[go: up one dir, main page]

SE506886C2 - Vanadium-alloyed precipitable, non-magnetic austenitic steel - Google Patents

Vanadium-alloyed precipitable, non-magnetic austenitic steel

Info

Publication number
SE506886C2
SE506886C2 SE9000673A SE9000673A SE506886C2 SE 506886 C2 SE506886 C2 SE 506886C2 SE 9000673 A SE9000673 A SE 9000673A SE 9000673 A SE9000673 A SE 9000673A SE 506886 C2 SE506886 C2 SE 506886C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
content
weight
alloy according
alloy
alloys
Prior art date
Application number
SE9000673A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9000673L (en
SE9000673D0 (en
Inventor
Haakan Holmberg
Original Assignee
Sandvik Ab
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sandvik Ab filed Critical Sandvik Ab
Priority to SE9000673A priority Critical patent/SE506886C2/en
Publication of SE9000673D0 publication Critical patent/SE9000673D0/en
Priority to EP91850036A priority patent/EP0446188B1/en
Priority to AT91850036T priority patent/ATE160827T1/en
Priority to DE69128293T priority patent/DE69128293T2/en
Priority to KR1019910002788A priority patent/KR100190442B1/en
Priority to JP11568091A priority patent/JP3169978B2/en
Publication of SE9000673L publication Critical patent/SE9000673L/en
Priority to US07/895,426 priority patent/US5242655A/en
Priority to US08/071,978 priority patent/US5411701A/en
Publication of SE506886C2 publication Critical patent/SE506886C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • 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
    • C22C38/58Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

The invention relates to a high strength vanadium containing stainless steel alloy in which the amounts of the alloy elements have been balanced such that the austenite phase remains stable without being deformed into martensite even at largely extended reductions. The steel alloy should essentially consist of 0,04-0,25 % C, 0,1-2 % Si, 2-15 % Mn, 16-23 % Cr, 8-14 % Ni, 0,10-1,5 % N, 0,1-2,5 % V, and the remainder being iron and normal impurities.

Description

566 886 markant deformationshårdnande med bibehållande av en icke-magnetisk struktur. Till detta kan läggas möjligheten att, utan att påverka de magnetiska egenskaperna, utskiljningshärda legeringen till mycket hög hàllfasthet genom en enkel vämebehandling. 566 886 markedly deformation hardening while maintaining a non-magnetic structure. To this can be added the possibility that, without affecting the magnetic properties, the precipitation hardens the alloy to a very high strength by a simple heat treatment.

Den strikt kontrollerade, optimerade sammansättningen ( i vikts-%) hos den legering uppfinningen svarar emot är: C 0.04-0.25 Si 0.1-2 Mn 2-15 _ Cr 16-23 ~ Ni 8-14 N 0.10-1.5 V 0.1-2.5 samt resten Fe jämte normalt förekommande föroreningar.The strictly controlled, optimized composition (in% by weight) of the alloy to which the invention corresponds is: C 0.04-0.25 Si 0.1-2 Mn 2-15 _ Cr 16-23 ~ Ni 8-14 N 0.10-1.5 V 0.1-2.5 and the remainder Fe together with normally occurring pollutants.

Legeringshalterna, vilka är mycket kritiska styrs av krav på strukturen, vilken ska bestå av en austenitisk matrix med inslag av vanadinnitrider.The alloy levels, which are very critical, are governed by requirements for the structure, which must consist of an austenitic matrix with elements of vanadium nitrides.

Strukturen får ej uppvisa inslag av ferrit. Austenitfasen ska vara tillräckligt stabil för att ej till någon signifikant del omvandlas till ferromagnetisk martensit vid svalning från högtemperatur glödgning eller vid kraftig kallbearbetning, typiskt > 70 % tjockleksreduktion vid kallvalsning eller motsvarande reduktionsgrad vid tråddragning.The structure must not show elements of ferrite. The austenite phase must be sufficiently stable so that it is not significantly converted to ferromagnetic martensite during cooling from high temperature annealing or during heavy cold working, typically> 70% thickness reduction during cold rolling or a corresponding degree of reduction during wire drawing.

Samtidigt skall austenitfasen vid deformation uppvisa ett kraftigt kallhàrdnande vilket medför att en hög mekanisk hállfasthet kan erhållas utan närvaro av ferromagnetisk fas. Av vikt är också möjligheten att i det kallvalsade tillståndet ytterligare kunna öka hàllfastheten genom en enkel värmebehandlings operation. 506 886 För att dessa villkor samtidigt skall vara uppfyllda måste legerings- ämnenas effekter på materialegenskapernavara vara kända.At the same time, the austenite phase during deformation must show a strong cold hardening, which means that a high mechanical strength can be obtained without the presence of a ferromagnetic phase. Of importance is also the possibility of being able to further increase the strength in the cold-rolled state through a simple heat treatment operation. 506 886 In order for these conditions to be met at the same time, the effects of the alloying elements on the material properties of the product must be known.

Vissa legeringselement är ferritbildare medan andra är austentibildare vid de temperaturer som är aktuella vid varmbearbetning och glödgning.Some alloying elements are ferrite formers while others are austenitic formers at the temperatures relevant for hot working and annealing.

Dessutom ökar vissa legeringselement defomationshårdnandet vid kallbearbetning medan andra minskar detsamma.In addition, some alloying elements increase the deformation hardening during cold working while others decrease the same.

Nedan följer en beskrivning av legeringselementens effekter och förklaring till halternas begränsningar.Below is a description of the effects of the alloying elements and an explanation of the limitations of the concentrations.

C är ett legeringselement som är en kraftig austenitbiIdare. Dessutom stabiliserar kol austeniten mot martensitomvandling och har därmed en dubbelt positiv effekt i föreliggande legering. Kol påverkar också deformatioshårdnandet i positiv riktning vid kallbearbetning. Kolhalten bör därför vara min 0.04 vikts-%. Vid höga kolhalter uppstår emellertid flera negativa effekter. Den höga affiniteten till krom medför att tendensen till karbidutskiljningar ökar med ökande kolhalt. Härigenom erhålls sämre korrosionsegenskaper, försprödningsproblem samt en de- stabilisering av grundmassan vilken kan förorsaka lokal martensitomvandling och därmed göra materialet partiellt ferromagnetiskt.C is an alloying element that is a powerful austenite former. In addition, carbon stabilizes the austenite against martensite conversion and thus has a double positive effect in the present alloy. Coal also affects the deformation hardening in a positive direction during cold working. The carbon content should therefore be at least 0.04% by weight. At high carbon levels, however, several negative effects occur. The high affinity for chromium means that the tendency to carbide precipitates increases with increasing carbon content. This results in poorer corrosion properties, embrittlement problems and a destabilization of the matrix, which can cause local martensite conversion and thus make the material partially ferromagnetic.

Kolhalten bör således ej överstiga 0.25 vikts-%, företrädesvis max 0.20 vikts-%.The carbon content should thus not exceed 0.25% by weight, preferably a maximum of 0.20% by weight.

Si är ett viktigt legeringselement för att underlätta den metallurgiska tillverkningsprocessen. Si-halten bör därfö' vara minst 0.1 vikts-%.Si is an important alloying element to facilitate the metallurgical manufacturing process. The Si content should therefore be at least 0.1% by weight.

Kisel är emellertid ett ferritstabiliserande element som relativt kraftigt tenderar att öka benägenheten att bilda den ferromagnetiska fasen ferrit.Silicon, however, is a ferrite stabilizing element that relatively strongly tends to increase the tendency to form the ferromagnetic phase ferrite.

Dessutom ökar höga kiselhalter tendensen till utskiljning av lättsmältande intermetalliska faser vilka försvårar varmbearbetning.In addition, high silicon contents increase the tendency to precipitate easily digestible intermetallic phases which make hot processing more difficult.

Si-halten bör därför begränsas till max 2 vikts-%, företrädesvis max 1.0 vikts-%. 506 886 Mn har befunnits besitta flera gynnsamma egenskaper i legeringen enligt uppfinningen. Mangan stabiliserar austenit utan att samtidigt inverka negativt på deformationshárdnandet. Mangan har dessutom den utomordentligt viktiga egenskapen att öka lösligheten för kväve, vars egenskaper beskrivs nedan, i smälta och fast fas. Manganhalten bör därför vara lägst 2 vikts-%, företrädesvis minst 4 vikts-%.The Si content should therefore be limited to a maximum of 2% by weight, preferably a maximum of 1.0% by weight. 506 886 Mn has been found to possess several favorable properties in the alloy according to the invention. Manganese stabilizes austenite without at the same time having a negative effect on the deformation hardening. Manganese also has the extremely important property of increasing the solubility of nitrogen, the properties of which are described below, in the molten and solid phase. The manganese content should therefore be at least 2% by weight, preferably at least 4% by weight.

Mangan ökar längdutvidgningskoefficienten och minskar den elektriska konduktiviteten vilket kan vara av nackdel för applikationer inom elektronik och data området. Höga halter av mangan nedsätter även korrosionsbeständigheten i kloridhaltiga miljöer. Mangan är också betydligt mindre effektivt än nickel som korrošionsnedsättande element under oxiderande korrosionsförhållanden.Manganese increases the coefficient of longitudinal expansion and decreases the electrical conductivity, which can be detrimental to applications in the electronics and data field. High levels of manganese also reduce corrosion resistance in chloride-containing environments. Manganese is also significantly less effective than nickel as an anti-corrosion element under oxidizing corrosion conditions.

Manganhalten bör därför ej överstiga 15 vikts-%. Företrädesvis bör Mn- halten väljas i intervallet 4-10 vikts-%, företrädesvis 4.0-7.5 vikts-%.The manganese content should therefore not exceed 15% by weight. Preferably, the Mn content should be selected in the range 4-10% by weight, preferably 4.0-7.5% by weight.

Cr är ett betydelsefullt legeringsämne ur ett flertal aspekter. Krom- halten bör vara hög för att nå en god korrosionsbeständighet.Cr is an important alloying substance from several aspects. The chromium content should be high to achieve good corrosion resistance.

Krom ökar också löslígheten för kväve i både smälta och fast fas och möjliggör därmed en ökad inlegering av kväve. Med ökande kromhalt stabiliseras också austenitfasen mot martensitomvandlingl Den legering som uppfinningen avser kan, såsom nedan beskrivs, med fördel utskiljningshärdas och skilja ut bla högkromhaltiga nitrider.Chromium also increases the solubility of nitrogen in both the molten and solid phases, thus enabling an increased alloying of nitrogen. With increasing chromium content, the austenite phase is also stabilized against martensite conversion. The alloy to which the invention relates can, as described below, advantageously harden precipitate and separate, among other things, high-chromium-containing nitrides.

För att därmed minska tendensen till alltför kraftiga lokala nedsättningar av Cr-halten med instabilisering och korrosionsbeständighetsnedsättning måste Cr-halten vara högre än 16 vikts-%.In order to reduce the tendency for excessive local reductions in the Cr content with instability and corrosion resistance reduction, the Cr content must be higher than 16% by weight.

Då krom stabilisera: ferrit kommer mycket höga halter innebära närvaro av ferromagnetísk ferrit. Cr bör därför vara lägre än 23 vikts-%, före- trädesvis max 21-vikts-%. 506 886 Ni är efter kol och kväve det mest austenitstabiliserande elementet.Then chromium stabilize: ferrite will very high levels imply the presence of ferromagnetic ferrite. Cr should therefore be lower than 23% by weight, preferably a maximum of 21% by weight. 506 886 Ni is the most austenite stabilizing element after carbon and nitrogen.

Nickel ökar också austenitens stabilitet mot martensitomvandling. Nickel är också, tll skillnad från mangan, känt för att effektivt bidraga till korrosionsbeständigheten under oxiderande förhållanden.Nickel also increases the stability of the austenite against martensite conversion. Nickel is also, unlike manganese, known to effectively contribute to corrosion resistance under oxidizing conditions.

Nickel är emellertid ett dyrt legeringsämne samtidigt som det har en negativ inverkan på deformationshårdnandet vid kallbearbetning.However, nickel is an expensive alloying material while having a negative effect on the deformation hardening during cold working.

För en tillräcklig stabil icke-magnetisk struktur bör Ni-halten vara högre än 8 vikts-%. För att nå hög hållfasthet efter kallbearbetning bör Ni-halten ej vara högre än 14 vikts-%, företrädesvis max 12 vikts-%, men samtidigt företrädesvis högre än 9 vikts-%. .es N är ett centralt legeringselement i föreliggande uppfinning. Kväve är en stark austenitbildare, verkar lösningshärdande samt stabiliserar austenitfasen kraftigt mot martensitbildning. Kväve är också gynnsamt för ett ökat deformationshårdnande vid kallbearbetning och som utskiljningshärdande element vid värmebehandling. Kväve kan därigenom bidraga till en ytterligare förhöjning av den kallvalsade hàllfastheten.For a sufficiently stable non-magnetic structure, the Ni content should be higher than 8% by weight. In order to achieve high strength after cold working, the Ni content should not be higher than 14% by weight, preferably a maximum of 12% by weight, but at the same time preferably higher than 9% by weight. .es N is a central alloying element in the present invention. Nitrogen is a strong austenite former, has a solution-hardening effect and strongly stabilizes the austenite phase against martensite formation. Nitrogen is also favorable for increased deformation hardening during cold processing and as a precipitation hardening element during heat treatment. Nitrogen can thereby contribute to a further increase in the cold-rolled strength.

Kväve ökar dessutom motståndet mot punktkorrosion. Kromnitrider utskiljda vid värmebehandling har också visat sig mindre sensibiliserande än motsvarande kromkarbider.Nitrogen also increases resistance to point corrosion. Chromium nitrides emitted during heat treatment have also been shown to be less sensitizing than corresponding chromium carbides.

För att till fullo utnyttja kvävets många goda egenskaper bör kvävehalten ej vara lägre än 0.10 vikts-%, företrädesvis min 0.15 víkts-%.In order to make full use of the many good properties of nitrogen, the nitrogen content should not be lower than 0.10% by weight, preferably at least 0.15% by weight.

Vid mycket höga kvävehalter överskrids kvävelösligheten i smältan.At very high nitrogen contents, the nitrogen solubility in the melt is exceeded.

N-halten är därför maximerad till 1.5 vikts-1, företrädesvis högst 0.6 vikts-%.The N content is therefore maximized to 1.5% by weight, preferably not more than 0.6% by weight.

V ger i legeringen enligt uppfinningen flera betydelsefulla effekter.V gives several significant effects in the alloy according to the invention.

Vanadin ökar kvävelösligheten och bidrar genom bildande av vanadinnitrider till att verka korñförfinande vid värmebehandling.Vanadium increases nitrogen solubility and, through the formation of vanadium nitrides, contributes to a corn refining effect on heat treatment.

Genom en optimerad värmebehandling kan också en kraftig ökning av de mekaniska egenskaperna erhållas genom utskiljningshärdning.Through an optimized heat treatment, a sharp increase in the mechanical properties can also be obtained by precipitation hardening.

Vanadinhalten bör därför vara lägst 0.1 vikts-%, företrädesvis högre än 0.25 vikts-%. Vanadin är emellertid ferritstabiliserande och halten bör därför maximeras till 2.5 vikts-%, företrädesvis max 2.0 vikts-%.The vanadium content should therefore be at least 0.1% by weight, preferably higher than 0.25% by weight. However, vanadium is a ferrite stabilizer and the content should therefore be maximized to 2.5% by weight, preferably a maximum of 2.0% by weight.

Nedan exemplifieras uppfinningen med resultat fràn utvecklingsarbetet.The invention is exemplified below with results from the development work.

Detaljer om struktur, deformationshàrdnande mekaniska- och magnetiska egenskaper ges.Details of structure, deformation hardening mechanical and magnetic properties are given.

Försökslegeringarna nedsmältes i en högfrekvens ugn och götgjutning skedde vid ca 1600 C. Göten värmdes till ca 1200 C och varmbearbetades via smidning till stång. Därefter varmvalsades materialet till band vilka sedan släckglödgades och renbetades.The test alloys were melted in a high-frequency oven and ingot casting took place at about 1600 C. The ingot was heated to about 1200 C and hot-worked via forging into a rod. The material was then hot-rolled into strips which were then annealed and annealed.

Släckglödgningen utfördes vid 1080-1120 C och släckningen skedde i vatten.The extinguishing annealing was performed at 1080-1120 C and the quenching took place in water.

De släckglödgade banden kallvalsades därefter till olika reduktionsgrad varvid provstavar för olika typer av prov uttogs. För att undvika temperaturvariationer och deras möjliga inverkan på tex magnetegenskaper svalnades legeringarna efter varje kallvalsningsstick till rumstemperatur. 886 506 Den kemiska sammansättningen, i vikts-%, hos legeringarna i försöksprogrammet framgår av tabell l nedan.The extinguished strips were then cold rolled to different degrees of reduction, whereby test rods for different types of samples were taken. To avoid temperature variations and their possible effect on, for example, magnetic properties, the alloys were cooled after each cold rolling stick to room temperature. 886 506 The chemical composition, in% by weight, of the alloys in the experimental program is shown in Table 1 below.

Tabell 1.Table 1.

Stål nr 875* 876* 877* » 879* 900* 880** 866** AISI** 304 AISI** 305 Kemisk sammansättning, i vikts-%, hos försökslegeringarna. * legeringar enligt uppfinningen ** jämförande exempel C Si .20 .56 .O58 .54 .018 .60 .057 .5l .014 .64 .052 .89 .ll .83 .034 .59 .042 .42 P,S < 0.030 Vikts-% Mn 4.20 5.06 13.1 2.15 14.0 3.82 1.49 1.35 1.72 gäller för samtliga ovanstående Cr 18.03 20.37 19.20 20.03 19.1 20.25 18.79 18.56 18.44 Ni 8.97 10.00 9.00 12.03 9.10 10.01 9.47 9.50 11.54 0.29 0.40 0.42 0.30 0.51 0.29 0.20 0.17 0.036 0.94 1.57 1.64 » 0.51 1.01 legeringar. 506 886 I släckglödgat tillstånd uttogs prov för kontroll av ferrit respektive martensithalt samt hårdhetsmätning. Resultaten visas i tabell 2.Steel No. 875 * 876 * 877 * »879 * 900 * 880 ** 866 ** AISI ** 304 AISI ** 305 Chemical composition, in% by weight, of the test alloys. * alloys according to the invention ** comparative example C Si .20 .56 .O58 .54 .018 .60 .057 .5l .014 .64 .052 .89 .ll .83 .034 .59 .042 .42 P, S < 0.030 Weight% Mn 4.20 5.06 13.1 2.15 14.0 3.82 1.49 1.35 1.72 applies to all of the above Cr 18.03 20.37 19.20 20.03 19.1 20.25 18.79 18.56 18.44 Ni 8.97 10.00 9.00 12.03 9.10 10.01 9.47 9.50 11.54 0.29 0.40 0.42 0.30 0.51 0.29 0.20 0.17 0.036 0.94 1.7 »0.51 1.01 alloys. 506 886 In the extinguished state, samples were taken for checking ferrite and martensite content as well as hardness measurement. The results are shown in Table 2.

Tabell 2 Mikrostruktur för försökslegeringarna i glödgade varmvalsade band. * legeríngar enligt uppfinningen ** jämförande exempel Stål glödgnings ferrit martensit hårdhet nr temperatur % % “ Hv 875* _ 1120 0 0 n 245 876* '"' 0 0 223 877* '"' 0 0 222 879* '"' 0 0 220 900* '"' 0 0 240 880** 1080 0 0 195 866** '"' 0 0 186 AISI 304** "" 0 0 174 AISI 305** "" 0 0 124 Alla försökslegeringarna uppfyller kravet på att vara fria från ferrit och martensit i släckglödgat tillstånd. Den glödgade hàrdheten är något högre än den hos referensmaterialen AISI 304/305.Table 2 Microstructure for the test alloys in annealed hot-rolled strips. * alloys according to the invention ** comparative example Steel annealing ferrite martensite hardness no temperature%% “Hv 875 * _ 1120 0 0 n 245 876 * '"' 0 0 223 877 * '"' 0 0 222 879 * '"' 0 0 220 900 * '"' 0 0 240 880 ** 1080 0 0 195 866 ** '"' 0 0 186 AISI 304 ** "" 0 0 174 AISI 305 ** "" 0 0 124 All test alloys meet the requirement to be free from ferrite and martensite in the extinguished state, the annealed hardness is slightly higher than that of the reference materials AISI 304/305.

Som ovan beskrivits är det mycket väsentlíq+ att material enligt uppfinningen uppvisar ett betydande deformationshàrdnande vid kallbearbetningsoperationer. Efter kallvalsning till 75 % tjockleks- reduktion uttogs prov för hàrdhetsmätning. Tabell 3 visar hàrdhetsökningen som funktion av kallbearbetning.As described above, it is very important that materials according to the invention show a significant deformation hardening in cold working operations. After cold rolling to 75% thickness reduction, samples were taken for hardness measurement. Table 3 shows the hardness increase as a function of cold working.

Tabell 3 Stål nr släck- glödgat 75 % def Vickershårdhet hos försökslegeringarna vid 75 % kalldeformationsgrad. * legeringar enligt uppfinningen ** jämförande exempel 875 876 877 879 900 880 866 * * * * * ** ** 245 223 222 220 239 195 186 485 445 430 447 459 448 440 AISI304 k* 174 430 AISI305 ** 124 385 Samtliga försökslegeringar uppvisar ett kraftigt deformationshárdnande jämfört med referensmaterialen AISI 304/305.Table 3 Steel no. Extinguished annealed 75% def Vickers hardness of the test alloys at 75% degree of cold deformation. * alloys according to the invention ** comparative example 875 876 877 879 900 880 866 * * * * * ** ** 245 223 222 220 239 195 186 485 445 430 447 459 448 440 AISI304 k * 174 430 AISI305 ** 124 385 All experimental alloys exhibits a strong deformation hardening compared to the reference materials AISI 304/305.

.A Legeringarnas hállfasthet vid enaxlig dragprovning som funktion av kallbearbetníngsgraden framgår av tabell 4, där Rp0.05 och Rp0.2 motsvarar den belastning som ger 0.05 % respektive 0.2 % kvarvarande töjning, Rm motsvarar belastningens maximivärde krafttöjningsdiagrammet och A 10 motsvarar provstavens brottförlängning. " 10 'f~ 506 886 Tabell 4. Sträckgräns, brottgräns och förlängning hos försökslegeringarna. * legeringar enligt uppfinningen ** jämförande exempel stål Rp0.05 Rp0.2 Rm A10 nr Tillstånd MPa MPa MPa % 875* 75 % red 1092 1500 1735 3 876* " " 2 984 1357 1572 4 877* " " 924 1296 1540 5 879* " " 997 1361 1568 4 900* “ " 1021 1415 _ 1670 4 880** " " 985 1343 1566 4 866** " " 997 1356 1558 4 AISI** 304 " " 910 1300 1526 5 AISI** 305 " " 868 1177 1338 5 Tabell 4 visar att med legeringarna enligt uppfinningen kan mycket höga hållfasthetsnivåer erhållas vid kallbearbetning. AISI 305 uppvisar ett betydligt långsammare deformationshàrdnande på grund av låga halter av interstitiellt lösta legeringselement, dvs kväve och kol, kombinerat med förhållandevis hög nickelhalt..A The strength of the alloys in uniaxial tensile testing as a function of the degree of cold working is shown in Table 4, where Rp0.05 and Rp0.2 correspond to the load giving 0.05% and 0.2% residual elongation, respectively, Rm corresponds to the maximum value of the load strain diagram and A "10 'f ~ 506 886 Table 4. Tensile strength, yield strength and elongation of the test alloys. * Alloys according to the invention ** comparative example steel Rp0.05 Rp0.2 Rm A10 no. Condition MPa MPa MPa% 875 * 75% red 1092 1500 1735 3 876 * "" 2 984 1357 1572 4 877 * "" 924 1296 1540 5 879 * "" 997 1361 1568 4 900 * “" 1021 1415 _ 1670 4 880 ** "" 985 1343 1566 4 866 ** "" 997 1356 AISI ** 304 "" 910 1300 1526 5 AISI ** 305 "" 868 1177 1338 Table 4 shows that with the alloys according to the invention very high strength levels can be obtained during cold working. AISI 305 exhibits a significantly slower deformation hardening due to low levels of interstitially dissolved alloying elements, ie nitrogen and carbon, combined with a relatively high nickel content.

Fjäderstål av typ SS 2331 anlöps ofta i syfte att erhålla en ytterligare höjning av de mekaniska egenskaperna. Härigenom påverkas flera viktiga fjäderegenskaper gynnsamt såsom utmattningshallfasthet och relaxations- motstånd samt möjligheten att forma materialet i förhållandevis mjukt tillstånd. Den högre duktiliteten vid lägre hållfasthet kan på så sätt utnyttjas till mer intrikat formning av materialet. 506 886 Tabell 5 visar effekterna av en sådan anlöpning på de mekaniska egensklaperna efter 75 % kallreduktion. Anlöpningsförsöken resulterade i optimal effekt vid en temperatur av 450/500 C och 2 timmars hålltid.Spring steel of type SS 2331 was often tempered in order to obtain a further increase in the mechanical properties. As a result, several important spring properties are favorably affected, such as fatigue resistance and relaxation resistance, as well as the possibility of forming the material in a relatively soft state. The higher ductility at lower strength can thus be used for more intricate shaping of the material. 506 886 Table 5 shows the effects of such a tempering on the mechanical properties after 75% cold reduction. The tempering tests resulted in optimal effect at a temperature of 450/500 C and 2 hours holding time.

Tabell 5 Sträckgräns, brottgräns och förlängning efter anlöpning 450/500 C/ 2h vid 75 % kallreduktion. Siffrorna inom parentes anger den procentuella förändringen av hàllfasthetsvärdena vid anlöpningen * legeringar enligt uppfinningen ** jämförande exempel Stål »-Temperatur Rp0.05 Rp0.2 Rm-» A10 nr C MPa MPa MPa % 875* 500 1585 1853 1987 3 (45) (24) (15) 876* "" 1479 1715 1831 3 (50) (26) (16) 877* "" 1434 1665 1792 2 (55) (28) (16) 879* “" 1473 1694 1815 3 (48) (24) (16) 900* "" 1579 1825 1946 3 (55) (29) (16) 880** 450 1368 1598 1740' 3 (38) (19) (11) 866** "" _ 1305 1565 1720 3 (30) (15) (10) AISI** 304 "" 1189 1470 1644 3 (30) (13) (07) AISI** 305 "" 1057 1260 1380 4 (21) (07) (03) 506 886 Legeringarna enligt uppfinningen uppvisar en mycket god effekt av anlöpningen. Av speciell vikt är den extrema ökningen i Rp0.05 på 45-55 % som erhålls. Detta är det värde som bäst korrelerar med elasticitets- gränsen som är ett mått på hur högt en fjäder kan belastas utan att plasticera. Genom höjningen i Rp0.05 kan sådeles ett större arbetsområde erhållas för en fjäder. Speciellt intressant att notera är den mycket blygsamma ökningen av brottgränsen i AISI 304 och AISI 305. Detta är en väsentlig nackdel då brottgränsen erfarenhetsmässigt är det värde som bäst korrelerar till utmattningshàllfastheten.Table 5 Tensile strength, yield strength and elongation after tempering 450/500 C / 2h at 75% cold reduction. The numbers in parentheses indicate the percentage change in strength values during tempering * alloys according to the invention ** comparative example Steel »-Temperature Rp0.05 Rp0.2 Rm-» A10 no. C MPa MPa MPa% 875 * 500 1585 1853 1987 3 (45) ( 24) (15) 876 * "" 1479 1715 1831 3 (50) (26) (16) 877 * "" 1434 1665 1792 2 (55) (28) (16) 879 * “" 1473 1694 1815 3 (48) (24) (16) 900 * "" 1579 1825 1946 3 (55) (29) (16) 880 ** 450 1368 1598 1740 '3 (38) (19) (11) 866 ** "" _ 1305 1565 1720 3 (30) (15) (10) AISI ** 304 "" 1189 1470 1644 3 (30) (13) (07) AISI ** 305 "" 1057 1260 1380 4 (21) (07) (03) 506 886 The alloys according to the invention show a very good effect of the tempering, of particular importance is the extreme increase in Rp0.05 of 45-55% which is obtained.This is the value which best correlates with the elastic limit which is a measure of how high a spring can be loaded without plasticizing.Through the increase in Rp0.05, a larger working area can thus be obtained for a spring. note is the very modest increase in the breaking limit in AISI 304 and AISI 305. This is a significant disadvantage as the breaking limit is empirically the value that best correlates to the fatigue strength.

För ett material enligt uppfinningen är förutsättningennatt, samtidigt som en hög hàllfasthet kan erhållas , materialet uppvisar para-magnetism dvs en magnetisk permeabilitet mycket nära l.For a material according to the invention, the condition is night, while a high strength can be obtained, the material exhibits para-magnetism, ie a magnetic permeability very close to 1.

Tabell 6 visar den magnetiska permeabiliteten beroende på fältstyrka för de olika legeringarna efter 75 % kallreduktion och anlöpning 450/500 C/ 2 h. 13 506 886 Tabell 6 Permeabilitetsvärden hos försökslegeringarna. Understrukna värden anger maximal uppmätt permeabilitet. Värdet längst ned anger brottgränsen i motsvarande tillstànd. * legeringar enligt uppfinningen ** jämförande exempel Fältstyrka oersted Stål nr 875 876 877 879 900 880 866 AISI AISI * * * * * ** 4* 304** 3g5** 50 1.0239 1.0111 1.0l13 1.0049 l.0022 l.0099 1.0346 1.523l 1.0593 100 ~ l.0247 1.011l 1 0115 l.0055 l.0022 1 0118 1.048 1.8930 l.0666 150 'ifššššmnzïfššššïfššší Ifšššš Tšïïš 18413 24056 rom 200 1.0228 1T0103 1.0083 1.0044 1.0019 l.01l0 l.0505 2.2136 1.0729 300 1.0200 l.0086 1.007l l.0043 l.0019 l.0099 1.0640 2.2258 1.0803 400 l.0l85 1.0080 1.0059 l.0042 l.0020 1 0089 1.0754 š_1š0š l.0855 500 l.0171 l.0075 l.0053 l.0039 1.00l8 1 0081 1.0843 2 0601 1.0884 700 l.0156 l.0067 l.0043 1.0037 1.0018 l.0071 1.091? - 1T08š9 mao _ _ _ _ _ _ íÜšššš _ _ Rm MPa 1987 1831 1792 1815 1946 1740 1734 1644 1380 Tabell 6 visar att det med legeringen enligt uppfinningen, genom kall- bearbetning och utskiljningshärdning, är kontrollerad sammansättning i kallvalsat erhålla en hàllfasthet överstigande 1800 med mycket låga värden på den magnetiska Legeringen enligt uppfinningen möjliggör de egenskapsfördelar en hög hållfasthet samtidigt som materialet bibehåller sin därmed kan användas i applikationer där är önskvärt. Referensmaterialen utanför uppfinningen uppvisar både lägre värden effekt av utskiljningsbehandling sàmtïdi möjligt att via en strikt och utskiljningshärdat tillstànd eller t o m 1900 MPa kombinerat permeabiliteten 1.002-1.025. sàdeles ett utnyttjande av innebär för tex fjäderegenskaper para-magnetiska struktur och ett magnetiskt inert material sammansättninsgranserna enligt på mekaniska egenskaper och gt som den magnetiska 14 '- 506 886 permeabiliteten är högre. Detta gäller i synnerhet de komersiella legeringarna AISI 304/305.Table 6 shows the magnetic permeability depending on the field strength of the different alloys after 75% cold reduction and tempering 450/500 C / 2 h. 13 506 886 Table 6 Permeability values of the test alloys. Underlined values indicate maximum measured permeability. The value at the bottom indicates the breaking limit in the corresponding condition. * alloys according to the invention ** comparative example Field strength oersted Steel no. l 1.0593 100 ~ l.0247 1.011l 1 0115 l.0055 l.0022 1 0118 1.048 1.8930 l.0666 150 'ifššššmnzïfššššïfšší Ifšššš Tšïïš 18413 24056 rom 200 1.0228 1T0103 1.0083 1.0044 1.0019 l.01l 2.21.1 0086 1.007l l.0043 l.0019 l.0099 1.0640 2.2258 1.0803 400 l.0l85 1.0080 1.0059 l.0042 l.0020 1 0089 1.0754 š_1š0š l.0855 500 l.0171 l.0075 l.0053 l.0039 1.00l8 1 0081 1.0843 2 0601 1.0884 700 l.0156 l.0067 l.0043 1.0037 1.0018 l.0071 1.091? - 1T08š9 mao _ _ _ _ _ _ íÜšššš _ _ Rm MPa 1987 1831 1792 1815 1946 1740 1734 1644 1380 Table 6 shows that with the alloy according to the invention, by cold working and precipitation hardening, it is controlled composition in cold rolled to obtain a strength exceeding 1800 with very low values of the magnetic alloy according to the invention, the property advantages enable a high strength while the material maintains its thus can be used in applications where it is desired. The reference materials outside the invention show both lower values effect of precipitation treatment while it is possible that via a strict and precipitation hardened condition or even 1900 MPa combined permeability 1,002-1,025. thus an utilization of means for e.g. spring properties para-magnetic structure and a magnetically inert material the composition limits according to on mechanical properties and gt as the magnetic 14 '- 506 886 permeability is higher. This applies in particular to the commercial alloys AISI 304/305.

Claims (8)

/5 506 886 Patentkrav/ 5,506,886 Patent claims 1. Utskiljningshärdbar, omagnetisk Cr-Ni-Mn-Si-N-V- stållegering med hög hàllfasthet, k ä n n e t e c k n a d av att legeringen innehåller i vikts-% 0.04 - 0.25 C, 0.1 - 1 Si, 2 - 15 Mn, 16 - 23 Cr, 8 - 14 Ni, 0.10 - 1.5 N, 0.1 - 2.5 V samt resten Fe jämte normalt förekommande föroreningar, varvid halterna av de ingående legeringselementen är så inbördes avpassade att austenitfasen blir tillräckligt stabil för att ej omvandlas till martensit även vid långt driven reduktion.Precipitation hardenable, non-magnetic Cr-Ni-Mn-Si-NV steel alloy with high strength, characterized in that the alloy contains in weight% 0.04 - 0.25 C, 0.1 - 1 Si, 2 - 15 Mn, 16 - 23 Cr , 8 - 14 Ni, 0.10 - 1.5 N, 0.1 - 2.5 V and the rest Fe together with normally occurring impurities, whereby the contents of the constituent alloying elements are so mutually adjusted that the austenite phase becomes sufficiently stable not to be converted to martensite even with far-reaching reduction. 2. Legering enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de ingående n legeringselementen är så inbördes avpassade att austenitfasen blir tillräckligt stabil för att ej omvandlas till martensit vid kallbearbetning > 70 % tjockleksreduktion eller motsvarande reduktionsgrad vid tråddragning.Alloy according to Claim 1, characterized in that the constituent alloying elements are so mutually matched that the austenite phase becomes sufficiently stable that it does not convert to martensite in cold working> 70% thickness reduction or the corresponding degree of reduction in wire drawing. 3. Legering enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att N-halten är 0.15 - 0.6 %.3. An alloy according to claim 1, characterized in that the N content is 0.15 - 0.6%. 4. Legering enligt krav 1, k à n n e t e c k n a d av att C-halten är 0.04 - 0.20 %.Alloy according to Claim 1, characterized in that the C content is 0.04 - 0.20%. 5. Legering enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att Mn-halten är 4 - 10, företrädesvis 4 - 7.5 o\°5. An alloy according to claim 1, characterized in that the Mn content is 4 - 10, preferably 4 - 7.5 o \ ° 6. Legering enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att Cr-halten är 16 - 21 %.An alloy according to claim 1, characterized in that the Cr content is 16 - 21%. 7. Legering enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att Ni-halten är 9 - 12 %.7. An alloy according to claim 1, characterized in that the Ni content is 9 - 12%. 8. Legering enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att V-halten är 0.25 - 2 %.Alloy according to Claim 1, characterized in that the V content is 0.25 - 2%.
SE9000673A 1990-02-26 1990-02-26 Vanadium-alloyed precipitable, non-magnetic austenitic steel SE506886C2 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9000673A SE506886C2 (en) 1990-02-26 1990-02-26 Vanadium-alloyed precipitable, non-magnetic austenitic steel
EP91850036A EP0446188B1 (en) 1990-02-26 1991-02-13 Stainless steel
AT91850036T ATE160827T1 (en) 1990-02-26 1991-02-13 STAINLESS STEEL
DE69128293T DE69128293T2 (en) 1990-02-26 1991-02-13 Stainless steel
KR1019910002788A KR100190442B1 (en) 1990-02-26 1991-02-21 Stainless steel
JP11568091A JP3169978B2 (en) 1990-02-26 1991-02-26 Precipitation hardening high strength non-magnetic stainless steel
US07/895,426 US5242655A (en) 1990-02-26 1992-06-05 Stainless steel
US08/071,978 US5411701A (en) 1990-02-26 1993-06-07 Stainless steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9000673A SE506886C2 (en) 1990-02-26 1990-02-26 Vanadium-alloyed precipitable, non-magnetic austenitic steel

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9000673D0 SE9000673D0 (en) 1990-02-26
SE9000673L SE9000673L (en) 1991-08-27
SE506886C2 true SE506886C2 (en) 1998-02-23

Family

ID=20378678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9000673A SE506886C2 (en) 1990-02-26 1990-02-26 Vanadium-alloyed precipitable, non-magnetic austenitic steel

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0446188B1 (en)
JP (1) JP3169978B2 (en)
KR (1) KR100190442B1 (en)
AT (1) ATE160827T1 (en)
DE (1) DE69128293T2 (en)
SE (1) SE506886C2 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5217111A (en) * 1992-05-15 1993-06-08 General Electric Company Screw retainer for a molded case circuit breaker movable contact arm arrangement
FR2698104B1 (en) * 1992-11-19 1995-02-03 Creusot Loire Stainless steel containing vanadium.
JPH0817733B2 (en) * 1993-12-16 1996-02-28 株式会社丸エム製作所 Metal parts for clothes hangers
SE506550C2 (en) * 1994-11-02 1998-01-12 Sandvik Ab Use of an non-magnetic stainless steel in superconducting low temperature applications
JP4337268B2 (en) * 2001-02-27 2009-09-30 大同特殊鋼株式会社 High hardness martensitic stainless steel with excellent corrosion resistance
KR100621564B1 (en) 2003-03-20 2006-09-19 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 Stainless steel for high pressure hydrogen gas, vessels and apparatus thereof
EP1605073B1 (en) * 2003-03-20 2011-09-14 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Use of an austenitic stainless steel
CN1833043B (en) 2003-06-10 2010-09-22 住友金属工业株式会社 Austenitic stainless steel for hydrogen gas and method for producing same
US20090129967A1 (en) * 2007-11-09 2009-05-21 General Electric Company Forged austenitic stainless steel alloy components and method therefor
JP5667504B2 (en) * 2011-04-14 2015-02-12 日本高周波鋼業株式会社 Nonmagnetic stainless steel
KR101304657B1 (en) 2011-06-30 2013-09-05 주식회사 포스코 Weld metal joint having excellent low temperature toughness
JP5791791B2 (en) 2013-02-28 2015-10-07 日新製鋼株式会社 Method for producing high elastic limit non-magnetic steel

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1365773A (en) 1912-07-01 1921-01-18 F G Dickerson Company Can-filling machine
DE865604C (en) * 1940-11-03 1953-02-02 Eisen & Stahlind Ag Steel alloy for objects that must have a high level of durability
DE934836C (en) * 1942-07-19 1955-11-03 Eisen & Stahlind Ag Use of steel alloys as a material for machine parts that are exposed to high temperatures, especially valve parts for internal combustion engines
GB936872A (en) * 1959-09-18 1963-09-18 Allegheny Ludlum Steel Improvements in or relating to a process of heat treating austenitic stainless steel and austenitic stainless steels whenever prepared by the aforesaid process
US3592634A (en) * 1968-04-30 1971-07-13 Armco Steel Corp High-strength corrosion-resistant stainless steel
SE364996B (en) * 1971-07-21 1974-03-11 Uddeholms Ab
WO1985003528A1 (en) * 1984-02-09 1985-08-15 Kabusiki Kaisha Kobe Seiko Sho Highly corrosion-resistant, high-strength austenitic stainless steel and process for its production

Also Published As

Publication number Publication date
KR100190442B1 (en) 1999-06-01
KR910021491A (en) 1991-12-20
SE9000673L (en) 1991-08-27
SE9000673D0 (en) 1990-02-26
EP0446188A1 (en) 1991-09-11
DE69128293D1 (en) 1998-01-15
JP3169978B2 (en) 2001-05-28
EP0446188B1 (en) 1997-12-03
DE69128293T2 (en) 1998-03-26
JPH0598391A (en) 1993-04-20
ATE160827T1 (en) 1997-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR900006870B1 (en) Ferrite-austenitic stainless steel
US3634072A (en) Magnetic alloy
CN103249518B (en) Ni-Fe-Cr-Mo alloy
CN104264078A (en) Hot working tool steel with excellent toughness and thermal conductivity
EP0280996B1 (en) Austenitic stainless steel combining strength and resistance to intergranular corrosion
SE506886C2 (en) Vanadium-alloyed precipitable, non-magnetic austenitic steel
SE459185B (en) FERRIT-MARTENSITIC STAINLESS STEEL WITH DEFORMATION-INDUCED MARTENSIT PHASE
SE464873B (en) OMAGNETIC, EXCELLENT STAINABLE STAINLESS STEEL
US5242655A (en) Stainless steel
CA1043591A (en) Precipitation hardenable stainless steel
JP7534102B2 (en) NiCrMo steel and its manufacturing method
KR102649801B1 (en) New duplex stainless steel
JP2007262582A (en) Superconducting magnetic component
SE466919B (en) Non-magnetic, non-rusting Mn-Cr-Ni-N-steel alloy
US5116570A (en) Stainless maraging steel having high strength, high toughness and high corrosion resistance and it&#39;s manufacturing process
WO1987004731A1 (en) Corrosion resistant stainless steel alloys having intermediate strength and good machinability
RU76647U1 (en) SHAFT (OPTIONS)
WO2018002328A1 (en) A new process for manufacturing an austenitic alloy
JPS63128153A (en) Spring steel having superior setting resistance
JPS6123750A (en) non-magnetic steel
RU2823412C1 (en) Article in form of rod for manufacture of parts of electric submersible plants for extraction of oil from alloy based on iron and chromium
JP2580407B2 (en) Manufacturing method of martensitic stainless steel seamless steel pipe with excellent corrosion resistance
JPH046242A (en) Heat-resistant cast steel
RU2321671C2 (en) Stainless steel
JPH06306456A (en) Method for manufacturing high strength austenitic structure steel parts