FR2691982A1 - Composition d'acier inoxydable pour pièces utilisées en ultravide et à basse température. - Google Patents
Composition d'acier inoxydable pour pièces utilisées en ultravide et à basse température. Download PDFInfo
- Publication number
- FR2691982A1 FR2691982A1 FR9206771A FR9206771A FR2691982A1 FR 2691982 A1 FR2691982 A1 FR 2691982A1 FR 9206771 A FR9206771 A FR 9206771A FR 9206771 A FR9206771 A FR 9206771A FR 2691982 A1 FR2691982 A1 FR 2691982A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- weight
- stainless steel
- low temperature
- steel composition
- high vacuum
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
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
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Composition d'acier inoxydable contenant de 19 à 22% en poids de chrome, de 8 à 11% en poids de nickel, de 2,50 à 4,25% en poids de manganèse, de 2,00 à 3,00 % en poids de molybdène, de 0,25 à 0,80% en poids de niobium, de 0,35 à 0,50% en poids d'azote, jusqu'à 0,08% en poids de carbone, jusqu'à 0,75% de silicium, jusqu'à 0,025% en poids de phosphore, jusqu'à 0,01% en poids de soufre, le complément étant du fer et d'éventuelles impuretés, ayant subi un affinage en réacteur AOD et éventuellement une refusion sous laitier. Une telle composition permet de réaliser des pièces qui, après traitement thermique et éventuellement écrouissage, présentent des caractéristiques mécaniques, des propriétés d'étanchéité et un amagnétisme permettant leur utilisation en ultravide et à très basse température.
Description
L'invention concerne une composition d'acier inoxydable pour pièces
utilisées en ultravide et à basse température, ayant en particulier des propriétés
mécaniques, une étanchéité et un amagnétisme accrus.
La réalisation d'installations d'analyse des particules élémentaires notamment nécessite l'utilisation d'aciers inoxydables devant présenter les propriétés suivantes: étanchéité au travers des pièces du fait de la différence de pression qui existe entre l'enceinte sous vide (à plus de 10-1 torr, 1,33 10-é Pa> et la pression atmosphérique régnant à l'extérieur, étanchéité des joints de type couteau lors des assemblages sans soudure en présence de la même différence de pression, propriétés mécaniques tant en résistance à la traction qu'en ténacité jusqu'à des températures très basses allant jusau'à 1,8 K amagnétisme jusqu'à 1,8 K afin de ne pas perturber
le trajet des particules.
En outre, il faut que l'acier inoxydable puisse supporter, sans altération des propriétés précédentes, le traitement de dégazage à 950 'C que certains utilisateurs doivent lui faire subir dans quelques
applications.
Jusqu'à présent la solution la plus courante consistait à utiliser la nuance E-Z 2 CND 17 13 + Az ayant la composition nominale suivante en poids Carbone 0,03 Chrome 17,00 Nickel 14,00 Molybdène 2,80 Azote 0,15 Fer Complément
et possédant des propriétés types qui seront données ci-
après. Or il a maintenant été trouvé que l'on obtient des propriétés encore améliorées en utilisant une composition d'acier inoxydable à haute teneur en azote
et contenant du niobium et du manganèse.
Selon l'invention, on utilise un acier inoxydable ayant une composition comprise dans les limites suivantes % en poids Carbone jusqu'à 0,08 Chrome 19 22 Nickel 8 11 Manganèse 2,50 4,25 Molybdène 2,00 3,00 Silicium jusqu'à 0,75 Phosphore jusqu'à 0,025 Soufre jusqu'à 0,01 Niobium 0,25 0,80
Azote 0,35 0,50.
Fer Complément La teneur en azote confère & l'acier deux propriétés essentielles: une phase austénitique stable & basse température, ce qui permet de conserver l'amagnétisme en condition cryogénique. des caractéristiques mécaniques élevées dans un large domaine de température y compris dans le domaine
cryogénique.
L'addition de manganèse est nécessaire pour assurer
la solubilité d'une telle teneur en azote.
L'addition de nobium sert à stabiliser le carbone et par suite renforce la tenue à la corrosion Cette addition améliore la tenue à chaud de la nuance et renforce, indirectement, par affinage du grain la limite
élastique à basse température.
Les aciers selon la présente invention sont obtenus de manière classique par élaboration au four à arc et subissent ensuite un affinage par le procédé AOD (encore appelé "affinage en réacteur AOD") ("argon oxygen decarburization", décarburation à l'argon-oxygène) qui permet d'obtenir sans difficultés la faible teneur en
carbone recherchée.
Afin de diminuer la teneur en inclusions, on peut soumettre l'acier obtenu à une refusion sous laitier, en particulier lorsqu'on désire réaliser avec la composition des parois minces et des Joints de type couteau En effet la faible teneur inclusionnaire garantit une étanchéité supérieure Ce traitement n'est
toutefois pas obligatoire.
Les pièces préparées à partir d'une composition selon la présente invention subissent un traitement thermique à une température de 10001100 'C avec refroidissement sous air, huile ou eau selon la dimension des pièces,
pour donner un état hypertrempé.
On peut également pratiquer après 1 'hypertrempe un écrouissage à la température ambiante par laminage,
étirage ou tréfilage.
Le tableau 1 ci-dessous regroupe un certain nombre de mesures de résistance mécanique effectuées par trois laboratoires sur des barres d'acier selon la présente invention. La composition spécifique de l'acier utilisé pour la réalisation des barres d'essai est la suivante Barre O 31,75 0 12 O 12 0 45 hypertrempé hypertrempé écroui hypertrempé Carbone 0,033 O 035 0,02 ? 0,035 Chrome 20,89 20,69 20,10 20,69 Nickel 9,22 9,73 9,09 9,73 Manganèse 4,14 3,92 4,00 3,92 Molybdène 2,10 2,14 2, 10 2,14 Silicium 0,36 0,42 0,37 0,42 Phosphore 0,022 0,021 0,021 0,021 Soufre < 0,002 < 0,002 < 0,002 < 0,002 Niobium 0,32 0,30 0,30 0,30 Azote 0,42 0,427 0,419 0,427 On note dans les compositions des traces d'impuretés
telles que de l'aluminium, du cuivre et du cobalt.
TABLEAU 1
barre I. Etat Thermique j hypertrempé _ No du
Labora-
toire Température
300 K 1 71 K (*) | 2 &K 1 1,8 K K
Rm M Pa Rp 0,2 % M Pa 41,6 E G Pa l Rm M Pa I Rp 0,2 % M Pa
1663 1114
E G Pa Rm M Pa Rp 0,2 % M Pa E G Pa F. Rm M Pa I
Rp 0,2 %.
M Pa 31,75 hypertrempé 3 942 605 45 210,3 1768 1325 42 187,2 2048 1700 26 204,3 187,2
1828 1345 32 2057 1700 22 217,6
12 hypertrempé 2 1007 587 39,6 1954 1374 19,4 2426 2300 1,5
2 1007 595 39,6 1984 1404 18,3 _ _
1 1125 887 21
12 écroui 2 1060 990 24 1981 1804 18,4
2 1079 1008 '26,4 1981 1804 16,6
12,5 t écroui I
1088 863
26 189 | 1942 1597 l 20,5 | 198,7 13,3 ,5 I I
(O 3 H
valeur hypertrempé moyenne 650 320 50 1350 700 40 1480 790 28 R typique lm C\ Rm =nrésistance Rp = limite élastique Ao = allongement E = module d'élasticité (*) pour Labo 2 la température d'essai est non contrôlée et vraisemblablement proche de 95/100 K u C KJ (OD (. al (.0 r-i 0) U) -P. p-, - - - - L Les résultats obtenus montrent clairement qu'il est possible d'obtenir avec les aciers en question, tant à l'état hypertrempé qu'écroui, des caractéristiques mécaniques Rm et Rp 0,2 % élevées, tout en conservant une ductilité suffisante A cet égard, on notera que pour des applications à des températures inférieures ou égales à 20 K, il n'est pas conseillé de partir d'un acier préalablement écroui, car les résultats ci-dessus montrent que le gain sur la limite élastique et la charge de rupture est faible alors que la ductilité est
sensiblement dégradée.
Le taux d'écrouissage que l'on applique éventuellement est fonction des caractéristiques mécaniques que l'on souhaite obtenir et la figure unique montre l'évolution des caractéristiques mécaniques Rm et
Rp 0,2 % en fonction du taux d'écrouissage.
Le tableau 2 ci-dessous donne des résultats concernant la susceptibilité magnétique d'un acier
inoxydable selon la présente invention.
TABLEAU 2
H 0,005 oe 1000 oe Susceptibilité magnétique à 1,8 K 5 10-a 5 10-3 La matériau est donc classé comme amagnétique à la température de 1,8 K. On voit donc que les compositions d'acier inoxydable selon la présente invention donnent des pièces ayant des caractéristiques mécaniques et des propriétés amagnétiques qui les rendent particulièrement30 appropriées pour la réalisation d'installations en ultravide et/ou à très basse température; elles trouvent une application particulière dans les installations d'analyse des particules Elémentaires et la réalisation
de moteurs cryogéniques.
Claims (3)
1. Composition d'acier inoxydable contenant de 19 à 22 % en poids de chrome, de 8 à 11 % en poids de nickel, de 2,50 à 4,25 % en poids de manganèse, de 2,00 à 3,00 % en poids de molybdène, de 0,25 à 0,80 % en poids de niobium, de 0,35 & 0,50 % en poids d'azote, Jusqu'à 0,08 % en poids de carbone, jusqu'à 0,75 % de silicium, Jusqu'à 0,025 % en poids de phosphore, jusqu'à 0,01 % en poids de soufre, le complément étant du fer et d'éventuelles impuretés, ayant subi un affinage en réacteur AOD et
éventuellement une refusion sous laitier.
2. Pièces destinées à la réalisation de dispositifs fonctionnant en ultravide et à basse température, obtenues à partir de la composition d'acier inoxydable selon la revendication 1, avec un traitement thermique &
1000-1100 'C.
3. Pièces selon la revendication 2, ayant subi un
écrouissage à la température ambiante.
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9206771A FR2691982B1 (fr) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | Composition d'acier inoxydable pour pièces utilisées en ultravide et à basse température. |
| EP93401364A EP0573335B1 (fr) | 1992-06-04 | 1993-05-28 | Composition d'acier inoxydable pour pièces utilisées en ultravide et à basse température |
| DE93401364T DE573335T1 (de) | 1992-06-04 | 1993-05-28 | Rostfreie Stahlzusammensetzung für Bauteile, verwendbar in Hochvakuum und bei niedriger Temperatur. |
| DK93401364.0T DK0573335T3 (da) | 1992-06-04 | 1993-05-28 | Rustfri stållegering til dele anvendt under ultravacuum og ved lave temperaturer |
| ES93401364T ES2048128T3 (es) | 1992-06-04 | 1993-05-28 | Composicion de acero inoxidable para piezas utilizadas en ultravacio y a baja temperatura. |
| DE69308234T DE69308234T2 (de) | 1992-06-04 | 1993-05-28 | Rostfreie Stahlzusammensetzung für Bauteile, verwendbar in Hochvakuum und bei niedriger Temperatur |
| AT93401364T ATE149212T1 (de) | 1992-06-04 | 1993-05-28 | Rostfreie stahlzusammensetzung für bauteile, verwendbar in hochvakuum und bei niedriger temperatur |
| GR940300003T GR940300003T1 (en) | 1992-06-04 | 1994-02-28 | Stainless steel composition for construction parts, used in high vacuum and at low temperature |
| GR970400588T GR3022903T3 (en) | 1992-06-04 | 1997-03-26 | Stainless steel composition for construction parts, used in high vacuum and at low temperature |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9206771A FR2691982B1 (fr) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | Composition d'acier inoxydable pour pièces utilisées en ultravide et à basse température. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2691982A1 true FR2691982A1 (fr) | 1993-12-10 |
| FR2691982B1 FR2691982B1 (fr) | 1994-08-26 |
Family
ID=9430430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9206771A Expired - Fee Related FR2691982B1 (fr) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | Composition d'acier inoxydable pour pièces utilisées en ultravide et à basse température. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0573335B1 (fr) |
| AT (1) | ATE149212T1 (fr) |
| DE (2) | DE69308234T2 (fr) |
| DK (1) | DK0573335T3 (fr) |
| ES (1) | ES2048128T3 (fr) |
| FR (1) | FR2691982B1 (fr) |
| GR (2) | GR940300003T1 (fr) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100618715B1 (ko) * | 1997-12-23 | 2006-08-31 | 에이티아이 프로퍼티즈, 인코퍼레이티드 | 콜롬븀 함유 오스테나이트 스텐레스강 및 고강도 콜롬븀 함유 오스테나이트 스텐레스강 제조방법 |
| MX364300B (es) | 2011-05-26 | 2019-04-22 | Upl L L C D/B/A United Pipelines Of America Llc | Acero inoxidable austenítico. |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1205289B (de) * | 1964-05-27 | 1965-11-18 | Phoenix Rheinrohr Ag | Verwendung einer austenitischen Stahllegierung als Werkstoff fuer geschweisste Bauteile, die dem Angriff von Seewasser und/oder Meeres-atmosphaere ausgesetzt sind |
| FR2228119A1 (fr) * | 1973-05-04 | 1974-11-29 | Nippon Steel Corp | |
| SU521350A1 (ru) * | 1974-07-16 | 1976-07-15 | Физико-Механический Институт Ордена Ленина Ан Украинской Сср | Коррозионностойка сталь |
| FR2372902A1 (fr) * | 1976-12-02 | 1978-06-30 | Allegheny Ludlum Ind Inc | Acier inoxydable austenitique ductile a chaud |
-
1992
- 1992-06-04 FR FR9206771A patent/FR2691982B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-05-28 DE DE69308234T patent/DE69308234T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-05-28 EP EP93401364A patent/EP0573335B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-28 DE DE93401364T patent/DE573335T1/de active Pending
- 1993-05-28 ES ES93401364T patent/ES2048128T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-28 AT AT93401364T patent/ATE149212T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-05-28 DK DK93401364.0T patent/DK0573335T3/da active
-
1994
- 1994-02-28 GR GR940300003T patent/GR940300003T1/el unknown
-
1997
- 1997-03-26 GR GR970400588T patent/GR3022903T3/el unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1205289B (de) * | 1964-05-27 | 1965-11-18 | Phoenix Rheinrohr Ag | Verwendung einer austenitischen Stahllegierung als Werkstoff fuer geschweisste Bauteile, die dem Angriff von Seewasser und/oder Meeres-atmosphaere ausgesetzt sind |
| FR2228119A1 (fr) * | 1973-05-04 | 1974-11-29 | Nippon Steel Corp | |
| SU521350A1 (ru) * | 1974-07-16 | 1976-07-15 | Физико-Механический Институт Ордена Ленина Ан Украинской Сср | Коррозионностойка сталь |
| FR2372902A1 (fr) * | 1976-12-02 | 1978-06-30 | Allegheny Ludlum Ind Inc | Acier inoxydable austenitique ductile a chaud |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69308234D1 (de) | 1997-04-03 |
| DE573335T1 (de) | 1994-04-21 |
| ES2048128T1 (es) | 1994-03-16 |
| GR3022903T3 (en) | 1997-06-30 |
| FR2691982B1 (fr) | 1994-08-26 |
| ATE149212T1 (de) | 1997-03-15 |
| EP0573335A1 (fr) | 1993-12-08 |
| EP0573335B1 (fr) | 1997-02-26 |
| GR940300003T1 (en) | 1994-02-28 |
| ES2048128T3 (es) | 1997-05-01 |
| DE69308234T2 (de) | 1997-06-12 |
| DK0573335T3 (da) | 1997-03-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Grässel et al. | Effect of martensitic phase transformation and deformation twinning on mechanical properties of Fe–Mn–Si–AI steels | |
| CN103286127A (zh) | 原油油船货油舱上甲板用耐腐蚀钢板的制造方法及钢板 | |
| CN115386808B (zh) | 一种耐腐蚀油套管及其制备方法与应用 | |
| FR2691982A1 (fr) | Composition d'acier inoxydable pour pièces utilisées en ultravide et à basse température. | |
| Uesugi | Production of high-carbon chromium bearing steel in vertical type continuous caster | |
| Matrosov et al. | Effect of accelerated cooling parameters on microstructure and hydrogen cracking resistance of low-alloy pipe steels | |
| CN112813359B (zh) | 一种中碳低合金高强度抗硫化氢腐蚀油井管 | |
| Tsubota et al. | Bearing steels in the 21st century | |
| US2764481A (en) | Iron base austenitic alloys | |
| US3107995A (en) | Refining material for iron and steel and method of producing same | |
| Bang et al. | Effect of nitrogen content on simulated heat affected zone toughness of titanium containing thermomechanically controlled rolled steel | |
| RU2376389C1 (ru) | Способ производства конструкционной стали | |
| RU2164247C1 (ru) | Способ закалки в инертных газах | |
| Liu et al. | Preparation of nitrogenous ferrovanadium by gaseous nitriding in the liquid phase ferrovanadium | |
| SU979522A1 (ru) | Сталь | |
| US4390498A (en) | Titanium-boron additive alloys | |
| FR2474060A1 (fr) | Procede de fabrication de toles d'acier aluminiees ayant une faible resistance au fluage et une haute resistance a l'oxydation | |
| Gladhstein et al. | Strong bolts with increased resistance to delayed brittle failure | |
| JPH11199917A (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼の精錬方法 | |
| CN116194235A (zh) | 铸片的制造方法 | |
| Lin et al. | Effect of a Phase Formation on Mechanical Properties of Stainless Steel SUS309L after Isothermal Aging | |
| Kong et al. | Microstructural characterization of FeAl-based alloys with small vanadium additions | |
| SU577249A1 (ru) | Сплав дл раскислени и легировани стали | |
| Ryabov et al. | Free-Cutting Cr–Ni–Mo Steel | |
| JP3440058B2 (ja) | 耐食性に優れた低温材料用Ｆｅ−Ｎｉ系合金 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |