NO149699B - Seige ferrittiske staal. - Google Patents

Description

De ferrittiske krom-molybdenstål har i de senere år vært gjenstand for inngående undersøkelser for bestemmelse av karakteren av og den strukturelle sammenheng i forbindelse med de svakheter disse stål i motsetning til de austenittiske Cr-Ni-stål er beheftet méd ; sarnt for å minske eller elimi-nere dis^é svakheter og" å finne frem til de fordeler, blant annet i økonomisk henseende, som disse stål oppviser i for-hold til de austenittiske stål.

I første rekke hair kunnskapene om de innleirede stoffer karbon og nitrogen ført til nye metallurgiske prosesser som muliggjør en senkning av innholdet av disse elementer under de hittil vanlige"verdier. Dette lyktes, men bare med bruk av metallurgiske prosesser og anlegg som utgjorde en for stor økonomisk belastning. Likevel var resultatene ikke.tilfredsstiilénde, særlig méd hensyn til omslagstemperaturen, dvs. den temperatur der stålets seige (duktile) tilstand brått går over til sprø tilstand.

Anvendelse av stabiliserende elementer for å binde C og N

ved de laveste innhold av disse elementer, nemlig <^ 0.03%, førte til tilsetninger som for eksempel for Ti ikke lenger tilsvarer det støkiometriske forholdet i : 4, men ble øket til forholdet 1 : 15. Dette medførte innhold av Ti som virket ugunstig på-stålets egenskaper. Som regel foreslås innhold av C og N på under 0.0l5% hvorved i visse tilfel-

ler, det tillates innhold av Si fra 0 - 3%, av mangan fra 0-1%, av nikkel fra 0 - 5% og av kopper fra 0-2%. Etter-som disse elementer, innen de angitte områder, ikke tilleg-ges noen innflytelse på disse stålenes egenskaper, fremgår det klart at disse elementer ikke ér nødvendige. Beliggen-heten av omslagstemperaturen er særskilt viktig når det er nødvendig å sveise, en prosess som er nødvendig når disse stål skal anvendes for fremstilling av industrielle pro-dukter. De ovenfor nevnte stål, som i ikke-sveiset til-

stand oppviser en godtagbar seighet, sprekker i.sveisefugen

og i sveisefugens tilgrensende soner i sveiset tilstand.

Undersøkelsene som ligger til grunn for den foreliggende oppfinnelse har gitt de overraskende og.uventede resultater at stabiliserte ferrittiske krom-molybdenstål kan ha omslags-temperaturer liggende langt under romtemperaturen, særlig i sveisefugen og i de soner som er i direkte tilslutning til denne, når det til de i og for seg kjente stål tilsettes nikkel og kopper i mengder som ligger i et begrenset område, hvorved C- og N-innholdet bør ligge innen et be-stemt område som overraskende nok ligger ved relativt høye verdier. Det tilsettes Ti eller Nb i mengder som ligger under dé idag vanlige forholdstall, men minst 0. 2%, med - det vilkår at det tilsettes en ytterligere mengde av Ti, nemlig tilsvarende 4 x innholdet av C+N, henholdsvis 8 x innholdet av C+N for Nb, hvorved det tillates et maksi-

malt innhold av Ti på 0, 1%, henholdsvis for Nb på 1, 0%. Oppfinnelsen kjennetegnes av de trekk som fremgår av pat-entkravene.

Det iøynefallende og helt uventede var imidlertid følgende: Ved relativt høye innhold av C+N kreves det et relativt

høyt nikkelinnhold og en mindre mengde kopper fpr å oppnå, høy seighet ved uforandret korrosjonsbestandighet ved romtemperatur og lavere og særskilt i sveisesonen.

For å vise den overraskende og uventede virkning særlig av nikkeltilsetningen til ferrittiske Cr-Mo-stål gis det i det følgende to eksempler på stål med en foretrukket sammensetning i henhold til oppfinnelsen, sammenlignet med vanlige stål, med hensyn til seighet.

Stålene A og C har en sammensetning i ve.kt% i henhold til. den foreliggende oppfinnelse.. Omslagskurvene for stålene A, B, C og D er fremstilt grafisk.

Kurven "GM" gjelder for grunnmaterialet, og kurven "HAZ" for de soner som ligger nær sveisefugen. Sveisefugen er særskilt utsatt for å bli sprø på grunn av sveisetempe-raturen.

Sammenlignes kurveforløpet "GM" for de to stålene A og B, finner en at stålet A i henhold til oppfinnelsen har en om-slags temperatur mellom -60°C og -50°C, mens derimot det vanlige stål B har en omslagstemperatur som ligger mellom +80°C og +100°C. En sammenligning av kurvene for "HAZ" viser en omslagstemperatur for stål A fra -40°C til -20°C, og for sammenlignings-stålet B på mellom +120°C og +140°C. Kurveforløpet "GM" viser for stål C en omslagstemperatur som ligger mellom -30°C og -50°C. For stål D er de tilsvarende verdier +10°C og +30°C. En sammenligning med kurven "HAZ" viser en omslagstemperatur på stål C i henhold til oppfinnelsen på mellom -10°C og 0°C, og for sammenlignings-stålet D fra +40°C til +50°C.

For en fagmann beviser disse resultatene at stålene i

henhold til den foreliggende oppfinnelse i sveisede kon-struksjoner ikke blir sprø ved romtemperatur eller lavere.

For fagmannen er det klart at nikkel- og koppertilsetningen

må velges slik at det ved bibehold av optimal seighet skjer ingen eller bare en neglisjerbar nedsettelse av mot-standsevnen mot spennihgskorrosjon. Dette ville inntreffe hvis de høyeste grenser for Ni og Cu i henhold til oppfinnelsen overskrides ved tilsetninger på eksempelvis.5.0% Ni og 2, 0% Cu.

Den nødvendige oppfinnelseshøyde er gitt ved de angitte begrensningene av.de forskjellige legeringsområdene, sær-

lig for Ni og Cu.

Med hensyn til innholdet av C+N kan sies at de relativt høye innhold av (C+N) som er foreskrevet gir en garanti for en reproduserbarhet av stålet som ikke er mulig med innhold av (C+N) på under 0,015%.

Claims (6)

1. Ferrittisk stabilisert rustfritt og korrosjons-motstandsdyktig krom-molybdenstål som i vekt% inneholder 0,01 - 0,025% karbon, 0,005 - 0,025% nitrogen, 20,0 T. 30,0% krom, 3,0 - 5,0% molybden samt 0,0 2 - 1,0% av hvert av elementene mangan og silisium og maksimalt 0,25% av hvert av elementene vanadium, wolfram, kobolt og aluminium, karakterisert ved at stålet inneholder

nikkel - 3,2 - 4,8 vekt* kopper - 0,1 - 1,0 vekt% titan .og/eller niob -0,2 - 1,0 vektSS idet resten består av jern sammen med de vanlige forurens-ninger .

2. Stål som angitt i krav 1, karakterisert ved at summen av karbon og nitrogeninnholdet utgjør minst 0,015 og maks. 0,04 vekt%.

3. Stål som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det! har følgende sammensetning i vekt%:

4. Stål som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at nikkelinnholdet er 3,5 - 4,2% ved et krominnhold på 22,0 - 24,0% og et molybdeninnhold på 3,5 - 4,5%.

5. Stål som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at nikkelinnholdet er 3,9 - 4,5% ved et krominnhold på 27,0 - 3 0,0% og et molybdeninnhold på 3,7 - 4,2%.

6. Stål som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det har følgende sammensetning i vekt%: