SE508149C2 - Austenitiskt rostfritt stål samt användning av stålet - Google Patents
Austenitiskt rostfritt stål samt användning av ståletInfo
- Publication number
- SE508149C2 SE508149C2 SE9600709A SE9600709A SE508149C2 SE 508149 C2 SE508149 C2 SE 508149C2 SE 9600709 A SE9600709 A SE 9600709A SE 9600709 A SE9600709 A SE 9600709A SE 508149 C2 SE508149 C2 SE 508149C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- weight
- steel
- rem
- content
- oxidation
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 30
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- -1 chromium carbides Chemical class 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N chromium carbide Chemical compound [Cr]#C[Cr]C#[Cr] UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000036651 mood Effects 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000988 reflection electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000161 steel melt Substances 0.000 description 1
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 1
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 1
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
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
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
-
- 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)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
10
15
20
25
30
508 149
2
vilken den oxidationsbetingade materialförlusten uppgår till ett
visst värde, exempelvis 1,5 g/m2-h.
Ett vanligt sätt att förbättra oxidationsbeständigheten
är att tillsätta krom, vilket bidrar till att ge materialet ett
skyddande oxidskikt. Vid förhöjd temperatur utsätts material för
deformation genom krypning. En austenitisk grundmassa, vilken
erhålls genom tillsats av ett austenitstabiliserande ämne såsom
nickel, inverkar gynnsamt på kryphållfastheten, liksom även
utskiljningar av en finfördelad sekundär fas, exempelvis
karbider. Inlegering av krom i stål medför ökad benägenhet för
utskiljning av s.k. sigma-fas, vilket kan motverkas, såsom
antytts ovan, genom tillsats av austenitstabiliserande nickel.
Både mangan och nickel har en positiv inverkan på
materialets strukturstabilitet. Båda dessa ämnen verkar
austenitstabiliserande, dvs de motverkar utskiljning av försprö-
dande sigma-fas under drift. För mangan gäller också att det
förbättrar varmsprickresistensen vid svetsning genom att binda
svavel. God svetsbarhet utgör en viktig egenskap för materialet.
Austenitiska rostfria stål av typen l8Cr-10Ni har en
gynnsam kombination av dessa egenskaper och används därför ofta
för högtemperatursapplikationer. En vanligt förekommande
legering av denna typ är SS2337 (AISI Type 321), motsvarande
Sandvik 8R30. Legeringen har god hållfasthet, tack vare
tillsatsen av titan, samt god korrosionsbeständighet, varför den
sedan många år används till t.ex. rör för överhettare i
kraftverk. Legeringens svaghet är dock att oxidations-
beständigheten är begränsad, vilket medför begränsningar vad
gäller livslängd och maximal användningstemperatur.
Genom det sovjetiska uppfinnarcertifikatet SU 1 038 377
är en stållegering förut känd, vilken anges vara beständig mot
spänningskorrosion, främst i kloridhaltig miljö. Denna typ av
problem gäller dock väsentligt lägre temperaturer än
överhettarapplikationer. Den innehåller (i vikt-%) 0,03 - 0,08
C, 0,3 - 0,8 Si, 0,5 1,0 Mn, 17 - 19 Cr, 9 - ll Ni,
0,35 - 0,6 Mo, 0,4 0,7 Ti, 0,008 - 0,02 N, 0,01 - 0,1 Ce och
resten Fe. Dessutom är exempelvis dess varmsprickresistens och
svetsbarhet otillfredsställande.
Ett första syfte med föreliggande uppfinning är sålunda
10
15
20
25
30
508 149
3
att framtaga en stålsort av 18Cr/10Ni-typ som uppvisar mycket
god oxidationsbeständighet, och därmed förlängd livslängd, vid
högtemperaturapplikationer, främst i ângmiljö.
Ett andra syfte med föreliggande uppfinning är att
framtaga en stålsort av l8Cr/10Ni-typ som har en förhöjd maximal
användningstemperatur.
Dessa och ytterligare syften har på ett överraskande
sätt lyckats lösas genom att framtaga en stålsort enligt den i
patentkrav 1 definierade analysen.
Föreliggande uppfinning utgörs i princip av en
modifierad och förbättrad variant av SS2337, vilken kan ha en
kommersiell analys i vikt-% enligt följande:
C: 0,04 ~ 0,08
Si: 0,3 - 0,7
Mn: 1,3 - 1,7
P: max 0,040
S: max 0,015
Cr: 17,0 - 17,8
Ni: 10,0 - ll,l
Mo: max 0,7
Ti: max 0,6
Cu: max 0,6
Nb: max 0,05
N: max 0,050
Det väsentliga kännetecknet för föreliggande uppfinning
är att man tillsätter de sällsynta jordartsmetallerna cerium,
lantan, neodym och/eller praseodym till en legering som i
huvudsak motsvarar SS2337 ovan, dock med undantaget att
intervallet för vissa element kan breddas. I den fortsatta
texten refereras till dessa jordartsmetaller medelst
förkortningen "REM", vilken står för "Rare Earth Metals". Denna
tillsats av REM har medfört en överraskande bättre
oxidationsbeständighet vid temperaturer under
skalningstemperaturen i sàväl luft som vattenånga, samt
bibehàllet goda hàllfasthets- och korrosionsegenskaper.
Omfattande undersökningar har visat att intervallet
0,10 Vikt-% < REM 5 0,30 Vikt-%
är optimalt med avseende pà oxidationsegenskaper och varmbear-
10
15
20
25
30
5Û8 149
4
betbarhet. Utan att vara bunden till någon bakomliggande teori,
anses förbättringen av oxidationsegenskaperna härröra från den
halt REM som föreligger i lösning i stålet, varför det är vik-
tigt att hålla nere halterna av element såsom S, O och N.
Nedan följer en genomgång av varje elements föredragna
intervall:
gg; bidrar tillsammans med Ti till att ge materialet
tillräcklig kryphàllfasthet. För höga halter ger utskiljning av
kromkarbider, vilket har två negativa effekter:
a) Utskiljning av karbider i korngränser medför ökad risk för
interkristallin korrosion, dvs materialet sensibiliseras.
b) Kromkarbiderna binder krom, vilket försämrar materialets
oxidationsbeständighet.
Av dessa skäl väljes en kolhalt pà max 0,12 vikt-%,
företrädesvis max 0,10 vikt-% och i synnerhet mellan 0,04 och
0,08 Vikt-%.
Kisel bidrar till god svets- och gjutbarhet. För höga
kiselhalter orsakar sprödhet. En kiselhalt på max 1,0 vikt-% är
därför lämplig, företrädesvis max 0,75 vikt-% och i synnerhet
mellan 0,3 och 0,7 vikt-%.
gggm bidrar till god korrosions- och
oxidationsbeständighet. Krom är dock ett ferritstabiliserande
ämne och för höga halter medför ökad risk för försprödning genom
bildning av s.k. c-fas. Av dessa skäl väljes en kromhalt pà
mellan 16 och 22 vikt-%, företrädesvis mellan 17 och 20 vikt-%
och i synnerhet mellan 17 och 19 vikt-%.
Mangan har hög affinitet till svavel och bildar MnS.
Vid tillverkning gör detta att bearbetbarheten förbättras och
vid svetsning erhålls ett förbättrat motstånd mot
varmsprickbildning. Vidare är mangan austenitstabiliserande,
vilket motverkar försprödning. Å andra sidan bidrar Mn till en
hög legeringskostnad. Av dessa skäl sätts manganhalten lämpligen
till max 2,0 vikt-%, företrädesvis mellan 1,3 och 1,7 vikt-%.
Nickel är austenitstabiliserande och tillsätts för att
en austenitisk struktur ska erhållas, vilken ger förbättrad
hàllfasthet och motverkar försprödning. I likhet med mangan
bidrar dock även nickel till en hög legeringskostnad. Av dessa
skäl sättes nickelhalten lämpligen till mellan 8 och 14 vikt-%,
lO
15
20
25
508 149
5
företrädesvis till mellan 9,0 och 13,0 vikt-% och i synnerhet
till mellan 9,5 och 11,5 vikt-%.
Molybden gynnar utskiljning av försprödande a-fas.
Därför bör Mo-halten inte överstiga 1,0 vikt-%.
Titan har hög affinitet till kol och genom bildning av
karbider erhålls förbättrad kryphâllfasthet. Även Ti i fast
lösning bidrar till god kryphållfasthet. Genom att Ti binder kol
minskar även risken för kromkarbidutskiljning i korngränserna
(s.k. sensibilisering). Å andra sidan ger alltför hög Ti-halt
sprödhet. Av dessa skäl bör Ti-halten ej understiga fyrdubbla
kolhalten och ej överstiga 0,80 vikt-%.
Alternativt kan stålet stabiliseras med gig; i stället
för med titan. Med samma argument som för titan gäller att
niobhalten ej bör understiga 8 gånger kolhalten och ej överstiga
1,0 vikt-%.
Svre. kväve och svavel binder REM i form av oxider,
nitrider och sulfider, varvid dessa REM ej bidrar till
förbättrad oxidationsbeständighet. Av dessa skäl bör S- och O-
halten var för sig ej överstiga 0,03 vikt-%, och N-halten ej
0,05 vikt-%. Företrädesvis bör S- och O-halten ej överstiga
0,005 vikt-% och N-halten ej 0,02 vikt-%.
REM förbättrar, såsom ovan redovisats, oxidations-
beständigheten. Under en viss halt REM uteblir denna effekt. För
höga halter av REM medför à andra sidan att materialet blir
svårt att varmbearbeta. Någon ytterligare förbättring av
oxidationsbeständigheten uppnås inte heller efter tillsats över
en viss gräns. Av dessa skäl väljes REM-halten lämpligen till
mellan 0,10 och 0,30 vikt-%.
Smältor av SS2337 med olika halter av REM tillverkades
genom smältning i HF-ugn och gjutning i göt. Den kemiska
sammansättningen framgår av Tabell 1. Ur göten sågades 10 mm
tjocka brickor tvärs götet, vilka brickor sedan varmvalsades
till en tjocklek av ungefär 4 mm. Syftet med detta förfarande
var att bryta ned gjutstrukturen och erhålla en jämn
kornstorlek. Samtidigt erhålls en indikation pá legeringens
varmbearbetbarhet. De valsade brickorna värmebehandlades sedan
enligt praxis för denna stàlsort, vilket innebär 10 minuters
hàlltid vid 1055°C följt av vattensläckning.
om Id ooo.ov ooo.ov odo.ov Id o;od ;vd om.o w;d; Iww; o vmo.o ;o; mvd vood oowvoo
;o m;d ooodv m;d ooo.ov Iodv mIod ov.o om.o v;d; vow; m; wmod oo; ovd ooo.o oowvoo
om o;d v;d ooo.ov ooo.ov ;odv Iod ;v.o om.o o;d; oww; ov mmod mo; ovd woo.o ;owvoo
;o Id ooo.ov ooo.dv Id ;odv o;od ov.o om.o w;.o; vww; o; omo.o mo; mv.o woo.o ooovoo
o; m;d Éod w;od omod oo.o woo.o ov.o o;d omd; www; v; omod mo; mv.o ooo.o omovoo
mm m;d oIod w;od wmd.o oo.o oood ;vd o;d omd; oww; o wmdd ;o; vv.o voo.o ;movoo šwizccam:
m; om.o o;od ood ooo.o .Id oood wv.o o;d o;d; oww; o; vmod mo; ovd wood omovoo .ošzw
om wo.o ooo.ov ooo.o ooo.ov wo.o o;od ood om.o vmd; wow; o mmo.o mo; ov.o mood woovoo
S. ;odv ooo.ov ooo.ov ooo.ov ;odv oood mv.o om.o omd; mvwI m; vmo.o vv; ov.o wood ooovoo
mm Iodv ooo.ov ooo.ov ooo.ov ;odv woo.o ;od Éd Id; mww; o wmod dv; ood wwd.o dmovoo :mwcëccoos
mm odd ooo.ov oood o;od wod o;od mv.o Éd omd; vow; o mmo.o dv; wod voo.o wmovoo .U
om vo.o ooo.ov ooodv woo.o wod woo.o oo.d o;.o o;d; wow; o; wmod mo; ov.o ooo.o mmovoo BÉF
.=@@ ow ow ow ow vw oo Q» Q» ow vw .=@@ oo ow ow ow
O ...Emm .i oZ m; 00 Z E. 22 ;Z Ö m o 52 ;m U E
wcïtmm=ßiëå xflëwv; uwäsu
_ :äï
508 149
10
15
20
25
30
35
508 14-9
7
För oxidationsprovningen kapades rektangulära s.k.
oxidationskuponger i storlek 15x30 mm ut, vilkas yta slipades
med 200 korns slippapper. Proverna oxiderades sedan under 10
dygn i luftatmosfär vid 1000, 1050 resp 1100°C. Eftersom
oxidationen ger upphov till både skalande och vidhäftande oxid,
är det svårt att endast genom Vägning före och efter oxidations-
provningen bestämma hur stor viktförlusten pga oxidation är.
Istället vägdes proverna efter det att oxiden blästrats bort.
Skillnaden i vikt före provning och efter oxidavverkningen kan
då, med hänsyn till provningstiden och provdimensionen, användas
som mått på skalningshastigheten. Resultaten framgår av Figur 1,
ur vilken skalningstemperaturen för de olika chargerna kan
utläsas. I denna tabell finns riktvärdet 1,5 g/m2-h utritat. Det
framgår tydligt ur Figur 1, att skalningstemperaturen höjs genom
tillsatsen av REM, jfr de tre uppfinningsenliga legeringarna
654620, 654621 och 654626 med de tvâ enligt känd teknik 654627
och 654629. Denna effekt àskàdliggörs även i Figur 2, där
oxidationshastigheten plottats som funktion av REM-halten. Det
framgår därvid att vid en REM-halt större än ungefär 0,10 vikt-%
sker en tydlig minskning av oxidbildningen. Vid REM-halter
större än ungefär 0,25 vikt-% ökar oxidationshastigheten igen.
Detta beror på sprickbildning i materialet, vilket är en
konsekvens av att för hög REM-halt har en negativ effekt på
varmformningsegenskaperna. Optimalt är således ungefär 0,10 -
0,30 vikt-% REM, företrädesvis över 0,10 och upp till 0,20
vikt-%.
En undersökning genomfördes för att utröna inverkan pà
oxidationsegenskaperna för vart och ett av elementen i REM-
gruppen. Charger tillverkades enligt det förfarande som
beskrivits ovan och oxidationsprovades i luft vid 1050°C, varvid
viktförändringen uppmättes en gång per dygn. Resultaten i Figur
3 visar att samtliga i REM-gruppen ingående element har en
positiv effekt på materialets oxidationsbeständighet, dvs
skalningshastigheten (viktförlusten per tidsenhet) blir lägre.
Således har de enligt Figur 3 provade chargerna 654705, 654699,
654701 och 654703 en hög halt av varsitt av de fyra ämnena Ce,
La, Pr resp Nd, medan 654695 har en REM-halt under 0,01 vikt-%.
Skillnaden i viktförändring framgår tydligt i Figur 3.
l0
l5
20
25
30
508 149
8
En hittills okänd överraskande effekt är att REM-halten
har positiv effekt även vid temperaturer under skalnings-
temperaturen och i vattenånga. Detta framgår av genomförd
cyklisk oxidationsprovning i luft vid 700°C, resp isoterm
oxidationsprovning i ånga vid 600 och 700°C. Samma typ av
oxidationskuponger som ovan beskrivet användes för dessa
provningar. Eftersom oxidationshastigheten är markant lägre vid
dessa temperaturer, måste provningen utföras under avsevärt
längre tid för att mätbara skillnader ska kunna påvisas.
Oxidationsförloppen vid de aktuella provningarna uppmättes genom
Vägning vid regelbundna intervall. Resultaten redovisas i Fig 4,
5 och 6.
Den cykliska oxidationsprovningen i luft vid 700°C
enligt Fig 4 resulterar i en lägre oxidationshastighet för de
REM-legerade materialen.
Av Fig 5 framgår att för SS2337 utan REM (charge
654695) minskar vikten efter 400 h i ånga vid 700°C, vilket
betyder att materialet skalar, dvs oxidflagor faller av. För de
charger som legerats med sällsynta jordartsmetaller sker endast
en svag viktökning, vilket tyder på att materialet bildar en
oxid med god vidhäftning. Som ovan nämnts är det en egenskap som
eftersträvas hos legeringar som används för överhettarrör.
Figur 6 visar att vid ånga av 600°C tillväxer oxiden
långsammare på material med REM-tillsats, vilket som ovan
nämnts, eftersträvas för ett material med god
oxidationsbeständighet.
Förbättringen av oxidationsegenskaperna kommer från den
halt REM som föreligger i lösning i stålet. Element såsom
svavel, syre och kväve reagerar lätt med REM redan i stálsmältan
och bildar stabila sulfider, oxider och nitrider. REM som binds
i dessa föreningar kommer därför ej oxidationsegenskaperna till
godo, varför S-, O- och N-halterna bör hållas låga.
Genomförd krypprovning visar ingen försämrad
kryphállfasthet för det REM-legerade materialet.
Claims (9)
1. Austenitiskt rostfritt stål, kännetecknat därav, att det har följande analys i vikt-%: C: < 0,12, Si: < 1,0, Cr: 16-22, Mn: 1,3-1,7 Ni: 8-14, Mo: < 1,0, antingen Ti: > 4wikt-%C och < 0,8 eller Nb: 8vikt-%C och < 1,0, S: < 0,03, O: < 0,03, N: < 0,05, REM: S 0,30 och > 0,10, samt resten Fe jämte naturligen förekommande föroreningar, varvid REM betecknar en grupp bestående av ett eller flera av elementen Ce, La, Pr och Nd.
2. Stål enligt krav l, kännetecknat därav, att kolhalten ligger mellan 0,04 och 0,08 vikt-%.
3. Stål enligt krav l eller 2, kännetecknat därav, att kiselhalten ligger mellan 0,3 och 0,7 vikt-%.
4. Stål enligt krav 1-3, kännetecknat därav, att kromhalten ligger mellan 17 och 20 vikt-%.
5. Stål enligt krav 1-4, kännetecknat därav, att nickelhalten ligger mellan 9,0 och 13,0 vikt-%. 10 508 149 10
6. Stål enligt krav l-5, kännetecknat därav, att 0,10 vikt-% och S 0,20 vikt-%.
7. Användning av ett stål enligt något av kraven överhettarstål, såsom exempelvis i kolpannor.
8. Användning av ett stål enligt något av kraven värmeväxlarstål.
9. Användning av ett stål enligt något av kraven värmevåxlarstàl i konvektionsdelen i etenugnar. REM-halten är > 1-6 som 1-6 som l-6 som
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9600709A SE508149C2 (sv) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | Austenitiskt rostfritt stål samt användning av stålet |
PCT/SE1997/000292 WO1997031130A1 (en) | 1996-02-26 | 1997-02-20 | Austenitic stainless steel and use of the steel |
EP97905542A EP0956372B1 (en) | 1996-02-26 | 1997-02-20 | Austenitic stainless steel and use of the steel |
CN97192456A CN1078628C (zh) | 1996-02-26 | 1997-02-20 | 奥氏体不锈钢及其应用 |
JP9530073A JP2000504786A (ja) | 1996-02-26 | 1997-02-20 | 良好な耐酸化性を備えたオーステナイトステンレス鋼 |
DE69704790T DE69704790T9 (de) | 1996-02-26 | 1997-02-20 | Rostfreier austenitischer stahl und dessen verwendung |
ES97905542T ES2177938T3 (es) | 1996-02-26 | 1997-02-20 | Acero inoxidable austenitico y utilizacion de dicho acero. |
BR9707703-8A BR9707703A (pt) | 1996-02-26 | 1997-02-20 | Aço inoxidável austenítico com boa resistência à oxidação. |
KR10-1998-0706647A KR100482706B1 (ko) | 1996-02-26 | 1997-02-20 | 오스테나이트스테인레스강및그의용도 |
US08/805,339 US5827476A (en) | 1996-02-26 | 1997-02-24 | Austenitic stainless steel with good oxidation resistance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9600709A SE508149C2 (sv) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | Austenitiskt rostfritt stål samt användning av stålet |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9600709D0 SE9600709D0 (sv) | 1996-02-26 |
SE9600709L SE9600709L (sv) | 1997-08-27 |
SE508149C2 true SE508149C2 (sv) | 1998-09-07 |
Family
ID=20401538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9600709A SE508149C2 (sv) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | Austenitiskt rostfritt stål samt användning av stålet |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5827476A (sv) |
EP (1) | EP0956372B1 (sv) |
JP (1) | JP2000504786A (sv) |
KR (1) | KR100482706B1 (sv) |
CN (1) | CN1078628C (sv) |
BR (1) | BR9707703A (sv) |
DE (1) | DE69704790T9 (sv) |
ES (1) | ES2177938T3 (sv) |
SE (1) | SE508149C2 (sv) |
WO (1) | WO1997031130A1 (sv) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE516583C2 (sv) * | 1997-12-05 | 2002-01-29 | Sandvik Ab | Austenitiskt rostfritt stål med god oxidationsbeständighet |
JP2003041349A (ja) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Nisshin Steel Co Ltd | 電気抵抗材料 |
JP3632672B2 (ja) * | 2002-03-08 | 2005-03-23 | 住友金属工業株式会社 | 耐水蒸気酸化性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼管およびその製造方法 |
US8430075B2 (en) * | 2008-12-16 | 2013-04-30 | L.E. Jones Company | Superaustenitic stainless steel and method of making and use thereof |
CN101985724A (zh) * | 2010-10-28 | 2011-03-16 | 南昌航空大学 | 一种用于外科植入物的含稀土奥氏体不锈钢 |
CN102162074A (zh) * | 2011-03-29 | 2011-08-24 | 陈才金 | 一种原位铸造不锈钢 |
CN104278207B (zh) * | 2014-07-22 | 2016-08-24 | 安徽省三方新材料科技有限公司 | 一种含稀土元素的耐热钢 |
CN106591739B (zh) * | 2015-11-11 | 2018-07-13 | 南京万信方达信息科技有限公司 | 一种信息追溯***用信息采集设备支架 |
