DE69404937T2

DE69404937T2 - Nickellegierung

Info

Publication number: DE69404937T2
Application number: DE69404937T
Authority: DE
Inventors: Hideo Kitamura; Katsuo Sugahara; Tsutomu Takahashi; Yoshio Takizawa; Koji Toyokura; Saburo Wakita
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1994-09-19
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: DE69404937D1; US5529642A; EP0648850A1; EP0648850B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Technisches Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Legierung auf Nickelbasis, welche in ihren Korrosionsbeständigkeiten, insbesondere in ihrer Beständigkeit gegen Grübchenkorrosion und Spaltkorrosion in einer Chlorionen enthaltenden Umgebung, wie auch in ihrer Bearbeitbarkeit, insbesondere in ihrer Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung ausgezeichnet ist.

Stand der Technik

Legierungen auf Nickelbasis mit ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeiten sind bisher bei der Herstellung von Abgasentschwefelungsanlagen für chemische Fabriken, Galvanisiereinrichtungen, Dampferzeugern und ähnlichem, Bauteilen für Halbleitergeräte, Lebensmittelbehandlungseinrichtungen, medizinischen Geräten und verschiedenartigen Bohrsticheln und Handwerkszeugen, welche Meerwasser ausgesetzt werden; oder ähnlichem eingesetzt worden.
Legierungen auf Nickelbasis, welche gemeinhin als solche korrosionsbeständigen Legierungen bekannt sind, schließen eine Legierung auf Nickelbasis (im folgenden als "Legierung 55C" bezeichnet), welche in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (Erstanmeldung) Nr. 62-40337 offenbart ist und aus 30,1 Gew.-% Cr, 20,3 Gew.-% Mo und einem Rest aus Nickel und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht; eine Legierung auf Nickelbasis (im folgenden als "Legierung 625" bezeichnet), welche im US-Patent Nr. 3 160 500 offenbart ist und aus 21,5 Gew.-% Cr, 9 Gew.-% Mo, 2,5 Gew.-% Fe, 3,7 Gew.-% Nb und einem Rest aus Nickel und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht, eine Legierung auf Nickelbasis (im folgenden als "Legierung C-276" bezeichnet), welche im US-Patent 3 203 792 offenbart ist und aus 16,1 Gew.-% Cr, 16,2 Gew.-% Mo, 5,2 Gew.-% Fe, 3,2 Gew.-% W und einem Rest aus Nickel und vermeidlichen Verunreinigungen besteht, und eine Legierung auf Nickelbasis (im folgenden als "Legierung C-22" bezeichnet), die im US-Patent 4 533 414 offenbart ist und aus 21,5 Gew.-% Cr, 13, 2 Gew.-% Mo, 4,1 Gew.-% Fe, 3,1 Gew.-% W und einem Rest aus Nickel und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht.
Die FR-A-2 049 528 beschreibt eine Legierung, welche im wesentlichen aus 14,7 bis 18 Gew.-% Chrom, 3,5 bis 9, Gew.-% Tantal, 15 bis 18 Gew.-% Molybdän, 0,02 bis 0,15 Gew.-% Kohlenstoff, 0,3 bis 1,5 Gew.-% Silicium, 0,3 bis 1,5 Gew.-% Mangan und gegebenenfalls Wolfram, Eisen, Vanadium, Cobalt, Kupfer, Niob und Nickel zusammengesetzt ist.
Die GB-A-2 102 834 betrifft eine Legierung zum Herstellen von hochfesten Mantel- und Pumpenrohren für Tiefbohrungen, welche eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Rißbildung aufgrund von Spannkorrosion aufweist. Die zusammensetzung ist charakterisiert durch 30 bis 60 % Ni, 15 bis 35 % Cr, 0 bis 12 % Mo, 0 bis 24 % V und darüber hinaus N, Cu, Co, seltene Erdmetalle, Y, Mg und Ca als Wahlbestandteile. Der Phosphorgehalt soll auf weniger als 0,030 % und der Schwefelgehalt auf weniger als 0,005 % begrenzt sein. Aus der Gruppe Nb, Ti, Ta, Cr und V kennen ein oder mehr Metalle mit einem Gesamtanteil von 0,5 bis 4,0 % vorhanden sein.
