UA112886C2 - Аустенітний сплав - Google Patents

Аустенітний сплав Download PDF

Info

Publication number
UA112886C2
UA112886C2 UAA201409161A UAA201409161A UA112886C2 UA 112886 C2 UA112886 C2 UA 112886C2 UA A201409161 A UAA201409161 A UA A201409161A UA A201409161 A UAA201409161 A UA A201409161A UA 112886 C2 UA112886 C2 UA 112886C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
alloy according
alloys
austenitic alloy
resistance
alloy
Prior art date
Application number
UAA201409161A
Other languages
English (en)
Inventor
Гоцай ЧАЙ
Ян Хегберг
Софія Окессон
Урбан Форсберг
Original Assignee
Сандвік Інтеллекчуал Проперті Аб
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сандвік Інтеллекчуал Проперті Аб filed Critical Сандвік Інтеллекчуал Проперті Аб
Publication of UA112886C2 publication Critical patent/UA112886C2/uk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/053Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 30% but less than 40%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C30/00Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C22C30/02Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C30/00Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/04Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler and characterised by material, e.g. use of special steel alloy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001Austenite

Abstract

Аустенітний сплав, який складається з, мас. %: С - 0,01-0,05; Si - 0,05-0,80; Мn - 1,5-2; Сr - 26-34,5; Ni - 30-35; Мо - 3-4; Сu - 0,5-1,5; N - 0,05-0,15; V - ≤0,15, баланс Fe і неминучі домішки, які характеризуються тим, що 40 ≤ %Ni + 100* %N ≤ 50.

Description

Галузь техніки
Даний винахід стосується аустенітного сплаву згідно з обмежувальною частиною пункту 1 формули винаходу. Винахід також стосується деталі для сміттєспалювального заводу, яка містить аустенітний сплав за винаходом.
Передумови створення винаходу
Вироблення електроенергії, що базується на згорянні біомаси, вважається як раціональним, так і нейтральним щодо вивільнення вуглецю і стає все більш важливим джерелом енергії.
Проблема згоряння біомаси полягає в тому, що продукти згоряння широкого ряду рослинних палив, що використовуються, є корозійними і можуть бути причиною відкладень на деталях енергетичної установки, яка працює на біомасі. Основній загрозі піддаються пароперегрівачі, підігрівники і випарники в енергетичних установках, які працюють на біомасі, а також стандартні парові котли. Подальша проблема з енергетичними установками, які працюють на біомасі, полягає в тому, що матеріали, з яких зроблені деталі, починають деформуватися через високу температуру і тиск в енергетичній установці. Сьогодні, енергетичні установки, які працюють на біомасі, функціонують при тиску 150-200 бар і при температурі 500-550". Вважається, що у майбутньому температура в енергетичних установках, які працюють на біомасі, буде навіть вищою ніж зараз, і досягатиме 600-6507С. Таким чином, вимагаються більш високі стандарти щодо стійкості до високотемпературної корозії та опору деформації структурних елементів енергетичної установки.
Були зроблені спроби збільшити корозійну стійкість сталі. Наприклад, в патентних документах 54876065 і ММО0190432 описуються сорти сталі, які призначені для використання в корозійному середовищі в нафтогазовій промисловості.
Подальші дослідження встановили, що аустенітна нержавіюча сталь з високим вмістом Мо демонструє високу стійкість до високотемпературної корозії: датез К. Кеїзієег, Сак гідде Маїйіопа!
Іарогаюгу, МАСЕ Соітовіоп 2010, Мо 10081.
Проте, ці сталі не проявляють достатній рівень опору деформації, щоб бтуи придатними для енергетичних установок, які працюють на біомасі.
Таким чином, головна мета даного винаходу - це отримання аустенітного сплаву, який проявляє високу стійкість до високотемпературної корозії та високий опір деформації. Також
Зо метою даного винаходу є отримання деталей для паротурбінної електростанції, які містять в собі такий сплав за винаходом.
Суть винаходу
Згідно з винаходом, мета досягається за допомогою аустенітного сплаву, який складається з наступного (ваг.9Ув):
С: 0,01-0,05 зі: 0,05-0,80
Мп: 1,5-2
Се: 26-34,5
Мі: 30-35
Мо: 3-4 би: 0,5-1,5
М: 0,05-0,15
М: - 0,15
Баланс Ге і постійні домішки, який характеризується тим, що х 95Мі - 1007 95М х 50
Аустенітний сплав за винаходом має високу стійкість до високотемпературної корозії, особливо стійкий проти корозії вогневої сторони. Урівноважуючи додавання нікелю і азоту в сплаві, щоб задовольняти 40 х 90Мі - 1007 95М х 50, в сплаві досягається високий опір 40 деформації і висока пластичність. Висока стійкість до високотемпературної корозії разом з високим опором деформації робить аустенітний сплав за винаходом придатним як матеріал для структурних частин парових котлів. Аустенітний сплав за винаходом особливо підходить для застосування в енергетичних установках, які працюють на біомасі, які експлуатуються в корозійних умовах при високому тиску і температурах.
Бажано, щоб вищезгаданий аустенітний сплав задовольняв вимоги: 40 х 90Мі - 1007 95М х 45. В такому випадку сплав демонструє дуже високий деформаційний опір та високий рівень пластичності. Такі характеристики вигідні для застосування в парових котлах, оскільки вони дозволяють високий рівень термопластичного розширення і усадки матеріалу протягом початку та кінця роботи бойлера. Таким чином, матеріал може піддаватися циклічному нагріванню і охолодженню без можливого утворення тріщин.
Бажано, щоб вміст кремнію (5і) в аустенітному сплаві складав 0,3-0,55 ваг.95. Таким чином,
дуже високий рівень деформаційного опору в сплаві досягається завдяки мінімальному утворенню крихкої сигма-фази і мінімальному утворенню кисневмісних украплень.
Бажано, щоб вміст вуглецю (С) у вищезгаданому аустенітному сплаві складав 0,01-0,018 ваг.уо, щоб оптимізувати стійкість до корозії.
Винахід також стосується деталі для сміттєспалювального заводу, бажано енергетичної установки, яка працює на біомасі або парових котлів на біомасі, які вміщують в себе аустенітний сплав за винаходом.
Вищезгадана деталь може бути пароперегрівачем, підігрівником або випарником, бажано, трубкою такого пароперегрівача, підігрівника або випарника, в якому, при використанні, деталь піддається дії димових газів і підвищеної температури. Таким чином, як альтернатива, винахід може визначатись як сміттєспалювальний завод, бажано енергетична установка, яка працює на біомасі, яка містить в собі бойлер, бажано паровий котел на біомасі, вміщує в себе деталь, бажано трубку пароперегрівача, трубку підігрівника або трубку випарника, яка закріплена в бойлері та піддається дії димових газів і високої температури, які виробляються в наслідок цього вищезгаданим бойлером протягом функціонування, де вищезгадана деталь вміщує в себе сплав, згідно з винаходом.
Опис винаходу
Аустенітний сплав за винаходом складається з наступних елементів:
Вуглець (С)
Вуглець це елемент, який стабілізує аустеніт, тому його потрібно додавати в сплав за винаходом у кількості як мінімум 0,01 ваг.9Уо. Надалі вуглець відіграє важливу роль для збільшення деформаційного опору матеріалу, утворюючи карбонітриди. Хоча, за умов наявності хрому, вуглець утворює карбіди хрому, які збільшують ризик міжгранулярної корозії. Але завеликий вміст хрому надалі зменшує зварюваність. Щоб мінімізувати утворення карбідів хрому, і щоб забезпечити високий рівень зварюваності, вміст вуглецю не повинен перебільшувати 0,05 ваг.9У5ь. Щоб перешкоджати утворенню карбідів хрому і надалі, вміст вуглецю бажано повинен бути в межах 0,01-0,018 ваг.9о.
Кремній (51)
Кремній використовується як розкиснювальний елемент у виготовленні сталі. Проте,
Зо високий вміст кремнію шкодить зварюваності. Щоб забезпечити низький рівень кисню в сталі і таким чином забезпечити низький рівень украплень, вміст кремнію повинен бути щонайменше 0,05 ваг.95. Проте, вміст кремнію не повинен перебільшувати 0,80 ваг.9У5, щоб забезпечити зварюваність сталі. Було виявлено, що коли вміст кремнію знаходиться в межах 0,30-0,55 ваг.90о, у сплаві за винаходом досягається дуже високий рівень деформаційного опору. Вважається, що утворення сигма-фази збільшується коли рівень кремнію перевищує 0,55 ваг.95. Сигма-фаза зменшує пластичність винайденого сплаву і таким чином і деформаційний опір. При вмісті нижче 0,30 ваг.9юо деформаційний опір зменшується через збільшене утворення кисневмісних украплень.
Марганець (Мп)
Марганець, як і кремній, це розкиснювальний елемент, він також є ефективним для покращення роботи при високих температурах. Максимальний вміст марганцю повинен бути обмежений, щоб контролювати пластичність і в'язкість винайденого сплаву при кімнатній температурі. Таким чином, вміст марганцю повинен бути в межах 1,50-2,0 ваг.9о.
Хром (Ст)
Хром це ефективний елемент для покращення стійкості проти корозії вогневої сторони і проти окиснення парів води. Щоб досягти достатнього рівня стійкості проти окиснення в парах води для використання як, наприклад, трубки бойлера в енергетичній установці для згоряння біомаси, вміст хрому повинен складати як мінімум 2695. Проте, якщо вміст хрому вищий ніж 34,595, також потрібно збільшувати вміст нікелю, тому що високий вміст хрому може збільшити ризик утворення інтерметалевих фаз, таких як сигма-фаза. Таким чином, вміст хрому повинен бути в межах 26,0-34,5 ваг.9о. У випадку даного винаходу дуже сприятливі фізичні властивості були отримані зі вмістом хрому в межах 26,0-29,0 ваг.9о, таким чином, ці співвідношення, або ще більш обмежені співвідношення, мають вважатися переважними, за допомогою яких досягається мета винаходу.
Нікель (Мі)
Нікель - це необхідний елемент для забезпечення стабільної аустенітної структури в сплаві за винаходом, він потрібен щоб стримувати утворення інтерметалевих фаз, таких як сигма- фаза. Сигма-фаза - це жорстка та крихка інтерметалева фаза з хромом і молібденом, яка утворюється при високих температурах. Сигма-фаза негативно впливає на пластичність і бо розтягування сталі. Стабілізуючи аустенітну фазу в сплаві, утворення сигма-фази зводиться до мінімуму. Таким чином, нікель відіграє важливу роль для забезпечення достатньої пластичності та розтягнення сталі. Нікель також позитивно впливає на стійкість до корозії сплаву за винаходом, тому що він сприяє утворенню пасивної хром-оксидної плівки, яка стримує подальше утворення оксидів, в стандартних умовах - ожарини. Вміст нікелю повинен складати щонайменш 30 ваг.95 в сплаві за винаходом, щоб забезпечити структурну стабільність, стійкість до корозії та пластичність. Проте, нікель відносно дорогий елемент сплаву, і для того, щоб підтримувати низький рівень витрат на виробництво, вміст ніселю повинен обмежуватись.
Нікель надалі зменшує розчинність азоту в сплаві, і таким чином вміст нікелю не повинен перевищувати 35 ваг.9о.
Молібден (Мо)
Молібден включається до складу сплаву за винаходом, щоб покращити стійкість до високотемпературної корозії вогняної сторони трубок бойлера. Додавання Мо надалі покращує загальну стійкість до корозії сплаву за винаходом. Проте, Мо дорогий елемент, також він сприяє виділенню сигма-фази, і таким чином стимулює погіршення в'язкості сталі. Щоб забезпечити достатню стійкість сталі до високотемпературної корозії, вміст молібдену має складати як мінімум З ваг.9о. Верхня межа вмісту молібдену складає 4 ваг.95, щоб уникнути виділення сигма- фази.
Мідь (Си)
Додавання міді може покращити деформаційний опір шляхом виділення фази, багатою міддю, яка тонко і рівномірно осідає в матриці. Проте, надмірна кількість міді призводить до зниження рівня оброблюваності. Велика кількість міді також може призводити до зниження рівня пластичності та в'язкості. Тому вміст міді в сплаві за винаходом повинен знаходитись в межах 0,5-1,5 ваг.95. У випадку даного винаходу, особливо позитивні результати були отримані з вмістом міді в межах 0,8-1,2 ваг.9о, таким чином, ці показники мають вважатися переважними співвідношеннями, чи ще більш обмежені значення, за допомогою яких досягається мета винаходу.
Азот (М)
Азот має потужний стабілізуючий ефект на аустенітну структуру і таким чином зменшує утворення сигма-фази. Це позитивно впливає на пластичність сталі. Головний ефект азоту в
Зо сплаві за винаходом такий, що разом з вуглецем він утворює осадження в формі карбонітридів.
Невеликі частинки карбонітридів в основному виділяються на міжзеренному рубежі сталі і зупиняють поширення дислокацій всередині зерен кристала сталі. Це набагато підвищує деформаційний опір сталі. Вміст азоту в сплаві за винаходом повинен становити щонайменше 0,05 ваг.у5, щоб забезпечити стабільну аустенітну структуру, і щоб утворювалась достатня кількість карбонітридів. Проте, якщо азот присутній у великій кількості, можуть з'явитися значні первинні виділення нітридів, які зменшують пластичність і в'язкість сплаву за винаходом. Таким чином, вміст азоту в сплаві за винаходом не повинен перевищувати 0,15 ваг.905.
Ванадій (Ма)
Додавання ванадію, титану або ніобію сприяє покращенню опору на розрив при деформації протягом виділення фази МХ. Проте, завелика кількість ванадію може зменшити зварюваність і високотемпературну оброблюваність. Ванадій може додаватися в сплав за винаходом в кількості х 0,15 ваг.Ою.
Фосфор (Р) і сірка (5)
Фосфор і сірка звичайно додаються як украплення в сировину для сплаву за винаходом і, у великих кількостях, можуть спричиняти утворення тріщин у зварному з'єднанні. Таким чином, кількість фосфору не повинна перевищувати 0,03595. Кількість сірки не повинна перевищувати 0,00595.
Вимога: 40 х 95Мі ї- 1007 95М х 50
У сплаві за винаходом вміст нікелю та вміст азоту потрібно врівноважувати, щоб задовольняти вимозі: 40 х 90Мі - 1005 95М х 50. Було виявлено, що в межах цього значення досягається високий рівень деформаційного опору та пластичності. Вважається, що високий рівень деформаційного опору - це результат взаємодії ніселю та азоту. Бажано, щоб вміст нікелю і вміст азоту урівноважувався для досягнення вимоги: 40 х 90Мі ї- 1007 95М « 45.
Як було зазначено вище, азот утворює карбонітриди, які сприяють деформаційному опору, підвищуючи деформацію повзучості у сплаві. Проте, на опір деформації негативно впливає будь-яка крихка фаза, наприклад, сигма-фаза. Додавання нікелю і азоту стримує утворення сигма-фази в сталі і, таким чином збільшує розтягування на розрив чи пластичність сплаву. Це зменшує концентрацію напруження і можливе утворення тріщин з їх подальшим поширенням. В результаті цього збільшується деформаційний опір. бо Опис креслень
Фіг. 1: Таблиця складу сплаву
Фіг. 2: Діаграма результатів випробувань на деформацію при температурі 600"С сплаву за винаходом і сплавів для порівняння.
Фіг. 3: Діаграма результатів випробувань на деформацію при температурі 6507С сплаву за винаходом і сплавів для порівняння.
Приклад
Наступний сплав за винаходом буде описуватись, посилаючись на конкретний приклад.
За допомогою стандартних методів виробництва сталі було виготовлено 10 стальних плавок. Склад відповідної стальної плавки наведений в табл. 1. Стандартний металургійний процес, згідно з яким виготовлялися плавки, був наступним:
Плавлення методом аргонокисневого зневуглецювання (АОС) - гаряча прокатка - штампування - холодна прокатка (холодна деформація) - загартовування на аустеніт - гартування в воді. Матеріал у вигляді порожнистих циліндричних заготовок гарячої штамповки холодно прокатували з холодною деформацією від 40 до 8095, далі застосовувалось загартовування на аустеніт при температурі 1050-1180"С, в залежності від параметру. Наступна таблиця демонструє результати.
Таблиця 1 деформація, (90 6 | 469718 | 40-80 | 71050-1180С/5-25хвилин, | зргартуваннявводі 8 | 477203 | 40-80 | 71050-1180С/5-25хвилин, | зргартуваннявводі 9 | 460335 | 40-80 | 71050-1180С/5-25хвилин, | зргартуваннявводі
Сплави 1, 7-9 це сплави для порівняння, вони вміщують відносно низькі концентрації азоту.
Сплави 2, З і 10 це сплави для порівняння, вони вміщують відносно високі концентрації азоту.
Сплави 4-6 це сплави за винаходом, які задовольняють вимогу 40 х 90Мі - 1007 95М «х 50. Сплави 110 мають низький вміст кремнію.
Були підготовлені тестові зразки кожної стальної плавки. Зразки піддали випробуванню на деформаційний опір, щоб встановити їх характеристики деформаційного опору. Випробування на деформаційний опір виконувались з двома різними температурами: 600"С і 6507С, прикладаючи постійну напругу на кожен зразок і встановлюючи період часу до розриву і подовження до розриву кожного зразка. Подовження до розриву - це збільшення довжини до розриву, яке виражається як відсоткове відношення заданої довжини для кожного зразка.
Прикладена напруга дорівнювала опору на розрив при деформації сплаву. Опір на розрив при
Зо деформації визначається як напруга, яка при певній температурі буде причиною розриву матеріалу в певний момент часу.
Випробування на деформаційний опір виконувались згідно з загальноприйнятими методами тестування і стандартними математичними моделями, які були використані для екстраполювання результатів.
Фіг. 2 демонструє деформаційний опір сплавів за винаходом 4-6 при температурі 600"С, в порівнянні з деформаційним опором сплавів для порівняння 1, 7 і 9. Фіг. З демонструє деформаційний опір сплавів за винаходом 4-6 при температурі 650"С, в порівнянні з деформаційним опором сплавів для порівняння 1, 8 і 9. З фіг. 1 ії 2 зрозуміло, що сплави за винаходом для даної напруги деформаційного опору демонструють більш довгий період часу до розриву, ніж зразки для порівняння.
Деякі інші результати випробувань на деформаційний опір надані в таблицях 2 і 3.
Таблиця 2
Випробування на деформаційний опір при температурі 600"С
Період часу до Подовження
Сплав Плавка Напруга (МПа) розриву розриву (години) о/; 776 | 469718 | 102321 | 160 | 79 24шщф-( 7778... | 477203 | 105889, | .--/ л5о | Є 46: 7.7.8 юю. | 460335 | 85940... | 140 | 6 г
Таблиця 2 демонструє період часу до розриву і деформаційний опір чи прикладену напругу до кожного сплаву при температурі 600"С. Таблиця 2 надалі демонструє подовження розриву, тобто збільшення довжини до моменту розриву, виражене як відсоткове відношення заданої довжини для кожного зразка.
З результатів випробування можна зробити висновок, що сплави за винаходом 4-6 демонструють найбільший період часу до розриву, якщо брати до уваги параметри деформаційного опору, тобто прикладеної напруги. Сплав 4 демонструє максимальне значення в 117561 годин при прикладеній напрузі 160 МПа. Сплави 4-6 надалі демонструють дуже високий рівень подовження до розриву.
Вважається, що чудові результати періоду часу до розриву в сплавах 4-5 залежать від взаємодії при додаванні азоту і нікелю. Додавання азоту подовжує період часу до розриву за допомогою зміцнення проміжним розчином, а також зміцнення утворенням карбонітридних осадів. Дрібні щільні карбонітриди, які виділяються в матеріалі, ефективно блокують дислокаційний рух через зерна матеріалу сплаву, і таким чином покращують стійкість до деформації. Додавання нікелю, а також азоту, перешкоджає утворенню інтерметалевих фаз, таких як сигма-фаза, які негативно впливають на пластичність, і таким чином покращують пластичність матеріалу. Покращена пластичність зменшує концентрацію напруги, утворення і збільшення тріщин. Внаслідок ефекту взаємодії цих властивостей матеріал має дуже високий рівень деформаційного опору.
Високий рівень пластичності, який виражений в виді подовження до розриву в таблицях 2 і 3, надалі потрібний при використанні матеріалу в парових котлах, оскільки він дозволяє високий рівень термопластичного розширення і усадки матеріалу протягом початку та кінця роботи бойлера. Таким чином, матеріал може піддаватися циклічному нагріванню і охолодженню без можливого утворення тріщин.
Сплави для порівняння 1-3, 9 і 10 мають відносно високий рівень подовження до розриву, наприклад, зверніть увагу на сплави для порівняння 2 і 3, які демонструють подовження до розриву 7195 і 7295 відповідно. Проте, ці сплави демонструють коротший період часу до розриву
Зо ніж сплави за винаходом. Вважається, що коротший період часу до розриву в сплавах 1-3, 9 і 10 спричиняється тим, що ці сплави містять порівняно невелику кількість азоту. В результаті низького вмісту азоту в цих матеріалах виділяється менше карбонітридів, ніж у сплавах за винаходом. Через те, що сплави 1-3, 9 і 10 містять небагато карбонітридів, дислокації мають змогу вільніше рухатись через ці матеріали. В свою чергу, це спричиняє більш високий рівень швидкості деформації в матеріалі, оскільки матеріал деформується швидше.
Сплави для порівняння 7 і 8 демонструють достатньо високий рівень деформаційного опору, який відображений в довшому періоді часу до розриву при заданій прикладеній напрузі. Проте, потрібно зауважити, що довший період часу до розриву для цих сплавів визначався при найменшій напрузі, тобто 150 МПа, тоді як сплави за винаходом оцінювались при напрузі 160
МПа. Таким чином, період часу до розриву сплавів для порівняння 7 і 8, менший за період часу до розриву сплавів за винаходом 4 і 6. Вважається, що короткий час період часу до розриву сплавів 7 і 8 спричинений крихкістю, викликаною виділенням інтерметалевої фази. Як показано в Таблиці 2, сплави 7 і 8 мають подовження до розриву тільки 38595 і 4695 відповідно.
Таблиця З демонструє результати випробування на деформаційний опір при деяких застосованих завантаженнях при температурі 65070.
Таблиця З
Випробування на деформаційний опір при температурі 6507 розриву (години) розриву (95) 776 | 469718 | 95883. | 2 .-: 105 | 45 г 776 | 469718 | 188609, | .-..(Х0О5 | -:-:|/ 061 2 77178 77777 477203 | 32665 | 120 | 62 2 2 щ КчЗФ0Л 77779 юю. | 460335 | 4468 | 105. | 50 2 2щ"
Таблиця 3 демонструє, що сплави за винаходом 4-6 мають кращі властивості деформаційного опору ніж сплави для порівняння, значення виражені як періоди часу до розриву, деформаційного опору і подовження до розриву. Пластичність для всіх сплавів, тобто подовження до розриву, нижча при температурі 650"С, в порівнянні з пластичністю при температурі 600"С. Зменшення пластичності спричинене тим, що осади утворюються при більш високих температурах і при більш швидкому росту зерен при вищих температурах.

Claims (5)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Аустенітний сплав, який складається з наступного, мас. 90: С - 0,01-0,05, зі - 0,05-0,80, Мп - 1,5-2, Ст - 26-34,5, Мі - 30-35, Мо - 3-4, Си - 0,5-1,5, М - 0,05-0,15, М 0,15, баланс Ее і постійні домішки, який відрізняється тим, що 40-95М1і-1 0079550.
2. Аустенітний сплав за п. 1, де 40:х95Мі--100795М545.
3. Аустенітний сплав за будь-яким з попередніх пунктів, де 5і - 0,3-0,55.
4. Аустенітний сплав за будь-яким з попередніх пунктів, де С - 0,01-0,018.
5. Деталь для сміттєспалювального заводу, яка відрізняється тим, що зазначена деталь Зо містить аустенітний сплав за будь-яким з пп. 1-4.
б. Деталь для сміттєспалювального заводу за п. 5, де зазначена деталь являє собою пароперегрівач, підігрівник чи випарник.
Ємлав лавин й 9 ІМА ОБОВ нини вин рен а о ГЕ ВЕВЕК ВОК В Туя тані вом ВЗ Б тов Я р ав вн Я ' ТБ 00 067 АВ З б'є вів Боб ЗБя5 і БАРУ Фбб5 блБ зе бо ББО БЕ ЗББІ ВЯБ БЖ БЕ БОЖА їй аб5855 Ва : в ши ваЯ ал | З З- ГояБ АК я, ГЕ темавв ВИНА ода ОбОб с еобб аг ов В36 ЗО бобів Я па яву ТВ боб Вб в Б БО ОР ЗА вав: ов ав нд ПОТУ о Я ою БО КИ ощяо зва 5344 | ал: бо: 35 І 18 гетто ОО ОЗ ОО ово їзавв зво ЗЯК бля ТВ пон, ЗАВА КК КОМИ ПИ ЗАКОН ЧК ПАК ПЕК ПА НИ МК НН МК КИ а аБізв виб Я. тя БОЖЕ оо ОБУ З0а4 З ЛЯ оо БОБ А Гі аводея біз БОБ 2 БАК БВ Га ЗБЕРІ: 1 1БОУ ЗБЕ : Жайзиня і: Хімічзві еклидові сплаців Фіг 1 пн а м а а р а и -4 хХОСплав Я рвав нн и а а а в Н поз якжкнікю зжактююі хі жняхжююя як іти тт суСицав а й й ! жопзані - Дух і
Ж. й тав « ї хОжну, а ТЕ п ех ! Ж 100 ; ; нк : н. ; 300 000 10000 100000 1000000 Час до розриву (год)
Фіг.
ан в в В ВНУ пен и дитя зятя я ляти . те срхозіявно ПЛОВ ТТ й до. гевитва ж нн а а т я п и В ше Сельав У г пд дов ше нон пеня як «Спа ї ач ния Шива ен и ие о а х ПОШТІ ПИЖ ПОП ВО АКА нн то 1000 щкОо 100000 тою Час до озриву палі
Фе. З
UAA201409161A 2012-01-18 2013-01-16 Аустенітний сплав UA112886C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12151566.2A EP2617858B1 (en) 2012-01-18 2012-01-18 Austenitic alloy
PCT/EP2013/050723 WO2013107763A1 (en) 2012-01-18 2013-01-16 Austenitic alloy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA112886C2 true UA112886C2 (uk) 2016-11-10

Family

ID=47844258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201409161A UA112886C2 (uk) 2012-01-18 2013-01-16 Аустенітний сплав

Country Status (15)

Country Link
US (2) US9587295B2 (uk)
EP (1) EP2617858B1 (uk)
JP (1) JP6227561B2 (uk)
KR (2) KR102094655B1 (uk)
CN (2) CN104066862A (uk)
CA (1) CA2863508C (uk)
DK (1) DK2617858T3 (uk)
ES (1) ES2543046T3 (uk)
HU (1) HUE026095T2 (uk)
IN (1) IN2014KN01489A (uk)
MX (1) MX337955B (uk)
PL (1) PL2617858T3 (uk)
TW (1) TWI551699B (uk)
UA (1) UA112886C2 (uk)
WO (1) WO2013107763A1 (uk)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2617858B1 (en) * 2012-01-18 2015-07-15 Sandvik Intellectual Property AB Austenitic alloy
CN105066096A (zh) * 2015-08-05 2015-11-18 上海锅炉厂有限公司 一种700℃超超临界机组锅炉的集箱
CN108472701B (zh) * 2015-12-30 2020-02-18 山特维克知识产权股份有限公司 生产双相不锈钢管的方法
JP7058601B2 (ja) * 2015-12-30 2022-04-22 サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ オーステナイトステンレス鋼管の製造方法
CN109154038A (zh) 2016-05-20 2019-01-04 山特维克知识产权股份有限公司 包含预氧化的镍基合金的合金体
JP6941003B2 (ja) * 2017-08-17 2021-09-29 日本冶金工業株式会社 Fe−Ni−Cr−Mo合金およびその製造方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3716665A1 (de) 1987-05-19 1988-12-08 Vdm Nickel Tech Korrosionsbestaendige legierung
US4824638A (en) * 1987-06-29 1989-04-25 Carondelet Foundry Company Corrosion resistant alloy
US5378427A (en) * 1991-03-13 1995-01-03 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Corrosion-resistant alloy heat transfer tubes for heat-recovery boilers
DE4210997C1 (uk) * 1992-04-02 1993-01-14 Krupp Vdm Gmbh, 5980 Werdohl, De
JP2987732B2 (ja) * 1993-03-25 1999-12-06 新日本製鐵株式会社 熱間圧延で表面疵の発生しないCr−Ni系ステンレス合金の製造方法
JP3534886B2 (ja) * 1995-03-24 2004-06-07 日新製鋼株式会社 耐ポケットウエーブ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板及びその製造方法
CN1117882C (zh) * 1999-04-19 2003-08-13 住友金属工业株式会社 固体高分子型燃料电池用不锈钢材
SE520027C2 (sv) 2000-05-22 2003-05-13 Sandvik Ab Austenitisk legering
SE525252C2 (sv) * 2001-11-22 2005-01-11 Sandvik Ab Superaustenitiskt rostfritt stål samt användning av detta stål
JP2005023353A (ja) 2003-06-30 2005-01-27 Sumitomo Metal Ind Ltd 高温水環境用オーステナイトステンレス鋼
US7028478B2 (en) * 2003-12-16 2006-04-18 Advanced Combustion Energy Systems, Inc. Method and apparatus for the production of energy
EP2682494B1 (en) 2004-06-30 2019-11-06 Nippon Steel Corporation Method for manufacturing an Fe-Ni alloy pipe stock
CN100577844C (zh) * 2005-04-04 2010-01-06 住友金属工业株式会社 奥氏体类不锈钢
KR101121325B1 (ko) * 2006-03-02 2012-03-09 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 내수증기 산화성이 뛰어난 강관 및 그 제조 방법
TW200827483A (en) * 2006-07-18 2008-07-01 Exxonmobil Res & Eng Co High performance coated material with improved metal dusting corrosion resistance
JP4288528B2 (ja) 2007-10-03 2009-07-01 住友金属工業株式会社 高強度Cr−Ni合金材およびそれを用いた油井用継目無管
JP2009167502A (ja) * 2008-01-18 2009-07-30 Daido Steel Co Ltd 燃料電池セパレータ用オーステナイト系ステンレス鋼
JP4462452B1 (ja) 2008-12-18 2010-05-12 住友金属工業株式会社 高合金管の製造方法
US9130199B2 (en) * 2009-07-23 2015-09-08 Jfe Steel Corporation Stainless steel for fuel cell having good corrosion resistance and method for producing the same
AU2012234641B2 (en) * 2011-03-28 2015-01-29 Nippon Steel Corporation High-strength austenitic stainless steel for high-pressure hydrogen gas
EP2617858B1 (en) * 2012-01-18 2015-07-15 Sandvik Intellectual Property AB Austenitic alloy

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140117417A (ko) 2014-10-07
ES2543046T3 (es) 2015-08-14
TW201343935A (zh) 2013-11-01
PL2617858T3 (pl) 2015-12-31
TWI551699B (zh) 2016-10-01
CA2863508C (en) 2021-05-04
CA2863508A1 (en) 2013-07-25
HUE026095T2 (en) 2016-05-30
EP2617858A1 (en) 2013-07-24
CN104066862A (zh) 2014-09-24
MX2014008621A (es) 2014-08-29
US9587295B2 (en) 2017-03-07
KR20200003246A (ko) 2020-01-08
BR112014017637A2 (uk) 2017-06-20
JP6227561B2 (ja) 2017-11-08
US10487378B2 (en) 2019-11-26
US20140348699A1 (en) 2014-11-27
EP2617858B1 (en) 2015-07-15
DK2617858T3 (en) 2015-10-05
MX337955B (es) 2016-03-29
WO2013107763A1 (en) 2013-07-25
US20170121796A1 (en) 2017-05-04
BR112014017637A8 (pt) 2017-07-11
JP2015506415A (ja) 2015-03-02
KR102094655B1 (ko) 2020-03-27
IN2014KN01489A (uk) 2015-10-23
CN108517453A (zh) 2018-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA112886C2 (uk) Аустенітний сплав
KR102368928B1 (ko) 고크롬 내열철강
Onoro Weld metal microstructure analysis of 9–12% Cr steels
KR20150023935A (ko) 높은 사용 온도에서 우수한 크리프 강도 및 내산화성 및 내식성을 갖는 오스테나이트계 강 합금
JP5838933B2 (ja) オーステナイト系耐熱鋼
US10883160B2 (en) Corrosion and creep resistant high Cr FeCrAl alloys
US20190203313A1 (en) High chromium martensitic heat-resistant steel with combined high creep rupture strength and oxidation resistance
US7935303B2 (en) Low alloy steel
JPH07216511A (ja) 高温強度に優れた高クロムオーステナイト耐熱合金
Igarashi et al. Advanced in materials technology for A-USC power plant boilers
Kuhn et al. Development status of high performance ferritic (HiperFer) steels
JP2010065322A (ja) フェライト系耐熱鋼
JP2017088957A (ja) オーステナイト系耐熱鋼
JPH07331390A (ja) 高クロムオーステナイト耐熱合金
JPH0885850A (ja) 高Crフェライト系耐熱鋼
JPS6376854A (ja) 高温強度に優れたフエライト系耐熱鋼
BR112014017637B1 (pt) Liga austenítica e componente para uma instalação de combustão