ES2275974T3 - Aleaciones de ni-cr-mo-cu resisitentes al acido y al acido fosforico en procesos por via humeda. - Google Patents
Aleaciones de ni-cr-mo-cu resisitentes al acido y al acido fosforico en procesos por via humeda. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2275974T3 ES2275974T3 ES03013012T ES03013012T ES2275974T3 ES 2275974 T3 ES2275974 T3 ES 2275974T3 ES 03013012 T ES03013012 T ES 03013012T ES 03013012 T ES03013012 T ES 03013012T ES 2275974 T3 ES2275974 T3 ES 2275974T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- weight
- alloy
- molybdenum
- copper
- nickel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 title abstract 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 title description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 24
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 20
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- FJPKZVUTEXZNPN-UHFFFAOYSA-N chromium copper molybdenum nickel Chemical compound [Ni][Cu][Cr][Mo] FJPKZVUTEXZNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 84
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 84
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 8
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 claims 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 abstract description 21
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract description 20
- 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 abstract description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 12
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 12
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- VVTSZOCINPYFDP-UHFFFAOYSA-N [O].[Ar] Chemical compound [O].[Ar] VVTSZOCINPYFDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 3
- UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N iron nickel Chemical compound [Fe].[Ni] UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017315 Mo—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009617 vacuum fusion Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
- C22C19/053—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 30% but less than 40%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Una aleación de níquel-cromo-molibdeno-cobre resistente al ácido sulfúrico y al ácido fosfórico en un "proceso por vía húmeda", que consiste de: 30, 0 a 35, 0% en peso de Cromo 5, 0 a 7, 6% en peso de Molibdeno 1, 6 a 2, 9% en peso de Cobre Hasta un 1, 0% en peso de Manganeso Hasta un 0, 4% en peso de Aluminio Hasta un 0, 6% en peso de Silicio Hasta un 0, 06% en peso de Carbono Hasta un 0, 13% en peso de Nitrógeno Hasta un 5, 1% en peso de Hierro Hasta un 5, 0% en peso de Cobalto con un balance de níquel y de impurezas.
Description
Aleaciones de
Ni-Cr-Mo-Cu
resistentes al ácido sulfúrico y al ácido fosfórico en procesos por
vía húmeda.
Esta invención se relaciona generalmente con
composiciones de aleaciones metálicas no ferrosas, y más
específicamente con aleaciones de
níquel-cromo-molibdeno-cobre
que proveen una combinación útil resistente al ácido sulfúrico y
resistente al ácido fosfórico en "procesos por vía húmeda".
Una de las etapas en la fabricación de
fertilizantes involucra una reacción entre roca fosfórica y ácido
sulfúrico, para crear ácido fosfórico en un "proceso por vía
húmeda". En esta etapa de la reacción, existe la necesidad de
materiales resistentes tanto al ácido sulfúrico como al ácido
fosfórico en un "proceso por vía húmeda". Las aleaciones
actualmente consideradas para tales aplicaciones incluyen aceros
inoxidables austeníticos y aleaciones de
níquel-hierro que contienen altos niveles de cromo,
aproximadamente en el rango de 28 a 30% en peso. Entre estas se
encuentran la aleación G-30 (patente estadounidense
No. 4.410.489), la Aleación 31 (patente estadounidense No.
4.876.065), y la Aleación 28. Sin embargo, las aleaciones con una
resistencia aún mayor a estos dos ácidos son muy
buscadas.
buscadas.
Se sabe que el cromo es benéfico para la
resistencia a la corrosión de las aleaciones
hierro-níquel y níquel-hierro en el
"proceso por vía húmeda" con ácido fosfórico. También se sabe
que el cobre ayuda a la resistencia de estos mismos sistemas de
aleaciones al ácido sulfúrico, y que el molibdeno es generalmente
benéfico para la resistencia a la corrosión de las aleaciones de
níquel. El uso de estas adiciones en los métodos de aleación, sin
embargo, está restringido por consideraciones de estabilidad
térmica. En otras palabras, si se exceden las solubilidades de
estos elementos en una cantidad significativa, es difícil evitar la
precipitación de fases intermetálicas nocivas en la
microestructura. Estas pueden influenciar la fabricación de
productos forjados y puede impartir las propiedades de las
soldaduras.
soldaduras.
