WO2002092865A1 - Austenitic thermally-stable nickel-based alloy - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an austenitic heat-resistant nickel-based alloy.
- Alloy 80A with (in% by mass) 0.08% C, 19.5% Cr, 75% Ni, 1, 4% Al and 2.4% Ti has established itself for this application.
- valve base materials are used as valve base materials, the valve seat part being additionally coated with an abrasion-resistant material, as described, for example, in EP-B 0521821.
- This publication specifies the chemical composition (in mass%) for the base material as follows:
- Alloy 80A is characterized by a longer service life in LCF tests and better abrasion resistance, while Alloy 81 has been tested because of its better resistance to hot corrosion under conditions such as those found in marine diesel engines.
- Alloy 81 has been tested because of its better resistance to hot corrosion under conditions such as those found in marine diesel engines.
- Each of these alloys has its particular advantages, but none of them meet all the requirements for mechanical and corrosive properties.
- the remedy with an additional coating entails further undesirable manufacturing and material costs.
- the powder metallurgical production route is also unfavorable from a cost point of view. Such costs should be avoided if possible.
- the object of the invention is to provide a material which is hot-corrosion-resistant up to temperatures of 850 ° C. and has mechanical properties which are not inferior to those of Alloy 80A.
- Such hot corrosion-resistant materials achieve mechanical properties that are not inferior to those of Alloy 80A.
- Material according to the invention can be used generally as valve material and in particular for future generations of marine diesel engines in the temperature range up to max. Can be used at 850 ° C.
- the nickel-based alloy according to the invention has excellent properties with regard to hot corrosion resistance up to 850 ° C., when the nickel-based alloy contains approximately 30% by mass of chromium and max. 0.1% by mass of carbon, but which differs from the alloys used to date by the addition of reactive elements such as yttrium, hafnium and zircon, which only ensure the hot corrosion resistance under conditions such as those found in ship engines. They must be added in a narrow range, otherwise the positive effect will otherwise be reversed and lead to internal oxidation. As the examples below show, the limitation of the sum of yttrium, hafnium, zirconium and 10x boron to 0.03 - 0.1 mass% has proven itself. To increase the hot stretch limit, niobium is used in addition to aluminum and titanium. In order to meet the requirements, the sum of these elements must be> 3.5% by mass.
- Table 1 shows an example of the chemical compositions of two examples E1 and E2 according to the invention.
- two typical analyzes of the commercially available alloys Alloy 80A and Alloy 81 are listed. These were melted in 10 kg blocks in a vacuum induction furnace, hot-rolled and solution-annealed in air at 1180 ° C. for 2 hours with subsequent water quenching. Because the materials in the hardened Condition, a two-stage annealing was connected:
- alloys E1 and E2 were able to find compositions that simultaneously meet the requirements for high temperature corrosion behavior and heat resistance at temperatures between 600 ° C and 850 ° C.
- the good corrosion resistance can be explained by the addition of the reactive elements, especially hafnium and zircon, without an optimum of (Y + Hf + Zr) of max. Exceed 0.08 mass%. Higher levels increase the corrosion attack directed into the material.
- the limits of the carbon content to 0.05% by mass and those of manganese to 0.2% by mass also contribute to the corrosion resistance.
- Alloy composition G1 at 750 ° C to 0.17 mm after 100 hours and after the same time at 850 ° C even to 0.45 mm.
- the alloy can be produced using the usual methods of a smelting operation, a vacuum treatment advantageously being provided.
- the formability for the production of rods for further production as ship valves is given.
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Abstract
Austenitic thermally-stable nickel-based alloy comprising (in mass %) 0.03 - 0.1 % C, max. 0.005 % S, max. 0.05 % N, 25 - 35 % Cr, max. 0.2 % Mn, max. 0.1 % Si, max. 0.2 % Mo, 2 - 3 % Ti, 0.02 - 1.1 % Nb, max. 0.1 % Cu, max. 1 % Fe, max. 0.008 % P, 0.75 - 1.3 % Al, max. 0.01 % Mg, 0.02 - 0.1 % Zr and max. 0.2 % Co, whereby the sum of Al + Ti + Nb is ≥ 3.3 %. The remainder is Ni and impurities arising from the production.
Description
Austenitische warmfeste Nickel-Basis-Legierung Austenitic heat-resistant nickel-based alloy
Die Erfindung betrifft eine austentische warmfeste Nickel-Basis-Legierung.The invention relates to an austenitic heat-resistant nickel-based alloy.
Das Institute of Marine Engineers mit den Proceedings „Diesel Engine Combustion Chamber Materials for Heavy Fuel Operation" 1990, vermittelt eine Zusammenfassung bezüglich der seit etwa zehn Jahren durchgeführten intensiven Forschungs- und Enwicklungsarbeiten auf dem Gebiet der Ventilwerkstoffe.The Institute of Marine Engineers' Proceedings "Diesel Engine Combustion Chamber Materials for Heavy Fuel Operation" 1990 provides a summary of the intensive research and development work in the field of valve materials that has been carried out for about ten years.
Etabliert hat sich danach für diese Anwendung hauptsächlich Alloy 80A mit (in Masse-%) 0,08 % C, 19,5 % Cr, 75 % Ni, 1 ,4 % AI sowie 2,4 % Ti.Alloy 80A with (in% by mass) 0.08% C, 19.5% Cr, 75% Ni, 1, 4% Al and 2.4% Ti has established itself for this application.
Vereinzelt wurde auch Alloy 81 mit (in Masse-%) 0,05 % C, 30 % Cr, 66 % Ni, 0,9 % AI sowie 1 ,8 % Ti genutzt.Alloy 81 with (in mass%) 0.05% C, 30% Cr, 66% Ni, 0.9% AI and 1.8% Ti was also used in isolated cases.
Fallweise werden diese Legierungen als Ventilgrundmaterialien eingesetzt, wobei die Ventilsitzpartie zusätzlich mit einem abriebfesten Material beschichtet wird, wie es beispielsweise in der EP-B 0521821 beschrieben ist. Diese Druckschrift gibt die chemische Zusammensetzung (in Masse-%) für das Grundmaterial wie folgt an:Occasionally, these alloys are used as valve base materials, the valve seat part being additionally coated with an abrasion-resistant material, as described, for example, in EP-B 0521821. This publication specifies the chemical composition (in mass%) for the base material as follows:
0,04 - 0,10 % C ≤ 1.0 % Si0.04-0.10% C ≤ 1.0% Si
< 0,2 % Cu<0.2% Cu
< 1 ,0 % Fe<1.0% Fe
< 1 ,9 % Mn 18,0 - 21 ,0 % Cr 1 ,8 - 2,7 % Ti 1 ,0 - 1 ,8 % AI<1.9% Mn 18.0-21.0% Cr 1.8- 2.7% Ti 1.0-0.8% Al
< 2 % Co<2% Co
< 0,3 % Mo, B, Zr, Rest Nickel.
Ferner ist eine Variante dieser Legierung unter anderem auch mit 29 - 31 % Cr angeführt.<0.3% Mo, B, Zr, balance nickel. Furthermore, a variant of this alloy is also listed with 29 - 31% Cr.
Bei den gegenwärtigen Einsatztemperaturen von unter 750°C zeichnet sich Alloy 80A durch eine höhere Lebensdauer in LCF-Versuchen und eine bessere Abriebfestigkeit aus, während Alloy 81 wegen seiner besseren Heißkorrosionsbeständigkeit unter den Bedingungen, wie sie zum Beispiel im Schiffsdieselmotor anzutreffen sind, geprüft wurde. Jede dieser Legierungen hat also ihre besonderen Vorteile, keine jedoch erfüllt sämtliche Anforderungen an die mechanischen und korrosiven Eigenschaften. Die Abhilfe mit einer zusätzlichen Beschichtung bringt weitere unerwünschte Fertigungs- und Materialkosten mit sich. Unter Kostengesichtspunkten ungünstig ist auch der pulvermetallurgische Fertigungsweg. Derartige Kosten sollen möglichst vermieden werden.At the current operating temperatures of less than 750 ° C, Alloy 80A is characterized by a longer service life in LCF tests and better abrasion resistance, while Alloy 81 has been tested because of its better resistance to hot corrosion under conditions such as those found in marine diesel engines. Each of these alloys has its particular advantages, but none of them meet all the requirements for mechanical and corrosive properties. The remedy with an additional coating entails further undesirable manufacturing and material costs. The powder metallurgical production route is also unfavorable from a cost point of view. Such costs should be avoided if possible.
Hierauf bezieht sich die US-A 6,139,660, welche eine Legierung folgender Zusammensetzung (in Masse-%) für Ein- und Auslaßventile von Dieselmotoren beschreibt:This relates to US Pat. No. 6,139,660, which describes an alloy of the following composition (in% by mass) for intake and exhaust valves of diesel engines:
< 0,1 % C<0.1% C
< 1 ,0 % Si<1.0% Si
< 01 % Mn<01% Mn
> 25 - < 32,2%Cr> 25 - <32.2% Cr
< 3 % Ti<3% Ti
> 1 - <2 % AI Rest Ni.> 1 - <2% AI rest Ni.
Aber auch diese Legierung bringt keine ausreichende Heißkorrosionbeständigkeit mit sich.But this alloy also does not have sufficient resistance to hot corrosion.
Hinzu kommt, daß zukünftig leistungsfähigere Motoren, wie Schiffsdieselmotoren, bei Temperaturen bis etwa 900°C arbeiten können, was auch an den Ventilwerkstoff höhere Anforderungen stellt, zumal die Lebensdauer erhalten bleiben soll und auch keine zusätzlichen Wartungsarbeiten erwünscht sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bis zu Temperaturen von 850°C heißkorrosionsbeständigen Werkstoff mit mechanischen Eigenschaften, welche denen von Alloy 80A nicht nachstehen, bereit zu stellen.In addition, more powerful engines, such as marine diesel engines, can work at temperatures up to around 900 ° C in the future, which also places higher demands on the valve material, especially since the service life should be preserved and no additional maintenance work is desired. The object of the invention is to provide a material which is hot-corrosion-resistant up to temperatures of 850 ° C. and has mechanical properties which are not inferior to those of Alloy 80A.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine austenitische warmfeste Nickel-Basis- Legierung, mit (in Masse-%)This task is solved by an austenitic heat-resistant nickel-based alloy, with (in mass%)
0,03 - 0,1 % C max. 0,005 % S max. 0,05 % N0.03 - 0.1% C max. 0.005% S max. 0.05% N
25 - 35 % Cr max. 0,2 Mn max. 0,1 % Si max. 0,2 % Mo25 - 35% Cr max. 0.2 Mn max. 0.1% Si max. 0.2% Mo
2 - 3 % Ti2 - 3% Ti
0,02 - 1 ,1 % Nb max. 0,1 % Cu max. 1 % Fe max. 0,008 % P0.02 - 1.1% Nb max. 0.1% Cu max. 1% Fe max. 0.008% P
0,75 - 1 ,3 % AI max. 0,01 % Mg0.75 - 1.3% AI max. 0.01% Mg
0,02 - 0,1 % Zr max. 0,2 % Co, wobei die Summe aus AI + Ti + Nb > 3,3 % ist0.02 - 0.1% Zr max. 0.2% Co, the sum of Al + Ti + Nb> 3.3%
Rest Ni sowie herstellungsbedingte Beimengungen.Rest of Ni as well as manufacturing-related additives.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen bis zu ca. 900°C heißkorrosionsbeständigen Nickel-Basis-Legierung sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous further developments of the nickel-base alloy which is resistant to hot corrosion up to approximately 900 ° C. can be found in the associated subclaims.
Derartige heißkorrosionsbeständige Werkstoffe erreichen mechanische Eigenschaften, welche denen von Alloy 80A nicht nachstehen. Insofern ist der
erfindungsgemäße Werkstoff als Ventilwerkstoff allgemein einsetzbar und im speziellen für zukünftige Generationen von Schiffsdieselmotoren im Temperaturbereich bis max. 850°C verwendbar.Such hot corrosion-resistant materials achieve mechanical properties that are not inferior to those of Alloy 80A. To that extent Material according to the invention can be used generally as valve material and in particular for future generations of marine diesel engines in the temperature range up to max. Can be used at 850 ° C.
Aus der Literatur geht hervor, daß besonders korrosive Motorbedingungen simuliert werden können, durch eine SO2 haltige Atmosphäre und eine Asche folgender Zusammensetzung (in Masse-%):The literature shows that particularly corrosive engine conditions can be simulated through an SO 2 -containing atmosphere and an ash of the following composition (in mass%):
40%V2O3+10%NaVO3+20%Na2SO4+15%CaSO4+15%NiSO4.40% V2O3 + 10% NaVO 3 + 20% Na2SO4 + 15% CaSO4 + 15% NiSO4.
Die erfindungsgemäße Nickel-Basis-Legierung hat hervorragende Eigenschaften bezüglich Heißkorrosionsbeständigkeit bis zu 850°C, wenn die Nickel-Basis- Legierung etwa 30 Masse-% Chrom und max. 0,1 Masse-% Kohlenstoff aufweist, die sich aber von den bisher eingesetzten Legierungen durch Zusätze reaktiver Elemente, wie Yttrium, Hafnium und Zirkon unterscheidet, welche die Heißkorrosionsbeständigkeit unter Bedingungen, wie sie zum Beispiel im Schiffsmotor anzutreffen sind, erst gewährleisten. Ihre Zugabe muß in einem engen Bereich erfolgen, da ansonsten der positive Effekt andernfalls ins Gegenteil umgekehrt wird und zu innerer Oxidation führt. Wie die unten angeführten Beispiele zeigen, hat sich die Eingrenzung der Summe von Yttrium, Hafnium, Zirkon und 10x Bor auf 0,03 - 0,1 Masse-% bewährt. Zur Erhöhung der Warmstreckgrenze wird zusätzlich zu Aluminium und Titan Niob eingesetzt. Um den Anforderungen zu entsprechen, muß die Summe dieser Elemente > 3,5 Masse-% sein.The nickel-based alloy according to the invention has excellent properties with regard to hot corrosion resistance up to 850 ° C., when the nickel-based alloy contains approximately 30% by mass of chromium and max. 0.1% by mass of carbon, but which differs from the alloys used to date by the addition of reactive elements such as yttrium, hafnium and zircon, which only ensure the hot corrosion resistance under conditions such as those found in ship engines. They must be added in a narrow range, otherwise the positive effect will otherwise be reversed and lead to internal oxidation. As the examples below show, the limitation of the sum of yttrium, hafnium, zirconium and 10x boron to 0.03 - 0.1 mass% has proven itself. To increase the hot stretch limit, niobium is used in addition to aluminum and titanium. In order to meet the requirements, the sum of these elements must be> 3.5% by mass.
Tabelle 1 zeigt beispielhaft die chemischen Zusammensetzungen zweier erfindungsgemäßer Beispiele E1 und E2. Zum besseren Vergleich sind zwei typische Analysen der handelsüblichen Legierungen Alloy 80A und Alloy 81 aufgeführt. Diese wurden in 10 kg schweren Blöcken im Vakuuminduktionsofen erschmolzen, warmgewalzt und bei 1180°C für 2 Stunden in Luft lösungsgeglüht mit anschließender Wasserabschreckung. Weil die Werkstoffe im ausgehärteten
Zustand eingesetzt werden, wurde eine zwei-stufige Anlassglühung angeschlossen:Table 1 shows an example of the chemical compositions of two examples E1 and E2 according to the invention. For a better comparison, two typical analyzes of the commercially available alloys Alloy 80A and Alloy 81 are listed. These were melted in 10 kg blocks in a vacuum induction furnace, hot-rolled and solution-annealed in air at 1180 ° C. for 2 hours with subsequent water quenching. Because the materials in the hardened Condition, a two-stage annealing was connected:
6 Stunden bei 850°C mit Luftabkühlung gefolgt von6 hours at 850 ° C with air cooling followed by
4 Stunden bei 700°C mit Luftabkühlung.4 hours at 700 ° C with air cooling.
Da ein erfindungsgemäßes Ziel mit Alloy 80A vergleichbaren Warmfestigkeiten bei Einsatztemperatur war, wurden Zugfestigkeit und Streckgrenze bei 600°C und 800°C gemessen. Tabelle 2 zeigt, daß bei 600°C E1 Alloy 80A vergleichbar und E2 sogar noch fester ist. Bei 800°C sind die 3 Legierungen vergleichbar.Since a target according to the invention with Alloy 80A was comparable heat strength at operating temperature, tensile strength and yield strength were measured at 600 ° C and 800 ° C. Table 2 shows that at 600 ° C E1 Alloy 80A is comparable and E2 is even stronger. The three alloys are comparable at 800 ° C.
Tabelle 1 Chemische Zusammensetzungen der erfindungsgemäßen Legierungen im Vergleich zu Alloy 80A und Alloy 81Table 1 Chemical compositions of the alloys according to the invention compared to Alloy 80A and Alloy 81
(Masse-%)
Tabelle 2 Zugfestigkeit und Streckgrenze von E1 und E2 im Vergleich mit Alloy 80A bei 600°C und 800°C(Dimensions-%) Table 2 Tensile strength and yield strength of E1 and E2 in comparison with Alloy 80A at 600 ° C and 800 ° C
Zur Prüfung des Hochtemperaturkorrosionsverhaltens wurden ausgehärtete Proben in eine Asche der Zusammensetzung (in Masse%) 40%V2O3+10%NaVO3+20%Na2SO4+15%CaSO4+15%NiSO4 gestellt. Der Ofenraum wurde mit Luft mit 0,2%-iger SO2 geflutet. Diese Versuche wurden bei 750°C und 850°C durchgeführt und nach 20 Stunden sowie nach 100 Stunden wurden im Lichtmikroskop der innere und äußere Korrosionsangriff bestimmt. Als Referenzlegierung wurde Alloy 81 geprüft. Bei 750°C wurden sowohl bei Alloy 81 als auch bei E1 und E2 keine inneren Korrosionsangriffe oder äußeren Schalen gefunden, die dicker als 0,05 mm waren, bei 850°C liegen alle Werte unter 0,08 mm, wohingegen bei Alloy 80A ein innerer Korrosionsangriff von etwa 0,15 mm gefunden wurde. Diese Versuche belegen, dass das Korrosionsverhalten der erfindungsgemäßen Legierungen E1 und E2 mit dem von Alloy 81 vergleichbar ist.To test the high-temperature corrosion behavior, hardened samples were placed in an ash of the composition (in mass%) 40% V2O3 + 10% NaVO3 + 20% Na2SO4 + 15% CaSO4 + 15% NiSO4. The furnace chamber was flooded with air with 0.2% SO 2 . These tests were carried out at 750 ° C and 850 ° C and after 20 hours and after 100 hours the internal and external corrosion attack were determined in the light microscope. Alloy 81 was tested as a reference alloy. At 750 ° C, no inner corrosion attacks or outer shells that were thicker than 0.05 mm were found for Alloy 81 or E1 and E2, at 850 ° C all values are below 0.08 mm, whereas Alloy 80A internal corrosion attack of about 0.15 mm was found. These tests prove that the corrosion behavior of alloys E1 and E2 according to the invention is comparable to that of Alloy 81.
Obwohl der Einfluss der verschiedenen Elemente auf Korrosionsverhalten und Warmfestigkeit häufig gegenläufig ist, konnten mit den Legierungen E1 und E2 Zusammensetzungen gefunden werden, welche die gestellten Anforderungen an das Hochtemperaturkorrosionsverhalten und die Warmfestigkeit bei Temperaturen im Bereich zwischen 600°C und 850°C gleichzeitig erfüllen. Erklärbar ist die gute Korrosionsbeständigkeit durch die Zugabe der reaktiven Elemente, insbesondere Hafnium und Zirkon, ohne dabei ein Optimum von (Y+Hf+Zr) von max. 0,08 Masse% zu überschreiten. Höhere Gehalte verstärken den in das Material hinein gerichteten Korrosionsangriff. Die Limitierungen des Kohlenstoffgehalts auf 0,05 Masse% und die von Mangan auf 0,2 Masse% tragen zusätzlich zur Korrosionsbeständigkeit bei. Für die Warmfestigkeit hat es sich als besonders
günstig erwiesen, wenn Aluminium, Titan und Niob zugegeben werden, wobei ihr Summengehalt oberhalb von 3,5 Masse% liegen soll. Diese Warmfestigkeiten können eine Beschichtung der Sitzpartie überflüssig machen, wodurch Fertigungskosten eingespart werden können.Although the influence of the various elements on corrosion behavior and heat resistance is often opposed, alloys E1 and E2 were able to find compositions that simultaneously meet the requirements for high temperature corrosion behavior and heat resistance at temperatures between 600 ° C and 850 ° C. The good corrosion resistance can be explained by the addition of the reactive elements, especially hafnium and zircon, without an optimum of (Y + Hf + Zr) of max. Exceed 0.08 mass%. Higher levels increase the corrosion attack directed into the material. The limits of the carbon content to 0.05% by mass and those of manganese to 0.2% by mass also contribute to the corrosion resistance. For the heat resistance, it has turned out to be special Proven favorable when aluminum, titanium and niobium are added, their total content should be above 3.5% by mass. This heat resistance can make coating the seat section unnecessary, which can save manufacturing costs.
Im Folgenden wird auf die Wirkungsweise der zugegebenen Elemente eingegangen:The mode of operation of the added elements is discussed below:
- Kohlenstoff und Bor bilden Karbide bzw. Boride und tragen damit zur Stabilisierung der Korngrenzen und zur Langzeitfestigkeit bei, bieten aber Angriffspunkte für die Korrosion, weshalb die Summe von C+10 x B 0,08 Masse% nicht überschreiten soll. So erstreckt sich beispielsweise der innere Korrosionsangriff der in Tabelle 3 wiedergegebenen- Carbon and boron form carbides and borides and thus contribute to the stabilization of the grain boundaries and long-term strength, but offer points of attack for corrosion, which is why the sum of C + 10 x B should not exceed 0.08 mass%. For example, the internal corrosion attack shown in Table 3 extends
Legierungszusammensetzung G1 bei 750°C auf 0,17 mm nach 100 Stunden und nach derselben Zeit bei 850°C sogar auf 0,45 mm.Alloy composition G1 at 750 ° C to 0.17 mm after 100 hours and after the same time at 850 ° C even to 0.45 mm.
Tabelle 3 Chemische Zusammensetzungen (in Masse-%) von Legierungen mitTable 3 Chemical compositions (in mass%) of alloys with
Eigenschaften, welche die Anforderungen nicht erfüllenProperties that do not meet the requirements
- Yttrium und Hafnium werden häufig zur Verbesserung der Hochtemperaturoxidationsbeständigkeit beigegeben, beeinflussen aber offenbar innerhalb gewisser Grenzen auch die Beständigkeit in Vanadiumasche und SO2-Atmosphäre positiv. Diese Elemente sollen genutzt werden, aber ihre Summe plus Zirkon darf 0,08 Masse% nicht überschreiten. Dies wird belegt durch die Legierung G2 in Tabelle 3, welche nach 100 Stunden bis zu 0,18 mm inneren Korrosionsangriff zeigt.- Yttrium and hafnium are often added to improve the high-temperature oxidation resistance, but apparently, within certain limits, also have a positive effect on the resistance in vanadium ash and SO 2 atmosphere. These elements should be used, but their sum plus zircon must not exceed 0.08% by mass. This is evidenced by the alloy G2 in Table 3, which shows up to 0.18 mm internal corrosion attack after 100 hours.
- Aluminium und Titan wirken sich durch Bildung von γ - und in Verbindung mit Niob von γ"-Phasen positiv auf die Warmfestigkeit aus. Die Summe dieser drei Elemente soll über 3,5 Masse% liegen. Bei G2 ist dies beispielsweise nicht der Fall, was zur Folge hat, dass die Streckgrenze bei 800°C nur 458 MPa erreicht.- Aluminum and titanium have a positive effect on the heat resistance due to the formation of γ - and in connection with niobium from γ "phases. The sum of these three elements should be over 3.5% by mass. which means that the yield strength at 800 ° C only reaches 458 MPa.
Die Legierung kann mit den üblichen Methoden eines Schmelzbetriebes hergestellt werden, wobei vorteilhafterweise eine Vakuumbehandlung vorzusehen ist. Die Umformbarkeit für die Herstellung von Stangen zur Weiterfertigung als Schiffsventile ist gegeben.
The alloy can be produced using the usual methods of a smelting operation, a vacuum treatment advantageously being provided. The formability for the production of rods for further production as ship valves is given.
Claims
1. Austenitische warmfeste Nickel-Basis-Legierung mit (in Masse-%) 0,03-0,1 %C max.0,005 % S max.0,05 % N1. Austenitic heat-resistant nickel-based alloy with (in mass%) 0.03-0.1% C max. 0.005% S max. 0.05% N
25 - 35 % Cr max.0,2 % Mn max.0,1 % Si max.0,2 % Mo25 - 35% Cr max. 0.2% Mn max. 0.1% Si max. 0.2% Mo
2 - 3 % Ti2 - 3% Ti
0,02-1,1 %Nb max.0,1 % Cu max.1 % Fe max.0,008 % P0.02-1.1% Nb max.0.1% Cu max.1% Fe max.0.008% P
0,75 - 1 ,3 % AI max.0,01 % Mg0.75 - 1.3% AI max. 0.01% Mg
0,02-0,1 Zr max.0,2 % Co wobei die Summe aus AI + Ti + Nb ≥ 3,3 % ist,0.02-0.1 Zr max. 0.2% Co, the sum of AI + Ti + Nb ≥ 3.3%,
Rest Ni sowie herstellungsbedingt Beimengungen.Rest of Ni as well as admixtures due to manufacturing.
2. Legierung nach Anspruch 1 mit (in Masse-%) 0,03 - 0,08 % C max.0,05 % S max.0,01 % N 28 - 31 % Cr max.0,1 % Mn max.0,1 %Si max.0,1 % Mo 2 - 3 % Ti 0,02-1,1 %Nb max. 0,1 % Cu max. 0,5 % Fe max. 0,006 % P2. Alloy according to claim 1 with (in mass%) 0.03 - 0.08% C max.0.05% S max.0.01% N 28 - 31% Cr max.0.1% Mn max. 0.1% Si max. 0.1% Mo 2 - 3% Ti 0.02-1.1% Nb Max. 0.1% Cu max. 0.5% Fe max. 0.006% P
0,8 - 1 ,1 % AI max. 0,01 % Mg0.8 - 1.1% AI max. 0.01% Mg
0,02 - 0,1 % Zr max. 0,1 % Co wobei die Summe aus AI + Ti + Nb > 3,3 % ist,0.02 - 0.1% Zr max. 0.1% Co, the sum of AI + Ti + Nb> 3.3%,
Rest Ni sowie herstellungsbedingte BeimengungenRest of Ni as well as manufacturing-related additives
3. Legierung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Zusätze (in Masse- %) von3. Alloy according to claim 1 or 2, characterized by additives (in mass%) of
0,001 - 0,005 % B 0,01 - 0,04 % Hf 0,01 - 0,04 % Y0.001 - 0.005% B 0.01 - 0.04% Hf 0.01 - 0.04% Y
4. Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin (in Masse-%) die Summe der Elemente Y + Hf + Zr < 0,08 % ist4. Alloy according to one of claims 1 to 3, wherein (in mass%) the sum of the elements Y + Hf + Zr <0.08%
5. Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß (in Masse-%) die Summe der Elemente C + 10 x B 0,03 - 0,1 % ist.5. Alloy according to one of claims 1 to 4, characterized in that (in mass%) the sum of the elements C + 10 x B 0.03 - 0.1%.
6. Legierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß (in Masse-%) die Summe aus C + 10 x B < 0,08 % ist.6. Alloy according to claim 5, characterized in that (in mass%) the sum of C + 10 x B is <0.08%.
7. Verwendung der gem. einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellten Legierung als Ventilwerkstoff, insbesondere für Ventile von Schiffsdieselmotoren. 7. Use of the one of claims 1 to 6 alloy produced as a valve material, in particular for valves of marine diesel engines.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| US2570194A (en) * | 1946-04-09 | 1951-10-09 | Int Nickel Co | Production of high-temperature alloys and articles |
| JPS6160849A (en) * | 1984-09-03 | 1986-03-28 | Hitachi Ltd | High strength alloy having high corrosion resistance |
| EP0421705A1 (en) * | 1989-10-02 | 1991-04-10 | Inco Alloys Limited | Exhaust valve alloy |
| US6139660A (en) * | 1997-02-07 | 2000-10-31 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | High corrosion resisting alloy for diesel engine valve and method for producing the valve |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 010, no. 226 (C - 364) 7 August 1986 (1986-08-07) * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3048178A1 (en) * | 2015-01-26 | 2016-07-27 | Daido Steel Co.,Ltd. | Engine exhaust valve for large ship and method for manufacturing the same |
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