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DE2117030B2 - Use of a nickel-chromium steel of a certain composition as a high-temperature material - Google Patents

Use of a nickel-chromium steel of a certain composition as a high-temperature material

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Publication number
DE2117030B2
DE2117030B2 DE19712117030 DE2117030A DE2117030B2 DE 2117030 B2 DE2117030 B2 DE 2117030B2 DE 19712117030 DE19712117030 DE 19712117030 DE 2117030 A DE2117030 A DE 2117030A DE 2117030 B2 DE2117030 B2 DE 2117030B2
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DE
Germany
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steels
steel
content
resistance
nickel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19712117030
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German (de)
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DE2117030A1 (en
Inventor
Jean Pompey Bellot
Michel Custines Hugo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ACIERIES DU MANOIR-POMPEY PARIS FR Ste
Original Assignee
ACIERIES DU MANOIR-POMPEY PARIS FR Ste
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Publication date
Application filed by ACIERIES DU MANOIR-POMPEY PARIS FR Ste filed Critical ACIERIES DU MANOIR-POMPEY PARIS FR Ste
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Publication of DE2117030B2 publication Critical patent/DE2117030B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

30 C % + Ni % + 0,5 Mn % + 16 N % = Cr % + 0,5 (Nb + 0,5 Ta) % + 3,5 Ti % + 1,5 Si % + Mo % + 11 ± 230 C% + Ni% + 0.5 Mn% + 16 N% = Cr% + 0.5 (Nb + 0.5 Ta)% + 3.5 Ti% + 1.5 Si% + Mo% + 11 ± 2

genügt, als Werkstoff für Außenteile von Reformierungs- oder Crackungsöfen, die bei Temperaturen von 800 bis 12000C hochgradig temperaturwechselbeständig und gegen interkristalline Korrosion hochgradig beständig sein müssen für Anwendungen im Temperaturbereich zwischen 600 und 1250" C.is sufficient as a material for external parts of reforming or cracking furnaces, which have to be highly resistant to temperature changes at temperatures of 800 to 1200 0 C and highly resistant to intergranular corrosion for applications in the temperature range between 600 and 1250 "C.

2. Verwendung eines Stahls nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß die Zusammensetzung des Stahls die Bedingung2. Use of a steel according to claim 1 with the proviso that the composition of the steel the condition

30 · C % = (2 Ti % + 6 (Nb + 0,5 Ta) %) ± 20%30 C% = (2 Ti% + 6 (Nb + 0.5 Ta)%) ± 20%

erfüllt, für den Zweck nach Anspruch 1.fulfilled, for the purpose according to claim 1.

3. Verwendung eines Stahls nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß in dem Stahl der gewichtsprozentuale Anteil von (Nb + 0,5 Ta) mindestens dem sechsfachen Kohlenstoffgehalt entspricht, für den3. Use of a steel according to claim 1 with the proviso that in the steel the weight percentage The proportion of (Nb + 0.5 Ta) corresponds to at least six times the carbon content for which

Zweck nach Anspruch 1.Purpose according to claim 1.

4. Verwendung eines Stahls nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß der Titangehalt das Doppelte des Kohlenstoffgehalts ist, für den Zweck nach Anspruch 1.4. Use of a steel according to claim 1 with the proviso that the titanium content is twice that Carbon content for the purpose of claim 1.

5. Verwendung eines Stahls nach Anspruch 1, bestehend aus5. Use of a steel according to claim 1, consisting of

0,10 bis 0,15% C, 25 bis 28% Cr, 33 bis 40% Ni, 03 bis 1,2% Mn, 1,2 bis 1,5% Si, 0,6 bis 1,2% (Nb + 0,5 Ta), 02 bis 0,8% Ti, 0 bis 030% Mo, 0,05 bis 0,15% N, höchstens 0,05% (S + P), weniger als 0,05% Al, weniger als 0,01 % Pb, weniger als 0,01 % Sn, weniger als 0,01% Zn, weniger als 0,10% Cu, Rest Eisen und übliche Verunreinigungen für den Zweck nach Anspruch 1.0.10 to 0.15% C, 25 to 28% Cr, 33 to 40% Ni, 03 to 1.2% Mn, 1.2 to 1.5% Si, 0.6 to 1.2% (Nb + 0.5 Ta), 02 to 0.8% Ti, 0 to 030% Mo, 0.05 to 0.15% N, at most 0.05% (S + P), less than 0.05% Al, less than 0.01% Pb, less than 0.01% Sn, less than 0.01% Zn, less than 0.10% Cu, balance iron and common impurities for the purpose of claim 1.

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Nickel-Chrom-Stahls, bestehend aus 0,05 bis 0,20% C, 30 bis 40% Ni, 23 bis 30% Cr, 0,5 bis 13% (Nb + 0,5 Ta), 0,04 bis 0,2% N, 0,6 bis 1,5% Mn, 1,0 bis 1,8% Si, 0 bis 1,00% Ti, 0 bis 0,30% Mo, höchstens J5 0,05% (S + P), Rest Eisen und übliche Verunreinigungen, welcher der BeziehungThe invention relates to the use of a nickel-chromium steel consisting of 0.05 to 0.20% C, 30 to 40% Ni, 23 to 30% Cr, 0.5 to 13% (Nb + 0.5 Ta), 0.04 to 0.2% N, 0.6 up to 1.5% Mn, 1.0 up to 1.8% Si, 0 to 1.00% Ti, 0 to 0.30% Mo, at most J5 0.05% (S + P), remainder iron and usual impurities, which of the relationship

30 C% + Ni % + 0,5 Mn% + 16 N% = Cr% + 0,5 (Nb + 0,5 Ta) % + 3,5 Ti% + 1,5 Si% + Mo% + 11 ± 230 C% + Ni% + 0.5 Mn% + 16 N% = Cr% + 0.5 (Nb + 0.5 Ta)% + 3.5 Ti% + 1.5 Si% + Mo% + 11 ± 2

genügt, als Werkstoff für Außenteile von Reformierungs- oder Crackungsöfen, die bei Temperaturen von 800 bis 1200° C hochgradig tempera turwechselbeständig und gegen interkristalline Korrosion hochgradig beständig sein müssen, für Anwendungen im Temperaturbereich zwischen 600 und 1250° C.is sufficient as a material for external parts of reforming or cracking furnaces that operate at temperatures of 800 to 1200 ° C highly resistant to temperature changes and must be highly resistant to intergranular corrosion for applications in the temperature range between 600 and 1250 ° C.

Damit betrifft die Erfindung spezielle Zusammensetzungen, bei welchen die jeweiligen Verhältnisse der verschiedenen Bestandteile einer Abstimmungsregel folgen, die der Verbesserung wenigstens einiger der nachstehend angeführten Eigenschaften entspricht: Kriechfestigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen gegenüber Sauerstoff, Kohlenstoff, Schwefel oder jedem anderen Ätzmittel, welches mit der Legierung in Berührung kommen kann, insbesondere Widerstandsfähigkeit gegenüber interkristalliner Korrosion, Schweißbarkeit, Alterungsbeständigkeit, insbesondere Widerstandsfähigkeit gegenüber Ermüdung durch Wärme, gute Warmverformbarkeit, die eine leichte Bearbeitung durch Biegen, Schmieden, usw. ermöglicht; diese Eigenschaften verleihen dieser Legierung eine optimale Widerstandsfähigkeit gegenüber den Verbrennungsgasen, die aufgrund des Luftüberschusses, der zur Verbrennung des zum Erhitzen der öfen verwendeten Brennstoffes nötig ist, zwangsläufig oxydierend sind.The invention thus relates to specific compositions in which the respective ratios of Follow various elements of a voting rule that improve at least some of the corresponds to the properties listed below: creep resistance, thermal shock resistance, Corrosion resistance at high temperatures to oxygen, carbon, sulfur or any other etchants that can come into contact with the alloy, especially resistance against intergranular corrosion, weldability, resistance to aging, especially resistance against heat fatigue, good hot formability, easy machining made possible by bending, forging, etc.; these properties give this alloy an optimal one Resistance to the combustion gases generated due to the excess air that is used for the Combustion of the fuel used to heat the stoves is inevitably oxidizing.

Wenn die jeweiligen Gehalte der verschiedenen Bestandteile den eingangs angegebenen Abstimmungsregeln entsprechen, werden relative, für die austenitische und ferritische Phase geeignete Verhältnisse aufrecht erhalten. Die in dem linken Teil der Beziehung angeführten Bestandteile sind austenitbildende Bestandteile, d.h. Bestandteile, die das Entstehen der gamma-Phase begünstigen, während die Bestandteile des zweiten Teils der Formel ferrit-bildende Bestandteile sind, d.h. Bestandteile, die das Entstehen der alpha-Phase begünstigen. Was das Titan und das Molybdän anbetrifft, können die entsprechenden Gehalte Null sein, wie oben angegeben.If the respective contents of the various constituents correspond to the voting rules given at the beginning, relative, for the austenitic and ferritic phase maintain suitable proportions. The one in the left part of the relationship The components listed are austenite-forming components, i.e. components that cause the gamma phase favor, while the constituents of the second part of the formula favor ferrite-forming constituents are, i.e. components that promote the formation of the alpha phase. What the titan and that As for molybdenum, the corresponding levels can be zero, as indicated above.

Vorzugsweise erfüllt die Zusammensetzung des Stahls die Bedingung:The composition of the steel preferably fulfills the condition:

30 C % = (2 Ti % + 6 (Nb + 0,5 Ta) %) ± 20%30 C% = (2 Ti% + 6 (Nb + 0.5 Ta)%) ± 20%

Die Beachtung dieser Bedingung ermöglicht es, eine maximale Stabilisierung der austenitischen und ferritischen Phase zu erzielen und darüber hinaus die interkristalline Korrosion bei hohen, zwischen 900 und 12500C liegenden Temperaturen weitgehend zu vermeiden. Observance of this condition makes it possible to achieve maximum stabilization of the austenitic and ferritic phase and, moreover, to largely avoid intergranular corrosion at high temperatures between 900 and 1250 ° C.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung liegt bei dem zu verwendenden Stahl der Siliziumgehalt zwischen 1,0 und 1,8 Gew.-%. Wenn dieser Gehalt unter 1,0% liegt, erweist sich die Oxydationsbeständigkeit als unzureichend und wird nur von einem Gehalt von etwa 1,2% an ausgezeichnet; bei einem Siliziumgehalt über 1,8% ist die Schweißbarkeit mangelhaft, und zur Erzielung einerAccording to a feature of the invention, the silicon content of the steel to be used is between 1.0 and 1.8 wt%. If this content is below 1.0%, If the oxidation resistance proves to be insufficient and is only from a content of about 1.2% excellent; if the silicon content exceeds 1.8%, the weldability is poor, and to achieve a

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einwandfreien Schweißbarkeit wird dieser Gehalt vorzugsweise höchstens 1,5% betragen. Zur Erzielung der besten Oxydationsbeständigkeit ohne Beeinträchtigung der anderen Eigenschaften soll der Chromgehalt am besten zwischen 23 und 30%, vorteilhaft zwischen 25 und 2S% liegen.perfect weldability, this content will preferably be at most 1.5%. To achieve The chromium content should provide the best resistance to oxidation without impairing the other properties ideally between 23 and 30%, advantageously between 25 and 2½%.

Der Titangehalt soll vorzugsweise etwa das Doppelte des Kohlenstoffgehalts betragen, während der Niobgehalt (wenn kein Tantal vorhanden ist) mindestens sechsmal so hoch wie der Kohlenstoffgehalt zur Beibehaltung einer geeigneten Kriechfestigkeit liegen soll, wie dem auch der Kohlenstoffgehalt ;n dem vorgenannten Bereich (0,05 bis 0,20%, vorzugsweise 0,10 bis 0,15% Kohlenstoff) sei.The titanium content should preferably be about twice the carbon content, while the niobium content (if no tantalum is present) at least six times the carbon content to maintain adequate creep resistance should, as well as the carbon content; in the aforementioned range (0.05 to 0.20%, preferably 0.10 to 0.15% carbon).

Wie die vorgenannten Abstimmungsregeln, die den Bedingungen einer maximalen Stabilisierung entsprechen, erkennen lassen, kann das Niob teilweise durch Tantal ersetzt werden, und zwar im Verhältnis von zwi;i Teilen Tantal für einen Teil Niob. Man wird erkennen, daß Tantal im allgemeinen enthalten ist, da das technische, zur Bildung der Nioblegierungen verwendete Niob im allgemeinen einen gewissen Anteil an Tantal als Verunreinigung enthältAs the aforementioned voting rules, which correspond to the conditions of maximum stabilization, show, the niobium can partially penetrate Tantalum can be replaced, namely in the ratio of between; i Part tantalum for part niobium. It will be seen that tantalum is generally included as the technical niobium used to form the niobium alloys generally contains a certain proportion of tantalum contains as an impurity

Das Molybdän bildet keine schädliche Verunreinigung, sofern sein Gehalt nicht über 0,30% liegtThe molybdenum does not form any harmful impurity, provided its content does not exceed 0.30%

Erfindungsgemäß wurde ferner gefunden, daß neben dem Phosphor und dem Schwefel, die zusammen auf einen Gesamtgehalt von 0,05% beschränkt sein sollen, gewisse Elemente unter den Verunreinigungen des Eisens einige Eigenschaften der erfindungsgemäß verwendeten Legierung beeinträchtigen. Deshalb sind die Gehalte an eventuellen Verunreinigungen, wie Aluminium, Blei, Zinn, Zink und Kupfer, jeweils auf 0,05%, 0,01%, 0,01%, 0,01% und 0,10% beschränkt Diese Elemente führen zu verminderter Warm- oder KaHverformbarkeit einer Erschwernis des Warmformens oder auch zu verringerter Kriechfestigkeit oder Wärmeermüdungsbeständigkeit.According to the invention it was also found that in addition to the phosphorus and sulfur, which together a total content of 0.05% should be restricted to certain elements among the impurities of the Iron adversely affect some properties of the alloy used according to the invention. That's why the contents of possible impurities, such as aluminum, lead, tin, zinc and copper, in each case 0.05%, 0.01%, 0.01%, 0.01% and 0.10% limited. These elements lead to decreased warm or KaHdeformbarkeit a difficulty in hot forming or reduced creep resistance or Thermal fatigue resistance.

Die erfindungsgemäß verwendeten Legierungen lassen bei Betrachtung von gegossenen kohlingen durch ein gewöhnliches Mikroskop oder ein Elektronenmikroskop eine austenitische Struktur erkenne, bei der Carbidausfällungen, z. B. Ausfällungen von CarbHen M23C6, in Form von rechtwinkligen Plättchen, z. B. in der Größenordnung von 800 A1 oder in Form von Fischgräten fein verteilt sind, wobei diese Struktur Bereiche aufweist, in welchen um die Ausfällungsteilchen herum eine Mikro-Versetzung stattgefunden hat, welche in Form von langen Streifen erscheint. Diese Beobachtungen lassen weder Ferrit noch M7C3-Carbide erkennen.The alloys used according to the invention can be seen when viewing cast carbon through an ordinary microscope or an electron microscope an austenitic structure, in which carbide precipitates, e.g. B. Precipitations of CarbHen M23C6, in the form of rectangular platelets, e.g. B. in the order of 800 A 1 or finely distributed in the form of herringbones, this structure having areas in which a micro-dislocation has taken place around the precipitation particles, which appears in the form of long stripes. These observations reveal neither ferrite nor M 7 C3 carbides.

Vorzugsweise wird für den angegebenen Zweck ein hochgradig temperaturwechselbeständiger Stahl folgender Zusammensetzung verwendet: 0,10 bis 0,15% C, 25 bis 28% Cr, 33 bis 40% Ni, 0,8 bis 1,2% Mn, 1,2 bis 1,5% Si, 0,6 bis 1,2% (Nb + 0,5 Ta), 0,2 bis 0,8% Ti, 0 bis 0,30% Mo, 0,05 bis 0,15% N, höchstens 0,05% (S+ P), weniger als 0,05% Al, weniger als 0,01% Pb, weniger als 0,01% Sn, weniger als 0,01% Zn, weniger als 0,10% Cu, Rest Eisen.A steel with the following composition, which is highly resistant to temperature changes, is preferably used for the stated purpose: 0.10 to 0.15% C, 25 to 28% Cr, 33 to 40% Ni, 0.8 to 1.2% Mn, 1.2 to 1.5% Si, 0.6 to 1.2% (Nb + 0.5 Ta), 0 , 2 to 0.8% Ti, 0 to 0.30% Mo, 0.05 to 0.15% N, at most 0.05% (S + P), less than 0.05% Al, less than 0.01% Pb, less than 0.01% Sn, less than 0.01% Zn, less than 0.10% Cu, the remainder iron.

Im Verhältnis zu den in der DE-OS 20 47 700 beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ist der Chromgehalt der erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten Legierungen etwas erhöht, und in den spezielleren Legierungen liegt auch etwas Titan vor; im Verhältnis zu den Legierungen, welche den Ausführungsformen der DE-OS 20 47 700 entsprechen, können die erfindungsgemäß verwendeten Legierungen, je nach derIn relation to the preferred embodiments described in DE-OS 20 47 700 is the Chromium content of the alloys preferably used according to the invention is somewhat increased, and in the more specific ones In alloys there is also some titanium; in relation to the alloys which the embodiments correspond to DE-OS 20 47 700, the alloys used according to the invention, depending on the

besonderen vorgesehenen Zusammensetzung, eine erhöhte Schweißbarkeit und eine bessere Kriechfestigkeit sowie eine etwas bessere Oxydationsbeständigkeit in einem Temperaturbereich von 1100°C— 11500C besitzen.special intended composition increased weldability and better creep resistance as well as a slightly better oxidation resistance at a temperature range of 1100 ° C have 1,150 0 C.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die außergewöhnlichen Eigenschaften der erfindungsgemäß verwendeten Legierungen erläuternde Beispiele veranschaulicht:The invention is illustrated below by examples illustrating the extraordinary properties of the alloys used according to the invention:

Beispiel einer für die beanspruchte Verwendung sehr vorteilhaften Zusammensetzung:Example one for the very claimed use advantageous composition:

CC. 0,12Gew.-%0.12% by weight CrCr 25Gew.-%25% by weight NiNi 35Gew.-%35% by weight MnMn 1 Gew.-%1% by weight SiSi l,5Gew.-%1.5% by weight (Nb+0,5 Ta)(Nb + 0.5 Ta) 0,7 Gew.-%0.7 wt% NN 0,08Gew.-%0.08% by weight TiTi 0,3Gew.-%0.3% by weight MoMon 0,20Gew.-%0.20% by weight S + PS + P 0,05 Gew.-%0.05 wt% Fe und üblicheFe and usual

Verunreinigungen: Restprozentsatz.Impurities: residual percentage.

