WO2017000932A1 - Verfahren zur herstellung einer nickel-eisen-chrom-aluminium-knetlegierung mit einer erhöhten dehnung im zugversuch - Google Patents

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WO2017000932A1
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nickel
iron
aluminum alloy
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Heike Hattendorf
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Vdm Metals International Gmbh
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/16—Remelting metals
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    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/053—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 30% but less than 40%

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a nickel-iron-chromium-aluminum wrought alloy with an increased elongation in the tensile test in the temperature range of 500 to 900 ⁇ C.
  • SRC Stress Relaxation Cracking
  • the temperature range of 500 to 900 ° C, in particular from 550 to 750 ° C very fine carbides separate from it.
  • a stabilizing Heat treatment is at high temperatures, a large proportion of these carbides excreted in the coarser form in the grain and on the grain boundaries, so that when used in the critical temperature range, only a significantly lower proportion is eliminated. In this state, an SRC sensitive alloy component can then sustain relaxation strains of more than 2% without cracking.
  • SRC is a problem of creep ductility. Materials with a large Kriechduktiltician in the corresponding temperature range from 500 to 900 do not show this phenomenon.
  • the cracks are always on the grain boundaries and pores form in front of the crack tips.
  • the cracks are in the heat-affected zone, in the weld metal or in cold-formed areas.
  • the cracks only occur in areas with a Vickers hardness greater than 200 HV. SRC occurs most often between 550 ⁇ C and 750 ⁇ C.
  • metallic films are present on the grain boundaries encased in a chromium-rich oxide layer (however, this phenomenon does not occur especially with highly oxidation-resistant nickel alloys such as Alloy 617).
  • the heat resistance or creep resistance in the temperature range above 500 is u. a. improved by a high Kohlenstoffgehal t, such.
  • high levels of solid solution strengthening elements such as chromium, aluminum, silicon, molybdenum and tungsten improve the heat resistance such.
  • Alloy 617 and Alloy 696 In the range of 500 to 900, additions of aluminum, titanium, and / or niobium can improve strength by precipitating the ⁇ and / or ⁇ "phase Examples are Alloy 800, Alloy 617 Alloy 601, Alloy 693, Alloy 602CA or Alloy 603. The analyzes of these prior art examples are listed in Table 1.
  • DE 600 04 737 T2 has disclosed a heat-resistant nickel-based alloy comprising ⁇ 0.1% C, 0.01-2% Si, ⁇ 2% Mn, ⁇ 0.005% S, 10-25% Cr, 2.1 ⁇ 4,5% AI, ⁇ 0,055% N, in total 0,001 - 1% of at least one of Elements B, Zr, Hf, wherein said elements may be present in the following contents: B ⁇ 0.03%, Zr ⁇ 0.2%, Hf ⁇ 0.8%.
  • Mo and W the following formula must be fulfilled:
  • the object underlying the invention is, in addition to the method described in the introduction, to reduce the risk of SRC to find another method that significantly reduces the sensitivity to SRC in nickel-iron-chromium-aluminum alloys.
  • This object is achieved by a method for producing a nickel-iron-chromium-aluminum alloy with (in wt .-%) 12 to 40% chromium, 0 to 4.0% aluminum, 0.01 to 75.0% iron , 0.001 to 3.0% silicon, 0.001 to 4.0% manganese, 0.0 to 1.0% titanium, 0.0001 to 0.05% magnesium and / or calcium, 0.005 to 0.25% carbon, respectively, 0.0005 to 0.050% nitrogen, max. 0.020% oxygen, max. 0.030% phosphorus, max.
  • sulfur optionally 0 to 4% niobium, optionally 0 to 30% molybdenum, optionally 0-30% tungsten, optionally between 0.0 to 15.0% cobalt, optionally between 0 and 0.008% boron, balance nickel and the usual process-related impurities,
  • electroslag remelting optionally also VAR, achieves an increased elongation in the tensile test in the temperature range from 500 to 900, which leads to a reduction in the sensitivity to stress relaxation cracks (SRC) in this temperature range.
  • SRC stress relaxation cracks
  • the temperature range preferably being:
  • VOD or VLF plant or medium melting in the vacuum induction furnace VOM
  • a process for producing a nickel-iron-chromium-aluminum alloy which has a Vickers hardness greater than or equal to 200 HV after cooling to room temperature after use in the temperature range of 500 to 900.
  • This temperature range is preferably included > 500 to ⁇ 900 ⁇ ⁇
  • the alloy is annealed in the desired semifinished product, where appropriate, at temperatures between 900 ⁇ € - and 1270 ⁇ € - for 0.1 h to 70 h, then hot formed, possibly with intermediate annealing between 900 and 1270 * 0 for 0 , 05h to 70h.
  • the surface of the material may optionally (also several times) be removed chemically and / or mechanically in between and / or at the end for cleaning.
  • cold forming with degrees of deformation of up to 98% into the desired semifinished product strip, sheet, rod wire, longitudinally welded tube and seamless tube, with intermediate annealing between 700 ⁇ C and 1250 for 0.1 min to 70 h , optionally under protective gas, such.
  • protective gas such as argon or hydrogen, followed by cooling in air, carried out in the moving annealing atmosphere or in a water bath.
  • a solution annealing in the temperature range of 700 ⁇ C to 1250 for 0.1 min to 70 h optionally under inert gas, such as.
  • As argon or hydrogen, followed by cooling in air in the moving annealing atmosphere or in a water bath instead. Possibly.
  • chemical and / or mechanical cleaning of the material surface can take place.
  • the semifinished products strip, sheet, rod wire, longitudinally welded tube and seamless tube are produced with a mean particle size of 5 ⁇ to 600 ⁇ .
  • the preferred range is between 20 ⁇ and 200 ⁇ .
  • the semifinished products thus produced can be subjected to a stabilizing annealing between 880 and ⁇ ⁇ , for times of 1 to 24 h.
  • a stabilizing annealing between 880 and ⁇ ⁇ , for times of 1 to 24 h.
  • Preferred times are between 1 and 5 hours, or between 1 and 3 hours.
  • the spreading range for the element chromium is between 12 and 40% for the alloy produced by the process according to the invention, it being possible to set preferred ranges as follows:
  • the aluminum content is between 0 and 4.0%, whereby here too, depending on the area of use of the alloy, preferred aluminum contents can be set as follows:
  • the iron content is between 0.01 and 75%, whereby, depending on the field of application, preferred contents can be set within the following spreading ranges:
  • the silicon content is between 0.001 and 3.0%.
