CS251560B1

CS251560B1 - Chromic-nickel refractory alloy with increased iron content

Info

Publication number: CS251560B1
Application number: CS834023A
Authority: CS
Inventors: Miloslav Vyklicky; Miroslav Mericka; Ladislav Jablonsky; Vladimir Tykal; Miloslav Kostohryz; Josef Tichy; Jan Jirsa
Original assignee: Miloslav Vyklicky; Miroslav Mericka; Ladislav Jablonsky; Vladimir Tykal; Miloslav Kostohryz; Josef Tichy; Jan Jirsa
Priority date: 1983-06-03
Filing date: 1983-06-03
Publication date: 1987-07-16
Also published as: CS402383A1

Abstract

Řešení se týká chromniklové žáruvzdorné slitiny se zvýšeným obsahem železa s vysokou odolností proti oxidaci, obsahující od 0,1 do 2,0 % hmot. manganu, od 0,05 do 2,0 % hmot. křemíku, od 0,001 do 0,05 % hmot. fosforu, od 0,001 do 0,05 % hmot. síry, od 35 do 45 % hmot. chrómu, od 0,001 do 0,04 % hmot. uhlíku a nikl. Po ta řešení spočívá v tom, že slitina obsa:. od 0,001 do 0,5 % hmot. céru a od 12 do 2·? hmot. železa.The solution relates to a chromium-nickel refractory alloy with an increased iron content with high resistance to oxidation, containing from 0.1 to 2.0 wt. % manganese, from 0.05 to 2.0 wt. % silicon, from 0.001 to 0.05 wt. % phosphorus, from 0.001 to 0.05 wt. % sulfur, from 35 to 45 wt. % chromium, from 0.001 to 0.04 wt. % carbon and nickel. According to the solution, the alloy contains: from 0.001 to 0.5 wt. % cerium and from 12 to 2·? wt. % iron.

Description

Vynález chromniklové žáruvzdorné slitiny se zvýšeným obsahem železa, která je vyráběna tavením v běžných středofrekvenčních elektrických nebo vakuových pecích.The invention of a chromium-nickel refractory alloy with an increased iron content, which is produced by melting in conventional medium-frequency electric or vacuum furnaces.

Doposud se pro nejvyšší teploty použití vysokolegovaných ocelí i slitin používá řada legujících přísad, jejichž kombinace musí dát optimální vlastnosti, jako je žáruvzdornost, žárupevnost a strukturní stabilita. Z hlediska žáruvzdornosti je to především přísada hliníku, chrómu, křemíku a niklu, které na povrchu oceli, resp. slitiny, vytvářejí kysličníky s dobrými ochrannými účinky. V oblasti vysokolegovaných slitin jsou známé zejména tyto kombinace chrómu, niklu a železa: Cr20Ni80, Cr30Ni70, Cr40Ni50Fel0, Cr50Ni50. Tyto slitiny jsou dále přilegovány dalšími prvky ke zvýšení žárupevnosti, jako jsou wolfram, niob, molybden, titan nebo kombinace prvků, jako je titan-hliník. Tyto slitiny se vyrábějí s nízkým obsahem uhlíku, obvykle pod 0,08 % C.Up to now, a number of alloying additives have been used for the highest temperatures of use of high-alloy steels and alloys, the combination of which must give optimal properties, such as heat resistance, heat resistance and structural stability. In terms of heat resistance, it is primarily the addition of aluminum, chromium, silicon and nickel, which form oxides with good protective effects on the surface of the steel or alloy. In the field of high-alloy alloys, the following combinations of chromium, nickel and iron are known in particular: Cr20Ni80, Cr30Ni70, Cr40Ni50Fel0, Cr50Ni50. These alloys are further alloyed with other elements to increase heat resistance, such as tungsten, niobium, molybdenum, titanium or combinations of elements such as titanium-aluminum. These alloys are produced with a low carbon content, usually below 0.08% C.

Další skupinu tvoří slitiny na bázi kobaltu. Vysoká žáruvzdornost se dosahuje přísadou chrómu až do obsahu 35 %. Žárupevnost těchto slitin se zvyšuje přísadou uhlíku, popřípadě uhlíku a karbidotvorných přísad. Zlepšení žáruvzdorných slitin, jak na bázi niklu, tak kobaltu, lze docílit přísadou prvků vzácných zemin, jako jsou cér, ytrium a další. U běžných žáruvzdorných ocelí a slitin je hlavní přísadou, která určuje žáruvzdornost, především chrom.Another group consists of cobalt-based alloys. High heat resistance is achieved by adding chromium up to 35%. The heat resistance of these alloys is increased by adding carbon, or carbon and carbide-forming additives. Improvement of heat-resistant alloys, both nickel-based and cobalt-based, can be achieved by adding rare earth elements such as cerium, yttrium and others. In common heat-resistant steels and alloys, the main additive that determines heat resistance is primarily chromium.

Jak u slitin na bázi niklu, tak kobaltu, se musí při výrobě legovat chrom ve formě chromkovu. Tato legura je surovinově obtížně dostupná.Both nickel-based and cobalt-based alloys require chromium in the form of chromium metal during production. This alloy is difficult to obtain as a raw material.

Uvedené nedostatky chromniklová žáruvzdorná slitina se zvýšeným obsahem železa, s obsahem manganu od 0,1 do 2,0 % hmot., od 0,05 do 2,0 % hmot. křemíku, od 0,001 do 0,05 % hmot. fosforu, od 0,01 do 0,05 % hmot. síry, od 35 do 45 % hmot. chrómu, od 0,001 do 0,4 % hmot. uhlíku podle vynálezu, jehož podstatou je, že slitina obsahuje od 0,001 do 0,5 % hmot. céru a od 12,1 do 20 % hmot. železa.The above-mentioned deficiencies of a chromium-nickel refractory alloy with an increased iron content, with a manganese content of from 0.1 to 2.0 wt. %, from 0.05 to 2.0 wt. % of silicon, from 0.001 to 0.05 wt. % of phosphorus, from 0.01 to 0.05 wt. % of sulfur, from 35 to 45 wt. % of chromium, from 0.001 to 0.4 wt. % of carbon according to the invention, the essence of which is that the alloy contains from 0.001 to 0.5 wt. % of cerium and from 12.1 to 20 wt. % of iron.

Výhodou slitiny podle vynálezu je její vyšší žáruvzdornost a nižší finanční náklady na její výrobu.The advantage of the alloy according to the invention is its higher heat resistance and lower financial costs for its production.

Příklad 1Example 1

Slitina obsahuje 0,026 17,5 % železa a 0,06 % céru. The alloy contains 0.026 17.5% iron and 0.06% cerium. % uhlíku, % carbon, 0,32 0.32 % manganu, % manganese, 0,40 0.40 % křemíku, % silicon, 38,9 % chrómu, 38.9% chromium, nikl a nickel and Příklad 2 Example 2 Slitina obsahuje 0,018 The alloy contains 0.018 % uhlíku, % carbon, 0,29 0.29 % manganu, % manganese, 0,85 0.85 % křemíku, % silicon, 41,0 % chrómu, 41.0% chromium, nikl a nickel and

1,0 % železa a 0,2 % céru.1.0% iron and 0.2% cerium.

Slitina podle vynálezu v příkladu 1 má stejnou žárupevnost a strukturní stabilitu jako slitina finančně podle příkladu 2, která reprezentuje dříve vyráběné slitiny.The alloy according to the invention in Example 1 has the same heat resistance and structural stability as the alloy according to Example 2, which is representative of previously produced alloys.

Slitina podle vynálezu má vysokou odolnost proti oxidaci při teplotě 1 200 °C, jak vyplývá z následující tabulky. Odolnost proti oxidaci je přibližně o 30 % vyšší než u slitin s nízkým obsahem železa:The alloy according to the invention has a high oxidation resistance at a temperature of 1200°C, as can be seen from the following table. The oxidation resistance is approximately 30% higher than that of alloys with a low iron content:

Slitina Alloy Přírůstek Increment hmotnosti masses (g.m^-2) při 1 200 °C (gm ^-2 ) at 1,200 °C 500 h 500 hours 1 1 000 h 000 hours 1 500 h 1,500 hours 1 1 122 122 199 199 269 269 2 2 230 230 343 343 431 431 3⁺⁾ 3 ⁺⁾ 403 403 1 1 009 009 1 600 1,600

Porovnávací slitina 3 měla následující chemické složení: 0,07 % uhlíku, 0,30 % manganu, 0,49 % křemíku, 41,4 % chrómu, nikl; 16,9 % železa, 0,06 % céru. Zvýšený obsah uhlíkuComparative alloy 3 had the following chemical composition: 0.07% carbon, 0.30% manganese, 0.49% silicon, 41.4% chromium, nickel; 16.9% iron, 0.06% cerium. Increased carbon content

0,07 %, přesahující doporučené složení podle vynálezu, výrazně snížil odolnost proti oxidaci.0.07%, exceeding the recommended composition according to the invention, significantly reduced the oxidation resistance.

Dlouhodobé zkoušky žáruvzdornosti na vzduch prokázaly, že slitiny bez železa mohou obsahovat zvýšený obsah uhlíku, asi do 0,1 % hmot. Naopak u slitiny se zvýšeným obsahem železa nesmí obsah uhlíku přesáhnout 0,04 % hmot. Při vyšším obsahu uhlíku dochází k prudkému zhoršení odolnosti proti oxidaci, jak dokazuje porovnávací slitina označená č. 3.Long-term tests of heat resistance in air have shown that alloys without iron can contain an increased carbon content, up to about 0.1% by weight. On the contrary, in an alloy with an increased iron content, the carbon content must not exceed 0.04% by weight. At higher carbon contents, oxidation resistance deteriorates sharply, as demonstrated by the comparative alloy marked No. 3.

Obdobné výsledky byly získány u slitin s následujícím chemickým složením: 0,031 % uhlíku, 0,35 % manganu, 0,50 % křemíku, 36,3 % chrómu, nikl a 15,2 % železa, 0,04 % céru; druhá slitina: 0,024 % uhlíku, 0,34 % manganu, 0,41 % křemíku, 38,27 % chrómu, nikl a 18,32 % železa, 0,06 % céru.Similar results were obtained for alloys with the following chemical composition: 0.031% carbon, 0.35% manganese, 0.50% silicon, 36.3% chromium, nickel and 15.2% iron, 0.04% cerium; the second alloy: 0.024% carbon, 0.34% manganese, 0.41% silicon, 38.27% chromium, nickel and 18.32% iron, 0.06% cerium.

Slitiny lze vyrábět ve vakuové peci nebo dvoustupňovou desoxidací, například desoxidací lázně silikokalcia 2 kg.t ¹, nebo hliníkem 0,5 kg.t nebo konečnou desoxidací těsně před přidáním céru, např. 0,6 kg.t ¹ hliníku, , 0 kg.t ¹ ferotitanu, 4-6 kg.t silikokalcia. Do takto upravené lázně se leguje cér.Alloys can be produced in a vacuum furnace or by two-stage deoxidation, for example by deoxidation of a 2 kg.t ¹ silicocalcium bath, or 0.5 kg.t aluminum, or by final deoxidation just before adding cerium, e.g. 0.6 kg.t ¹ aluminum, 0 kg.t ¹ ferrotitanium, 4-6 kg.t silicocalcium. Cerium is alloyed into the bath thus prepared.

Claims

Chromium-nickel refractory alloy with increased iron content and high oxidation resistance, containing manganese from 0.10 to 2.0% by weight, silicon from 0.05 to 2.0% by weight, phosphorus from 0.001 to 0.05% by weight. sulfur from 0.001 to 0.05 wt%, chromium from 35 to 45 wt%, carbon from 0.001 to 0.04 wt%, and nickel, characterized in that it contains from 0.001 to 0.5 wt%. % and from 12.1 to 20 wt. irons.