CZ135597A3

CZ135597A3 - Ocel na odlitky

Info

Publication number: CZ135597A3
Application number: CZ971355A
Authority: CZ
Inventors: Yoshgikuni Kadoya; Hisataka Kawai; Ryotarou Magoshi
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1997-05-02
Publication date: 1999-05-12
Also published as: JPH1088291A; US5798082A; EP0828010A2; EP0828010B1; DE69702428D1; US5798082B1; DE69702428T2; ATE194394T1; EP0828010A3; CZ289032B6; JP3358951B2

Description

Ocel na odlitky

Oblast techniky

Vynález se obecně týká tepelně odolných ocelí na odlitky pro lité ocelové prvky vhodné pro různá použití, jako např. pro tělesa parní turbíny, přesné lopatky a ventily.

Vynález se zejména týká vysoce pevných a vysoce houževnatých, tepelně odolných ocelí na odlitky, které jsou vhodné pro tělesa parní turbíny, které mají být použity při teplotách páry 593 °C nebo vyšší, a které jsou použitelné pro tělesa parní turbíny, přesné lopatky a ventily, které mají výbornou mez pevnosti při tečení při teplotě v rozmezí od 550 do 650°C a rovněž i výbornou houževnatost při teplotě okolí.

Dosavadní stav techniky

V poslední době je žádoucí provozovat tepelně elektrárny při vyšších teplotách a pod vyššími tlaky za účelem zlepšení účinnosti. Nejvyšší teplota páry pro parní turbíny je v současné době 593°C, avšak pro budoucí tepelné elektrárny se plánují teploty páry 600°C a nejvíce až 650°C. Za účelem přispůsobení se vyšším teplotám jsou obecně žádoucí tepelně odolné materiály, které mají pevnost při vysokých teplotách větší než materiály konvenčních ferritických, tepelně odolných ocelí. Vhodným tepelně odolným materiálem jsou austenitické tepelně odolné slitiny, poněvadž některé austenitické slitiny mají výbornou tepelně odolnou pevnost. Avšak tyto slitiny jsou ve skutečnosti nepraktické, poněvadž např. mají nízkou mez tepelné únavy vzhledem k jejich vysokým součinitelům tepelné roztažnosti. Kromě toho jsou austenitické slitiny obvykle drahé.

Ocelové odlévané prvky, jako např. tělesa, příruby a ventily parní turbíny jsou rovněž vystaveny výše uvedeným extrémně vysokým kritickým tlakům. Vzhledem k tomu je q··· · · · · · · · · • · · · ·· * ···· « · ··· · g · · » ··· ··· ······ ·· ·· ·· ·· ···· ·· ·· žádoucí, aby tyto ocelové odlévané prvky měly výborné vlastnosti při vysokých teplotách, aby mohly vydržet náročné provozní podmínky. Tyto ocelové odlévané prvky rovněž by měly mít výbornou houževnatost dostatečnou k omezení zhoršení kvality těchto prvku v průběhu doby používání.

Pro tělesa konvenčních rozměrných parních turbín byly navrženy ocely na odlitky, např. Cr-Mo a Cr-Mo-V, rovněž i 12Cr-Mo a 12Cr-Mo-V apod.. Oceli na odlitky Cr-Mo a Cr-Mo-V nejsou obecně vhodné pro tepelně odolná tělesa, která mají pracovat za výše uvedených podmnínek a teploty páry, poněvadž tyto oceliobecně mají nízkou pevnost při vysokých teplotách a výroba těchto slitin s žádoucími vlastnostmi stabilním způsobem je obtížná. Kvalita ocelí Cr-Mo a Cr-Mo-V na odlitky se zpravidla v průběhu jejich použití zhoršuje až za meze přijatelné pro jejich applikaci. Ačkoliv oceli 12Cr-Mo a 12Cr-Mo-V na odlitky mají pevnost při vysokých teplotách vyšší než oceli Cr-Mo a Cr-Mo-V na odlitky, dochází i u těchto ocelí ke zhoršení jejich kvality až za meze jejich aplikační použitelnosti, a to zejména vzhledem k tomu, že se jejich dlouhodobá mez pevnosti při tečení zhoršuje při vystavení účinků páry mající teplotu 593 °C nebo vyšší.

V poslení době byly navrženy nové tepelně odolné oceli na odlitky, které mají vysokou mez pevnosti při tečení při vysokých teplotách a výbornou svařitelnost. Např. japonská patentová přihláška publikovaná pod číslem 7-70713 popisuje oceli na odlitky, které mají dobrou tažnost a pevnost při vysokých teplotách. Oceli na odlitky popsané v odstavci dosavadního stavu techniky nárokují obsah křemíku 0,2 % nebo méně, avšak ve skutečnosti tyto oceli mají obsah křemíku nižší, např. 0,05 až 0,08 %, jak je to zobrazeno v tabulce 2.

Již uvedené oceli na odlitky, např. 12Cr-Mo a 12Cr-Mo-V nemají dostatečnou tažnost a pevnost při vysokých teplotách při výše uvedených náročných podmínkách. Z tohoto důvodu bylo žádoucí vytvořit řady 12Cr tepelně odolných ocelí, které mají

zlepšené charakteristiky.

Podstata vynálezu

Vzhledem k výše uvedenému je předmětem vynálezu tepelně odolná ocel na odlitky vhodná pro použití v ocelových prvcích, např. tělesech, přičemž tato ocel má výbornou dlouhodobou mez pevnosti při tečení, mez pevnosti na tyči s vrubem při tečení, mez houževnatosti při tečení a tuhost dokonce i při náročných podmínkách zahrnujících teploty 593°Cnebo výše.

Druhým předmětem vynálezu je tepelně odolná ocel na odlitky pro ocelové prvky, např. tělesa, přičemž tato ocel má nejen výbornou pevnost při vysokých teplotách, nýbrž také i výbornou houževnatost při teplotě okolí. Tuto vlastnost má z toho důvodu, poněvadž v parní turbíně použité v tepelné elektrárně může dojít při počátečních otáčkách po zahájení činnosti turbíny ke křehkému zlomu v případě, že houževnatost této turbíny při teplotě okolí je nízká.

Třetím předmětem vynálezu je tepelně odolná ocel na odlitky vhodná pro použití v ocelových prvcích, např. tělesech, přičemž tato ocel má vysokou houževnatost pro zamezení tvorby trhlin v důsledku tepelné únavy materiálu. V případě, že turbína je opakovaně uváděna v činnost a zastavována v důsledku změny požadované dodávky elektrického proudu přes den a noc, může dojít k tvorbě trhlin v důsledku tepelné únavy, -materiálu- způsobené přítomností tepelných napětí. Tyto trhliny jsou často způsobené rychlým ochlazením samotných povrchů tělesa v případě, že provoz turbíny je zastaven. Za účelem zamezení tvorby trhlin je žádoucí, aby tepelně odolné oceli na odlitky používané v ocelových prvcích, např. tělesech, měly vysokou houževnatost.

V souladu s uvedenými předměty vynálezu je poskytnuta • · ·· *· ί · · · ·· * * » * · « · ··· · · · · · ··· ·· • β β β * · · β «· «« ·· ···» ·· ·» tepelně odolná ocel na odlitky, která má martenzitickou strukturu, přičemž tato ocel na odlitky obsahuje 0,08 až 0,25 hmotnostního procenta uhlíku, více než 0,1 a až 0,5 hmotnostního procenta křemíku, ne více než 1,0 hmotnostní — procento manganu, 0,05 až 1 hmotnostní procento niklu, 9 až t 12 hmotnostních procent chrómu, 0,3 až 1,5 hmotnostního procenta molybdenu, 1,0 až 1,95 hmotnostního procenta wolframu, 0,1 až 0,35 hmotnostního procenta vanadu, 0,02 až 0,1 hmotnostního procenta niobu, 0,01 až 0,08 hmotnostního procenta dusíku, 0,001 až 0,01 hmotnostního procenta boru, 2

...až 8 hmotnostních procent .. kobaltu a zbytek do 100 hmotnostních procent je tvořen železem.

Další předměty a výhody vynálezu budou uvedeny v následujícím popise, přičemž mohou být částečné zřejmé z tohoto popisu nebo z praktického provedení vynálezu. Předměty a výhody vynálezu mohou být realizovány a dosaženy pomocí znaků a kombinací znaků zejména uvedených v připojených patentových nárocích.

Přehled obrázků na výkresech

Doprovodné výkresy, které jsou součástí popisu vynálezu, zobrazují výhodná provedení vynálezu a spolu s již uvedeným obecným popisem a níže uvedeným detailním popisem výhodného provedení slouží k vysvětlení podstaty vynálezu. Na připojených výkresech obr. 1 schemáticky zobrazuje ₌ tvar_odlitku .pr.o_ testovací vzorek podle druhého příkladného provedení vynálezu, obr. 2 zobrazuje charakteristiky metalografické struktury podle třetího příkladného provedení vynálezu.

Za účelem zlepšení tavící tekutosti při odlévání a tím • ·

získáni výrobní časové rezervy je v souladu s vynálezem obsah křemíku v ocelích podle vynálezu oproti obsahu křemíku v ocelích z oblasti dosavadního stavu techniky výhodně nižší než 0,5 hmotnostního procenta, přičemž ve skutečnosti je praktické, aby obsah křemíku byl nejvýhodněji přibližně 0,2 hmotnostního procenta křemíku.

V souladu s vynálezem jsou poskytnuty oceli na odlitky obsahující bor jako základ oceli, zatímco do výše uvedených konvenčních ocelí na odlitky není obvykle přidán žádný bor. Vynález přikládá důležitost pro dostatečnou slévatelnost oceli pro komplikované tvary částí, např. těles, ve srovnání s konvenčními oceli na odlitky, které mají materiálové charakteristiky odlišné od materiálových charakteristik ocelí na odlitky podle vynálezu tím, že konvenční oceli na odlitky neobsahuj í bor.

Za účelem přezkoumání optimálního množství jednotlivých prvků pro dosažení vyšší pevnosti byly znovu posouzeny konvenční tepelně odolné oceli na odlitky. Výsledkem tohoto průzkumu v souvislosti s vynálezem bylo zjištění, že kobalt je zastoupen výhodně pozitivně v množství větším než množství, v kterém je obvykle používán, aby se stabilizovala martenzitická struktura a zvýšila odolnost proti měknutí při popouštění. Je rovněž výhodné, že množství přidaného wolframu je výhodně větší, než je množství přidaného molybdenu. V tomto ohledu Mo-ekvivalent (Mo + 0,5 W) má výhodně hodnotu vyšší než je hodnota popsaná v dokumentech týkajících se dosavadního stavu techniky za účelem zlepšení pevnosti oceli při vysokých teplotách. Pevnost oceli při vysokých teplotách je dále zlepšena společným účinkem Mo-ekvivalentu a kobaltu.

První tepelně odolná ocel na odlitky podle vynálezu, která má vysokou pevnost a vysokou houževnatost, má martenzitickou strukturu a obsahuje: 0,08 až 0,25 hmotnostního procenta uhlíku, více než 0,1 a až 0,5 hmotnostního procenta křemíku, ne více než 1,0 hmotnostní • · • · procento manganu, 0,05 až 1,0 hmotnostní procento niklu, 9 až 12 hmotnostních procent chrómu, 0,3 až 1,5 hmotnostního procenta molybdenu, 1,0 až 1,95 hmotnostního procenta wolframu, 0,1 až 0,35 hmotnostního procenta vanadu, 0,02 až 0,1 hmotnostního procenta niobu, 0,0T až 0,08 hmotnostního procenta dusíku, 0,001 až 0,01 hmotnostního procenta boru, 2 až 8 hmotnostních procent kobaltu a zbytek do 100 hmotnostních procent je tvořen železem.

Druhá tepelně odolná ocel na odlitky podle vynálezu, která má vysokou pevnost a vysokou houževnatost, má fnarťénziťickou strukturu a obsahuje: 0,08 až 0,25 hmotnostního procenta uhlíku, více než 0,1 a až 0,5 hmotnostního procenta křemíku, ne více než 1 hmotnostní procento manganu, 0,05 až 1 hmotnostní procento niklu, 9 až 12 hmotnostních procent chrómu, 0,3 až 1,5 hmotnostního procenta molybdenu, 1,0 až 1,95 hmotnostního procenta wolframu, 0,1 až 0,35 hmotnostního procenta vanadu, 0,02 až 0,1 hmotnostního procenta niobu, 0,01 až 0,08 hmotnostního procenta dusíku, 0,001 až 0,01 'hmotnostního procenta boru, 2 až 8 hmotnostních procent kobaltu a zbytek do 100 hmotnostních procent je tvořen železem, přičemž Co-ekvivalent definovaný jako (Cr + 6Si + 4Mo + 1,5W + 11V + 5Nb - 40C 2Mn - 4Ni - 2Co - 30N) je nižší nebo rovný 6,5 hmotnostního procenta, B-ekvivalent definovaný jako (B + 0,5N) je nižší nebo rovný 0,03 hmotnostního procenta, Nb-ekvivalent definovaný jako (Nb + 0,4C) je nižší nebo rovný 0,12 hmotnostního procenta, Mo-ekvivalent definovaný jako (Mo + 0,5W) je rovný 1 až 2 hmotnostním procentům’·, přičemž množství neostranitelných nečistot a síry je omezeno na množství nižší nebo rovné 0,01 hmotnostního procenta, množství fosforu je omezeno na množství nižší nebo rovné 0,03 hmotnostního procenta a množství mědi je omezeno na množství nižší nebo rovné 0,5 hmotnostního procenta.

Třetí tepelně odolná ocel na odlitky podle vynálezu, • · která má vysokou pevnost a vysokou houževnatost, je tvořena první nebo druhou tepelně odolnou ocelí na odlitky, přičemž tato první nebo druhá tepelně odolná ocel na odlitky je tepelně upravena roztavením a kalením při teplotě v rozmezí 1000 až 1150°C. Po této tepelně úpravě je tato ocel poprvé popouštěna při teplotě alespoň 650 až 730°C a nato podruhé popouštěna při vyšší teplotě 700 až 750°C, přičemž toto druhé popouštění představuje žíhání.provedené za účelem odstranění napětí v oceli.

Čtvrtá tepelně odolná ocel na odlitky podle vynálezu, která má vysokou pevnost a vysokou tažnost, je tvořena výše popsanou třetí tepelně odolnou ocelí na odlitky, přičemž tato ocel je vytvořena z tepelně odolné oceli na odlitky, ve které karbidy typu M₂₃C₆ a intermetálické sloučeniny jsou vysráženy zejména při hranici zrna a hranici oblasti martenzitických jehlic, a karbonitridy typu MX jsou vysráženy uvnitř oblasti martenzitických jehlic, takže tato ocel obsahuje ^: tyto sraženiny.

Pátá tepelně odolná ocel na odlitky podle vynálezu, která má vysokou pevnost a vysokou houževnatost, je tvořena výše popsanou čtvrtou tepelně odolnou ocelí na odlitky, přičemž ocel tvořící tepelně odolnou ocel na odlitky je vyrobena tavením a zušlechťováním litím z pánve.

Uvedené tepelně odolné oceli na odlitky, které mají martenzitickou strukturu a rozsah chemického složení podle vynálezu, mají obvykle významně zlepšenou mez pevnosti při tečení a jsou zcela vyhovující pro stanovené namáhání ve srovnání s konvenčními tepelně odolnými oceli, jakými jsou např. porovnávací oceli č. 7 a 8 zobrazené v tab. 1 a popsaně v dalším textu v souvislosti s příkladem 1. Oceli podle vynálezu většinou mají výbornou strukturální stabilitu dokonce i v případě, že jsou po dlouhou dobu vystaveny vysokým teplotám. Základ oceli podle vynálezu obsahuje bor, zatímco kobalt je přidán v množství rovném 2 až 8 hmotnostním • · • · • · ··· · · · · · ··· ··· ·«···· ·· ·· «· ·· ···· <·· ·· procentům, což vede k zesílení tuhého roztoku na základě přidání boru. Použitím kobaltu se dále stabilizuje martenzitická struktura a zvyšuje odolnost proti měknutí při popouštění. Kromě toho, když molybden a wolfram jsou do oceli současně přidány za účelem zlepšení její pevnosti při vysokých teplotách, potom podstatně velké množství kobaltu napomáhá k dostateční tvorbě tuhého roztoku z molybdenu a wolframu a podporuje strukturní stabilitu během dlohodobého provozu. Navíc přidané množství Mo-ekvivalentu (Mo + 0,5W) je obvykle poněkud větší než v konvenčních ocelích, takže vysoce pevné a vysoce houževnaté, tepelně odolné oceli na odlitky podle vynálezu mají vyšší pevnost při okolní teplotě, vyšší pevnost a houževnatost, rovněž i vyšší spolehlivost než konvenční oceli. Mimoto podle vynálezu může být dosaženo prvků z oceli, jakými jsou např. tělesa vhodná pro rozměrné parní turbíny pracující s vysokými teplotami. Tudíž oceli podle vynálezu významně zlepšují účinnost tepelné výroby energie, např. tím, že mají vyšší spolehlivost po dlouhou dobu provozu parní turbíny dokonce i za ultravysokých a/nebo kritických parních podmínek. V následujícím textu budou příkladně popsány důvody, proč bylo stanoveno výše uvedené složení vysoce pevné a vysoce houževnaté, tepelně odolné oceli na odlitky podle vynálezu a proč bylo určeno výše uvedené množství jednotlivých prvků v této oceli.

Uhlík (C): Uhlík slouží k zajištění dostatečné kalitelnosti. Za účelem vytvoření karbidů typu M₂₃C₆ při hranicích zrna a hranicích oblasti martenzitických jehlic se uhlík během popouštění slučuj e s chromém, .....molybdenem, wolframem apod., a za účelem vytvoření karbonitridů typu MX uvnitř oblasti martenzitických jehlic se slučuje s niobem. Pevnost při vysokých teplotách může být zlepšena v důsledku zpevnění mechanismem vysrážení výše uvedených karbidů typu M₂₃C₆ a karbonitridů typu MX. Kromě zajištění meze kluzu a hoževnatosti je uhlík nepostradatelným prvkem pro zabránění tvorby delta-ferritu a nitridu boru. Za účelem dosažení meze ·» • · • · ·«

kluzu a houževnatosti žádoucí pro materiál tělesa z tepelně odolné oceli na odlitky podle vynálezu měl by být uhlík výhodně přítomen v množství rovném 0,08 % nebo větším. Avšak zbytečně velké množství uhlíku může způsobit redukci houževnatosti a vyvolat nadbytečné vysrážení karbidu typu M₂₃C₆, které omezuje pevnost struktury, a tudíž zhoršuje dlouhodobou pevnost při vysokých teplotách. Proto obsah uhlíku je výhodně uvnitř rozmezí 0,08 až 0,25 % a nejvýhodněji od 0,09 až 0,13 %.

Křemík (Si) : Křemík je účinný jako redukční činidlo pro roztavenou ocel. Avšak přidání křemíku ve velkém množství může v oceli způsobit tvorbu vedlejšího produktu SiO₂zhoršujícího čistotu oceli a snižujícího pevnost této oceli. Mimito křemík podporuje tvorbu Lavesových fází (Fe₂M) , které jsou intermetalickými sloučeninami, způsobuje snížení meze houževnatosti při tečení kvůli mezikrystalické segregaci apod., a podporuje popouštěcí křehnutí během provozu při vysokých teplotách. Tudíž obsah křemíku je výhodně omezen na malou hodnotu. Nicméně obsah křemíku by měl být výhodně větší než 0,1 % a až 0,5 %, poněvadž nadměrné snížení spodní hranice obsahu křemíku nemusí být praktické vzhledem nižšímu výrobnímu prostoji v důsledku nižšího zlepšení taviči tekutosti při odlévání.

Mangan (Mn) : Mangan je prvek účinný jako redukční a desulfurační činidlo pro roztavenou ocel a pro zvýšení kalitelnosti, a tím zlepšení pevnosti. Kromě toho je mangan účinný pro zabránění tvorby delta-ferritu a nitridu boru, a tím podporuje vysrážení karbidů typu M₂₃C_S. Avšak mangan progresivně omezuje mez pevnosti při tečení tak, jak se obsah manganu zvyšuje, takže obsah Manganu by měl být výhodně omezen na nanejvýš 1 %, nejvýhodněji na 0,2 až 0,5 %.

·· • · ··

Nikl (Ni) : Nikl je účinným prvkem, který zvyšuje kalitelnost oceli, zabraňuje tvorbě delta-ferritu a nitridu boru a zlepšuje pevnost a houževnatost oceli při okolní teplotě, takže je žádoucí obsah niklu výhodně alespoň 0,05 %. Nikl je zejména účinný pro zlepšení houževnatosti. Kromě toho v případě, že obsah jak niklu tak i chrómu je vysoký, potom jsou jejich účinky výrazně vyšší vzhledem k jejich synergistickému charakteru. Avšak, jestliže obsah niklu převyšuje 1 %, potom pevnost oceli při vysokých teplotách (pevnost při tečení a mez pevnosti při tečení) může být zhoršena, naproti tomu takový' obsah niklu' nepřiměřeně podporuje popouštěcí křehnutí. Vzhledem k tomu je obsah niklu výhodně stanoven uvnitř rozmezí od 0,05 do 1 %, nejvýhodněji od 0,05 do 0,5 %.

Chrom (Cr) : Chrom je velmi žádoucí pro použití jako prvek tvořící součást karbidů typu M₂₃C_S, které poskytují odolnost proti oxidaci a korozi a přispívají k pevnosti oceli při vysokých teplotách v důsledku zpevnění mechanismem jejich vysrážení. Za účelem dosažení těchto účinků, je v ocelích podle vynálezu žádoucí obsah chrómu výhodně alespoň 9%. Avšak v případě, že jeho obsah překročí 12 %, potom se může tvořit delta-ferit, a v důsledku toho může být pevnost a houževnatost oceli při vysoké teplotě omezena. Obsah chrómu jako takový může být výhodně uvnitř rozmezí od 9 do 12 %, nej výhodně ji Od 9,5 do 10,5 %. Mimoto při výrobě tepelně odolné oceli na odlitky pro ocelové prvky, např. tělesa, je žádoucí zamezit vysrážení delta-ferritu během tepelné úpravy roztoku. Tudíž v oceli podle vynálezu je Cr-ekvivalent definovaný jako (6Si + 4Mo + 1,5W + 11V + 5Nb - 40C - 2Mn 4Ni - 2Co - 30N) je nižší nebo rovný 6,5 %.

delta-ferritu může být v podstatě eliminována.

Tudíž tvorba • ·

Molybden (Mo): Stejně jako chrom je molybden prvkem důležitým pro použití jako adičního prvku ferritické oceli. Přidání molybdenu do oceli je obvykle účinné pro zvýšení kalitelnosti, zvýšení odolnosti proti měknutí při popouštění oceli, a tím zlepšení pevnosti při obvyklé nebo okolní teplotě (mez pevnosti v tahu a mez kluzu) a pevnosti při toho molybden představuje prvek přičemž slouží k podpoře jemného M₂₃C_8z zatímco zamezuje jejich vysoké teplotě. Kromě zesilující tuhý roztok, karbidů typu vysrazeni seskupení. V důsledku tvorby ostatních karbidů molybden také působí jako prvek zpevňující ocel mechanismem vysrážení, přičemž tento prvek je obvykle velmi účinný pro zlepšení pevnosti při vysoké teplotě, např. pevnosti při tečení a meze pevnosti při tečení. Mimoto molybden je velmi účinný prvek, který v případě, že je přidán do roztoku výhodně v množství přibližně 0,3 % nebo vyšším, potom může v podstatě zabránit křehnutí oceli při jeho popouštění. Nicmémě nadměrné přidání molybdenu má sklon ke způsobení tvorby delta-ferritu, což má za následek náhlé omezení houževnatosti. Kromě toho nadměrné množství molybdenu může vést k neočekávanému vysrážení Lavesových fází (Fe₂M) , které jsou intermetalickými sloučeninami. Nicméně v ocelích podle vynálezu jsou uvedené tendence molybdenu obvykle omezeny kvůli koexistenci s kobaltem. V důsledku toho horní hranice obsahu molybdenu může být zvýšena na 1,5 %. Tudíž obsah molybdenu může být stanoven výhodně uvnitř rozmezí od 0,3 do 1,5 %.

Wolfram (W): Wolfram je obvykle účinnější než Mo v zabránění seskupování a zhrubnutí karbidů typu M₂₃C_S. Kromě toho wolfram představuje prvek zesilující tuhý roztok, přičemž je obvykle účinný pro zlepšení pevnosti oceli při vysoké teplotě, např. pevnosti při tečení a mezi pevnosti při tečení. Tento účinek je významnější v případě, že wolfram je přidán ve spojení s molybdenem. Avšak, jestliže je wolfram • · přidán ve velkém množství, delta-ferritu a Lavesových intermetalickými sloučeninami, potom má sklon k tvorbě fází (Fe₂M) , které jsou což typicky vede ke snížení tažnosti a houževnatosti, rovněž i meze pevnosti při tečení. Mimoto obsah wolframu je ovlivněn nejen obsahem molybdenu, avšak rovněž i obsahem kobaltu, jak to bude popsáno níže. V případě, že obsah kobaltu leží uvnitř výhodného rozmezí od 2 do 8 %, potom přidání více než 2 % wolframu může vyvolat nežádoucí jev, např. segregaci při tuhnutí v rozměrných kovaných produktech. Vzhledem k výše uvedenému obsah wolframu je stanoven výhodně uvnitř rozmezí od1 do 1,95%. Účinky plynoucí z přidání wolframu jsou významnější v případě, že wolfram je přidán v kombinaci s molybdenem. Jejich přidané množství (tj . Mo + 0,5W) leží výhodně uvnitř rozmezí od 1 do 2%. (Mo + 0,5W) je definován jako Mo-ekvivalent.

Vanad (V) : Podobně jako molybden je vanad prvkem, který je účinný pro zlepšení pevnosti (pevnosti v tahu a meze kluzu) při obvyklé teplotě nebo teplotě okolí. Kromě toho vanad vytváří uvnitř oblasti martenzitických jehlic jemný karbonitrid, naproti tomu vanad představuje prvek zesilující tuhý roztok. Tento jemný karbonitrid napomáhá regulování rekurperace dislokací, ke kterým došlo v průběhu tečení, a tím zvyšuje pevnost při vysoké teplotě, např. pevnost při tečení a mez pevnosti při tečení. Následkem toho je vanad důležitý jako prvek zpevňující ocel mechanismem vysrážení. V případě, že množství přidaného jvanadu je uvnitř výhodného rozmezí (od 0,03 do 0,35 %) , potom vanad je rovněž účinný v tom, že dělá krystalové zrno jemnějším, čímž zlepšuje houževnatost oceli. Avšak, jestliže je vanad přidán v nadměrně velkém množství, potom nejen snižuje houževnatost oceli, ale i má sklon do značné míry vázat úhlík a kromě toho snižuje vysrážení karbidů typu M₂₃C₆, čímž omezuje pevnost při vysoké teplotě. Vzhledem k tomu je obsah vanadu stanoven • · · • · · • · · ·· · výhodně uvnitř rozmezí od 0,1 do 0,35 %, nejvýhodněji od 0,15 do 0,25 %.

Niob (Ňb) : Stejně jako vanad je niob prvkem, který je účinný pro pevnosti v zvýšení pevnosti tahu a pevnosti teplotě, např. pevnosti při při obvyklé teplotě, např. kluzu, pevnosti při vysoké tečení a meze pevnosti při tečení. Současně je niob rovněž prvkem, který je velmi účinný pro zlepšení houževnatosti tím, že tvoří jemný NbC a dělá - krystalová, zrna j emně jš ími. Kromě toho * je niob přidán do tuhého roztoku během kaleni a vysráží se během popouštění ve formě karbonitridu typu MX kombinovaného s výše popsaným karbonitridem vanadu, čímž zlepšuje pevnost oceli při vysoké teplotě. Vzhledem k tomu je žádoucí, aby množství přidaného niobu bylo alespoň 0,02 %. Avšak v případě, že množství přidaného niobu převyšuje 0,1 %, potom niob má sklon do značné míry vázat uhlík a mimoto snižuje vysrážení karbidu typu M₂₃C_s, čímž omezuje pevnost oceli při vysoké teplotě. Tudíž obsah niobu je výhodně uvnitř rozmezí od 0,02 % do 0,1 %, nejvýhodněji od 0,02 do 0,05 %. Při výrobě rozměrných těles nahromaděný karbid uhlíku může vykrystalizovat během tuhnutí ocelového ingotu. Tento nahromaděný karbid uhlíku může mít nepříznivý vliv na mechanické vlastnosti oceli. Proto součet niobu a 0,4 krát uhlík je výhodně 0,12 % nebo nižší (tj. Nb + 0,4C <0,12). Tudíž je možné podstatně omezit krystalizaci nahromaděného karbidu niobu. (Nb + 0,4C) je definován jako Nb-ekvivalent.

Bor (B) : Vzhledem k tomu, že přidání boru do tuhého roztoku má pozitivní vliv na zesílení hranic zrna a na zabránění nahromadění a zhrubnutí karbidů ,typu M₂₃C₆, bor je obvykle účinný pro zlepšení pevnosti při vysoké pevnosti. Ačkoliv přidané množství boru rovné alespoň 0,001 % je obvykle účinné, množství větší než 0,01 % může mít negativní vliv na svařitelnost oceli, apod.. Proto obsah boru je výhodně uvnitř rozmezí od 0,001 až 0,01 %, nejvýhodněji od 0,003 do 0,008 %. Součet boru a 0,5 krát dusík je výhodně nižší nebo rovný 0,03 % (tj . B + 0,5N < 0,03 %·) . Tudíž je možné se v podstatě vyvarovat omezení svařitelnosti oceli. (B + 0,5N) je definován jako B-ekvivalent.

Dusík (N) : Dusík působí tak, že zlepšuje pevnost při vysoké teplotě vysrážením .nitridu vanadu a ve spolupráci s, molybdenem a wolframem produkuje IS efekt (tj . interakci intersticiálního prvku tuhého roztoku a substitučního prvku tuhého roztoku) ve stavu tuhého roztoku. Proto je žádoucí obsah dusíku alespoň 0,01 %. Avšak, poněvadž přidané množství dusíku větší než 0,08 % má tendenci způsobit omezení houževnatosti, obsah dusíku je výhodně uvnitř rozmezí od 0,01 do 0,08 %, nejvýhodněji od 0,02 až 0,04 %. Kromě toho v koexistenci dusíku s borem, jak to bylo výše popsáno, může dusík podpořit tvorbu nitridu boru. Vzhledem k tomu je výhodné, jak to již bylo výše popsáno, aby B-ekvivalent definovaný jako (B + 0,5N) byl nižší nebo rovný 0,03 %.

Kobalt (Co): Kobalt je důležitým prvkem, jehož specifický obsah v ocelích podle vynálezu mimo jiné odlišuje oceli podle vynálezu od ocelí spadající do oblasti dosavadního stavu techniky. Kobalt přispívá k zesílení tuhého roztoku a je účinný pro zabránění vysrážení delta-ferritu. Proto je kobalt použitelný ve výrobě rozměrných kovaných produktů. Podle vynálezu přidání kobaltu umožňuje přidat legující prvky v podstatě bez změny transformačního bodu A_cl (přibližně 780°C), což vede k významnému zlepšení pevnosti při vysoké teplotě. To může být provedeno díky interakci kobaltu s molybdenem a wolframem. Tato skutečnost může být rozlišujícím ·· ·· • ··* · · ► ·· • · « • · « »· ··« znakem ocelí podle vynálezu, ve kterých Mo-ekvivalent (Mo + 0,5W) je větší nebo roven 1. Za účelem dosažení uvedených účinků kobaltu měla by být spodní hranice obsahu kobaltu v ocelích podle vynálezu nejvýhodněji přibližně 2 %. Naproti tomu, poněvadž 'přemíra přidaného kobaltu způsobuje snížení tažnosti a zvyšuje výrobní náklady, je horní hranice obsahu kobaltu výhodně přibližně kolem 8 %. Vzhledem k tomu obsah kobaltu by měl být výhodně uvnitř rozmezí od 2 do 8 %, nejvýhodněji od 3 do 4 %. Mimito ve výrobě rozměrných těles je žádoucí zamezit vysrážení delta ferritu v průběhu tepelného zpracování roztoku. Kobalt je prvkem, který je⁵účinný ve snížení Cr-ekvivalentu (Cr + 6Si + 4Mo + 1,5 W + 11V + 5Nb - 40C - 2Mn - 4Ni - 2Co - 30N) , který slouží jako parametr pro předpovězení vysrážení delta-ferritu. V ocelích podle vynálezu je Cr-ekvivalent výhodně nižší nebo roven 6,5%. Tudíž je možné se v podstatě vyvarovat tvorby delta-feritu.

Ostatní prvky: Fosfor, Síra, měď a apod. jsou neodstranítelnými prvky, které mají původ ze surových materiálů používaných pro výrobu oceli, přičemž je žádoucí, aby jejich obsah byl pokud možno co nej nižší. Avšak, poněvadž příliš precizní výběr materiálů vede ke zvýšení nákladů, je žádoucí, aby obsah fosforu nebyl větší než 0,03 % a výhodně 0,015 %, aby obsah síry nebyl větší než výhodně 0,01 % a nejvýhodněji 0,005 %, a aby obsah mědi nebyl větší než než výhodně 0,5 %. Ostatní zněčišúující prvky mohou být tvořeny, např. hliníkem, cínem,antimonem, arsenem, apod.

Teplota použitá pro vhodný roztok a pro vytvrzovací tepelnou úpravu je popsána v dalším textu. V tepelně odolných ocelích podle vynálezu je výhodné přidat 0,02 až 0,1 % Nb, poněvadž niob je obvykle účinný ve vysrážení karbonitridu typu MX, čímž zlepšuje pevnost při vysoké teplotě. Za účelem dosažení tohoto účinku je žádoucí kompletně přivést niob do ··

• · ·· • · · · • · · ·· ····

tuhého roztoku austenitu během tepelné úpravy roztoku. Avšak v případě, že ochlazovací teplota je nižší než 1 000°C, potom hrubozrný karbonitrid vysrážený během tuhnutí může zůstat dokonce i po tepelném zpracování. Potom niob nepůsobí zcela účinně pro zvýšení meze pevnosti při tečení. Za účelem přivedení tohoto hrubého karbonitridu nejdříve do tuhého roztoku a potom jeho hustého vysrážení ve formě jemného karbonitridu je žádoucí ochladit ocel při austenitizační teplotě výhodně 1 000°C nebo vyšší teplotě, při které austenitizace dále pokračuje. Naproti tomu v případě, že ochlazovací teplota přesáhne přibližně 1150°C, potom teplotní oblast pronikne tam, kde se může delta-ferrit vysrážet v tepelně odolné oceli na odlitky podle vynálezu, což případně vede k redukci houževnatosti. Vzhledem k tomu je výhodné, aby ochlazovací teplota byla uvnitř rozmezí od 1000°C do 1150°C.

Teplota použitá pro vhodné popouštění oceli je popsána v následujícím textu. Tepelně odolné oceli na odlitky podle vynálezu jsou charakterizovány tím, že za účelem v podstatě úplného odstraněni austenitu, který zůstává po ochlazení, je nejprve provedeno popouštění při teplotě od 650 do 730°C. Je výhodné uskutečnit rovněž i druhé popouštění při teplotě výhodně v rozmezí od 700 do 750°C, takže karbidy typu M₂₃C₆ a intermetálické sloučeniny jsou zejména vysráženy při hranici zrna a hranici oblasti martenzitických jehlic, zatímco karbonitridy typu MX mohou být vysráženy uvnitř oblasti martenzitických jehlic. V případě, že při prvém popouštění je teplota nižší než 650°C, potom nepřeměněný austenit nemůže být ' zcela schopný působit jako martenzitická krystalová mřížka, přičemž v případě teploty vyšší než 730°C nemůže být účinek druhého popouštění dostatečně dosažen. V důsledku toho teplota prvého popouštění je stanovena v rozmezí výhodně od 650 do 730°C.

Jestliže teplota druhého popouštění je nižší než 700°C, potom vysrážením uvedených karbidů typu M₂₃C_S a karbonitridů ♦ · ·· *· ·* ·♦ ·· ···· ··«· · · · · • · · 9 · · · · * · · « · ··· · · · · · ··· ··· • · · · · · · · «· ·· ·· ···· ·· ·· typu MX nemůže být dostatečně dosažena rovnováha, což vede k relativnímu snížení objemové frakce sraženin. Kromě toho v případě, že tyto sraženiny, které se nacházejí v tomto nestabilním stavu jsou následně podrobeny tečení při vysoké teplotě nad přibližně 600°C po dlouhou dobu, potom srážení může dále pokračovat, přičemž se nahromadění a zhrubnutí sraženin stává přebytečným. Na druhé straně v případě, že teplota druhého- popouštění překročí přibližně 750°C, to znamená, že se přiblíží teplotě přeměny na ustenit A_C1 ( = přibližně 780°C), potom se hustota karbonitridu typu MX vysráženého uvnitř martenzitické krystalové mřížky může snížit a popouštění se může stát nadbytečným. Vzhledem k tomu je výhodné, aby teplota druhého popouštění byla uvnitř rozmezí od 700 do 750°C.

V následujícím textu bude popsán vhodný způsob výroby tepelně odolných ocelí podle vynálezu. Tyto tepelně odolné oceli podle vynálezu jsou charakterizována tím, že mohou být vyrobeny konvečním tavením a zušlechťováním' litím z pánve. V rozměrných produktech z oceli na odlitky, tzn. v produktech, jako jsou např. tělesa parních turbín, dochází k segregaci přidaných prvků a nerovnoměrnostem ve ztuhlé struktuře, rovněž i poréznostem v této struktuře v důsledku plynných komponent. V případě tepelně odolných ocelí na odlitky podle vynálezu je žádoucí použít způsob výroby, který je zejména schopný omezit tyto výskyty porézností v důsledku přítomnosti plynných komponent, naproti tomu pokud možno co nejméně redukovat tyto plynné prvky v rozměrných ocelích na odlitky. Tudíž je výhodné použít způsob výroby spočívající ve zušlechťování litím z pánve, poněvadž toto zušlechťování se provádí mimo pec po roztavení, a proto výskyt porézností následkem přítomnosti plynných komponent je obvykle snížen, přičemž spolehlivost a stejnoměrnost je u rozměrných ocelových ingotů zlepšena.

·· ·· ·· ·· *· ·· • · · · · ·· · · ♦ · · ···· ·· · 4··· • · ··· · · · · · ··· *♦· ······ · · ·· ·* *· ···« ·· ··

Příklady provedení vynálezu

Výše uvedené a další předměty, znaky, detaily a výhody vynálezu se stanou zřejmými z následujícího podrobného popisu výhodných provedení vynálezu ve spojení s doprovodnými výkresy.

Příklad 1:

V tabulce 1 jsou zobrazena chemická složení osmi druhů tepelně odolných ocelí na odlitky použitých- jako testovací vzorky, přičemž oceli č. 1 a 6 spadají do rozmezí chemického složení tepelně odolných ocelí na odlitky podle vynálezu, zatímco oceli č. 7 a 8 jsou porovnávací oceli, které jsou mimo rozmezí chemického složení ocelí č. 1 až 6. Tyto tepelně odolné oceli na odlitky jsou nejprve roztaveny v laboratorní vakuové tavící peci za účelem dosažení ingotů se stejnou hmotností rovnou 50 kg. Tyto ingoty jsou potom podrobeny tepelnému zpracování (např. chlazení vzduchem při 1100°C a 700°C) za podmínek, které simulují skutečné prvky tělesa, a potom jsou podrobeny tepelné úpravě, která simuluje rychlost chladnutí při ochlazování tlustých částí rozměrného tělesa parní turbíny. Zejména při později uvedené úpravě byly uvedené ingoty za účelem toho, aby byli úplně austenitizovány, zahřátý po dobu 10 hodin při teplotě 1 030°C a potom kaleny, přičemž byla udržována kalicí rychlost tlusté části tělesa při rychlosti chladnutí 5°C/min a toto kalení bylo následováno prvním popouštěním po dobu 10 hodin při teplotě 700°C a druhým následným popouštěním po dobu 10 hodin při teplotě 700°C až 720°C. Popouštěcí zpracovatelské podmínky byly regulovány tak, aby pevnost žádoucí pro navržené prvky tělesa (např. 0,2% pevnost kluzu při pokojové teplotě) měla hodnotu rovnou nebo větší než 56 kg/mm².

U ocelí č. 1 až 6 podle vynálezu a u porovnávacích ocelí č. 7 a 8 byla provedena zkouška tahem a zkouška rázem, β « přičemž obě zkoušky byly uskutečněny při pokojové teplotě (20°C) a zkouška rázem byla také provedena v teplotním rozpětí od -20 do 100°C po intervalu 20°C. Na základě výsledků zkoušky vrubové houževnatosti na tyči podle Charpyho byly vypočteny vrubové houževnatosti a 50% FATT- hodnoty a nato zobrazeny v tabulce 2 společně s mechanickými vlastnostmi. Oceli Č.laž6a7a8 byly rovněž podrobeny zkoušce pevnosti při tečení při teplotě jak 600°C tak i 650°C. Hodnoty mezí poměrného prodloužení při tečení byly v rozmezí od 30 do 40 % a hodnoty mezí poměrného příčného zúžení byly v rozmezí od 80 až 90 %, zatímco hodnoty mezí houževnatosti při tečení byly výborné při zesíleném vrubování.

Hodnoty mezí pevnosti při tečení při 600°C a 650°C změřené po 10⁵ h a získané z výsledků zkoušky jsou extrapolovány. Výsledky a výpočty byly zobrazeny v tab. 2. Jak je to zřejmé z této tabulky, jakákoliv ocel podle vynálezu má hodnotu 0,2% meze kluzu větší nebo rovnou 60 kg/mm², což je dostatečné pro prvky těles parních turbín. Kromě toho jejich výsledné poměrné prodloužení a poměrné •příčné zúžení vyhovuje poměrnému prodloužení většímu nebo rovnému 18% resp. poměrnému příčnému zúžení většímu nebo rovnému 40 %, jak je to žádoucí pro obvyklé prvky těles. Co se týče rázových vlastností, zatímco žádoucí 50% FATThodnota pro prvky těles parních turbín je nižší nebo rovná +100°C, každá z ocelí podle vynálezu č. 1 až 6 a porovnávacích ocelí č.7 a 8 má hodnotu ne větší než je žádoucí hodnota, takže káždé z těchto ocelí j e přisuzována dostatečná houževnatost.

Z tab. 2 je zřejmé, že mez pevnosti při tečení po 10⁵ h při teplotě 650°C každé z ocelí č.l až 6 podle vynálezu je tak velká jako 1,05 až 1,25 násobek meze pevnosti při tečení každé z porovnávacích ocelí č. 7 a 8 nebo větší než tento násobek, takže oceli podle vynálezu mají zlepšenou mez • * • · · · · · ·· 9 9 9 9 9 999 9 9 9 9 pevnosti při tečení, což vede zejména k prodloužené životnosti pevnosti při tečení. Ačkoliv porovnávací oceli č. 7 a 8 mají pevnost v tahu a houževnatost dostatečnou pro žádoucí hodnoty, tyto oceli mají meze pevnosti při tečení nižší než meze pevnosti při tečení ocelí č. 1 až 6 podle vynálezu. Mimoto porovnávací oceli č.7 a 8 obsahují delta-ferit produkovaný během výroby ingotů v takovém množství, které je nežádoucí pro prvky těles.

Příklad 2: - ' - - V příkladě 2 slitina (testovaná ocel o hmotnosti lt) , která má složení oceli č. 4 z tabulky 1 pro příklad 1 byla roztavena v elektrické peci, a potom obsah nečistot v tavenině byl snížen čištěním mimo pec, které bylo následované odlitím do pískové formy. Tvar odlitku je zobrazen na obr. 1, kde vztahová značka 1 označuje tlustou část tělesa právě pod nálitkem, zatímco vztahová značka 2. označuje tenkou část jako spodní bok. Vzorek testovaný v příkladu 2 byl vyroben zpracováním takto odlitého ocelového ingotu o hmotnosti 1 t tepelnými úpravami (kalením a popouštěním) provedenými stejným způsobem jako v příkladu 1. Pro zhodnocení mechanických vlastností tohoto vzorku byly z tlusté části i a tenké části 2 vzorku odřezány testované díly. V příkladě 2 hodnoty mezí poměrného prodloužení při tečení byly v rozmezí od 30 do 40 % a hodnoty mezí poměrného příčného zúžení byly v rozmezí od 80 % do 90 % (tyto hodnoty nejsou uvedeny v tabulce 3), přičemž tyto hodnoty jsou ' podobné hodnotám dosaženým u malých vzorků z příkladu 1, takže mez houževnatosti při tečení byla výborná pro zesíleném vrubování rovněž i v příkladu 2. V tabulce 3 jsou zobrazeny výsledky zkoušek odvozené z ingotu o hmotnosti 1 t, které jsou uspořádány stejným způsobem jako výsleky zkoušek u malých vzorků z příkladu 1. Jak je to zřejmé z tabulky 3, testovaný vzorek z příkladu 2 má výborné hodnoty jak pevnosti při β« ·· ·· ···· ·· ·· tečení při vysoké teplotě tak i elongační houževnatost.

Příklad 3:

V příkladu 3 je popsána metalografická struktura ocelového vzorku, zejména druhy a množství sraženin. Na obr.

je příkladně zobrazena typická 100% popouštěná martenzitická struktura (tj . úplná martenzitická struktura) pozorovaná na kopiích vyjmutých ze vzorků ocelí podle vynálezu z příkladu 1. Jak je to zřejmé z tohoto obrázku,

100% popouštěná martenzitická struktura obsahuje hranice zrna 3. (dřívější austenitická hranice zrna), hranici 4 oblasti martenzitických jehlic a vnitřní část 5. oblasti martenzitických jehlic. Na tomto obrázku jsou zobrazeny druhy sraženin, které jsou do jisté míry pozorovány pro téměř popouštěné vzorky a pro vzorky, které byly podrobeny testu pevnosti při tečení, avšak žádné zvláštní rozdíly nemohou být mezi nimi pozorovány ohledně druhů sraženin. Nejprve jsou všechny nahromaděné karbidy typu M₂₃C₅ a granulované intermetalické sloučeniny (Lavesovy fáze) vysráženy při hranici 3. zrna. Z hlediska složení jsou karbidy typu M₂₃C_Ssloučeninami uhlíku a M prvku, jako např. železa, chrómu, molybdenu a wolframu, zatímco intermetalické sloučeniny i (Lavesovy fáze) jsou typu Fe₂M, ve kterých M prvek je chrom, molybden, wolfram, apod. Rovněž při hranicích 4 oblasti martenzitických jehlic jsou vysráženy výše uvedené karbidy typu M₂₃C₆ a intermetalické sloučeniny (Lavesovy fáze) . Kromě toho ve vnitřní části 5 oblasti martenzitických jehlic jsou vysráženy jemné karbonitridy typu MX. Z hlediska složení karbonitridy typu MX jsou jemné karbonitridy tvořené kombinací niobu a vanadu jako M prvku s uhlíkem a dusíkem jako X prvkem. Metalografické struktury vzorku č. 1 až 6 zobrazené v příkladu 1 a metalografické struktury z příkladu 2 jsou ve všech případech tvořeny 100% popouštěnou martenzitickou strukturou.

Uvedená provedení vynálezu jsou považována za příkladná provedení vynálezu, přičemž je zřejmé, že vynález může být proveden v jiných specifických formách, aniž by došlo k odchýlení od podstaty vynálezu nebo podstatných znaků vynálezu. Uvedená provedení jsou tudíž ve všech hlediscích pokládána za ilustrativní a nijak neomezují rozsah vynálezu, který je určen připojenými patentovými nároky spíše než předcházejícím popisem vynálezu.

• ·

(numerické hodnoty vyjádřené v hmotnostních procentech

(fr) 09JOZA 3usxeATA>(3-qN	r* σι o o	p· σι o o	0.002	0.003	krt a o o	kO C3 O O	0.006	Ά c\ o o
{£) D3JOZA 3UaXBAXAX3-H	co r·· O σ	a O o	O , r* O o	M3 ,—4 O o	0.016	0.014	0.029	o n o o
(2) OSJtOZA 3U3XBAXAX©'^D	2.9	Γ* CM	2.9	3 . 1	f4	σι tA	<p ka	CM kO
(X) 03JOZA 3U3XeATAX3-OW	1 . 30	U7 f—t	1.32	1 1.52	σ) n r*	kO V	r^-· n 4*4	CM m *•4
Chemické složení	OJ ω	zbytek	0) 4J XI N	zbytek	\| zbytek	zbytek	zbytek	zbytek	zbytek
Co	m n	kO n	3 . 5	kO n	O m	i 2.5	σι t-4	. - o,
a	m o o o	0.003	0.003	m o o o	ZOO ' 0	i 0.001	1	1
z	0.031	a m O O	Γ* CM a a	ÍM o o	C3 CM O o	r* CM O o	O σ a a	kfi kfl O o
n z	Γ* σι o o	m tn o o	0.042	m ·«* o o	0.045	kfl o o	0.050	o kO o o
>	STO	-a* *4 O	0.15	«r «Η O	σι «—4 O	0.15	•M* O.	a
	1. eo	1.02	1.05	xp a	O C3 —4	1.02	1.02	a —4
0 Σ	o o	0.60	O M· O	o kO o	σι «p O	0.55	0.40	CM Tp O
Ui CJ	10.0	Γ- σ	σι σι	kO ο	O O •-4	1 9.9	Γ- σι Ή	σι
Ni	o σ o	o σι o	0 . so	o σ o	o tn o	O iA O	0.50	r- <P O
cn	0.002	<M O a o	<M o o o	! 0.002	0.002 ]	0.002	<M O O O	i-H a o o
CL	ΓΠ o ,-...0-- *	π •H O O	m <-d O 'r«-O-==-	m «“4 o _ ^Q =	m O • -O-s·,.	m »—4 O _TOO	o . o • :-0.=7-=,.	o o o.
Mn	0 . 30	O m o	o m o	0.30	\| °³⁰ 1	0.30	Γ* krt a	kO (A O
cn	O CM o	o ÍM O	o CM O	0.20	o CM a	0.20	CT rH O	Γ* a
o	o ^4 o	0.11	O O	o i—4 O	0T0	0.10	0.09	σ o o
		r^-4	CM	m	<T	tn		r*	o
vzorek č.	ΓΓ	:3XHW	<Λ sxi	□od τχ33Ο	τχ3οο JOBA -euAOxod

(podle vynálezu je nárokována hodnota nižší nebo rovná

·· ·· ·♦ ·· ·· ··

Tabulka

(*ϊ -^□T3P JA^SJOUUl	o..	. o	. o	O- .	-,O	o	¹ ·³	o
(,ωω/ϊβχ) juagaa rad xqsouAad zaui _s0X	_Oo O m Λ0	1 10.0	9.2	O - rH -	10.5	co o	03 o rH	P- 03	m co
_ou o o tO	co ’Τ r-J	13.3	<3* r-l	15.2	15.0	15.5	03 O rH	r—+
O.) iXVií %os	O	O CM	ď) 04	'C? ' 04	U3 04	P* 04	r-	ďj n
(,1110/lU-jSif) ÍOoOS íd eqoupoq gAozga	13.1	6.0	5.0	5.1	K? 03	O r*	10.5	ω
(¾) juagnz guojad guaguiod	Γ co in	65.7	63.1	62.3	64.0	tn o UO	m 04 MO	’Τ OJ
<*> juagnotpoad guaguiod	23.6	CO v CM	23.2	22.0	23.6 1	21.2	20.5	23.2
{jIUUI/jBjQ ηζηχχ žatu $£'q	66.1	00 m to	70.2	68.9	70.2	m CD to	63.5	Γ* m to
(jUiui/j6i() nqe3 λ qsouAad	Γ* o CD	r* CA O-	!l 83.2 li	81.6	σι cn 03	rH r4 CD	CD co r-	81.2
\ vlastnosti vzorek \ č. \	iH	CM	n		ui	<O	p~	CO
	nzsx^uÁA afpod xxaoo	XfSOO Χ3ΒΛ -§UAO.XOd

·· ·· ·· ·♦

Tabulka

(Λ) jAqsjouui	o	o
(_£uiui/₃65() y^d T4SouA3d zaui _s0T	P O m UJ	10.2	10.4
P o o kO	15.5	15.0
(3.) XXVd %0S	K?. CM	20	03 rH	ul í—1
(jiuo/ui-jBx) (0o02 TJ<3) šoupou TeAO2^Z	5.1	7.0	03	5.0
(%) yuajnz sujjad 5ua5uiod	60.5	60.5	O MO	63.1
(%) juajnoypo^d 9ujt§oiod	22.0	1 21.2	23.6	23.2
(jUIUl/jSlf) ηζηχ3( zóui \z'0	68,5	σ» ω	70.2	70.2
-™- (_£im/jSx) nqea λ asouAad	= -O--™ i-H •03	~ r“4 '·' r“i C3	~<Ώ m 03	---Ol- - - m 03
\ vlastnosti vzorek \ č. \	tlustá část	tenká část

• · ··

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY na odlitky, n a č e n á

1. Tepelně odolná ocel martenzitickou strukturu, v y z obsahuje 0,08 až 0,25 hmotnostního procenta uhlíku, více než 0,1 a až 0,5 hmotnostního procenta křemíku, ne více než 1 hmotnostní procento manganu, 0,05 až 1 hmotnostní procento niklu, 9 až 12 hmotnostních procent chrómu, 0,3 až 1,5 hmotnostního procenta molybdenu, 1 až 1,95 hmotnostního procenta wolframu, 0,1 až 0,35 hmotnostního procenta vanadu, 0,02 až 0,1 hmotnostního procenta niobu, 0,01 až 0,08 hmotnostního procenta dusíku, 0,001 až 0,01 hmotnostního procenta boru, 2 až 8 hmotnostních procent kobaltu, přičemž zbytek do 100 hmotnostních procent je v podstatě tvořen železem.

která má tím, že
2. Ocel na odlitky podle nároku 1, vyznačená tím, že Cr-ekvivalent definovaný jako (Cr + 6Si + 4Mo + 1,5W + 11V + 5Nb - 40C - 2Mn - 4Ni - 2Co - 30N) je nižší nebo rovný 6,5%, B-ekvivalent definovaný jako (B + 0,5N) je nižší nebo rovný 0,03%, Nb-ekvivalent definovaný jako (Nb + 0,4C) je nižší nebo rovný 0,12%, Mo-ekvivalent definovaný jako (Mo + 0,5W) je v rozmezí od 1 do 2% a obsah neodstranítelných znečišťujících prvků a síry je nižší nebo rovný 0,01%, obsah fosforu je nižší nebo rovný’ 0,03%, a obsah mědi je nižší nebo rovný 0,5%.
3. Ocel na odlitky podle nároku 1 nebo 2, vyznačená t í m, že je zpracována uvedením této oceli do roztoku a kalením při teplotě v rozmezí 1000 až 1150°C, prvním popouštěním při teplotě alespoň 650 až 730°C následovaným po • · ·· ·· ·· ···· ·· ··

2?

uvedeném kalení, a druhým popouštěním při teplotě 700 až 750°C, které působí jako žíhání pro odstranění napětí v této oceli.
4. Ocel na odlitky podle nároku 3, vyznačená t í m, že karbidy typu M₂₃C₆ a intermetalické sloučeniny jsou vysráženy zejména při hranicích zrn a . hranicích .oblastí martenzitických jehlic uvedené oceli, přičemž karbonitridy jsou vysráženy ve vnitřních částí oblastí martenzitických jehlic' -uvedené oceli, takže......tato ocel obsahuje tyto sraženiny.
5. Ocel na odlitky podle nároku 4, vyznačená tím, že uvedená ocel je vyrobena tavením a zušlehúováním litím z pánve.
6. Ocel na odlitky podle nároku 1, vyznačená tím, že obsahuje 0,09 až 0,13 hmotnostního procenta uhlíku.
7. Ocel na odlitky podle nároku 1, vyznačená tím, že obsahuje 0,2 až 0,5 hmotnostního procenta manganu.
8. Ocel na odlitky podle nároku 1, v y z n a č e n á tím, že obsahuje 0,05 až 0,5 hmotnostního procenta niklu.
9. Ocel na odlitky podle nároku 1, vyznačená t i m, že obsahuje 9,5 až 10,5 hmotnostního procenta chrómu.
10. Ocel na odlitky podle nároku 1, vyznačená • · · tím, že obsahuje 0,15 až 0,25 hmotnostního procenta vanadu.
11. Ocel na odlitky podle nároku 1, vyznačená t í m, že obsahuje 0,02 až 0,05 hmotnostního procenta niobu.
12. Ocel na . odlitky podle nároku 1, vyznačena tím, že obsahuje 0,003 až 0,008 hmotnostního procenta boru.
13. Ocel na odlitky podle nároku 1, vyznačená tím, že obsahuje 0,02 až 0,04 dusíku.
14. Ocel na odlitky podle nároku 1, vyznačená t i m, že obsahuje 3 až 4 hmotnostní procenta kobaltu.
15. Ocelový odlitek tělesa parní turbíny, přesný odlitek lopatky nebo ventilu z oceli na odlitky podle nároku 1.