Die erfindungsgemäß verwendeten Legierungen, wie z. B. die Legierung des Beispiels, weisen zur Zeit die beste Oxydationsbesiändigkeit im Temperaturbereich von 11000C bis 115O0C dank des verhältnismäßig hohen Gehaltes an Cr und Si auf, wobei dieser hohe Gehalt mit einer guten Schweißbarkeit vereinbar ist.The alloys used according to the invention, such as. As the alloy of the example have currently the best Oxydationsbesiändigkeit in the temperature range of 1100 0 C to 115o C 0 thanks to the relatively high content of Cr and Si, and this high level is consistent with a good weldability.

Die mikrographische Untersuchung zeigt, daß die interkristalline Korrosion wesentlich schwächer als bei den bekannten feuerfesten Legierungen ist, die bei hoher Temperatur gewöhnlich als ausreichend oxydationsbeständig angesehen werden.The micrographic examination shows that the intergranular corrosion is much weaker than with the known refractory alloys, which are usually considered to be sufficiently resistant to oxidation at high temperature.

Die Schmiedbarkeit, die aU Fähigkeit des Metalls zum Formen durch plastische Verformung im warmen Zustand, ohne daß Fehler auftreten, bestimmt wird, kann in dem Fall der hochtemperaturfesten Stähle sehr von Wert sein beim Walzen oder Schmieden eines Rohblockes zur Herstellung von Drähten und bei der Bearbeitung durch Biegen von stranggepreßten Rohren.The forgeability, the aU ability of the metal to Shaping is determined by plastic deformation in a warm state without errors occurring, can be of great value in rolling or forging one in the case of high temperature resistant steels Ingots for the production of wires and for the processing by bending of extruded tubes.

Die erfindungsgemäß verwendeten Stähle weisen die beste Schmiedbarkeit durch Walzen oder Schmieden unter folgenden Bedingungen auf:The steels used according to the invention have the best forgeability by rolling or forging under the following conditions:

— Höchsttemperatur während der Erhitzung 1200° C- Maximum temperature during heating 1200 ° C

— Temperatur am Ende des Schmiedevorganges: >950°C.- Temperature at the end of the forging process:> 950 ° C.

Sie weisen die beste Fähigkeit zur Verformung durch Biegen unter folgenden Bedingungen auf:They have the best ability to deform by bending under the following conditions:

— Heiztemperatur: 1050bis UOO0C- Heating temperature: 1050 to UOO 0 C

— Biegen i>ei>950°C, vorzugsweise in dem Temperaturbereich zwischen 1050 und 1100° C.- bending i> ei> 950 ° C, preferably in the temperature range between 1050 and 1100 ° C.

Die Ergebnisse dieser Versuche haben sich in der Praxis durch das einwandfreie Verhalten von Verbindungen der mit den erfindungsgemäß verwendeten Legierungen hergestellten Werkstücke unter besonders harten Verhätnissen (bis UOO0C bei längerer Zeit unter oxydierender Atmosphäre) bestätigt.The results of these experiments have been confirmed in practice by the satisfactory behavior of compounds of the workpieces produced with the alloys according to the invention in particularly harsh Verhätnissen (UOO to 0 C for a long time under an oxidizing atmosphere).

Zwar sind aus der DE-OS 18 17 254 Stähle bekannt, die sich in ihrer Zusammensetzung mit erfindungsgemäß verwendeten Stählen in Grenzbereichen überschneiden, doch haben Versuche gezeigt, daß von den inAlthough DE-OS 18 17 254 discloses steels whose composition overlaps with steels used according to the invention in border areas, tests have shown that of the in

dieser Druckschrift speziell genannten Stählen nicht ein einziger im Temperaturbereich zwischen 900 und 1250° C verwendbar ist Dies ist vermutlich auch der Grund dafür, daß Ermüdungsversuche mit diesen bekannten Stählen nur bis zu einer Temperatur von 7600C durchgeführt wurden.this reference steels specifically mentioned is not one used in the temperature range between 900 ° and 1250 ° C This is probably also the reason that fatigue tests were carried out with these known steels, only up to a temperature of 760 0 C.

Dieses unterschiedliche Verhalten der jeweiligen Stähle dürfte wohl bedingt sein durch die scheinbar geringen, in Wirklichkeit aber doch einflußreichen Unterschiede: So liegen bei den erfindungsgemäB verwendeten Stählen in der Regel die ChromgehalteThis different behavior of the respective steels is probably due to the apparently minor, but in reality influential differences: So are the inventiveB steels used usually contain the chromium content

trotz einer geringfügigen Oberschneidung höher als bei den bekannten Siählen, die ferner auch nicht die Abstimmungsregein der erfindungsgemäB verwendeten Stähle erfüllen, wie die Tabelle 1 mit Angaben zu den Stählen A bis H der genannten Druckschrift und zu erfindungsgemäB verwendeten Stählen erkennen läßt Denn selbst wenn man nämlich beispielsweise den bekannten Stahl B mit nahezu 23% Chrom betrachtet, womit dieser Stahl im Bereich der unteren Grenze des Chromgehalts der erfindungsgemäß verwendeten Stähle liegt, erhält man mitdespite a slight overlap, higher than at the well-known steel, which also did not use the voting rule of the invention Steels meet, as Table 1 with information on steels A to H of the mentioned publication and to The steels used according to the invention can be recognized even if, for example, the known steel B with almost 23% chromium, which puts this steel in the range of the lower limit of the Chromium content of the steels used according to the invention is obtained with

P = 30 C % + Ni % + 0,5 Mn % + 16 N % und Q = Cr% + 0,5 (Nb + 0,5 Ta) % + 3,5 Ti % + 1,5 Si % + Mo %P = 30 C% + Ni% + 0.5 Mn% + 16 N% and Q = Cr% + 0.5 (Nb + 0.5 Ta)% + 3.5 Ti% + 1.5 Si% + Mo %

für diesen bekannten Stahl einen Wert für (P-Q) von 3,1 statt, wie erfindungsgemäB erforderlich, einen Wert zwischen 9 und 13 (11 ± 2).for this known steel a value for (P-Q) of 3.1 instead of, as required according to the invention, a value between 9 and 13 (11 ± 2).

Ähnliche Werte ergeben sich für düe übrigen bekannten Stähle, wie der Tabelle ! zu entnehmen. Damit sind aber alle diese bekannten Stähle A bis H ferritische Stähle, allenfalls mit austenitischen Anteilen, keinesfalls jedoch rein austenitische Stähle.Similar values result for the other known steels, such as the table ! refer to. However, this means that all of these known steels A to H are ferritic steels, possibly with austenitic components, but by no means purely austenitic steels.

Aus »Der Praktiker« 12/1972, Seite 240/242, ist zwar aus dem hier dargestellten und erläuterten Schaeffler-Diagramm bekannt, wie austenit- und ferritbildende Bestandteile aufeinander abzustimmen sind, dieser Druckschrift ist jedoch, selbst in Kombination mit der erstgenannten Druckschrift, keine Anregung zu einer Auswahl eines sehr speziellen Bereichs aus dem großen austenitischen Bereich zur Herstellung sehr spezieller Bauteile zu entnehmen. Der Fachmann weiß nämlich, daß die Mulitplikatoren des Diagramms keineswegs schematisch übernommen werden dürfen. Es bedarf vielmehr für jeden einzelnen Stahl einer sorgfältigen Anpassung dieser Faktoren, die die Wechselwirkung zwischen den einzelnen Legierungskomponenten berücksichtigt. Die erfinderische Leistung besteht daher darin, für die beanspruchte Verwendung Stähle unter spezifischer Auswahl eines schmalen Bereichs aus dem austenitischen Feld und unter Anwendung speziell modifizierter Schaeffler-Faktoren auf die Stähle gerade dieses ausgewählten austenitischen Bereichs gefunden zuhaben.From "Der Praktiker" 12/1972, page 240/242, it is true from the Schaeffler diagram shown and explained here known how austenite- and ferrite-forming components are to be coordinated with one another, this one However, even in combination with the first-mentioned document, the document is not a suggestion for one Selection of a very special range from the large austenitic range to produce very special ones Components to be removed. The person skilled in the art knows that the multipliers in the diagram are by no means may be adopted schematically. Rather, it requires a careful one for each individual steel Adaptation of these factors, which takes into account the interaction between the individual alloy components. The inventive achievement is therefore to use steels for the claimed use specific selection of a narrow range from the austenitic field and, when used, special Modified Schaeffler factors found on the steels in this selected austenitic range to have.

Daß die Eigenschaften, die die erfindungsgemäß verwendeten Stähle für ihren speziellen Verwendungszweck einsetzbar werden lassen, aufgrund der bekannten Stähle nicht zu erwarten und nicht abzuleiten waren, zeigt die weitere Tabelle H. In dieser Tabelle sind neben den Zusammensetzungen der miteinander verglichenen Stähle die Warmkriechfestigkeit, die Beständigkeit gegen thermische Ermüdung und die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion dargestellt Dabei ist insbesondere der Stahl B nach dem Stand der Technik herangezogen worden, da dessen Chromgehalt dicht an der unteren Grenze des Chromgehaltes der erfindungsgemäB verwendeten Stähle liegt. Die erfindungsgemäß verwendeten Stähle zeigen eine etwa doppelt so großeThese are the properties that the steels used according to the invention have for their special purpose can be used, due to the known steels, could not be expected and could not be derived, shows the further table H. In this table, in addition to the compositions, are compared with one another Steels hot creep resistance, thermal fatigue resistance and durability shown against intergranular corrosion. In particular, steel B according to the prior art is shown been used because its chromium content is close to the lower limit of the chromium content of the invention steels used. The steels used according to the invention are about twice as large

J5 Kriechfestigkeit und thermische Ermüdungsbeständigkeit. J5 creep resistance and thermal fatigue resistance.

TabelleTabel II. 0,05-0,200.05-0.20 0-1,000-1.00 Stahlstole P-P- DE-OSDE-OS 0,0190.019 18 17 25418 17 254 0,130.13 CC. 0,070.07 DD. 0,170.17 EE. 0,150.15 FF. 0,140.14 GG 0,110.11 IiIi 0,110.11 (nachgebrachte Beispiele)(brought up examples) 23-3023-30 0-0,300-0.30 Q-Q- AA. 21,221.2 BB. 22,922.9 19,019.0 22,322.3 16,216.2 16,016.0 19,319.3 19,319.3 erfindungsgemäßaccording to the invention 30-4030-40 0,04-0,20.04-0.2 0,05-0,20(0,08-0,14)0.05-0.20 (0.08-0.14) (P-QH(P-QH 31,331.3 36,836.8 29,229.2 31,231.2 35,335.3 35,035.0 33,733.7 33,233.2 verwendeter Stahlused steel 0,6-1,50.6-1.5 0,050.05 15-25(18-22)15-25 (18-22) 1,01.0 0,970.97 0,610.61 0,970.97 0,810.81 0,680.68 0,640.64 1,001.00 CC. 1,0-1,81.0-1.8 QX13QX13 25-40 (30-34)25-40 (30-34) 0,610.61 0,640.64 0,700.70 0,410.41 1,291.29 1,441.44 1,221.22 0,720.72 CrCr (Nb+V2Ta) 0,5-1,3(Nb + V 2 Ta) 0.5-1.3 <2,0%<2.0% 1,111.11 1,501.50 0,750.75 0,900.90 1,01.0 1,141.14 0,760.76 0,740.74 NiNi TiTi 0,3-1,50.3-1.5 MnMn MoMon 0,60-1,50.60-1.5 SiSi NN <0,15<0.15 <0,15<0.15 <0,15<0.15 <0,15<0.15 <0,15<0.15 <0,15<0.15 <0,15<0.15 <0,15<0.15 S + PS + P 9<(P-9 <(P- <0,15<0.15 ■ 17,22■ 17.22 23,2723.27 17,3117.31 21,0021.00 22,9622.96 22,3822.38 20,7920.79 20,9020.90 SS0,05 PS0,04SS0.05 PS0.04 ■ 22,66■ 22.66 24,6124.61 20,4220.42 23,3623.36 18,5918.59 18,7318.73 21,5121.51 20,7720.77 ► -5,44► -5.44 -1,34-1.34 -3,11-3.11 -2,36-2.36 +4,37+4.37 3,653.65 -0,72-0.72 0,130.13

P = 30 · (%C) + Ni + 0,5 · (%Mn) + 16 ■ (%N)P = 30 (% C) + Ni + 0.5 (% Mn) + 16 ■ (% N)

O ■-= %Cr + 0,5 · (%Nb + 0,5 · (%Ta)) + 3.5 · (%Ti) + 1.5 · (%Si) + %MoO ■ - = % Cr + 0.5 * (% Nb + 0.5 * (% Ta)) + 3.5 * (% Ti) + 1.5 * (% Si) +% Mo

Tabelle UTable U

erfindungsgemäß verwendete Stählesteels used according to the invention AA. 0,190.19 BB. 0,1050.105 CC. 0,170.17 Stähle gemäßSteels according to 0,130.13 -- DE-OS 18DE-OS 18 0,170.17 17 25417 254 0,140.14 HH 0,110.11 28,728.7 23,523.5 25,725.7 BB. 22,922.9 -- DD. 22,322.3 FF. 16,016.0 19,319.3 CC. 36,8036.80 32,232.2 31,231.2 36,836.8 <0,15<0.15 31,231.2 35,035.0 33,233.2 CrCr 0,950.95 1,011.01 1,121.12 0,970.97 P<0,04P <0.04 0,970.97 0,680.68 1,001.00 NiNi 1,351.35 1,101.10 1,241.24 0,640.64 S < 0,04S <0.04 0,410.41 1,441.44 0,720.72 MnMn 0,880.88 0,530.53 1,001.00 1,501.50 -1,34-1.34 0,900.90 1,141.14 0,740.74 SiSi 0,750.75 0,250.25 0,150.15 -- -- -- (Nb+ViTa)(Nb + ViTa) 00 OO 00 -- -- -- TiTi 0,050.05 0,130.13 0,100.10 <0,15<0.15 <0,15<0.15 <0,15<0.15 MoMon <0,05<0.05 <0,05<0.05 <0,05<0.05 P<0,04P <0.04 P < 0,04P <0.04 P<0,04P <0.04 NN S < 0,04S <0.04 S < 0,04S <0.04 S < 0,04S <0.04 S + PS + P -2,36-2.36 3,653.65 0,130.13 Tabelle U (Fortsetzung)Table U (continued) (P-O)(P-O)

erfindungsgemäU verwendete Stähle
A B
Steels used according to the invention
A B

Kriechfestigkeit bei 750 C unter einer Beanspruchung von 744 kp/cm2 588 kp/cm2 Creep resistance at 750 C under a load of 744 kg / cm 2 588 kg / cm 2

Thermische Ermüdungsbeständigkeit1) Zahl der Zyklen bis zum Beginn des Auftretens eines Risses Fortschreiten des RissesThermal fatigue resistance 1 ) Number of cycles until the onset of crack occurrence. Crack propagation

Beständigkeit gegenüber interkristalliner Korrosion2)Resistance to intergranular corrosion 2 )

2250 46602250 4660

590590

0,7 nach 0,7 nach0.7 after 0.7 after

2740 Zyklen 3050 Zyklen2740 cycles 3050 cycles

keine interkristalline Korrosion Bruch vollständig transgranularno intergranular corrosion fracture completely transgranular

2540 51302540 5130

560560

0,7 nach 3000 Zyklen0.7 after 3000 cycles

Anmerkungen:Remarks:

') Z'irPrüfungderlhermischenErmüdungsbeständigkeit wurden Proben dreieckigen Querschnitts erhitzt und rasch gekühlt; gemessen wurde die Zahl der Zyklen, die zum Auftreten eines Risses führten, und die Geschwindigkeit der Fortpflanzung des Risses. To test the thermal fatigue resistance, specimens of triangular cross-section were heated and rapidly cooled; the number of cycles which caused a crack to occur and the rate of propagation of the crack were measured.

2) Die interkristalline Korrosion wurde durch mikroskopische Betrachtung der Bruchzone der unter den obigen Bedingungen der Kriechfestigkeit gebrochenen Proben ermittelt. Ein vollständig transgranularer Bruch entspricht nicht feststellbarem Fehlen von interkristalliner Korrosion. Ein teilweise intergranularer, teilweise transgranularer Bruch bedeutet, daß bestimmte Teile der Bruchzone intergranular entsprechend der Gestalt der Körner gebrochen sind, während andere Teile trans granular gebrochen sind (durch die Körner hindurch); eine solche Bruchart entspricht dem Vorliegen einer interkristallinen Korrosion. 2 ) The intergranular corrosion was determined by microscopic observation of the fracture zone of the samples broken under the above conditions of creep strength. A completely transgranular break corresponds to an undetectable absence of intergranular corrosion. A partially intergranular partially transgranular fracture means that certain parts of the rupture zone are broken intergranular corresponding to the shape of the grains, while other parts are broken trans granular (through the grains); Such a type of fracture corresponds to the presence of intergranular corrosion.

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verwendung eines Nickel-Chrom-Stahls, bestehend aus1. Use of a nickel-chromium steel, consisting of 0,05 bis 0,20% C, 30 bis 40% Ni, 23 bis 30% Cr, 0,5 bis 1,3% (Nb+0,5 Ta), 0,04 bis 0,2% N, 0,6 bis 14% Mn, 1,0 bis 1,8% Si, 0 bis 1,00% Ti, 0 bis 030% Mo, höchstens 0,05% (S+P), Rest Eisen und übliche Verunreinigungen, welcher der Beziehung0.05 to 0.20% C, 30 to 40% Ni, 23 to 30% Cr, 0.5 to 1.3% (Nb + 0.5 Ta), 0.04 to 0.2% N, 0.6 to 14% Mn, 1.0 to 1.8% Si, 0 to 1.00% Ti, 0 to 030% Mo, at most 0.05% (S + P), the remainder iron and usual Impurities, whichever of the relationship
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