WO2005116285A1 - Nichtmagnetisierbarer, austenitischer stahl und verwendungen dieses stahls - Google Patents

Nichtmagnetisierbarer, austenitischer stahl und verwendungen dieses stahls Download PDF

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Armin Krabiell
Ekkehard Wulfmeier
Hendrik John
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EDELSTAHL WITTEN-KREFELD GmbH
Baker Hughes Inc
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    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese

Definitions

  • the invention relates to a non-magnetizable, austenitic steel of high corrosion resistance and strength.
  • the steel acquires the property of being non-magnetic by virtue of the fact that it has a stable austenitic lattice structure in which no martensitic transformation occurs and which is free of ferrite components.
  • steels of this type are suitable for applications in which the interaction between the components made of the respective steel and magnetic fields in the environment or losses due to hysteresis are to be avoided.
  • Examples of such fields of application can be found in refrigeration technology, in ship or special ship construction, in generator construction, in the offshore area, in deep drilling technology, medical technology or the electrical industry.
  • the steels must be particularly corrosion-resistant, since they are often used in environments that are critical with regard to corrosion attack. Therefore, it is usually required that the steels are insensitive to pitting, contact and stress corrosion cracking.
  • the high N contents also contribute to an increase in the corrosion resistance.
  • This is additionally supported by chromium contents, which are usually 14-20% by weight in the known steels. Further improvements in corrosion resistance can be achieved by adding Mo.
  • EP 0 640 695 AI An example of such a steel intended specifically for applications on the human body is described in EP 0 640 695 AI.
  • the steel known from this publication has (in% by weight) max. 0.1% C, max. 1.0% Si, 11.0 - 25.0% Mn, 10.0 - 20.0% Cr, max. 1.0% Mo and 0.05 - 0.55% N, balance iron and unavoidable impurities.
  • the known steel can have contents of V, Nb, Ta, W, Al, Ti, Cu or boron if the content of these elements does not exceed 2.0% by weight.
  • the influences that these elements have on the have known steel, however, are not explained in EP 0 640 695 AI.
  • the steel known from this document can also contain additional contents of Ni, Si, S, Bi, Cu, Co, V, Nb, Ta, Ti, Zr, Hf, W, AI, B, Ce or Ca have a content of up to 2 wt .-%.
  • DE 196 07 828 C2 discloses a high-strength, corrosion-resistant steel of the type in question, which (in% by weight) is up to 0.1% C, 8-12.5% Mn, 13-17.5 % Cr, 2.5 - 6% Mo, ⁇ 5% Ni, more than 0.55 - 1.1 % N, balance may contain iron and unavoidable impurities.
  • this known steel can contain up to 0.05% B, up to 0.2% S, each up to 1% Si, V, Nb, Ti, Zr, Hf, Ta and Al as well as up to 5% Cu and up to 6% W can be added.
  • DE 196 07 828 C2 there is also no explanation in DE 196 07 828 C2 of the effects which can be achieved by adding these elements.
  • a non-magnetizable, austenitic steel of high corrosion resistance and strength which (in% by weight) C: 0.010-0.050%, Si: 0.01-0.35%, Mn: 12.0-22 , 0%, P: ⁇ 0.030%, S: ⁇ 0.010%, Cr: 15.0 - 23.5%, Mo:
  • steel according to the invention With the invention, a steel is available which is characterized by a particularly high stability of its austenitic structure and a correspondingly minimized magnetizability. Due to these properties, relative permeability values ⁇ r of ⁇ 1.005 can be reliably achieved. At the same time, steel according to the invention has a significantly improved corrosion resistance compared to the known non-magnetic steels, while the strength is still good. This makes steel according to the invention particularly suitable for use in an aggressive environment, as is the case, for example, in the field of offshore technology or in deep drilling technology, in particular in the field of petroleum and natural gas exploration. Because of this combination of properties, steel according to the invention can also be used particularly well in generator construction, in refrigeration technology or in medical technology.
  • Distinguishing "features of the composition according to the invention are the special alloy vote, in which the effect of certain alloying elements has been particularly used to increase corrosion resistance.
  • the alloying measures against the known steels relate in particular to the modification of the contents of molybdenum and nickel and which depends on the particular use case, individual or combined addition of copper and cobalt.
  • copper supports the stabilization of the austenitic structure and thus enables the use of the corrosion-inhibiting influence of other elements, e.g. higher levels of molybdenum.
  • the upper limit of the Cu content is 5% by weight, preferably 4% by weight to be observed in order to avoid the formation of copper phases which, on the one hand, lose their corrosion-inhibiting effect in the case of coarser, inhomogeneous distribution and on the other hand impair the forming behavior of the steels to a great extent.
  • cobalt in a content of at least 1% by weight on the other hand, the resistance of the steel according to the invention can also be specifically improved against oxidizing media.
  • cobalt Similar to copper, cobalt also leads to a widening of the passivity range in the temperature concentration field of the contact media. Comparable to nickel, the presence of cobalt in the steel according to the invention also supports the austenite stabilization. The addition of cobalt can consequently increase the contents of those alloy elements which are inherently undesirable because of their ferrite-forming properties, but which contribute to the optimized corrosion resistance of the steel according to the invention. It was surprisingly found in this connection that a reduction in the Ni content in favor of the presence of cobalt has strong effects, so that the combined presence of Ni and Co had a better effect than the single presence of Ni without Co. At Co contents, which are well over 6.5% by weight, no further increase in the effect could be determined. An optimal ratio of the improvement in properties achieved and the alloying expenditure was obtained when the Co contents were varied up to a maximum of 4% by weight.
  • the invention thus provides a possibility of a high-strength and non-magnetic steel with regard to its Correct the corrosion resistance to the corrosive media occurring in the respective area of application in such a way that an optimal resistance to the corrosion attacks occurring in the respective area of application is guaranteed.
  • the presence of molybdenum in contents of 1.0-4.0% by weight also contributes to the high corrosion resistance of a steel according to the invention.
  • the use of molybdenum has hitherto been possible only to a very limited extent in known steels belonging to the type of steel according to the invention because of the strongly ferrite-forming property of Mo.
  • the steel composition according to the invention enables an increased addition of Mo due to the improved austenite stability due to the presence of Cu and / or Co, with the result that overall an improved addition
  • Corrosion resistance is achieved. If the content is less than 1.0% by weight, the beneficial effects of Mo do not occur. On the other hand, contents of more than 4.0% by weight would again entail the risk of ferrite formation and also impair the formability of the steel.
  • Nickel is added to steel according to the invention for austenite stabilization in contents of 0.3-5.5% by weight.
  • the maximum Ni content is preferably limited to 5.0% by weight in order to take advantage of the surprisingly found improvement in the corrosion resistance of the reduced Ni content in the presence of Cu and / or Co at the same time.
  • the formation of a stable austenitic structure is supported by nitrogen contents of 0.40-0.68% by weight.
  • nitrogen contributes to improving the corrosion properties in a manner known per se.
  • the blocks were subjected to hot forming by forging in the temperature range between 1230 ° C and 970 ° C.
  • hot forming can also be carried out as rolls if a rolled product is to be delivered as the end product.
  • thermoformed intermediate products (blocks) obtained were cooled to below the recrystallization temperature.
  • a cooling rate was achieved during the cooling which was at least that achieved with a cooling in air Cooling rate corresponds. It has proven to be particularly advantageous to carry out the cooling to a temperature which is between 250 ° C. and the recrystallization temperature.
  • the intermediate products cooled to this temperature are then subjected to a final shaping.
  • the degree of deformation achieved was in the range of 10 - 35%, it being shown in this case that particularly good results were achieved when the degree of deformation was in the range of 15 - 20%.
  • the forged and cooled blocks made of the steels during the final deformation were each reduced by 18% to a final diameter of 136 mm in each case.

