CS211218B1 - Corrosion resisting weldeable steel of the martensite type and method of making the same - Google Patents
Corrosion resisting weldeable steel of the martensite type and method of making the same Download PDFInfo
- Publication number
- CS211218B1 CS211218B1 CS797179A CS797179A CS211218B1 CS 211218 B1 CS211218 B1 CS 211218B1 CS 797179 A CS797179 A CS 797179A CS 797179 A CS797179 A CS 797179A CS 211218 B1 CS211218 B1 CS 211218B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- temperature
- steel
- martensitic
- niobium
- mpa
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 135
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 135
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 title claims description 39
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title description 29
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title description 29
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 51
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 41
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 38
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 37
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 33
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 23
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 21
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 20
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 18
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 17
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 17
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 16
- 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 claims description 15
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 12
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 11
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 7
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001105 martensitic stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 49
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 13
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 9
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 8
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 6
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 3
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 231100001160 nonlethal Toxicity 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 2
- 229910052728 basic metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003818 basic metals Chemical class 0.000 description 2
- 101150047356 dec-1 gene Proteins 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020018 Nb Zr Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 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
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N iron zinc Chemical compound [Fe].[Zn] KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000161 steel melt Substances 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- KMIOJWCYOHBUJS-HAKPAVFJSA-N vorolanib Chemical compound C1N(C(=O)N(C)C)CC[C@@H]1NC(=O)C1=C(C)NC(\C=C/2C3=CC(F)=CC=C3NC\2=O)=C1C KMIOJWCYOHBUJS-HAKPAVFJSA-N 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
Vynález se týká korozivzdorné svařitelné oceli martenzitického typu, obsahující uhlík, chrom, nikl, křemík, mangan, fosfor, síru a měá, jakož i na způsobu její výroby.The present invention relates to martensitic type stainless steel weldable steels containing carbon, chromium, nickel, silicon, manganese, phosphorus, sulfur and copper, as well as to a process for its production.
V současné době je známa a velmi rozšířena korozivzdorné martenzitická ocel o hmotnost nim složení 0,20 % uhlíku, 1,00 % manganu, 1,00 % křemíku, 0,040 % fosforu, 0,030 % síry, ,5 až 17 % chrómu, 1,25 až 2,50 % niklu, přičemž zbytek tvoří železo. Tato ocel je poměrně levné. Po zakalení z teploty 1 050 °C a po popuštění na teplotu 3'5 °C mé pevnost v tahuStainless steel martensitic steel with a composition of 0.20% carbon, 1.00% manganese, 1.00% silicon, 0.040% phosphorus, 0.030% sulfur, 5-17% chromium, 25 to 2.50% nickel, the remainder being iron. This steel is quite cheap. After turbidity from 1050 ° C and after tempering to 3 ° C, my tensile strength
373 MPa a 0,2% mez kluzu 961 MPa. Je vhodné pro výrobu takových dílů, jako jsou menší hří dele, ozubené kola, tyče apod.373 MPa and 0.2% yield strength 961 MPa. It is suitable for the production of parts such as smaller shafts, gears, rods and the like.
Její struktura je však velmi nestabilní. V závislosti na kolísání chemického složení může obsahovat až 40 % beta-feritu. Tím se zhoršuje tvárnost oceli při kování, plastičnost a vrubové houževnatost v příčním směru, zvyšuje se anizotropie mechanických vlastností.However, its structure is very unstable. Depending on the chemical composition variation, it may contain up to 40% beta-ferrite. This deteriorates the formability of the steel during forging, plasticity and notch toughness in the transverse direction, increasing the anisotropy of mechanical properties.
V dílech, zhotovených z této oceli a namáhaných mechanicky v agresivních prostředcích, například v horkých koncentrovaných roztocích chloridu, vznikají početné trhliny, způsobené korozí.Numerous cracks due to corrosion arise in parts made of this steel and mechanically stressed in aggressive agents, such as hot concentrated chloride solutions.
Rovněž je známa korozivzdorné austenitické ocel o hmotnostním složení: 0,08 % uhlíku, 2,00 % manganu, 1,00 % křemíku, 0,045 % fosforu, 0,030 % síry, 17,0 až 19,0 % chrómu, 9,0 % až 12,0 % niklu, přičemž zbytek tvoří železo.Also known is austenitic stainless steel having a weight composition of: 0.08% carbon, 2.00% manganese, 1.00% silicon, 0.045% phosphorus, 0.030% sulfur, 17.0-19.0% chromium, 9.0% up to 12.0% of nickel, the remainder being iron.
Tato ocel 3e dostatečně plastická a tvárné. V austenitickém stavu, jehož teplotní hranice činí 1 050 °C, mají kovaná díly a tyče tyto mechanické vlastnosti: pevnost v tahu 520 MPa, 0,2% mez kluzu 206 MPa, poměrné protažení 40 % a poměrné zúžení 50 %.This steel 3e sufficiently plastic and malleable. In an austenitic state whose temperature limit is 1050 ° C, the forged parts and bars have the following mechanical properties: tensile strength 520 MPa, 0.2% yield strength 206 MPa, elongation 40% and elongation 50%.
Tato ocel je však velmi drahé, zejména pro vysoký obsah niklu. Tato ocel mé poměrně nízkou mez pevnosti a zejména při vyšší koncentraci chloridů trpí vznikem trhlin, způsobených korozi.However, this steel is very expensive, especially because of the high nickel content. This steel has a relatively low strength and especially at higher chloride concentrations suffers from corrosion cracks.
Déle je znéma korozivzdorné austenitické ocel s vysokým obsahem niklu o hmotnostním složení: 0,10 % uhlíku, 1,50 % manganu, 1,00 % křemíku, 19,0 až 23,0 % chrómu, 30,0 až 35,0 % niklu, 0,15 až 0,60 % titanu, přičemž zbytek je železo.Longer known is a high-grade, austenitic stainless steel with a weight composition of: 0.10% carbon, 1.50% manganese, 1.00% silicon, 19.0 to 23.0% chromium, 30.0 to 35.0% nickel, 0.15 to 0.60% titanium, the remainder being iron.
Tato ocel dobře odolévé vzniku trhlin korozi i v koncentrovaných roztocích chloridů, jako například 42« chlorid hořečnatý MgClg s teplotou vatu 154 °C, nebo roztok chloridu sodného NaCl s teplotou varíTpřT I 00 °C.This steel is well resistant to corrosion cracking even in concentrated chloride solutions such as 42 ° MgCl 2 with a cotton wool temperature of 154 ° C or a NaCl solution boiling at 100 ° C.
Mechanické vlastnosti této oceli jsou téměř rovnocenné vlastnostem korozivzdorné austenitické oceli dříve uvedené, avšak je poněkud méně plastické. Trubky, vyrobené z této oceli, mají v austenltlckém stavu pevnost 481 MPa, 0,1% mez kluzu 206 MFa a poměrné protaženi 30 %. Tato ocel je však ještě dražší a pro vysoký obsah niklu ji lze tvéřet jen obtížně.The mechanical properties of this steel are almost equivalent to those of the austenitic stainless steel previously mentioned, but it is somewhat less plastic. The tubes made of this steel have an austenitic strength of 481 MPa, a 0.1% yield strength of 206 MFa and an elongation of 30%. However, this steel is even more expensive and difficult to produce due to its high nickel content.
Znéma je korozivzdorné feritové ocel o hmotnostním složení: 0,08 % uhlíku, 1,00 % manganu, 1,00 % křemíku, 0,040 % fosforu, 0,030 % síry, 11,5 až 14,5 % chrómu, přičemž zbytek * je železo. Tato ocel je levnější než korozivzdorné austenitické ocel, je však citlivé na přehřátí a za tepla křehne, což je pro výrobu nevýhodné.Known is stainless steel with a weight composition of: 0.08% carbon, 1.00% manganese, 1.00% silicon, 0.040% phosphorus, 0.030% sulfur, 11.5 to 14.5% chromium, with the remainder * being iron . This steel is cheaper than austenitic stainless steel, but it is sensitive to overheating and brittle in the heat, which is disadvantageous for production.
Důležitou vlastnosti ocelí je svařitelnost. Austenitické oceli jsou dobře svařitelné. *An important property of steels is weldability. Austenitic steels are well weldable. *
Oceli s vysokým obsahem niklu jsou těžko svařitelné, protože v okolí svaru vznikají trhliny. Feritové oceli jsou citlivé na přehřátí. V oblasti svaru hrubne zrno, takže vrubová houževnatost v oblasti svaru je nižší než v základním materiálu.High-nickel steels are difficult to weld because cracks occur around the weld. Ferrite steels are sensitive to overheating. In the weld region, the grain coarsens so that the notch toughness in the weld region is lower than in the base material.
Při svařování martenzitických ocelí bývá nutno svařované díly předehřívat na popouštěcí teplotu, to na 200 až 300 °C, aby ve svaru nevznikaly trhliny zakalením. Tím se ovšem svařování komplikuje a prodražuje.When welding martensitic steels, it is necessary to preheat the welded parts to a tempering temperature of 200 ° C to 300 ° C in order to avoid cracks in the weld. This, however, complicates and increases the cost of welding.
V poslední době byla vyvinuta skupina velmi pevných korozivzdórných oceli s regulovatelnou přeměnou popuštěného martenzitu na austenit. Tyto ocele výhodně spojují vysokou pevnost marteznitických ocelí s plastičností a houževnatosti austenitických ocelí.Recently, a group of very strong stainless steels has been developed with a controlled conversion of tempered martensite to austenite. These steels advantageously combine the high strength of martensitic steels with the plasticity and toughness of austenitic steels.
Jedna z těchto ocelí, popsané v časopise Transactaion ASM 62 č. 4, 1969, str. 902 až 914 má hmotnostní složení: 0,010 % uhlíku, 0,40 až 0,90 % manganu, 0,20 až 0,80 % křemíku,One of these steels described in Transactaion ASM 62 No. 4, 1969, pages 902 to 914 has a weight composition of: 0.010% carbon, 0.40 to 0.90% manganese, 0.20 to 0.80% silicon,
11,5 až 13,5 °f> chrómu, 5,0 až 6,5 % niklu,· 1,2 až 2,0 % molybdénu, zbytek železo. U výkovků mé tyto mechanické vlastnosti: pevnost v tahu 834 MPa, 0,2% mez kluzu 618 MPa, poměrné protažení 15 až 18 %, měrné zúžení 50 %, destrukční práce podle Sharpa 108 Nm.11.5 to 13.5 ° chromium, 5.0 to 6.5% nickel, 1.2 to 2.0% molybdenum, the rest iron. Forgings have the following mechanical properties: tensile strength 834 MPa, 0.2% yield strength 618 MPa, elongation 15 to 18%, specific taper 50%, destruction work according to Sharp 108 Nm.
Těchto vlastností se v podstatě dosahuje způsobem výroby, zejména pak způsobem jejího tepelného zpracování.These properties are essentially achieved by a method of production, in particular a method of heat treatment.
Ocel se roztaví, odleje do formy, nechá ztuhnout a odlitek se ochladí. Pak se odlitek, případně výkovek tepelně zpracovává. Ohřeje se a zakalí se v oleji, nebo na vzduchu, načež se popustí na vysokou teplotu, čímž se příznivě ovlivní vytvoření austenitu v množ- w ství až 30 %.The steel is melted, cast into a mold, allowed to solidify and the cast is cooled. Then the casting or forging is heat treated. Warm and cloudy in oil or air, and then tempered at a high temperature, thus favorably influence the creation austenite Qty w amount up to 30%.
Oblast použití této oceli je věak omezena pro nedostatečnou stabilitu austenitu i při poměrně nízkém zahřátí. Při trvalém zahřívání na teplotu od 300 do 350 °C se austenit ve « struktuře rozkládá a při ochlazení výrobku na teplotu místnosti se přemění na nepopuštěný martenzit. To způsobuje snížení vrubové houževnatosti, jakož i vznik trhlin působením koroze.However, the field of application of this steel is limited due to the lack of stability of austenite even at relatively low heating. Upon continuous heating to a temperature of 300 to 350 ° C, the austenite decomposes in the structure and, when the product is cooled to room temperature, it is converted to the non-lethal martensite. This results in reduced notch toughness as well as corrosion cracking.
Ocel se popouští na teplotu v rozmezí 590 až 600 °C, aby se vytvořilo maximální množství austenitu, což však nezaručuje dokonalé odstranění vnitřních pnutí po zakalení. Proto při výrobě rozměrných a složitých polotovarů je nebezpečí vzniku trhlin působením vnitřního pnutí.The steel is tempered to a temperature in the range of 590 to 600 ° C to produce the maximum amount of austenite, but this does not guarantee complete elimination of internal stresses after turbidity. Therefore, in the manufacture of bulky and complex blanks, the risk of cracking is due to internal stresses.
Úkolem vynálezu je vytvořit korozivzdomou svařitelnou ocel martenzitického typu a způsob její výroby, jež by měla vysoké mechanické hodnoty, byla dobře svařitelná, pevnost svaru byla rovna pevnosti základního kovu, dobrou plastičností a velkou odolností proti vzniku trhlin, způsobovaných mezikrystalickou korozí ve vodných roztocích chloridů za vysokých teplot.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a martensitic type stainless steel weldable steel having a high mechanical value, a good weldability, a weld strength equal to the strength of the parent metal, good plasticity and high cracking resistance due to intercrystalline corrosion in aqueous chloride solutions. high temperatures.
Úloha je řešena vytvořením korozivzdomé svařitelná oceli martenzitického typu, obsahující uhlík, chrom, nikl, křemík, mangan, fosfor, síru a měá, jež se od známých ocelí podle vynálezu odlišuje tím, že obsahuje v hmotnostním složení nejméně jeden prvek z první skupiny prvků a to 0,25 až 0,40 % niobu a 0,05 % až 0,20 % zirkonu, jakož i nejméně jeden prvek z druhé skupiny prvků a to 0,05 až 0,20 % ytria, 0,05 až 0,15 % ceru, 0,05 až 0,15 % lanthanu, přičemž obsah ostatních složek v hmotnostním složení činí 0,06 až 0,10 % uhlíku, 15,1 až 16,5 % chrómu, 3,5 až 4,45 % niklu, 0,10 až 0,60 % křemíku, 0,20 až 0,50 % manganu, stopy až 0,025 % fosforu, stopy až 0,02 % síry a stopy až 0,20 % mědi, zbytek železo a nevyhnutelné příměsi.The problem is solved by providing a martensitic type stainless steel weldable steel containing carbon, chromium, nickel, silicon, manganese, phosphorus, sulfur and copper, which differs from the known steels according to the invention in that it contains at least one element of the first group of elements. 0.25 to 0.40% of niobium and 0.05% to 0.20% of zirconium, and at least one element of the second group of elements, namely 0.05 to 0.20% yttrium, 0.05 to 0.15 % of cerium, 0.05 to 0.15% of lanthanum, the content of other components in the composition being 0.06 to 0.10% of carbon, 15.1 to 16.5% of chromium, 3.5 to 4.45% of nickel 0.10 to 0.60% silicon, 0.20 to 0.50% manganese, traces up to 0.025% phosphorus, traces up to 0.02% sulfur and traces up to 0.20% copper, the rest iron and unavoidable impurities.
Tato ocel mé dobré mechanické vlastnosti nejen při atmosférické teplotě, ale i při teplotách vyšších, například 350 °C, a to i při jejich dlouhodbém působení, přičemž je dobře svařitelná.This steel has good mechanical properties not only at atmospheric temperature, but also at higher temperatures, for example 350 ° C, even during their long-term action, and is well weldable.
Pro běžné použití není u této oceli omezen obsah nevyhnutelných příměsi barevných kovů, jako cínu, antimonu, arzenu a podobně. Pro použití oceli v podmínkách neutronového záření je obsah těchto příměsí omezen na 0,01 % pro každý prvek. Podle vynálezu je vhodné za těchto podmínek zúžit hranice rozsahu některých legujících prvků, takže ocel má hmotnostní složení: 0,06 až 0,10 % uhlíku, 15,1 až 16,5 % chrómu, 3,5 až 4,45 % niklu, 0,05 až 0,20 % křemíku, 0,10 až 0,5 % manganu, 0,25 až 0,45 % niobu, 0,05 až 0,10 % ytria, 0,05 až 0,015 % lanthanu, stopy až 0,02 % fosforu, stopy až 0,015 % siry, stopy až 0,1 % mědi, znytek železo.For normal use, this steel does not limit the content of unavoidable impurities of non-ferrous metals such as tin, antimony, arsenic and the like. For use of steel in neutron radiation conditions, the content of these impurities is limited to 0.01% for each element. According to the invention, it is desirable to narrow the range of some alloying elements under these conditions so that the steel has a weight composition: 0.06 to 0.10% carbon, 15.1 to 16.5% chromium, 3.5 to 4.45% nickel, 0.05 to 0.20% silicon, 0.10 to 0.5% manganese, 0.25 to 0.45% niobium, 0.05 to 0.10% yttrium, 0.05 to 0.015% lanthanum, traces up to 0.02% phosphorus, traces up to 0.015% sulfur, traces up to 0.1% copper, zinc iron.
Pro dosažení mimořádně vysoké odolnosti proti mezikrystalické korozi je podle vynálezu účelné volit poměr niobu k uhlíku 4:1. Tato ocel odolává mezikrystalické korozi i za vysokých teplot.In order to achieve an extremely high resistance to intercrystalline corrosion, it is expedient according to the invention to select a niobium to carbon ratio of 4: 1. This steel resists intercrystalline corrosion even at high temperatures.
Pokud je pro některé účely vhodné použít ocel s nízkým obsahem uhlíku a vyšším obsahem křemíku, je účelné podle vynálezu upravit celkové hmotnostní složení oceli takto: 0,06 až 0,07 % uhlíku, 15,1 až 16,5 % chrómu, 3,5 až 4,45 % niklu, 0,3 až 0,6 % křemíku, 0,20 až 0,50 % manganu, 0,25 až 0,40 % niobu, 0,05 až 0,20 % zirkonu, 0,05 až 0,20 % ytria, 0,05 až 0,15 % céru, stopy až 0,025 % fosforu, stopy až 0,02 % síry, stopy až 0,2 % mědi, zbytek železo. Tato ocel je například vhodná k výrobě svařovacího drátu.If it is appropriate to use low carbon and higher silicon steel for some purposes, it is expedient according to the invention to adjust the total weight composition of the steel as follows: 0.06 to 0.07% carbon, 15.1 to 16.5% chromium, 5 to 4.45% nickel, 0.3 to 0.6% silicon, 0.20 to 0.50% manganese, 0.25 to 0.40% niobium, 0.05 to 0.20% zirconium, 05 to 0.20% yttrium, 0.05 to 0.15% cerium, traces up to 0.025% phosphorus, traces up to 0.02% sulfur, traces up to 0.2% copper, the rest iron. This steel is for example suitable for the production of welding wire.
Korozivzdomé svařitelná ocel martenzitického typu podle vynálezu se vyrábí způsobem, při němž se ocel nejprve taví, pak odlévá do formy, nechá se ztuhnout, načež se odlitek chladí, jež se od známých způsobů podle vynálezu liší tím, že odlitek se chladí nejméně ve dvou fázích, přičemž v první fázi se odlitek ochlazuje až na teplotu, jež je v rozmezí mezi začátkem a koncem martenzitické přeměny, nikoliv však na teplotu, jež je nižší, než 100 °C, načež se zahřívá na popouštěcí teplotu v rozmezí 600 až 650 °C a v další fézi se odlitek znovu ochlazuje na teplotu martenzitické přeměny avšak vždy nejména o 50 °C níže, než v předchozí fézi, až se tímto postupným ochlazováním sníží teplota odlitku pod teplotu úplné martenzitické přeměny, načež se odlitek definitivně popustí na teplotu 600 až 650 °C a ochladí na teplotu okolního prostředí.The martensitic type stainless steel weldable steel according to the invention is produced by a process in which the steel is first melted, then cast into a mold, allowed to solidify, after which the casting is cooled, which differs from the known methods according to the invention in that the casting is cooled in at least two phases wherein, in the first stage, the casting is cooled to a temperature between the beginning and the end of the martensitic transformation, but not to a temperature below 100 ° C, then heated to a tempering temperature in the range 600 to 650 ° C and in another phase, the casting is cooled again to a temperature of martensitic transformation, but not less than 50 ° C lower than in the previous phase, until the temperature of the casting is lowered below the temperature of complete martensitic transformation. ° C and cooled to ambient temperature.
Tímto způsobem se dosáhne postupné regulované přeměny austenitu v mertenzit, takže zbytkové pnutí je menší, než u známých způsobů.In this way a gradual controlled conversion of austenite to mertensite is achieved, so that the residual stress is less than in the known methods.
Korozivzdoraé svařitelné ocel martenzitického typu podle vynálezu, vyrobená způsobem podle vynálezu, má četné výhody. Mé vyšší pevnost a vyšší mez kluzu, než oceli známé, přesto, že je popouštěna na vyšší teplotu. Proto má i podstatně vyšší vrubovou houževnatost.The martensitic type stainless steel weldable steel produced by the process of the invention has numerous advantages. My higher strength and higher yield strength than known steels, despite being tempered to a higher temperature. Therefore, it has a considerably higher notch toughness.
Lepší mechanické vlastnosti mé nejen při obvyklých teplotách, ale i při ohřátí na 350 °C.Improved mechanical properties not only at normal temperatures, but also when heated to 350 ° C.
Ohřev na tuto teplotu po dobu několika tisících hodin nijak nesnižuje její pevnost, pouze poněkud klesá její vrubové houževnatost. V rámci daných rozmezí hmotnostního složení je možno vyrábět oceli s různým speciálním určením, jako oceli vystavené působení neutronového záření, silně agresivního prostředí, oceli pro výrobu svařovacího drátu, jehož užití umožňuje, aby mechanické vlastnosti svaru byly rovnocenné vlastnostem materiálu základního.Heating to this temperature for several thousand hours does not reduce its strength in any way, only its notch toughness decreases somewhat. Within the given weight composition ranges, steels of various special purposes can be produced, such as steels exposed to neutron radiation, strongly aggressive environments, steels for the production of welding wire, the use of which allows the mechanical properties of the weld to be equivalent to those of the base material.
Vynález je v dalším objasněn podrobným popisem s přihlédnutím k přiloženým výkresům, kde na obr. 1 jsou znázorněny histogramy mechanických vlastností korozivzdorné svařitelné oceli martenzitického typu podle vynálezu, vynesené na základě výsledků zkoušek 132 výkov- # ků, vyrobených z ingotů o hmotnosti 2,8 t. Na svislé ose je vynesena četnost v %, na vodorovné pak hodnoty jednotlivých vlastností a to na obr. 1a pevnost v tahu v MPa, na obr.The invention is further illustrated by the detailed description with reference to the accompanying drawings, where Fig. 1 shows the histograms of the mechanical properties of stainless steel, a martensitic-type weld of the present invention, plotted on the basis of test results výkov- # 132 KU, produced from ingots weighing 2.8 On the vertical axis is plotted frequency in%, on the horizontal is the values of individual properties in Fig. 1a tensile strength in MPa, in Fig.
1b 0,2% maz kluzu v MPa, na obr. 1c poměrné prodloužení v %, na obr. 1d poměrné zúžení v % o a na obr. 1e vrubová houževnatost v Nm/cm při půlkruhovém vrubu. e 1b the 0.2% yield strength in MPa, in Fig. 1c the relative elongation in%, in Fig. 1d the relative taper in% o and in Fig. 1e the notch toughness in Nm / cm at the semicircular notch. E
Na obr. 2 jsou znázorněny histogramy mechanických vlastností korozivzdorné svařitelné oceli martenzitického typu, vynesené na základě výsledků zkoušek čtrnácti výkovků, vyrobených z ingotů o hmotnosti 12,0 až 13,7 t.Figure 2 shows the histograms of the mechanical properties of martensitic stainless steel weldable steels plotted on the basis of test results of fourteen forgings made from ingots weighing 12.0 to 13.7 t.
Na svislé ose je vynesena četnost v %, na vodorovné ose pak hodnoty jednotlivých vlastnosti a to na obr. 2a pevnost v tahu v MPa, na obr. 2b 0,2% mez kluzu v MPa, na obr. 2c poměrné prodloužení v %, na obr. 2d poměrné zúžení v %, na obr. 2e vrubové houževnatostThe vertical axis shows the frequency in%, the horizontal axis shows the values of individual properties, namely in Fig. 2a tensile strength in MPa, in Fig. 2b 0.2% yield strength in MPa, in Fig. 2c the relative elongation in%, in Fig. 2d the relative taper in%, in Fig. 2e notch toughness
2 v Nra/em při půlkruhovém vrubu, a na obr. 2f vrubová houževnatost v Nm/cm· při ostrém vrubu.2 in Nra / em at semicircular notch, and in Fig. 2f notched toughness in Nm / cm · at sharp notch.
Na obr. 3 je znázorněn diagram vlivu popouštěcí teploty a poměru niobu k uhlíku na citlivost korozivzdorné svařitelné oceli martenzitického typu podle vynálezu na mezikrystalickou korozi, přičemž na vodorovné ose je vynesena popouštěcí teplota, na levé svislé ose poměr obsahu niobu k obsahu uhlíku a na pravé svislé osa obsah uhlíku v %.Figure 3 is a diagram of the effect of tempering temperature and the niobium to carbon ratio on the sensitivity of intercrystalline corrosion-resistant weldable martensitic type steel according to the invention, the annealing temperature being plotted on the horizontal axis, the niobium content to carbon content on the left vertical axis vertical axis carbon content in%.
Na obr. 4 jsou znázorněny diagramy životnosti vzorků v závislosti na popouštěcí teplotě a na různých prostředcích. Na obr. 4a jsou znázorněny údaje pro oceli, jež nejsou podle vynálezu a u nichž se poměr niobu k uhlíku pohybuje v rozmezí od 0,83 do 1,75 %. Na obr.Fig. 4 shows diagrams of sample lifetime versus tempering temperature and various means. Figure 4a shows data for non-inventive steels in which the niobium to carbon ratio ranges from 0.83 to 1.75%. In FIG.
4b jsou znázorněny údaje pro ocel podle vynálezu s poměrem niobu k uhlíku 4:1. Na svislé ose je vynesena doba zkoušky, případně doba životnosti vzorku, na vodorovné ose pak popouštěcí teplota. Druh agresivního prostředí je vyznačen značkami, kde značka ·,0 značí destilát s příměsí chloridu sodného při teplotách 200 až 350 °C, značka A,Δ značí půlprocentní roztok chloridu sodného při teplotě 100 °C a značka .□značí desetiprocentní roztok chloridu sodného vroucí při teplotě 200 °C. a4b shows data for a steel according to the invention with a 4: 1 niobium to carbon ratio. The vertical axis shows the test time or sample life, and the horizontal axis the tempering temperature. The type of aggressive environment is marked with marks, where ·, 0 indicates distillate with sodium chloride added at temperatures of 200 to 350 ° C, mark A, půl indicates half-percent sodium chloride solution at 100 ° C and mark □ indicates 10% sodium chloride boiling at 200 ° C. and
Vzorky, které nebyly při zkouškách zničeny, jsou označeny šipkami. Na obr. 5 je znázorněno množství sustenitu v %, vynesených na svislé ose. Stoupající křivka znázorňuje toto množství v závislosti na teplotě ohřevu, křivka s maximem v závislosti na popouštěcí · teplotě. Teplota je vynesena na vodorovné ose.Samples not destroyed in the tests are indicated by arrows. FIG. 5 shows the% sustenite plotted on the vertical axis. The ascending curve shows this amount as a function of the heating temperature, the curve with a maximum as a function of the tempering temperature. The temperature is plotted on the horizontal axis.
Nejběžněji používaná korozivzdorné svařitelné ocel martenzitického typu podle vynálezu mé toto hmotnostní složení: 0,06 až 0,10 % uhlíku, 15,1 až 16,5 % ohromu, 3,5 až 4,45 % niklu, 0,1 až 0,6 % křemíku, 0,2 až 0,5 % manganu, 0,25 až 0,40 % niobu, 0,05 až 0,2 % ytria, stopy až 0,025 % fosforu, stopy až 0,02 % síry, stopy až 0,2 % mědi, zbytek železo.The most commonly used martensitic stainless steel weldable steels according to the invention have the following weight composition: 0.06 to 0.10% carbon, 15.1 to 16.5% steep, 3.5 to 4.45% nickel, 0.1 to 0, 6% silicon, 0.2 to 0.5% manganese, 0.25 to 0.40% niobium, 0.05 to 0.2% yttrium, traces up to 0.025% phosphorus, traces up to 0.02% sulfur, traces up to 0.2% copper, the rest iron.
Ačkoliv v oceli mohou být ytriům, cér a lanthan, které zvyšují zpracovatelnost kovu při tváření za tepla, být přítomny současně, je účelné omezit se pouze na jeden z nich.Although yttria, cerium and lanthanum, which increase the workability of the metal during hot forming, may be present in the steel at the same time, it is advisable to limit it to only one of them.
V daném případě bylo zvoleno jako přísada ytriům.In this case, yttrium was chosen as an additive.
Pro zvýšení odolnosti oceli proti mezikrystalické korozi je možno přidávat niob i zirkon současně. I v tomto případě je však účelné omezit se pouze na jedinou přísadu, přičemž byl zvolen niob.Both niobium and zirconium can be added simultaneously to increase the intercrystalline corrosion resistance of the steel. However, in this case too, it is expedient to confine itself to a single additive, with niobium being chosen.
Ocel, vhodné pro použití v podmínkách neutronového záření, má hmotnostní složení: 0,06 až 0,10 % uhlíku, 15,1 až 16,5 % chrómu, 0,10 až 0,20 % křemíku, 3,5 až 4,45 % niklu, 0,2 až 0,5 % manganu. Jako stabilizační prvek je přidán niob v množství 0,25 až 0,40 %.A steel suitable for use in neutron radiation conditions has a weight composition of: 0.06 to 0.10% carbon, 15.1 to 16.5% chromium, 0.10 to 0.20% silicon, 3.5 to 4, 45% nickel, 0.2-0.5% manganese. Niobium is added as a stabilizing element in an amount of 0.25 to 0.40%.
Toto množství postačuje k zajištění stability materiálu vzhledem k mezikrystalické korozi po optimálním tepelném zpracování, jež spočivá v prudkém zakalení z teploty 1 050 °C a popuštění na teplotu 635 až 650 °C. Z prvků druhé skupiny, to je ytrla, céru a lanthanu je účelné pro zvýšení zpracovatelnosti oceli tvářením za tepla se omezit pouze na přísadu ? 0,05 až 0,10 % ytria a 0,05 až 0,15 % lanthanu, přičemž lanthan zvyšuje i odolnost oceli proti korozi za působení neutronového záření.This amount is sufficient to ensure the stability of the material with respect to intercrystalline corrosion after optimum heat treatment, consisting in a sharp turbidity from a temperature of 1050 ° C and a tempering temperature of 635 to 650 ° C. Of the elements of the second group, namely ytrl, cerium and lanthanum, is it useful to increase the workability of the steel by hot forming only to the additive ? 0.05 to 0.10% yttrium and 0.05 to 0.15% lanthanum, and lanthanum also increases neutron radiation corrosion resistance of the steel.
Aby se zvýšila odolnost oceli proti zkřehnutí ozářením neutrony, je snížen přípustný • obsah fosforu, síry a barevných kovů. Ocel může obsahovat stopy až 0,02 % fosforu, stopy až 0,015 % síry, stopy až 0,015 % mědi. Cínu, antimonu a arsenu smí ocel obsahovat stopy až 0,01 % pro každý prvek, zbytek tvoří železo.To increase the resistance of steel to embrittlement by neutron irradiation, the permissible content of phosphorus, sulfur and non-ferrous metals is reduced. Steel can contain traces up to 0.02% phosphorus, traces up to 0.015% sulfur, traces up to 0.015% copper. The tin, antimony and arsenic steel may contain traces up to 0.01% for each element, the rest being iron.
Korozivzdorné svařitelné ocel martenzitického typu podle vynálezu s nejlepší odolností proti mezikrystalické korozi obsahuje ve svém hmotnostním složení 0,06 až 0,08 % uhlíku,The martensitic type stainless steel according to the invention with the best resistance to intercrystalline corrosion contains 0.06 to 0.08% carbon in its composition by weight,
0,32 až 0,40 % niobu, takže množství niobu je více než čtyřnásobkem množství uhlíku. Tím je zaručena odolnost oceli proti mezikrystalické korozi nejen po optimálním tepelném zpracování, jež spočívá v zakalení z teploty 1 050 °C s následujícím popuštěním na 635 až 650 °G, ale i při pracovním tepelném zatížení 450 °C.0.32 to 0.40% niobium, so that the amount of niobium is more than four times the amount of carbon. This ensures the steel's resistance to intercrystalline corrosion not only after optimum heat treatment, which consists of a turbidity of 1 050 ° C followed by tempering at 635 to 650 ° G, but also at a working thermal load of 450 ° C.
Obsah ostatních prvků v hmotnostním složení oceli je pro ocel podle vynálezu obvyklý a to: 15,1 až 16,5 % chrómu, 3,5 až 4,45 % niklu, 0,1 až 0,6 % křemíku, 0,2 až 0,5 % manganu, fosforu stopy až 0,025 %, stopy až 0,2 % síry, stopy až 0,2 % mědi. Z druhé skupiny prvků, to je ytria, céru a lanthanu je vhodné zejména přísada 0,05 až 0,20 % ytria, zbytek tvoří železo.The content of other elements in the weight composition of the steel is customary for the steel according to the invention: 15.1 to 16.5% chromium, 3.5 to 4.45% nickel, 0.1 to 0.6% silicon, 0.2 to 0.5% manganese, phosphorus trace to 0.025%, trace to 0.2% sulfur, trace to 0.2% copper. Of the second group of elements, i.e. yttrium, cerium and lanthanum, the addition of 0.05 to 0.20% yttrium is particularly suitable, the remainder being iron.
Korozivzdorné svařitelné ocel martenzitického typu podle vynálezu se obvykle taví v obloukových pecích z čistých surovin.The martensitic type stainless steel weldable steel according to the invention is usually melted in arc furnaces of pure raw materials.
Pro zvýšení plastičnosti při výrobě rozměrných polotovarů se v průběhu hutnického zpracování oceli přidává do lázně před odpichem nebo do pánve při odpichu nejméně jeden z lanthanidů, jako ytrium, lanthan nebo cér v hmotnostním množství od 0,05 do 0,15 %. Odpich taveniny se provádí jen do zastruskované pánve. Odlévání se provádí spodem do kokil pro ingoty o hmotnosti od 1 do 15 tun. Paprsek odlévaného kovu je chráněn argonem.At least one of the lanthanides, such as yttrium, lanthanum or cerium, by weight from 0.05 to 0.15%, is added to the bath prior to tapping or to the tapping ladle to increase plasticity in the production of bulky blanks. The melt is tapped only into the slag pan. The casting is carried out from the bottom into ingot molds for weights from 1 to 15 tons. The cast metal beam is protected by argon.
Odlitky z oceli podle vynálezu lze též vyrábět elektrostruskovým přetavováním. Ocel, vyrobené v obloukových pecích, se spodem odlije do plechových kokil na ingoty o hmotnosti 11 až 15 tun, které se vyvélcují v bramové elektrody, jež se pak přetaví na ingoty o hmot* nosti 4 až 13 tun. Přetavení se provádí v elektrické peci pod struskou. Přetavený kov je čistý, bez nekovových vměstků.Steel castings according to the invention can also be produced by electroslag remelting. The steel produced in arc furnaces is poured from below into metal ingot molds weighing 11 to 15 tons, which are rolled into slab electrodes, which are then converted into ingots weighing 4 to 13 tons. Remelting is carried out in an electric furnace under the slag. The remelted metal is clean, free of non-metallic inclusions.
Ocel, odlité do ingotů, nebo přetavené v krystalizátorech, se ochladí na teplotu 100 °C, načež se z kokily, případně krystalizátoru vyjme a v peci se popustí na 650 °C. Pak se ochladí na teplotu 20 až 30 °C, načež se znovu popustí na teplotu 635 °C.The steel, cast into ingots or melted in the crystallizers, is cooled to 100 ° C, then removed from the ingot mold or the crystallizer, and tempered to 650 ° C in the furnace. It is then cooled to a temperature of 20 to 30 ° C and then re-tempered to 635 ° C.
Z korozivzdomé svařitelné oceli martezitického typu podle vynálezu lze vyrábět zejména tyto polotovary: ingoty o kruhovém, čtvercovém, případně osmihrahném průřezu o hmotnosti 1 až 15 tun, odlité do kokil z obloukové pece, ingoty čtvercového, případně obdélného průřezu o hmotnosti 4 až 13 tun, elektrostruskově přetavené v krystalizátoru, výkovky o hmotnosti až 15 tuh, vykované z ingotů, tyče kruhového průřezu o průměru 30 až 180 mm, výkovky kruhového, případně obdélného průřezu v rozměrech od 180 do 400 mm, nebo bramy o tloušlce 200 mm, Šířce 800 mm a délce 2 000 mm, svařovací drát o průměru 1,5 až 5,0 mm.In particular, the following semifinished products can be produced from the corrosion-resistant weldable steel of the martensitic type according to the invention: round, square or octagonal cross-section ingots weighing 1 to 15 tons, cast into an arc furnace molds, square or rectangular cross sections of 4-13 tons, electroslag remelted in a crystallizer, forgings of up to 15 lead, forged from ingots, round bars of 30 to 180 mm diameter, forgings of circular or rectangular cross-sections ranging from 180 to 400 mm, or slabs of 200 mm thickness, width 800 mm and a length of 2000 mm, a welding wire with a diameter of 1.5 to 5.0 mm.
Korozivzdomé svařitelná ocel mprtenzi ti ckého typu se podle vynálezu tepelně zpracovává takto:According to the invention, stainless steel weldable steel of the t-type type is heat treated as follows:
První ochlazení se provádí z teploty, dosažené na konci předcházejícího hutnického procesu, to je u ingotů z teploty po odlití, u výkovků z kovací teploty a u jinýoh výrpbků z kalicí teploty. Toto první ochlazení se provádí až na teplotu, které leží mezi horní a dolní hranicí martenzitické přeměny, takže nastane jen částečná přeměna austenitu v nartenzit. Nato se ohřejí na popouětěcí teplotu v rozmezí od 600 do 650 °C. Tento postup se několikrát opekuje, přičemž teplota ochlazení se postupně stále snižuje až na spodní teplotu přeměny austenitu v martenzit, případně o něco níže, čímž věechen austenit přemění v martenzit. Nato se provede konečné pouětění na teplotu 600 až 650 °C. Potřebný počet ohře vů a ochlazení vyplývá z hmotnosti ingotu, výkovku či jiného tepelně zpracovávaného dílu. Snižování ochlazo,rací teploty se volí tak, aby při každém ochlazení vzniklo přibližně stejné množství martenzitu.The first cooling is carried out from the temperature reached at the end of the previous metallurgical process, i.e. in ingots from the post-casting temperature, forging temperatures and other hardening temperature residues. This first cooling is carried out up to a temperature which lies between the upper and lower limits of the martensitic conversion, so that only a partial conversion of austenite to nartensite occurs. They are then heated to a tempering temperature in the range of 600 to 650 ° C. This process is baked several times, the cooling temperature gradually decreasing down to the lower temperature of the austenite to martensite conversion, or slightly lower, whereby all the austenite is converted to martensite. The final application is then carried out at a temperature of 600 to 650 ° C. The required number of heating and cooling results from the weight of the ingot, forging or other heat treated part. Decreasing quench r ns temperatures are chosen so that at each cooling produce approximately the same amount of martensite.
U polotovarů, vyrobených z korozivzdomé svařitelná oceli martenzitického typu podle vynálezu, s hmotností nad 500 kg, postačí obvykle pouze dvojí popuětění. Ihned po svém zhotovení se polotovar ochladí na teplotu 100 °C, pak se popustí na teplotu 650 °C, načež se ochladí na teplotu 20 až 30 °C a znovu popustí na teplotu 635 °C.In the case of blanks made of the martensitic type stainless steel weldable steel according to the invention, weighing more than 500 kg, only a double heat treatment is usually sufficient. Immediately after manufacture, the blank is cooled to 100 ° C, then tempered to 650 ° C, then cooled to 20-30 ° C and re-tempered to 635 ° C.
V dalším jsou uvedeny příklady provedených zkoušek s výsledky, jež byly při nich dosaženy.The following are examples of tests performed with the results obtained.
Příklad 1Example 1
V tabulce 1 je uvedeno chemické složení tří korozivzdorných svařitelných ocelí martenzitického typu, vyrobených způsobem podle vynálezu a jedné další, vyrobené jinak, jež mimo to obsahuje 1,2 až 2,0 % molybdenu. V,ocelích podle vynálezu je molybden pouze stopovým prvkem.Table 1 shows the chemical composition of the three martensitic stainless steel weldable steels produced by the process of the invention and one other made otherwise, which also contains 1.2 to 2.0% molybdenum. In the steels of the invention, molybdenum is only a trace element.
V tabulce 2 je uvedeno porovnání mechanických vlastností těohto ocelí a to jak při teplotě 20 °C, tak i při teplotě 250 °C. Porovnávána je pevnost v tahu, 0,2% mez kluzu, poměrné protažení, poměrné zúžení, změřené na vzorcích o pětinásobné délce, jakož i vrubová houževnatost, stanovené na vzorcích o rozměrech 10x10 x 55 mm a to jednak s půlkruhovým vrubem o hloubce 2 mm při poloměru vrubu 1 mm, jednak s ostrým vrubem o úhlu 45° a poloměru vrubu 0,25 mm.Table 2 provides a comparison of the mechanical properties of these steels at both 20 ° C and 250 ° C. The tensile strength, the 0.2% yield strength, the elongation, the relative taper measured on five-fold samples as well as the notch toughness determined on the 10x10 x 55mm samples are compared with a 2mm semicircular notch. with a notch radius of 1 mm, both with a sharp notch with an angle of 45 ° and a notch radius of 0.25 mm.
Mechanické vlastnosti ocelí podle vynálezu byly zjišlovény po tepelném zpracování, jež obsahovalo zakalení v oleji z teploty 1 050 °C a popuštění na 650 °C. Mechanické vlastnosti ocele, vyrobené jiným způsobem, byly měřeny po zakalení v oleji z teploty 990 °C a popuštěni na 600 °C.The mechanical properties of the steels according to the invention were revealed after heat treatment, which contained turbidity in oil from a temperature of 1050 ° C and a tempering to 650 ° C. The mechanical properties of the steel produced by other methods were measured after opacification in oil from a temperature of 990 ° C and tempered to 600 ° C.
Tabulka 1Table 1
χ) ocel vyrobená jiným způsobem, než podle vynálezuχ) steel produced by a process other than that of the invention
Tabulka 2Table 2
χ) ocel vyrobené jiným způsobem, než podle vynálezu χ ) steel produced by a process other than that of the invention
Poznámka: Údaje uvedené v tabulce jsou střední hodnoty ze tří zkoušek vzorků.Note: The data in the table are mean values from three sample tests.
Ocel podle vynálezu mé přes vyšší popouštěcí teplotu větší pevnost v tahu, než ocel známé a to jak při obvyklé teplotě, tak i při teplotě 350 °C. Pevnost v tahu uvedených tří ocelí je v rozmezí od 951 do 1 010 MPa, 0,2% mez kluzu od 775 do 814 MPa ve srovnání s pevností v tahu 833 MPa a 0,2% mezí kluzu 696 u oceli známé. Ještě nápadnější je rozdíl u vrubové houževnatosti. Ostatní údaje jsou zřejmé z tabulky 2.Despite the higher tempering temperature, the steel according to the invention has a higher tensile strength than the steel known at both normal temperature and 350 ° C. The tensile strength of the three steels ranges from 951 to 1 010 MPa, a 0.2% yield strength from 775 to 814 MPa compared to a tensile strength of 833 MPa, and 0.2% yield strength 696 for steel. Even more noticeable is the difference in notch toughness. The other data are shown in Table 2.
Ocel podle vynálezu se taví v elektrické obloukové peci, případně se elektrostruskově přetavuje. Ocel z ingotů se zpracovává na výkovky, bramy, případně tvarovou ocel. Polotovary z oceli podle vynálezu lze déle zpracovávat na lisech nebo ve válcovacích tratích.The steel of the invention is melted in an electric arc furnace or electroslag remelted. Steel from ingots is processed into forgings, slabs, eventually shaped steel. The steel blanks according to the invention can be further processed on presses or in rolling mills.
Z bram lze vyrábět plechy, ,plochou ocel o tloušíce až 40 mm, případně drát o průměru až 5 mm.The slabs can be used to produce sheet metal, flat steel up to 40 mm thick, or wire up to 5 mm in diameter.
Vlastnosti korozivzdorné svařitelné oceli martenzitického typu podle vynálezu byly podrobeny statistickému zkoumání na vzorcích odebraných z výkovků, zhotovených v běžné výrobě. Chemické složení ocelí z jednotlivých taveb je uvedeno v tabulce 3. Výsledky zkoušek, provedených se 132 výkovky, zhotovenými z ingotů o hmotnosti 2,1 až 2,8 tun, jsou uvedeny na obr. 1,The properties of the martensitic type stainless steel weldable steel according to the invention were subjected to statistical examination on samples taken from forgings made in conventional production. The chemical composition of the steels from the individual melts is given in Table 3. The results of the tests carried out with 132 forgings made from ingots weighing 2.1 to 2.8 tonnes are shown in Figure 1,
Tabulka 3Table 3
Tavba hmotnostní složení v %Melting weight composition in%
Poznámka: Z jedné tavby se vyrobí 4 až 14 ingotů.Note: 4 to 14 ingots are produced per melt.
kde na obr. 1a je znázorněno statistické rozložení pevnosti v tahu, na obr. 1b rozložení 0,2% meze kluzu, na obr. 1c rozložení poměrného prodloužení, na obr. Id rozložení poměrného zúžení, na obr. 1e rozložení vrubové houževnatosti, zjištěné na vzorcích s půlkruhovým vrubem.Figure 1b shows the statistical distribution of tensile strength, Figure 1b the distribution of 0.2% yield strength, Figure 1c the distribution of the elongation, Figure 1d the distribution of the relative taper, and Figure 1e the distribution of notch toughness found on patterns with a semicircular notch.
Výsledky zkoušek, provedených se ětrnécti výkovky, vyrobenými z ingotů o hmotnosti 12,0 až 13,7 tun, jsou uvedeny na obr. 2, kde na obr. 2a je znázorněno statistické rozložení pevnosti v tahu, na obr. 2b rozložení 0,2% meze kluzu, na obr. 2c rozložení poměrného prodloužení, na obr. 2d rozložení poměrného zúžení, na obr. 2e rozložení vrubové houževnatosti, zjištěné na vzorcích s půlkruhovým vrubem a na obr. 2f rozložení vrubové houževnatosti, zjištěné na vzorcích s ostrým vrubem. Mechanické vlastnosti byly zjišťovány na podélných vzorcích po tepelném zpracování, jež obsahovalo zakalení v oleji z teploty 1 050 °C a popuštění na teplotu 635 až 650 °C.The results of tests carried out with fourteen forgings made from ingots weighing 12.0 to 13.7 tonnes are shown in Figure 2, where Figure 2a shows the statistical distribution of tensile strength, Figure 2b shows the distribution of 0.2 2c the ratio of the elongation, in FIG. 2d the distribution of the relative taper, in FIG. 2e the distribution of notch toughness found on semicircular notch specimens and in Figure 2f the notch toughness distribution found on sharp notch specimens. The mechanical properties were determined on longitudinal samples after heat treatment, which contained turbidity in oil from a temperature of 1050 ° C and a tempering temperature of 635 to 650 ° C.
U výkovků, zhotovených z ingotů ό hmotnosti 12,0 až 13,7 tun, byly zjištěny tyto minimální hodnoty: pevnost v tahu 902 MPa, 0,2% mez kluzu 735 MPa, poměrné prodloužení 11 %, poměrné zúžení 51 %, vrubové houževnatost, zjištěné na vzorku s půlkruhovým vrubem 2 2Forgings made from ingots with a weight of 12.0 to 13.7 tonnes, the following minimum values were found: tensile strength 902 MPa, 0.2% yield strength 735 MPa, elongation 11%, relative taper 51%, notch toughness , found on a sample with a semicircular notch
118 Nm/cm a vrubová houževnatost, zjištěné na vzorcích s ostrým vrubem 69 Nm/cm .118 Nm / cm and notch toughness, as measured on sharp-nailed 69 Nm / cm samples.
Zkouškami bylo zjištěno, že korozivzdorné svařitelná ocel martenzitického typu podle vynálezu, vyrobené se zúženým rozmezím obsahu uhlíku, niobu a křemíku, jakož i s druhým prvkem první skupiny, to je zirkonem, nebo ostatními prvky druhé skupiny, to je lanthanem a cérem, mé rovnocenné mechanické vlastnosti, jako oceli, uvedené v tomto příkladu.Tests have shown that the martensitic type stainless steel weldable steel of the invention, produced with a narrowed carbon, niobium and silicon content, as well as a second element of the first group, i.e. zirconium, or other elements of the second group, i.e. lanthanum and cerium, my equivalent mechanical properties, such as steel, in this example.
Příklad 2Example 2
V tabulce 4 je uvedeno chemické složení tří korozivzdorných svařitelných ocelí martenzitického typu, jež se od ocelí uvedených v tabulkách 1 a 3 liší tím, že obsah křemíku je omezen v hmotnostním složení na nejvýše 0,20 %, déle obsahují 0,05 až 0,15 % lanthanu. Rovněž je omezen obsah neželezných kovů síry a fosforu a to nejvýše na 0,1 % mědi, 0,01 % cínu, antimonu a arzenu pro každý prvek, 0,015 % siry a 0,02 % fosforu.Table 4 shows the chemical composition of the three martensitic stainless steel weldable steels which differ from the steels listed in Tables 1 and 3 in that the silicon content is limited to a maximum of 0.20% by weight, longer containing 0.05 to 0, 15% lanthanum. The content of non-ferrous metals sulfur and phosphorus is also limited to a maximum of 0.1% copper, 0.01% tin, antimony and arsenic for each element, 0.015% sulfur and 0.02% phosphorus.
i.and.
V tabulce 5 jsou uvedeny hodnoty mechanických vlastností uvedených tří ocelí a to jednak ve výchozím stavu po zakalení v oleji z teploty 1 050 °C s následujícím popuštěním na 650 °C, jednak po ozáření neutrony o intenzitě 1,4 χ 102θ neutronů/cm2 při teplotě v rozmezí od 270 do 350 °C.Table 5 shows the values of mechanical properties of the three steels, both in the initial state after hardening in oil from a temperature of 1 050 ° C followed by tempering to 650 ° C, and secondly after irradiation with neutron intensity of 1.4 χ 10 2 θ neutrons / cm 2 at a temperature ranging from 270 to 350 ° C.
Jsou to: pevnost v tahu, 0,2% mez kluzu, poměrné prodloužení, zjišlovené na vzorcích pětinásobné délky, vrubové houževnatost, zjištovaná na vzorcích o rozměrech 10 x 10 x 55 mm s ostrým vrubem o úhlu 45° a poloměrem vrubu 0,25 mm, kritická teplota zkřehnutí, její posun a faktor zkřehnutí ozářením.These are: tensile strength, 0.2% yield strength, elongation determined on five-fold samples, notched toughness, ascertained on 10 x 10 x 55 mm samples with a sharp 45 ° notch and a 0.25 notch radius mm, critical embrittlement temperature, its displacement and embrittlement emissivity factor.
Tabulka 4Table 4
Tabulka 5 podmínky při ozářeníTable 5 irradiation conditions
TavbaTavba
č.C.
teplota °C hustota záření, počet ne-j utroml/cm mechanické vlastnosti při 20 oc kritická posunfaktortemperature ° C radiation density, number of utroml / cm mechanical properties at 20 C critical shift factor
- teplota kritické zkřehnutí pevnost 0,2% prota- vrubové zkřehnutí teploty ozářením v tahu mez žení % houžev- zkřehnutí- temperature critical embrittlement strength 0,2% notch embrittlement temperature by irradiation in tensile stress limit% tensile-embrittlement
MPa kluzu natost °CMPa yield strength ° C
MPa Nm/cm2 MPa Nm / cm 2
j7Tj7T
Kritické teplota zkřehnutí se zjistí na základě hrubové houževnatosti, jejíž průměrné hod2 2 nota je 78 Nm/cm , přičemž je přípustné minimální hodnota 41 Nm/cm .The critical embrittlement temperature is determined on the basis of the roughness, whose average value of 2 note is 78 Nm / cm, a minimum value of 41 Nm / cm being allowed.
j Faktor zkřehnutí ozářením .je vyjádřen vzorcem:j Radiation embrittlement factor. is expressed by the formula:
kde: T^ - posun kritické teploty zkřehnutí <P - integrální dávka, dělené 1θ'® »where: T ^ - critical embrittlement temperature shift <P - integral dose, divided by 1θ'® »
Jak vyplývá z tabulky 5, jsou mechanické vlastnosti uvedených ocelí ve výchozím stavu srovnatelné s vlastnostmi ocelí, jež jsou uvedeny v tabulce 2. Po ozáření neutrony o intenzitě 1,4 x 1020 neutronů/cm2 při teplotě v rozmezí od 270 do 350 °C nastanou tyto změny: pevnost v tahu se zvýší z 926 až 1 005 MPa na 1 024 až 1 079 MPa, rovněž 0,2% mez kluzu se zvýší z 765 až 877 MPa na 853 až 96! MPa, poměrné prodloužení se sníží z 13,3 až 18,0 % na 12,5 až 16,0 %, vrubové houževnatost klesne ze 137 až 197 Nm/cm2 na 108 až 172 Nm/cm2 a kritické teplota zkřehnutí stoupne z -60 až -100 °C na -40 až -60 °C.As can be seen from Table 5, the mechanical properties of said steels are initially comparable to those of Table 2. After irradiation with neutrons with an intensity of 1.4 x 10 20 neutrons / cm 2 at a temperature ranging from 270 to 350 ° The following changes occur: the tensile strength increases from 926 to 1 005 MPa to 1024 to 1079 MPa, also the 0.2% yield strength increases from 765 to 877 MPa to 853 to 96! MPa, elongation decreases from 13.3 to 18.0% to 12.5 to 16.0%, notch toughness decreases from 137 to 197 Nm / cm 2 to 108 to 172 Nm / cm 2, and critical embrittlement temperature rises from -60 to -100 ° C to -40 to -60 ° C.
Příklad 3Example 3
V tabulce 6 jsou uvedeny údaje o chemickém složení svařovacího drátu, základního kovu a kovu ve svarovém švu.Table 6 shows the chemical composition of the welding wire, base metal and metal in the weld seam.
Korozivzdorné svařitelná ocel martenzitického typu podle vynálezu, určená pro výrobu svařovacího drátu, se svým hmotnostním složením liší od ocelí podle tabulky 2 a 4 takto: rozmezí obsahu hliníku je zúženo směrem ke spodní hranici na 0,06 až 0,07 %, rozmezí křemíku je rovněž zúženo, avšak je posunuto směrem k horní hranici na 0,3 až 0,6 %, navíc obsahuje 0,05 až 0,20 % zirkonu a 0,05 až 0,15 céru.The martensitic stainless steel weldable steel according to the invention for the production of welding wire differs in weight from that of Tables 2 and 4 as follows: the aluminum content range is narrowed to the lower limit to 0.06 to 0.07%, also tapered, but is shifted towards the upper limit to 0.3 to 0.6%, additionally containing 0.05 to 0.20% zirconium and 0.05 to 0.15 cerium.
Byly svařovány dva polotovary o tloušťce 150 mm v ochranné atmosféře argonu. Údaje o mechanických vlastnostech základního kovu i svarového spoje jsou uvedeny v tabulce 7 pro teploty 20 °C a 350 °C a to: pevnost v tahu, 0,2% mez kluzu, poměrné protažení na vzorku pětinásobné délky a poměrné zúžení. Vrubové houževnatost, stanovené na vzorcích o rozměrech 10 x 10 x 55 mm s půlkruhovým vrubem o hloubce 2 mm a poloměru vrubu 1 mm byla zjišťována jen při teplotě 20 °C.Two blanks of 150 mm thickness were welded under argon shielding. The mechanical properties of both the base metal and the weld joint are given in Table 7 for temperatures of 20 ° C and 350 ° C, namely: tensile strength, 0.2% yield strength, 5-fold elongation, and taper. Notch toughness, determined on specimens of 10 x 10 x 55 mm with a 2 mm semicircular notch and a 1 mm notch radius, was determined only at 20 ° C.
Tabulka 6 hmotnostní složení v %Table 6 weight composition in%
««
11
Tabulka 7 mechanické vlastnostiTable 7 mechanical properties
Poznámky: 1. Výsledky zkoušek jsou průměry z měření tří vzorků.Notes: 1. Test results are averages from measurements of three samples.
2. Vzorky se zkouší po tepelném zpracování a to zakalení v oleji z teploty 1 050 °C a popuštění na teplotu 650 °C.2. Samples shall be tested after heat treatment by turbidity in oil from a temperature of 1 050 ° C and tempering to a temperature of 650 ° C.
3. Vzorky jsou vyříznuty napříč na směr svaru. Ke stanovení vrubové houževnatosti jsou ve vzorku vytvořeny vruby.3. The samples are cut transversely to the weld direction. To determine the notch toughness, notches are formed in the sample.
Jak vyplývá z tabulky 7, je svarový spoj, zhotovený za použití svařovacího drátu podle vynálezu, prakticky rovnocenný základnímu kovu, zejména za obvyklé teploty 20 °C. Pevnost v tahu 943 MPa svarového spoje je jen nepatrně nižší, než pevnost v tahu 973 MPa základního kovu.As can be seen from Table 7, the weld joint produced using the welding wire according to the invention is practically equivalent to the parent metal, in particular at the usual temperature of 20 ° C. The tensile strength of 943 MPa of the weld joint is only slightly lower than the tensile strength of 973 MPa of the parent metal.
Hodnoty poměrného protažení a poměrného zúžení jsou prakticky shodné. Vrubová houžev2 2 natost 215 Nm/cm svarového spoje je dokonce vyšší, než vrubová houževnatost 199 Nm/cm základního kovu. Při teplotě 350 °C je pevnost v tahu 777 MPa svarového spoje přece jen o něco nižší, než pevnost v tahu 843 MPa základního kovu. Celkově jsou mechanické vlastnosti svarového spoje velmi dobré a prakticky rovnocenné s vlastnostmi základního kovu.The values of elongation and elongation are practically identical. The notched impact strength of 215 Nm / cm of the weld joint is even higher than the notched toughness of 199 Nm / cm of the parent metal. After all, at a temperature of 350 ° C, the tensile strength of 777 MPa of the weld joint is somewhat lower than the tensile strength of 843 MPa of the parent metal. Overall, the mechanical properties of the weld joint are very good and practically equivalent to those of the parent metal.
Korozivzdorné svařitelné ocel martenzitického typu podle vynálezu, určené ke zhotovení svařovacího drátu se taví v elektrické obloukové peci, odlije se do kokil. Vzniklý ingot se překove na plochý sochor, z něhož se za tepla vyválouje na válcovací stolici drát o průměru 6 mm, který se pak za tepla v tažné stolici vytáhne na průměr v rozmezí od 1,5 do 5,0 mm.The martensitic type stainless steel weldable steel according to the invention for producing a welding wire is melted in an electric arc furnace, cast into a chill mold. The resulting ingot is spun into a flat billet, from which a 6 mm diameter wire is hot rolled on a rolling mill, which is then pulled to a diameter of 1.5 to 5.0 mm in the hot mill.
Příklad 4Example 4
V tabulce 8 je pod položkami III-1 až III-6 uvedeno chemické složení korozivzdorných **· svařitelných ocelí martenzitického typu podle vynálezu. U taveb III-4 až III-6 byl obsah uhlíku ve hmotnostním složení oceli snížen na obsah při spodní hranici rozmezí a to na 0,06 až 0,08 %, kdežto obsah niobu naopak zvýšen k horní hranici na 0,32 až 0,40 %, takže poměr niobu k uhlíku činí nejméně 4:1.Table 8 shows the chemical composition of martensitic stainless steels of the invention under headings III-1 to III-6. For melts III-4 to III-6, the carbon content in the weight composition of the steel was reduced to a content at the lower end of the range to 0.06 to 0.08%, while the niobium content increased to the upper limit at 0.32 to 0, 40%, so that the niobium to carbon ratio is at least 4: 1.
Další položky jsou tavby, u nichž obsah uhlíku, nebo niobu, případně obou, je mimo hra nice rozmezí, jež jsou charakteristické pro vynález. Obsah nejdůležitějších legujících prvků , to je chrómu a niklu, je u všech taveb přibližně stejný a činí 15,00 až 16,50 % chrómu a 3,73 až 4,35 % niklu. Poměr niobu k uhlíku je v rozmezí od 0,8 do 4,6 %,Other items are melts in which the carbon or niobium content, or both, is outside the range characteristic of the invention. The content of the most important alloying elements, namely chromium and nickel, is approximately the same for all melts and amounts to 15.00 to 16.50% chromium and 3.73 to 4.35% nickel. The niobium to carbon ratio ranges from 0.8 to 4.6%,
U všech těchto taveb se zjišíoval sklon oceli k mezikrystalické korozi a ke vzniku trhlin, způsobených korozí.In all these melts, the tendency of the steel to intercrystalline corrosion and the formation of cracks due to corrosion was examined.
Sklon k mezikrystalioké korozi se zjišíoval po dvacetičtyřhodinovém působení vroucího roztoku síranu měňnatého a kyseliny sírové, obohaceného měděnými třískami na vzorky oceli. Výskyt mezikrystelického rozrušeni vzhledem k výchozím austenitiokým zrnům se. uršoval metalografickou analýzou z tvorby trhlin při ohnutí vzorků o 90°. Tvorba trhlin účinkem koroze se zjišlovala na plochých vzorcích o rozměrech 2x6x80, 2 χ 20 x 90 a 2 x 10 x x 70 mm s konstantní předem vytvořenou deformací v místě ohybu.The tendency to intercrystalline corrosion was determined after 24 hours of boiling copper sulfate and sulfuric acid solution, enriched with copper chips for steel samples. The occurrence of intercrystalline disturbance due to austenitic grains starting. by metallographic analysis of the formation of cracks when samples were bent by 90 °. Corrosion cracking was detected on 2 x 6 x 80, 2 x 20 x 90 and 2 x 10 x x 70 mm flat specimens with constant pre-formed deformation at the bend site.
Tabulka 8 podíl jednotlivých prvkůTable 8 share of individual elements
' oceli, jež nespadají do rámce vynálezusteels which do not fall within the scope of the invention
Údaje, které charakterizují vliv popouštěcí teploty a poměru niobu k uhlíku na vznik mezikrystalioké koroze zkoumaných ocelí, jsou znázorněny na obr. 3, jehož každý bod byl vynesen na základě zkoušek 3 až 4 vzorků. Z obr. 3 je patrné, že při obsahu uhlíku nad 0,1 % a niobu pod 0,1 %, tedy při poměru niobu k uhlíku menším než 1 vzniká mezikrystalická koroze nezávisle na popouštěcí teplotě. Při obsahu uhlíku pod 0,1 % a zvýšeni obsahu až na 0,18 % se zužuje rozmezí popouštěcích teplot, uvnitř něhož podléhá ocel mezikrystalické korozi.The data characterizing the effect of tempering temperature and the niobium to carbon ratio on the intergranular corrosion formation of the steels examined is shown in Figure 3, each of which was plotted based on tests of 3-4 samples. It can be seen from Fig. 3 that with a carbon content above 0.1% and a niobium below 0.1%, i.e. a niobium to carbon ratio of less than 1, intercrystalline corrosion occurs independently of the tempering temperature. With a carbon content below 0.1% and an increase of up to 0.18%, the tempering temperature range within which the steel undergoes intercrystalline corrosion narrows.
V tomto případě jsou všechny vzorky taveb, v jejichž hmotnostním složení je obsaženo 0^5 až 0,09 % uhlíku a 0,09 až 0,18 % niobu, to je při poměru niobu k uhlíků v rozmezí oa 1,0 až do 3,0 % náchylné ke vzniku mezikrystalioké koroze při zatížení teplotou 450 °C.In this case, all the melting samples having a weight composition of 0-5 to 0.09% carbon and 0.09 to 0.18% niobium, i.e. at a niobium to carbon ratio of between about 1.0 to about 3 0% susceptible to intergranular corrosion under load of 450 ° C.
Oceli s obsahem niobu nad 0,25 % uhlíku pod 0,1 to je při poměru niobu k uhlíku nad 3,0 % jsou odolná proti vzniku mezikrystalioké koroze.Steels with a niobium content above 0.25% carbon below 0.1 that is at a niobium to carbon ratio above 3.0% are resistant to intergranular corrosion.
Ocel s obsahem 0,32 % niobu a 0,08 % uhlíku, to je s poměrem niobu k uhlíku 4:1, je odolná proti mezikrystalické korozi nejen po optimílním tepelném zpracování, obsahujícím zakaleni v oleji s teplotou 1 050 °C s následným popuštěním na teplotu 650 °C, ale i pó tepelném zatížení teplotou 450 °C.Steel containing 0.32% niobium and 0.08% carbon, i.e. with a 4: 1 ratio of niobium to carbon, is resistant to intercrystalline corrosion not only after optimum heat treatment containing turbidity in oil at 1050 ° C followed by tempering to 650 ° C, but also to a thermal load of 450 ° C.
K potlačení mezikrystalické koroze u austenických ocelí je potřeba niobu mnohem větší, poměr niobu k uhlíku musí činit nejméně ,0:1. U austenitických ocelí s vysokým obsahem niklu musí být tento poměr dokonce 28:1. To, že u korozivzdorné svařitelné oceli mórtenzitického typu podle vynálezu postačí poměr podstatně nižší, to je 3:1, lze vysvětlit disperznější strukturou popuštěného martenzitu, velkým množstvím fázových rozhraní, jakož i menší rozpustností prvků, vyznačujících se silnou schopností tvořit karbidy, ve feritu, ve srovnání s austenitem.To suppress intercrystalline corrosion in austenitic steels, niobium is much greater, the niobium to carbon ratio must be at least 0: 1. For austenitic steels with a high nickel content, this ratio must even be 28: 1. In the case of the stainless steel of the mossensitic type of weldable steel according to the invention, a considerably lower ratio, i.e. 3: 1, can be explained by the dispersive structure of tempered martensite, the large number of phase boundaries and the lower solubility of ferrite compared to austenite.
Další zkoušky byly zaměřeny na zjištění, jak dlouho vydrží jednotlivé oceli v agresivním prostředí, než se začnou tvořit trhliny. Vzorkům bylo předem uděleno výchozí napěv tí jehož velikost činila 0,8 hodnoty 0,2% mez kluzu, načež byly vystaveny vlivu tří různých prostředí. Prvním prostředím byl destilát s obsahem 0,05 mg/kg chloridu a kyslíku s přísadou 12 g/kg kyseliny borité, nebo bez ní při teplotách v rozmezí od 200 do 350 °C. Druhým prostředím byl půlprocentni roztok chloridu sodného při teplotě 100 °C, Třetím prostředím by ly páry vroucího desetiprocentního chloridu sodného při teplotě 200 °C. Při zkouškách byla zjišťována doba, po které na vzorku vznikla první trhlina, viditelné při šestnéctinásobném zvětšení.Further tests were aimed at determining how long each steel would last in an aggressive environment before cracks began to form. The samples were preloaded with an initial stress of 0.8 values of 0.2% yield strength, and were then exposed to three different environments. The first medium was a distillate containing 0.05 mg / kg chloride and oxygen with or without 12 g / kg boric acid at temperatures ranging from 200 to 350 ° C. The second medium was a half-percent sodium chloride solution at 100 ° C. The third medium was steam boiling 10% sodium chloride at 200 ° C. The tests examined the time at which the first crack, visible at sixteen times magnification, occurred on the sample.
Výsledky zkoušek jsou uvedeny na obr. 4a a obr. 4b. Z nich vyplývá, žě životnost vzorků oceli s poměrem niobu k uhlíku 4:1 je při libovolné popouštěcí teplotě delší, než životnost ocelí s poměrem niobu k uhlíku v rozmezí od 0,83 do 1,75 %·The test results are shown in Figures 4a and 4b. It follows that the service life of steel samples with a 4: 1 ratio of niobium to carbon at any tempering temperature is longer than that of steels with a niobium to carbon ratio of 0.83 to 1.75% ·
Vznik trhlin způsobených korozí u ocelí popuštěných na 300 °C se vyznačuje velkým časovým rozptylem. Nejmenší odolnost proti vzniku trhlin korozí se projevuje u ocelí, popuštěných na 450 °C. U oceli s poměrem niobu k uhlíku v rozmezí od 0,83 do 1,75 % nemá zvyšování popouštěcí teploty až na 600 °C žádný příznivý vliv na zamez.ení vzniku trhlin kor&zí.Corrosion cracks in steels tempered to 300 ° C are characterized by a large time scatter. The lowest corrosion crack resistance is seen in steels tempered to 450 ° C. For steels with a niobium to carbon ratio ranging from 0.83 to 1.75%, raising the tempering temperature up to 600 ° C has no beneficial effect in preventing corrosion cracking.
Teprve při popuštění na teplotu 650 °C je možno zjistit výrazné zlepšení. U ocelí s poměrem niobu k uhlíku v poměru 4:1 je toto zlepšení zjevné již při pop&uštěcí teplotě 600 °C.Only when tempered to 650 ° C can a significant improvement be observed. For steels with a 4: 1 ratio of niobium to carbon, this improvement is already evident at a tempering temperature of 600 ° C.
Příklad 5Example 5
V tomto příkladu se zkoumá vliv chemického složení oceli na její mechanické vlastnosti při dlouhodobém použití oceli za zvýšených teplot.In this example, the effect of the chemical composition of steel on its mechanical properties is investigated in the long-term use of steel at elevated temperatures.
Na tabulce 9 je uvedeno chemické složení čtyř taveb ocelí, jež se svým hmotnostním složením od sebe liší jen málo. Tři tavby s čísly 19 až 21 jsou korozivzdornými svařitelnými ocelemi martenzitického typu podle vynálezu. Čtvrté tavba, ačkoliv je svým složením blízké tavbám 19 až 21, vybočuje z rámce vynálezu.Table 9 shows the chemical composition of the four heats of steels, which differ in their weight composition only slightly. The three melts of numbers 19 to 21 are stainless steel weldable steels of the martensitic type according to the invention. The fourth melt, although close to melt 19 to 21, is outside the scope of the invention.
V hmotnostním složení ocelí, uvedených v tabulce 9, je 13,45 až 15,78 % chrómu a 3,9 až 5,35 % niklu. Tavba, jež vybočuje z rámee vynálezu, obsahuje nadto 1,56 % molybdenu.The weight composition of the steels listed in Table 9 contains 13.45-15.78% chromium and 3.9-5.35% nickel. The melt which is outside the scope of the invention also contains 1.56% molybdenum.
//
V tabulce 10 jsou pak uvedeny mechanické vlastnosti těchto ocelí a jejich změny dlouhodobým účinkem tepla v rozmezí od 500 do 10 000 hodin při teplotě 340 °C. V čele tabulky jsou uvedeny hodnoty po zakalení oceli do vody či oleje z teplot 990 až 1 050 °C a popuštění na teploty 600 až 650 °C. V dalším jsou pak uvedeny mechanické vlastnosti po působení teploty 340 0 za 500, 1 000, 3 000, 5 000 a 10 000 hodin.Table 10 shows the mechanical properties of these steels and their changes in long-term heat effects in the range of 500 to 10,000 hours at 340 ° C. The head of the table shows the values after hardening of steel into water or oil from temperatures of 990 to 1 050 ° C and tempering to temperatures of 600 to 650 ° C. The mechanical properties after a temperature of 340 ° per 500, 1,000, 3,000, 5,000 and 10,000 hours are then given.
21,21821,218
Sledovány jsou tyto hodnoty: pevnost v tahu, 0,2% mez kluzu, poměrné prodloužení, poměrné zúžení na vzorcích o pětinásobné délce a vrubové houževnatost, zjižíovaná na vzorcích o rozměrech 10 x 10 x 55 mm a to jednak s půlkruhovým vrubem o hloubce 2 mm a poloměru vrubu 1 mm, jednak s ostrým vrubem o úhlu 45° s poloměrem zaoblení 0,25 mm. Tavba, vybočující z rámce vynálezu je v tabulce 10 označena číslem 4.The following values are observed: tensile strength, 0.2% yield strength, elongation, relative taper on samples of five times the length and notch toughness, as measured on samples of 10 x 10 x 55 mm both with a semicircular notch 2 mm and a 1 mm notch radius, both with a sharp 45 ° notch and a 0.25 mm radius of curvature. The melting outside the scope of the invention is indicated in Table 10 by the number 4.
Tabulka 9Table 9
x) ocel podle vynálezu ocel podle vynálezu s nejlepším souhrnem vlastností při dlouhodobém tepelném za·, tížení x**) ocel, jež není podle vynálezux) steel according to the invention steel according to the invention with the best sum of properties at long-term thermal load x **) steel not according to the invention
Tabulka 10 dlouhodobě udržováno na teplotě po dobu hodin °C mechanické vlastnosti při 20 °C pevnost 0,2% mezprotažení zúžení vrubové houževnatost v tahu kluzu % % Nm/cm2 Table 10 sustained at temperature for hours ° C mechanical properties at 20 ° C strength 0.2% tensile taper notch tensile strength%% Nm / cm 2
MPa . 'MPa r=1 mm r=0,25 mmMPa. MPa r = 1 mm r = 0.25 mm
pokračování tabulky 10continuation of Table 10
723 až 821 MPa na 839 až 1 032 MPa. Vrubová houževnatost působením tepla klesá. U vzorků 2 s vrubem o poloměru 1 mm klesne houževnatost z původních 120 až 201 Nm/cm na 104 až723 to 821 MPa to 839 to 1032 MPa. Notch toughness decreases due to heat. For specimens 2 with 1 mm notch, the toughness drops from the original 120 to 201 Nm / cm to 104 to
2 22 2
129 Nm/cm a u vzorků s ostrým vrubem z původních 79 až 161 Nm/cm na 70 až 120 Nm/cm .129 Nm / cm and for sharp notched samples from the original 79 to 161 Nm / cm to 70 to 120 Nm / cm.
Rentgenografická analýza vzorků pomocí difrektometru v FeKa-záření ukazuje, že množství austenitu se snižuje po dlouhodobém působení teploty 340 °C. U tavby ě. 21 klesá z původních 16 % až na 8 až 10%, což je výrazem destabilizace austenitu při dalších ohřevech, jehož část se při následném ochlazení pod počáteční teplotu martenzitické přeměny změní v nepopuštěný martenzit.X-ray diffraction analysis of samples in FeKa-radiation shows that the amount of austenite decreases after prolonged exposure to 340 ° C. U melting. 21 decreases from the original 16% up to 8 to 10%, which is an expression of destabilization of austenite at further heating, which part of it turns into undissolved martensite when cooled below the initial temperature of martensitic transformation.
Další dlouhodobé působení teploty 340 °C způsobuje rozpad tuhého roztoku. Z výsledků fyzikálně chemické a rentgenové analýzy struktury v záření CuK« vyplývá, že při zahřívání i»a 240 °C nestává ve struktuře oceli podle vynálezu k vylučování karbidů cementivového typu (Fe, CrJ-jC. Při dlouhodobém působení teploty 340 °C nastává rozpad přesyceného tuhého roztoku a vznik nepopuštěného martenzitu, který vzniká při ochlazení austenitu, destabilizovaného dalšími ohřevy, což snižuje vrubovou houževnatost.Further prolonged exposure to 340 ° C causes the solid solution to decompose. The results of physicochemical and X-ray analysis of the structure in CuK radiation «show that at heating i» and 240 ° C no precipitation of cement type carbides (Fe, CrJ-C) occurs in the steel structure of the invention. a supersaturated solid solution and formation of a non-lethal martensite, which results from the cooling of austenite destabilized by further heating, which reduces notch toughness.
Největší pokles vrubové houževnatosti vzniká u oceli, jež neodpovídá vynálezu. To lze vysvětlit tím, že uvedené ocel po optimálním tepelném zpracování, obsahujícím zakalení z teploty 990 °C a popuštění na teplotu 620 °C, obsahuje 25 až 30 % austenitu, jak zjevno z obr. 5. Tento austenit je však poměrně málo stabilní a po delším působení vyšších teplot se jeho větší část změní v nepopuštěný martenzit, což značně sníží vrubovou houževnatost této oceli.The greatest decrease in notch toughness occurs with non-inventive steel. This can be explained by the fact that said steel, after an optimum heat treatment comprising a turbidity of 990 ° C and a tempering temperature of 620 ° C, contains 25 to 30% austenite, as is apparent from Figure 5. after prolonged exposure to higher temperatures, a larger part of it will turn into a non-lethal martensite, which greatly reduces the notch toughness of this steel.
Na rozdíl od toho je při optimálním tepelném zpracování korozivzdorné svařitelné oceli martenzitického typu podle vynálezu, jež obsahuje zakalení z teploty 1 050 °C a popuštění na teplotu 650 °C podíl austenitu menší a to přibližně 10 až 15 %.In contrast, in the optimum heat treatment of the martensitic type stainless steel weldable steel according to the invention, which comprises a turbidity of 1050 ° C and a tempering temperature of 650 ° C, the proportion of austenite is less than about 10-15%.
V tom případě je i míra rozpadu austenitu působením vyšších teplot po delší dobu menší, takže i pokles vrubové houževnatosti je menší. Nejlepší odolnost proti dlouhodobému působení teploty 340 °C mé ocel z tavby δ. 21, jež mé nejmenší obsah niklu a to 3,9 58 a nižší obsah niobu ve výši 0,25 % při obsahu uhlíku 0,08 56. Tato ocel je zřejmě vhodné pro zhotovení dílů, jež mají dlouhodobě odolávat působení vyšších teplot.In this case, the austenite decomposition rate is also lower for a longer period of time due to higher temperatures, so that the notch toughness is also reduced. Best resistance to prolonged exposure to 340 ° C my melt steel δ. 21, which has the lowest nickel content of 3.9 58 and a lower niobium content of 0.25% at a carbon content of 0.08 56. This steel is apparently suitable for producing parts that are intended to withstand long-term exposure to higher temperatures.
Příklad 6Example 6
Tento příklda se vztahuje na výrobu korozivzdorné svařitelné oceli mertenzitického typu podle vynálezu. V otevřené elektrické obloukové peci se taví ocel o hmotnostním složení: 0,09 % uhlíku, 0,33 3á manganu, 0,33 % křemíku, 15,5 % chrómu, 3,86 % niklu, 0,3 56 niobu, 0,07 % ytria, 0,12 h mědi, 0,007 % síry, 0,012 % fosforu, zbytek železo.This example relates to the production of mertensitic stainless steel weldable steel according to the invention. In an open electric arc furnace, steel having a mass composition of: 0.09% carbon, 0.33% manganese, 0.33% silicon, 15.5% chromium, 3.86% nickel, 0.356 niobium, 07% yttrium, 0.12 h copper, 0.007% sulfur, 0.012% phosphorus, the rest iron.
Ocel se odlévá do ingotových forem, takže vzniknou ingoty o hmotnosti 6,5 tuny a 14,0 tun. Při hmotnosti ingotu 14 t se ingot ve formě ochladí na 400 °C, při hmotnosti ingotu «The steel is cast into ingot molds to produce 6.5 tons and 14.0 tons ingot. At an ingot weight of 14 t, the ingot in the mold is cooled to 400 ° C, at an ingot weight of «
6,5 t se ingot ve formě ochladí na 300 °C. Ingoty se vyjmou z forem a ingot o hmotnosti t se vzduchem ochladí na 100 °C, kdežto ingot o hmotnosti 6,5 t se ochladí na 80 °C.For 6.5 t, the ingot in the mold is cooled to 300 ° C. The ingots are removed from the molds and the ingot of mass t is cooled to 100 ° C with air, while the ingot of mass of 6.5 t is cooled to 80 ° C.
Potom, nejpozději do dvou hodin, se ingoty vloží do pece, vyhřáté na teplotu 300 °C, β a tato teplota se udržuje po dobu dvou hodin. Pak se teplota zvyšuje rychlostí 50 °C za hodinu až na teplotu 650 °C. Doba udržování na teplotě 650 °C je závislé na celkové hmotnosti vsázky. Při celkové hmotnosti vsázky se vsázkp udržuje na teplotě 650 °C po dobu 20 hodin.Then, at the latest within two hours, the ingots are placed in a furnace heated to 300 ° C, β, and this temperature is maintained for two hours. Then the temperature is raised at a rate of 50 ° C per hour up to a temperature of 650 ° C. The holding time at 650 ° C depends on the total weight of the charge. At a total batch weight, the batch is maintained at 650 ° C for 20 hours.
Po této době se ingoty ochlazují nejprve v peci a potom v neproudícím vzduchu až na teplotu okolní atmosféry. Nejpozději 2 hodiny po tomto ochlazení se ingity znovu vsadí do pece, jejíž teplota nepřesahuje 300 °C a na této vstupní teplotě se pec udržuje po dobu dvou hodin. Pak se teplota v peci zvyšuje rychlostí 50 °C za hodinu až na teplotu 630 °C.After this time, the ingots are cooled first in the furnace and then in non-flowing air to ambient temperature. Not later than 2 hours after this cooling, the ingots are reintroduced into the furnace at a temperature not exceeding 300 ° C and maintained at that inlet temperature for two hours. Then the temperature in the furnace is increased at a rate of 50 ° C per hour to a temperature of 630 ° C.
Na této teplotě se ingoty udržují po dobu 20 hodin, naěež se v peci ochlazují až na teplotu 300 °C. Další ochlazení se děje mimo pec v neproudícím vzduchu. Po tomto dvoustupňovém popuštěni mají ingoty tvrdost v rozmezí 272 až 287 HB.The ingots are kept at this temperature for 20 hours and then cooled down to 300 ° C in the furnace. Further cooling takes place outside the furnace in non-flowing air. After this two-stage tempering, the ingots have a hardness in the range of 272 to 287 HB.
Příklad 7Example 7
V otevřené elektrické obloukové peci se utavi 6 taveb ocelí, jejichž chemické složení je uvedeno v tabulce 11. Ocel se vylila do ingotových forem o kapacitě 2,7 až 2,8, 12, 13,0 až 13,7 tun. V těchto formách se ocel ochladí až na teplotu 100 °C, načež se provede dvoustupňové popuštění, popsané v příkladu 6.In an open electric arc furnace, 6 steel melts, whose chemical composition is shown in Table 11, are melted. The steel is poured into ingot molds with a capacity of 2.7 to 2.8, 12, 13.0 to 13.7 tonnes. In these molds, the steel is cooled down to a temperature of 100 ° C, after which the two-stage tempering described in Example 6 is carried out.
Popuštěné ingoty se kovou v teplotním rozmezí 1 200 až 950 °C, načež se výkovky shromáždí v peci, ohřáté na teplotu 600 až 640 °C. Z této teploty se ochladí průměrnou rychlostí 1 6 °C za hodinu až na teplotu 300 °C a potom na vzduchu až na teplotu 100 °C. Po uplynutí jedné hodiny se výkovky vloží do pece ohřáté na teplotu 250 až 300 °C a teplota pece se rychlostí 50 °C za hodinu zvyšuje až na teplotu 650 °C. Doba udržování na této teplotě je zévislé na vložené hmotnosti výkovků. Při hmotnosti 75 tun činí tato doba 38 hodin. Po této době se výkovky v peci ochlazují až na teplotu 270 °C, načež se ochladí až na teplotu okolního prostředí. Nejpozději po dvou hodinéch se výkovky popustí na druhý popouětěcí stupeň.The tempered ingots are forged in a temperature range of 1200 to 950 ° C, after which the forgings are collected in an oven heated to 600 to 640 ° C. From this temperature, it is cooled at an average rate of 16 ° C per hour up to 300 ° C and then in air up to 100 ° C. After one hour, the forgings are placed in an oven heated to 250-300 ° C and the oven temperature is raised to 650 ° C at a rate of 50 ° C per hour. The holding time at this temperature depends on the forged weight of the forgings. With a weight of 75 tonnes, this time is 38 hours. After this time, the forgings in the furnace are cooled to a temperature of 270 ° C and then cooled to ambient temperature. No later than two hours later, the forgings shall be discharged to the second heat treatment stage.
Druhý popouětěcí stupeň počíná vložením výkovků do pece při 300 °C, na které teplotě jsou výkovky udržovány po dobu 3 hodin, načež se rychlostí 50 °C za hodinu výkovky ohřejí na teplotu 630 °C a na této teplotě se udržují po dobu 46 hodin.The second heat treatment stage begins by placing the forgings in an oven at 300 ° C, at which the forgings are maintained for 3 hours, then at 50 ° C per hour, the forgings are heated to 630 ° C and maintained at this temperature for 46 hours.
Pak se ochlazují společně s pecí na teplotu 350 °C a dále pak v klidném neproudícím vzduchu. Po tomto dvoustupňovém popuštění je tvrdost výkovků v rozmezí od 255 do 286 Hb.They are then cooled together with the furnace to a temperature of 350 ° C and then in a quiet, non-flowing air. After this two-stage tempering, the forging hardness ranges from 255 to 286 Hb.
Tabulka 11Table 11
Tavba hmotnostní složení v %Melting weight composition in%
Příklad8Example8
V otevřené elektrické peci se utaví tři tavby, jejichž chemické složeni je uvedeno v tabulce 11 pod čísly 23 až 25. Ocel se odlije do ingotových forem o kapacitě 12,0, 13,0 a 13,7 tun, v nichž odlité ocel zkrystalizuje. Po ochlazení na teplotu ,00 °C se ingoty popustí způsobem, popsaným v příkladu 6, načež se popuštěné ingoty vykovou v teplotním rozmezí 950 až 1 200 °C a výkovky se popustí postupem, popsaným v příkladu 7.In an open electric furnace, three melts, the chemical composition of which is given in Table 11 under numbers 23 to 25, are melted. The steel is cast into ingot molds with a capacity of 12.0, 13.0 and 13.7 tonnes, in which the cast steel crystallizes. After cooling to 100 ° C, the ingots are tempered as described in Example 6, then the tempered ingots are forged at a temperature range of 950 to 1200 ° C and the forgings are tempered as described in Example 7.
Popuštěné výkovky’ se mechanicky popustí, přičemž ostré hrany se srazí a přechody mezi průřezy se zaoblí. Pak se výkovky tepelně zpracují.The tempered forgings ’are mechanically tempered, whereby the sharp edges collide and the transitions between the sections are rounded. Then the forgings are heat treated.
Výkovky o tloušíce stěny do ,50 mm se popouštějí ve dvou stupních. Jako příklad jsou uvedeny výkovky o vnějším průměru 510 mm při vnitřním průměru 200 mm a délce přibližně 4 000 mm. K zakalení se výkovky vloží do svislé pece při teplotě 500 °C a na této teplotě se udržují po dobu 1 hodiny. Pak se výkovky zahřejí na teplotu 1 050 °C rychlostí, kterou umožňuje tepelný výkon pece. Doba udržování na teplotě 1 050 °C je určena maximální tloušlkou stěny, které při tloušíce 150 mm činí 8 hodin.Forgings of wall thickness up to 50 mm are tempered in two stages. By way of example, forgings having an outer diameter of 510 mm at an inner diameter of 200 mm and a length of approximately 4000 mm are given. For turbidity, the forgings are placed in a vertical furnace at 500 ° C and held at this temperature for 1 hour. Then, the forgings are heated to a temperature of 1050 ° C at a rate that allows the heat output of the furnace. The holding time at 1050 ° C is determined by a maximum wall thickness of 8 hours at 150 mm.
Po této době se výkovy zakalí v oleji na teplotu 120 °C a pak na vzduchu na teplotu 100 °C. Nejpozději do dvou hodin se výkovky vloží do pece, ohřáté na 450 °C a rychlostí 40 °C za hodinu se ohřejí na teplotu 655 °C. Prodleva na této teplotě je závislé na největší tloušíce stěny výkovku.After this time, the forgings are turbid in oil at 120 ° C and then in air at 100 ° C. No later than two hours, the forgings are placed in an oven heated to 450 ° C and heated to a temperature of 655 ° C at a rate of 40 ° C per hour. The delay at this temperature is dependent on the largest wall thickness of the forging.
) Při tloušíce stěny 150 mm se výkovek udržuje na teplotě 655 °C po dobu 16 hodin. Po této době se opracované výkovky ochladí na teplotu okolí. Nejpozději do dvou hodin se výkovky vloží do pece, ohřáté na teplotu 300 °C, načež se rychlostí 55 °C za hodinu ohřejí na teplotu 635 °C. Na této teplotě se výkovky udržují po dobu, které je závislá na tloušl• ce stěny výkovku a při tloušíce stěny 150 mm činí í6 hodin.) With a wall thickness of 150 mm, the forging is maintained at 655 ° C for 16 hours. After this time, the machined forgings are cooled to ambient temperature. No later than two hours, the forgings are placed in an oven heated to 300 ° C and then heated to 635 ° C at a rate of 55 ° C per hour. The forgings are maintained at this temperature for a time that is dependent on the wall thickness of the forging and is 16 hours at a wall thickness of 150 mm.
Po této době se výkovky ochladí na teplotu okolí. Nejpozději do dvou hodin se výkovky vloží do pece o teplotě 300 °C a rychlosti 55 °C za hodinu se ohřejí na teplotu 635 °C a na této teplotě se udržují po dobu 12 hodin, načež se v klidném vzduchu ochladí na teplotu okolí.After this time, the forgings are cooled to ambient temperature. At the latest two hours, the forgings are placed in an oven at 300 ° C and heated at 55 ° C per hour to 635 ° C for 12 hours, then cooled to ambient temperature in still air.
5V5V
Opracované výkovky o vnějším průměru 510 mm, vnitřním průměru 200 mm a délce přibližně 4 000 mm měly po tomto tepelném zpracování tyto mechanické vlastnosti: pevnost v tahu 912 až 1 039 MPa, 0,2% mez kluzu 755 až 922 MPa, poměrné protažení- 14,2 až 20,0 %, poměrné zúžení 46,5 až 61,5 vrubová houževnatost na vzorcích s půlkruhovým vrubem 107 až 163 Nm/cm2 a s ostrým vrubem 57 až 114 Nm/om .Machined forgings with an outer diameter of 510 mm, an inner diameter of 200 mm and a length of approximately 4,000 mm had the following mechanical properties after this heat treatment: tensile strength 912 to 1,039 MPa, 0.2% yield strength 755 to 922 MPa, elongation 14.2 to 20.0%, relative taper of 46.5 to 61.5 notch toughness on specimens with a semicircular notch of 107 to 163 Nm / cm 2 and a sharp notch of 57 to 114 Nm / cm.
Výkovky a tloušlkou stěny nad 150 mm je účelné popouštět alespoň ve třech fázích. Tak výkovky o vnějším průměru 540 mm se popouštějí tímto postupem.Forgings and wall thicknesses above 150 mm should be tempered in at least three phases. Thus, forgings with an outside diameter of 540 mm are tempered by this procedure.
Výkovky se vloží do pece, zahřáté na teplotu 400 °C. Na této teplotě se udržují po dobu jedné hodiny a zahřívají se na teplotu 1 050 °C rychlostí, danou tepelným výkonem pece.The forgings are placed in an oven heated to 400 ° C. They are held at this temperature for one hour and heated to a temperature of 1050 ° C at a rate given by the heat output of the furnace.
Na této teplotě se výkovky udržují po dobu 22 hodiny. Potom se výkovky zakalí v oleji na teplotu 120 °C. Nejpozději do dvou hodin se výkovky vloží k provedení první popouštěcí fáze do pece, vyhřáté na teplotu 300 °C a na této teplotě se udržují po dobu 3 hodin, načež se rychlostí 50 °C za hodinu ohřívají na teplotu 650 °C, na které se udržují po dobu 24 hodin.The forgings are maintained at this temperature for 22 hours. Then the forgings are turbid in oil to 120 ° C. No later than two hours, the forgings shall be placed in a furnace heated to 300 ° C for 3 hours and maintained at this temperature for 3 hours before being heated to 650 ° C at a rate of 50 ° C per hour, at which maintained for 24 hours.
Pak se ochlazují na teplotu 70 °G. Ve druhé popouštěcí fázi se výkovky vkládají do pe- , ce, vyhřáté na teplotu 300 °C a na této teplotě se uchovávají po dobu 2 hodin, načež se zahřívají rychlostí 50 °C za hodinu na teplotu 640 °C, na které setrvávají po dobu 10 hodin, načež se ochlazují na teplotu okolí.They are then cooled to 70 ° C. In the second tempering stage, the forgings are placed in an oven heated to 300 ° C and kept at that temperature for 2 hours, then heated at 50 ° C per hour to 640 ° C for which they remain for a period of time. 10 hours and then cooled to ambient temperature.
!!
V třetí popouštěcí fázi se odlitky vkládají do pece, ohřáté na 300 °C a na této teplotě se udržují po 2 hodiny, načež se rychlostí 50 °C za hodinu Ohřívají na teplotu 630 °C a na této teplotě se udržují po dobu 10 hodin, načež se výkovky ochladí na teplotu okolní atmosféry.In the third tempering stage, the castings are placed in an oven heated to 300 ° C and held at that temperature for 2 hours, then heated to 630 ° C at a rate of 50 ° C per hour and held at this temperature for 10 hours, after which the forgings are cooled to ambient temperature.
Výkovky po uvedeném tepelném zpracování mají tyto mechanické vlastnosti: pevnost v tahu 922 až 971 MPa, 0,2% mez kluzu 755 až 794 MPa, poměrné prodloužení 15,5 až 21,5 %, poměrné zúžení 41 až 64 %, vrubová houževnatost na vzorcích s půlkruhovým vrubem 69 až 107 Nm/om2 a na vzorcích s ostrým vrubem 69 až 107 Nm/om2.Forgings after said heat treatment have the following mechanical properties: tensile strength 922 to 971 MPa, 0.2% yield strength 755 to 794 MPa, elongation 15.5 to 21.5%, relative taper 41 to 64%, notch toughness to samples with a semicircular notch 69 to 107 Nm / m 2 and samples with a sharp notch 69 to 107 Nm / m 2 .
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS797179A CS211218B1 (en) | 1979-11-20 | 1979-11-20 | Corrosion resisting weldeable steel of the martensite type and method of making the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS797179A CS211218B1 (en) | 1979-11-20 | 1979-11-20 | Corrosion resisting weldeable steel of the martensite type and method of making the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS211218B1 true CS211218B1 (en) | 1982-02-26 |
Family
ID=5429743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS797179A CS211218B1 (en) | 1979-11-20 | 1979-11-20 | Corrosion resisting weldeable steel of the martensite type and method of making the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS211218B1 (en) |
-
1979
- 1979-11-20 CS CS797179A patent/CS211218B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2199420B1 (en) | Austenitic stainless steel | |
| EP1471158B1 (en) | Austenitic stainless steel | |
| JP6904359B2 (en) | Austenitic stainless steel | |
| KR100613943B1 (en) | AGE-HARDENABLE, CORROSION RESISTANT Ni-Cr-Mo ALLOYS | |
| JP6076472B2 (en) | Nickel-chromium-aluminum alloy with good workability, creep strength and corrosion resistance | |
| US4204862A (en) | Austenitic heat-resistant steel which forms Al2 O3 film in high-temperature oxidizing atmosphere | |
| KR20180095640A (en) | Austenitic heat-resistant alloys and methods for making same | |
| JP6816779B2 (en) | Austenitic heat-resistant alloy member and its manufacturing method | |
| EP3584335A1 (en) | Ni-BASED HEAT-RESISTANT ALLOY AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME | |
| EP2196551A1 (en) | Low-thermal-expansion ni-based super-heat-resistant alloy for boiler and having excellent high-temperature strength, and boiler component and boiler component production method using the same | |
| KR20190046729A (en) | Low alloy steel for geothermal power generation turbine rotor, and low alloy material for geothermal power generation turbine rotor and method for manufacturing the same | |
| JP7052807B2 (en) | Manufacturing method of Ni-based alloy and Ni-based alloy | |
| BRPI0922060B1 (en) | Precipitation hardenable nickel-based alloy, powder of this alloy, solid component comprising this powder and the use of said alloy | |
| JP7614536B2 (en) | Austenitic stainless steels and steel pipes | |
| CN110088305A (en) | The purposes of two-phase stainless steel part | |
| JP2955778B2 (en) | Controlled thermal expansion alloys and products made thereby | |
| US3807991A (en) | Ferritic stainless steel alloy | |
| JP6842257B2 (en) | Fe-Ni-Cr-Mo alloy and its manufacturing method | |
| US6896747B2 (en) | Austenitic alloy for heat strength with improved pouring and manufacturing, process for manufacturing billets and wire | |
| JP4070695B2 (en) | Heat-resistant alloy parts material | |
| KR100264709B1 (en) | Corrosion resistant nickel base alloy having high resistance to stress corrosion cracking | |
| JP7046800B2 (en) | New austenitic stainless steel alloy | |
| US6610119B2 (en) | Nickel-molybdenum alloys | |
| CS211218B1 (en) | Corrosion resisting weldeable steel of the martensite type and method of making the same | |
| RU2119968C1 (en) | Heat-resistant alloy |