  • Si can be adjusted within the spreading range in the alloy as follows:
  • Ti within the spreading range can be adjusted in the alloy as follows:
  • magnesium and / or calcium is contained in contents of 0.0001 to 0.05%. It is preferably possible to adjust these elements in the alloy as follows:
  • the alloy contains 0.005 to 0.25% carbon. Preferably, this can be set within the spreading range in the alloy as follows:
  • the element phosphor is with max. 0.030% contained in the alloy. Preferred contents can be given as follows:
  • the element oxygen is with max. 0.020%, contained in the alloy. Preferred contents can be given as follows:
  • the element sulfur is given in the alloy as follows:
  • the element Nb may be adjusted at levels of 0.0 to 4.0%.
  • Nb can be adjusted within the spreading range in the alloy as follows:
  • Molybdenum and tungsten are optionally contained singly or in combination in the alloy each containing 0 to 30%. Preferred contents can be given as follows:
  • cobalt may be contained, which may be further limited as follows:
  • the element boron may be included in the alloy as follows:
  • copper may be included, which may be further limited as follows:
  • ⁇ 0.5 or ⁇ 0.5% vanadium may be included.
  • the nickel content should be greater than or equal to 15%.
  • Preferred contents can be given as follows:
  • the element yttrium can be adjusted in levels of 0.01 to 0.20%.
  • Y can be set within the spread range as follows:
  • the element lanthanum can be adjusted in levels of 0.001 to 0.20%.
  • La within the spreading range can be set as follows:
  • the element Ce may be adjusted in amounts of 0.001 to 0.20%.
  • Ce can be adjusted within the spread range as follows: 0.001 -0.15%
  • cerium mischmetal may also be used in amounts of from 0.001 to 0.20%.
  • cerium misch metal within the spreading range can be adjusted in the alloy as follows:
  • the zirconium content is between 0.01 and 0.20%.
  • Zr can be adjusted within the spread range as follows:
  • the element Hf may be adjusted in amounts of from 0.01 to 0.20%.
  • Hf can be set within the spread range as follows:
  • impurities may still contain the elements lead, zinc and tin in amounts as follows:
  • the alloy produced by the process according to the invention should preferably be used as a component in the chemical process industry, the petrochemical industry, in power plant construction, in furnace construction and in the construction of solar thermal systems.
  • the Lanqsam tests were carried out in accordance with DIN EN ISO 6892-2 at a speed of 10-6 1 / s at temperatures of 600 to 100 ° C.
  • the yield strength R p o, 2 the tensile strength R m and the elongation A to break and the Brucheinschnürung Z is determined.
  • the stretch A is at the broken sample from the extension of the original measuring section L 0 determines:
  • the elongation at break is provided with indices:
  • the Brucheinschnürung Z (largest relative change in cross section) is determined from the residual cross-sectional area at the constricted point Su and the output cross section S 0 :
  • Batch 156656 had a particle size of 136 ⁇ , batch 314975 a particle size of 1 14 ⁇ .
  • Figure 1 shows that the yield strength of the ESU molten charge is slightly better.
  • the tensile strength in Figure 2 is approximately the same for both lots.
  • Figure 3 shows a strong increase in Z and Figure 4 shows a large increase in A for the ESU remelted charge of the invention as compared to the non-ESU remelted charge.
  • This increase is particularly sgelessnessgt au especially at the slightest reduction in area at 700 ⁇ C.
  • Z or A is increased so much by remelting by means of ESC at 700 that Alloy 601 is not noticeably sensitive to the unmelted charge with the charge remelted in accordance with the invention in the range of "slight sensitivity to SRC" SRC ".
  • Table 2 Composition of alloy Alloy 601 without (batch 156656) and melted with ESU (batch 314975) (T: alloy according to the prior art, E: alloy according to the invention)
  • Figure 3 Brucheinschnürung Z in the slow tensile test of Alloy 601 with and without ESU.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit (in Gew.-%) 12 bis 40 % Chrom, 0 bis 4,0 % Aluminium, 0,01 bis 75,0 % Eisen, 0,001 bis 3,0 % Silizium, 0,001 bis 4,0 % Mangan, 0,0 bis 1,0 % Titan, jeweils 0,0001 bis 0,05 % Magnesium und/oder Kalzium, 0,005 bis 0,25 % Kohlenstoff, 0,0005 bis 0,050 % Stickstoff, max. 0,020 % Sauerstoff, max. 0,030 % Phosphor, max. 0,010 % Schwefel, wahlweise 0 bis 4 % Niob, wahlweise 0 bis 30 % Molybdän, wahlweise 0 - 30 % Wolfram, wahlweise zwischen 0,0 bis 15,0 % Kobalt, wahlweise zwischen 0 und 0,008 % Bor, Rest Nickel und den üblichen verfahrensbedingten Verunreinigungen, a) mittels Erschmelzung in einem Induktions- oder Lichtbogenofen gefolgt von einer Behandlung in einer VOD- oder VLF-Anlage oder mittels Erschmelzung im Vakuuminduktionsofen (VIM) b) und die dann anschließend mittels Elektroschlackeumschmelzen (ESU) gereinigt wird, wahlweise auch zusätzlich mit VAR gereinigt wird, wobei durch die Elektroschlackeumschmelzung, wahlweise auch VAR, eine erhöhte Dehnung im Zugversuch im Temperaturbereich von 500 bis 900Ό erreicht wird, was zu einer Verringerung der Empfindlichkeit gegen Spannungsrelaxationsrisse (SRC) in diesem Temperaturbereich führt.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium- Knetlegierung mit einer erhöhten Dehnung im Zugversuch
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Eisen-Chrom- Aluminium-Knetlegierung mit einer erhöhten Dehnung im Zugversuch im Temperaturbereich von 500 bis 900<C.
In der chemischen Prozessindustrie werden oft Temperaturen zwischen 500 und 900 benutzt. Dabei können Bauteilen, insbesondere dickwandige Komponenten, bei vielen austenitischen Legierungen durch Spannungsrelaxationsrisse (SRC - Stress Relaxation Cracking) ausfallen. Dies tritt meistens innerhalb von ein bis zwei Jahren auf, aber auch längere Zeiträume sind möglich (Hans van Wortel, Control of Relaxation Cracking in austenitic high Temperature Components, paper no. 07423, Corrosion 2007). Bekannt ist SRC z.B. für Eisen Legierungen wie AISI 304H, AISI 316H, AISI 347, 1 .4910, Alloy 800H und für Nickellegierungen wie Alloy 617 oder Alloy 601 insbesondere im geschweißtem Zustand oder nach Kaltvervormung. SRC kann nach Relaxationsverformungen von weniger als 0,1 % auftreten. Es wurden Methoden entwickelt es zu kontrollieren, wie z.B. durch eine stabilisierende Wärmebehandlung nach dem Schweißen oder vor oder nach einer Kaltumformung von Basismaterial bei Temperaturen von ca. 980 für e inigen Stunden. Die genaue Behandlung ist legierungsabhängig (siehe z. B. Hans van Wortel, Control of Relaxation Cracking in austenitic high Temperature Components, paper no. 07423, Corrosion 2007) oder es wurden Entwicklungen durchgeführt, legierungstechnisch eine geringere Empfindlichkeit für SRC zu erreichen (siehe z. B. Jutta Klöwer, Juliane Mentz, Manuela Zinke, Development of Crack-Resistant Alloy 617B for Components in 700<C Power Plants, paper no. 2284, Corrosion 2013).