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Abstract

Die Erfindung stellt einen nichtmagnetisierbaren, austenitischen Stahl zur Verfügung, der eine hohe Beständigkeit gegen Korrosion, insbesondere gegen Lochfraß, Kontakt- und Spannungskorrosion, besitzt und gleichzeitig besonders hohe Festigkeiten aufweist. Zu diesem Zweck enthält der erfindungsgemäße Stahl (in Gew.-%) C: 0,010 - 0,050 %, Si: 0,01 - 0,35 %, Mn: 12,0 - 22,0 %, P: ≤ 0,030 %, S: ≤ 0,010 %, Cr: 15,0 - 23,5 %, Mo: 1,0 - 4,0 %, Ni: 0,3 - 5,5 %, Al: ≤ 0,050 %, N: 0,40 - 0,68 %, B: 0,0008 - 0,0040 %, mindestens eines der Elemente Cu und/oder Co, wobei für den Gehalt dieser Elemente gilt Cu: 1,0 - 5,0 % und Co: 1,0 - 6,5 %, sowie wahlweise Nb mit einem Gehalt von 0,001 - 0,1 %, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.

Description

NICHTMAGNETISIERBARER, AUSTENITISCHER STAHL UND VERWENDUNGEN DIESES STAHLS
Die Erfindung betrifft einen nichtmagnetisierbaren, austenitischen Stahl von hoher Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit. Die Eigenschaft, nicht-magnetisch zu sein, erhält der Stahl dadurch, dass er eine stabil austenitische Gitterstruktur aufweist, bei der keine martensitische Umwandlung eintritt und die frei von Ferritanteilen ist.
Stähle dieser Art sind aufgrund ihrer sehr geringen Permeabilität für Anwendungen geeignet, bei denen die Wechselwirkung zwischen den aus dem jeweiligen Stahl gefertigten Bauteilen und magnetischen Feldern in der Umgebung oder hysteresebedingte Verluste zu vermeiden sind. Beispiele für derartige Einsatzgebiete finden sich in der Kältetechnik, im Schiffs- oder Sonderschiffsbau, im Generatorbau, im Offshore-Bereich, in der Tiefbohrtechnik, der Medizintechnik oder der Elektroindustrie.
Neben der Forderung nach weitestgehender NichtMagnetisierbarkeit bringen diese Verwendungen hohe Anforderungen an die mechanisch-technologischen Eigenschaften der Stähle mit sich. Insbesondere werden eine hohe Dehngrenze Rpo,2 und eine hohe Festigkeit gefordert.
Zusätzlich müssen die Stähle besonders korrosionsbeständig sein, da sie vielfach in hinsichtlich eines Korrosionsangriffs kritischen Umgebungen eingesetzt werden. Daher wird in der Regel verlangt, dass die Stähle in hohem Maße unempfindlich sind gegen Lochfraß, Kontakt- und Spannungsrisskorrosion.
Diese Anforderungen lassen sich durch hochlegierte Mangan- Chrom-Stähle erfüllen, die hohe Stickstoffgehalte besitzen. Zur Sicherung eines stabil austenitischen Gefüges dienen dabei vorrangig Mn-Gehalte von mehr als 20 % und hohe Stickstoffgehalte. In Folge ihrer Zusammensetzung und zusätzlicher bei ihrer Herstellung angewendeter Maßnahmen weisen diese Stähle Rp0,2-Werte auf, die über 950 MPa liegen. Ihre Zugfestigkeiten können bis zu 1000 MPa betragen .
Neben der erwähnten Wirkung auf die Ausbildung eines austenitischen Gefüges tragen die hohen N-Gehalte auch zu einer Steigerung der Korrosionsbeständig bei. Diese wird zusätzlich unterstützt durch Chromgehalte, die bei den bekannten Stählen üblicherweise 14 - 20 Gew.-% betragen. Weitere Verbesserungen der Korrosionsbeständigkeit lassen sich durch Zusätze an Mo erreichen.
Ein Beispiel für einen solchen speziell für Anwendungen am menschlichen Körper bestimmten Stahl ist in der EP 0 640 695 AI beschrieben. Der aus dieser Veröffentlichung bekannte Stahl weist (in Gew.-%) max. 0,1 % C, max . 1,0 % Si, 11,0 - 25,0 % Mn, 10,0 - 20,0 % Cr, max. 1,0 % Mo und 0,05 - 0,55 % N, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen auf. Zusätzlich kann der bekannte Stahl Gehalte an V, Nb, Ta, W, AI, Ti, Cu oder Bor aufweisen, wenn der Gehalt dieser Elemente 2,0 Gew.-% nicht überschreitet. Die Einflüsse, die diese Elemente auf den bekannten Stahl haben, sind in der EP 0 640 695 AI allerdings nicht erläutert.
Als Anhaltsgröße für die Beurteilung der Lochfraß- Beständigkeit hat sich in der Praxis der so genannte PREN- Wert eingebürgert, der üblicherweise gemäß der Formel PREN = %Cr + 3,3 %Mo + 16 %N (mit %Cr = Cr-Gehalt, %Mo = Mo-Gehalt, %N = N-Gehalt) bestimmt wird. Es zeigt sich, dass auf dem Markt erhältliche Cr-Mn-Stähle den sich im praktischen Einsatz hinsichtlich der
Korrosionsbeständigkeit ergebenden Anforderungen oftmals nicht gewachsen sind, obwohl ihre PREN-Werte im Bereich von 24 - 31 liegen.
Zur Beseitigung dieses Problems sind Stähle eingeführt worden, die höhere Gehalte an Molybdän oder weiter angehobene Stickstoffgehalte besitzen. Ein Beispiel für einen solchen Stahl ist in der EP 0 875 591 Bl beschrieben. Auch dieser bekannte Stahl ist für biokompatible Anwendungen bestimmt. Er weist (in Gew.-%) 5 - 26 % Mn, 11 - 24 % Cr, mehr als 2,5 - 6 % Mo, mehr als 0,2 - 2,0 % N und 0,1 - 0,9 % C auf, wobei für N-Gehalte von mehr als 0,55 % gelten soll, dass der C-Gehalt mehr als 0,3 % beträgt. Ohne dass dafür in der EP 0 875 591 Bl ein Grund angegeben ist, kann der aus diesem Dokument bekannte Stahl ebenfalls zusätzliche Gehalte an Ni, Si, S, Bi, Cu, Co, V, Nb, Ta, Ti, Zr, Hf, W, AI, B, Ce oder Ca mit einem Gehalt von bis zu 2 Gew.-% aufweisen.
Schließlich ist aus der DE 196 07 828 C2 ein hochfester, korrosionsbeständiger Stahl der in Rede stehenden Art bekannt, der (in Gew.-%) bis zu 0,1 % C, 8 - 12,5 % Mn, 13 - 17,5 % Cr, 2,5 - 6 % Mo, < 5 % Ni, mehr als 0,55 - 1,1 % N, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen enthalten kann. Zusätzlich können diesem bekannten Stahl bis zu 0,05 % B, bis zu 0,2 % S, jeweils bis zu 1 % Si, V, Nb, Ti, Zr, Hf, Ta und AI sowie bis zu 5 % Cu und bis zu 6 % W beigegeben werden. Allerdings findet sich auch in der DE 196 07 828 C2 keine Erläuterung zu den Effekten, die mit der Zugabe dieser Elemente erreicht werden können.
Auch wenn die voranstehend erläuterten bekannten Stähle hinsichtlich ihrer Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit gegenüber dem bis dahin bekannten Stand der Technik weiter verbessert sind, muss dafür ein erhöhter
Herstellungsaufwand in Kauf genommen werden, der durch den mit der Anhebung des Stickstoff-Gehaltes verfahrenstechnischen Aufwand verursacht wird. Hinzu kommt, dass bei den bekannten Stählen der Zugabe von Molybdän Grenzen gesetzt sind, da Mo abhängig von der Gesamtzusammensetzung des jeweiligen Stahls ein starker Ferritbildner ist. Stähle, die die an ihre nichtmagnetischen Eigenschaften jeweils gestellten Anforderungen erfüllen, weisen daher in der Praxis Mo-Gehalte auf, die auf maximal 3,5 Gew.-% beschränkt sind. Obwohl diese Stähle verbesserte PREN-Werte von 33 - 35 erreichen, erweist sich ihre Korrosionsbeständigkeit in der Praxis als vielfach nicht ausreichend. Darüber hinaus liegen die Festigkeiten dieser in bekannter Weise erzeugten und zusammengesetzten Stähle auf einem Niveau, dass nicht ausreicht für die Verwendung auf den hier interessierenden, eingangs genannten Gebieten. Ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik bestand die Aufgabe der Erfindung darin, einen Stahl zu schaffen, der eine weiter gesteigerte Korrosionsbeständigkeit, insbesondere gegen Lochfraß, Kontakt- und Spannungskorrosion, besitzt und gleichzeitig besonders hohe Festigkeiten aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen nichtmagnetisierbaren, austenitischen Stahl von hoher Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit gelöst, der (in Gew.-%) C: 0,010 - 0,050 %, Si: 0,01 - 0,35 %, Mn : 12,0 - 22,0 %, P: < 0,030 %, S: < 0,010 %, Cr: 15,0 - 23,5 %, Mo:
1,0 - 4,0 %, Ni: 0,3 - 5,5 %, AI: < 0,050 %, N: 0,40 - 0,68 %, B: 0,0008 - 0,0040 %, mindestens eines der Elemente Cu und/oder Co, wobei für den Gehalt dieser Elemente gilt Cu: 1,0 - 5,0 %, Co: 1,0 - 6,5 %, sowie wahlweise Nb mit einem Gehalt von 0,001 - 0,1 %, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen enthält.
Mit der Erfindung steht ein Stahl zur Verfügung, der sich durch eine besonders hohe Stabilität seines austenitischen Gefüges und eine dementsprechend minimierte Magnetisierbarkeit auszeichnet. Aufgrund dieser Eigenschaften werden relative Permeabilitätswerte μr von < 1,005 sicher erreicht. Gleichzeitig weist erfindungsgemäßer Stahl eine gegenüber den bekannten nicht magnetischen Stählen bei nach wie vor guter Festigkeitslage deutlich verbesserte Korrosionsbeständigkeit auf. Dies macht erfindungsgemäßen Stahl insbesondere für den Einsatz in aggressiver Umgebung geeignet, wie sie beispielsweise im Bereich der Offshore-Technik, oder in der Tiefbohrtechnik, insbesondere im Bereich der Erdöl- und Erdgasexploration, gegeben ist. Auch lässt sich erfindungsgemäßer Stahl aufgrund dieser Eigenschaftskombination besonders gut im Generatorbau, in der Kältetechnik oder in der Medizintechnik einsetzen. Kennzeichnende" Merkmale der erfindungsgemäßen Zusammensetzung sind die spezielle Legierungsabstimmung, bei der die Wirkung bestimmter Legierungselemente insbesondere zur Steigerung der Korrosionsbeständigkeit genutzt worden ist. Die legierungstechnischen Maßnahmen gegenüber den bekannten Stählen betreffen insbesondere die Modifizierung der Gehalte an Molybdän und Nickel sowie die vom jeweiligen Verwendungsfall abhängige einzelne oder kombinierte Zugabe an Kupfer und Kobalt.
Sowohl Kupfer als auch Kobalt führen zu einer besonderen Zunahme der Korrosionsbeständigkeit, insbesondere der Kontaktkorrosionsbeständigkeit .
Wird dem erfindungsgemäßen Stahl Kupfer von mindestens 1 Gew.-% zugegeben, so wird dadurch der Passivitätsbereich gegenüber kupferfreien Stählen aufgeweitet. Auf diese Weise wird beim Kontakt des erfindungsgemäßen Stahls mit korrosiv wirkenden Medien in einem breiten Bereich des Temperatur- Konzentrationsfeldes eine Reduzierung der Materialabtragsraten erreicht. Die korrosionshemmende Wirkung zeigt sich dabei in besonders hohem Maße gegenüber Angriff durch nichtoxidierende Medien, wie schwefelhaltige Substanzen, und HCL-Angriff. Der stärkste Effekt hinsichtlich der Korrosionshemmung wird durch die gelösten Anteile an Kupfer erzielt. Bei hinreichend homogener und feiner Verteilung tragen ergänzend auch ausgeschiedene Kupferanteile zur Reduzierung des Massenabtrags bei. Neben der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit unterstützt Kupfer die Stabilisierung des austenitischen Gefüges und ermöglicht so die Nutzung des korrosionshe menden Einflusses weiterer Elemente, z.B. höhere Gehalte an Molybdän. Als Obergrenze des Cu-Gehaltes sind 5 Gew.-%, bevorzugt 4 Gew.-%, einzuhalten, um die Bildung von Kupferphasen zu vermeiden, die zum einen bei gröberer, inhomogener Verteilung ihren korrosionshemmenden Effekt verlieren und zum anderen das Umformverhalten der Stähle in starkem Maße beeinträchtigen. Durch Zugaben von Kobalt in Gehalten von mindestens 1 Gew.-% kann dagegen die Beständigkeit des erfindungsgemäßen Stahls auch gegen oxidierende Medien gezielt verbessert werden. Auch Kobalt führt dabei in ähnlicher Weise wie Kupfer zu einer Verbreiterung des Passivitätsbereiches im Temperatur- Konzentrationsfeld der Kontaktmedien. Vergleichbar mit Nickel unterstützt die Anwesenheit von Kobalt in erfindungsgemäßem Stahl darüber hinaus die Austenitstabilisierung . Durch Zugabe von Kobalt können demzufolge die Gehalte an solchen Legierungselementen erhöht werden, die wegen ihrer ferritbildenden Eigenschaft an sich unerwünscht sind, jedoch zu der optimierten Korrosionsbeständigkeit des erfindungsgemäßen Stahls beitragen. Überraschend ergab sich in diesem Zusammenhang, dass eine Reduzierung des Ni-Gehaltes zu Gunsten der Anwesenheit von Kobalt starke Effekte erzielt, so dass die kombinierte Anwesenheit von Ni und Co bessere Wirkung zeigte als die einzelne Anwesenheit von Ni ohne Co. Bei Co- Gehalten, die weit über 6,5 Gew.-% liegen, konnte keine weitere Steigerung der Wirkung festgestellt werden. Ein optimales Verhältnis aus erzielter Eigenschaftsverbesserung und Legierungsaufwand ergab sich, wenn die Co-Gehalte bis maximal 4 Gew.-% variiert worden sind.
Mit der Vorschrift, einem erfindungsgemäßen Stahl jeweils Cu, Co alleine oder in Kombination zuzugeben, stellt die Erfindung somit eine Möglichkeit zur Verfügung, einen hochfesten und nicht magnetischen Stahl hinsichtlich seiner Korrosionsbeständigkeit so an die im jeweiligen Einsatzgebiet auftretenden korrosiven Medien anzupassen, dass eine optimale Beständigkeit gegen die im jeweiligen Anwendungsgebiet auftretenden Korrosionsangriffe gewährleistet ist. Die Anwesenheit von Molybdän in Gehalten von 1,0 - 4,0 Gew.-% trägt ebenfalls zur hohen Korrosionsbeständigkeit eines erfindungsgemäßen Stahls bei. Die Wirkung von Mo lässt sich dabei in an sich bekannter Weise durch die PRE-Zahl ( PRE = %Cr + 3,3 %Mo, mit %Cr = Gehalt an Cr, %Mo = Gehalt an Mo) beschreiben. Diese Zahl bringt die Fähigkeit des jeweiligen Stahls zum Ausdruck, korrosivem Angriff zu widerstehen. Die Nutzung von Molybdän war bei zur Gattung des erfindungsgemäßen Stahls gehörenden bekannten Stählen bisher wegen der stark ferritbildenden Eigenschaft von Mo nur sehr eingeschränkt möglich. Die erfindungsgemäße Stahlzusammensetzung ermöglicht aufgrund der durch die Anwesenheit von Cu und / oder Co verbesserten Austenitstabilität eine erhöhte Zugabe von Mo mit der Folge, dass insgesamt eine verbesserte
Korrosionsbeständigkeit erzielt wird. Bei Gehalten von weniger als 1,0 Gew.-% treten die vorteilhaften Effekte von Mo nicht ein. Gehalte von mehr als 4,0 Gew.-% würden dagegen wieder die Gefahr von Ferritbildung mit sich bringen und zudem die Umformbarkeit des Stahls beeinträchtigen.
Nickel wird erfindungsgemäßem Stahl zur Austenitstabilisierung in Gehalten von 0,3 - 5,5Gew.-% zugegeben. Bevorzugt wird der maximale Ni-Gehalt auf 5,0 Gew.-% beschränkt, um die überraschend festgestellte Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit des reduzierten Ni-Gehaltes bei gleichzeitiger Anwesenheit von Cu und / oder Co auszunutzen. Durch Stickstoff-Gehalte von 0,40 - 0,68 Gew.-% wird die Entstehung eines stabil austenitischen Gefüges unterstützt, Zusätzlich trägt Stickstoff in an sich bekannter Weise zur Verbesserung der Korrosionseigenschaften bei. Besonders sicher stellen sich diese Effekte dann ein, wenn der N-Gehalt 0,45 - 0,68 Gew.-%, insbesondere 0,45 - 0,60 Gew.-% beträgt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Zum Nachweis der durch die Erfindung erzielten Eigenschaftsverbesserungen wurde ein konventioneller Stahl V und ein erfindungsgemäßer Stahl E folgender Zusammensetzung (in Gew.-%)
Figure imgf000010_0001
erschmolzen und zu Blöcken abgegossen.
Die Blöcke wurden einer Warmverformung durch Schmieden im Temperaturbereich zwischen 1230 °C und 970 °C unterzogen. Alternativ zum Schmieden kann die Warmverformung auch als Walzen durchgeführt werden, wenn als Endprodukt ein Walzprodukt ausgeliefert werden soll.
Im Anschluss an die Warmverformung sind die erhaltenen warmverformten Zwischenprodukte (Blöcke) bis unterhalb der Rekristallisationstemperatur abgekühlt worden. Bei der Abkühlung wurde eine Abkühlgeschwindigkeit erzielt, die mindestens der bei einer Abkühlung an Luft erzielten Abkühlrate entspricht. Als besonders vorteilhaft erwies es sich dabei, die Abkühlung bis zu einer Temperatur durchzuführen, die zwischen 250 °C und der Rekristallisationstemperatur liegt .
Die auf diese Temperatur abgekühlten Zwischenprodukte sind dann einer abschließenden Umformung unterzogen worden. Der dabei erzielte Umformgrad lag im Bereich von 10 - 35 %, wobei sich in diesem Fall zeigte, dass besonders gute Resultate dann erzielt wurden, wenn der Grad der Umformung im Bereich von 15 - 20 % liegt. Bei den hier konkret beschriebenen Ausführungsbeispielen wurden die geschmiedeten und abgekühlten Blöcke aus den Stählen bei der Schlussverformung mit einem Umformgrad jeweils von 18 % auf einen Enddurchmesser von jeweils 136 mm reduziert.
Die so als Fertigprodukte erhaltenen, durchmesserreduzierten Blöcke aus den Stählen V und E wiesen jeweils die in den Tabellen 1 und 2 angegebenen Eigenschaften auf.
Im beigefügten Diagramm sind zusätzlich für die aus den nicht magnetisierbaren Stählen V und E in der beschriebenen Weise hergestellten Proben die Stromdichte-Potentialkurven (Stromdichte j über das Potential Φ) für die in 1.000 ppm Cl" enthaltendem Medium untersuchten Proben Viooor Eiooo und die in 80.000 ppm Cl" enthaltendem Medium untersuchten Proben V80ooo und E80ooo aufgetragen.
Es zeigt sich bei unverändert guten magnetischen Eigenschaften eine deutliche Überlegenheit der aus dem er indungsgemäßen Stahl E erzeugten Proben sowohl bei den mechanisch-technologischen Eigenschaften als auch im Korrosionsverhalten .
Figure imgf000013_0001
Tabelle 1
Figure imgf000013_0002
l) K Gewichtsverlust [mg] / Dichte [g/cm3] * Fläche [in2] * Zeit [h] Tabelle 2

Claims

P AT E N T AN S P R Ü C H E
1. Nichtmagnetisierbarer, austenitischer Stahl von hoher Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit enthaltend (in Gew.-%) C: 0,010 - 0,050 %, Si: 0,01 - 0,35 %, Mn: 2,0 - π e- P: < 0,030 %, S: < 0,010 %, Cr: 5,0 - ά / D '6 f Mo: 1,0 - 4,0 %, Ni: 0,3 - O r u "ό f AI: < 0,050 %, N: 0,40 - 0,68 %, B: 0,0008 - 0,0040 %, mindestens eines der Elemente Cu und/oder Co, wobei für den Gehalt dieser Elemente gilt Cu: 1,0 - 5,0 %, Co: 1,0 - 6,5 %, sowie wahlweise Nb mit einem Gehalt von 0,001 - 0,1 %, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.
2. Stahl nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s sein Ni-Gehalt 0,3 - 5,0 Gew.-% beträgt.
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