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Die Erfindung betrifft eine austenitische, im Wesentlichen ferritfreie Stahllegierung.
Weiter umfasst die Erfindung die Verwendung einer austenitischen, im Wesentlichen ferritfreien Stahllegierung.
Schliesslich bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von austenitischen, im Wesentlichen ferritfreien Komponenten, insbesondere Bohrstangen, für die Ölfeldtechnik.
Beim Niederbringen von Bohrungen, beispielsweise in der Ölfeldtechnik, ist es notwendig, einen Bohrlochverlauf möglichst exakt festzustellen. Dies erfolgt üblicherweise durch Bestimmung der Lage des Bohrkopfes mit Hilfe von Magnetfeldsonden, bei welchen das magnetische Feld der Erde zur Messung genutzt wird. Teile von Bohrgeräten, insbesondere Bohrstangen, sind deswegen aus nicht-magnetischen Legierungen gefertigt. In diesem Zusammenhang wird heute zumindest für die in unmittelbarer Nähe von Magnetfeldsonden befindlichen Teile von Bohrsträngen eine relative magnetische Permeabilität r kleiner als 1. 01 gefordert.
Austenitische Legierungen können im Wesentlichen ferritfrei, das heisst mit einer relativen magnetischen Permeabilität r kleiner als 1.01, ausgebildet sein. Somit können austenitische Legierungen die vorstehende Forderung erfüllen und daher grundsätzlich für Bohrstrangkomponenten eingesetzt werden.
Um für einen Einsatz in der Form von Bohrstrangkomponenten insbesondere für Tieflochbohrungen geeignet zu sein, ist es weiter erforderlich, dass ein gewählter austenitischer Werkstoff Mindestwerte der mechanischen Eigenschaften, insbesondere der 0. 2 %-Dehngrenze und Zugfestigkeit, erreicht und den beim Bohrbetrieb auftretenden dynamisch wechselnden Belastungen gewachsen ist, also zusätzlich eine hohe Dauerwechselfestigkeit aufweist. Andernfalls können beispielsweise Bohrstangen aus entsprechenden Legierungen den beim Gebrauch auftretenden hohen Zug- und Druckbeanspruchungen sowie Torsionsbeanspruchungen nicht oder nur für eine kurze Einsatzzeit standhalten; unerwünscht rasches bzw. vorzeitiges Materialversagen ist die Folge.
Austenitische Werkstoffe für Bohrstrangkomponenten werden in der Regel hoch mit Stickstoff legiert, um hohe Werte der Streckgrenze und der Zugfestigkeit von Komponenten wie Bohrstangen zu erreichen. Eine zu berücksichtigende Anforderung ist jedoch eine Porenfreiheit des eingesetzten Werkstoffes, welche durch Legierungszusammensetzung und Herstellverfahren beeinflussbar ist.
In diesem Bezug stellen sich wirtschaftlich günstig selbstredend Legierungen dar, welche bei Erstarrung unter Atmosphärendruck zu porenfreiem Halbzeug führen. In der Praxis sind solche austenitische Legierungen allerdings des hohen Stickstoffgehaltes wegen eher selten, und es ist durchwegs ein Erstarren unter erhöhtem Druck erforderlich, um eine Porenfreiheit zu erreichen. Ein Erschmelzen und Erstarren unter Stickstoffdruck kann auch notwendig sein, um genügend Stickstoff im erstarrten Material zu erhalten, wenn andernfalls eine unzureichende Stickstofflöslichkeit gegeben ist.
Schliesslich sollten austenitische Legierungen, welche für einen Einsatz als Komponenten von Bohrsträngen vorgesehen sind, eine gute Beständigkeit gegen verschiedene Arten von Korrosion aufweisen. Insbesondere ist ein hoher Widerstand gegen Lochfrasskorrosion und Spannungsrisskorrosion vor allem in chloridhältigen Medien erwünscht.
Gemäss dem Stand der Technik sind austenitische Legierungen bekannt, welche jeweils einige dieser Anforderungen, nämlich weitgehende Ferritfreiheit, gute mechanische Eigenschaften, Porenfreiheit und hohe Korrosionsbeständigkeit, erfüllen.
Aus der DE 39 40 438 C1 sind Gegenstände aus einem warm- und kaltverformten und nachfolgend bei Temperaturen von über 300 C ausgelagerten, austenitischen Werkstoff mit (in Gewichtsprozent) max. 0. 12 % Kohlenstoff, 0. 20 % bis 1. 00 % Silicium, 17. 5 % bis 20. 0 % Mangan, maximal 0. 05 % Phosphor, maximal 0. 015 % Schwefel, 17. 0 % bis 20. 0 % Chrom, maximal 5 % Molybdän, maximal 3. 0 % Nickel, 0. 8 % bis 1.2 % Stickstoff, bekannt. Diese Gegenstände weisen allerdings, wie in der DE 196 07 828 A1 von einigen derselben Erfinder bemerkt wird, bescheidene Dauerwechselfestigkeiten von bestenfalls 375 MPa auf, welche in aggressiver Umgebung, z. B. in Salzlösung noch deutlich tiefer liegen.
Eine andere austenitische Legierung ist aus der nebenbei schon erwähnten DE 196 07 828 A1 bekannt. Gemäss dieser Schrift werden Gegenstände für die offshore-Industrie vorgeschlagen, die aus einer austenitischen Legierung mit (in Gewichtsprozent) 0. 1 % Kohlenstoff, 8 % bis 15 %
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Mangan, 13 % bis 18 % Chrom, 2. 5 % bis 6 % Molybdän, 0 % bis 5 % Nickel und 0. 55 % bis 1.1 % Stickstoff bestehen. Derartige Gegenstände sollen hohe mechanische Kennwerte und eine höhere Dauerwechselwechselfestigkeit als Gegenstände nach der DE 39 40 438 C1 aufweisen. Nachteilig ist jedoch eine auf die Legierungszusammensetzung zurückführbare geringe Stickstofflöslichkeit, weshalb unter Druck geschmolzen und erstarren gelassen werden muss oder noch aufwändigere pulvermetallurgische Herstellverfahren anzuwenden sind.
Eine bei Erschmelzen unter Atmosphärendruck zu Gegenständen mit geringer magnetischer Permeabilität und guten mechanischen Eigenschaften führende austenitische Legierung ist in der AT 407 882 B beschrieben. Eine solche Legierung weist insbesondere eine hohe 0. 2 % Dehngrenze, hohe Zugfestigkeit und eine hohe Dauerwechselfestigkeit auf. Legierungen gemäss der AT 407 882 B werden zweckmässigerweise warmverformt und bei Temperaturen von 350 C bis etwa 600 C einer zweiten Verformung unterworfen. Die Legierungen eigenen sich für eine Herstellung von Bohrstangen, welche im Rahmen eines Bohreinsatzes in der Ölfeldtechnik auch den hohen Anforderungen hinsichtlich statischer und dynamischer Belastbarkeit über lange Einsatzzeiten in zufriedenstellender Weise Rechnung tragen.
Dennoch, so wurde festgestellt, kann es zu Materialversagen kommen, weil Bohrstrangkomponenten wie Bohrstangen bei einem Einsatz neben hohen mechanischen Beanspruchungen auch hochkorrosiven Medien bei erhöhten Temperaturen ausgesetzt sind. In der Folge kann es zu Spannungsrisskorrosion kommen. Da Bohrstangen und andere Teile von Bohreinrichtungen auch während Stehzeiten mit korrosiven Medien in Kontakt stehen können, kann Lochfrasskorrosion ebenfalls entscheidend zum Materialversagen beitragen. Beide Korrosionsarten bewirken in der Praxis eine Verkürzung der maximalen theoretischen Gebrauchsdauer bzw. der Einsatzzeit von Bohrstangen, wie sie auf Grund der mechanischen Eigenschaften bzw. Kennwerte zu erwarten wäre.
Gemäss dem dargelegten Stand der Technik zeigt sich, dass bei hoch-stickstoffhältigen austenitischen Legierungen, welche unter Atmosphärendruck zu zumindest weitgehend porenfreien Blöcken erschmelzbar sind, die Anforderungen hinsichtlich guter mechanischer Eigenschaften und gleichzeitig hoher Beständigkeit gegen Korrosion bei Zug- und Druckbelastung als auch gegen Lochfrasskorrosion nicht zufriedenstellend erfüllt sind.
Hier knüpft die Erfindung an und stellt sich zur Aufgabe, eine austenitische Stahllegierung anzugeben, welche bei Atmosphärendruck erschmelzbar und zu porenfreiem Halbzeug verarbeitbar ist und welche bei guten mechanischen Eigenschaften, insbesondere bei hoher 0. 2 % Dehngrenze, hoher Zugfestigkeit und hoher Dauerwechselfestigkeit, gleichzeitig eine hohe Beständigkeit sowohl gegen Spannungsrisskorrosion als auch gegen Lochfrasskorrosion aufweist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, Verwendungen für eine austenitische, im Wesentlichen ferritfreie Legierung anzugeben.
Die genannte Aufgabe löst eine Stahllegierung nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen einer erfindungsgemässen Stahllegierung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 21.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass eine austenitische, im Wesentlichen ferritfreie Stahllegierung bereitgestellt wird, welche gute mechanische Eigenschaften, insbesondere hohe Werte der 0. 2 % Dehngrenze und der Zugfestigkeit aufweist und welche gleichzeitig eine hohe Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion und auch gegen Lochfrasskorrosion aufweist.
Auf Grund einer synergetisch abgestimmten Legierungszusammensetzung ist eine hohe Stickstofflöslichkeit gegeben. In vorteilhafter Weise kann somit ein zumindest weitgehend porenfreier Block aus einer erfindungsgemässen Legierung bei Schmelzen und Erstarren unter Atmosphärendruck erstellt werden.
Nach einer Warmverformung eines Gussstückes in einem oder mehreren Schritten, einem wahlweise darauffolgenden Lösungsglühen des Halbzeuges und einer danach folgenden weiteren Verformung bei einer Temperatur unterhalb der Rekristallisationstemperatur, vorzugsweise unterhalb von 600 C, insbesondere im Bereich von 300 C bis 550 C, liegt ein erfindungsgemäss zusammengesetzter Werkstoff im Wesentlichen frei von stickstoffhaltigen und/oder karbidischen Ausscheidungen vor. Dies bewirkt eine hohe Dauerwechselfestigkeit desselben, weil der gesamte Stickstoff in Lösung vorliegt und beispielsweise Karbide, welche als Mikrokerben wirken, stark reduziert sind. Dementsprechend weist ein Gegenstand aus der erfindungsgemässen Legierung bei
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Raumtemperatur eine Dauerwechselfestigkeit von mehr als 400 MPa bei 107Lastwechsel auf.
Andererseits bewirkt eine Freiheit von stickstoffhaltigen und/oder karbidischen Ausscheidungen allgemein eine hohe Korrosionsbeständigkeit des Stahls, weil vor allem Chrom und Molybdän nicht als Karbide bzw. Nitride gebunden sind und daher in Bezug auf Korrosionsbeständigkeit ihre passivierende Wirkung vollflächig entfalten. So können Teile aus erfindungsgemässen Stahllegierungen bei besseren mechanischen Eigenschaften Beständigkeiten gegen Spannungsrisskorrosion und Lochfrasskorrosion aufweisen, die jene von hochlegierten Cr-Ni-Mo-Austeniten übertreffen.
Im Folgenden sind die Wirkungen der jeweiligen Elemente einzeln und im Zusammenwirken mit den übrigen Legierungsbestandteilen näher beschrieben.
Kohlenstoff (C) kann in einer erfindungsgemässen Stahllegierung in Gehalten bis zu 0. 35 Gew. -% vorhanden sein. Kohlenstoff ist ein Austenitbildner und wirkt sich in Bezug auf hohe mechanische Kennwerte günstig aus. Im Hinblick auf eine Vermeidung von karbidischen Ausscheidungen, insbesondere bei grösseren Dimensionen, ist es bevorzugt, den Kohlenstoffgehalt auf 0. 01 Gew. -% bis 0. 06 Gew. -% einzustellen.
Silicium (Si) ist in Gehalten bis 0. 75 Gew. -% vorgesehen und dient in der Hauptsache einer Desoxidation des Stahls. Höhere Gehalte als 0. 75 Gew.-% erweisen sich im Hinblick auf eine Ausbildung intermetallischer Phasen als nachteilig. Silicium ist überdies ein Ferritbildner und auch deswegen sollte ein Siliciumgehalt auf maximal 0. 75 Gew. -% begrenzt sein. Günstig und daher bevorzugt ist es, Silicium in Gehalten von 0.15 Gew.-% bis 0.30 Gew.-% vorzusehen, weil in diesem Gehaltsbereich eine ausreichend desoxidierende Wirkung bei geringem Beitrag von Silicium zur Ferritbildung gegeben ist.
Mangan (Mn) ist in Gehalten von mehr als 19.0 Gew.-% bis zu 30.0 Gew.-% vorgesehen. Dieses Element trägt wesentlich zu einer hohen Stickstofflöslichkeit bei. Porenfreie Werkstoffe aus einer erfindungsgemässen Stahllegierung sind deshalb auch bei Erstarren unter Atmosphärendruck herstellbar. Hinsichtlich einer Stickstofflöslichkeit einer Legierung im schmelzflüssigen Zustand sowie während und nach der Erstarrung ist es bevorzugt, Mangan in Gehalten von mehr als 20 Gew. -% einzusetzen. Mangan stabilisiert überdies das Austenitgefüge speziell bei hohen Verformungsgraden gegen die Bildung von Umformmartensit. Mit Bezug auf eine bevorzugt gute Korrosionsbeständigkeit hat sich eine obere Grenze des Mangangehaltes mit 25. 5 Gew. -% ergeben.
Chrom (Cr) erweist sich in Gehalten von 17.0 Gew.-% oder mehr als notwendig für eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Ausserdem ermöglicht Chrom ein Zulegieren grosser Stickstoffmengen.
Höhere Gehalte als 24. 0 Gew. -% können sich nachteilig auf eine magnetische Permeabilität auswirken, weil Chrom zu den ferritstabilisierenden Elementen zählt. Besonders vorteilhaft sind Chrom-Gehalte von 19. 0 % bis 23. 5 %, vorzugsweise 20. 0 % bis 23. 0 %. Bei diesen Gehalten zeigt eine gemeinsame Betrachtung der Neigung zur Bildung von chromhältigen Ausscheidungen und Beständigkeit gegen Lochfrass- und Spannungsrisskorrosion ein Optimum.
Molybdän (Mo) ist ein Element, welches in einer Stahllegierung gemäss der Erfindung wesentlich zur Korrosionsbeständigkeit im allgemeinen und zur Lochfrasskorrosionsbeständigkeit im besonderen beiträgt, wobei die Wirkung von Molybdän in einem Gehaltsbereich von mehr als 1.90 Gew. -% durch eine Anwesenheit von Nickel verstärkt wird. Ein optimaler und daher bevorzugter Bereich des Molybdängehaltes in Bezug auf eine Korrosionsbeständigkeit ist durch eine untere Grenze von 2.05 Gew.-%, ein besonders bevorzugter Bereich durch eine untere Grenze von 2. 5 Gew. -%, festgelegt. Da Molybdän zum einen ein teures Element ist und zum anderen bei grösseren Gehalten die Tendenz zur Bildung intermetallischer Phasen steigt, ist ein Molybdängehalt mit 5. 5 Gew. -%, in bevorzugten Varianten der Erfindung mit 5. 0 Gew. -%, insbesondere mit 4. 5 Gew.-%, begrenzt.
Wolfram (W) kann in Konzentrationen von bis zu 2. 0 Gew. -% anwesend sein und zur Steigerung der Korrosionsbeständigkeit beitragen. Wenn eine im Wesentlichen ausscheidungsfreie Legierung gefordert ist, ist es zweckmässig einen Wolframgehalt zwischen 0.05 Gew.-% und 0. 2 Gew.-% zu halten. Um intermetallische bzw. stickstoffhaltige und/oder karbidische Ausscheidungen von Wolfram bzw. Wolfram und Molybdän hintan zuhalten, ist es günstig, wenn ein Summengehalt X (in Gew. -%) dieser Elemente, berechnet nach X = (%Molybdän) + 0.5 * (% Wolfram), grösser als 2 und kleiner als 5. 5 ist.
Nickel (Ni) trägt, wie gefunden wurde, in einem Gehaltsbereich von mehr als 2. 50 Gew.-% bis
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15. 0 Gew. -% und im Zusammenwirken mit den übrigen Legierungselementen aktiv und positiv zur Korrosionsbeständigkeit bei. Insbesondere, und dies ist aus fachmännischer Sicht als völlig überraschend zu werten, ist bei Anwesenheit von mehr als 2. 50 Gew.-% Nickel eine hohe Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit gegeben.
Entgegen der in einschlägigen Lehr- und Fachbüchern dargelegten Meinung, dass mit steigenden Nickelgehalten die Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit von chromhältigen Austeniten in chloridhältigen Medien dramatisch abnimmt und bei etwa 20 Gew. -% ein Minimum einnimmt (siehe, z.B. : Sedriks, Corrosion of Stainless Steels, 2nd Edition, John Wiley & Sons Inc., 1996, Seite 276), kann in einer erfindungsgemässen Stahllegierung auch bei Nickelgehalten von mehr als 2. 50 Gew.-% bis 15.0 Gew.-% in chloridhältigen Medien eine hohe Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit erreicht werden.
Eine abgesicherte wissenschaftliche Erklärung dieses Effekts liegt noch nicht vor. Vermutet wird Folgendes : eine Entstehung transkristalliner Spannungsrisskorrosion durch Gleitvorgänge ist eine planare Versetzungsanordnung notwendig, welche durch eine niedrige Stapelfehlerenergie begünstigt wird. In einer erfindungsgemässen Legierung erhöht Nickel die Stapelfehlerenergie. Dies führt bei mehr als 2. 50 Gew.-% Nickel zu hohen Stapelfehlerenergien und zu Versetzungsknäuel, wodurch eine Anfälligkeit gegen Spannungsrisskorrosion verringert ist.
Besonders bevorzugt sind in diesem Zusammenhang Nickelgehalte von zumindest 2. 65 Gew. -%, vorzugsweise zumindest 3.6 Gew.-%, insbesondere 3.8 Gew.-% bis 9. 8 Gew.-%, Nickel.
Cobalt (Co) kann in Gehalten bis zu 5.0 Gew.-% zur Substitution von Nickel vorgesehen sein.
Bevorzugt ist es jedoch schon der hohen Kosten dieses Elementes wegen, einen Cobaltgehalt unter 0. 2 Gew. -% zu halten.
Nickel leistet, wie oben dargelegt, einen hohen Beitrag zur Korrosionsbeständigkeit und ist ein starker Austenitbildner. Demgegenüber leistet Molybdän zwar auch einen wesentlichen Beitrag zur Korrosionsbeständigkeit, ist aber ein Ferritbildner. Daher ist es günstig, wenn der Nickelgehalt gleich oder grösser ist, als der Molybdängehalt. Besonders günstig ist in diesem Zusammenhang, wenn ein Nickelgehalt mehr als das 1.3-fache, vorzugsweise mehr als das 1.5-fache, eines Molybdängehaltes beträgt.
Stickstoff (N) ist in Gehalten von zumindest 0. 35 Gew. -% bis 1.05 Gew. -% erforderlich, um eine hohe Festigkeit sicherzustellen. Weiter trägt Stickstoff zur Korrosionsbeständigkeit bei und ist ein starker Austenitbildner, weswegen höhere Gehalte als 0. 40 Gew.-%, insbesondere höher als 0. 60 Gew.-%, günstig sind. Auf der anderen Seite steigt mit zunehmendem Stickstoffgehalt die Neigung zu einer Bildung von stickstoffhaltigen Ausscheidungen, beispielsweise Cr2N. In vorteilhaften Varianten der Erfindung ist ein Stickstoffgehalt daher mit 0.95 Gew.-%, vorzugsweise 0. 90 Gew. -%, begrenzt.
Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn das Verhältnis der Gewichtsanteile von Stickstoff zu Kohlenstoff grösser als 15 ist, weil dann eine Bildung von rein karbidhältigen Ausscheidungen, welche sich äusserst nachteilig auf eine Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffes auswirken, zumindest weitgehend ausgeschlossen ist.
Bor (B) kann in Gehalten bis zu 0.005 Gew.-% vorgesehen sein und begünstigt insbesondere in einem Bereich von 0.0005 Gew.-% bis 0.004 Gew.-% eine Warmverformbarkeit des erfindungsgemäss zusammensetzten Werkstoffes.
Kupfer (Cu) ist in einer erfindungsgemässen Stahllegierung in einem Gehalt von weniger als 0. 5 Gew.-% tolerierbar. In Gehalten von 0. 04 Gew. -% bis 0.35 Gew.-% erweist sich Kupfer als durchaus vorteilhaft bei speziellen Einsatzzwecken von Bohrstangen, beispielsweise wenn Bohrstangen bei Bohrungen mit Medien wie Schwefelwasserstoffen, insbesondere H2S, in Kontakt kommen. Gehalte höher als 0. 5 Gew. -% fördern eine Ausscheidungsbildung und erweisen sich als nachteilig für die Korrosionsbeständigkeit.
Aluminium (AI) trägt neben Silicium zu einer Desoxidation des Stahles bei, ist jedoch ein starker Nitridbildner, weshalb dieses Element gewichtsmässig auf weniger als 0. 05 Gew. -% eingeschränkt wird.
Schwefel (S) ist in Gehalten bis zu 0.30 Gew.-% vorgesehen. Grössere Gehalte als 0. 1 Gew. -% wirken sich sehr günstig auf eine Verarbeitung einer erfindungsgemässen Stahllegierung aus, weil eine spanabhebende Bearbeitung erleichtert ist. Wenn jedoch ein Augenmerk höchster Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffes gilt, ist ein Schwefelgehalt mit 0. 015 Gew. -% begrenzt.
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In einer Stahllegierung gemäss der Erfindung ist der Gehalt an Phosphor (P) geringer als 0. 035 Gew.-%. Vorzugsweise ist ein Phosphorgehalt mit maximal 0. 02 Gew.-% begrenzt.
Vanadium (V), Niob (Nb), Titan (Ti) wirken kornfeinend im Stahl und können zu diesem Zweck einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein, wobei eine Summenkonzentration der vorhandenen Elemente maximal 0. 85 Gew.-% beträgt. Im Hinblick auf eine kornfeinende Wirkung und eine Vermeidung von groben Ausscheidungen dieser starken Karbidbildner, ist es von Vorteil, wenn eine Summenkonzentration der vorhandenen Elemente mehr als 0. 08 Gew.-% und weniger als 0. 45 Gew.-% beträgt.
In einer erfindungsgemässen Stahllegierung tragen die Elemente Wolfram, Molybdän, Mangan, Chrom, Vanadium, Niob und Titan positiv zur Löslichkeit von Stickstoff bei.
Es ist besonders günstig, wenn Halbzeug aus einer erfindungsgemässen Legierung bei einer Temperatur von mehr als 750 C warmverformt, wahlweise lösungsgeglüht und abgeschreckt, und anschliessend bei einer Temperatur unterhalb der Rekristallisationstemperatur, vorzugsweise unterhalb von 600 C, insbesondere im Temperaturbereich von 300 C bis 500 C, verformt ist. In diesem Zustand des Werkstoffes liegt ein Gefüge frei von stickstoffhaltigen und/oder karbidischen Ausscheidungen vor. Bei Anwendung der genannten Verfahrensschritte kann ein homogenes, feines austenitisches Gefüge ohne Umformmartensit erreicht werden. Derart behandelte Werkstoffe weisen bei Raumtemperatur eine Dauerwechselfestigkeit von mehr als 400 MPa bei 107 Lastwechseln auf.
Das weitere Ziel der Erfindung, Verwendungen für eine austenitische, im Wesentlichen ferritfreie Legierung anzugeben, wird durch Verwendung einer erfindungsgemässen Stahllegierung als Werkstoff für Komponenten für die Ölfeldtechnik erreicht. Insbesondere als günstig erweist es sich, wenn die Komponente ein Bohrstrangteil ist.
Das weitere Ziel der Erfindung wird auch durch Verwendung einer Legierung gemäss der Erfindung für auf Zug und Druck beanspruchte Bauteile, welche mit korrosiven Medien, insbesondere einer korrosiven Flüssigkeit wie salzhältiges Wasser, in Kontakt kommen, erreicht.
Die Vorteile einer erfindungsgemässen Verwendung sind insbesondere darin zu sehen, dass bei Einsatz der genannten Legierungen korrosionschemischer Verschleiss verzögert ist und die Komponenten bzw. Bauteile eine erhöhte Gebrauchsdauer aufweisen.
Im Rahmen einer Weiterverarbeitung von stangenförmigem Material aus einer erfindungsgemässen Legierung zu Bohrstangen durch Drehen und Schälen hat sich überraschenderweise gezeigt, dass ein Verschleiss von Dreh- bzw. Schälwerkzeugen bei Vergleich mit Material gemäss dem Stand der Technik erheblich verringert ist.
Zufolge diesem Aspekt stellt es ein verfahrensmässiges Ziel der Erfindung dar, ein Verfahren zur Herstellung von austenitischen, im Wesentlichen ferritfreien Komponenten für die Ölfeldtechnik anzugeben, mit welchem insbesondere Bohrstangen hoher Korrosionsbeständigkeit mit geringerem Werkzeugverschleiss kostengünstig herstellbar sind.
Das verfahrensgemässe Ziel der Erfindung wird durch ein Verfahren zur Herstellung von austenitischen, im Wesentlichen ferritfreien Komponenten, insbesondere Bohrstangen, für die Ölfeldtechnik, wobei zuerst ein Gussstück enthaltend (in Gew.-%) bis 0. 35 % Kohlenstoff bis 0. 75 % Silicium mehr als 19. 0 % bis 30. 0 % Mangan mehr als 17.0 % bis 24. 0 % Chrom mehr als 1.90 % bis 5. 5 % Molybdän bis 2. 0 % Wolfram bis 15.0 % Nickel bis 5. 0 % Cobalt
0. 35 % bis 1.05 % Stickstoff bis 0. 005 % Bor bis 0. 30 % Schwefel weniger als 0. 5 % Kupfer weniger als 0. 05 % Aluminium weniger als 0. 035 % Phosphor, wobei ein Summengehalt von Nickel und Cobalt grösser als 2. 50 % ist, sowie wahlweise ein oder
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mehrere Element(e) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Vanadium, Niob und Titan, wobei die Summenkonzentration der gewählten Elemente maximal 0.
85 Gew.-% beträgt, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen erstellt wird, worauf das Gussstück bei einer Temperatur von mehr als 750 C in mehreren Warmverformungsteilschritten zu einem Halbzeug verformt wird, wobei wahlweise vor dem ersten Teilschritt oder zwischen den Teilschritten ein Homogenisieren des Halbzeuges bei einer Temperatur von mehr als 1150 C erfolgt, worauf nach dem letzten Warmverformungsteilschritt und einem darauf wahlweise durchgeführten Lösungsglühen des Halbzeuges bei einer Temperatur von mehr als 900 C das Halbzeug einer verstärkten Abkühlung bzw. einem Abschrecken unterworfen wird und in einem weiteren Verformungsschritt bei einer Temperatur unterhalb der Rekristallisationstemperatur, insbesondere unter 600 C, verformt wird, wonach aus dem Halbzeug durch spanabhebende Bearbeitung eine Komponente gefertigt wird, erreicht.
Die mit einem derartigen Verfahren erreichten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass Komponenten für die Ölfeldtechnik, welche bei für Einsatzzwecke ausreichenden mechanischen Eigenschaften verbesserte Korrosionsbeständigkeit aufweisen, bei einem um bis zu 12 % verringertem Werkzeugverschleiss herstellbar sind. Ein Homogenisieren kann dabei sowohl vor einem ersten Warmverformungsschritt als auch nach einem ersten Warmverformungsschritt, jedoch vor einem zweiten Warmverformungsschritt, vorgenommen werden.
Höhere Temperaturen erleichtern eine Verformung im Verformungsschritt nach einer verstärkten Abkühlung bzw. einem Abschrecken und es ist daher günstig, wenn dieser bei einer Temperatur des Halbzeuges von über 350 C durchgeführt wird.
Wenn die zu erstellende Komponente eine Bohrstange ist, ist das Halbzeug zweckmässigerweise eine Stange, welche im zweiten Verformungsschritt mit einem Verformungsgrad von 10 % bis 20 % verformt wird. Derartige Verformungsgrade erbringen eine ausreichende Festigkeit für Einsatzzwecke und erlauben eine Dreh- bzw. Schälbearbeitung bei verringertem Werkzeugverschleiss.
In Bezug auf eine Güte von erstellten Komponenten hat es sich als günstig erwiesen, wenn ein Block mittels Elektroschlacke-Umschmelz-Verfahren hergestellt wird.
Eine rasche und kostengünstige Fertigung von Komponenten wird ermöglicht, wenn die spanabhebende Bearbeitung ein Drehen und/oder Schälen umfasst.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von Beispielen noch weiter erläutert.
Durch Schmelzen unter Atmosphärendruck wurden Blöcke erstellt, deren chemische Zusammensetzungen den Legierungen 1 bis 5 sowie 7 in Tabelle 1 entsprechen. Ein Gusstück aus Legierung 6 in Tabelle 1 wurde unter Stickstoffatmosphäre bei 16 bar Druck umgeschmolzen und aufgestickt. Die porenfreien Blöcke wurden anschliessend bei 1200 C homogenisiert und bei 910 C mit einem Verformungsgrad von 75 % warmverformt [Verformungsgrad = ((Ausgangsquerschnitt Endquerschnitt)/ Ausgangsquerschnitt)* 100], Danach folgte eine Lösungsglühbehandlung zwischen 1000 C und 1100 C. Anschliessend wurden die zu Halbzeug verformten Blöcke mit Wasser auf Umgebungstemperatur abgeschreckt und schliesslich bei Temperatur von 380 C bis 420 C einem zweiten Verformungsschritt unterworfen, wobei ein Verformungsgrad 13 % bis 17 % betrug.
Die so erstellten Gegenstände wurden untersucht bzw. zu Bohrstangen weiterverarbeitet.
Legierungen A, B, C, D und E, deren Zusammensetzungen ebenfalls aus Tabelle 1 ersichtlich sind, stellen am Markt erhältliche Produkte dar.
Gegenstände aus diesen Legierungen wurden zu Vergleichszwecken ebenfalls untersucht bzw. bearbeitet.
Tabelle 1 : Chemische Zusammensetzungen von Vergleichslegierungen A bis E und erfindungsgemässen Legierungen 1 bis 7 (Angaben in Gew.-%)
EMI6.1
<tb>
<tb> Legierung <SEP> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> P <SEP> S <SEP> Cr <SEP> Mo <SEP> #Nl <SEP> V <SEP> W <SEP> Cu <SEP> Co <SEP> Ti <SEP> #Al <SEP> Nb <SEP> B <SEP> Fe <SEP> N
<tb> A <SEP> 0,03 <SEP> 0,5 <SEP> 19,8 <SEP> <0,05 <SEP> <0,015 <SEP> 13,5 <SEP> 0,5 <SEP> 1,1 <SEP> 0,1 <SEP> 0,2 <SEP> 0,1 <SEP> 0,1 <SEP> <0,1 <SEP> <0,01 <SEP> <0,1 <SEP> <0,005 <SEP> Rest <SEP> 0,30
<tb> B <SEP> 0,05 <SEP> 0,3 <SEP> 19,9 <SEP> <0,05 <SEP> <0,015 <SEP> 18,2 <SEP> 0,3 <SEP> 1,0 <SEP> 0,1 <SEP> 0,2 <SEP> 0,1 <SEP> 0,1 <SEP> <0,1 <SEP> <0.01 <SEP> <0,1 <SEP> <0,005 <SEP> Rest <SEP> 0,60
<tb> C <SEP> 0,04 <SEP> 0,2 <SEP> 23,6 <SEP> <0,05 <SEP> <0,015 <SEP> 21,4 <SEP> 0,3 <SEP> 1,6 <SEP> 0,1 <SEP> 0,2 <SEP> 0,1 <SEP> 0,1 <SEP> <0,1 <SEP> <0,
01 <SEP> <0,1 <SEP> <0,005 <SEP> Rest <SEP> 0,87
<tb>
EMI6.2
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EMI7.1
<tb>
<tb> Legierung <SEP> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> P <SEP> S <SEP> Cr <SEP> Mo <SEP> Ni <SEP> V <SEP> W <SEP> Cu <SEP> Co <SEP> Ti <SEP> Al <SEP> Nb <SEP> B <SEP> Fe <SEP> N
<tb> E <SEP> 0,01 <SEP> <0,05 <SEP> 0,1 <SEP> <0,005 <SEP> <0,001 <SEP> 20,6 <SEP> 3,1 <SEP> Rest <SEP> 0,02 <SEP> <0,05 <SEP> 1,8 <SEP> <0,05 <SEP> 2,1 <SEP> 0,2 <SEP> 0,3 <SEP> 0,003 <SEP> 27,8 <SEP> <0,01
<tb> 1 <SEP> 0,04 <SEP> 0,2 <SEP> 19,8 <SEP> <0,035 <SEP> <0,015 <SEP> 18,8 <SEP> 1,94 <SEP> 3,9 <SEP> 0,07 <SEP> 0,1 <SEP> 0,1 <SEP> 0,1 <SEP> <0,1 <SEP> <0,01 <SEP> <0,1 <SEP> <0,005 <SEP> Rest <SEP> 0,62
<tb> 2 <SEP> 0,04 <SEP> 0,2 <SEP> 21,4 <SEP> <0.035 <SEP> <0,015 <SEP> 18,5 <SEP> 2,13 <SEP> 5,8 <SEP> 0,10 <SEP> 0,1 <SEP> 0,1 <SEP> 0,1 <SEP> <0,1 <SEP> <0,01 <SEP> <0,1 <SEP> <0,
005 <SEP> Rest <SEP> 0,60
<tb> 3 <SEP> 0,04 <SEP> 0,2 <SEP> 23,3 <SEP> <0,035 <SEP> <0,015 <SEP> 20,7 <SEP> 2,03 <SEP> 4,5 <SEP> 0,05 <SEP> 0,1 <SEP> 0,2 <SEP> 0,1 <SEP> <0,1 <SEP> <0,01 <SEP> <0,1 <SEP> <0,005 <SEP> Res <SEP> 0,88
<tb> 4 <SEP> 0,03 <SEP> 0,2 <SEP> 24,4 <SEP> <0,035 <SEP> <0,015 <SEP> 21,0 <SEP> 3,15 <SEP> 6,5 <SEP> 0,10 <SEP> 0,1 <SEP> 0,3 <SEP> 0,1 <SEP> <0,1 <SEP> <0,01 <SEP> <0,1 <SEP> <0,005 <SEP> Rest <SEP> 0,86
<tb> 5 <SEP> 0,04 <SEP> 0,2 <SEP> 25,2 <SEP> <0,035 <SEP> 0,0020 <SEP> 20,9 <SEP> 4,11 <SEP> 9,3 <SEP> 0,03 <SEP> 0,1 <SEP> 0,1 <SEP> 0,1 <SEP> <0,1 <SEP> <0,01 <SEP> <0,1 <SEP> <0,005 <SEP> Rest <SEP> 0,78
<tb> 6 <SEP> 0,15 <SEP> 0,5 <SEP> 19,3 <SEP> <0,035 <SEP> <0,015 <SEP> 18,2 <SEP> 2.05 <SEP> 2,7 <SEP> 0,01 <SEP> 0,1 <SEP> 0,1 <SEP> 0,1 <SEP> <0,1 <SEP> <0,01 <SEP> 0,1 <SEP> <0,005 <SEP> Rest <SEP> 0,77
<tb> 7 <SEP> 0.34 <SEP> 0,1 <SEP> 22,
4 <SEP> <0,035 <SEP> <0,015 <SEP> 17,4 <SEP> 2,5 <SEP> 4,0 <SEP> 0,02 <SEP> 0,1 <SEP> 0,1 <SEP> 0,1 <SEP> <0,1 <SEP> <0,01 <SEP> <0,1 <SEP> <0,005 <SEP> Rest <SEP> 0,52
<tb>
Die in Tabelle 1 angeführten Legierungen wurden hinsichtlich Lochfrasskorrosionsbeständigkeit und Spannungsrisskorrosion untersucht. Die Bestimmung der Lochfrasskorrosionsbeständigkeit erfolgte durch Messung des Lochkorrosionspotentials gegenüber einer Standard-Wasserstoffelektrode nach ASTM G 61. Die Spannungsrisskorrosion (SCC) wurde durch Ermittlung des Wertes der SCC-Grenzspannung nach ATSM G 36 bestimmt. Der Wert der SCC-Grenzspannung steht für jene aussen angelegte maximale Prüfspannung, welche eine Prüfprobe mehr als 720 Stunden in bei 155 C siedender 45%-MgCI2-Lösung erträgt.
Untersuchungen an Gegenständen aus den in Tabelle 1 angeführten Legierungen belegen bei hohen mechanischen Kennwerten eine überragende Korrosionsbeständigkeit von erfindungsgemässen Werkstoffen. Vor allem im Vergleich mit den aus dem Stand der Technik bekannten Cr-MnAusteniten (Legierungen A, B und C) zeigt sich gemäss Tabelle 2 und Tabelle 3, dass erfindungsgemässe Legierungen bei guten mechanischen Eigenschaften deutlich korrosionsbeständiger sind.
Dabei zeigt sich eine erhöhte Beständigkeit erfindungsgemässer Legierungen sowohl gegen Lochfrasskorrosion als auch gegen Spannungsrisskorrosion.
Ein Lochkorrosionspotential Epit bzw. eine SCC-Grenzspannung kann sogar Werte entsprechend jenen von hochlegierten Cr-Ni-Mo-Stählen und Nickelbasislegierungen erreichen, wobei gleichzeitig, wie die Tabellen 4 und 5 belegen, bessere Festigkeitseigenschaften gegeben sind.
Besonders günstig ist dabei mit Bezug auf eine SCC-Grenzspannung, wenn ein Summengehalt von Molybdän und Nickel 4. 7 Gew.-% oder mehr, insbesondere mehr als 6 Gew.-%, beträgt.
Tabelle 2 : Lochkorrosionspotential Epit (bezogen jeweils auf eine StandardWasserstoffelektrode) von Vergleichslegierungen A bis E und erfindungsgemässen Legierungen 1 bis 7
EMI7.2
<tb>
<tb> Lochkorrosionspotential <SEP> EPit
<tb>
EMI7.3
EMI7.4
<tb>
<tb> (25 <SEP> C, <SEP> 80000 <SEP> ppm <SEP> Cl") <SEP> Meerwasser)
<tb> A <SEP> 20,0 <SEP> < <SEP> 0 <SEP> < <SEP> 0 <SEP>
<tb> B <SEP> 28,8 <SEP> 164 <SEP> < <SEP> 0 <SEP>
<tb> C <SEP> 36,3 <SEP> 527 <SEP> 49
<tb> D <SEP> 42,5 <SEP> kein <SEP> Lochfrass <SEP> 1142
<tb> E <SEP> 30,8 <SEP> kein <SEP> Lochfrass <SEP> 733
<tb> 1 <SEP> 35,1 <SEP> 558 <SEP> 65
<tb> 2 <SEP> 35,0 <SEP> 563 <SEP> 77
<tb> 3 <SEP> 41,3 <SEP> kein <SEP> Lochfrass <SEP> 671
<tb> 4 <SEP> 45,3 <SEP> kein <SEP> Lochfrass <SEP> 1091
<tb> 5 <SEP> 46,
9 <SEP> kein <SEP> Lochfrass <SEP> 1188
<tb>
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EMI8.1
<tb>
<tb> Lochkorrosionspotential <SEP> EPit
<tb>
EMI8.2
EMI8.3
<tb>
<tb> (25 <SEP> C, <SEP> 80000 <SEP> ppm <SEP> Cl") <SEP> Meerwasser)
<tb> 6 <SEP> 37,3 <SEP> kein <SEP> Lochfrass <SEP> 645
<tb> 7 <SEP> 34,0 <SEP> kein <SEP> Lochfrass <SEP> 598
<tb>
* PREN = #itting resistance equivalent number (PREN = Gew.-%Cr + 3,3* Gew.-%Mo + 16* Gew.-%N)
Tabelle 3 :
Spannungsrisskorrosion(SCC) - Grenzspannung in Magnesiumchlorid (lösungsgeglühter und kaltverformter Zustand der Legierungen)
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<tb>
<tb> Mo-Gehalt <SEP> Ni-Gehalt <SEP> #(%Ni <SEP> + <SEP> %Mo) <SEP> SCCLegierung <SEP> [Gew.-%] <SEP> [Gew.-%] <SEP> [Gew.-%] <SEP> Grenzspannung
<tb> [MPa]
<tb> A <SEP> 0,5 <SEP> 1,1 <SEP> 1,6 <SEP> 250
<tb> 0,3 <SEP> 1,0 <SEP> 1,3 <SEP> 325
<tb> C <SEP> 0,3 <SEP> 1,6 <SEP> 1,9 <SEP> 375
<tb> D <SEP> 3,2 <SEP> 29,4 <SEP> 32,6 <SEP> 550
<tb> E <SEP> 3,1 <SEP> Rest <SEP> 47,1 <SEP> 850
<tb> 1,94 <SEP> 3,9 <SEP> 5,8 <SEP> 450
<tb> 2,13 <SEP> 5,8 <SEP> 7,9 <SEP> 475
<tb> 3 <SEP> 2,03 <SEP> 4,5 <SEP> 6,5 <SEP> 500
<tb> 4 <SEP> 3,15 <SEP> 6,5 <SEP> 9,7 <SEP> 525
<tb> 4,11 <SEP> 9,3 <SEP> 13,4 <SEP> 550
<tb> 6 <SEP> 2,05 <SEP> 2,7 <SEP> 4,7 <SEP> 450
<tb> 7 <SEP> 2,5 <SEP> 4,0 <SEP> 6,5 <SEP> 475
<tb>
Tabelle 4 :
Mechanische Eigenschaften und Korngrösse von Vergleichslegierungen A bis E und erfindungsgemässen Legierungen 1 bis 7 im lösungsgeglühten Zustand
EMI8.5
<tb>
<tb> Mechanische <SEP> Eigenschaften <SEP> ASTM
<tb> Legierung <SEP> 0,2%- <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Bruchdehnung <SEP> Kerbschlagarbeit <SEP> Korn-
<tb>
EMI8.6
EMI8.7
<tb>
<tb> A <SEP> 405 <SEP> 725 <SEP> 55 <SEP> 305
<tb> B <SEP> 515 <SEP> 845 <SEP> 52 <SEP> 350
<tb> C <SEP> 599 <SEP> 942 <SEP> 48 <SEP> 325 <SEP> 3-6
<tb> D <SEP> 445 <SEP> 790 <SEP> 63 <SEP> 390
<tb> E <SEP> 310 <SEP> 672 <SEP> 75 <SEP> 335
<tb> 507 <SEP> 843 <SEP> 50 <SEP> 289
<tb> 497 <SEP> 829 <SEP> 50 <SEP> 293
<tb> 3 <SEP> 598 <SEP> 944 <SEP> 51 <SEP> 303
<tb> 4 <SEP> 571 <SEP> 928 <SEP> 53 <SEP> 301 <SEP> 4-5
<tb>
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
<tb>
<tb> Mechanische <SEP> Eigenschaften <SEP> ASTM
<tb> Legierung
<SEP> 0,2%- <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Bruchdehnung <SEP> Kerbschlagarbeit <SEP> KornDehngrenze <SEP> Rm <SEP> [MPa] <SEP> A5 <SEP> [%] <SEP> Av <SEP> [J] <SEP> grösse
<tb> 5' <SEP> 564 <SEP> 903 <SEP> 54 <SEP> 295
<tb> 582 <SEP> 930 <SEP> 52 <SEP> 355 <SEP> 4-5
<tb> 7 <SEP> 550 <SEP> 925 <SEP> 54 <SEP> 378
<tb>
Tabelle 5 :
Mechanische Eigenschaften von Vergleichslegierungen A bis E und erfindungsgemässen Legierungen 1 bis 7 im lösungsgeglühten und kaltverformten Zustand
EMI9.2
<tb>
<tb> Mechanische <SEP> Eigenschaften <SEP> KaltverforLegierung <SEP> 0,2%- <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Bruchdehnung <SEP> Kerbschlag- <SEP> mungsgrad
<tb> Dehngrenze <SEP> Rm <SEP> [MPa] <SEP> A5 <SEP> [%] <SEP> arbeit <SEP> [%]
<tb>
EMI9.3
EMI9.4
<tb>
<tb> A <SEP> 825 <SEP> 915 <SEP> 30 <SEP> 225
<tb> B <SEP> 1015 <SEP> 1120 <SEP> 25 <SEP> 190 <SEP> 10-30
<tb> C <SEP> 1120 <SEP> 1229 <SEP> 23 <SEP> 145 <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯
<tb> D <SEP> 982 <SEP> 1089 <SEP> 21 <SEP> 210 <SEP> 20-30
<tb> E <SEP> 1015 <SEP> 1190 <SEP> 23 <SEP> 70 <SEP> nicht <SEP> bestimmt
<tb> 1 <SEP> 1021 <SEP> 1128 <SEP> 24 <SEP> 195
<tb> 2 <SEP> 996 <SEP> 1097 <SEP> 24 <SEP> 183
<tb> 3 <SEP> 1117 <SEP> 1230 <SEP> 22 <SEP> 147
<tb> 4 <SEP>
1103 <SEP> 1215 <SEP> 22 <SEP> 152 <SEP> 13 <SEP> - <SEP> 17 <SEP>
<tb> 5 <SEP> 1077 <SEP> 1192 <SEP> 23 <SEP> 156
<tb> 6 <SEP> 1112 <SEP> 1226 <SEP> 22 <SEP> 165
<tb> 7 <SEP> 1065 <SEP> 1195 <SEP> 23 <SEP> 188 <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯
<tb>
Weitere Erprobungen zeigten, dass Gegenstände aus den erfindungsgemässen Legierungen 1 bis 7 eine relative magnetische Permeabilität von r < 1. 005 und bei Raumtemperatur Dauerwechselfestigkeiten von zumindest 400 MPa bei 107 Lastwechsel aufweisen.
Bei einer spanabhebenden Bearbeitung von stangenförmigem Material aus Legierung C sowie Material aus der Legierungen 3 und 4 im Rahmen einer Herstellung von Bohrstangen konnten Wendeschneidplatten bei Bearbeitung der Legierungen 3 und 4 um 12 % länger eingesetzt werden als bei Bearbeitung von Stangen aus Legierung C. Somit können Bohrstangen, welche hohe mechanische Kennwerte und eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit aufweisen, mit geringerem Werkzeugverschleiss erzeugt werden.
Durch die Kombination aus höchster Festigkeit mit guter Zähigkeit und besten Korrosionseigenschaften eignet sich eine erfindungsgemässe Legierung optimal auch als Werkstoff für Befestigungs- oder Verbindungselemente, wie Schrauben, Nägel, Bolzen oder dergleichen Komponenten, wenn diese hohen mechanischen Belastungen sowie aggressiven Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind.
Ein weiteres Anwendungsfeld, in dem Legierungen gemäss der Erfindung mit Vorteil Verwendung finden, liegt im Bereich korrosions- und verschleissbeanspruchter Teile wie Prallbleche oder Teilen, die hohen Belastungsgeschwindigkeiten ausgesetzt sind. In diesen Einsatzgebieten können Komponenten aus erfindungsgemässen Legierungen auf Grund ihrer Eigenschaftskombination
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geringsten Materialverschleiss und damit eine maximale Lebensdauer erzielen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Austenitische, im Wesentlichen ferritfreie Stahllegierung enthaltend (in Gew.-%) bis 0. 35 % Kohlenstoff bis 0.75 % Silicium mehr als 19. 0 % bis 30. 0 % Mangan mehr als 17.0 % bis 24. 0 % Chrom mehr als 1.90 % bis 5. 5 % Molybdän bis 2. 0 % Wolfram bis 15.0 % Nickel bis 5. 0 % Cobalt
0.35 % bis 1.05 % Stickstoff bis 0. 005 % Bor bis 0. 30 % Schwefel weniger als 0. 5 % Kupfer weniger als 0. 05 % Aluminium weniger als 0. 035 % Phosphor, wobei ein Summengehalt von Nickel und Cobalt grösser als 2. 50 % ist, sowie wahlweise ein oder mehrere Element(e) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Vanadium, Niob und Titan, wobei die Summenkonzentration der gewählten Elemente maximal
0. 85 Gew.-% beträgt,
Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen.