WO2010102601A1 - Korrosionsbeständiger austenitischer stahl - Google Patents

Korrosionsbeständiger austenitischer stahl Download PDF

Info

Publication number
WO2010102601A1
WO2010102601A1 PCT/DE2010/000232 DE2010000232W WO2010102601A1 WO 2010102601 A1 WO2010102601 A1 WO 2010102601A1 DE 2010000232 W DE2010000232 W DE 2010000232W WO 2010102601 A1 WO2010102601 A1 WO 2010102601A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
corrosion
resistant
austenitic steel
steel according
amount
Prior art date
Application number
PCT/DE2010/000232
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Weber
Lais Mujica Roncery
Original Assignee
Max-Planck-Institut Für Eisenforschung GmbH
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 Max-Planck-Institut Für Eisenforschung GmbH filed Critical Max-Planck-Institut Für Eisenforschung GmbH
Priority to CN2010800115984A priority Critical patent/CN102365382A/zh
Priority to US13/255,269 priority patent/US20120000580A1/en
Priority to EP10714561A priority patent/EP2406405A1/de
Priority to JP2011553279A priority patent/JP5755153B2/ja
Publication of WO2010102601A1 publication Critical patent/WO2010102601A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001—Austenite

Definitions

  • the present invention relates to a corrosion-resistant austenitic steel, a process for its production and the use of this steel.
  • the strength of austenitic steels is particularly enhanced by the interstitially dissolved atoms of the elements carbon and nitrogen.
  • chromium and manganese are added in order to dissolve the volatile element nitrogen in the melt. While chromium alone promotes ferrite formation, an austenitic structure can be obtained with manganese by so-called solution annealing, which is stabilized by quenching to room temperature.
  • TWIP steel Twinning Induced Plasticity
  • An austenitic steel grade is the so-called TWIP steel (Twinning Induced Plasticity), in which an intensive twinning takes place during plastic deformation. This process usually takes place even at low load and solidifies the steel, the elongation at break is over 60%. These properties make the steel ideal for the production of sheet metal in the automotive industry, especially for accident-relevant areas of the body.
  • a TWIP steel usually has a carbon content of about 0.02 to 0.5 mass%, as alloying elements are manganese in amounts of 20 to 30% by mass, and in certain TWIP steels aluminum and silicon with up to to 3% by mass used.
  • EP 0 889 144 discloses a so-called TWIP steel, a lightweight steel, exhibiting a tensile strength up to 1100 MPa and from 1 to 6 mass% Si, 1 to 8 mass% Al, the total content of Al and Si is not greater than 12% by mass and contains 10 to 30% by mass of Mn.
  • the disclosed steels are characterized by higher yield stresses of 400 MPa and uniform expansion values of up to 70% and elongations at break up to 90%.
  • a disadvantage of the disclosed in this document steel is the low corrosion resistance.
  • a high-strength, austenitic stainless steel is characterized in that it is melted under normal atmospheric pressure of about 1 bar and in addition to iron 12 to 15% by mass of chromium, 17 to 21% by mass of manganese, ⁇ 0.7 mass. % Silicon, 0.4 to 0.7 mass% of carbon and nitrogen in total and ⁇ 1.0 mass% of other generation-related elements in total, wherein the ratio of carbon content and nitrogen content is between 0.6 and 1.0.
  • the disclosed steel shows no TWIP effect and can form martensite under severe deformation, which manifests itself among other things in a lower technical elongation.
  • WO2006 / 025412 discloses a corrosion-resistant TWIP steel containing Fe, Al, Si, Mn, Cr and Ni as main elements.
  • the obtained steel shows uniform elongation values above 50% and a tensile strength between 600 and 800 MPa.
  • the mechanical properties are comparable to those of the Fe, Al, Si and Mn-based steel disclosed in EP 0 889 144, but the addition of nickel increases the production cost and the lack of interstitial atoms results in lower strength.
  • Another austenitic steel containing C and N as alloying elements is disclosed in WO2006 / 027091, the steel described therein contains in addition to the alloying metals chromium and manganese in amounts of 16 to 21% by mass and 0.5 to 2.0 Mass% molybdenum and a total of 0.8 to 1, 1% by mass of carbon and nitrogen having a carbon / nitrogen ratio of 0.5 to 1, 1.
  • the disclosed steel exhibits mechanical strength, ductility, wear and corrosion resistance, and no ferromagnetism.
  • a disadvantage is that during the production of these alloys during solidification, a primary ferrite formation takes place, which can lead to leakage of nitrogen during melting and / or welding.
  • the present invention is a corrosion-resistant austenitic steel containing in addition to iron, each based on 100 mass percent,
  • the austenitic steel according to the invention exhibits TWIP (Twinning Induced Plasticity) properties and good corrosion resistance.
  • TWIP winning Induced Plasticity
  • An essential feature of this TWIP steel is a plasticity by formation of twin grain boundaries with a To obtain good corrosion resistance, that is, a steel that forms numerous twin grain boundaries in its microstructure upon deformation, thereby strongly and uniformly solidified, in the tensile test high technical strains and remains completely austenitic without formation of martensite.
  • the steel of the present invention has a stabilized austenitic structure formed by the combination of the main alloying elements Fe, Mn and Cr and the interstitial elements C and N.
  • the steel according to the invention shows an elongation at break of more than 90%, a yield strength of more than 400 MPa and a tensile strength of more than 900 MPa. Due to the combination of high elongation at break and yield strength, the steel according to the invention is extremely deformable.
  • the alloys according to the present invention show after targeted deformation no detectable by X-ray diffraction formation of ⁇ -martensite or e-martensite.
  • the alloy according to the invention in the abovementioned proportions of Cr, Mn, C and N, allows primary austenitic solidification, whereby a melt is obtained, from which nitrogen does not escape both during solidification and / or welding.
  • the alloy can thus be produced under normal pressure and also processed.
  • the alloy according to the invention shows a stable austenitic structure which prevents the formation of ferrite.
  • the alloy metal Cr and the existing N cause higher corrosion resistance compared to the prior art TWIP steels.
  • the individual proportions of the alloy metals Cr and Mn and of the additives N and C are set in such a ratio that the amount of Cr not only improves the solubility of N in the melt, but also has an advantageous effect on the corrosion resistance of the alloy without During the solidification of the melt primarily ferrite forms.
  • the formation of ferrite is disadvantageous because it would result in a lower solubility for nitrogen and thus a pore formation.
  • the weldability of the alloy according to the invention is also positively influenced. by avoiding nitrogen outgassing during solidification after fusion welding, and avoiding the formation of precipitates in the process - A - subsequent cooling of the solid material of the weld and the heat affected zone to room temperature. This is above all technologically important because after welding, the material cools relatively slowly and formation of precipitates at the weld and in the heat affected zone is undesirable.
  • the amount of Mn improves the ductility (plasticity, deformability).
  • the other ingredients C and N improve the mechanical properties and the corrosion resistance without forming nitrides and carbides.
  • the inventive ratio of C and N allows fully austenitic solidification without gases escape during melting or carbides or nitrides are formed during accelerated cooling.
  • the solubility for the desired amount of nitrogen in the melt is preferably given at 1500 0 C and 1 bar pressure.
  • the alloying metals Mn are present in an amount of from 22.0 to 30.0% by mass and chromium in an amount of from 11.0 to 13.0% by mass, in particular from 12.0 to 13.0% by mass. %, in front.
  • a total content of carbon and nitrogen between 0.5 and 0.8 mass% with a ratio of carbon to nitrogen of 0.5 to 0.8 has proven to be particularly favorable.
  • the alloys of this embodiment show advantageous material properties, so that they are suitable for use in lightweight constructions.
  • the alloy according to the invention contains secondary alloy metals with which the mechanical properties can be further changed.
  • the secondary alloying elements are preferably selected from Mo, Si, Nb, Hf, V, Zr, Ti, and Nd.
  • Mo is preferably contained in an amount of 1.0 to 2.0 mass%, Si in an amount of 0.1 to 2 mass%.
  • the metals Nb, Hf, V, Zr, Ti, and Nd may be contained in minor amounts and are also referred to as micro-alloying elements.
  • Nb may be present in an amount of 0.02 to 0.1% by weight, and the metals Hf, V, Zr, Ti and Nd each independently in amounts of 0 to 0.5% by weight.
  • Another object of the present invention is a method for producing a corrosion-resistant austenitic steel with TWIP properties in which the individual alloying metals melted under normal pressure and the diffusion annealing in a temperature range between 1000 and 1250 0 C over a period of 1 to 72 hours with following Quenching and hot / cold deformation is performed.
  • the melting process can be carried out at a pressure of 800-1,000 mbar in pure nitrogen or in an open furnace at ambient pressure, which corresponds to a nitrogen partial pressure of about ⁇ 00mbar.
  • Another object of the present invention relates to the use of the austenitic steel according to the invention for the production of structural components in constructions, in particular in the automotive industry.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

Es wird ein korrosionsbeständiger, austenitischer Stahl beansprucht, der, jeweils bezogen auf 100 Masse-Prozent, 20 bis 32 % Mangan, 10 bis 15 % Chrom, insgesamt 0,5 bis 1,3 % Kohlenstoff und Stickstoff, wobei das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff 0,5 bis 1,5 beträgt, Rest Eisen sowie erschmelzungsbedingten Verunreinigungen enthält. Der beanspruchte Stahl kann unter Normaldruck hergestellt und verarbeitet werden und weist TWIP-Eigenschaften auf. Er eignet sich insbesondere zur Herstellung von Strukturbauteilen in Konstruktionen, beispielsweise in der Automobilindustrie.

Description

'Korrosionsbeständiger austenitischer Stahl'
Die vorliegende Erfindung betrifft einen korrosionsbeständigen, austenitischen Stahl, ein Verfahren zu seiner Herstellung und die Verwendung dieses Stahls.
Die Festigkeit austenitischer Stähle wird besonders durch die interstitiell gelösten Atome der Elemente Kohlenstoff und Stickstoff gesteigert. Um das flüchtige Element Stickstoff in der Schmelze zu lösen, werden in der Regel Chrom und Mangan zulegiert. Während Chrom allein die Ferritbildung unterstützt, lässt sich mit Mangan durch ein sogenanntes Lösungsglühen ein austenitisches Gefüge erhalten, welches durch Abschrecken bis auf Raumtemperatur stabilisiert wird.
Eine Austenit-Stahlsorte ist der sogenannte TWIP-Stahl (Twinning Induced Plasticity, zu Deutsch Zwillingsbildung induzierte Plastizität), bei welcher bei plastischer Verformung eine intensive Zwillingsbildung stattfindet. Dieser Vorgang findet in der Regel schon bei geringer Belastung statt und verfestigt den Stahl, wobei die Bruchdehnung bei über 60 % liegt. Durch diese Eigenschaften eignet sich der Stahl hervorragend zur Herstellung von Blechen in der Automobilindustrie, insbesondere für unfallrelevante Bereiche der Karosserie. Ein TWIP-Stahl weist in der Regel einen Kohlenstoffgehalt von etwa 0,02 bis 0,5 Masse-% auf, als Legierungselemente kommen Mangan in Mengen von 20 bis 30 Masse-%, sowie in bestimmten TWIP-Stählen Aluminium und Silizium mit jeweils bis zu 3 Masse-% zum Einsatz.
In der EP 0 889 144 wird ein sogenannter TWIP-Stahl, ein Leichtbaustahl, offenbart, der eine Zugfestigkeit bis zu 1.100 MPa zeigt und von 1 bis 6 Masse-% Si, 1 bis 8 Masse-% AI, wobei der Gesamtgehalt von AI und Si nicht größer als 12 Masse-% ist, sowie 10 bis 30 Masse-% Mn enthält. Die offenbarten Stähle zeichnen sich durch höhere Fließspannungen von 400 MPa sowie Gleichmaßdehnungswerte bis zu 70 % und Bruchdehnungen bis zu 90 % aus. Nachteilig des in dieser Druckschrift offenbarten Stahls ist die geringe Korrosionsbeständigkeit.
In der DE 101 wird ein hochfester, nichtrostender austenitischer Stahl dadurch gekennzeichnet, dass er unter normalem Atmosphärendruck von rund 1 bar erschmolzen wird und neben Eisen 12 bis 15 Masse-% Chrom, 17 bis 21 Masse-% Mangan, < 0.7 Masse- % Silizium, 0.4 bis 0.7 Masse-% Kohlenstoff und Stickstoff in Summe und < 1.0 Masse-% weiterer, erzeugungsbedingter Elemente in Summe enthält, wobei das Verhältnis aus Kohlenstoffgehalt und Stickstoffgehalt zwischen 0.6 und 1.0 beträgt. Der offenbarte Stahl zeigt keinen TWIP-Effekt und kann bei starker Verformung Martensit bilden, was sich unter anderem in einer geringeren technischen Dehnung äußert.
In der WO2006/025412 wird ein korrosionsbeständiger TWIP-Stahl offenbart, welcher Fe, AI, Si, Mn, Cr und Ni als Hauptelemente enthält. Der erhaltene Stahl zeigt Gleichmaßdehnungswerte oberhalb 50 % und eine Zugfestigkeit zwischen 600 und 800 MPa. Die mechanischen Eigenschaften sind mit denen des in der EP 0 889 144 offenbarten Stahls auf Basis von Fe, AI, Si und Mn vergleichbar, die Zugabe von Nickel erhöht jedoch die Produktionskosten und das Fehlen von interstitiellen Atomen führt zu einer geringeren Festigkeit. Ein weiterer austenitischer Stahl, der C und N als Legierungselemente enthält, wird in der WO2006/027091 offenbart, der dort beschriebene Stahl enthält neben den Legierungsmetallen Chrom und Mangan jeweils in Mengen von 16 bis 21 Masse-% auch 0,5 bis 2,0 Masse-% Molybdän sowie insgesamt 0,8 bis 1 ,1 Masse-% Kohlenstoff und Stickstoff mit einem Kohlenstoff/Stickstoffverhältnis von 0,5 bis 1 ,1. Der offenbarte Stahl zeigt mechanische Festigkeit, Duktilität, Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit und keinen Ferromagnetismus. Nachteilig ist jedoch, dass bei der Herstellung dieser Legierungen beim Erstarren eine primäre Ferritbildung stattfindet, was zu Austreten von Stickstoff während des Schmelzens und/oder Schweißens führen kann.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen korrosionsbeständigen, schweissbaren austenitischen Stahl zur Verfügung zu stellen, welcher eine hohe Streckgrenze und auch eine hohe Zugfestigkeit sowie eine Bruchdehnung von über 90 % aufweist und gleichzeitig korrosionsbeständig ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein korrosionsbeständiger austenitischer Stahl enthaltend neben Eisen, jeweils bezogen auf 100 Masse-Prozent,
20 bis 32 % Mangan,
10 bis 15 % Chrom, insgesamt 0,5 bis 1 ,3 % Kohlenstoff und Stickstoff, wobei das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff 0,5 bis 1 ,5 beträgt, sowie erschmelzungsbedingten Verunreinigungen.
Der erfindungsgemäße austenitische Stahl zeigt die TWIP-Eigenschaften (TWIP = Twinning Induced Plasticity) sowie eine gute Korrosionsbeständigkeit. Eine wesentliche Eigenschaft dieses TWIP-Stahles ist eine Plastizität durch Bildung von Zwillingskorngrenzen mit einer guten Korrosionsbeständigkeit zu erhalten, das heißt einen Stahl, der bei Verformung zahlreiche Zwillingskorngrenzen in seiner Mikrostruktur bildet, dadurch stark und gleichmäßig verfestigt, im Zugversuch hohe technische Dehnungen aufweist sowie ohne Bildung von Martensit vollständig austenitisch bleibt.
Der erfindungsgemäße Stahl weist eine stabilisierte austenitische Struktur auf, die durch die Kombination der Hauptlegierungselemente Fe, Mn und Cr sowie den interstitiellen Elementen C und N gebildet wird. Der erfindungsgemäße Stahl zeigt im Zugversuch eine Bruchdehnung von über 90 %, eine Streckgrenze von über 400 MPa und eine Zugfestigkeit von über 900 MPa. Aufgrund der Kombination aus hoher Bruchdehnung und Streckgrenze ist der erfindungsgemäße Stahl extrem verformbar. Darüber hinaus zeigen die Legierungen gemäß der vorliegenden Erfindung nach einer gezielten Deformation keine mittels Röntgendiffraktion nachweisbare Bildung von σ-Martensit oder e-Martensit.
Es wurde festgestellt, dass die erfindungsgemäße Legierung, in den oben genannten Anteilen an Cr, Mn, C und N eine primäre austenitische Erstarrung ermöglicht, wodurch eine Schmelze erhalten wird, aus welcher Stickstoff sowohl während der Erstarrung und/oder dem Schweißen nicht entweicht. Die Legierung kann somit unter Normalruck hergestellt und auch verarbeitet werden. Die erfindungsgemäße Legierung zeigt eine stabile austenitische Struktur, die die Bildung von Ferrit verhindert. Das Legierungsmetall Cr und das vorhandene N bewirkt eine höhere Korrosionsbeständigkeit verglichen mit den TWIP-Stählen aus dem Stand der Technik.
Die einzelnen Mengenverhältnisse der Legierungsmetalle Cr und Mn sowie der Additive N und C sind in einem solchen Verhältnis eingestellt, dass die Menge an Cr nicht nur die Löslichkeit von N in der Schmelze verbessert, sondern sich auch vorteilhaft auf die Korrosionsbeständigkeit der Legierung auswirkt, ohne dass sich bei der Erstarrung der Schmelze primär Ferrit bildet. Die Bildung von Ferrit ist von Nachteil, da dieser eine geringere Löslichkeit für Stickstoff und somit eine Porenbildung zur Folge hätte. Ferner wurde in der erfindungsgemäßen Legierung die Bildung von Ausscheidungen, z. B. von Karbiden und Nitriden, zu tieferen Temperaturen verschoben. Dies erlaubt ein langsameres Abkühlen von der Austenitisierungstemperatur sowie die unproblematische Fertigung größerer Bauteilquerschnitte.
Auch die Schweißbarkeit der erfindungsgemäßen Legierung wird positiv beeinflusst. durch das Vermeiden einer Stickstoff-Ausgasung während der Erstarrung nach dem Schmelzschweißen sowie die Vermeidung der Bildung von Ausscheidungen bei der sich - A - anschließenden Abkühlung des festen Materials der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone auf Raumtemperatur. Dies ist vor allem technologisch wichtig, da nach dem Schweißen das Material relativ langsam abkühlt und eine Bildung von Ausscheidungen an der Schweißnaht und in der Wärmeeinflusszone unerwünscht ist.
Die Menge an Mn verbessert die Verformbarkeit (Plastizität, Formänderungsvermögen). Die weiteren Bestandteile C und N verbessern die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit, ohne dass sich Nitride und Karbide bilden. Das erfindungsgemäße Verhältnis von C und N ermöglicht eine voll austenitische Erstarrung ohne dass während des Schmelzens Gase entweichen oder Karbide bzw. Nitride während einer beschleunigten Abkühlung gebildet werden. Die Löslichkeit für die gewünschte Menge Stickstoff in der Schmelze ist vorzugsweise bei 15000C und 1 bar Druck gegeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegen die Legierungsmetalle Mn in einer Menge von 22,0 bis 30,0 Masse-% und Chrom in einer Menge von 11 ,0 bis 13,0 Masse-%, insbesondere von 12,0 bis 13,0 Masse-%, vor. Ein Gesamtgehalt an Kohlenstoff und Stickstoff zwischen 0,5 und 0,8 Masse-% mit einem Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff von 0,5 bis 0,8 hat sich als besonders günstig erwiesen. Die Legierungen dieser Ausführungsform zeigen vorteilhafte Materialeigenschaften, so dass sie sich für den Einsatz in Leichtbaukonstruktionen eignen.
In einer weiteren Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Legierung sekundäre Legierungsmetalle, mit welchen die mechanischen Eigenschaften weiter verändert werden können. Die sekundären Legierungselemente sind vorzugsweise ausgewählt aus Mo, Si, Nb, Hf, V, Zr, Ti, und Nd. Von diesen Legierungsmetallen ist Mo vorzugsweise in einer Menge von 1 ,0 bis 2,0 Masse-% enthalten, Si in einer Menge von 0,1 bis 2 Masse-%. Die Metalle Nb, Hf, V, Zr, Ti, und Nd können in geringeren Mengen enthalten sein und werden auch als Mikrolegierungselemente bezeichnet. Von den Mikrolegierungselementen kann Nb in einer Menge von 0,02 bis 0,1 Gewichtsprozent, die Metalle Hf, V, Zr, Ti und Nd jeweils unabhängig voneinander in Mengen von 0 bis 0,5 Gewichtsprozent vorhanden sein.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines korrosionsbeständigen austenitischen Stahls mit TWIP-Eigenschaften, in welchem die einzelnen Legierungsmetalle unter Normaldruck erschmolzen und das Diffusionsglühen in einem Temperaturbereich zwischen 1.000 und 1.250 0C über einen Zeitraum von 1 bis 72 Stunden mit nachfolgendem Abschrecken und Warm-/Kaltdeformation durchgeführt wird. Der Schmelzvorgang kann bei einem Druck von 800-1 OOOmbar in reinem Stickstoff oder in einem offenen Ofen bei Umgebungsdruck, was einem Stickstoffpartialdruck von etwa δOOmbar entspricht, durchgeführt werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung des erfindungsgemäßen austenitischen Stahls zur Herstellung von Strukturbauteilen in Konstruktionen, insbesondere in der Automobilindustrie.
Beispiele
In der nachfolgenden Tabelle I sind Beispiele für erfindungsgemäße Legierungen wiedergegeben:
Tabelle 1
Figure imgf000006_0001
Die mechanischen Eigenschaften sind in Tabelle 2 wiedergeben.
Figure imgf000007_0001
In den nachfolgenden Diagrammen sind die Dehnungskurven unter Belastung bei Raumtemperatur (Diagramm 1), die Schlagzähigkeit (Diagramm 2) und ein berechnetes Phasendiagramm, in welchem die primäre Austenitbildung zu sehen ist (Diagramm 3), graphisch dargestellt.

Claims

Patentansprüche
1. Korrosionsbeständiger, austenitischer Stahl, enthaltend neben Eisen jeweils bezogen auf 100 Masse-Prozent,
20 bis 32 % Mangan,
10 bis 15 % Chrom, insgesamt 0,5 bis 1 ,3 % Kohlenstoff und Stickstoff, wobei das
Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff 0,5 bis 1,5 beträgt, sowie erschmelzungsbedingten Verunreinigungen.
2. Korrosionsbeständiger, austenitischer Stahl nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dieser weitere Legierungskomponenten ausgewählt aus Mo, Si, Nb, Hf, V, Zr, Ti, Nd und/oder Co enthält.
3. Korrosionsbeständiger, austenitischer Stahl dadurch gekennzeichnet, dass Mo in einer Menge von 1 ,0 bis 2,0 Masse-Prozent enthalten ist.
4. Korrosionsbeständiger, austenitischer Stahl nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Si in einer Menge von 0,1 bis 2,0 Masse-Prozent enthalten ist.
5. Korrosionsbeständiger, austenitischer Stahl nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Nb in einer Menge von 0,02 bis 0,1 Masse-Prozent enthalten ist.
6. Korrosionsbeständiger, austenitischer Stahl nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Hf, V, Zr, Ti und Nd jeweils in einer Menge bis zu 0,5 Masse- Prozent enthalten sind.
7. Korrosionsbeständiger, austenitischer Stahl nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mn in einer Menge von 22 bis 30 Masse-Prozent enthalten ist.
8. Korrosionsbeständiger, austenitischer Stahl nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Cr in einer Menge von 11 ,0 bis 13,0 Masse-Prozent enthalten ist.
9. Korrosionsbeständiger, austenitischer Stahl nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass C und N insgesamt in einer Menge von 0,5 bis 0,8 Masse- Prozent enthalten sind und das Verhältnis von C zu N zwischen 0,5 und 0,8 beträgt.
10. Korrosionsbeständiger, austenitischer Stahl nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser TWIP-Eigenschaften aufweist.
11. Korrosionsbeständiger, austenitischer Stahl nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Zugfestigkeit >900 MPa aufweist.
12. Korrosionsbeständiger, austenitischer Stahl nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Streckgrenze >400MPa und Bruchdehnung >90% aufweist.
13. Verfahren zur Herstellung eines korrosionsbeständigen austenitischen Stahls, in welchem a) die einzelnen Legierungsmetalle unter Normaldruck erschmolzen, b) in einem Temperaturbereich zwischen 1.000 und 1.250 0C über einen Zeitraum von 1 bis 72 Stunden geglüht und c) anschließend abgeschreckt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an Verfahrensschritt c) eine Warm- und/oder Kaltdeformation durchgeführt wird.
15. Verwendung eines korrosionsbeständigen austenitischen Stahls zur Herstellung von Strukturbauteilen in Konstruktionen, insbesondere in der Automobilindustrie.
PCT/DE2010/000232 2009-03-10 2010-03-03 Korrosionsbeständiger austenitischer stahl WO2010102601A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010800115984A CN102365382A (zh) 2009-03-10 2010-03-03 耐腐蚀奥氏体钢
US13/255,269 US20120000580A1 (en) 2009-03-10 2010-03-03 Corrosion-Resistant Austenitic Steel
EP10714561A EP2406405A1 (de) 2009-03-10 2010-03-03 Korrosionsbeständiger austenitischer stahl
JP2011553279A JP5755153B2 (ja) 2009-03-10 2010-03-03 高耐食オーステナイト鋼

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009003598A DE102009003598A1 (de) 2009-03-10 2009-03-10 Korrosionsbeständiger austenitischer Stahl
DE102009003598.2 2009-03-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010102601A1 true WO2010102601A1 (de) 2010-09-16

Family

ID=42313803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2010/000232 WO2010102601A1 (de) 2009-03-10 2010-03-03 Korrosionsbeständiger austenitischer stahl

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20120000580A1 (de)
EP (1) EP2406405A1 (de)
JP (1) JP5755153B2 (de)
KR (1) KR20110136840A (de)
CN (1) CN102365382A (de)
DE (1) DE102009003598A1 (de)
WO (1) WO2010102601A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4316727A1 (de) 2022-08-05 2024-02-07 Outokumpu Oyj Füllmetall zum schweissen von ungleichartigen schweissungen

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101353649B1 (ko) * 2011-12-23 2014-01-20 주식회사 포스코 내부식성이 우수한 스프링용 선재 및 강선, 스프링용 강선 및 스프링의 제조방법
ITRM20120647A1 (it) * 2012-12-19 2014-06-20 Ct Sviluppo Materiali Spa ACCIAIO INOSSIDABILE AUSTENITICO AD ELEVATA PLASTICITÀ INDOTTA DA GEMINAZIONE, PROCEDIMENTO PER LA SUA PRODUZIONE, E SUO USO NELLÂeuro¿INDUSTRIA MECCANICA.
DE102013003516A1 (de) * 2013-03-04 2014-09-04 Outokumpu Nirosta Gmbh Verfahren zur Herstellung eines ultrahochfesten Werkstoffs mit hoher Dehnung
CN103667893B (zh) * 2013-12-06 2015-09-16 武汉钢铁(集团)公司 屈强比≤0.5的具有抗延迟断裂的高强钢及生产方法
PL2924131T3 (pl) * 2014-03-28 2020-02-28 Outokumpu Oyj Austenityczna wysokomanganowa stal nierdzewna
CN104046909A (zh) * 2014-06-28 2014-09-17 张家港市华程异型钢管有限公司 一种奥氏体异型钢管
CN104046911A (zh) * 2014-06-30 2014-09-17 张家港华程机车精密制管有限公司 耐腐蚀性异形钢管
EP3095889A1 (de) * 2015-05-22 2016-11-23 Outokumpu Oyj Verfahren zur herstellung einer komponente aus austenitischem stahl
CN106399854B (zh) * 2016-06-23 2018-10-02 宝山钢铁股份有限公司 抗应力腐蚀开裂优良的高锰非磁性钢板及其制造方法
CN108642404B (zh) * 2018-07-05 2020-06-09 中国科学院合肥物质科学研究院 一种抗疲劳耐腐蚀孪生诱发塑性钢及其制备方法
WO2022087548A1 (en) * 2020-10-22 2022-04-28 Exxonmobil Research And Engineering Company High manganese alloyed steels with improved cracking resistance
WO2022087549A1 (en) * 2020-10-22 2022-04-28 Exxonmobil Research And Engineering Company High manganese alloyed steels for amine service

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH202283A (de) * 1936-10-07 1939-01-15 Boehler & Co Ag Geb Chrom-Manganstahl.
EP0087975A1 (de) * 1982-03-02 1983-09-07 United Engineering Steels Limited Nichtmagnetische austenitische Stähle
EP0249117A2 (de) * 1981-03-20 1987-12-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Verfahren zur Herstellung eines nichtmagnetisches Stahles, beständig gegen Rissbildungskorrosion
EP1087029A2 (de) * 1999-09-27 2001-03-28 Heymark Metals Limited Verbesserte Stahlzusammensetzung

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT152291B (de) * 1936-10-07 1938-01-25 Boehler & Co Ag Geb Chrom-Mangan-Stähle mit 0¨01 1¨5% Kohlenstoff, 5 25% Chrom, 10 35% Mangan.
US3075839A (en) * 1960-01-05 1963-01-29 Crucible Steel Co America Nickel-free austenitic corrosion resistant steels
JPS5659597A (en) * 1979-10-19 1981-05-23 Daido Steel Co Ltd Filler metal for high-manganese, nonmagnetic steel
JPS6054374B2 (ja) * 1982-04-21 1985-11-29 新日本製鐵株式会社 オ−ステナイト鋼板および鋼帯の製造方法
US4721600A (en) * 1985-03-28 1988-01-26 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Superplastic ferrous duplex-phase alloy and a hot working method therefor
JPS62136557A (ja) * 1985-12-07 1987-06-19 Kobe Steel Ltd 耐銹性を有する高強度非磁性鋼
IT1219414B (it) * 1986-03-17 1990-05-11 Centro Speriment Metallurg Acciaio austenitico avente migliorata resistenza meccanica ed agli agenti aggressivi ad alte temperature
US4818485A (en) * 1987-02-11 1989-04-04 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Radiation resistant austenitic stainless steel alloys
JPH089113B2 (ja) * 1987-07-16 1996-01-31 三菱マテリアル株式会社 耐食耐摩耗性に優れたＦｅ基肉盛合金
AT401531B (de) * 1992-06-24 1996-09-25 Boehler Ybbstalwerke Amagnetisches bauteil mit hoher festigkeit und zähigkeit bei temperaturen unter 5 grad k sowie verfahren zu dessen herstellung
AT397968B (de) * 1992-07-07 1994-08-25 Boehler Ybbstalwerke Korrosionsbeständige legierung zur verwendung als werkstoff für in berührungskontakt mit lebewesen stehende teile
FR2764307B1 (fr) * 1997-06-04 1999-08-27 Metallurg Avancee Soc Ind De Acier inoxydable sans nickel pour applications biomedicales
DE19727759C2 (de) 1997-07-01 2000-05-18 Max Planck Inst Eisenforschung Verwendung eines Leichtbaustahls
FR2796083B1 (fr) * 1999-07-07 2001-08-31 Usinor Procede de fabrication de bandes en alliage fer-carbone-manganese, et bandes ainsi produites
KR20070048273A (ko) 2004-09-01 2007-05-08 주식회사 아도반테스토 논리 검증 방법, 논리 모듈 데이터, 디바이스 데이터 및논리 검증 장치
DE102004043134A1 (de) * 2004-09-07 2006-03-09 Hans Prof. Dr.-Ing. Berns Höchstfester nichtrostender austenitischer Stahl
EP1807542A1 (de) * 2004-11-03 2007-07-18 ThyssenKrupp Steel AG Höherfestes, twip-eigenschaften aufweisendes stahlband oder -blech und verfahren zu dessen herstellung mittels "direct strip casting "

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH202283A (de) * 1936-10-07 1939-01-15 Boehler & Co Ag Geb Chrom-Manganstahl.
EP0249117A2 (de) * 1981-03-20 1987-12-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Verfahren zur Herstellung eines nichtmagnetisches Stahles, beständig gegen Rissbildungskorrosion
EP0087975A1 (de) * 1982-03-02 1983-09-07 United Engineering Steels Limited Nichtmagnetische austenitische Stähle
EP1087029A2 (de) * 1999-09-27 2001-03-28 Heymark Metals Limited Verbesserte Stahlzusammensetzung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHANINA B D ET AL: "CONCEPT OF A NEW HIGH-STRENGTH AUSTENITIC STAINLESS STEEL//KONZEPT EINES NEUEN HOCHFESTEN AUSTENITISCHEN NICHTROSTENDEN STAHLES", STEEL RESEARCH, DUESSELDORF, DE, vol. 73, no. 3, 1 March 2002 (2002-03-01), pages 105 - 113, XP008045706, ISSN: 0177-4832 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4316727A1 (de) 2022-08-05 2024-02-07 Outokumpu Oyj Füllmetall zum schweissen von ungleichartigen schweissungen
WO2024028438A1 (en) 2022-08-05 2024-02-08 Outokumpu Oyj Filler metal for welding of dissimilar welds

Also Published As

Publication number Publication date
EP2406405A1 (de) 2012-01-18
US20120000580A1 (en) 2012-01-05
CN102365382A (zh) 2012-02-29
JP5755153B2 (ja) 2015-07-29
KR20110136840A (ko) 2011-12-21
JP2012519780A (ja) 2012-08-30
DE102009003598A1 (de) 2010-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010102601A1 (de) Korrosionsbeständiger austenitischer stahl
EP2366035B1 (de) Manganstahlband mit erhöhtem phosphorgehalt und verfahren zur herstellung desselben
DE69908450T2 (de) Breitflanschträger aus Stahl mit hoher Zähigkeit und Streckgrenze und Verfahren zur Herstellung dieser Bauteile
WO2018108653A1 (de) Warmgewalztes stahlflachprodukt und verfahren zu seiner herstellung
WO2013182621A1 (de) Stahl, stahlflachprodukt und verfahren zur herstellung eines stahlflachprodukts
EP3320120A1 (de) Höchstfester mehrphasenstahl und verfahren zur herstellung eines kaltgewalzten stahlbandes hieraus
DE60300561T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlbandes
EP3325678B1 (de) Umformbarer leichtbaustahl mit verbesserten mechanischen eigenschaften und verfahren zur herstellung von halbzeug aus diesem stahl
DE1558668C3 (de) Verwendung von kriechfesten, nichtrostenden austenitischen Stählen zur Herstellung von Blechen
DE1458330C3 (de) Verwendung einer zähen, ausscheidungshärtbaren, rostfreien, chrom-, nickel- und aluminiumhaltigen Stahllegierung
WO2014095082A1 (de) Verfahren zum wärmebehandeln eines mangan-stahlprodukts und mangan-stahlprodukt
EP1905857A2 (de) Hochfester Stahl und Verwendungen eines solchen Stahls
WO2018036918A1 (de) Verfahren zur herstellung eines höchstfesten stahlbandes mit verbesserten eigenschaften bei der weiterverarbeitung und ein derartiges stahlband
EP2009120B1 (de) Verwendung einer hochfesten Stahllegierung zur Herstellung von Stahlrohren mit hoher Festigkeit und guter Umformbarkeit
EP3512968B1 (de) Verfahren zur herstellung eines stahlflachprodukts aus einem manganhaltigen stahl und ein derartiges stahlflachprodukt
DE2739865A1 (de) Verfahren zur herstellung von platten oder baendern aus kohlenstoffarmem stahl
CN114040990A (zh) 具有改善的强度的奥氏体不锈钢和用于制造其的方法
EP3872206B1 (de) Verfahren zur herstellung eines nachbehandelten, kaltgewalzten stahlflachprodukts und nachbehandeltes, kaltgewalztes stahlflachprodukt
EP3225702B1 (de) Stahl mit reduzierter dichte und verfahren zur herstellung eines stahlflach- oder -langprodukts aus einem solchen stahl
EP3122910A2 (de) Bauteile aus einer stahllegierung und verfahren zur herstellung hochfester bauteile
DE1558508B2 (de) Verwendung eines martensitaushaertbaren chrom nickel stahls
DE3346089A1 (de) Verfahren zum herstellen hochfester, duktiler koerper aus kohlenstoffreichen eisenbasislegierungen
DE3441087C2 (de)
DE2744106A1 (de) Ferritlegierung mit hoher festigkeit
DE102016204194A1 (de) Federnde Bauteile aus einer Stahllegierung und Herstellungsverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080011598.4

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10714561

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13255269

Country of ref document: US

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2010714561

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011553279

Country of ref document: JP

Ref document number: 2010714561

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20117023775

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A