Dado que tanto el cromo como el molibdeno y el
cobre son más solubles en el níquel que el hierro, se sigue que son
posibles niveles más altos de estos elementos en aleaciones de
níquel con bajos niveles de hierro. No es sorprendente, por lo
tanto, que existan las aleaciones de níquel que contienen molibdeno
con altos contenidos de cromo. La patente estadounidense No.
5.424.029 divulga una serie tal de aleaciones, aunque estas
requieren de la adición de tungsteno, en el rango entre 1 y 4% en
peso, y no requieren de cobre. La patente estadounidense No.
5.424.029 establece que tales aleaciones poseen una resistencia
superior a la corrosión para una variedad de medios, aunque ellas
no fueron probadas ni en ácido sulfúrico puro ni en el "proceso
por vía húmeda" con ácido fosfórico. Notablemente, la patente
estadounidense No. 5.424.029 establece que la ausencia de tungsteno
resulta en una velocidad de corrosión significativamente alta.
También establece en forma notable que la resistencia a la
corrosión empeora significativamente cuando está presente el cobre
en niveles del 1,5% o superiores.
Otra patente que divulga aleaciones de níquel
resistentes a la corrosión que contienen molibdeno con altos
contenidos de cromo es la patente estadounidense No. 5.529.642,
aunque el rango preferido de cromo está entre 17 y 22% en peso, y
todas las composiciones requieren la adición de tantalio, en el
rango entre 1,1 y 8% en peso. El cobre es opcional en las
aleaciones de la patente estadounidense No. 5.529.642, hasta del 4%
en peso. JP 09194973 A divulga una aleación con base en níquel que
contiene de 15 a 30% en peso de cromo y de 3 a 10% en peso de
molibdeno que se utiliza como material resistente a la corrosión en
un desulfurante del gas de escape en vía
húmeda.
húmeda.
Dos patentes estadounidenses adicionales, las
Nos. 4.778.576 y 4.789.449, divulgan aleaciones de níquel con un
amplio rango en los contenidos de cromo (5 a 30% en peso) y de
molibdeno (3 a 25% en peso), para usarlas como ánodos en celdas
electroquímicas. Ambas patentes reivindican preferiblemente ánodos
elaborados con la aleación
C-276, que contiene 16% en peso de cromo y 16% en peso de molibdeno, pero sin cobre.
C-276, que contiene 16% en peso de cromo y 16% en peso de molibdeno, pero sin cobre.
El objetivo principal de esta invención es la de
proveer nuevas aleaciones que pueden ser forjadas con una
resistencia combinada más alta al ácido sulfúrico en el "proceso
por vía húmeda" con ácido fosfórico que las aleaciones
anteriores. Se ha encontrado que el objetivo anterior puede ser
logrado por medio de la adición de cromo, molibdeno y cobre al
níquel, dentro de ciertos rangos, junto con los elementos requeridos
para el control del azufre y del oxígeno, durante la fundición, y
las impurezas inevitables. Específicamente, los rangos en
porcentaje en peso están entre 30,0 y 35,0 de cromo, 5,0 a 7,6 de
molibdeno, y 1,6 a 2,9 de cobre. Los rangos más preferidos de
porcentaje en peso son de 32,3 a 35,0 de cromo, 5,0 a 6,6 de
molibdeno, y 1,6 a 2,9 de cobre.
Para el control del azufre y del oxígeno,
durante la descarburación por argón-oxígeno, se
requieren hasta un 1,0% en peso de manganeso, y hasta un 0,4% en
peso de aluminio. Lo más preferible para este propósito es de 0,22
hasta 0,29 de manganeso y de 0,20 hasta 0,29 de manganeso y de 0,20
a 0,32 de aluminio. El silicio y el carbono son también
ingredientes necesarios durante la descarburación por
argón-oxígeno, siendo requeridos niveles hasta del
0,6% en peso y del 0,06% en peso, respectivamente. El nitrógeno y el
hierro no son esenciales, pero son adiciones menores deseables. Se
requieren también niveles de nitrógeno hasta del 0,13% en peso y
niveles de hierro hasta de 5,1% en peso. Con relación a las
impurezas probables, se puede tolerar hasta 0,6% en peso de
tungsteno. Se puede utilizar hasta un 5% en peso de cobalto en lugar
de níquel. Se anticipa que pequeñas cantidades de otras impurezas,
tales como niobio, vanadio, y titanio tendrían muy poco o ningún
efecto sobre las características generales de estos materiales.
El descubrimiento del rango de la gama de
composición definido anteriormente involucró el estudio de un amplio
rango de composiciones, de diferentes contenidos de cromo,
molibdeno y cobre. Estas composiciones se presentan el la Tabla 1,
con el propósito de incrementar los contenidos de cromo, excepto por
el alto contenido de molibdeno en la aleación EN7101 al final de la
tabla. Para comparación, esta tabla también incluye una aleación
libre de cobre, EN2101. Los resultados indican que, con contenidos
de molibdeno en el rango de 5,0 a 7,6% en peso, son necesarios
contenidos de cromo por encima de 29,9% en peso para mejorar a la
mejor de las aleaciones existentes en el "proceso por vía
húmeda" con ácido fosfórico. Sorprendentemente, la influencia del
cromo en contenidos de 32,3% en peso y superiores es
insignificante. Los resultados también indican que una adición de
1,6% en peso de cobre es suficiente para mejorar a la mejor de las
aleaciones existentes en ácido sulfúrico, con cromo en contenidos
de 32,3% en peso y superiores, y con molibdeno en el rango de 5,0 a
7,3% en peso. La resistencia aceptable a la corrosión en ácido
sulfúrico se obtuvo con 7,6% en peso de molibdeno.
Sorprendentemente, los efectos de añadir más cobre fueron
insignificantes.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Para comparación, también fueron analizadas la
aleación G-30, la Aleación 31, la Aleación 28, y la
aleación C-276. Las aleaciones preferidas de las
patentes estadounidenses 5.424.029 (Aleación A) y 5.529.642
(Aleación 13), y la aleación más cercana de la patente
estadounidense No. 5.529.642 (Aleación 37) también fueron fundidas
y analizadas (cuando fue posible). Las composiciones de estas
aleaciones del estado de la técnica se dan en la
Tabla 2.
Tabla 2.
Las aleaciones experimentales, y las aleaciones
del estado del arte de las patentes estadounidenses Nos. 5.424.029
y 5.529.642, fueron fundidas por inducción al vacío, luego fundidas
nuevamente por medio de arco con escoria, con un poder calorífico
de 50 1b. Los lingotes así producidos fueron remojados, luego
forjados y laminados a 1.204ºC. Sorprendentemente, las Aleaciones
13 y 37 de la patente estadounidense No. 5.529.642, se agrietaron
tan gravemente durante la forja y el laminado que tuvieron que ser
raspadas (a espesores de 2 pulgadas y 1,2 pulgadas,
respectivamente). También, EN602 y EN7101 también se agrietaron tan
gravemente durante la forja y el laminado que tuvieron que ser
raspadas a espesores de 1 pulgada y de 2 pulgadas, respectivamente.
Aquellas aleaciones que fueron laminadas exitosamente hasta el
espesor requerido para el ensayo de 0,125 pulgadas fueron sometidas
a ensayos de templado, para determinar el tratamiento más adecuado
de templado. En todos los casos, este fue de 15 min a 1.149ºC
seguido de apagado con agua. La aleación G-30, la
Aleación 31, la Aleación 28, y la aleación C-276
fueron todas analizadas en la condición vendida por el fabricante,
la así llamada condición de "lámina templada".
Antes de analizar las aleaciones ex las
aleaciones experimentales y del arte previo, se estableció que 54%
en peso fue una concentración particularmente corrosiva del
"proceso por vía húmeda" con ácido fosfórico (P_{2}O_{5}),
a 135ºC. Por lo tanto, todas las aleaciones exitosamente laminadas
de hojas con espesor de 0,125 pulgadas fueron analizadas en este
ambiente, junto con láminas similares de las aleaciones comerciales.
Las pruebas se realizaron en autoclaves con una duración de 96
horas ininterrumpidas. Para evaluar la resistencia al ácido
sulfúrico de las aleaciones, se utilizó una concentración del 50% en
peso a 93ºC, nuevamente para una prueba con una duración de 96
horas ininterrumpidas. Las superficies de todas las muestras
aterrizadas en forma manual antes del ensayo, para eliminar
cualquiera de los efectos del terminado por laminación.
Los resultados de las pruebas se suministran en
la Tabla 3. En esencia, las aleaciones de la presente invención
poseen una resistencia similar o superior al ácido sulfúrico que el
material más resistente del estado del arte, la aleación
C-276, y una resistencia superior al "proceso por
vía húmeda" con ácido fosfórico que el material más resistente
del estado del arte, la aleación A de la patente estadounidense No.
5.424.029. Ya que la resistencia de la aleación
C-276 al "proceso por vía húmeda" con ácido
fosfórico es relativamente pobre, y ya que la resistencia de la
aleación A al ácido sulfúrico es relativamente pobre, esta
combinación de propiedades en las aleaciones de esta invención es
considerada como una mejora significativa y sorprendente. Además,
esta combinación de propiedades se logró sin el uso de tungsteno y
de tantalio, consideradas como adiciones obligadas en las patentes
estadounidenses Nos. 5.424.029 y 5.529.642, respectivamente.
También, se logró con los niveles de cobre establecidos en la
patente estadounidense No. 5.424.029 que son nocivos para la
resistencia a la corrosión. Aunque se sabe que el molibdeno
beneficia la resistencia de las aleaciones de níquel a la corrosión
en general, los resultados indican que la resistencia al ácido
sulfúrico disminuye en la medida en que el molibdeno aumenta desde
6,6 hasta 7,6% en peso, en este sistema. Las aleaciones que tienen
por encima de 8% de molibdeno podrían no ser procesadas.
Muchas de las aleaciones de esta invención
tienen números de vacantes electrónicas superiores a 2,7, sugiriendo
que ellas pueden no ser susceptibles al entallamiento en caliente,
un proceso de laminado diseñado para producir arrollamientos con un
espesor de 0,25 pulgadas para laminado en frío con un costo mínimo.
Sin embargo, se ha observado, durante el transcurso del trabajo
experimental, que ellas son susceptibles de forjado convencional en
caliente y de laminado en caliente, a diferencia de las Aleaciones
13 y 37 de la patente estadounidense No. 5.529.642.
Diferentes observaciones se pueden hacer con
relación a los efectos generales de los elementos de la aleación,
de la siguiente manera:
- El cromo (Cr) es un elemento primario de la aleación. Proporciona alta resistencia al ácido fosfórico en "procesos por vía húmeda". El cromo está en el rango de 30,0 a 35,0% en peso. Por debajo de 30,0% en peso, la aleación tiene una resistencia insuficiente al ácido fosfórico en "procesos por vía húmeda", por encima de 35,0% en peso, las aleaciones no pueden ser forjadas en caliente ni laminadas en caliente para la producción de productos de forja, por medios convencionales. El rango preferido para el cromo está entre 32,3 y 35,0% en peso.
- El molibdeno (Mo) es también un elemento primario de la aleación. Se sabe que refuerza la resistencia general a la corrosión de las aleaciones de níquel. El rango del molibdeno está entre 5,0 y 7,6% en peso. Por debajo de 5,0% en peso, las aleaciones tendrían una resistencia insuficiente a la corrosión general, por encima de 7,6% en peso, las aleaciones tienen insuficiente resistencia al ácido sulfúrico. El rango preferido para el molibdeno está entre 5,0 y 6,6% en peso.
- El cobre (Cu) es también un elemento primario de la aleación. Él mejora fuertemente la resistencia de las aleaciones al ácido sulfúrico. El rango del cobre está entre 1,6 y 2,9% en peso. Por debajo de 1,6% en peso, las aleaciones tienen una resistencia insuficiente al ácido sulfúrico, por encima de 2,9% en peso, la aleación contribuiría a inestabilidad térmica, restringiendo por lo tanto el procesamiento de forja, e impartiendo las propiedades de las soldaduras.
- El manganeso (Mn) es utilizado par el control del azufre. Es requerido en niveles hasta del 1,0% en peso, y más preferiblemente, con fundición por medio de arco eléctrico seguido por descarburación por argón-oxígeno, en el rango de 0,22 a 0,29% en peso. Por encima de un nivel de 1,0% en peso, el manganeso contribuye a la inestabilidad térmica. Aleaciones aceptables con muy bajos niveles de manganeso pueden ser posibles con fusión al vacío.
- El aluminio (Al) es utilizado para el control del oxígeno, de la temperatura de baño fundido, y del contenido de cromo durante la descarburación por argón-oxígeno. El rango es hasta del 0,4% en peso, y preferiblemente, con fundición por arco eléctrico seguido por descarburación por argón-oxígeno, es de 0,20 hasta 0,32% en peso. Por encima de 0,4% en peso, el aluminio contribuye a los problemas de estabilidad térmica. Las aleaciones aceptables con niveles muy bajos de aluminio pueden ser posibles con fundición al vacío.
- El silicio (Si) es necesario para el control elemental, durante la descarburación por argón-oxígeno. El rango es hasta de 0,6% en peso. Los problemas de forja, debidos a inestabilidad térmica, son esperados con niveles de silicio por encima del 0,6% en peso. Las aleaciones aceptables con muy bajo contenido de silicio pueden ser posibles con fundición al vacío.
- El carbono (C) es también necesario para el control elemental, aunque se reduce tanto como sea posible durante la descarburación por argón-oxígeno. El rango de carbono es hasta del 0,06% en peso, más allá del cual contribuye a la inestabilidad térmica, a través de la promoción de carburos en la microestructura. Las aleaciones aceptables con un contenido muy bajo de carbono pueden ser aceptables con fundición al vacío, y materiales de carga de alta pureza.
- El nitrógeno (N) es una adición menor deseable pero no esencial, que normalmente estará presente en materiales fundidos al aire, debido a su alta solubilidad en aleaciones con alto contenido de cromo. El rango es hasta del 0,13% en peso, más allá del cual contribuye a inestabilidad térmica.
- El hierro (Fe) es una adición menor deseable pero no esencial, ya que su presencia permite el uso económico de materiales retornados, la mayoría de los cuales contienen cantidades residuales de hierro. Hasta un 5,1% en peso de hierro puede ser tolerado en las aleaciones de esta invención, por encima del cual contribuye a inestabilidad térmica. Una aleación aceptable libre de hierro puede ser posible, utilizando nuevas guarniciones de horno y materiales de carga de alta pureza, especialmente si se emplean técnicas de fundición al vacío.
Se ha mostrado que las impurezas comunes pueden
ser toleradas. En particular, se ha mostrado que el tungsteno puede
ser tolerado hasta en un 0,6% en peso. Se puede utilizar hasta un 5%
en peso de cobalto en lugar del níquel, pero el nivel preferido es
hasta del 1,75% en peso. Elementos tales como el niobio, el titanio,
el vanadio, y el tantalio, que promueven la formación de nitruros y
de otras fases secundarias, deben ser mantenidos en niveles bajos,
por ejemplo, menores a 0,2% en peso. Otras impurezas que pueden
estar presentes en niveles bajos incluyen azufre, fósforo, oxígeno,
magnesio, y calcio (los últimos dos de los cuales están involucrados
con la desoxidación).
Aunque las muestras analizadas eran todas
láminas forjadas, las aleaciones deben exhibir propiedades
comparables en otras formas forjadas (tales como placas, barras,
tubos y alambres) y en formas metalúrgicas de fundición y en polvo.
Por lo tanto, la presente invención abarca todas las formas de la
composición de la aleación.
Aunque hemos divulgado ciertas modalidades
preferidas interesantes de la aleación, debe entenderse claramente
que la presente invención no se limita a las mismas sino que pueden
ser incorporadas otras más dentro del alcance de las siguientes
reivindicaciones.
Claims (8)
1. Una aleación de
níquel-cromo-molibdeno-cobre
resistente al ácido sulfúrico y al ácido fosfórico en un "proceso
por vía húmeda", que consiste de:
- 30,0 a 35,0% en peso de Cromo
- 5,0 a 7,6% en peso de Molibdeno
- 1,6 a 2,9% en peso de Cobre
- Hasta un 1,0% en peso de Manganeso
- Hasta un 0,4% en peso de Aluminio
- Hasta un 0,6% en peso de Silicio
- Hasta un 0,06% en peso de Carbono
- Hasta un 0,13% en peso de Nitrógeno
- Hasta un 5,1% en peso de Hierro
- Hasta un 5,0% en peso de Cobalto
con un balance de níquel y de impurezas.
2. La aleación de
níquel-cromo-molibdeno-cobre
de la reivindicación 1, que consiste de:
- 32,3 a 35,0% en peso de Cromo
- 5,0 a 6,6% en peso de Molibdeno
- 1,6 a 2,9% en peso de Cobre
- 0,22 a 0,29% en peso de Manganeso
- 0,20 a 0,32% en peso de Aluminio
- Hasta un 0,6% en peso de Silicio
- Hasta un 0,06% en peso de Carbono
- Hasta un 0,13% en peso de Nitrógeno
- Hasta un 5,1% en peso de Hierro
con un balance de níquel y de impurezas.
3. La aleación de
níquel-cromo-molibdeno-cobre
de la reivindicación 1, en donde el cobalto está presente hasta en
un 1,75% en peso.
4. La aleación de
níquel-cromo-molibdeno-cobre
de la reivindicación 1, en donde las impurezas contienen hasta un
0,6% en peso de tungsteno.
5. La aleación de
níquel-cromo-molibdeno-cobre
de la reivindicación 1, en donde las impurezas contienen niveles al
menos de uno entre niobio, titanio, vanadio, tantalio, azufre,
fósforo, oxígeno, magnesio, y calcio.
6. La aleación de
níquel-cromo-molibdeno-cobre
de la reivindicación 1, en donde las aleaciones están en formas
forjadas seleccionadas del grupo que consiste de láminas, placas,
barras, alambres, tubos, tuberías, y piezas de forja.
7. La aleación de
níquel-cromo-molibdeno-cobre
de la reivindicación 1, en donde la aleación está en forma de una
fundición.
8. La aleación de
níquel-cromo-molibdeno-cobre
de la reivindicación 1, en donde la aleación está en forma de un
polvo para metalurgia.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US170945 | 1993-12-21 | ||
| US10/170,945 US6764646B2 (en) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | Ni-Cr-Mo-Cu alloys resistant to sulfuric acid and wet process phosphoric acid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2275974T3 true ES2275974T3 (es) | 2007-06-16 |
Family
ID=27612937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES03013012T Expired - Lifetime ES2275974T3 (es) | 2002-06-13 | 2003-06-10 | Aleaciones de ni-cr-mo-cu resisitentes al acido y al acido fosforico en procesos por via humeda. |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6764646B2 (es) |
| EP (1) | EP1382696B1 (es) |
| JP (1) | JP4447247B2 (es) |
| KR (1) | KR100788533B1 (es) |
| CN (1) | CN1280437C (es) |
| AT (1) | ATE348198T1 (es) |
| AU (1) | AU2003204654B2 (es) |
| CA (1) | CA2431337C (es) |
| DE (1) | DE60310316T2 (es) |
| ES (1) | ES2275974T3 (es) |
| GB (1) | GB2389590B (es) |
| MX (1) | MXPA03005304A (es) |
| TW (1) | TWI257955B (es) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008021650A2 (en) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Huntington Alloys Corporation | Welding alloy and articles for use in welding, weldments and method for producing weldments |
| CA2717380C (en) * | 2008-03-25 | 2014-05-20 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Nickel based alloy |
| JP4656251B1 (ja) | 2009-09-18 | 2011-03-23 | 住友金属工業株式会社 | Ｎｉ基合金材 |
| EP2455504A1 (en) * | 2010-11-19 | 2012-05-23 | Schmidt + Clemens GmbH + Co. KG | Nickel-chromium-iron-molybdenum alloy |
| JP5956205B2 (ja) * | 2012-03-15 | 2016-07-27 | 日立金属Ｍｍｃスーパーアロイ株式会社 | Ｎｉ基合金の製造方法 |
| US9399807B2 (en) | 2012-04-30 | 2016-07-26 | Haynes International, Inc. | Acid and alkali resistant Ni—Cr—Mo—Cu alloys with critical contents of chromium and copper |
| US9394591B2 (en) * | 2012-04-30 | 2016-07-19 | Haynes International, Inc. | Acid and alkali resistant nickel-chromium-molybdenum-copper alloys |
| US20130287624A1 (en) * | 2012-04-30 | 2013-10-31 | Haynes International, Inc. | STABILIZED ACID AND ALKALI RESISTANT Ni-Cr-Mo-Co ALLOYS |
| DK2746414T3 (da) | 2012-12-19 | 2020-03-16 | Haynes Int Inc | Syre- og alkalimodstandsdygtige Ni-Cr-Mo-Cu-legeringer med kritiske indhold af chrom og kobber |
| CN103882264A (zh) * | 2012-12-19 | 2014-06-25 | 海恩斯国际公司 | 耐受酸和碱的具有临界铬和铜含量的Ni-Cr-Mo-Cu合金 |
| CA2831121A1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-16 | Haynes International, Inc. | Acid and alkali resistant ni-cr-mo-cu alloys with critical contents of chromium and copper |
| CN105443827A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-03-30 | 常熟市虞菱机械有限责任公司 | 一种耐污自清洁流量控制阀 |
| AU2021270741B2 (en) * | 2020-05-11 | 2026-03-05 | Haynes International, Inc. | Wroughtable, chromium-bearing, cobalt-based alloys with improved resistance to galling and chloride-induced crevice attack |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE546036A (es) * | ||||
| CH268609A (fr) * | 1941-12-17 | 1950-05-31 | Mond Nickel Co Ltd | Procédé de fabrication d'une pièce métallique ou partie de pièce métallique destinée à être soumise à de hautes températures et présentant, dans ces conditions, une bonne résistance au fluage, et pièce métallique fabriquée par ce procédé. |
| GB632712A (en) * | 1947-01-17 | 1949-12-05 | Int Nickel Co | Improvements relating to heat-resisting alloys and to articles made from them |
| FR1053845A (fr) * | 1951-04-17 | 1954-02-05 | Carpenter Steel Co | Perfectionnements aux alliages |
| FR1266717A (fr) * | 1960-07-15 | 1961-07-17 | Deutsche Edelstahlwerke Ag | Utilisation nouvelle d'un alliage de nickel et de chrome pour la fabrication d'objets à grande résistance à la traction et à faible perméabilité magnétique |
| FR1458321A (fr) * | 1965-08-13 | 1966-03-04 | Int Nickel Ltd | Production de lingots |
| US3565611A (en) | 1968-04-12 | 1971-02-23 | Int Nickel Co | Alloys resistant to corrosion in caustic alkalies |
| US4171217A (en) | 1978-02-21 | 1979-10-16 | Cabot Corporation | Corrosion-resistant nickel alloy |
| US4400210A (en) * | 1981-06-10 | 1983-08-23 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Alloy for making high strength deep well casing and tubing having improved resistance to stress-corrosion cracking |
| US4421571A (en) * | 1981-07-03 | 1983-12-20 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Process for making high strength deep well casing and tubing having improved resistance to stress-corrosion cracking |
| US4410489A (en) | 1981-07-17 | 1983-10-18 | Cabot Corporation | High chromium nickel base alloys |
| US5424029A (en) | 1982-04-05 | 1995-06-13 | Teledyne Industries, Inc. | Corrosion resistant nickel base alloy |
| DE3609814A1 (de) * | 1986-03-22 | 1987-09-24 | Basf Ag | Elektromagnetische strahlung absorbierende kunststoffmischungen, die ferro- und/oder piezoelektrische stoffe enthalten |
| US4778576A (en) | 1986-07-31 | 1988-10-18 | The Dow Chemical Company | Nickel alloy anodes for electrochemical dechlorination |
| DE3716665A1 (de) | 1987-05-19 | 1988-12-08 | Vdm Nickel Tech | Korrosionsbestaendige legierung |
| JPH05255784A (ja) * | 1992-03-11 | 1993-10-05 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐食性に優れた油井用Ｎｉ基合金 |
| US5529642A (en) | 1993-09-20 | 1996-06-25 | Mitsubishi Materials Corporation | Nickel-based alloy with chromium, molybdenum and tantalum |
| JPH07316699A (ja) * | 1994-05-18 | 1995-12-05 | Mitsubishi Materials Corp | 高硬度および高強度を有する耐食性窒化物分散型Ｎｉ基合金 |
| JP3485980B2 (ja) * | 1994-10-03 | 2004-01-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ボイラ−用溶接クラッド鋼管の製造方法 |
| JPH09194973A (ja) | 1996-01-10 | 1997-07-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐硫酸腐食性材料 |
| KR100473039B1 (ko) * | 2000-11-16 | 2005-03-09 | 스미토모 긴조쿠 고교 가부시키가이샤 | 용접성 및 고온강도가 우수한 니켈기 내열 합금, 이를 이용한 용접 조인트, 및 이를 이용한 에틸렌 플랜트용 분해로 또는 개질로에 사용하는 관 |
| JP4895434B2 (ja) * | 2001-06-04 | 2012-03-14 | 清仁 石田 | 快削性Ｎｉ基耐熱合金 |
| JP3952861B2 (ja) * | 2001-06-19 | 2007-08-01 | 住友金属工業株式会社 | 耐メタルダスティング性を有する金属材料 |
| US6740291B2 (en) * | 2002-05-15 | 2004-05-25 | Haynes International, Inc. | Ni-Cr-Mo alloys resistant to wet process phosphoric acid and chloride-induced localized attack |
-
2002
- 2002-06-13 US US10/170,945 patent/US6764646B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-05-28 KR KR1020030033898A patent/KR100788533B1/ko not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-05 CA CA002431337A patent/CA2431337C/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-10 AT AT03013012T patent/ATE348198T1/de active
- 2003-06-10 ES ES03013012T patent/ES2275974T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-10 DE DE60310316T patent/DE60310316T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-10 EP EP03013012A patent/EP1382696B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-12 TW TW092115979A patent/TWI257955B/zh not_active IP Right Cessation
- 2003-06-12 AU AU2003204654A patent/AU2003204654B2/en not_active Expired
- 2003-06-12 JP JP2003167455A patent/JP4447247B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-13 MX MXPA03005304A patent/MXPA03005304A/es active IP Right Grant
- 2003-06-13 GB GB0313702A patent/GB2389590B/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-13 CN CNB031425712A patent/CN1280437C/zh not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200413544A (en) | 2004-08-01 |
| GB0313702D0 (en) | 2003-07-16 |
| DE60310316T2 (de) | 2007-04-05 |
| EP1382696A1 (en) | 2004-01-21 |
| MXPA03005304A (es) | 2004-04-21 |
| JP2004019005A (ja) | 2004-01-22 |
| AU2003204654A1 (en) | 2004-01-15 |
| CN1280437C (zh) | 2006-10-18 |
| CA2431337A1 (en) | 2003-12-13 |
| US20030231977A1 (en) | 2003-12-18 |
| CA2431337C (en) | 2007-06-26 |
| AU2003204654B2 (en) | 2008-10-23 |
| DE60310316D1 (de) | 2007-01-25 |
| KR100788533B1 (ko) | 2007-12-24 |
| CN1472353A (zh) | 2004-02-04 |
| JP4447247B2 (ja) | 2010-04-07 |
| EP1382696B1 (en) | 2006-12-13 |
| TWI257955B (en) | 2006-07-11 |
| KR20030095984A (ko) | 2003-12-24 |
| GB2389590A (en) | 2003-12-17 |
| US6764646B2 (en) | 2004-07-20 |
| GB2389590B (en) | 2005-09-14 |
| ATE348198T1 (de) | 2007-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2275974T3 (es) | Aleaciones de ni-cr-mo-cu resisitentes al acido y al acido fosforico en procesos por via humeda. | |
| ES2733153T3 (es) | Acero inoxidable ferrítico con excelente resistencia a la oxidación | |
| JP7059357B2 (ja) | 二相ステンレスクラッド鋼板およびその製造方法 | |
| KR970008165B1 (ko) | 고망간 혼립 스테인레스강 | |
| EP1836328B1 (en) | An austenitic steel and a steel product | |
| US6280540B1 (en) | Copper-containing Ni-Cr-Mo alloys | |
| JP2010508439A (ja) | ２相ステンレス鋼およびこの鋼の使用 | |
| ES2620428T3 (es) | Acero inoxidable ferrítico económico | |
| JP2017057461A (ja) | 高温強度に優れたＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金 | |
| ES2312685T3 (es) | Aleaciones de ni-cr-mo resistentes a procesos con acido fosforico por via humeda y al ataque localizado inducido por cloruro. | |
| ES2728229T3 (es) | Acero inoxidable ferrítico con excelente resistencia a la oxidación, buena resistencia a altas temperaturas y buena conformabilidad | |
| RU2584315C1 (ru) | Конструкционная криогенная аустенитная высокопрочная коррозионно-стойкая, в том числе в биоактивных средах, свариваемая сталь и способ ее обработки | |
| KR102149992B1 (ko) | 니켈재 및 니켈재의 제조 방법 | |
| JPS61177352A (ja) | 石油化学工業反応管用耐熱鋳鋼 | |
| US20220235445A1 (en) | Ferritic heat-resistant steel | |
| CN120719221B (zh) | 碳含量超低的铁素体不锈钢及其制备工艺和应用 | |
| JPH07224352A (ja) | 高温塩害特性、靱性及び高温強度に優れたＣｒ含有鋼 |