NO115933B - - Google Patents
Info
- Publication number
- NO115933B NO115933B NO163175A NO16317566A NO115933B NO 115933 B NO115933 B NO 115933B NO 163175 A NO163175 A NO 163175A NO 16317566 A NO16317566 A NO 16317566A NO 115933 B NO115933 B NO 115933B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- alloys
- grain size
- hardness
- alloy
- chromium
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 58
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 58
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 17
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 13
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 9
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 8
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 3
- BIJOYKCOMBZXAE-UHFFFAOYSA-N chromium iron nickel Chemical compound [Cr].[Fe].[Ni] BIJOYKCOMBZXAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000623 nickel–chromium alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 2
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 2
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]acetate;iron(3+) Chemical compound [Fe+3].OCCN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000003483 aging Methods 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000002085 irritant Substances 0.000 description 1
- 231100000021 irritant Toxicity 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H51/00—Electromagnetic relays
- H01H51/02—Non-polarised relays
- H01H51/04—Non-polarised relays with single armature; with single set of ganged armatures
- H01H51/06—Armature is movable between two limit positions of rest and is moved in one direction due to energisation of an electromagnet and after the electromagnet is de-energised is returned by energy stored during the movement in the first direction, e.g. by using a spring, by using a permanent magnet, by gravity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/058—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
Utglødete nikkelkromlegeringer med motstandsevne like overfor spennings-korrosjonsangrep fra luftet høyrent vann under trykk. Annealed nickel-chromium alloys with resistance equal to stress-corrosion attack from aerated high-purity water under pressure.
Forskjellige artikler som trykkar, varmeutvekslere og damp-generatorer, eller deler av slike artikler utsettes under bruken for høyrent vann under trykk ved forhøyede temperaturer. Disse artikler og deler kan fordelaktig fremstilles av nikke1-kromlegeringer, f.eks. legeringer som inneholder ca. 20 % krom, eller av nikkelkromjernlegeringer, f.eks. legeringer som inneholder fra 75 til 85 % nikkel, 14 til 16 % krom og opp til 8 % jern. Various articles such as pressure vessels, heat exchangers and steam generators, or parts of such articles, are exposed during use to high-purity water under pressure at elevated temperatures. These articles and parts can advantageously be produced from nickel-chromium alloys, e.g. alloys containing approx. 20% chromium, or of nickel-chromium iron alloys, e.g. alloys containing from 75 to 85% nickel, 14 to 16% chromium and up to 8% iron.
Høyrent vann, ved hvilket uttrykk det her forståes vann som har et innhold av totale faste stoffer av mindre enn ca. 1 del pr. mil-lion basert på vekt og som er blitt destillert, deionisert eller på annen måte behandlet slik at det har en spesifikk motstand av 500 000 ohm-cm eller høyere, er normalt oksygenfritt. Imidlertid er det nylig blitt meddelt at, på grunnlag av laboratorieforsøk, hvis vannet er Kfr. kl. -'10b-39/22 er forurenset med oksygen og er under trykk ved forhøyede temperaturer, f.eks. 150°C og høyere, og særlig i området 300 til 350°C, vil nikkelkrom- og nikkelkromjernlegeringer som utsettes for innvirkningen av vannet under disse forhold, være tilbøyelig til iritérgranulær sprekning som et resultat av spenningskorrosjonsarigrep. Denne sprekning be-gunstiges også av andre faktorer, og en av disse er tilstedeværelsen av kløfter eller spalter eller riss i overflaten av legeringene. Tilstedeværelsen av slike kløfter i en legering som er ømfintlig like overfor spenningskorrosjonsangrep har det uønskede resultat at korro-sjonsproduktet vil kunne samle seg opp i disse kløfter (den -såkalte "kløftoppbygning") og innvirke uheldig på bevegelige deler som har en liten klaringstoleranse. Imidlertid er det overordentlig vanskelig om ikke umulig å unngå at det opptrer slike kløfter og andre overfla-temangler pa finishbehandlede deler fremstillet fra slike deler. En annen faktor som begunstiger spenningskorrosjonsangrep er at legeringene på forhånd er blitt følsomme eller sensibilisert ved opphetning i temperaturområdet 425 til 800°C, som f.eks. finner sted som en føl-ge av sveiseprosesser, såkalt sveiserissømfintlighet. High-purity water, by which expression is understood here water that has a content of total solids of less than approx. 1 part per mil-lion by weight and which has been distilled, deionized or otherwise treated to have a resistivity of 500,000 ohm-cm or higher is normally oxygen-free. However, it has recently been announced that, on the basis of laboratory tests, if the water is Kfr. -'10b-39/22 is contaminated with oxygen and is under pressure at elevated temperatures, e.g. 150°C and above, and particularly in the 300 to 350°C range, nickel-chromium and nickel-chromium iron alloys exposed to the action of the water under these conditions will be prone to irritant granular cracking as a result of stress corrosion cracking. This cracking is also favored by other factors, and one of these is the presence of clefts or slits or cracks in the surface of the alloys. The presence of such crevices in an alloy which is sensitive to stress corrosion attack has the undesirable result that the corrosion product will be able to collect in these crevices (the so-called "crevice build-up") and adversely affect moving parts which have a small clearance tolerance. However, it is extremely difficult, if not impossible, to avoid the appearance of such gaps and other surface defects on finish-treated parts produced from such parts. Another factor that favors stress corrosion attack is that the alloys have previously become sensitive or sensitized by heating in the temperature range 425 to 800°C, as e.g. takes place as a result of welding processes, so-called welding seam sensitivity.
Det krever omstendelige forholdsregler og utøvelsen av stor omhyggelighet å holde høyrent vann oksygenfritt. Dette høyrene vann anvendes i en økende utstrekning ved forhøyede trykk og temperaturer i kjerneutstyr, f.eks. kjernekraftanlegg, og det omhyggelige arbeide som utføres for å hindre vannets forurensning ved bruk antar man er årsaken til at det i praksis ikke opptrer spenningskorrosjonsangrep på slikt utstyr. Muligheten av forurensning med oksygen kan imidlertid ikke fullstendig utelukkes og som følge av de meget alvorlige føl-ger som vil kunne resultere fra spenningskorrosjonssprekning av kompo-nentene og karene i kjernespaltningsanlegg så foreligger det et behov for legeringer med øket motstandsevne like overfor spenningskorrosjons-<->angrep av luftet høyrent vann under trykk ved forhøyede temperaturer for å nedsette denne risiko. Det er et formål for foreliggende opp-finnelse å tilveiebringe slike legeringer. It requires elaborate precautions and the exercise of great care to keep highly pure water free of oxygen. This pure water is used to an increasing extent at elevated pressures and temperatures in nuclear equipment, e.g. nuclear power plants, and the careful work that is carried out to prevent water contamination during use is assumed to be the reason why stress corrosion attacks do not occur in practice on such equipment. However, the possibility of contamination with oxygen cannot be completely ruled out and, as a result of the very serious consequences that could result from stress corrosion cracking of the components and vessels in nuclear fission facilities, there is a need for alloys with increased resistance to stress corrosion-<- > attack by aerated high-purity water under pressure at elevated temperatures to reduce this risk. It is an object of the present invention to provide such alloys.
I overensstemmelse med det foran anførte går oppfinnelsenIn accordance with the foregoing, the invention proceeds
ut på utglødete legeringer med motstandsevne like overfor spennings-korros jonsangrep fra luftet høyrent vann under trykk ved høye temperaturer é særlig for bruk i kjernereaktorer, og det karakteristiske ved legeringene er at de inneholder fra 14 til 30% krom, fra 0 til 50 % jern, fra 0,003 til 0,05 % aluminium, fra 0,005 til 0,15 % titan, fra 0,01 til 0,3 % silisium og fra 0,01 til 0,15 % karbon, mens resten bortsett fra forurensninger og gjenværende deoksyderende substanser er nikkel i en mengde av i det minste 30 %, og i hvilken hvis karboninnholdet out on annealed alloys with similar resistance to stress-corrosion attack from aerated high-purity water under pressure at high temperatures, especially for use in nuclear reactors, and the characteristic of the alloys is that they contain from 14 to 30% chromium, from 0 to 50% iron , from 0.003 to 0.05% aluminum, from 0.005 to 0.15% titanium, from 0.01 to 0.3% silicon and from 0.01 to 0.15% carbon, while the rest except impurities and residual deoxidizing substances is nickel in an amount of at least 30%, and in which if the carbon content
overskrider 0,03 % representeres kornstørrelsen og hårdheten ved et f; punkt innenfor det skraverte området på figur 1 i hosføyede tegning, exceeds 0.03%, the grain size and hardness are represented by an f; point within the shaded area on Figure 1 in the attached drawing,
v og hvor kornstørrelsen og hårdheten vil hvis legeringen var opphetet til 700 oC i 1 time og luftkjølet, representeres av et punkt innenfor [; det skraverte området på fig. 2. j v and where the grain size and hardness would if the alloy was heated to 700 oC for 1 hour and air cooled, is represented by a point within [; the shaded area in fig. 2. j
Fortrinnsvis overskrider jerninnholdet ikke 25 %. En særlig-fordelaktig legering inneholder fra 14 til 25 % krom, 1 til 8 % jern, 0,005 til 0,025 % aluminium, 0,01 til 0,1 % titan, 0,01 til 0,25 % silisium og 0,01 til 0, 1 % karbon, mens resten bortsett fra forurensninger og gjenværende deoksyderende stoffer er nikkel. Preferably, the iron content does not exceed 25%. A particularly advantageous alloy contains from 14 to 25% chromium, 1 to 8% iron, 0.005 to 0.025% aluminum, 0.01 to 0.1% titanium, 0.01 to 0.25% silicon and 0.01 to 0 , 1% carbon, while the rest, apart from impurities and residual deoxidising substances, is nickel.
Nikkelkrom- og nikkelkromjernlegeringene inneholder således kontrollerte mengder av aluminium og titan som er mindre enn de som normalt innføres i slike legeringer for å desoksydere dem og forbedre deres varmbearbeidbarhet, sammen med små kontrollerte mengder av sili-, sium. The nickel-chromium and nickel-chromium iron alloys thus contain controlled amounts of aluminum and titanium smaller than those normally introduced into such alloys to deoxidize them and improve their hot workability, together with small controlled amounts of silicon.
På hosføyede tegninger er hårdheten i Vicker-skalaen opp-ført mot kornstørrelsen i ASTM-skalaen og de strekede områder under og til venstre for linjen AB på figur 1, representerer den ønskede korrelasjon mellom hårdheten og kornstørrelsen i utglødede legeringer-,, dvs. etter hurtig avkjøling fra en utglødningsvarmebehandling. Det strekede området under og til venstre for linjen CD på figur 2 representerer på lignende måte den ønskede korrelasjon mellom hårdheten og kornstørrelsen etter en sensibiliserende varmebehandling omfattende opphetning ved 700°C i 1 time og luftkjøling. In the attached drawings, the hardness in the Vicker scale is plotted against the grain size in the ASTM scale and the hatched areas below and to the left of the line AB in Figure 1 represent the desired correlation between the hardness and grain size in annealed alloys, i.e. after rapid cooling from an annealing heat treatment. The dashed area below and to the left of line CD in Figure 2 similarly represents the desired correlation between hardness and grain size after a sensitizing heat treatment comprising heating at 700°C for 1 hour and air cooling.
Kornstørrelsen og hårdheten til legeringene er av betydning, da relativt bløte, finkornede legeringer har en tendens til å oppvise større motstandsevne like overfor spenningskorrosjonsangrep. Korn-størrelsen er betydningsfull fordi mottageligheten eller tilbøyelighe-ten til spenningskorrosjonsangrep beror på konsentrasjonen av karbider_ ved korngrensene. Jo mindre kornstørrelsen er, jo større er korngren-seområdet over hvilket en bestemt mengde av karbider er fordelt og jo lavere er karbidkonsentrasjonen. Av samme grunn er karboninnholdet i en grovkornet legering fordelaktig lavere enn karboninnholdet i en finkornet legering. Hva nu enn kornstørrelsen er, er karboninnholdet fordelaktig så lavt som mulig og fortrinnsvis skal det ikke utgjøre mer enn-*0,03 %. Hvis karboninnholdet overskrider 0,03 %, er det ikke tilstrekkelig bare å sikre at legeringene har den ovenfor angitte sam-mensetning, men dessuten må legeringenes kornstørrelse og hårdhet, i den utglødede tilstand i hvilken de normalt anvendes, representeres . av et punkt innenfor det strekede område på figur 1. Videre må de også tilfredsstille det krav athvis de gjøres følsomme eller sensibi- liseres ved opphetning til 700°C i 1 time og deretter luftkjøles, må kornstørrelsen og hårdheten representeres av et punkt innenfor det mer begrensede strekede området på figur 2. Grunnen til dette er at en sensibilisert legering må ha større motstandsevne like overfor spen-ningskorros jonsangrep og derfor må hårdheten være mindre og kornstør-relsen mindre. For å sikre at legeringene er i besittelse av den kre-vede kornstørrelse og hårdhet må forholdene ved den mekaniske bearbei-delse og utglødning kontrolleres. ;Hårdheten og kornstørrelsen er avhengig både av sammenset-ningen av legeringene og av den mekaniske behandling og varmebehandling som de utsettes for. Høye innhold av titan eller aluminium fører således til en øket hårdhet. ;Aluminium, titan og silisium må imidlertid være til stede i de minimumsmengder som er anført ovenfor for å sikre at legeringene er tilfredsstillende desoksydert og er varmbearbeidbare. Ved tilstedevæ-relse av mengder som er større enn de anførte maksima, kan imidlertid spenningskorrosjonssprekning finne sted når de utsettes for luftet høy-rent vann ved forhøyet trykk og temperatur. F.eks. har sprekkdannel- ;se funnet sted under disse forhold i legeringer som inneholder 0,07 % aluminium eller 0,17 % titan eller 0,44 % silisium, men hvilke forøv-rig er i overensstemmelse med oppfinnelsen. ;Jerninnholdet i legeringene er fordelaktig ikke mer enn 25 % og fortrinnsvis ikke mer enn 10 %. Den høyeste motstandsevne like overfor spenningskorrosjonsangrep oppvises av legeringer som inneholder fra 14 til 25 % krom, 1 til 8 % jern, 0,005 til 0,05 % aluminium, 0,01 til 0,1 % titan, 0,01 til 0,25 % silisium og 0,01 til 0,1 % karbon, mens resten, bortsett fra forurensninger og gjenværende desoksyderende stoffer, er nikkel. ;Av de forurensninger som vanligvis er til stede i nikkelkrom-— legeringer skal mengdene av svovel og fosfor holdes så lave som mulig i overensstemmelse med industriell praksis og mengden av mangan skal ikke overskride 2 % og fortrinnsvis ikke utgjøre mer enn 1 %. ;Mens legeringene kan utglødes ved hvilken som helst passen-de temperatur over sensibiliseringsområdet, dvs. ved minst 815°C og opp til 1150°C, vil høytemperaturutglødningsbehandlinger, med eller uten anvendelse av koldvalsing, føre til grove kornstrukturer, særlig når legeringene deretter utsettes for en sensibiliseringsbehandling; for å nedsette kornstørrelsen til et minimum er det derfor å foretrek-ke at legeringene ikke skal utglødes ved temperaturer over 930°C og mest fordelaktig utføres utglødningen i området 840 til 900°C. Ved den lave side av temperaturområdet skal legeringene holdes ved utglødningstem-peraturen i ca. 1 til 2 timer eller mer, mens ved den høye side av tem peraturområdet, f»eks. ved 1095°C, skal de holdes ved utglødningstempe-raturen i bare noen få minutter. En meget tilfredsstillende måte for oppnåelse av en fin kornstørrelse er å koldvalse legeringene for å re-dusere tykkelsen med opp til 50 %, f.eks. fra 25 til 40 %, og deretter utgløde legeringene ved 840 til 900°C. Denne behandling tilveiebrin-ger en ASTM-kornstørrelse av nr. 9 eller mindre og er videre gunstig ved at høyere mengder av karbon kan anvendes, hvis dette er ønskelig, enn det ellers vil kunne være tilfellet. Koldvalsing er fordelaktig da den. fører til en forlenget kornstruktur som er mer motstandsdyktig like overfor intergranulært angrep. Den beste tilstand er en bløt, forlenget og finkornet karbonfattig legering. ;Som eksempler ble det fremstillet legeringer med de sammensetninger som er oppført i tabell I, i hvilken legeringene 1 til 7 er i overensstemmelse med oppfinnelsen og legeringene A til M er ikke i overensstemmelse med oppfinnelsen. ; Alle legeringene ble fremstilt ved vakuumsmeltning fra materi-I 1 aler med relativt høy renhet og de ble støpt som 4,5 kg's bokker eller barrer. Etter at overflatefeil var fjernet, ble blokkene smidd og varm-valset så at det ble danriet 5 mm tykke plater hvilke deretter ble kold--valset til en tykkelse av 3 mm, og deretter ble de kuttet opp til strimler. To strimler av hver legering ble derpå utsatt for en utglødnings-varmebehandling beståeadé i oppløsningsoppvarmning ved 1065°C i 15 minutter etterfulgt av vannbråkjøling og den høye temperatur ved opp-løsningsbehandlingen ble anvendt med hensikt for å øke prøvens streng-het. To ytterligere strimler av hver legering ble utsatt for en sensibiliserende varmebehandling ved hvilken de ble holdt ved 700°C i 1 ti-me og luftkjølt. Hvert par av strimlene ble bøyet rundt en dor eller spindel så at det ble dannet prøvestykker som var U-formet og benene til de U-formede prøvestykker ble holdt parallelle ved hjelp av en klemme. Før bøyningen ble hver strimmel av hvert par slipt til en dybde av 0,13 mm over en lengde av 2,5 cm i midten, slik at det ble dannet i strimlen etter bryningen en avsmalnende fordypning eller spalte. Prøvestykkene ble deretter utsatt for spenningskorrosjonsfor-søk ved hvilke de ble anbragt i autoklaver og neddykket i en prøve-qpplØsning bestående av høyrent vann som var blitt mettet med luft -ved 1 atmosfære og regulert til en pH av 10, og autoklavene ble fylt med luft i rommet over oppløsningen og opphetet til 315 til 350°Co Forsøkene ble fortsatt i et maksimum av 8 uker og autoklavene ile åpnet hver 2. uke og -prøvestykkene ble undersøkt med hensyn til sprekker. Når sprekkdannelse ikke kunne iakttas med det blotte øyet, Isle prøvene påny igangsatt med frisk oppløsning. De prøvestykker som ikke oppviste synlig sprekkdannelse ved slutten a/ 8 uker ble deretter -undersøkt metallografisk. ;Tabell II viser middelshårdheten og kornstørrelsen av hver av prøvestykkene av hver legering i den utglødede og sensibiliserte tilstand, tiden i uker till det oppstod synlig sprekning og resultatene av den endelige metallografiske undersøkelse hvor "C" betyr at det ble dannet sprekker. ; "-" viser at det ikke kunne påvises noen sprekker etter 8 uker. ; Resultatene i tabell II viser at ålle legeringene A til M med sammensetninger ikke i overensstemmelse med oppfinnelsen, oppvi» ser sprekker som følge av forsøkene. Legeringene H, I og K som. inne» holdt for meget titan, oppviste høy hårdhet og viste sprekker skjønt de hadde en kornstørrelse av ASTM nr. 8 eller mindre. At lave hård» hetsverdier ikke nødvendigvis medfører motstandsevne like overfor ;spenningskorrosjonssprekning fremgår av resultatene for legeringene;, B, C og F. Disse legeringer inneholdt for store mengder aj.umini*jm (legeringene B og C) og titan (legering F), og oppviste sprekker skjønt deres utglødede hårdhet ikke overskred 148 VHN. Resultatene for legeringene A, D og L viste også at tilstedeværelsen av alum£fl.iw$/ The grain size and hardness of the alloys are important, as relatively soft, fine-grained alloys tend to show greater resistance to stress corrosion cracking. The grain size is significant because the susceptibility or tendency to stress corrosion attack depends on the concentration of carbides at the grain boundaries. The smaller the grain size, the larger the grain boundary area over which a certain amount of carbides is distributed and the lower the carbide concentration. For the same reason, the carbon content in a coarse-grained alloy is advantageously lower than the carbon content in a fine-grained alloy. Whatever the grain size, the carbon content is advantageously as low as possible and preferably should not amount to more than -*0.03%. If the carbon content exceeds 0.03%, it is not sufficient just to ensure that the alloys have the composition stated above, but also the grain size and hardness of the alloys, in the annealed state in which they are normally used, must be represented. of a point within the dashed area in Figure 1. Furthermore, they must also satisfy the requirement that if they are sensitized or sensitized by heating to 700°C for 1 hour and then air-cooled, the grain size and hardness must be represented by a point within the more limited dashed area in Figure 2. The reason for this is that a sensitized alloy must have greater resistance to stress corrosion attacks and therefore the hardness must be smaller and the grain size smaller. To ensure that the alloys have the required grain size and hardness, the conditions during the mechanical processing and annealing must be controlled. The hardness and grain size depend both on the composition of the alloys and on the mechanical treatment and heat treatment to which they are subjected. High contents of titanium or aluminum thus lead to increased hardness. Aluminum, titanium and silicon must, however, be present in the minimum quantities listed above to ensure that the alloys are satisfactorily deoxidized and are heat-workable. However, in the presence of amounts greater than the stated maxima, stress corrosion cracking can occur when they are exposed to aerated high-purity water at elevated pressure and temperature. E.g. crack formation has taken place under these conditions in alloys containing 0.07% aluminum or 0.17% titanium or 0.44% silicon, but which are otherwise in accordance with the invention. The iron content of the alloys is advantageously no more than 25% and preferably no more than 10%. The highest resistance to stress corrosion cracking is exhibited by alloys containing from 14 to 25% chromium, 1 to 8% iron, 0.005 to 0.05% aluminum, 0.01 to 0.1% titanium, 0.01 to 0.25% silicon and 0.01 to 0.1% carbon, while the remainder, apart from impurities and residual deoxidizers, is nickel. ;Of the impurities usually present in nickel-chromium alloys, the amounts of sulfur and phosphorus shall be kept as low as possible in accordance with industrial practice and the amount of manganese shall not exceed 2% and preferably not amount to more than 1%. ;While the alloys can be annealed at any suitable temperature above the sensitization range, i.e. at least 815°C and up to 1150°C, high temperature annealing treatments, with or without the use of cold rolling, will result in coarse grain structures, particularly when the alloys are subsequently exposed for a sensitization treatment; in order to reduce the grain size to a minimum, it is therefore preferable that the alloys should not be annealed at temperatures above 930°C and the annealing is most advantageously carried out in the range of 840 to 900°C. At the low end of the temperature range, the alloys must be kept at the annealing temperature for approx. 1 to 2 hours or more, while at the high end of the temperature range, e.g. at 1095°C, they must be held at the annealing temperature for only a few minutes. A very satisfactory way of achieving a fine grain size is to cold roll the alloys to reduce the thickness by up to 50%, e.g. from 25 to 40%, and then anneal the alloys at 840 to 900°C. This treatment provides an ASTM grain size of No. 9 or less and is further advantageous in that higher amounts of carbon can be used, if this is desired, than would otherwise be the case. Cold rolling is advantageous because it leads to an elongated grain structure that is more resistant to intergranular attack. The best condition is a soft, elongated and fine-grained low-carbon alloy. As examples, alloys were produced with the compositions listed in Table I, in which alloys 1 to 7 are in accordance with the invention and alloys A to M are not in accordance with the invention. ; All the alloys were produced by vacuum melting from relatively high purity materials and they were cast as 4.5 kg ingots or ingots. After surface defects were removed, the blocks were forged and hot-rolled to form 5 mm thick plates which were then cold-rolled to a thickness of 3 mm and then cut into strips. Two strips of each alloy were then subjected to an annealing heat treatment consisting of solution heating at 1065°C for 15 minutes followed by water quenching and the high temperature of the solution treatment was purposely used to increase the toughness of the sample. Two additional strips of each alloy were subjected to a sensitizing heat treatment in which they were held at 700°C for 1 hour and air cooled. Each pair of strips was bent around a mandrel or mandrel to form U-shaped test pieces and the legs of the U-shaped test pieces were held parallel by means of a clamp. Before bending, each strip of each pair was ground to a depth of 0.13 mm over a length of 2.5 cm in the middle, so that a tapered depression or slot was formed in the strip after the bending. The test pieces were then subjected to stress corrosion tests whereby they were placed in autoclaves and immersed in a test solution consisting of high purity water that had been saturated with air at 1 atmosphere and adjusted to a pH of 10, and the autoclaves were filled with air in the space above the solution and heated to 315 to 350° Co. The tests were continued for a maximum of 8 weeks and the autoclaves were opened every 2 weeks and the test pieces were examined for cracks. When crack formation could not be observed with the naked eye, Isle the samples started again with fresh solution. The test pieces which did not show visible cracking at the end of 8 weeks were then examined metallographically. ;Table II shows the average hardness and grain size of each of the test pieces of each alloy in the annealed and sensitized condition, the time in weeks until visible cracking occurred and the results of the final metallographic examination where "C" means that cracks were formed. ; "-" shows that no cracks could be detected after 8 weeks. ; The results in Table II show that all the alloys A to M with compositions not in accordance with the invention show cracks as a result of the tests. The alloys H, I and K which. inside" contained too much titanium, exhibited high hardness and showed cracks even though they had a grain size of ASTM No. 8 or less. That low hardness values do not necessarily lead to resistance to stress corrosion cracking is evident from the results for alloys B, C and F. These alloys contained excessive amounts of aluminum (alloys B and C) and titanium (alloy F). and showed cracks although their annealed hardness did not exceed 148 VHN. The results for alloys A, D and L also showed that the presence of alum£fl.iw$/
titan eller silisium, i mengder så lave som 0,07 %, 0,17 % og 0,44 %,titanium or silicon, in amounts as low as 0.07%, 0.17% and 0.44%,
førte til sprekkdannelse skjønt forholdet mellom hårdhet og kornstør-led to crack formation although the relationship between hardness and grain size
relse kan gjengis ved et punkt innenfor det skraverte område på figure-can be reproduced at a point within the shaded area on the figure
ne 1 og 2. Resultatene for legering M viser at når forholdet mellom hårdhet og kornstørrelse i henhold til figurene 1 og 2 ikke er tilfreds- ne 1 and 2. The results for alloy M show that when the relationship between hardness and grain size according to figures 1 and 2 is not satis-
stillet, kan det oppstå sprekkdannelse skjønt legeringens sammenset-set, cracking may occur even though the composition of the alloy
ning er innenfor det foran angitte område.ning is within the range specified above.
I motsetning til legeringene A til M oppviser legeringeneIn contrast to the alloys A to M, the alloys exhibit
nr. 1 til 7 tilfredsstillende motstandsevne like overfor spennings-nos. 1 to 7 satisfactory resistance to voltage
korros jonsangrep under de samme prøveforhold. Sammensetningene av hver av legeringene nr. 1 til 7 er i overensstemmelse med oppfinnelsen og likeså også forholdet mellom hårdheten og kornstørrelsen. corrosion ion attack under the same test conditions. The compositions of each of the alloys Nos. 1 to 7 are in accordance with the invention and likewise also the relationship between the hardness and the grain size.
Som følge av deres lave innhold av titan og aluminium erAs a result of their low content of titanium and aluminum is
ikke legeringene i henhold til oppfinnelsen utsatt for eldningsherd-not the alloys according to the invention exposed to age-hardening
ning i noen utpreget grad.ning to a distinct degree.
Oppfinnelsen omfatter artikler og deler som ved bruk utset-The invention includes articles and parts which, when used, expose
tes for høyrent vann ved forhøyede temperaturer og trykk og som er fremstillet av de utglødede legeringer. are tested for high purity water at elevated temperatures and pressures and which are made from the annealed alloys.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US45905065A | 1965-05-26 | 1965-05-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO115933B true NO115933B (en) | 1968-12-30 |
Family
ID=23823206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO163175A NO115933B (en) | 1965-05-26 | 1966-05-25 |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3645726A (en) |
AT (1) | AT271917B (en) |
BE (1) | BE681642A (en) |
CH (1) | CH452204A (en) |
DE (1) | DE1533282A1 (en) |
ES (1) | ES327143A1 (en) |
FR (1) | FR1556954A (en) |
GB (1) | GB1071449A (en) |
LU (1) | LU51168A1 (en) |
NL (1) | NL6607289A (en) |
NO (1) | NO115933B (en) |
SE (1) | SE336680B (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4004080A (en) * | 1975-07-25 | 1977-01-18 | Rca Corporation | Metal coating for video discs |
US4591393A (en) * | 1977-02-10 | 1986-05-27 | Exxon Production Research Co. | Alloys having improved resistance to hydrogen embrittlement |
US4490186A (en) * | 1982-11-10 | 1984-12-25 | United Technologies Corporation | Thermal-mechanical working of wrought non-hardenable nickel alloy |
US4481043A (en) * | 1982-12-07 | 1984-11-06 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Heat treatment of NiCrFe alloy to optimize resistance to intergrannular stress corrosion |
FR2596066B1 (en) * | 1986-03-18 | 1994-04-08 | Electricite De France | AUSTENITIQUE NICKEL-CHROME-FER ALLOY |
AT391484B (en) * | 1986-09-08 | 1990-10-10 | Boehler Gmbh | HIGH-TEMPERATURE, AUSTENITIC ALLOY AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1542232A (en) * | 1920-12-09 | 1925-06-16 | Commentry Fourchambault & Deca | Alloy |
-
1965
- 1965-05-26 US US459050A patent/US3645726A/en not_active Expired - Lifetime
-
1966
- 1966-05-18 GB GB22169/66A patent/GB1071449A/en not_active Expired
- 1966-05-24 LU LU51168A patent/LU51168A1/xx unknown
- 1966-05-25 FR FR1556954D patent/FR1556954A/fr not_active Expired
- 1966-05-25 NO NO163175A patent/NO115933B/no unknown
- 1966-05-25 AT AT493466A patent/AT271917B/en active
- 1966-05-25 DE DE19661533282 patent/DE1533282A1/en active Pending
- 1966-05-26 NL NL6607289A patent/NL6607289A/xx unknown
- 1966-05-26 SE SE07213/66A patent/SE336680B/xx unknown
- 1966-05-26 CH CH765566A patent/CH452204A/en unknown
- 1966-05-26 BE BE681642D patent/BE681642A/xx unknown
-
1967
- 1967-05-25 ES ES0327143A patent/ES327143A1/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL6607289A (en) | 1966-11-28 |
SE336680B (en) | 1971-07-12 |
CH452204A (en) | 1968-05-31 |
ES327143A1 (en) | 1967-11-01 |
US3645726A (en) | 1972-02-29 |
DE1533282A1 (en) | 1969-12-11 |
GB1071449A (en) | 1967-06-07 |
AT271917B (en) | 1969-06-25 |
FR1556954A (en) | 1969-02-14 |
BE681642A (en) | 1966-11-28 |
LU51168A1 (en) | 1966-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO163117B (en) | INTEGRATED WEAPON MANAGEMENT SYSTEM. | |
Liu et al. | Effects of oxygen and heat treatment on the mechanical properties of alpha and beta titanium alloys | |
EP0066361B1 (en) | Corrosion resistant high strength nickel-based alloy | |
HODGES | Intergranular corrosion in high purity ferritic stainless steels: Effect of cooling rate and alloy composition | |
NO20025562L (en) | Corrosion resistant aluminum alloy | |
Hardie et al. | Reduced ductility of high-strength aluminium alloy during or after exposure to water | |
Winstone et al. | The creep behaviour of some silicon-containing titanium alloys | |
Pessall et al. | Development of ferritic stainless steels for use in desalination plants | |
US4007038A (en) | Pitting resistant stainless steel alloy having improved hot-working characteristics | |
JPH0368745A (en) | Corrosion resistant nickel-chrome-molybdenum alloy | |
US3573901A (en) | Alloys resistant to stress-corrosion cracking in leaded high purity water | |
GB1559069A (en) | Gamma prime hardened nickel-iron based superalloy | |
Loginow et al. | Influence of Alloying Elements on the stress corrosion behavior of austenitic Stainless Steel | |
STREICHER | Microstructures and some properties of Fe-28% Cr-4% Mo alloys | |
US3813239A (en) | Corrosion-resistant nickel-iron alloy | |
US4002510A (en) | Stainless steel immune to stress-corrosion cracking | |
NO115933B (en) | ||
HODGES | Intergranular corrosion in high purity ferritic stainless steels: Isothermal time-temperature sensitization measurements | |
US3963532A (en) | Fe, Cr ferritic alloys containing Al and Nb | |
EP0171132A2 (en) | Method for producing a weldable austenitic stainless steel in heavy sections | |
Funnell et al. | Effect of aluminium nitride particles on hot ductility of steel | |
Rarey et al. | Pitting corrosion of sensitized ferritic stainless steel | |
STREICHER | Relationship of heat treatment and microstructure to corrosion resistance in wrought Ni-Cr-Mo alloys | |
US4408709A (en) | Method of making titanium-stabilized ferritic stainless steel for preheater and reheater equipment applications | |
US4418859A (en) | Method of making apparatus for the exchange of heat using zirconium stabilized ferritic stainless steels |