Eine bei der Verarbeitung des Halbzeugs eingebrachte Kaltverformung, bzw. beim Schweißen entstandene Spannungen, bewirken eine erhöhte Versetzungsdichte. Im Temperaturbereich von 500 bis 900^, insbesond ere von 550 bis 750 <C scheiden sich daran sehr feine Karbide aus. Durch eine stabilisierende Wärmebehandlung wird bei höheren Temperaturen ein großer Anteil dieser Karbide in gröberer Form im Korn und auf den Korngrenzen ausgeschieden, so dass dann beim Einsatz im kritischen Temperaturbereich nur noch ein deutlich geringerer Anteil ausgeschieden wird. In diesem Zustand kann ein Bauteil aus einer SRC empfindlichen Legierung dann Relaxationsdehnungen von mehr als 2 % ohne Rissbildung aushalten.
Unter den legierungstechnischen Maßnahmen ist insbesondere die Zugabe von Bor beim Alloy 617 zu erwähnen, wie sie in - Jutta Klöwer, Juliane Mentz, Manuela Zinke, Development of Crack-Resistant Alloy 617B for Components in 700 Power Plants, paper no. 2284, Corrosion 2013 - beschrieben ist.
SRC ist zusammenfassend ausgedrückt ein Problem der Kriechduktilität. Materialien mit einer großen Kriechduktilität im entsprechenden Temperaturbereich vom 500 bis 900 zeigen dieses Phänomen nicht.
SRC hat folgendes Erscheinungsbild:
Die Risse sind immer auf den Korngrenzen und vor den Rissspitzen bilden sich Poren.
Die Risse sind in der Wärmeeinflusszone, im Schweißgut oder in kaltumgeformten Bereichen.
Die Risse treten nur in Bereichen mit einer Vickershärte größer 200 HV auf. SRC tritt meistens zwischen 550<C und 750<C auf.
Bei einigen Legierungen zeigen sich metallische Filme auf den Korngrenzen, die in eine chromreiche Oxidschicht eingeschlossen sind (Insbesondere bei hoch oxidationsbeständigen Nickel Legierungen wie Alloy 617 tritt dieses Phänomen aber nicht auf).
Das Phänomen des SRC gilt als noch nicht vollständig verstanden. Die Tatsache, dass die Risse nur bei Härten größer 200 HV auftreten, zeigt, dass insbesondere Legierungen, die während des Einsatzes aushärten, d.h. eine hohe Warmfestigkeit haben, gefährdet sind, wie die schon erwähnten Legierungen Alloy 800, Alloy 617 Alloy 601 oder auch Alloy 602 CA (Zusammensetzung siehe Tabelle 1 )
Die Warmfestigkeit bzw. Kriechfestigkeit im Temperaturbereich oberhalb von 500 wird u. a. durch einen hohen Kohlenstoffgehal t verbessert, wie z. B. Alloy 800, Alloy 617, Alloy 45, Alloy 602CA und Alloy 603. Aber auch hohe Gehalte an Mischkristallverfestigenden Elementen wie Chrom, Aluminium, Silizium, Molybdän und Wolfram verbessern die Warmfestigkeit wie z. B. Alloy 617 und Alloy 696. Im Bereich von 500 bis 900 können Zugaben von Alum inium, Titan und/oder Niob die Festigkeit verbessern durch Ausscheidung der γ und/oder γ" Phase. Beispiele sind Alloy 800, Alloy 617 Alloy 601 , Alloy 693, Alloy 602CA oder Alloy 603. Die Analysen dieser Beispiele nach dem Stand der Technik sind in Tabelle 1 aufgelistet.
Weitere potentiell gefährdete Legierungszusammensetzungen werden z. B. beschrieben in:
In DE 10 2012 01 1 161 A1 wird eine Nickel-Chrom-Aluminium-Eisen-Legierung mit (in Gew.-%) 24 bis 33 % Chrom, 1 ,8 bis 4,0 % Aluminium, 0,10 bis 7,0 % Eisen, 0,001 bis 0,50 % Silizium, 0,005 bis 2,0 % Mangan, 0,00 bis 0,60% Titan, jeweils 0,0002 bis 0,05 % Magnesium und/oder Kalzium, 0,005 bis 0,12 % Kohlenstoff, 0,001 bis 0,050 % Stickstoff, 0,0001 - 0,020 % Sauerstoff, 0,001 bis 0,030 % Phosphor, max. 0,010 % Schwefel, max. 2,0 % Molybdän, max. 2,0 % Wolfram, Rest Nickel und den üblichen verfahrensbedingten Verunreinigungen, wobei die folgenden Beziehungen erfüllt sein müssen: Cr + AI > 28 (2a) und Fp < 39,9 (3a) mit Fp = Cr + 0,272*Fe + 2,36*AI + 2,22*Si + 2,48*Ti + 0,374*Mo + 0,538*W - 1 1 ,8*C (4a), wobei Cr, Fe, AI, Si, Ti, Mo, W und C die Konzentration der betreffenden Elemente in Masse-% sind.
Durch die DE 600 04 737 T2 ist eine hitzebeständige Nickelbasislegierung bekannt geworden, beinhaltend < 0,1 % C, 0,01 - 2 % Si, < 2 % Mn, < 0,005 % S, 10 - 25 % Cr, 2,1 - < 4,5 % AI, < 0,055 % N, insgesamt 0,001 - 1 % mindestens eines der Elemente B, Zr, Hf, wobei die genannten Elemente in folgenden Gehalten vorhanden sein können: B < 0,03 %, Zr < 0,2 %, Hf < 0,8 %. Mo 0,01 - 15 %, W 0,01 - 9 %, wobei ein Gesamtgehalt Mo + W von 2,5 - 15 % gegeben sein kann, Ti 0 - 3 %, Mg 0 - 0,01 %, Ca 0 - 0,01 %, Fe 0 - 10 %, Nb 0 - 1 %, V 0 - 1 %, Y 0 - 0,1 %, La 0 - 0,1 %, Ce 0 - 0,01 %, Nd 0 - 0,1 %, Cu 0 - 5 %, Co 0 - 5 %, Rest Nickel. Für Mo und W muss die folgende Formel erfüllt sein:
2,5 < Mo + W < 15 (1 )
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, neben den in der Einführung beschriebenen Methode, zur Verringerung der Gefahr von SRC eine weitere Methode zu finden, die bei Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium-Legierungen die Empfindlichkeit gegen SRC deutlich verringert.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Eisen- Chrom-Aluminium-Legierung mit (in Gew.-%) 12 bis 40 % Chrom, 0 bis 4,0 % Aluminium, 0,01 bis 75,0 % Eisen, 0,001 bis 3,0 % Silizium, 0,001 bis 4,0 % Mangan, 0,0 bis 1 ,0 % Titan, jeweils 0,0001 bis 0,05 % Magnesium und/oder Kalzium, 0,005 bis 0,25 % Kohlenstoff, 0,0005 bis 0,050 % Stickstoff, max. 0,020 % Sauerstoff, max. 0,030 % Phosphor, max. 0,010 % Schwefel, wahlweise 0 bis 4 % Niob, wahlweise 0 bis 30 % Molybdän, wahlweise 0 - 30 % Wolfram, wahlweise zwischen 0,0 bis 15,0 % Kobalt, wahlweise zwischen 0 und 0,008 % Bor, Rest Nickel und den üblichen verfahrensbedingten Verunreinigungen,
a) mittels Erschmelzung in einem Induktions- oder Lichtbogenofen gefolgt von einer Behandlung in einer VOD- oder VLF-Anlage oder mittels Erschmelzung im Vakuuminduktionsofen (VIM)
b) und die dann anschließend mittels Elektroschlackeumschmelzen (ESU) gereinigt wird, wahlweise auch zusätzlich mit VAR gereinigt wird,
wobei durch die Elektroschlackeumschmelzung, wahlweise auch VAR, eine erhöhte Dehnung im Zugversuch im Temperaturbereich von 500 bis 900 erreicht wird, was zu einer Verringerung der Empfindlichkeit gegen Spannungsrelaxationsrisse (SRC) in diesem Temperaturbereich führt. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.
Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Eisen-Chrom -Aluminium-Legierung a) mittels Erschmelzung in einem Induktions- oder Lichtbogenofen gefolgt von einer Behandlung in einer VOD oder VLF Anlage oder mittel Erschmelzung im Vakuuminduktionsofen (VIM)
b) und die dann anschließend mittels Elektroschlackeumschmelzen (ESU) gereinigt wird, wahlweise auch zusätzlich mit VAR, gereinigt wird
wobei durch die Elektroschlackeumschmelzung, wahlweise auch VAR, eine erhöhte Dehnung im Zugversuch im Temperaturbereich von 500 bis 900 erreicht wird, was zu einer Verringerung der Empfindlichkeit gegen Spannungsrelaxationsrisse (SRC) in diesem Temperaturbereich führt, wobei der Temperaturbereich bevorzugt liegt bei:
> 500 bis < 900
> 500 oder > 500 bis < 850 oder < 850
> 500 oder > 500 bis < 800 oder < 800
> 500 oder > 500 bis < 750 oder < 750
> 550 oder > 550 bis < 750 oder < 750
Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung a) mittels Erschmelzung in einem Induktions- oder Lichtbogenofen offen gefolgt von einer Behandlung in einer VOD oder VLF Anlage oder mittel Erschmelzung im Vakuuminduktionsofen (VIM) und die anschließend in Blöcken, Elektroden oder als Strangguss zur Bildung eines Vorprodukts abgegossen wird.
Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung, die nach einer Verwendung im Temperaturbereich von 500 bis 900 eine Vickers Härte größer gleich 200 HV nach Abkühlung auf Raumtemperatur hat. Bevorzugt liegt dieser Temperaturbereich bei > 500 bis < 900<Ό
> 500 oder > 500 bis < 850 oder < 850<Ό
> 500 oder > 500 bis < 800 oder < 800<Ό
> 550 oder > 500 bis < 750 oder < 750<Ό
> 550 oder > 550 bis < 750 oder < 750<Ό
Nach dem Umschmelzen wird die Legierung in die gewünschte Halbzeugform ggf. bei Temperaturen zwischen 900<€- und 1270<€- für 0,1 h bis 70 h geglüht, danach warm umgeformt, ggf. mit Zwischenglühungen zwischen 900 und 1270*0 für 0,05 h bis 70 h. Die Oberfläche des Materials kann ggf. (auch mehrmals) zwischendurch und/oder am Ende zur Säuberung chemisch und/oder mechanisch abgetragen werden. Nach Ende der Warmformgebung kann ggf. eine Kaltformgebung mit Umformgraden bis zu 98% in die gewünschte Halbzeugform Band, Blech, Stange Draht, längsnahtgeschweißtes Rohr und nahtloses Rohr, ggf. mit Zwischenglühungen zwischen 700<C und 1250 für 0,1 min bis 70 h, ggf. unter Schutzgas, wie z. B. Argon oder Wasserstoff, gefolgt von einer Abkühlung an Luft, in der bewegten Glühatmosphäre oder im Wasserbad erfolgen. Danach findet eine Lösungsglühung im Temperaturbereich von 700<C bis 1250 für 0,1 min bis 70 h, ggf. unter Schutzgas, wie z. B. Argon oder Wasserstoff, gefolgt von einer Abkühlung an Luft, in der bewegten Glühatmosphäre oder im Wasserbad statt. Ggf. können zwischendurch und/oder nach der letzten Glühung chemische und/oder mechanische Reinigungen der Materialoberfläche erfolgen.
Die Halbzeugformen Band, Blech, Stange Draht, längsnahtgeschweißtes Rohr und nahtloses Rohr werden mit einer mittleren Korngröße von 5 μιη bis 600 μιη hergestellt. Der bevorzugte Bereich liegt zwischen 20 μιη und 200 μιη.
Die so hergestellten Halbzeuge können einer stabilisierenden Glühung zwischen 880 und Ι ΟΟΟ , für Zeiten von 1 bis 24 h unterzo gen werden. Bevorzugt können Sie einer Glühung zwischen 920<C und 990*0 u nterzogen werden. Bevorzugte Zeiten liegen zwischen 1 und 5 Stunden, bzw. zwischen 1 und 3 Stunden.
Der Spreizungsbereich für das Element Chrom liegt für die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Legierung zwischen 12 und 40 %, wobei bevorzugte Bereiche wie folgt eingestellt werden können:
> 12 bis < 40 %
> 15 oder > 15 bis < 35 oder < 35 %
> 18 oder > 18 bis < 33 oder < 33 %
> 20 oder > 20 bis < 33 oder < 33 %
> 22 oder > 22 bis < 33 oder < 33 %
> 24 oder > 24 bis < 33 oder < 33 %
> 25 oder > 25 bis < 33 oder < 33 %
> 26 oder > 26 bis < 33 oder < 33 %
> 27 oder > 27 bis < 32 oder < 32 %
> 28 oder > 28 bis < 32 oder < 32 %
> 29 oder > 29 bis < 31 oder < 31 %
Der Aluminiumgehalt liegt zwischen 0 und 4,0 %, wobei auch hier, je nach Einsatzbereich der Legierung, bevorzugte Aluminiumgehalte wie folgt gegeben eingestellt werden können:
> 0 bis <4,0%
> 0,001 oder > 0,001 bis < 4,0 oder < 4,0%
> 0,005 oder > 0,005 bis < 3,2 oder < 3,2%
> 0,01 oder > 0,01 bis < 3,0 oder < 3,0%
> 0,05 oder > 0,05 bis < 2,8 oder < 2,8%
> 0,10 oder > 0,10 bis < 2,6 oder < 2,6%
> 0,20 oder > 0,20 bis < 2,6 oder < 2,6%
> 0,50 oder > 0,50 bis < 2,5 oder < 2,5%
> 0,80 oder > 0,80 bis < 2,6 oder < 2,6% > 1 ,0 oder > 1 ,0 bis < 2,6 oder < 2,6%
> 1 ,2 oder > 1 ,2 bis < 2,6 oder < 2,6%
> 1 ,5 oder > 1 ,5 bis < 2,6 oder < 2,6%
> 1 ,8 oder > 1 ,8 bis < 4,0 oder < 4,0%
> 1 ,8 oder > 1 ,8 bis < 3,2 oder < 3,2%
> 2,0 oder > 2,0 bis < 3,2 oder < 3,2%
> 2,0 oder > 2,0 bis < 3,0 oder < 3,0 %
> 2,0 oder > 2,0 bis < 2,8 oder < 2,8 %
> 2,2 oder > 2,2 bis < 2,8 oder < 2,8 %
> 2,2 oder > 2,2 bis < 2,6 oder < 2,6 %
Der Eisengehalt liegt zwischen 0,01 und 75 %, wobei, abhängig vom Anwendungsbereich, bevorzugte Gehalte innerhalb der folgenden Spreizungsbereiche eingestellt werden können:
> 0,01 bis <75,0 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 70,0 oder < 70,0 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 65,0 oder < 65,0 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 60,0 oder < 60,0 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 55,0 oder < 55,0 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 50,0 oder < 50,0 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 45,0 oder < 45,0 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 40,0 oder < 40,0 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 35,0 oder < 35,0 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 30,0 oder < 30,0 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 25,0 oder < 25,0 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 20,0 oder < 20,0 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 15,0 oder < 15,0 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 12,0 oder < 12,0 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 10,0 oder < 10,0 %
> 0,1 oder > 0,1 bis < 7,0 oder < 7,0 % > 0,1 oder > 0,1 bis < 4,0 oder < 4,0 %
> 0,1 oder > 0,1 bis < 3,0 oder < 3,0 %
> 0,1 oder > 0,1 bis < 2,5 oder < 2,5 %
> 0,1 oder > 0,1 bis < 2,0 oder < 2,0 %
> 0,1 oder > 0,1 bis < 1 ,0 oder < 1 ,0 %
Der Siliziumgehalt liegt zwischen 0,001 und 3,0 %. Bevorzugt kann Si innerhalb des Spreizungsbereiches wie folgt in der Legierung eingestellt werden:
>0,001 - <3,0 %
> 0,001 oder > 0,001 bis < 2,50 oder < 2,50 %
> 0,001 oder > 0,001 bis < 2,0 oder < 2,0 %
> 0,001 oder > 0,001 bis < 1 ,50 oder < 1 ,50 %
> 0,001 oder > 0,001 bis < 1 ,0 oder < 1 ,0 %
> 0,001 oder > 0,001 bis < 0,80 oder < 0,80 %
> 0,001 oder > 0,001 bis < 0,50 oder < 0,50 %
> 0,001 oder > 0,001 bis < 0,20 oder < 0,20 %
> 0,001 oder > 0,001 bis < 0,10 oder < 0,10 %
> 0,001 oder > 0,001 bis < 0,05 oder < 0,05 %
Gleiches gilt für das Element Mangan, das mit 0,001 bis 4,0 % in der Legierung enthalten sein kann. Alternativ ist auch folgender Spreizungsbereich denkbar:
> 0,001 - < 4,00 %
> 0,001 oder > 0,001 bis < 3,00 oder < 3,00 %
> 0,001 oder > 0,001 bis < 2,00 oder < 2,00 %
> 0,001 oder > 0,001 bis < 1 ,00 oder < 1 ,00 %
> 0,005 oder > 0,005 bis < 0,50 oder < 0,50 %
> 0,005 oder > 0,005 bis < 0,20 oder < 0,20 %
> 0,005 oder > 0,005 bis < 0,10 oder < 0,10 %
> 0,005 oder > 0,005 bis < 0,05 oder < 0,05 % Der Titangehalt liegt zwischen 0,0 und 1 ,0 %. Bevorzugt kann Ti innerhalb des Spreizungsbereiches wie folgt in der Legierung eingestellt werden:
> 0,0 bis <1 ,0 %,
> 0,0 oder > 0,0 bis < 0,80 oder < 0,80 %,
> 0,001 oder > 0,001 bis < 0,50 oder < 0,50 %,
> 0,01 oder > 0,01 bis < 0,50 oder < 0,50 %,
> 0,05 oder > 0,05 bis < 0,50 oder < 0,50 %,
> 0,10 oder > 0,10 bis < 0,50 oder < 0,50 %,
> 0,001 oder > 0,001 bis < 0,30 oder < 0,30 %,
> 0,01 oder > 0,01 bis < 0,30 oder < 0,30 %,
> 0,01 oder > 0,01 bis < 0,25 oder < 0,25 %.
Auch Magnesium und/oder Kalzium ist in Gehalten 0,0001 bis 0,05 % enthalten. Bevorzugt besteht die Möglichkeit, diese Elemente wie folgt in der Legierung einzustellen:
0,0001 - 0,03 %.
