CN118103540A - 奥氏体合金、坯件和构件以及方法 - Google Patents

奥氏体合金、坯件和构件以及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种合金,所述合金至少具有以下各项(以重量%为单位):碳(C)0.03%‑0.08%,硅(Si)0.2%‑0.4%,锰(Mn)1.6%‑2.0%,钼(Mo)4.0%‑5.0%,铬(Cr)20.0%‑25.0%,镍(Ni)24.0%‑27.0%,钒(V)0.25%‑0.35%,钛(Ti)2.0%‑2.3%,铝(Al)0.4%‑0.6%,硼(B)0.004%‑0.006%,铁(Fe)。

Description

奥氏体合金、坯件和构件以及方法
技术领域
本发明涉及一种奥氏体合金、一种由所述合金构成的坯件和/或构件以及一种制造方法。
背景技术
与应用条件相关地,转子锻造盘至今由不同的锻造钢制造。
因此,NiCrMoV用于压缩机盘或CrMoWVNbN用于涡轮盘。
应用条件和设计要求对于锻造材料的选择是决定性的。
对于锻造材料的选择,总是需要确保强度和韧性的平衡,以便遵循设计要求。
当前,具有最高的使用温度的铁基材料是马氏体。
对于更高的使用温度,当前不存在解决方案。
存在改用镍基盘的考虑。
借助于所述镍基盘,大于923K的使用温度理论上应是可行的。
然而,由镍(Ni)构成的构件具有以下缺点,因此讨论使用:
-与由钢构成的盘相比非常高的成本,
-在生产中更长的加工时间。
发明内容
因此,本发明的目的是解决上述问题。
所述目的通过根据权利要求1所述的合金、根据权利要求6所述的构件或坯件以及根据权利要求7所述的方法来实现。
在从属权利要求中列出其他有利的措施,所述措施能够任意彼此组合,以便实现其他优点。
说明书仅示出本发明的实施例。
对奥氏体钢的验证得出原则上针对较高的应用温度的可应用性。
原则上,化学性质和热处理足以承受在温度大于873K时将锻造构件用于能量产生设施的挑战。
铁基的组合物在此具有如下各项(以重量%为单位):
铁(Fe)、尤其其余为铁(Fe),
可选地
尤其地,合金由所述元素构成。
构造性地应优选地使用以下组合物:
特别的实施例是:
优选地,应遵循大于32的PREN值(DIN 81249-2):
PREN=%Cr+3.3*%Mo。
背景如下:
a)耐腐蚀性
通过将铬份额从14%提高到大于20重量%,提高对HTK2的耐受性。
背景是构成具有足够高的铬储备(Cr)的稳定的Cr2O3层。
同时,通过提高钼(Mo),提高在高温腐蚀条件下对含氯介质的耐腐蚀性。
钼(Mo)和铬(Cr)的作用在此并非仅固定于高温范围,而是也将引起用于海洋应用的提高的腐蚀防护。
b)凹口脆化
通过提高铬和钼含量,引起强度的提升。一方面,所述提升是所期望的。另一方面,需要通过选择回火条件来施加影响,使得凹口脆化的风险是低的/存在足够的韧性。
在所述背景下,优选地应通过回火试验确定最优的质量热处理(QHT)。优选地,使用2级或3级的QHT回火处理。
对此的第一要点是以下最低温度。
尤其地,“>=”温度位于所示出的数值中,例如“>=1013K”尤其位于“=1013K”中。
固熔退火温度优选始终是最高温度。
因此,第1次回火的温度尤其比固熔退火温度低至少100K或至少200K。
用于后续第2次或第3次回火的后续温度尤其与固熔退火温度相比再次低至少20K。
第3次回火的温度低于或等于第2次回火的温度。
除了主要用作为能量产生设备中的锻造构件之外的优点:
·与“昂贵的镍基材料”相比,扩展“廉价”的铁基合金的使用范围,·与镍基材料相比,铁基转子构件的更快的可加工性,
·高合金铁基合金的结构、生产和制造中的经验能够大部分采用。这尤其有助于所有概率性的方案,
·能够提高应用温度从而实现机器的效率提高和性能提高,而无需外部冷却。
铁基(Fe)材料的实施例是:

Claims (15)

1.一种合金,
所述合金至少具有以下各项(以重量%为单位),尤其由以下各项构成:
铁(Fe)、尤其其余为铁(Fe),
可选地
2.根据权利要求1所述的合金,
所述合金具有选自硼(B)、钨(W)和铌(Nb)中的一种、尤其两种、更尤其全部元素。
3.根据权利要求1或2中任一项或两项所述的合金,
所述合金具有0.4%至0.6%的铝(Al)。
4.根据权利要求1或2中任一项或两项所述的合金,
所述合金具有至0.06%的铝(Al),
尤其具有至0.01%的铝(Al),
更尤其具有0.004%-0.006%的铝(Al)。
5.根据权利要求1、2、3或4中任一项或多项所述的合金,
所述合金具有如下值:%Cr+3.3%Mo≥32。
6.一种坯件或构件,
所述坯件或构件具有根据权利要求1、2、3、4或5中任一项或多项所述的合金。
7.一种用于对根据权利要求1、2、3、4或5或6中任一项或多项所述的合金、坯件或构件进行热处理的方法,所述方法借助于固熔退火、尤其一次固熔退火和至少两次回火、尤其仅两次回火进行热处理。
8.根据权利要求7所述的方法,
其中固熔退火在至少1243K中、尤其在1243K中进行。
9.根据权利要求7或8所述的方法,
其中第一次回火在低于固熔退火至少100K的温度中进行,尤其在至少1013K中、更尤其在1013K中进行。
10.根据权利要求7或8所述的方法,
其中第一次回火在低于固熔退火至少100K的温度中进行,尤其在至少973K中、更尤其在973K中进行。
11.根据权利要求7、8、9或10中任一项或多项所述的方法,
其中第二次回火温度比第一次回火温度低至少20K。
12.根据权利要求7、8、9、10或11中任一项或多项所述的方法,
其中第二次回火温度为至少923K,尤其为923K。
13.根据权利要求7、8、9、10、11或12中任一项或多项所述的方法,
其中第三次回火温度不高于第二次回火温度。
14.根据权利要求7、8、9、10、11、12或13中任一项或多项所述的方法,
其中第三次回火温度为至少923K,尤其为923K。
15.根据权利要求7、8、9、10、11、12、13或14中任一项或多项所述的方法,
所述方法借助于固溶退火和仅三次回火进行。
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