SE464307B - Rostfritt ferrit-austenitiskt staal med begraensad aluminiumhalt - Google Patents

Description

464 307 Sammanfattning av uppfinningen Föremålet för föreliggande uppfinning är ett tvåfasigt rostfritt st förbättrad slaghållfasthet av inledningsvis angivet slag, vilket kännetec av att det vidare innehåller lösligt aluminium i en mängd av upp till 0,0 % för att uppnå förbättrad slaghållfasthet efter varmvalsning.

Det är känt att aluminium deoxiderar kraftigt samt även har egenska reglera kristallkornen, så att, när aluminium blandas in i ett ferritiskt austenitiskt, tvåfasigt rostfritt stål i form av löslig aluminium i en ha mindre än 0,02 vikt-%, kan en stabil och hög slaghållfasthet uppnås. När löslig aluminium överstiger 0,02 vikt-% sker en reaktion, som kan skrivas Al + N > AlN, så att en önskad hög slaghållfasthet inte kan uppnås hos rör, som utsätts för komplicerade och hårda betingelser samt hög temperat Inte ens när det tvåfasiga rostfria stålet genomgår en upplösningsbehandl efter valsning kan slaghållfastheten uppnås. När aluminiumhalten är begrä så att den är mindre än 0,02 vikt-%, kan slaghållfastheten förbättras i e valsat tillstånd och efter upplösningsbehandling följd av kallvalsning.

Kort beskrivning av ritningarna På bifogade ritningar är: fig. 1 ett diagram, som visar förhållandet mellan slaghållfastheten mängden lösligt aluminium hos ett upplösningsbehandlat ämne, och fig. 2 ett diagram, som visar förhållandet mellan slaghållfastheten mängden lösligt aluminium hos produkter, som är kallvalsade efter upplösn behandlingen.

Beskrivning av den föredragna utföringsformen g Uppfinningen skall nu beskrivas i detalj. Termen tvåfasigt rostfrit avser i detta sammanhang rostfritt stål, vari volymhalten ferrit är mella och 70% och resten utgör austenit. Det tvåfasiga rostfria stålet enligt u ningen innehåller närmare bestämt (uteslutande vikt-%) mindre än 0,03% C, 0,1 och 1,0% Si, mellan 0,1 och 2,0% Mn, mindre än 0,03% P, mindre än 0,( mellan 3 och 8% Ni, mellan 21 och 28% Cr, mellan 1 och 4% Mo, mellan 0,02 0,25% N, varvid resten utgör järn och t ex ingående föroreningar förutom än 0,02% lösligt aluminium. Om så önskas kan en eller flera av mindre än Cu, nfindre än 1,5% av var och en av V och H, nfindre än 1,0% av var och en Ta, Nb och Zr, mindre än 0,01% av var och en av Ca och Mg, mindre än 0,01 mindre än 0,01% av sällsynta jordartsmetaller sättas till den ovan beskri sammansättningen. 464 307 De föredragna intervallen för komponenterna i de ovan beskrivna sam! sättningarna är följande: C är ett ämne, som naturligt förekommer vid framställning av smält och har den egenskapen, att det gynnar bildningen av austenitfasen, men n halt överskrider 0,03%, bildas karbider, som försämrar korrosionsbeständi och varmbearbetbarheten. Det är därför nödvändigt att sätta dess övre grä 0,03%.

Si har oxiderande funktion och när halten Si är högre än 0,1%, kan funktion påvisas. Men en halt Si högre än 1,0% försämrar kallbearbetbarhe' svetsbarheten, så att den övre gränsen för Si sätts till l,0%.

Mn fungerar liksom Si som ett deoxideringsmedel och förenas med S, MnS bildas, som förbättrar varmbearbetbarheten. Men med mindre än 0,1% Mn dessa önskvärda egenskaper inte påvisas. När halten Mn överstiger 2%, kan balansen mellan ferrit och austenit inte erhållas, vilket resulterar i at ständig och lokal korrosion uppträder. Den övre gränsen för Mn är följakt' satt till 2%.

Med mindre än 3% Ni kan den önskade fasbalansen mellan ferrit och a inte uppnås, varigenom korrosionsbeständigheten nedsätts. Av den anlednin måste den nedre gränsen för Ni vara högre än 3%. Men då Ni sätts till i e större än 8%, blir procenttalet austenitfas alltför stor, vilket inte end förstör fasbalansen utan också ökar framställningskostnaden.

Med mindre än 21% Cr kan tillräcklig korrosionsbeständighet och lok korrosionsbeständighet inte uppnås och fasbalansen mellan ferrit och aust överskrider det önskade området. Men när Cr-halten överskrider 28% har en fas, dvs <5-fasen, en benägenhet att fällas ut, vilket inte endast gör de resulterande rostfria stålet skörare utan också nedsätter kallbearbetbarh Det föredragna området för Cr är alltså mellan 21 och 28%.

Med mindre än 1% Mo kan lokal korrosion inte förhindras och därför dess halt vara högre än 1%. Men tillsättning av mer än 4% Mo leder till s och försämring av bearbetbarheten. Av den anledningen måste den övre grän Mo vara 4%.

För att ställa in fasbalansen mellan ferrit och austenit i ett före område krävs mer än 0,08% N, som förbättrar korrosionsbeständigheten liks lokala korrosionsbeständigheten. När kvävehalten överskrider 0,25% bildas bubblor i stålet, så att varmbearbetbarheten och korrosionsbeständigheten störs. Av den anledningen sätts kvävets övre gräns till 0,25%.

P är ett ämne, som är en naturlig tillsats i stålet och en föroreni men när mängden P överskrider 0,03%, skadas varmbearbetbarheten och svets heten, så att den övre gränsen för P sätts till 0,03%. 464 307 S är också en ofrånkomlig tillsats i stål som en förorening, men nä mängden därav överskrider 0,01% nedsätts varmbearbetbarheten och lokal ko' blir avsevärd, så att dess övre gräns sätts till 0,01%.

Aluminium har en kraftig deoxideringsfunktion och en kristallkornsr rande funktion, men i tvåfasigt rostfritt stål innehållande ferrit och au; i synnerhet sådant som används vid framställning av stålrör utan söm, kan tillsättning av mindre än 0,02% lösligt aluminium en stabil, hög slaghåll° uppnås. Även om anledningen till att slaghållfastheten försämras när mängf lösligt aluminium överskrider 0,02% ännu inte är helt klarlagd, vilket be: ovan i fråga om tvåfasigt rostfritt stål, eftersom kvävehalten är mycket I kan man anta, att reaktionen Al + N-> AlN sker så att aluminiumnitrid bi' Vid framställning av stålrör utan söm utsätts stålet för mycket mer kompl' och hårdare arbetsbetingelser än vanlig stålplåt och eftersom det är nödvê att använda en avsevärt högre valsningstemperatur, bestäms de sömlösa stå' slaghållfasthet i huvudsak av valsningsstegen. Inte ens om rören genomgår upplösningsbehandling kan därför slaghållfastheten förbättras avsevärt. I het med föreliggande uppfinning väljs mängden lösligt aluminium så att de: ligger i ett optimalt område för kontroll av strukturen hos det rostfria ' stålet efter varmvalsning vid hög temperatur, varigenom slaghållfastheten bättras i vart och ett av tillstånden efter varmvalsning, upplösningsbehaz och kallvalsning.

Förutom de ovan beskrivna ämnena kan, vilket har påpekats i det före de, en eller flera av Cu, H, V, Ti, Hb, Zr, Ta, Ca, Mg, B och de sällsynta artsmetallerna blandas in i ett rostfritt tvåfasigt ferrit-austenitstål, : utgör utföringsformer av uppfinningen, vilket skall beskrivas i detalj i < följande. Även om Cu är effektiv för att förbättra syrabeständigheten liksom < lokala korrosionsbeständigheten, nedsätts varmbearbetbarheten och den loka korrosionsbeständigheten när mängden därav överskrider 2,5%. w och V förlänar stålet havsvattenbeständighet, men när mängderna d; överskrider 1,5%, nedsätts bearbetbarheten och svetsbarheten. Ti, Nb, Zr l förbättrar korrosionsbeständigheten i korngränsytan och varmbearbetbarhets när den tillsatta mängden av vart och ett av dessa ämnen överskrider 1,0%, sätts seghet, formbarhet och kallbearbetbarhet.

Var och en av Ca, Mg, B och de sällsynta jordartsmetallerna har den tionen, att de förbättrar varmbearbetbarheten, så att en mängd större än ( kan tillsättas. Men då en mycket större mängd av dessa ämnen tillsätts, bi en sådan förorening som oxisulfid, som inte endast nedsätter stålets renhe dess varmbearbetbarhet. Deras övre gräns skall följaktligen sättas till 0 1/ 464 307 Ett exempel på sättet att framställa stål enligt föreliggande uppfi är följande: Många prov av tvåfasigt rostfritt stål enligt föreliggande uppfinni innehåller olika mängder lösligt aluminium, framställdes. Proven av tvåfa rostfritt stål valsades till stålrör utan söm och därefter genomgick dess en upplösningsbehandling. Efter upplösningsbehandlingen kallbearbetades r för att åstadkomma en sträckgräns på 100 KSi; charpyprov genomfördes vid Fig. 1 visar sambandet mellan mängden lösligt aluminium och slaghållfasth (VEo) efter upplösningsbehandling, medan fig. 2 visar sambandet mellan mä lösligt aluminium och slaghållfastheten för stål, som har genomgått kallb ning åtföljd av upplösningsbehandling. Ett längdriktningsprov genomfördes provbitar av standardformat av upplösningsbehandlat stål och ett T-riktni genomfördes för provbitar av halva formatet (10 mm x 5 mm).

Som framgår av fig. 1 och 2 är, när kontrollstålets aluminiumhalt ä mindre än 0,02% och i enlighet med uppfinningen, sammansättningseffekten medan slaghållfasthetsvärdet i hög grad påverkas av det lösliga aluminiun slaghållfasthetsvärdet i hög grad förbättras, när mängden lösligt alumini minskar. Men vid 0,02% blir effekten mättad och med en mängd av lösligt a nium, som är mindre än detta värde, kan ett stabilt, högt slaghållfasthet uppnås.

Det framgår av det föregående, att det i enlighet med föreliggande finning är möjligt att i hög grad förbättra slaghållfastheten hos ett ros tvåfasigt, ferritiskt-austenitiskt stål, varigenom segheten hos stålrör u söm, som framställts av stål enligt föreliggande uppfinning, förbättras.

Claims (2)

464 307 Patentkrav

1. Rostfritt tvåfasigt, ferritiskt-austenitiskt stål, innehållande n än 0,03 vikt-% C, mellan 0,1 och 1,0 % Si, mellan 0,1 och 2,0 % Mn, mindre 0,03 vikt-% P, mindre än 0,01 vikt-É S, mellan 3 och 8 vikt-% Ni, mellan 2 28 vikt-% Cr, mellan 1 och 4 vikt-% Mo, mellan 0,08 och 0,25 vikt-% N och resten järn ich föroreningar, k ä n n e t e c k n a t av att det vidare innehåller lösligt aluminium i en mängd av upp till 0,02 vikt-% för att u; förbättrad slaghållfasthet efter varmvalsning.

2. Rostfritt stål enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att de dessutom innehåller en eller flera av följande element med följande procex satser; mindre än 1,5 vikt-1 av var och en av V och N, nfindre än 1,0 vikt- var och en av Ta och Nb. 'll