CN105331906A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-02-17 | 广东广青金属科技有限公司 | 一种含钛奥氏体不锈钢长连铸控制方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE7705578L (sv) * | 1976-05-15 | 1977-11-16 | Nippon Steel Corp | Tvafasigt rostfritt stal |
SU1038377A1 (ru) * | 1981-10-13 | 1983-08-30 | Специальное Конструкторско-Техническое Бюро Физико-Механического Института Ан Усср | Сталь |
JPH0672286B2 (ja) * | 1984-07-10 | 1994-09-14 | 株式会社日立製作所 | ▲高▼温強度に優れたオーステナイト系ステンレス鋼 |
DE69403975T2 (de) * | 1993-02-03 | 1997-12-18 | Hitachi Metals Ltd | Hitzebeständiger austenitischer Gussstahl und daraus hergestellte Bauteile eines Auspuffsystems |
-
1996
- 1996-02-26 SE SE9600709A patent/SE508149C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-02-20 KR KR10-1998-0706647A patent/KR100482706B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-02-20 JP JP9530073A patent/JP2000504786A/ja not_active Ceased
- 1997-02-20 DE DE69704790T patent/DE69704790T9/de not_active Revoked
- 1997-02-20 ES ES97905542T patent/ES2177938T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-02-20 CN CN97192456A patent/CN1078628C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-02-20 EP EP97905542A patent/EP0956372B1/en not_active Revoked
- 1997-02-20 BR BR9707703-8A patent/BR9707703A/pt not_active IP Right Cessation
- 1997-02-20 WO PCT/SE1997/000292 patent/WO1997031130A1/en not_active Application Discontinuation
- 1997-02-24 US US08/805,339 patent/US5827476A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1078628C (zh) | 2002-01-30 |
CN1212024A (zh) | 1999-03-24 |
DE69704790T2 (de) | 2001-08-23 |
DE69704790T9 (de) | 2005-01-05 |
EP0956372A1 (en) | 1999-11-17 |
US5827476A (en) | 1998-10-27 |
KR100482706B1 (ko) | 2005-06-16 |
KR19990087246A (ko) | 1999-12-15 |
JP2000504786A (ja) | 2000-04-18 |
DE69704790D1 (de) | 2001-06-13 |
SE9600709D0 (sv) | 1996-02-26 |
BR9707703A (pt) | 1999-09-21 |
ES2177938T3 (es) | 2002-12-16 |
WO1997031130A1 (en) | 1997-08-28 |
SE9600709L (sv) | 1997-08-27 |
EP0956372B1 (en) | 2002-06-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2696584B2 (ja) | 低温靭性,溶接性および耐熱性に優れたフエライト系耐熱用ステンレス鋼 | |
US9150947B2 (en) | Austenitic stainless steel | |
JP4640529B2 (ja) | 原油タンク用耐食鋼材とその製造方法ならびに原油タンク | |
RU2605022C1 (ru) | Хромоникелевый сплав с хорошими показателями обрабатываемости, предела ползучести и коррозионной стойкости | |
SE501321C2 (sv) | Ferrit-austenitiskt rostfritt stål samt användning av stålet | |
EP0434887B1 (en) | Heat-resistant austenitic stainless steel | |
SE508149C2 (sv) | Austenitiskt rostfritt stål samt användning av stålet | |
US5194221A (en) | High-carbon low-nickel heat-resistant alloys | |
US7326307B2 (en) | Thermal fatigue resistant cast steel | |
US4999159A (en) | Heat-resistant austenitic stainless steel | |
US2432615A (en) | Iron-base alloys | |
JP3219099B2 (ja) | 耐熱性, 低温靭性および溶接性に優れたフエライト系耐熱用ステンレス鋼 | |
SE516583C2 (sv) | Austenitiskt rostfritt stål med god oxidationsbeständighet | |
JPH0542493B2 (sv) | ||
US20230002861A1 (en) | Nickel-chromium-iron-aluminum alloy having good processability, creep resistance and corrosion resistance, and use thereof | |
JP2607594B2 (ja) | Cr−Mo系低合金鋼用被覆アーク溶接棒 | |
JP2992226B2 (ja) | 耐食性を有するニッケル合金及びそれらの合金から作られる建設部材 | |
JPH0248613B2 (sv) | ||
CA1075048A (en) | Low permeability, nonmagnetic alloy steel | |
US4470848A (en) | Oxidation sulfidation resistance of Fe-Cr-Ni alloys | |
SE454599B (sv) | Anvendning av en omagnetisk legering for framstellning av elektromagnetiska omrorarrullar for strenggjutningsmaskiner | |
JPH08209309A (ja) | 溶接熱影響部の耐硝酸腐食性に優れたモリブデン含有オーステナイト系ステンレス鋼 | |
JP2024521893A (ja) | アルミナ形成オーステナイト-フェライトステンレス鋼合金 | |
GB2047269A (en) | Heat Resisting Alloy | |
JPS61143562A (ja) | クリ−プ破断延性のすぐれたNi−Crオ−ステナイト系ステンレス鋼 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |