SE530711C2 - Duplex rostfri stållegering samt användning av denna legering - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 530 711 elementen, vilka påverkar denna egenskap, är enligt formeln Cr, Mo, N. Ett exempel pà en sådan stàlsort framgår av EP0220141, vilken här genom denna hänvisning inkluderas i denna beskriv- ning. Denna stàlsort med beteckningen SAF2507 (UNS S32750) legerades huvudsakligen med höga halter av Cr, Mo och N. Den är följaktligen utvecklad mot denna egenskap med framförallt god korrosionsbeständighet i kloridmiljöer.

Under senare tid har även elementen Cu och W visat sig vara ef- fektiva legeringstillsatser för ytterligare optimering av ståls kor- rosionsegenskaper i kloridmiljöer. Elementet W har sedan an- vänts som substitut för en del av Mo, såsom exempelvis i den kommersiella legeringen DP3W (UNS S39274) eller Zeron100, vilka innehåller 2,0% respektive 0,7% W. Den senare innehåller även 0,7% Cu med syftet att öka korrosionsbeständigheten hos legeringen i sura miljöer.

Legeringstillsatsen av volfram ledde till en ytterligare utveckling av måttet på korrosionsbeständighet och därigenom PRE-formeln till PREW-formeln, vilken även tydliggör förhållandet mellan pà- verkan av Mo och W pà legeringarnas korrosionsbeständighet: PREW=%Cr+3,3(%M0+0,5%W)+16%N. såsom beskriven i exempelvis EP 0 545 753. Denna publikation hänvisar till en duplex rostfri legering med allmänt förbättrade korrosionsegenskaper.

De ovan beskrivna stàlsorterna har ett PRE/PREW-tal, oavsett beräkningsmetod, vilket ligger över 40.

Bland legeringarna med god korrosionsbeständighet i kloridmil- jöer skall även SAF 2906 nämnas, vilken sammansättning fram- går av EP 0 708 845. Denna legering, vilken är kännetecknad av högre halter av CR och N i jämförelse med exempelvis SAF 2507, har visat sig vara speciellt lämpad för användning i miljöer, där resistens mot intergranulär korrosion och korrosion i ammo- 10 15 20 25 30 35 530 711 niumkarbamat är av betydelse, men den har även en hög korro- sionsbeständighet i kloridinnehàllande miljöer.

US-A-4 985 091 beskriver en legering avsedd för användning i saltsyra- och svavelsyramiljöer, där huvudsakligen intergranulär korrosion uppträder. Den är framförallt avsedd som alternativ till nyligen använda austenitstål. US-A-6 048 413 beskriver en dup- lex rostfri legering som alsternativ till austenitiska rostfria stål, vilken är avsedd för användning i kloridinnehållande miljöer.

EP-0 683 241 beskriver en duplex rostfri stållegering med en sammansättning som resulterar i förbättrade egenskaper med avseende på beständighet både mot spänningskorrosionskrack- ning och punktkorrosion i kloridjoninnehållande miljöer i förhål- lande till de flesta andra kända duplex rostfria stållegeringar.

Emellertid är denna legering samt de ovan diskuterade legering- arna mycket utsatta för intermetallíska utfällningar, speciellt sig- mafasutfällning, vilket gör materialet hårt och sprött. Följaktligen görs framställningen av ett material med god duktilitet genom an- vändning av den duplexa rostfria stållegeringen enligt EP 0 683 241 mycket svår.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en duplex rostfri stållegering av typen definierad ovan och speciellt i euro- papatentet 0 683 241, vilken har förbättrade egenskaper, speci- ellt duktilitet och seghet, med avseende på en sådan redan känd legering under bibehållande av åtminstone likartade nivåer av korrosionsbeständighet som en sådan legering. Legeringen bör ha en god varmbearbetbarhet.

Detta syfte uppnås i enlighet med uppfinningen genom tillhanda- hållande av en duplex rostfri stållegering, vilken innehåller i vikt- %: C max 0,03%, Si < 0,30%, Mn 0-3,0%, P max 0,030%, S max 0,050%, Cr 25-29%, Ni 5-9°/°, Mo 4,5-8%, W 0-3%, Cu 0-2%, Co 0-3%, Ti 0-2%, Al 0-0,05%, B 0-0,01%, Ca 0-0,01% och N 0,35- 0.60%, varvid resten är Fe och normalt uppträdande förore- 10 15 20 25 30 35 5313 ?'l'l ningar, varvid ferrithalten är 30-70 volym-%, och varvid varje vikt-% av Mo ovan kan valfritt ersättas av två (2) vikt-% W.

Det har befunnits att en duplex rostfri stàllegering med denna sammansättning har speciellt en ökad duktilitet och seghet med avseende på legeringen enligt EP O 683 241, och den har även en ökad korrosionsbeständighet. Genom reducerande av Si-hal- ten till att vara under 0,30 vikt-% uppnås en signifikant reduktion av sigmafasutfällning, vilket är nyckeln till den ökade duktiliteten och segheten hos stàllegeringen enligt uppfinningen. Det har således befunnits att när det används en jämförelsevis hög halt av lVlo är det mycket effektivt att reducera halten av Si för redu- cerande av risken för intermetalliska utfällningar.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är halten av Si max 0,25 vikt-%, vilket gör stàllegeringen ännu mindre benägen till sigma- bildning för ökande av duktiliteten och segheten hos materialet.

Det förväntas att detsamma skulle gälla om molybden skulle delvis eller fullständigt ersättas av volfram.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är halten av Si max 0,23 vikt-%.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är halten av Mo a vikt-% och halten av W är b vikt-%, varvid a+b/2>5,0. En sådan hög halt av Mo och/eller W resulterar i utmärkt beständighet mot korrosion, speciellt punkt- och spaltkorrosion, men den ökade risken för intermetalliska utfällningar med sådana höga halter av detta element motverkas effektivt genom kombinationen därav med den låga halten av Si. Enligt en annan utföringsform av uppfinningen a > 5,0. Det påpekas att patentkrav l skall tolkas som att när det startas från haltintervallen av Mo (4,5-8%) och W (0-3%) är det möjligt att ersätta varje % av Mo med 2% av W el- ler tvärtom, så att halten av Mo exempelvis kan vara 3% när halten av W är åtminstone 3%. Enligt en föredragen utföringsform a+b/2.<.8, det vill säga den totala halten av Mo och W överskrider inte 8%, för att hålla kostnaderna därav pà en rimlig nivå. Enligt 10 15 20 25 30 35 530 ?'l1 en annan föredragen utföringsform b=0, det vill säga legeringen innehåller endast Mo.

Enligt ännu en annan utföringsform av uppfinningen är halten av Co O-0,010 vikt-%. Co är ett dyrt material, och det har befunnits att strukturens förmåga samt korrosionsbeständighetsförbätt- ringsinverkan därav inte är en väsentlig faktor i en stàllegering med en sammansättning enligt föreliggande uppfinning.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är halten av ferrit 40-60 volym-%.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen överskrider det genomsnittliga PRE- eller PREW-värdet hos de båda faserna hos legeringen 44, varvid PRE = %Cr + 3,3%Mo + 16%N och PREW = %Cr + 3,3(%Mo + O,5%W) + 16%N, varvid % är vikt-*i/o. PRE- eller PREW-värdet för både ferrit- och austenitfasen kan vara högre än 47, företrädesvis högre än 48,5, och nämnda genom- snittliga PRE- eller PREW-värde kan vara högre än 48, företrä- desvis högre än 49. Det har visat sig att punkt- och spaltkorro- sionsbeständigheten hos stàllegeringen enligt uppfinningen ökar speciellt genom ökning av PRE- eller PREW-värdet hos fasen med det lägsta sådant värde. Det har befunnits att stàllegeringen enligt uppfinningen fortfarande kommer att ha en god varmbear- betbarhet med ett PRE- eller PREW-värde högre än 49.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är förhållandet mellan PRE(W)-värdet för austenitfasen och PRE(W)-värdet för ferritfasen mellan 0,90 och 1,15, företrädesvis mellan 0,95 och 1,05.

En legering enligt föreliggande uppfinning är lämplig att använ- das i kloridinnehàllande miljöer i produktformer såsom stänger,- rör, såsom svetsade och sömlösa rör, plåt, band, tråd, svetstråd, konstruktionsdelar, såsom exempelvis pumpar, ventiler, flänsar och kopplingar. 10 15 20 25 30 C35 53Ü ?'l'l KORT BESKRlVN|NG AV RITNINGARNA Fig 1 visar en beräknad fashalt av en duplex rostfri stàllegering enligt en utföringsform av uppfinningen som en funktion av tem- peraturen, fig 2 är ett diagram som är likartat fig 1 för en referensstàlleger- ing enligt EP 0 683 241, och fig 3 är ett mikrofoto av kontinuerligt kylda prover av legeringarna enligt fig 1 och fig 2 enligt tre olika kylningshastigheter.

DETALJERAD BESKRlVNlNG AV UPPFINNINGEN Goda korroslonsbeständighetsegenskaper samt en hög duktilitet och seghet uppnås genom kombinationen av element i en duplex rostfri stàllegering enligt uppfinningen. Denna stàllegering har också god bearbetbarhet, vilket möjliggör exempelvis extrudering av sömlösa rör. Legeringen enligt uppfinningen innehåller (i vikt- %): C max 0,03% Si < 0,30% MH Û-3,Û(Vo P max 0,030% S max 0,050% Cr 25-29% Ni 5-9% Mo 4,5-8% W 0-3% Cu 0-2% Co 0-3% Ti 0-2% Al 0-0,05% B O-0,01% Ca 0-0,01% N O,35-0,60% 10 15 20 25 30 35 53Û 711 varvid resten är Fe och normalt uppträdande föroreningar, varvid ferrithalten är 30-70 volym-°/<>, och varvid varje vikt-% av Mo ovan kan valfritt ersättas av två (2) vikt-% W.

Kol lC) har begränsad löslighet i både ferrit och austenit. Den begränsade lösligheten medför en risk för utfällningar av krom- karbider och halten bör därför inte överskrida 0,03 vikt-%, före- trädesvis inte överskrida 0,02 vikt-%.

Kisel (Si) används som desoxideringsmedel under stålproduktio- nen och det ökar fiytbarheten under produktion och svetsning.

För höga halter av Si leder emellertid till utfällning av oönskad intermetallisk fas, varför halten begränsas till lägre än 0,30 vikt- %, företrädesvis max 0,25 vikt-%, mera fördraget max 0,23 vikt- %.

Mangan (Mn) tillsätts för att öka N-lösligheten i materialet. Det har emellertid visat sig att Mn endast har en begränsad påverkan på N-lösligheten i legeringstypen ifråga. Istället har det påträffats andra element med större påverkan på lösligheten. Dessutom kan Mn i kombination med höga halter av svavel ge upphov till bildande av mangansulfider, vilka verkar som initieringspunkter för punktkorrosion. Halten av Mn bör således begränsas till mel- lan 0-3,0 vikt-Wo, företrädesvis 0,5-1,2 vikt-%.

Fosfor (P) är ett vanligt föroreningselement. Om det är närva- rande i mängder större än approximativt 0,05% kan det resultera i negativa effekter på till exempel varmduktilitet, svetsbarhet och korrosionsbeständighet. Mängden av P i legeringen bör således inte överskrida 0,05%.

Svavel (S) påverkar korrosionsbeständigheten negativt genom bildande av lösliga sulfider. Dessutom försämras varmbearbet- barheten, av vilken orsak halten av svavel begränsas till max 0,030 vikt-%, företrädesvis mindre än 0,010 vikt-%. 10 15 20 25 30 35 530 7'i'l Krom (Cr) är ett mycket aktivt element för att förbättra bestän- digheten mot en majoritet av korrosionstyper. Dessutom medför en hög halt av krom att det uppnås en mycket god N-löslighet i materialet. Det är således önskvärt att hålla Cr-halten så hög som möjligt för att förbättra korrosionsbeständigheten. För mycket bra värden pà korrosionsbeständighet bör halten av krom vara åtminstone 25 vikt-%. Höga halter av Cr ökar emellertid ris- ken för intermetalliska utfällningar, av vilken orsak halten av krom måste begränsas till max 29 vikt-%, företrädesvis 25,5-28 vikt-%.

Nickel (Ni) används som austenitstabiliseringselement och tillsätts i lämpliga halter för att uppnå den önskade halten av ferrit. För att uppnå det önskade förhållandet mellan austenit- och ferritfasen med mellan 30-70 volym-% ferrit krävs en tillsats av 5-9 vikt-% nickel, och den är företrädesvis 6-8 vikt-%.

Moi bden Mo är ett aktivt element som förbättrar korrosionsbeständigheten i kloridmiljöer samt företrädesvis i reducerande syror. En alltför hög Mo-halt i kombination med höga Cr-halter medför att risken för intermetalliska utfällningar ökar. Mo-halten hos föreliggande uppfinning bör ligga inom området av 4,5-8 vikt-%, företrädesvis över 5,0 vikt-%, varvid varje vikt-% av Mo kan valfritt ersättas av 2 vikt-% W.

Volfram (W) ökar resistensen mot punkt- och spaltkorrosion. lvlen tillsatsen av alltför höga halter av volfram i kombination med att Cr-halterna samt Mo-halterna är höga innebär att risken för intermetalliska utfällningar ökar. W-halten i föreliggande uppfinning bör ligga inom området av 0-3,0 vikt-%.

Koppar (Cu) kan tillsättas för att förbättra den allmänna korrosionsbeständigheten i sura miljöer, såsom svavelsyra.

Samtidigt påverkar Cu den strukturella stabiliteten. Höga halter av Cu medför emellertid att fastämneslösligheten överskrids. Cu- halten bör således begränsas till max 2,0 vikt-%, företrädesvis mellan O och 1,5 vikt-%, mera föredraget 0,1-0,5 vikt-°/°. 10 15 20 25 30 35 530 711 Kobolt (Co) har egenskaper som ligger mellan dem hos järn och nickel. Ett mindre ersättande av dessa element med Co eller användning av Co-innehàllande råmaterial (Ni-metallskrot innehåller vanligtvis något Co, i en del fall i kvantiteter högre än 10%) kommer inte att resultera i någon avgörande förändring i egenskaperna. Co kan användas för att ersätta en del Ni som ett austenitstabiliseringselement. Co är ett relativt dyrt element, så att tillsats av Co begränsas till att vara inom området av 0-3 vikt- %.

Titan (Ti) har en hög affinitet för N. Det kan således användas till exempel för att öka lösligheten av N i smältan och för att undvika bildandet av kvävebubblor under gjutning. Överdrivna mängder av Ti i materialet förorsakar emellertid utfällning av nitrider under gjutning, vilket kan avbryta gjutningsprocessen och de bildade nitriderna kan verka som defekter som förorsakar reduktion av korrosionsbeständighet, seghet och duktilitet. Således begränsas tillsatsen av Ti till 2 vikt-%.

Aluminium (Al) och kalcium (Ca) används som desoxidationsmedel vid stàlproduktionen. Halten av Al bör begränsas till max 0,05 vikt-%, företrädesvis max 0,03 vikt-%, för att begränsa bildandet av nitrider. Ca har en gynnsam inverkan på varmduktiliteten. Emellertid bör Ca-halten begränsas till max 0,010 vikt-% för att undvika en oönskad mängd av slagg.

Bor (B) kan tillsättas för att öka varmbearbetbarheten hos materialet. Vid för höga halter av bor skulle svetsbarheten och korrosionsbeständigheten kunna försämras. Således bör halten av bor begränsas till max 0,01 vikt-%.

Kväve (N) är ett mycket aktivt element som ökar korrosionsbeständigheten, den strukturella stabiliteten samt hållfastheten hos materialet. Dessutom förbättrar en hög N-halt àterbildningen av austenit efter svetsning, vilket ger goda egenskaper inom svetsfogen. För att uppnå en god verkan av N 10 15 20 25 530 711 10 bör N tillsättas med åtminstone 0,35 vikt-%. Vid höga halter av N ökar risken för utfällning av kromnitrider, speciellt när samtidigt kromhalten är hög. En hög N-halt medför dessutom att risken för porositet ökar på grund av den överskridna solubiliteten av N i smältan. Av dessa orsaker bör N-halten begränsas till max 0,60 vikt-%, företrädesvis tillsätts >O,35-O,45 vikt-% N.

Halten av ferrit är viktig för att uppnå goda mekaniska egenskaper och korrosionsegenskaper samt god svetsbarhet. Ur korrosionssynpunkt och svetsbarhetssynpunkt är en halt av ferrit mellan 30-70% önskvärd för att uppnå goda egenskaper.

Dessutom medför höga halter av ferrit att slagsegheten vid låga temperaturer samt beständigheten mot väteinducerad sprödhet riskerar att försämras. Halten av ferrit är således 30-70 volym-%, företrädesvis 40-60 volym-%.

BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Tvä experimentella legeringar framställdes för att testa huvudsakligen inverkan av olika koncentrationer av Si. Tabell 1 nedan visar halten av de båda legeringarna Nr 1 och Nr 2, varvid Nr 1 är en duplex rostfri stàllegering enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning och legering Nr 2 är en sàdan legering enligt EP 0 683 241.

Tabell 1 Legering Nr 1 2 C 0,017 0,019 Si 0,21 0,62 Mn 0,49 0,47 P 0,005 0,004 S 0,006 0,008 Cr 26,06 26,10 Ni 7,11 7,03 Mo 5,20 5,16 W <0,01 <0,01 CU <0,01 0,021 10 15 20 25 530 F11 11 Co <0,010 <0,010 Ti <0,005 <0,005 Al 0,004 0,007 B 24ppm 25ppm Ca 22ppm 28ppm N 0,41 0,42 Dessutom modellerades legeringarna under användning av Thermo-Calc-mjukvara med databas CCTSS ( en något modifie- rad version av den kommersiella databasen TCFE3 med förbätt- rade modeller för till exempel duplex legeringssammansätt- ningar). Fig 1 och 2 visar beräknade fashalter av Iegering Nr 1 respektive Iegering Nr 2 som en funktion av temperaturen. l dessa figurer: 1: Ferrithalten. Det framgår att för legeringen enligt föreliggande uppfinning (fig 1) krävs en värmebehandling i omrâdet av 1 100 - 1 300°C för uppnående av en önskad ferrithalt.

Austenithalten. Värmebehandlingen genomförs så att endast en ferritfas och en austenitfas uppnås.

Halten av N Smältmetall Sigmafas. Bildandet därav kan undvikas genom snabb kyl- ning.

Halt av CrzN, vilket förorsakar sprödhet och reduktion av korrosionsbeständighet.

Karbidhalt, vilken bör hållas låg för att inte påverka svetsar.

En hög tendens till karbidutfällning leder till risk för reducerad korrosionsbeständighet nära svetsar. Jämviktsmängden av karbider bör således hållas låg. lntermetallisk fas. Summan av denna och sigmafasen skall hållas så låg som möjligt. 10 15 20 25 5313 711 12 Tabe|l2 Legering PRE PRE., PREv PREW rmm TmcwN %<= Uffällfliflgaf Nr vid vid PRE., vid "êfvafaflfe 11oo°c 11oo°c vid 1100°C "'d”°°° 11oo°c 1 49,8 49,1 50,3 1,02 1078 1043 iois 43,3 2 49,8 48,3 50,0 1,04 1037 nos 1108 47,1 øßvikf-ffr» CF2N Tabell 2 ovan visar det totala PRE hos de båda legeringarna och det förutsagda PRE för varje fas vid snabbkylning från 1100°C, samt förhållandet mellan PRE i austeniten och i ferriten. Den vi- sar även den förutsagda ferrithalten efter en snabbkylning från 1100°C och slutligen de förutsagda upplösningstemperaturerna för Cr2N och sigma (o)-fas, och den förutsagda närvaron av några utfällningar vid 1100°C. Eftersom utfällningen av CrzN är snabbare än den av o-fas är två TmaxßæN närvarande, en för fallet av långsam kylning när jämviktsmängder av o tillåts utfälla (”med o”) och en annan för snabb kylning när o inte utfäller (“utan s”). Det är klart att båda legeringarna uppfyller kraven på ferrithalt, total PRE samt PRE-balans och minimum PRE i varje fas såsom uppställda i vär WO 03020994.

Provtillverkning Legeringarna framställdes genom smältning, gjutning av göt och slutligen smidespressning. Tabell 3 visar resultaten av smid- ningen. Smidningen avbröts när allvarliga ytdefekter började bil- das, och den totala reduktionen av tvärsnittsarea under smides- processen kan således användas som en uppskattning på smid- barheten hos de båda legeringarna.

Tabell 3 Legering Startdimension Slutdimension Relativ area Areareduktion Nr (e) A/B li-e/Ayfioo 1 zsoxzso mm ssxss mm 7,3 86% 2 zsoxzso mm 12s><12s mm 3,4 70% 10 15 20 25 30 539 ?'l'l 13 De smidda stängerna glödgades vid 1100°C, följt av snabbkyl- ning i vatten innan någon ytterligare bearbetning påbörjades.

Förmaterialet använt för proven glödgades en gàng tili efter att ha skurits upp i mindre stycken, vid 1100° i 1 timme, följt av vat- tensnabbkylning. Efter denna behandling bearbetades de olika proven.

Testning Slagtestning Slagtestning genomfördes på 10x10mm Charpy v-skårprov (55mm långa) i fyra olika materialförhàllanden: as-glödgad (det vill säga 1100°C/vattensnabbkylning) och med en ytterligare glödgning av slagproven vid en lägre temperatur. Tabell 4 visar de olika materialförhållandena samt de resulterande slagseg- hetsvärdena. Tvà prov testades för varje sammansättning och glödgningsförhàllande.

Tabell 4 Legering 1100/wq l100/wq+1075/wq 1100/wq+l050 wq 1100/wq+10 Nr 25/wq 1 hög Mo, 175,176 232240 26,28 6,8 låg Si 2 hög Mo, 168,154 150,178 14,10 5,4 hög Si Legering 1, med en hög Mo-halt och låga Si- och Co-halter, har en god slagseghet förutsatt att en tillräckligt hög glödgningstem- peratur används. Denna tabell illustrerar en svaghet hos iegering 2 enligt EP 0 683 241, nämligenatt en Si-halt högre än 0,5% till- sammans med en hög Mo-halt ger ett potentiellt sprött material.

Endast reducerande av Si-halten (som i iegering 1 enligt föreliggande uppfinning) ger en stor förbättring i seghet.

Kontinuerlig kylning 9 prov av varje smälta glödgades vid 1100°C och àteruppvärm- des sedan till tre olika temperaturer: 1050, 1100 och 1150°C för varje smälta. Proven kyldes med tre olika konstanta kylningshas- tigheter från de olika hàlltemperaturerna: 20, 60 och 140°C/min. 10 15 20 25 530 71'l 14 Detta innebär att 9 olika glödgningscykler användes för varje smälta. Inga nitrider påträffades i något av proven. Tabell 5 sam- manfattar observationerna gjorda genom optisk mikroskopi. Ett relativt rankningsindex används för o-fashalten hos olika prov, där: 0: ingen o-fas detekterad 1: 1-2 o-faspartiklar i genomsnitt detekterade inom ett synfält av 500x förstärkning 2: små mängder av o-fas detekterade vid 500x förstärkning (men mer än 2 partiklar/synfält) 3: relativt stora mängder av o, men med mindre än 5% av ferrit transformerad 4: mer än 5% av ferriten transformerad till o 5: mer än 25% av ferriten transformerad till o 6: mer än 50% av ferriten transformerad till o Tabell 5 Uppvärmningscykler Lggeringsnummer Uppvärmningstemperatur Kylningshastighet 1 2 1oso°c zwc/min 5 5 som/min 4 4 14o°c/min 2 3 11oo°c zwc/min 4 5 som/min 2 3 14o°c/mm 1 2 11so°c :mc/min 4 5 swe/min 2 3 i4o°cimin 2 2 Det visas att legering 1 är något mindre benägen till o-utfällning än legering 2. Det påpekas att ett ”betyg” av 2, företrädesvis 1, är nödvändigt för att göra det möjligt att riktigt tillverka materialet ifråga.

Fig 3 visar mikrofoton av kontinuerligt kylda prov uppvärmda till 1100°C. Ljus färg är austenit, brun är ferrit och svart är o-fas. 10 15 20 25 5313 711 15 Det visas att bildandet av o-fasen (svart) är anmärkningsvärt svagare för legering Nr 1 enligt föreliggande uppfinning än för legering Nr 2 enligt EP 0 683 241, vilket är uppenbart beroende på den lägre halten av Si.

Mekaniska egenskaper Tabell 6 visar resultat av dragprov. Legering Nr 2 är uppenbarli- gen mindre duktil än legering Nr 1 enligt uppfinningen.

Tabell 6. Resultat av dragprov. Två prov från varje smälta Legering Sträckgräns, Ultimat Förlängning/% Areareduktionl°ß RpM/MPa draghållfasthet, Rm /MPa 1 644,626 841,844 37,9, 37,5 61,60 2 687 847 17,0 27 Korrosionsfestning Kritisk spaltkorrosionstemperatur (CCT) enligt MTI-2 och kritisk punktkorrosionstemperatur (CPT) i ”Green Death”-lösning (1%FeCl3+1%CuCl2+1W0H2SO4+1,2%HCl) är visad i Tabell 7.

Det finns en mycket liten skillnad i spaltkorrosionsbeständighet mellan de olika legeringarna. Antagandet att punkt- och spaltkor- rosionsbeständighet i duplex legering är huvudsakligen bestämd av PRE hos fasen med lägsta PRE stämmer överens med faktu- met att legering 1 har den högsta CCT. Dessutom uppträder för- bättrat beteende av legering 1 med avseende på legering 2 i form av en lägre viktförlust på grund av korrosion och högre maxi- maltemperaturer.

Tabell 7. Resultat av spaltkorrosionstest enligt MTl-2, punktkor- rosion i Green Death-lösning och punktkorrosion i järnklorid. Två prov/legeringar användes för varje test.

Legering CCT (°C), CPT (°C), in CPT (°C), ijärnklorid, G48 Atest vid PREi Nr MTI-2 Green modifierad G48C (ge- 95°C, "svagaste" Death- nomsnlttlig viktförlust (genomsnittlig fas lösning etter 97,5°CIg) viktförlust/g) 1 65,70 80,80 97,5, 97,5 (0,0036) Inga gropar 49,1 (0,014) 2 60,65 70,75 97,5, 97,5 (0,011) Små gropar 48,3 (0,04) 10 530 711 16 Sammanfattning Legeringen (nr 2) som motsvarar EP 0 683 241 är mycket utsatt för mfasutfällning, vilket gör produktionen av ett material med god duktilitet mycket svår. Detta problem löses genom sänkande av Si-halten och en god balans mellan PRE-värdena hos de båda faserna. Dessutom har legering nr 2 en låg smidbarhet. Genom reducerande av Si-halten hos en legering av typen definierad i EP 0 683 241, det vill säga genom användande av en samman- fattning enligt legering nr 1, ökar inte endast duktiliteten och segheten, utan korrosionsbeständigheten ökar även, vilket fak- tiskt är en effekt som var helt oväntad.

Claims (15)

10 15 20 '25 30 35 530 711 17 Patentkrav

1. Duplex rostfri stållegering, kännetecknad därav, att den inne- håller i vikt-%: C max 0,03% Si < 0,30% Mn 0-3,0% P max 0,030% S max 0,050% Cr 25-29% Ni 5-9% Mo 4,58% W 0-3% Cu 0-2% Co 0-3% Ti 0-2% Al 0-0,05% B 0-0,01% Ca _ 0-0,01% N 0,35-0,60% varvid resten är Fe och normalt uppträdande föroreningar, varvid ferrithalten är 30-70 volym-%, och varvid varje vikt-% av Mo ovan kan valfritt ersättas av två (2) vikt-% W.

2. Legering enligt krav 1, kännetecknad därav, att halten av Si är max 0,25 vikt-%.

3. Legering enligt krav 1, kännetecknad därav, att halten av Si är max 0,23 vikl-%.

4. Legering enligt något av föregående krav, därav, att halten av Mo är a vikt-% och halten av W är b vikt-°/°, varvid a + b/2 > 5,0.

5. Legering enligt krav 4, kännetecknad därav, att a > 5,0.

6. Legering enligt krav 4, kännetecknad därav, att a + b/2 s 8. 10 15 20 525 30 35 530 7'l'l 18

7. Legering enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att halten av Co är O-0,010 vikt-%.

8. Legering enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att halten av Cr är 25,5-28 vikt-%.

9. Legering enligt något av föregående krav, därav, att halten av Ni är 6-8 vikt-%.

10. Legering enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att halten av N är 0,35-0.45 vikt-%.

11. Legering enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att halten av ferrit är 40-60 vo|ym-%.

12. Legering enligt något av föregående krav, därav, att det genomsnittliga PRE- eller PREW-värdet hos de två faserna av legeringen överskrider 44, varvid PRE = %Cr + s,s%lvlo + 1s%N och PREW: = %Cr + 3,3(%Mo + 0,5%W) + 16%N, varvid % är vikt-%.

13. Legering enligt krav 12, kännetecknad därav, att PRE- eller PREW-värdet för både ferrit- och austenitfasen är högre än 47, företrädesvis högre än 48,5, och att nämnda genomsnittliga PRE- eller PREW-värde är högre än 48, företrädesvis högre än 49.

14. Legering enligt krav 12 eller 13, kännetecknad därav, att förhållandet mellan PRE(W)-värdet för austenitfasen och PRE(W)-värdet för ferritfasen ligger mellan 0,90 och 1,15, före- trädesvis mellan 0,95 och 1,05.

15. Användning av en legering enligt något av föregående krav i kloridinnehållande miljöer i produktformer såsom stänger, rör, såsom svetsade och sömlösa rör, plåt, band, tråd, svetstråd, konstruktionsdelar, såsom exempelvis pumpar, ventiler, flänsar och kopplingar.