0,0001 - 0,02 %.
0,0002 - 0,02 %.
0,0005 - 0,02 %.
Die Legierung enthält 0,005 bis 0,25 % Kohlenstoff. Bevorzugt kann dieser innerhalb des Spreizungsbereiches wie folgt in der Legierung eingestellt werden:
> 0,005 bis < 0,25 %.
> 0,01 oder > 0,01 bis < 0,20 oder < 0,20 %.
> 0,01 oder > 0,01 bis < 0,12 oder < 0,12 %.
> 0,01 oder > 0,01 bis < 0,10 oder < 0,10 %.
> 0,015 oder > 0,015 bis < 0,10 oder < 0,10 %.
Dies gilt in gleicher Weise für das Element Stickstoff, das in Gehalten zwischen 0,0005 und 0,05 % enthalten ist. Bevorzugte Gehalte können wie folgt gegeben sein: 0,001 - 0,050 %.
0,003 - 0,040 %.
Das Element Phosphor ist mit max. 0,030 % in der Legierung enthalten. Bevorzugte Gehalte können wie folgt gegeben sein:
max. 0,020 %.
Das Element Sauerstoff ist mit max. 0,020 %, in der Legierung enthalten. Bevorzugte Gehalte können wie folgt gegeben sein:
max. 0,010 %.
Das Element Schwefel ist wie folgt in der Legierung gegeben:
Schwefel max. 0,010 %
Wahlweise kann das Element Nb in Gehalten von 0,0 bis 4,0 % eingestellt werden. Bevorzugt kann Nb innerhalb des Spreizungsbereiches wie folgt in der Legierung eingestellt werden:
> 0,0 bis < 4,0 %
> 0,0 oder > 0,0 bis < 3,5 oder < 3,5 %
> 0,0 oder > 0,0 bis < 3,0 oder < 3,0 %
> 0,0 oder > 0,0 bis < 2,5 oder < 2,5 %
> 0,0 oder > 0,0 bis < 2,0 oder < 2,0 %
> 0,0 oder > 0,0 bis < 1 ,5 oder < 1 ,5 %
> 0,001 oder > 0,001 bis < 1 ,10 oder < 1 ,10 %
> 0,001 oder > 0,001 bis < 0,70 oder < 0,70 %
> 0,001 oder > 0,001 bis < 0,50 oder <0,50 %
> 0,001 oder > 0,001 bis < 0,30 oder <0,30 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 0,30 oder <0,30 %
> 0,10 oder > 0,10 bis < 1 ,10 oder <1 ,10 %. Molybdän und Wolfram sind wahlweise einzeln oder in Kombination in der Legierung mit einem Gehalt von jeweils 0 bis 30 % enthalten. Bevorzugte Gehalte können wie folgt gegeben sein:
Mo > 0 bis <30 %
W > 0 bis <30 %
Mo > 0 oder > 0 bis < 25 oder < 25 %
W > 0 oder > 0 bis < 25 oder < 25 %
Mo > 0 oder > 0 bis < 20 oder < 20 %
W > 0 oder > 0 bis < 20 oder < 20 %
Mo > 0 oder > 0 bis < 15 oder < 15 %
W > 0 oder > 0 bis < 15 oder < 15 %
Mo > 0 oder > 0 bis < 10 oder < 10 %
W > 0 oder > 0 bis < 10 oder < 10 %
Mo > 0 oder > 0 bis < 5,0 oder < 5,0 %
W > 0 oder > 0 bis < 5,0 oder < 5,0 %
Mo > 0 oder > 0 bis < 2,0 oder < 2,0 %
W > 0 oder > 0 bis < 2,0 oder < 2,0 %
Mo > 0 oder > 0 bis < 1 ,0 oder < 1 ,0 %
W > 0 oder > 0 bis < 1 ,0 oder < 1 ,0 %
Mo > 0 oder > 0 bis < 0,50 oder < 0,50 %
W > 0 oder > 0 bis < 0,50 oder < 0,50 %
Mo > 0 oder > 0 bis < 0,05 oder < 0,05 %
W > 0 oder > 0 bis < 0,05 oder < 0,05 %
Des Weiteren kann wahlweise zwischen 0,0 bis 15,0 % Kobalt enthalten sein, der darüber hinaus noch wie folgt eingeschränkt werden kann:
> 0,0 bis < 15,0 %
> 0,0 oder > 0,0 bis < 13,0 oder < 13,0 %
> 0,0 oder > 0,0 bis < 10,0 oder < 10,0 %
> 0,0 oder > 0,0 bis < 5,0 oder < 5,0 % > 0,01 oder > 0,01 bis < 5,0 oder < 5,0 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 2,0 oder < 2,0 %
> 0,1 oder > 0,1 bis < 2,0 oder < 2,0 %
> 0,01 oder > 0,01 bis < 0,5 oder < 0,5 %.
Wahlweise kann das Elemente Bor wie folgt in der Legierung enthalten sein:
Bor 0,0 - 0,008 %
Bevorzugte Gehalte können wie folgt gegeben sein:
Bor 0,0001 - 0,008 %
Bor 0,0005 - 0,008 %
Bor 0,0005 - 0,004 %
Des Weiteren kann wahlweise zwischen 0,0 bis 5,0 % Kupfer enthalten sein, der darüber hinaus noch wie folgt eingeschränkt werden kann:
> 0,0 bis < 5,0 %
> 0,0 oder > 0,0 bis < 3,0 oder < 3,0 %
> 0,0 oder > 0,0 bis < 2,5 oder < 2,5 %
> 0,0 oder > 0,0 bis < 2,0 oder < 2,0 %
> 0,0 oder > 0,0 bis < 0,5 oder < 0,5 %
> 0,0 oder > 0,0 bis < 0,15 oder < 0,15 %.
Des Weiteren kann < 0,5 oder < 0,5 % Vanadium enthalten sein.
Der Nickelgehalt soll größer oder größer gleich 15% liegen. Bevorzugte Gehalte können wir folgt gegeben sein:
> 15 %.
> 20 oder > 20 %.
> 24oder > 24 %.
> 29 oder > 29 %.
> 35 oder > 35 %. > 40 oder > 40 %.
> 45 oder > 45 %.
> 50 oder > 50 %.
> 55 oder > 55 %.
> 58 oder > 58 %.
> 60 oder > 60 %.
> 65 oder > 65 %.
> 68 oder > 68 %.
> 70 oder > 70 %.
> 75 oder > 75 %.
Wahlweise kann das Element Yttrium in Gehalten von 0,01 bis 0,20 % eingestellt werden. Bevorzugt kann Y innerhalb des Spreizungsbereiches wie folgt eingestellt werden:
0,01 - 0,15 %
0,01 - 0,10 %
0,01 - 0,08%
0,01 - < 0,045 %.
Wahlweise kann das Element Lanthan in Gehalten von 0,001 bis 0,20 % eingestellt werden. Bevorzugt kann La innerhalb des Spreizungsbereiches wie folgt eingestellt werden:
0,001 - 0,15 %
0,001 - 0,10 %
0,001 - 0,08 %
0,001 - 0,04 %.
0,01 - 0,04 %.
Wahlweise kann das Element Ce in Gehalten von 0,001 bis 0,20 % eingestellt werden. Bevorzugt kann Ce innerhalb des Spreizungsbereiches wie folgt eingestellt werden: 0,001 -0,15%
0,001 -0,10%
0,001 - 0,08 %
0,001 - 0,04 %.
0,01 - 0,04 %.
Wahlweise kann bei gleichzeitiger Zugabe von Ce und La auch Cer-Mischmetall verwendet werden in Gehalten von 0,001 bis 0,20 %. Bevorzugt kann Cer- Mischmetall innerhalb des Spreizungsbereiches wie folgt in der Legierung eingestellt werden:
0,001 -0,15%
0,001 -0,10%
0,001 - 0,08 %
0,001 - 0,04 %.
0,01 - 0,04 %.
Wahlweise liegt der Zirkongehalt zwischen 0,01 und 0,20 %. Bevorzugt kann Zr innerhalb des Spreizungsbereiches wie folgt eingestellt werden:
0,01 -0,15%.
0,01 -< 0,10 oder < 0,10%.
0,01 - 0,07 %.
0,01 - 0,04 %.
Wahlweise kann in der Legierung das Element Hf in Gehalten von 0,01 bis 0,20 % eingestellt werden. Bevorzugt kann Hf innerhalb des Spreizungsbereiches wie folgt eingestellt werden:
0,01 -0,15%.
0,01 -<0,10 oder < 0,10%.
0,01 - 0,07 %.
0,01 - 0,04 %.
Wahlweise kann 0,001 bis 0,60 % Tantal enthalten sein Schließlich können an Verunreinigungen noch die Elemente Blei, Zink und Zinn in Gehalten wie folgt gegeben sein:
Pb max. 0,002 %
Zn max. 0,002 %
Sn max. 0,002 %.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Legierung soll bevorzugt als Bauteil in der chemischen Prozessindustrie, der petrochemischen Industrie, im Kraftwerksbau, im Ofenbau und beim Bau von solarthermischen Anlagen eingesetzt werden.
Durchgeführte Tests:
In Jutta Klöwer, Juliane Mentz, Manuela Zinke, Development of Crack-Resistant Alloy 617B for Components in 700 Power Plants, pa per no. 2284, Corrosion 2013 wird beschrieben, dass die Empfindlichkeit gegen SRC auch mittels eines Langsam-Zugversuches (Slow Strain Rate Test - SSRT or Constant Strain Rate Tests - CSR) bei 10-6 1 /s untersucht werden kann, da diese Dehngeschwindigkeit im Bereich einer Verformungsgeschwindigkeit, die durch Kriechmechanismen bestimmt wird, liegt. Dabei gilt:
a) Brucheinschnürung: Z < 5% = extreme empfindlich bezgl. SRC
b) Brucheinschnürung: Z 5-10% = stark empfindlich bezgl. SRC
c) Brucheinschnürung: Z 10-20% = leichte Empfindlichkeit bezgl. SRC
d) Brucheinschnürung: Z » 20% = Nicht merklich empfindlich bezgl. SRC
(nach Jutta Klöwer, Juliane Mentz, Manuela Zinke, Development of Crack- Resistant Alloy 617B for Components in 700 Power Plants, paper no. 2284, Corrosion 2013) Analog kann man ein ähnliches Ranking für A erstellen.
Die Lanqsam-Zuqversuche wurden nach DIN EN ISO 6892-2 mit einer Geschwindigkeit von 10-6 1 /s bei Temperaturen von 600 bis eOO'C durchgeführt. Dabei wird die Dehngrenze Rpo,2, die Zugfestigkeit Rm und die Dehnung A bis zum Bruch und die Brucheinschnürung Z bestimmt. Die Dehnung A wird an der gebrochenen Probe aus der Verlängerung der ursprünglichen Messstrecke L0 bestimmt:
A = (Lu-Lo)/Lo 100 % = AU L0 100%
Mit Lu = Messlänge nach dem Bruch.
Je nach Messlänge wird die Bruchdehnung mit Indizes versehen:
Z. B. ist für A5 die Messlänge L0 = 5-d0 mit d0 = Anfangsdurchmesser einer Rundprobe.
Die Brucheinschnürung Z (größte relative Querschnittsänderung) wird aus der Restquerschnittsfläche an der eingeschnürten Stelle Su und dem Ausgangsquerschnitt S0 bestimmt:
Z = (S0-Su)/S0 100 %
Die Versuche wurden an Rundproben mit einem Durchmesser von 6,7 bzw. 8 mm im Messbereich und einer Messlänge L0 von 33,5 bzw. 40 mm durchgeführt. Die Probennahme erfolgte quer zur Umformrichtung des Halbzeuges.
Beispiele:
Herstellung:
Es wurden großtechnisch zwei Chargen Alloy 601 (156656 und 314975) mittels Erschmelzung in einem Induktions- oder Lichtbogenofen gefolgt von einer Behandlung in einer VOD- oder VLF-Anlage erschmolzen. Charge 314975 wurde dann anschließend erfindungsgemäß mittels Elektroschlackeumschmelzen (ESU) gereinigt. Tabelle 2 zeigt die Analysen, die sehr ähnlich sind. Beide Chargen wurden dann zwischen 900 und 1270'C für 8 h geglü ht und mittels Warmwalzen und weiteren Zwischenglühungen zwischen 900 und 1 270 für 0,1 bis 1 h an eine Enddicke von 13 mm bzw. 6 mm warmgewalzt. Die so erzeugten Bleche wurden zwischen 900Ό und 1270*C für 1 h lösungsgeg lüht. Aus diesen Blechen wurden die für die Messungen benötigten Proben hergestellt.
Charge 156656 hatte eine Korngröße von 136 μιη, Charge 314975 eine Korngröße von 1 14 μιη.
Für die Beispielchargen in Tabelle 2 wurden Langsam-Zugversuche bei 600, 700 und 800 durchgeführt.
Bild 1 zeigt, dass die Dehngrenze der ESU erschmolzenen Charge etwas besser ist. Die Zugfestigkeit in Bild 2 ist bei beiden Chargen ungefähr gleich.
Bild 3 zeigt eine starke Erhöhung von Z und Bild 4 eine starke Erhöhung von A für die erfindungsgemäße ESU umgeschmolzene Charge im Vergleich zu der nicht ESU umgeschmolzenen Charge. Diese Erhöhung ist insbesondere bei der geringsten Brucheinschnürung bei 700<C besonders au sgeprägt. In diesem Beispiel wird Z bzw. A durch das Umschmelzen mittels ESU bei 700 so weit erhöht, dass damit Alloy 601 statt im Bereich„leichte Empfindlichkeit gegen SRC" für die nicht umgeschmolzene Charge mit der erfindungsgemäß umgeschmolzenen Charge in dem Bereich "nicht merklich empfindlich gegen SRC" gelangt.
Analog lassen sich dann Legierungen mit einem stark ausgeprägtem Duktilitätsminimum von 5 bis 10 % (Stark empfindlich gegenüber SRC) mittels eines Umschmelzens durch ESU in den Bereich leichte Empfindlichkeit gegenüber SRC schieben. Tabelle 1 : Legierungen nach ASTM B 168-1 1 Alle Angaben in Masse-%,
Figure imgf000020_0001
Tabelle 2: Zusammensetzung der Legierung Alloy 601 ohne (Charge 156656) und mit ESU (Charge 314975) erschmolzen (T: Legierung nach dem Stand der Technik, E: erfindungsgemäße Legierung)
Figure imgf000021_0001
Figurenbeschreibung
Figur 1 : Dehngrenze Rp0,2 im Langsam-Zugversuch von Alloy 601 mit und ohne
ESU.
Figur 2: Zugfestigkeit Rm im Langsam-Zugversuch von Alloy 601 mit und ohne
ESU.
Figur 3: Brucheinschnürung Z im Langsam-Zugversuch von Alloy 601 mit und ohne ESU.
Figur 4: Bruchdehnung A im Langsam-Zugversuch von Alloy 601 mit und ohne
ESU.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit (in Gew.-%) 12 bis 40 % Chrom, 0 bis 4,0 % Aluminium, 0,01 bis 75,0 % Eisen, 0,001 bis 3,0 % Silizium, 0,001 bis 4,0 % Mangan, 0,0 bis 1 ,0 % Titan, jeweils 0,0001 bis 0,05 % Magnesium und/oder Kalzium, 0,005 bis 0,25 % Kohlenstoff, 0,0005 bis 0,050 % Stickstoff, max. 0,020 % Sauerstoff, max. 0,030 % Phosphor, max. 0,010 % Schwefel, wahlweise 0 bis 4 % Niob, wahlweise 0 bis 30 % Molybdän, wahlweise 0 - 30 % Wolfram, wahlweise zwischen 0,0 bis 15,0 % Kobalt, wahlweise zwischen 0 und 0,008 % Bor, Rest Nickel und den üblichen verfahrensbedingten Verunreinigungen,
a) mittels Erschmelzung in einem Induktions- oder Lichtbogenofen gefolgt von einer Behandlung in einer VOD- oder VLF-Anlage oder mittels Erschmelzung im Vakuuminduktionsofen (VIM)
b) und die dann anschließend mittels Elektroschlackeumschmelzen (ESU) gereinigt wird, wahlweise auch zusätzlich mit VAR gereinigt wird, wobei durch die Elektroschlackeumschmelzung, wahlweise auch VAR, eine erhöhte Dehnung im Zugversuch im Temperaturbereich von 500 bis 900 erreicht wird, was zu einer Verringerung der Empfindlichkeit gegen Spannungsrelaxationsrisse (SRC) in diesem Temperaturbereich führt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung einer Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung
a) mittels Erschmelzung in einem Induktions- oder Lichtbogenofen gefolgt von einer Behandlung in einer VOD oder VLF Anlage oder mittel Erschmelzung im Vakuuminduktionsofen (VIM)
b) und die dann anschließend mittels Elektroschlackeumschmelzen (ESU) gereinigt wird, wahlweise auch zusätzlich mit VAR gereinigt wird
c) wobei durch die Elektroschlackeumschmelzung, wahlweise auch VAR, eine erhöhte Dehnung im Zugversuch im Temperaturbereich von 500 bis 850 erreicht wird, was zu einer Verringerung der Empfindlichkeit gegen Spannungsrelaxationsrisse (SRC) in diesem Temperaturbereich führt.
3. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus dieser Nickel-Eisen-Chrom -Aluminium-Legierung Band, Blech, Stange, Draht, längsnahtgeschweißtes Rohr und nahtloses Rohr hergestellt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Chromgehalt von 15 bis 35 % hat.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Aluminiumgehalt von 0,001 bis 4 % hat.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Eisengehalt von 0,01 bis 70 % hat.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Siliziumgehalt von 0,001 bis 2,50 % hat.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Mangangehalt von 0,001 bis 3,0 % hat.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Titangehalt von 0,0 bis 0,80 % hat.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Kohlenstoffgehalt von 0,01 bis 0,20 % hat.
1 1 Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung wahlweise einen Niobgehalt von 0,0 bis 3,5 % hat.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Molybdängehalt von 0,0 bis 25 % hat.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Wolframgehalt von 0,0 bis 25 % hat.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Kobaltgehalt von 0,0 bis 13 % hat.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Borgehalt von 0,0001 bis 0,008 % hat.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Kupfergehalt von 0,0 bis 3,0 % hat.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Vanadiumgehalt von < 0,5 oder < 0,5 % hat.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Nickelgehalt größer gleich 15 % hat.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Yttriumgehalt von 0,01 bis 0,20 % hat.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Lanthangehalt von 0,01 bis 0,20 % hat.
21 . Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Cergehalt von 0,01 bis 0,20 % hat.
22. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Zirkongehalt von 0,01 bis 0,20 % hat.
23. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung einen Hafniumgehalt von 0,01 bis 0,20 % hat.
24. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass in dieser Nickel-Eisen-Chrom-Aluminium Legierung die Verunreinigungen in Gehalten von max. 0,002 % Pb, max. 0,002 % Zn, max. 0,002 % Sn eingestellt sind.
25. Verwendung der nach einem der Ansprüche 1 bis 25 hergestellten Legierung als Bauteil in der chemischen Prozessindustrie, der petrochemischen Industrie, im Kraftwerksbau, im Ofenbau und beim Bau von solarthermischen Anlagen.
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