SE466919B

SE466919B - Non-magnetic, non-rusting Mn-Cr-Ni-N-steel alloy

Info

Publication number: SE466919B
Application number: SE9000674A
Authority: SE
Inventors: H Holmberg
Original assignee: Sandvik Ab
Priority date: 1990-02-26
Filing date: 1990-02-26
Publication date: 1992-04-27
Also published as: SE9000674D0; SE9000674L

Abstract

The invention relates to a highly resistant, non- magnetic, non-rusting steel alloy in which the contents of the constituent alloy elements are optimized such that the austenite phase remains stable without any conversion into martensite even in association with an advance degree of processing. The distinguishing feature is the analysis of the alloy, with 0.05-0.25% C, 0.1-1.5% Si, 3.5-7.5% Mn, 17-19% Cr, 6-10% Ni and 0.10-0.50% N, with the remainder being Fe and normally occurring impurities.

Description

466 919 genom en enkel vämebehandling. 466 919 by a simple heat treatment.

Den strikt kontrollerade, optimerade sammansättningen ( i vikts-%L hos den legering uppfinningen svarar emot är: C 0.05-0.25 Si 0.1- 1.5 Mn 3.5-7.5 Cr 17- 19 Ni 6-10 N 0.1-0.50 samt resten Fe jämte normalt förekommande föroreningar.The strictly controlled, optimized composition (in% by weight of the alloy corresponding to the invention is: C 0.05-0.25 Si 0.1- 1.5 Mn 3.5-7.5 Cr 17-19 Ni 6-10 N 0.1-0.50 and the residue Fe together with normally occurring pollutants.

Legeringshalterna, vilka är mycket kritiska styrs av krav på strukturen, vilken ska bestå av enfasig austenit och ej får uppvisa inslag av ferrit. Austenitfasen ska vara tillräckligt stabil för att ej till någon signifikant del omvandlas till ferromagnetisk martensit vid svalning från högtemperatur glödgning eller vid kraftig kallbearbetning, typiskt > 70 % tjockleksreduktion vid kallvalsning eller motsvarande reduktionsgrad vid tràddragning.The alloy levels, which are very critical, are governed by requirements for the structure, which must consist of single-phase austenite and must not have elements of ferrite. The austenite phase must be sufficiently stable so as not to be significantly converted to ferromagnetic martensite during cooling from high temperature annealing or during heavy cold working, typically> 70% thickness reduction during cold rolling or corresponding reduction in wire drawing.

Samtidigt skall austenitfasen vid deformation uppvisa ett kraftigt kallhàrdnande vilket medför att en hög mekanisk hàllfasthet kan erhållas utan närvaro av ferromagnetisk fas. Av vikt är också möjligheten att i Q det kallvalsade tillståndet ytterligare kunna öka hållfastheten genom en enkel värmebehandlings operation. 466 919 För att dessa villkor samtidigt skall vara uppfyllda måste legerings- ämnenas effekter vara kända. Vissa legeringselement är ferritbildare medan andra är austentibildare vid de temperaturer som är aktuella vid varmbearbetning och glödgning. Dessutom ökar vissa legeringselement defomationshàrdnandet vid kallbearbetníng medan andra minskar detsamma.At the same time, the austenite phase during deformation must show a strong cold hardening, which means that a high mechanical strength can be obtained without the presence of a ferromagnetic phase. Of importance is also the possibility of being able to further increase the strength in the cold-rolled state through a simple heat treatment operation. 466 919 In order for these conditions to be met at the same time, the effects of the alloying elements must be known. Some alloying elements are ferrite formers while others are austenitic formers at the temperatures relevant for hot working and annealing. In addition, some alloying elements increase the deformation hardening during cold working while others decrease the same.

Nedan följer en beskrivning av legeringselementens effekter och förklaring till halternas begränsningar.Below is a description of the effects of the alloying elements and an explanation of the limitations of the concentrations.

C är ett legeringselement som är en kraftig austenitbildare. Dessutom stabiliserar kol austeniten mot martensitomvandling och har därmed en dubbelt positiv effekt i föreliggande legering. Kol pàverkar också deformatioshårdnandet i positiv riktning vid kallbearbetníng. Kolhalten bör därför vara min 0.05 vikts-%. Vid höga kolhalter uppstår emellertid flera negativa effekter. Den höga affiniteten till krom medför att tendensen till karbidutskiljningar ökar med ökande kolhalt. Härigenom erhålls sämre korrosionsegenskaper, försprödningsproblem samt en de- stabilisering av grundmassan vilken kan förorsaka lokal martensitomvandling och därmed göra materialet partiellt ferromagnetiskt.C is an alloying element that is a powerful austenite former. In addition, carbon stabilizes the austenite against martensite conversion and thus has a double positive effect in the present alloy. Coal also has a positive effect on deformation hardening during cold working. The carbon content should therefore be at least 0.05% by weight. At high carbon levels, however, several negative effects occur. The high affinity for chromium means that the tendency to carbide precipitates increases with increasing carbon content. This results in poorer corrosion properties, embrittlement problems and a destabilization of the matrix, which can cause local martensite conversion and thus make the material partially ferromagnetic.

Kolhalten bör således ej överstiga 0.25 vikts-% vid kallbearbetníng, företrädesvis ej högre än 0.15 vikts-%.The carbon content should thus not exceed 0.25% by weight in cold working, preferably not higher than 0.15% by weight.

Si är ett viktigt legeringselement för att underlätta den metallurgiska tillverkningsprocessen. Kiselhalten bör därför vara min 0.1 vikts-%.Si is an important alloying element to facilitate the metallurgical manufacturing process. The silicon content should therefore be at least 0.1% by weight.

Kisel är emellertid ett ferritstabiliserande element som relativt kraftigt tenderar att öka benägenheten att bilda den ferromagnetiska fasen ferrit.Silicon, however, is a ferrite stabilizing element that relatively strongly tends to increase the tendency to form the ferromagnetic phase ferrite.

Dessutom ökar höga kiselhalter tendensen till utskiljning av intermetalliska faser. Si-halten bör därför begränsas till max 1.5 vikts-% företrädesvis max 1.0 vikts-%.In addition, high silicon contents increase the tendency for the precipitation of intermetallic phases. The Si content should therefore be limited to a maximum of 1.5% by weight, preferably a maximum of 1.0% by weight.

Mn har befunnits besitta flera gynnsamma egenskaper i legeringen enligt 4-66 919 uppfinningen. Mangan stabiliserar austenit utan att samtidigt inverka negativt på deformationshårdnandet. Mangan har dessutom den utomordentligt viktiga egenskapen att öka lösligheten för kväve, vars egenskaper beskrivs nedan, i smälta och fast fas. Manganhalten bör därför vara högre än 3.5 vikts-%. g Mangan ökar längdutvidgningskoefficienten och minskar den elektriska 3 konduktiviteten vilket kan vara av nackdel för applikationer inom elektronik och data området. Höga halter av mangan nedsätter även korrosionsbeständigheten i kloridhaltiga miljöer. Mangan är också betydligt mindre effektivt än nickel som korrosionsnedsättande element under oxiderande korrosionsförhàllanden.Mn has been found to possess several beneficial properties in the alloy of 4-66,919 invention. Manganese stabilizes austenite without at the same time having a negative effect on the deformation hardening. Manganese also has the extremely important property of increasing the solubility of nitrogen, the properties of which are described below, in the molten and solid phase. The manganese content should therefore be higher than 3.5% by weight. g Manganese increases the coefficient of longitudinal expansion and decreases the electrical conductivity, which can be detrimental to applications in the electronics and data field. High levels of manganese also reduce corrosion resistance in chloride-containing environments. Manganese is also significantly less effective than nickel as an anti-corrosion element under oxidizing corrosion conditions.

Manganhalten bör därför ej överstiga 7.5 vikts- %, företrädesvis ej över 5.5 %.The manganese content should therefore not exceed 7.5% by weight, preferably not more than 5.5%.

Cr är ett betydelsefullt legeringsämne ur ett flertal aspekter. Krom- halten bör vara hög för att nå en god korrosionsbeständighet.Cr is an important alloying substance from several aspects. The chromium content should be high to achieve good corrosion resistance.

Krom ökar också lösligheten för kväve i både smälta och fast fas och möjliggör därmed en ökad inlegering av kväve. Med ökande kromhalt stabiliseras också austenitfasen mot martensitomvandling. Den legering som uppfinningen avser kan, såsom nedan beskrivs, med fördel anlöpas och då skilja ut högkromhaltiga nitrider. För att därmed minska tendensen till alltför kraftiga lokala nedsättningar av Cr-halten med in- stabilisering och korrosionsbeständighets nedsättning måste Cr-halten vara högre än 17 vikts-%.Chromium also increases the solubility of nitrogen in both the molten and solid phases, thus enabling an increased alloying of nitrogen. With increasing chromium content, the austenite phase also stabilizes against martensite conversion. The alloy to which the invention relates can, as described below, advantageously be tempered and then separate high-chromium-containing nitrides. In order to thereby reduce the tendency to excessive local reductions of the Cr content with stabilization and reduction of corrosion resistance, the Cr content must be higher than 17% by weight.

Då krom stabiliserar ferrit kommer mycket höga halter innebära närvaro av ferromagnetisk ferrit. Cr bör därför vara lägre än 21 vikts-%, företrädesvis lägre än 19 vikts-%. 'i Ni är efter kol och kväve det mest austenitstabiliserande elementet.As chromium stabilizes ferrite, very high levels will mean the presence of ferromagnetic ferrite. Cr should therefore be less than 21% by weight, preferably less than 19% by weight. After carbon and nitrogen, you are the most austenitic stabilizing element.

Nickel ökar också austenitens stabilitet mot martensitomvandling. Nickel är också, tll skillnad från mangan, känt för att effektivt bidraga till korrosionsbeständigheten under oxiderande förhållanden. 466 919 Nickel är emellertid ett dyrt legeringsämne samtidigt som det har en negativ inverkan på deformationshàrdnandet vid kallbearbetning. Det är därför överraskande gynnsamt att kunna erhålla tillräcklig stabilitet mot martensitomvandling vid kraftig kallbearbetning med relativt låg Ni-halt. För en tillräcklig stabil icke-magnetisk struktur bör Ni-halten vara högre än 6 vikts-%. För att nà hög hàllfasthet efter kallbearbetning bör Ni-halten ej vara högre än l0, företrädesvis lägre än 9 vikts-%.Nickel also increases the stability of the austenite against martensite conversion. Nickel is also, unlike manganese, known to effectively contribute to corrosion resistance under oxidizing conditions. 466 919 Nickel, however, is an expensive alloying substance while having a negative effect on the deformation hardening during cold working. It is therefore surprisingly favorable to be able to obtain sufficient stability against martensite conversion during heavy cold working with a relatively low Ni content. For a sufficiently stable non-magnetic structure, the Ni content should be higher than 6% by weight. In order to achieve a high strength after cold working, the Ni content should not be higher than 10, preferably lower than 9% by weight.

N är ett centralt legeringselement i föreliggande uppfinning. Kväve är en stark austenitbildare, verkar lösningshärdande samt stabiliserar austenitfasen kraftigt mot martensitbildning. Kväve är också gynnsamt för ett ökat deformationshårdnande vid kallbearhetning och som utskiljningshärdande element vid värmebehandling. Kväve kan därigenom bidraga till en ytterligare förhöjning av den kallvalsade hàllfastheten.N is a central alloying element in the present invention. Nitrogen is a strong austenite former, has a solution-hardening effect and strongly stabilizes the austenite phase against martensite formation. Nitrogen is also favorable for increased deformation hardening during cold hardening and as a precipitation hardening element during heat treatment. Nitrogen can thereby contribute to a further increase in the cold-rolled strength.

Kväve ökar dessutom motståndet mot punktkorrosion. Kromnitrider utskiljda vid värmebehandling har också visat sig mindre sensibiliserande än motsvarande kromkarbider.Nitrogen also increases resistance to point corrosion. Chromium nitrides emitted during heat treatment have also been shown to be less sensitizing than corresponding chromium carbides.

För att till fullo utnyttja kvävets många goda egenskaper bör kvävehalten ej vara lägre än 0.1 vikts-%, företrädesvis högre än 0.15 vikts-%.In order to make full use of the many good properties of nitrogen, the nitrogen content should not be lower than 0.1% by weight, preferably higher than 0.15% by weight.

Vid mycket höga kvävehalter överskrids kvävelösligheten i smältan.At very high nitrogen contents, the nitrogen solubility in the melt is exceeded.

N-halten är därför maximerad till 0.50 vikts-%, och företrädesvis till 0.20-0.45 %. ,\ 46919 Nedan exemplifieras uppfinningen med resultat från utvecklingsarbetet.The N content is therefore maximized to 0.50% by weight, and preferably to 0.20-0.45%. The invention is exemplified below with results from the development work.

Detaljer om struktur, deformationshàrdnande mekaniska- och magnetiska egenskaper ges.Details of structure, deformation hardening mechanical and magnetic properties are given.

Försökslegeringarna nedsmältes i en högfrekvens ugn och götgjutning skedde vid ca 1600 C. Göten värmdes till ca 1200 C och varmbearbetades via smidning till stång. Därefter varmvalsades materialet till band vilka sedan släckglödgades och renbetades.The test alloys were melted in a high-frequency oven and ingot casting took place at about 1600 C. The ingot was heated to about 1200 C and hot-worked via forging into a rod. The material was then hot-rolled into strips which were then annealed and annealed.

Släckglödgningen utfördes vid ca 1080 C och släckningen skedde i vatten.The extinguishing was carried out at about 1080 C and the extinguishing took place in water.

De släckglödgade banden kallvalsades därefter till olika reduktionsgrad varvid provstavar för olika typer av prov uttogs. För att undvika temperaturvariationer och deras möjliga inverkan på tex magnetegenskaper svalnades legeringarna efter varje kallvalsningsstick till rumstemperatur. 4660919 Den kemiska sammansättningen, i vikts-%, hos legeringarna i försöksprogrammet framgår av tabell l nedan.The extinguished strips were then cold rolled to different degrees of reduction, whereby test rods for different types of samples were taken. To avoid temperature variations and their possible effect on, for example, magnetic properties, the alloys were cooled after each cold rolling stick to room temperature. 4660919 The chemical composition, in% by weight, of the alloys in the experimental program is shown in Table 1 below.

Tabell 1. Kemisk sammansättning, i vikts-%, hos försökslegeringarna. * legeringar enligt uppfinningen ** jämförande exempel Stål nr C Si Mn Cr Ni me Al N 869* .11 .69 4.29 18.52 7.12 4- -- 0.27 880* .052 .89 3.82 20.25 10.01 -- -- 0.29 866** .11 .83 1.49 18.79 9.47 -- -- 0.20 868** .085 .95 1.54 18.13 9.49 1.02 -- 0.19 873** .l6 .64 5.10 17.97 10.01 -- 1.24 0.02 AISI** 304LN .034 .59 1.35 18.56 9.50 -- -- 0.17 AISI** 305 .042 .42 1.72 18.44 11.54 -- -- 0.036 P,S < 0.030 vikts-% gäller för samtliga legeringar ovan. 166 91 I släckglödgat tillstånd uttogs prov för kontroll av ferrit respektive martensithalt samt hårdhetsmätning. Resultaten visas i tabell 2.Table 1. Chemical composition, in% by weight, of the test alloys. * alloys according to the invention ** comparative example Steel no. C Si Mn Cr Ni me Al N 869 * .11 .69 4.29 18.52 7.12 4- - 0.27 880 * .052 .89 3.82 20.25 10.01 - - 0.29 866 **. 11 .83 1.49 18.79 9.47 - - 0.20 868 ** .085 .95 1.54 18.13 9.49 1.02 - 0.19 873 ** .l6 .64 5.10 17.97 10.01 - 1.24 0.02 AISI ** 304LN .034 .59 1.35 18.56 9.50 - - 0.17 AISI ** 305 .042 .42 1.72 18.44 11.54 - - 0.036 P, S <0.030% by weight applies to all alloys above. 166 91 In an extinguished state, samples were taken to check ferrite and martensite content as well as hardness measurement. The results are shown in Table 2.

Tabell 2 Mikrostruktur för försökslegeringarna i glödgade varmvalsade Stål nr 869* 880* 866** 868** 873** AISI 304** AISI 305** Alla försökslegeringarna uppfyller kravet pà att vara fria från ferrit och martensit i släckglödgat tillstånd. Den glödgade hårdheten motsvarar ungefär den hos referensmaterialen AISI 304/305.Table 2 Microstructure for the test alloys in annealed hot-rolled steel No. 869 * 880 * 866 ** 868 ** 873 ** AISI 304 ** AISI 305 ** All test alloys meet the requirement to be free of ferrite and martensite in an extinguished annealed state. The annealed hardness roughly corresponds to that of the reference materials AISI 304/305.

Som ovan beskrivits är det mycket väsentligt att material enligt 9 band. * legeringar enligt uppfinningen ** jämförande glödgnings temperatur 1080 exempel ferrit % O O ÖÖO 0 martensit % 0 0 hårdhet HV 187 195 186 210 145 174 124 uppfinningen uppvisar ett betydande deformatíonshårdnande vid kallbearbetningsoperationer. deformatio nsgrad.As described above, it is very essential that materials according to 9 bands. * alloys according to the invention ** comparative annealing temperature 1080 example ferrite% O 0 ÖÖÖO 0 martensite% 0 0 hardness HV 187 195 186 210 145 174 124 the invention exhibits a significant deformation hardening in cold working operations. deformation nsgrad.

Tabell 3 visar hur hårdheten ökar med ökande *x 466 919 Tabell 3 Vickershárdhet hos försökslegeringarna vid ökande kalldeformationsgrad. * legeringar enligt uppfinningen ** jämförande exempel Stål 869 880 866 868 873 AISIBO4 AISI305 nr * * ** *w ** ** ** släck- ' glödgat 187 195 186 210 I45 174 124 35 % def 395 390 375 365 315 355 300 50 % def 430 427 405 405 355 385 340 75 % def 480 448 440 450 385 430 385 Samtliga försökslegeringar, utom nr 873, uppvisar ett kraftigt deformationshárdnande jämfört med referensmaterialen AISI 304/305.Table 3 shows how the hardness increases with increasing * x 466 919 Table 3 Vickers hardness of the experimental alloys with increasing degree of cold deformation. * alloys according to the invention ** comparative example Steel 869 880 866 868 873 AISIBO4 AISI305 no * * ** * w ** ** ** extinguished annealed 187 195 186 210 I45 174 124 35% def 395 390 375 365 315 355 300 50% def 430 427 405 405 355 385 340 75% def 480 448 440 450 385 430 385 All test alloys, except No. 873, show a strong deformation hardening compared to the reference materials AISI 304/305.

Legering nr 873 utmärks av en låg kvävehalt och tillsats av aluminium som med sin starka affinitet till kväve binder detta till aluminium- nitrider. Därmed hindrs kvävet från att bidraga till deformationshàrdnandet och den kallvalsade hárdheten blir förhållandevis låg.Alloy no. 873 is characterized by a low nitrogen content and the addition of aluminum, which with its strong affinity for nitrogen binds this to aluminum nitrides. This prevents the nitrogen from contributing to the deformation hardening and the cold-rolled hardness becomes relatively low.

Legeringarnas hállfasthet vid enaxlig dragprovning som funktion av kallbearbetningsgraden framgår av tabell 4, där Rp0.05 och Rp0.2 motsvarar den belastning som ger 0.05 % respektive 0.2 % kvarvarande töjning, Rm motsvarar belastningens maximivärde krafttöjningsdiagrammet och A 10 motsvarar provstavens brottförlängning. 466 919 Tabell 4. Sträckgräns, Stål nr 869* 880* 866** 868** 873** AISI** 304 AISI** 305 i: 10 legeringar enligt uppfinningen ** jämförande exempel Tillstånd 35 % reduktion so " 75 " 35 50 75 35 50 75 35 50 75 35 50 75 35 50 75 35 50 75 Rp0.05 MP8 792 1007 1082 836 1025 985 796 986 997 758 1012 979 623 866 896 683 841 910 555 841 868 Rp0.2 MPa 1062 1311 1434 1086 1288 1343 1036 1239 1356 1026 1244 1342 776 1080 1217 912 1127 1300 701 1042 1177 Rm MPa 1203 1464 1638 1208 1410 1566 1151 1366 1558 1159 1380 1548 873 1180 1390 1080 1301 1526 '791 1139 1338 brottgräns och förlängning hos försökslegeringarna.The strength of the alloys in uniaxial tensile testing as a function of the degree of cold machining is shown in Table 4, where Rp0.05 and Rp0.2 correspond to the load giving 0.05% and 0.2% residual elongation, Rm corresponds to the maximum value of the force strain diagram and A 10 corresponds to the elongation at break. 466 919 Table 4. Tensile limit, Steel no. 869 * 880 * 866 ** 868 ** 873 ** AISI ** 304 AISI ** 305 in: 10 alloys according to the invention ** comparative example Condition 35% reduction so "75" 35 50 75 35 50 75 35 50 75 35 50 75 35 50 75 35 50 75 Rp0.05 MP8 792 1007 1082 836 1025 985 796 986 997 758 1012 979 623 866 896 683 841 910 555 841 868 Rp0.2 MPa 1062 1311 1434 1086 1288 1343 1036 1239 1356 1026 1244 1342 776 1080 1217 912 1127 1300 701 1042 1177 Rm MPa 1203 1464 1638 1208 1410 1566 1151 1366 1558 1159 1380 1548 873 1180 1390 1080 1301 1526 '791 1139 1338 breaking limit and elongation of the experimental alloys.

H W uwcnxo .mun-I u1u100 .u-uwco .uu-uu .c-Owxo men: U'l fl' 15 6 5 Tabell 4 visar att med legeringarna enligt uppfinningen kan mycket höga hållfasthetsniváer erhållas vid kallbearbetning. Legeringarna 873 och AISI 305 uppvisar emellertid ett betydligt langsammare deformationshárdnande på grund av låga halter av interstitiellt lösta legeríngselement, dvs kväve och kol, kombinerat med förhållandevis höga nickelhalter. 466 919 Fjäderstål av typ SS 2331 anlöps ofta i syfte att erhålla en ytterligare höjning av de mekaniska egenskaperna. Härigenom påverkas flera viktiga fjäderegenskaper gynnsamt såsom utmattningshàllfasthet och relaxations- motstånd.H W uwcnxo .mun-I u1u100 .u-uwco .uu-uu .c-Owxo men: U'l fl '15 6 5 Table 4 shows that with the alloys according to the invention very high strength levels can be obtained in cold working. However, alloys 873 and AISI 305 exhibit significantly slower deformation hardening due to low levels of interstitially dissolved alloying elements, i.e., nitrogen and carbon, combined with relatively high nickel levels. 466 919 Spring steel of type SS 2331 was often tempered in order to obtain a further increase in the mechanical properties. As a result, several important spring properties are favorably affected, such as fatigue strength and relaxation resistance.

Tabell 5 visar effekterna av en sådan anlöpning på de mekaniska egensklaperna efter 75 % kallreduktion. Anlöpningsförsöken resulterade i optimal effekt vid en temperatur av 450 C och 2 timmars hålltid.Table 5 shows the effects of such a tempering on the mechanical properties after 75% cold reduction. The tempering experiments resulted in optimal effect at a temperature of 450 C and a 2-hour holding time.

Tabell 5 Sträckgräns, brottgräns och förlängning efter anlöpning 450 C/ 2h vid 75 % kallreduktion. Siffrorna inom parentes anger den procentuella förändringen av hàllfasthetsvärdena vid anlöpningen * legeringar enligt uppfinningen ** jämförande exempel Stål Rp0.05 Rp0.2 Rm A10 nr MPa MPa MPa % 869* 1412 1660 1840 3 (30) (16) (12) 880* 1368 1598 1740 3 (38) (19) (ll) 866** 1305 1565 1720 3' (30) (15) (10) 868** 1348 1591 1734 3 (37) (18) (12) 873** 1175 1376 1486 4 (31) (13) (07) AISI** 304 1189 1470 1644 3 (30) (13) (07) AISI** 305 1057 1260 1380 4 (21) (07) (03) Legeringarna enligt uppfinningen uppvisar en mycket god effekt av anlöpningen. Av speciell vikt är den kraftiga ökning i Rp0.05 som erhålls. Detta är det värde som bäst korrelerar med elasticitetsgränsen 12 èšéé 919 som är ett mátt på hur högt en fjäder kan belastas utan att plasticera.Table 5 Tensile strength, yield strength and elongation after tempering 450 C / 2h at 75% cold reduction. The numbers in parentheses indicate the percentage change in strength values during tempering * alloys according to the invention ** comparative example Steel Rp0.05 Rp0.2 Rm A10 no MPa MPa MPa% 869 * 1412 1660 1840 3 (30) (16) (12) 880 * 1368 1598 1740 3 (38) (19) (ll) 866 ** 1305 1565 1720 3 '(30) (15) (10) 868 ** 1348 1591 1734 3 (37) (18) (12) 873 ** 1175 1376 1486 4 (31) (13) (07) AISI ** 304 1189 1470 1644 3 (30) (13) (07) AISI ** 305 1057 1260 1380 4 (21) (07) (03) The alloys according to the invention have a very good effect of the tempering. Of particular importance is the sharp increase in Rp0.05 obtained. This is the value that best correlates with the elastic limit 12 èšéé 919 which is a measure of how high a spring can be loaded without plasticizing.

Genom höjningen i Rp0.05 kan sádeles ett större arbetsområde erhållas för en fjäder. Speciellt intressant att notera är den mycket blygsamma ökningen av brottgränsen i legeringarna 873 och AISI 304. Detta är en väsentlig nackdel då brottgränsen är det värde som erfarenhetsmässigt bäst korrelerar till utmattningshållfastheten.Due to the increase in Rp0.05, a larger working area can thus be obtained for a spring. Of particular interest is the very modest increase in the yield strength of the alloys 873 and AISI 304. This is a significant disadvantage as the yield strength is the value which, from experience, best correlates to the fatigue strength.

För ett material enligt uppfinningen är förutsättningen att, samtidigt som en hög hållfasthet kan erhållas , materialet har en så låg magnetisk permeabilitet som möjligt, dvs mycket nära l.For a material according to the invention, the precondition is that, at the same time as a high strength can be obtained, the material has as low a magnetic permeability as possible, ie very close to 1.

Tabell 6 visar den magnetiska permeabiliteten beroende pà fältstyrka för de olika legeringarna efter 75 % kallreduktion och aniöpning 450 c/ 2 h. ' LJ 466 919 Tabell 6 Permeabilitetsvärden hos försökslegeringarna. Understrukna värden anger maximal uppmätt permeabilitet. Värdet längst ned anger brottgränsen i motsvarande tillstànd. * legeringar enligt uppfinningen ** jämförande exempel Fältstyrka oersted Stål nr 869 880 866 868 873 AISI AISI * 1 1* ** ** 304** 305** 50 1.0279 l.0099 1.0346 1.0222 1.0l76 l.5231 l.0593 100 1.0392 1.0l18 1.0248 1.0584 1.0l95 l.8930 l.0666 150 1.0398 l:0ll5 l.04l3 1.07l9 l.0206 2.l056 l.0688 200 1.0402 1 0110 l.0505 1.0838 l.02l0 2.2l36 1.0729 300 l.0412 1 0099 1.0640 1 1056 l.0220 2.2258 1.0803 400 l.0433 l.0089 l.0754 1.1229 1.0234 š:l506 l.0855 500 1.0459 l.0081 1.0843 1.1294 l.0244 2.060l 1 0884 100 10100 1 0071 1 0017 Iïššš fšššš _ Yšššš 1000 13231 _ ífšššš _ _ _ _ Rm MPa 1840 1740 1720 1734 1486 1644 1380 Tabell 6 visar att det med legeringen enligt uppfinningen är möjligt att erhålla en hållfasthet överstigande 1700 eller t o m 1800 MPa kombinerat med mycket låga värden på den magnetiska permeabiliteten < 1.05.Table 6 shows the magnetic permeability depending on the field strength of the different alloys after 75% cold reduction and annealing 450 c / 2 h. 'LJ 466 919 Table 6 Permeability values of the test alloys. Underlined values indicate maximum measured permeability. The value at the bottom indicates the breaking limit in the corresponding condition. * alloys according to the invention ** comparative example Field strength oersted Steel no. 869 880 866 868 873 AISI AISI * 1 1 * ** ** 304 ** 305 ** 50 1.0279 l.0099 1.0346 1.0222 1.0l76 l.5231 l.0593 100 1.0392 1.0l18 1.0248 1.0584 1.0l95 l.8930 l.0666 150 1.0398 l: 0ll5 l.04l3 1.07l9 l.0206 2.l056 l.0688 200 1.0402 1 0110 l.0505 1.0838 l.02l0 2.2l36 1.0729 300 l.0412 1 0099 1,0640 1 1056 l.0220 2.2258 1.0803 400 l.0433 l.0089 l.0754 1.1229 1.0234 š: l506 l.0855 500 1.0459 l.0081 1.0843 1.1294 l.0244 2.060l 1 0884 100 10100 1 0071 1 0017 Iïššš fšššš _ Yšššš 1000 13231 _ ífšššš _ _ _ _ Rm MPa 1840 1740 1720 1734 1486 1644 1380 Table 6 shows that with the alloy according to the invention it is possible to obtain a strength exceeding 1700 or even 1800 MPa combined with very low values of the magnetic permeability <1.05 .

Referenslegeringarna med sammansättningar utanför uppfinningen och referensstàlen AISI 304 och AISI 305 har antingen visats vara allt för austenitinstabila, legeringarna 866, 868 och AISI 304, för att vara omagnetiska vid hög hàllfasthet eller uppvisa ett otillräckligt deformationshàrdnande, legeringarna 873 och AISI 305, för att ge tillräcklig mekanisk hàllfasthet representerande ett gott fjädermaterial.The reference alloys with compositions outside the invention and the reference steels AISI 304 and AISI 305 have either been shown to be too austenitin stable, the alloys 866, 868 and AISI 304, to be non-magnetic at high strength or to show insufficient deformation hardening, the alloys 305 and AIS to sufficient mechanical strength representing a good spring material.

Claims

.466 919 14

High-strength, non-magnetic stainless Mn-Cr-Ni is characterized by it, Weight% 0.05 - 0.25 C, 0.1 - 1.5 Si, 3.5 - 7.5 Mn, 17 - 19 Cr, 6 - 10 Ni, 0.1 - 0.50 N and the rest Fe and normally occurring impurities, -N-steel alloy, that the alloy contains in which the levels are so optimized that the austenite phase remains stable without conversion to martensite even with far-reaching reduction.

2. An alloy according to claim 1, characterized in that the austenite phase remains stable even with a cold working> 70% thickness reduction.

3. An alloy according to claim 1, characterized in that the Si content is 0.1 - 1.0 9 Oo

4. An alloy according to claim 1, characterized in that the c-content is o, o5-o.15 ß OI

5. An alloy according to claim 1, 6. characterized in that the Ni content is 6 - 9 °.

Alloy according to claim 1, characterized in that the N content is 0.15 - 0.45%, preferably 0.20 - 0.45%.

7. An alloy according to claim 1, characterized in that the Mn content is 3.5 - 5.5 9.