SE526448C2 - Kopparbaslegering och dess användning i koksande miljöer - Google Patents
Kopparbaslegering och dess användning i koksande miljöerInfo
- Publication number
- SE526448C2 SE526448C2 SE0302319A SE0302319A SE526448C2 SE 526448 C2 SE526448 C2 SE 526448C2 SE 0302319 A SE0302319 A SE 0302319A SE 0302319 A SE0302319 A SE 0302319A SE 526448 C2 SE526448 C2 SE 526448C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- weight
- alloy
- total content
- base alloy
- copper
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 84
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims description 34
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 18
- 238000009835 boiling Methods 0.000 title 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 10
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 9
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 11
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims 6
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims 3
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims 3
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000004939 coking Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010410 dusting Methods 0.000 abstract 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 7
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910017767 Cu—Al Inorganic materials 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- -1 ha fi hium Chemical compound 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229910017061 Fe Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VRAIHTAYLFXSJJ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3].[AlH3] VRAIHTAYLFXSJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- UNQHSZOIUSRWHT-UHFFFAOYSA-N aluminum molybdenum Chemical compound [Al].[Mo] UNQHSZOIUSRWHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001996 bearing alloy Substances 0.000 description 1
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 1
- BIJOYKCOMBZXAE-UHFFFAOYSA-N chromium iron nickel Chemical compound [Cr].[Fe].[Ni] BIJOYKCOMBZXAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- ZGHDMISTQPRNRG-UHFFFAOYSA-N dimolybdenum Chemical compound [Mo]#[Mo] ZGHDMISTQPRNRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si].[Si] SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/01—Alloys based on copper with aluminium as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
- C10G9/18—Apparatus
- C10G9/20—Tube furnaces
- C10G9/203—Tube furnaces chemical composition of the tubes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
25 30 526 448 sE 11884 2 Det är ett annat syfte med uppfmningen är att åstadkomma en kopparbaserad legering för användning som konstruktionskomponenter i atmosfárer som innehåller CO, och/eller atmosfárer som innehåller kolväte, processer som innehåller fast kol, eller processer som innehåller ammoniak och/eller andra reaktiva kvävefóreníngar, så väl som produkter bildade från sådana legeringar.
KORT BESKRIVNING AV FIGURERNA Figur 1 visar likvidus-temperatiiren (1) och Solidus-temperaturen (2) som funktion av molybdenhalten för ett Cu-8,7Al-brons, som i det rena Cu- Al-systemet kallas ß.
Figur 2 visar likvidus-temperaturen (1) och Solidus-temperaturen (2) som funktion av wolfranihalten för en Cu-8,7Al-brons, som i det rena Cu- Al-systemet kallas ß.
DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Dessa syften är uppfyllda med en legering såsom beskriven i det följande vilken har följande sammansättning (i vikt-%): Al 4- 15 Si 0,1 -6 Mo 0,5 -40 W 0-40 Där totalhalten av Mo och W inte överstiger 40%, En eller flera i gruppen av sällsynta jordartsmetaller (REM), såsom yttrium, hafiiium, zirkonium, lantan och/eller cerium upp till 0,3 vikt-% av varje grundämne, eller en totalhalt på maximalt 3,0 vikt-%.
Cu och normalt förekommande legeringstillsatser och föroreningar balanserar legeringen.
Nedan beskrivs och specificeras effekterna av olika legeringselement i den korrosionsbeständiga legeringen. 10 15 20 25 30 526 448 3 SE 11884 Aluminium Aluminium ska tillsättas för sin förmåga att bilda ett skyddande aluminiumoxid skikt på legeringens yta i temperatur-intervallet 300°C till 1300°C även i miljöer som uteslutande innehåller spår av syre. Aluminium bör tillsättas i en mängd upp till 15 vikt-%, företrädesvis upp till 13 vikt-%, men inte mindre än 4 vikt-%.
Kisel Kisel kan användas för att främja den skyddande effekten av aluminium i denna typ av legering genom att bilda aluminiumsilikat, som har en högre bildningstakt jämfört med ren aluminiumoxid. I denna typ av legering är den lägre starttemperaturen för bildningen av en skyddande oxid gynnsam. Därför kan kisel tillsättas legeringen för att förbättra oxidbildningen vid låga temperaturer. Således är det speciellt gynnsamt för material som ska användas i temperaturintervallet 300-900°C att legeras med kisel med en halt upp till 6 vikt-%, företrädesvis upp till 4 vikt-%, mest företrädesvis mellan 1,5 vikt-% och 4 vikt-% och inte mindre än O,l%. Om legeringen kommer att användas i temperaturer över 900°C är kiselhalten gynnsam för oxidationsmotstånd, men även en legering som inte innehåller kisel bildar en skyddande alurniniumoxid och därför bör kiselhalten vara upp till 6 vikt-%, företrädesvis 0,1 - 3 vikt-%.
Nickel, järn, kobolt och mangan Övergångsmetaller, speciellt järn, nickel och kobolt, är kända för att ha en stark katalytisk effekt på bildningen av koks. Aluminiumoxidskiktets skyddande förmåga, som kommer att bildas på legeringsytan, möjliggör däremot att proportionellt höga nivåer av dessa grundämnen kan tillåtas, men inte mer än en totalhalt av 5 vikt-% järn, mangan, nickel och kobolt.
Molybden Molybden kan användas för att stabilisera högtemperatur-betafasen i ett aluminiumbrons för att förbättra dess mekaniska hållfast vid ökade temperaturer från cirka 600°C och ökar respektive höjer smältpunkten upp till 1300°C, beroende på molybdenhalten. Beroende på Al-halten har en ren Cu-Al-legering med Al-halten i det föredragna intervallet såsom nämnts ovan en smältpunkt mellan l040°C och l070°C. 10 15 20 25 30 526 448 4 SE 11884 Därför kommer ett Cu-baserat aluminiumbrons i betafasen, vilket innehåller 0,5 till 40 vikt-% av molybden att ha en smältpunkt mellan l040°C till l300°C beroende på molybden- och aluminiumhalten. För att öka legeringssystemets smältpunkt kommer en molybdentillsats av 10 vikt-% ge en smältpunkt på ll00°C, medan en tillsats av molybden av t.ex. 22 vikt-% kommer att öka betafas-aluminiumbronsets smältpunkt upp till l200°C, medan en tillsats av molybden av t.ex. 40 vikt-% kommer att resultera i en smältpunkt på l300°C. Molybden kan delvis eller helt ersättas av wolfram. Totalhalten av Mo+W ska inte överstiga 40 vikt-%.
Wolfram I detta legeringssystem har wolfram samma egenskaper som molybden såtillvida att det skulle stabilisera betafasen och, således, öka legeringens smältpunkt. Däremot kan wolfram ersätta molybden, även om dess stabiliserande effekt är något svagare. Det kan därför tillsättas i en halt av 0 till 40 vikt-%. Totalhalten av Mo + W ska ej överstiga 40 vikt-%.
Reaktiva tillsatser För att ytterligare öka oxidationsresistansen vid högre temperaturer är det vanligt att tillsätta en viss mängd av reaktiva ämnen, såsom sällsynta jordartsmetaller (REM), t.ex. yttrium, hafnium, zirkonium, lantan och/eller cerium. Ett eller flera i denna grupp av ämnen bör tillsättas i en mängd som inte överstiger 1,0 vikt-% per grundämne.
Dessa ämnens totalhalt bör inte överstiga 3,0 vikt-%, företrädesvis inte överstiga 0,5 vikt-%.
Koppar Huvudkomponenten, som utgör återstoden av legeringen enligt föreliggande uppfirming, är koppar. Tidigare har det inte varit möjligt att använda koppar eller kopparrika legeringar i applikationer som påträffar högre temperaturer (>200°C), på grund av dess höga oxidationstakt i kontakt med syrerika atmosfären Föreliggande uppfinning kommer att bilda en skyddande aluminiumoxid vid förhöjda temperaturer i syreinnehållande atmosfären Koppar är känd för att vara resistent eller immun mot katalytisk aktivitet och koksning, och därför bör kopparhalten hållas så hög som 10 15 20 25 30 526 448 5 SE 11884 möjligt. Legeringen innehåller upp till 96 vikt-% Cu, men åtminstone 38 vikt-% Cu, företrädesvis åtminstone 47 vikt-%, helst åtminstone 63 vikt-% Cu.
Vidare innefattar legeringen normalt förekommande legeringstillsatser och föroreningar.
Den föreliggande uppfinningens legering kommer att produceras genom att legera en Cu-Al-legering med Mo och /eller W på ovanbeskrivna sätt och med ovan beskrivna innehåll av nänmda ämnen.
Legeringen enligt den föreliggande uppfinningen kan användas som konstruktionskornponenter i atmosfárer som innehåller CO, och/eller atmosfärer som innehåller kolväten, processer innehållande fast kol, eller processer som innehåller ammoniak och/eller andra reaktiva kvävefóreningar, såväl som produkter bildade ur sådana legeringar. Exempel på sådana högtemperaturprocesser är: omformning av naturgas, krackning av kolväten för produktion av t.ex. etylen och propylen, anlöpningsprocesser där krackad ammoniak används som skyddande gas.
Legeringen enligt föreliggande uppfinning kan bearbetas till konstruktionsmaterial i form av rör, rörledningar, plåt, band och tråd eller användas i form av beläggning på en eller flera ytor hos andra vanligtvis använda konstruktionsmaterial i nånmda former.
BESKRIVNING Av FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNNGEN EXEMPEL 1: Koksbildning vid 1000°C i 83vol-% CO + 17vo1-% H2 En laboratorieexponering utfördes i en rörugn i en starkt iörkolande atmosfär. Den relativa tendensen till koksbildning vid 1000°C utvärderades mellan rostfritt stål av standard kvalitet och flera Cu-baserade legeringar. De undersökta materialens kemiska sammansättningar visas i tabell 1. 10 15 20 526 448 sE11ss4 6 Tabell 1 visar de undersökta materialens kemiska sammansättningar, där Legering 800HT är jämförande exempel. Exempel 2 till 7 är Cu-baserade material enligt föreliggande uppfinning. Alla halter är angivna i vikt-%.
Tabell l Exempel Cr Ni Fe Co REM Ti A1 III' Legering 20.4 30.10 0.05 0.009 0.73 0.53 0.5 800HT 2 0.5 3.5 10.5 1.1 10.2 4.9 8.8 2.1 81 0.021 0.022 0.012 0.075 12.2 'QQUI-àbà - 4,95 <0.0l 9.6 Testmaterialet togs från gjutet material och skars till rektangulär form med ungefärliga dimensioner l0x15x 3mm och slutligen fiamställd genom slipning till 600 mesh. Före testen rengjordes proven i aceton och placerades sedan i den kalla ugnen.
För att uppnå ett lågt partialtryck för syre spolades rent väte genom ugnen under tre timmar före införande av reaktionsgasen och upphettning till testtemperatur.
Laboratorieexponering utfördes vid 1000°C/ 100 h i en kvartsrörsugn med en diameter på 25 mm. Gasflödeshastigheten var 250 ml/min vilket motsvarar en gashastighet över provet på 9 mm/s. Temperaturen stabiliserade sig vid 1000°C efter 30 minuters upphettrring. Reaktionsgasen hade en ingångssammansättning av 83vo1- %CO+17%vol-H2.
Resultaten presenteras i tabell 2 vilken visar viktölcningen på grund av koks/grafitbildningen vid 1000°C på provytan efter l00h. Som jämförande exempel testades ett prov av Legering 800HT.
Cu 0.5 <0.5 Bal.
Bal.
Bal.
Bal.
Bal.
Bal. 10 15 20 25 526 448 7 SE 11884 Tabell 2 Material Koks bildning vid l0O0°C: [m mz/iooh] l Legering 800HT 5.2 2 Cu-l0.5Al-3.5Fe 1.0 3 Cu-l0Al-lMo 0.3 4 Cu-9Al-5Mo 0.3 5 Cu-8A1-2Si O 6 Cu-l2Al-Si-La 0 7 Cu-lOAl-5Co 0.5 Såsom visas i tabell 2 uppvisar inte CuAlSi-legeringama, legering 5 och 6, någon koksbildning, vilket kan detekteras av det nakna ögat, men dessa typer av legeringar är begränsade till måttliga temperaturer på grund av deras låg smälttemperaturer (< 960°C). Molybdenlegerade aluminiumbrons har högre smältpunkter som bibehåller en låg koksningshastighet jämfört med kommersiella stållegeringar som Legering 800HT.
EXEMPEL 2 Fackmarmen inser att legeringen enligt föreliggande uppfinning kan behöva en lastbärare vid förhöjda temperaturer, d.v.s. ternperaturer över cirka 400°C. Med denna anledning kan den föreliggande uppfinningen bearbetas till en komponent i en komposit- eller bimetallisk kompositlösning, vilken kommer att användas som konstruktionsmaterial i de olika formerna som nämndes ovan. Den senare är särskilt aktuell om legeringen har låga halter av molybden och wolfram. I sammansättningarna med höga halter av molybden och/eller wolfram är den högsta temperaturen, där legeringen kan användas utan någon lastbärare, betydligt högre.
Legeringen enligt föreliggande uppfinning kan bearbetas till konstruktionsmaterial i form av rör, rörledningar, plåt, band och tråd. Om så krävs kan en starkare legering produceras i form av rör eller plåt eller band, där den lastbärande legeringen är belagd på en eller flera ytor med legeringen enligt föreliggande uppfmning. Några av metoderna, som kan användas for att producera en kompositlösning av legeringen och 10 15 20 25 30 526 448 8 SE 11884 en lastbärare är samextrusion, sammansvetsning, samdragning och krympning av ett rör på den lastbärande komponenten och ett yttre och/eller inre legeringsrör enligt föreliggande uppfinning, möjligen följt av värmebehandling för att erhålla en metallurgisk bindning mellan komponenterna. En liknande metod vid plåt- eller bandproduktionen är att varm- eller kallvalsa tvâ eller flera plåtar eller band tillsammans. Kompositplåtar eller -rör kan också produceras genom explosionssvetsning av två eller flera olika plåtar eller rör av en lastbärare och legeringen enligt föreliggande uppfinning. En yttre och/eller inre komponent kan också appliceras på en lastbärare med hjälp av en pulvermetallurgisk teknik, såsom HIP (flot i_sostatic Bressing) eller CIP (Qold Lsostatic Bressing). I dessa fall kan lastbäraren vara i form av rör, rörledningar, plåt, band eller tråd eller annan lämplig form. Efter pressning kommer den bildade kompositen att bearbetas vidare genom t. ex. varmextrusion och/eller svetsning, dragning och smidning.
Andra metoder för framställning av kompositmaterial är gasfasdeponering av koppar, aluminium, molybden och/eller wolfiam genom t.ex. förångning, sats cementering, sputtring, chemical vapour deposition (CVD), physical vapour deposition (PVD) eller andra metoder. Aluminium-molybdenbrons kan också deponeras på lastbärare n tex. genom doppning i en smälta eller genom påläggssvetsning. Dessa metoder är möjliga att använda för att producera alla av ovannämnda produktforrner. Olika beläggningsmetoder kan användas för att förse legeringen med koppar, molybden och aluminium. I sådana fall fordras en sista värmebehandling för att homogenisera legeringen med syftet att behålla dess korrosionsegenskaper.
Kompositband eller kompositplåtar, producerade såsom ovan beskrivet kan sammansvetsas till längssvetsade eller spiralsvetsade kompositrör med legeringen enligt uppfinningen på den inre och/eller utsidan av röret.
Lämpliga lastbärare i ovannämnda produktfonner är sådana högtemperaturlegeringar, som idag används i det verkliga temperaturintervallet. Detta berör för temperaturer lägre än 700°C martensitiska eller bainitiska eller ferritiska järnlegeringar med tillsatser av t.ex. krom, molybden, vanadin, niob, wolfram, kol och/eller kväve för att erhålla en mekanisk hållfasthet vid hög temperatur. Vid temperaturer över cirka 10 15 20 526 448 9 SE 11884 500°C är det vanligt att som lastbärare använda austenitiska järn-krom- nickellegeringar, som möjligen är mekaniskt förstärkta genom att legera med t.ex. molybden, vanadin, niob, wolfram, kol och/eller kväve. I båda gruppema av legeringar är krom och ibland aluminium och/eller kisel använda för att ge lastbäraren ett förbättrat korrosionsmotstånd. I de fall när legeringen enligt uppfinningen deponerats på båda ytorna av en sådan lastbärare, kommer legeringen enligt uppfinningen stå för det korrosionsmotständ som fordras. Men det innebär att legeringar vars maximala användningstemperatur i andra applikationer är begränsad av korrosionsmotståndet kan användas som lastbärare vid högre temperaturer än annars. I de fallen, där legeringen enligt uppfinningen endast är deponerad på en yta av lastbäraren, är det nödvändigt att lastbäraren i sig själv har ett tillräckligt korrosionsmotstånd i miljön som dess obehandlade yta är utsatt för.
EXEMPEL 3 I figur 1 presenteras en del av ett fasdiagram för systemet Cu-Mo-W-Al beräknat med Thermo-calc för en given Al-halt av 8,7 %. Figur 1 visar solidus/likvidus temperaturerna beräknade som funktioner av halten molybden. Figur 2 visar solidus/likvidus temperaturerna beräknade som funktioner av wolframhalten. Det är tydligt från figurema att Mo och W delvis eller helt kan ersätta varandra i legeringen, med avseende på effekterna på legexingens smältpunkt.
Claims (10)
1. Kopparbaslegering, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda har en smältpunkt på åtminstone 1000°C och har följande sammansättning (alla halter i vikt-%): A1 4 - 15 Si 0,1 - 6 Mo 0,5 -40 W 0 - 40 Där totalhalten av Mo och W inte överstiger 40%, En eller flera i gruppen av sällsynta jordartsmetaller (REM), såsom yttrium, hafnium, zirkonium, lantan och/eller cerium upp till 0,3 vikt-% av varje grundämne, eller en totalhalt av maximalt 3,0 vikt-%. Cu och normalt förekommande legeringstillsatser och föroreningar som balanserar legeringen.
2. Kopparbaslegering enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda legering har en smältpunkt på åtminstone ll00°C och har följande sammansättning (alla halter i vikt-%): A1 4 - 15 Si 0,1 ~ 6 Mo 10 - 40 W 0 - 40 Där totalhalten av Mo och W inte överstiger 40%, En eller fler i gruppen av sällsynta jordartsmetaller (REM), såsom yttrium, hafnium, zirkonium, lantan och/eller cerium upp till 0,3 vikt-% av varje grundämne, eller en totalhalt av maximalt 3,0 vikt-%. Cu och normalt förekommande legeringstillsatser och föroreningar som balanserar legeringen. 10 15 20 25 30 526 448 5511884 11
3. Kopparbaslegering enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda legering har en smältpunkt på åtminstone 1200°C och har följande sammansättning (alla halter i vikt-%): Al 4 - 15 Si 0,1 - 6 Mo 22 - 40 W 0 - 40 Där totalhalten av Mo och W inte överstiger 40%, En eller fler i gruppen av sällsynta jordartsmetaller (REM), såsom yttrium, hafnium, zirkonium, lantan och/eller cerium upp till 0,3 vikt-% av varje grundämne, eller en totalhalt av maximalt 3,0 vikt-%. Cu och normalt förekommande legeringstillsatser och föroreningar som balanserar legeringen.
4. Kopparbaslegering enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda legering har en srnältpunkt på åtminstone l300°C och har följande sammansättning (alla halter i vikt-%): A1 4 - 15 Si 0,1 - 6 Mo 40 W 0 - 40 Där totalhalten av Mo och W inte överstiger 40%, En eller fler i gruppen av sällsynta jordartsmetaller (REM), såsom yttrium, hafnium, zirkonium, lantan och/eller cerium upp till 0,3 vikt-% av varje grundämne, eller en totalhalt av maximalt 3,0 vikt-%. Cu och normalt förekommande legeringstillsatser och föroreningar som balanserar legeringen. 10 15 20 25 30 526 448 ,, SE 11884
5. Kopparbaslegering enligt krav 1 till 4, k a r a k t ä ri s e r a d av att nämnda legering innefattar upp till 15 vikt-% Al, företrädesvis upp till 13 vikt-% Al, men åtminstone 4 vikt-% Al och återstoden Cu och normalt förekommande legeringstillsatser och föroreningar.
6. Kopparbaslegering enligt krav l till 5, ka r a k t ä ri s e r a d av att nämnda legering innefattar 0,1 till 6 vikt-% Si, företrädesvis 1,5 till 3 vikt-% Si och återstoden Cu och normalt förekommande legeringstillsatser och föroreningar.
7. Kopparbaslegering enligt något av föregående krav, k a r a k t ä r i s e r a d av att nämnda legering innefattar en eller flera av gruppen sällsynta jordartsmetaller (REM), såsom yttrium, hafnium, zirkonium, lantan och/eller cerium i en halt upp till 0,3 vikt- % var, eller en totalhalt av maximalt 3,0 vikt-%.
8. Kopparbaslegering enligt något av föregående krav, k a r a k t ä r i s e r a d av att nämnda legering är resistent mot oxidation i atmosfárer som innehåller CO och/eller H20 och/eller atmosfärer som innehåller kolväte eller processer som innehåller fast kol, till exempel, förgasning av fast kolhaltigt material, termisk sönderdelning av kolväten och katalytisk omformning, särskilt katalytisk omfornming under läg- svavelhaltiga betingelser, och låg-svavelhaltiga samt låg-vattenhaltiga betingelser.
9. Användning av en kopparbaslegering enligt något av föregående krav som en komponent i ett kompositrnaterial i form av rör, rörledningar, plåt, band och tråd i atmosfärer som innehåller CO och/eller atrnosfárer som innehåller kolväte eller processer som innehåller fast kol, till exempel, förgasning av fast kolhaltigt material, termisk sönderdelning av kolväten och katalytisk omformning, särskilt katalytisk omformning under låg-svavelhaltiga betingelser, och låg-svavelhaltiga samt låg- vattenhaltiga betingelser.
10. Användning av en kopparbaslegering enligt något av föregående krav som en komponent i ett kompositmaterial. l0 15 sE11ss4 13 l 1. Användning av en kopparbaslegering som innehåller (i vikt-%): Al 4 - 15 Si 0,1 -6 Mo 0,5 -40 W 0-40 Där totalhalten av Mo och W inte överstiger 40%, En eller fler i gruppen av sällsynta jordartsmetaller (REM), såsom yttrium, hafnium, zirkonium, lantan och/eller cerium upp till 0,3 vikt-% av varje grundårrme, eller en totalhalt av maximalt 3,0 vikt-%. Återstoden av Cu och normalt förekommande legeringstillsatser och föroreningar i atmosfárer som innehåller CO och/eller atmosfárer som innehåller kolväte eller processer som innehåller fast kol, till exempel, fórgasning av fast kolhaltigt material, termisk sönderdelning av kolväten och katalytisk omforrnning, särskilt katalytisk omformning under låg-svavelhaltiga betingelser, och låg-svavelhaltiga samt låg- vattenhaltiga betingelser och vid temperaturer över l000°C.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0302319A SE526448C2 (sv) | 2003-08-28 | 2003-08-28 | Kopparbaslegering och dess användning i koksande miljöer |
| PCT/SE2004/001170 WO2005021813A1 (en) | 2003-08-28 | 2004-08-09 | Metal dusting resistant copper-base alloy and its use |
| US10/921,888 US7186370B2 (en) | 2003-08-28 | 2004-08-20 | Copper-base alloy and its use |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0302319A SE526448C2 (sv) | 2003-08-28 | 2003-08-28 | Kopparbaslegering och dess användning i koksande miljöer |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0302319D0 SE0302319D0 (sv) | 2003-08-28 |
| SE0302319L SE0302319L (sv) | 2005-03-01 |
| SE526448C2 true SE526448C2 (sv) | 2005-09-20 |
Family
ID=28673213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0302319A SE526448C2 (sv) | 2003-08-28 | 2003-08-28 | Kopparbaslegering och dess användning i koksande miljöer |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7186370B2 (sv) |
| SE (1) | SE526448C2 (sv) |
| WO (1) | WO2005021813A1 (sv) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE526673C2 (sv) * | 2003-08-28 | 2005-10-25 | Sandvik Intellectual Property | Användning av en metallförstoftningsresistent kopparlegering |
| US7458495B2 (en) * | 2004-10-13 | 2008-12-02 | Asm Assembly Automation Ltd. | Flip chip bonding tool |
| US20070104974A1 (en) * | 2005-06-01 | 2007-05-10 | University Of Chicago | Nickel based alloys to prevent metal dusting degradation |
| RU2628721C1 (ru) * | 2016-10-31 | 2017-08-21 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сплав на основе меди |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1068305A (fr) * | 1952-12-13 | 1954-06-24 | Pechiney | Appareillage pour la fabrication de l'urée |
| US4071359A (en) * | 1976-03-31 | 1978-01-31 | Olin Corporation | Copper base alloys |
| JPS5684789A (en) * | 1979-12-13 | 1981-07-10 | Toyo Eng Corp | High-temperature treatment of hydrocarbon-containing material |
| JP2556114B2 (ja) * | 1988-10-26 | 1996-11-20 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐摩耗性のすぐれた高強度高靭性Ｃｕ基焼結合金 |
| JPH02166246A (ja) * | 1988-12-20 | 1990-06-26 | Mitsubishi Metal Corp | 銅合金製変速機用シンクロナイザーリング |
| JPH03291343A (ja) * | 1990-04-06 | 1991-12-20 | Chuetsu Gokin Chuko Kk | 耐摩耗性銅合金 |
| US5445686A (en) * | 1990-04-09 | 1995-08-29 | Nippon Steel Corporation | Fe-Cu alloy sheet having an alloy structure of high uniformity |
| JPH083133B2 (ja) * | 1990-07-12 | 1996-01-17 | 日立粉末冶金株式会社 | 船外機用バルブシート材およびその製造方法 |
| SA94150056B1 (ar) * | 1993-01-04 | 2005-10-15 | شيفرون ريسيرتش أند تكنولوجي كمبني | عمليات لإزالة الألكلة الهيدروجينية hydrodealkylation |
| JPH10158766A (ja) * | 1996-11-29 | 1998-06-16 | Miyoshi Gokin Kogyo Kk | 耐熱・耐摩耗性銅合金 |
| JP4274507B2 (ja) | 2000-03-02 | 2009-06-10 | 中越合金鋳工株式会社 | 製壜用アルミ青銅合金 |
| US6737175B2 (en) * | 2001-08-03 | 2004-05-18 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Metal dusting resistant copper based alloy surfaces |
| SE525460C2 (sv) * | 2002-02-28 | 2005-02-22 | Sandvik Ab | Användning av en kopparlegering i uppkolande miljöer |
| SE526673C2 (sv) * | 2003-08-28 | 2005-10-25 | Sandvik Intellectual Property | Användning av en metallförstoftningsresistent kopparlegering |
-
2003
- 2003-08-28 SE SE0302319A patent/SE526448C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-08-09 WO PCT/SE2004/001170 patent/WO2005021813A1/en active Application Filing
- 2004-08-20 US US10/921,888 patent/US7186370B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE0302319L (sv) | 2005-03-01 |
| US20050079091A1 (en) | 2005-04-14 |
| WO2005021813A1 (en) | 2005-03-10 |
| SE0302319D0 (sv) | 2003-08-28 |
| US7186370B2 (en) | 2007-03-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2605022C1 (ru) | Хромоникелевый сплав с хорошими показателями обрабатываемости, предела ползучести и коррозионной стойкости | |
| RU2599324C2 (ru) | Хромоникелевоалюминиевый сплав с хорошими показателями обрабатываемости, предела ползучести и коррозионной стойкости | |
| JP4329883B1 (ja) | 耐浸炭性金属材料 | |
| JP5177330B1 (ja) | 耐浸炭性金属材料 | |
| WO2002103072A1 (en) | Metal material having good resistance to metal dusting | |
| WO2018003887A1 (ja) | オーステナイト合金材およびオーステナイト合金管 | |
| US11162160B2 (en) | Use of a nickel-chromium-iron-aluminum alloy | |
| WO2007080856A1 (ja) | 耐メタルダスティング性に優れた金属材料 | |
| JP4692289B2 (ja) | 耐メタルダスティング性に優れた金属材料 | |
| MXPA04008333A (es) | Aleacion basada en cobre resistente contra la desintegracion metalica y su uso. | |
| JP4280898B2 (ja) | 高温強度に優れた耐メタルダスティング金属材料 | |
| JP4687467B2 (ja) | 加工性及び耐メタルダスティング性に優れた金属材料 | |
| CN113088830B (zh) | 铁素体合金 | |
| JP2008214734A (ja) | 耐メタルダスティング性に優れた金属材料 | |
| SE526448C2 (sv) | Kopparbaslegering och dess användning i koksande miljöer | |
| JP6844486B2 (ja) | オーステナイト合金材の製造方法 | |
| JPH0533091A (ja) | ニツケル基耐熱合金 | |
| CA2152634C (en) | High temperature forgeable alloy | |
| Erdős et al. | Temperature dependence of the yield strength of heat-resistant steels | |
| JPH093578A (ja) | 耐炭素析出性に優れた合金および炭素析出抑制密着二重管 | |
| JPH03281755A (ja) | 耐浸炭性と耐コーキング性に優れる高強度耐熱合金 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |