.4 z Hzso + 1.17 z Hcl + 1 z cuc12 + 1 z Feel 4 3 Spalrkorrcsíon §pg} 5k2?: P§i2v§ R2F2P5äf¿ki Ess Steel No. 6 immediately proved to be completely superior to the vast majority of stainless steels ever tested by the applicant. While the best result for the comparison materials was Esp = + 105 mV, steel no. 6 had not been attacked at Esp = + 785 mV. Attempts must then be interrupted, as the clamps in the test retaining watch (made of stand] of the NU SS 904L quality) would then have corroded. This means that the steel should be completely resistant to seawater at room temperature.

Stål nr 3 uppvisade långt ifrån lika goda r0su]taL som stål nr 6 och stannade något under resultatet för stål nr 20, trots att krom- och nickelhalterna är lika höga och molybdenhalten endast 1.5 och kvävehalten .21 Z lägre än hos stål nr 6. 10 15 20 25 39 8305795-0 11 Efiﬁisë :Peltkefrﬁeieﬂstsmaerasat»__°9T_ _ Vid den jämförande CCT-provning i FeCl3 angreps stål nr 6 först vid 45°C. Näst bästa värde noterades med stål nr 22, 40°C, medan övrigas CCT ligger under rumstempratur utom möjligen för stål nr 21, som gav bra resultat upp till 3000.Steel No. 3 showed far from as good crude steel as Steel No. 6 and remained somewhat below the result for Steel No. 20, despite the fact that the chromium and nickel contents are equally high and the molybdenum content only 1.5 and the nitrogen content .21 Z lower than in steel No. 6. 10 15 20 25 39 8305795-0 11 Efi ﬁ isë: Peltkefr ﬁ egen ﬂ stsmaerasat »__ ° 9T_ _ In the comparative CCT test in FeCl3, steel no. 6 was first attacked at 45 ° C. The next best value was noted with steel no. 22, 40 ° C, while the others' CCT is below room temperature except possibly for steel no. 21, which gave good results up to 3000.

.Kritisk ruektfzätﬂiﬂssíßaveratari EPI Även denna provning utfördes i FeCl Tabell 3 visar i detta fall högsta CPT för stål nr 22, 75°C, följt av experimentstålet nr 6, 6500. Jämfört med spaltkorrosionsegenskaperna uppvisar experiment- stålet nr 6 sålunda sämre punktfrätningsegenskaper. Detta kan bero på den vanligen mindre gynnsamma inneslutningsbilden hos små labo- ratoríesmältor jämfört med material som tillverkats under produk- tionsmässiga förhållanden. Slaggbilden kan nämligen ha större betydelse för punktfrätning än för spaltkorrosion. å°zreßi°e i evefsfisls ekzﬂäberlöeﬂiﬂe Endast stål nr 6 och 22 var helt fria från angrepp vid SOOC.Critical ruektfzät ﬂ i ﬂ ssíßaveratari EPI This test was also performed in FeCl Table 3 shows in this case the highest CPT for steel no. 22, 75 ° C, followed by experiment steel no. 6, 6500. Compared with the crevice corrosion properties, experiment steel no. This may be due to the generally less favorable containment picture of small laboratory melts compared to materials manufactured under production conditions. The slag image can be more important for point corrosion than for crevice corrosion. å ° zreßi ° e i evefsfisls ekz ﬂ äberlöe ﬂ i ﬂ e Only steels no. 6 and 22 were completely free from attack by SOOC.

TABELL 4 Utvärdering av korrosionsangrepp efter 6 mån exponering i pappersmassablekeri.TABLE 4 Evaluation of corrosion attack after 6 months exposure in pulp bleaching plant.

Stål Viktsförlust Max angreppsdjup Korr hast Spaltangrepp under nr g mm g/mzh distansbricka, djup mm 16 -50 0.6 _ .004 < 0.1 24 1.16 1.1 .O11 < 0.1 25 1.50 1.0 .Û13 .12 För att ytterligare utvärdera korrosionsogenskaperna hos det upp- fínníngsenliga stålet framställdes en 50 kg laboratoriesmälta, stål nr 16, med samma nominella sammansättning som stål nr 6. Även detta material gick att smida och valsa utan anmärkning och gav likartade, myvkct goda korrosionsresultat. Här skall rapporteras dels resultat från utförda fältförsök, dels resultat från labora- 10 15 20 25 30 35 8305795-0 12 toriemässigt utförda korrosionsprovningar samt ett första svetsförsök.Steel Weight loss Maximum depth of attack Corrosive speed Slit infestation under no g mm g / mzh spacer, depth mm 16 -50 0.6 _ .004 <0.1 24 1.16 1.1 .O11 <0.1 25 1.50 1.0 .Û13 .12 To further evaluate the corrosion properties of the In accordance with the invention, a 50 kg laboratory melt, steel No. 16, was produced with the same nominal composition as steel No. 6. This material could also be forged and rolled without remark and gave similar, very good corrosion results. Results from field tests performed and results from laboratory corrosion tests performed as well as a first welding test must be reported here.

Fältprovet utfördes i klordioxidsteget i ett pappersmassablekeri.The field test was performed in the chlorine dioxide step in a pulp bleaching plant.

,Proverna, som hade formen av mindre plåtstycken, placerades på högkant i ena hörnet av filtrets ínloppslåda. Hälften av plåtarna var nedsänkta i massasuspensionen, medan den övre hälften befann sig i gasfasen. Miljön i dessa filter är så korrosiv att material- frågan hittills inte kunnat lösas på tillfredsställande sätt.The samples, which were in the form of smaller sheet metal pieces, were placed vertically in one corner of the filter headbox. Half of the plates were immersed in the pulp suspension, while the upper half was in the gas phase. The environment in these filters is so corrosive that the material issue has so far not been resolved satisfactorily.

Tidigare exponeringar har visat att endast titan klarar sig utan angrepp. Typiska miljöparametrar är: Redoxpotential 650 mV/SCE Aktivt klor i filtrat 7 mg/l_1 pa 3.8 ' Kiorid zzo Ing/l* Temperatur 7300 Proverna utgjordes av det uppfinningsenliga stålet nr 16 samt jäm- förelsematerialen 24 och 25. Samtliga prover hade före exponeringen slipats samt betats i 10 Z HNO3 + 1 % HF, 6000/10 min.Previous exposures have shown that only titanium can survive without attack. Typical environmental parameters are: Redox potential 650 mV / SCE Active chlorine in filtrate 7 mg / l_1 pa 3.8 'Chloride zzo Ing / l * Temperature 7300 The samples consisted of the steel no. 16 according to the invention and the comparative materials 24 and 25. All samples had been ground before exposure and pickled in 10 Z HNO 3 + 1% HF, 6000/10 min.

Resultaten framgår av Tabell 4._ Såväl viktsförlust i g/mzh som angreppsdjup för punkt- och spalt- angrepp var lägst för stål nr 16, högst för stål nr 25. Expone- ringen bekräftade ovan redovisade laboratoriedata för tvåkilosprov, stål nr 6.The results are shown in Table 4._ Both weight loss in g / mzh and attack depth for point and gap attacks were lowest for steel no. 16, highest for steel no. 25. The exposure confirmed the above-reported laboratory data for two-kilo samples, steel no. 6.

De laboratoriemässigt utförda korrosionsundersökningarna av stål nr 16 har sammanfattats i Tabell 5. Stålet hade svetsats med svets- elektrod av typ Avesta P12; MIG-svets. Speciellt värt att notera är att några korrosionsangrepp inte uppstod i svetsgodset eller i den värmepåverkade zonen. Själva svetsningen innebar inga problem.The laboratory corrosion tests of steel no. 16 have been summarized in Table 5. The steel had been welded with a welding electrode of type Avesta P12; MIG welding. It is especially worth noting that no corrosion attacks occurred in the weld metal or in the heat-affected zone. The welding itself did not cause any problems.

Stålet kunde svetsas med mycket låg värmetillförsel, 0.235 kJ/mm.The steel could be welded with a very low heat supply, 0.235 kJ / mm.

Svetsen var av god kvalitet, jämn, utan stänk eller porer. 8305795-O 13 TABELL 5 Sammanfattning av korrosionsresultat för stål nr 16, både grundmateríal och Svets. . . o g 5 " m N m PunkLfrf- ' Krxtlsk tempvratur, (2 ,., p; ä; ä ä) puh-nl ínl >.,.-.. ..~~.-.---------~------'~--~ W" ~~"""""" _' '4 »1 f: 'r o i i . i syntoLísk u. E? ä; 4 5% NaCl l 6 Z Feclﬁš skrubberlösníng å pH 2.2 . .. 9o°c Punkc- spalc- Vllfšsffrmst mV/SCE frätn. korr. gm h 3? ä 181 75 40 60(CPT) O 0.27 å' ss o.34 F? s. 70 1 .4 5 andast l-Û n Snltt* ytor 25 194 . ss - 0.39 0.38 o 3 “f U)The weld was of good quality, even, without splashes or pores. 8305795-O 13 TABLE 5 Summary of corrosion results for steel no. 16, both base material and Weld. . . og 5 "m N m PunkLfrf- 'Krxtlsk tempvratur, (2,., p; ä; ä ä) puh-nl ínl>., .- .. .. ~~.-.-------- - ~ ------ '~ - ~ W "~~" "" "" "_' '4» 1 f:' roii. i syntoLísk u. E? ä; 4 5% NaCl l 6 Z Fecl skru š scrubber solution at pH 2.2. .. 9o ° c Punkc- spalc- Vllfšsffrmst mV / SCE frätn. corr. gm h 3? ä 181 75 40 60 (CPT) O 0.27 å 'ss o.34 F? pp. 70 1 .4 5 andast l-Û n Snltt * ytor 25 194. ss - 0.39 0.38 o 3 “f U)

Claims

g1o 15 20 25 30 35 ssosves- and 14 PATENT CLAIMS

Steel of the austenitic type with extremely good resistance to point and crevice corrosion in particular, good weldability and good strength properties, characterized in that it has the following chemical composition in weight-Z, max 0.03 C 0.1 - 2 Si 8 _ 15 Mh 15 - 30 Cr 12 '- 20 Ni 3.5 - 10 Mo 0.35 - 0.55 0 N remains essentially only iron, impurities and accessory elements in normal concentrations, and that the so-called PRE value, (ie Z Cr + 3.3 x Z Mo + 16 XZN), is at least 41.

Steel according to claim 1, characterized in that the PREë value is from 41 to 45.

Steel according to claim 1, characterized in that it contains 14 ~ 17 Ni.

Steel according to claim 1, characterized in that it contains 9 - 11 Mn.

Steel according to claim 1, characterized in that it contains 18 - 23 Cr.

Steel according to claim 1, characterized in that it contains 4 - 8 Mo.

Steel according to claim 1, characterized in that it contains 0.38 - 0.48 N. 10 15 20 Cr-eq 8305795-0 15

Steel according to one of Claims 1 to 7, characterized in that it contains a maximum of 0.02 C.

Steel according to one of the preceding claims, characterized in that Cr'equ = Z Cr + Z Mb + 1.5 (Z Si) + 0.5 (Z Nb) is at least 24, that Ni ~ eq = Z Ni + 0.5 (Z Mn) + 30 (ZC + _% N) is at least 25, and that Ni_equ §_0.9, preferably §_0.8.

Steel according to any one of claims 1-9, characterized in that it has the following composition max 0.020 C 0.2 - 1.5 Si 9 - 11 Mn max 0.008 S, preferably max 0.005 S 19 - 22 cr '14 - 17 Ni 4 - 5 Mo 0.38 - 0.48 N essentially only iron and unavoidable impurities.