DE-A-25 197 44 beschreibt eine Legierung für Dentalanwendungen, welche durch die Hauptbestandteile Ni (60 bis 70 Gew.-%), Cr (18 bis 23 Gew.-%), Mo (5 bis 10 Gew.-%) und Nb + Ta (Spuren bis 4 Gew.-%) charakterisiert ist. Die Legierung kann darüber hinaus Fe, Si, Mn, Ti, Al und C enthalten.
JP-A-63 053 233 beschreibt eine Legierung auf Nickelbasis, welche mindestens 50 % Ni, 20 bis 25 % Cr, 7 bis 12 % Mo, Nb und Ta mit einem Gesamtanteil von 2,5 bis 5,5 % und neben C, Mn, Fe, Al und Ti als Nebenbestandteilen bis zu 0,015 % S enthält. Wahlweise werden Y, Mg und Ca in einer Menge von bis zu 0,01 % angewandt.
Jedoch hat sich die Nachfrage nach korrosionsbeständigen Legierungen auf Nickelbasis, welche ausgezeichnetere Korrosionsbeständigkeiten und eine ausgezeichnetere Bearbeitbarkeit aufweisen, erhoht, weil korrosionsbeständige Nickellegierungen in den letzten Jahren in zunehmend rauheren Umgebungen eingesetzt worden sind, und weil die in solchen Umgebungen eingesetzten Geräte sich in Richtung komplizierterer Formen entwickelt haben. Die oben erwähnten üblichen Legierungen auf Nickelbasis sind deshalb nicht zufriedenstellend. Es kommt hinzu, daß die "Legierung 625", die "Legierung C-276" und die "Legierung C-22" eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit beim Warmverformen zeigen, aber in ihren Korrosionsbeständigkeiten insbesondere bezüglich der Beständigkeit gegen Grübchenkorrosion und der Rißkorrosion in einer Chlorionen enthaltenden Umgebung mittelmäßig sind. Im Gegensatz dazu zeigt die "Legierung 55C" ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeiten in der Chlorionen enthaltenden Umgebung, aber ist in ihrer Bearbeitbarkeit beim Warmverformen mittelmäßig.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist deshalb eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Legierung auf Nickelbasis bereitzustellen, welche nicht nur in ihren Korrosionsbeständigkeiten, sondern auch in ihrer Bearbeitbarkeit ausgezeichnet ist.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Legierung auf Nickelbasis bereitzustellen, welche eine überlegene Korrosionsbeständigkeit insbesondere in Umgebungen zeigen, in welchen Chlorionen enthalten sind.
Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Legierung auf Nickelbasis bereitzustellen, welche gegenüber Säuren, wie Salzsäure, Flußsäure, Oxalsäure, Phosphorsäure oder Salpetersäure, gegenüber Alkalien, wie Natriumhydroxid, und gegenüber Meerwasser, welches neutral ist, beständig ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Legierung auf Nickelbasis bereitzustellen, welche insbesondere gegenüber einer Vielzahl von korrosiven, durch Schwefelsäure verursachten Angriffen widerstandsfähig ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Legierung auf Nickelbasis bereitgestellt, welche aus
15 bis 35 Gew.-% Chrom,
17 bis 23 Gew.-% Molybdän,
wobei die Summe von Chrom und Molybdän nicht größer als 43 Gew.-% ist,
1,3 bis 3,4 Gew.-% Tantal;
wahlweise nicht mehr als 0,1 Gew.-% Stickstoff, nicht mehr als 0,3 Gew.-% Magnesium, nicht mehr als 3 Gew.-% Mangan, nicht mehr als 0,3 Gew.-% Silicium, nicht mehr als 0,1 Gew.-% Kohlenstoff, nicht mehr als 6 Gew.-% Eisen, nicht mehr als 0,1 Gew.-% Bor, nicht mehr als 0,1 Gew.-% Zirconium, nicht mehr als 0,01 Gew.-% Calcium, nicht mehr als 1 Gew.-% Niob, nicht mehr als 4 Gew.-% Wolfram, nicht mehr als 4 Gew.-% Kupfer, nicht mehr als 0,8 Gew.-% Titan, nicht mehr als 0,8 Gew.-% Aluminium, nicht mehr als 5 Gew.-% Cobalt, nicht mehr als 0,5 Gew.-% Vanadium, nicht mehr als 2 Gew.-% Hafnium, nicht mehr als 3 Gew.-% Rhenium, nicht mehr als 1 Gew.-% Osmium, nicht mehr als 1 Gew.-% Platin, nicht mehr als 1 Gew.-% Ruthenium, nicht mehr als 1 Gew.-% Palladium, nicht mehr als 0,1 Gew.-% Lanthan, nicht mehr als 0,1 Gew.-% Cer und nicht mehr als 0,1 Gew.-% Yttrium, und
einem Rest aus Nickel und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht.
Die Legierung auf Nickelbasis gemäß der Erfindung mit der obengenannten Zusammensetzung zeigt nicht nur ausreichende Korrosionsbeständigkeiten, sondern auch eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung. Insbesondere ist die Legierung auf Nickelbasis gemäß der Erfindung besonders nützlich, wenn sie in einer Umgebung eingesetzt wird, welche Chlorionen enthält, und sie ist auch gegenüber Säuren, wie Salzsäure, Flußsäure, Oxalsäure, Phosphorsäure oder Salpetersäure, gegenüber Alkalien, wie Natriumhydroxid, und gegenüber Meerwasser, welches neutral ist, ausreichend beständig.
Die Legierung auf Nickelbasis gemäß der Erfindung kann darüber hinaus so modifiziert sein, daß sie 17 bis 22 Gew.-% Chrom, 19 bis 23 Gew.-% Molybdän, wobei die Summe aus Chrom und Molybdän größer als 38 Gew.-% und nicht größer als 43 Gew.-% ist, 1,3 bis 3,4 Gew.-% Tantal, 0,01 bis 4 Gew.-% Eisen und wahlweise nicht mehr als 0,01 Gew.-% Zirconium, nicht mehr als 0,01 Gew.-% Bor, nicht mehr als 0,5 Gew.-% Niob, nicht mehr als 2 Gew.-% Wolfram und nicht mehr als 2 Gew.-% Kupfer einschließt, wobei [4 x Niob + Wolfram + Kupfer] ≤ 2 Gew.-% ist.
Mit dieser Modifizierung erreicht man, daß die erhaltene Legierung auf Nickelbasis eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl von korrosiven, Schwefelsäure enthaltenden Umgebungen hat.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Prüfkörper zeigt, welcher bei einer Rißkorrosionsprüfung eingesetzt wird.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die Erfinder haben eine gründliche Untersuchung gemacht, um eine neue Legierung auf Nickelbasis zu entwickeln, welche nicht nur in den Korrosionsbeständigkeiten sondern auch in der Bearbeitbarkeit ausgezeichnet ist, und als Ergebnis haben sie gefunden, daß die Zugabe von Ta (Tantal) wesentlich ist, um die erwünschten Eigenschaften zu erhalten.
Demgemäß ist die Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung hauptsächlich dadurch charakterisiert, daß sie 15 bis 35 Gew.-% Cr (Chrom), 17 bis 23 Gew.-% Mo (Molybdän), wobei die Summe aus Cr plus Mo nicht größer als 43 Gew.-% ist, 1,3 bis 3,4 Gew.-% Ta (Tantal), wobei die Wahlelemente im Anspruch 1 aufgeführt sind, und einen Rest aus Ni (Nickel) und unvermeidlichen Verunreinigungen enthält.
Die Legierung auf Nickelbasis kann bevorzugt weiter 0,0001 bis 0,1 Gew.-% N (Stickstoff), 0,0001 bis 3 Gew.-% Mn (Mangan), 0,0001 bis 0,3 Gew.-% Si (Silicium), 0,001 bis 0,1 Gew.-% C (Kohlenstoff), 0,01 bis 6 Gew.-% Fe (Eisen), 0,001 bis 0,1 Gew.-% Zr (Zircon), 0,001 bis 0,01 Gew.-% Ca (Calcium), 0,1 bis 1 Gew.-% Nb (Niob), 0,1 bis 4 Gew.-% W (Wolfram), 0,1 bis 4 Gew.-% Cu (Kupfer), 0,05 bis 0,8 Gew.-% Ti (Titan), 0,01 bis 0,8 Gew.-% Al (Aluminium), 0,1 bis 5 Gew.-% Co (Cobalt), 0,1 bis 0,5 Gew.-% V (Vanadium), 0,1 bis 2 Gew.-% Hf (Hafnium), 0,01 bis 3 Gew.-% Re (Rhenium), 0,01 bis 1 Gew.-% Os (Osmium), 0,01 bis 1 Gew.-% Pt (Platin), 0,01 bis 1 Gew.-% Ru (Ruthenium), 0,01 bis 1 Gew.-% Pd (Palladium), 0,01 bis 0,1 Gew.-% La (Lanthan), 0,01 bis 0,1 Gew.-% Ce (Cer) und 0,01 bis 0,1 Gew.-% Y (Yttrium) einschließen, wobei eines oder mehrere der genannten Elemente eingeschlossen sein können.
Die Gründe für die Beschränkungen auf die numerischen Bereiche bei den zugehorigen wesentlichen oder wahlfreien Bestandteilen in der obengenannten Legierung auf Nickelbasis werden nun im Detail erläutert.

Chrom:

Die Cr-Komponente ist in der Matrix unter Bildung einer festen Lösung hiermit gelöst und verbessert die Korrosionsbeständigkeiten, wie die Beständigkeit gegen Grübchenkorrosion und Rißkorrosion, in einer Chiorionen enthaltenden Umgebung. Ist jedoch der Cr-Gehalt kleiner als 15 Gew.-%, können solche Vorteile nicht erwartet werden. Andererseits werden, wenn der Cr-Gehalt 35 Gew.-% überschreitet, die anderen nützlichen Bestandteile, wie Mo und Ta, daran gehindert, sich in der Matrix zu lösen und die obengenannten Korrosionsbeständigkeiten verschlechtern sich aufgrund der geringeren Anwesenheit solcher wirkungsvoller Bestandteile. Deshalb ist der Cr-Anteil auf einen Bereich zwischen 15 und 35 Gew.-% festgelegt. Der bevorzugteste Bereich des Cr-Anteils liegt aus denselben Gründen zwischen 17 und 22 Gew.-%.
Molybdän:
Die Mo-Komponente ist auch in der Matrix unter Bildung einer festen Lösung hiermit gelöst und verbessert die Korrosionsbeständigkeiten, wie die Beständigkeit gegen Grübchenkorrosion und Rißkorrosion, in einer Chlorionen enthaltenden Umgebung. Deshalb ist der Mo-Anteil auf einen Bereich zwischen 17 und 23 Gew.-% festgelegt. Darüber hinaus ist die Bearbeitbarkeit beim Warmverformen drastisch verschlechtert, wenn Mo und Cr in solchen Mengen zugefügt werden, daß ihr Gesamtanteil 43 Gew.-% übersteigt. Deshalb ist die Summe aus Mo und Cr so festgelegt, daß sie nicht größer als 43 Gew.-% ist.

Tantal:

Die Ta-Komponente ist in der Matrix unter Bildung einer festen Lösung hiermit gelöst und stabilisiert einen Passivierungsfilm und erleichtert dessen Bildung. Es ist insbesondere bekannt, daß der Schutzfilm, welchen eine Ni-Cr-Mo-Legierung bildet, NiO-Cr&sub2;O&sub3; einschließt und daß sehr feines Cr&sub2;O&sub3; entscheidend als ein Schutzfilm beiträgt. Wenn Ta zugefügt wird, wird Ta&sub2;O&sub5;, welches stärker als Cr&sub2;O&sub3; ist, in dem Passivierungsfilm gebildet, wodurch der Film zusätzlich stabilisiert wird, so daß die Korrosionsbeständigkeiten, wie die Beständigkeit gegen Grübchenkorrosion oder Rißkorrosion, in einer Chlorionen enthaltenden Umgebung weiter gesteigert werden kann. Deshalb ist der Ta-Gehalt auf den Bereich zwischen 1,3 und 3,4 Gew.-% festgelegt. Darüber hinaus können die Korrosionsbeständigkeiten weiter verbessert werden, wenn Ta und Mo in solch einer Menge zugefügt werden, daß ihr Gesamtanteil im Bereich zwischen 13 und 26 Gew.-% liegt.

Stickstoff:

Die N-Komponente ist in der Matrix unter Bildung einer festen Lösung gelöst und stabilisiert die Kfz-Phase und verhindert die Bildung von nachteiligen TCP (was "topologisch dichtest gepackten" bedeutet) -Phasen, so daß die Bearbeitbarkeit beim Warmverformen verbessert wird. Insbesondere werden, wenn Cr, Mo und Ta, die zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeiten zugefügt werden, bestimmte Mengen überschreiten, TCP-Phasen übermäßig gebildet, wodurch die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung erniedrigt wird. Jedoch wird mit der Zugabe von N das Latenzstadium für die Bildung von TCP-Phasen verlängert, wodurch der gebildete Anteil von TCP-Phasen in einer zulässigen Höhe gehalten wird, und es wird ein Beitrag zur Stabilisierung der Kfz-Phasen geleistet, so daß die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung von einer Verschlechterung abgehalten wird. Im vorangehenden beschriebene Vorteile können nicht erhalten werden, wenn der N-Anteil geringer als 0,0001 Gew.-% ist. Auf der anderen Seite werden, wenn der N-Anteil 0,1 Gew.-% überschreitet, Nitride, wie eine Cr&sub2;N-Phase in der Matrix abgeschieden, wodurch sich die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung verschlechtert. Deshalb ist der N-Anteil auf den Bereich zwischen 0 und 0,1 und bevorzugt zwischen 0,0001 und 0,1 Gew.-% festgelegt. Der bevorzugteste Bereich des N-Anteils liegt aus denselben Gründen zwischen 0,001 und 0,05 Gew.-%.

Silicium:

Das Silicium, welches gegebenenfalls als ein Desoxidationsmittel zugegeben wird, reduziert Oxide und verhindert interkristallines Aufreißen. Deshalb vermindert Silicium das interkristalline Aufreißen während der Warmverformungsoperation und verbessert dadurch die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung. Jedoch können, wenn der Si-Anteil geringer als 0,0001 Gew.-% ist, solche Vorteile nicht erhalten werden. Andererseits werden TCP-Phasen mit einem übermäßigen Anteil gebildet, wenn der Si-Anteil 0,3 Gew.-% überschreitet, wodurch die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung verschlechtert wird. Deshalb ist der Si-Anteil auf den Bereich zwischen 0 und 0,3 Gew.-% und bevorzugt zwischen 0,0001 und 0,3 Gew.-% festgelegt. Aus den gleichen Gründen liegt der bevorzugteste Bereich des Si-Anteils zwischen 0,0001 und 0,1 Gew.-%.

Mangan:

Obwohl die Mn-Komponente nicht so wirkungsvoll wie N ist, stabilisiert sie die Kfz-Phase in der Matrix und verbessert so die Korrosionsbeständigkeiten. Jedoch können, wenn der Mn-Anteil geringer als 0,0001 Gew.-% ist, solche Vorteile nicht erhalten werden. Andererseits werden, wenn der Mn-Anteil 3 Gew.-% überschreitet, TCP-Phasen übermäßig gebildet, wodurch die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung sich verschlechtert. Deshalb ist der Mn-Anteil auf einen Bereich zwischen 0 und 3 Gew.-% und bevorzugt zwischen 0,0001 und 3 Gew.-% festgelegt. Aus denselben Gründen liegt der bevorzugteste Bereich des Mn-Anteils zwischen 0,0001 und 1 Gew.-%.

Kohlenstoff:

Die C-Komponente ist in der Matrix unter Bildung einer festen Lösung mit dieser gelöst und stabilisiert die Kfz-Phase darin und inhibiert die Bildung von schädlichen TCP-Phasen, wodurch die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung verbessert wird. Jedoch können, wenn der C-Anteil geringer als 0,001 Gew.-% ist, solche Vorteile nicht erhalten werden. Andererseits erhöht sich, wenn der C-Anteil 0,1 Gew.-% überschreitet, übermäßig die Bildung von Carbiden, wodurch die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung verschlechtert wird. Deshalb ist der C-Anteil auf einen Bereich zwischen 0 und 0,1 Gew.-% und bevorzugt zwischen 0,001 und 0,1 Gew.-% festgelegt. Aus denselben Gründen liegt der bevorzugteste Bereich des C-Anteils zwischen 0,001 und 0,05 Gew.-%.

Eisen:

Wie im Fall von Stickstoff ist die Fe-Komponente in der Kfz-Phase der Matrix unter Bildung einer festen Substitutionslösung hiermit gelöst und stabilisiert die Kfz-Phase. Deshalb verbessert es die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung. Wenn jedoch der Fe-Anteil geringer als 0,01 Gew.-% ist, können solche Vorteile nicht erhalten werden. Andererseits vermindert der Fe-Anteil, wenn er 6 Gew.-% überschreitet, die Korrosionsbeständigkeiten in einer Chlorionen enthaltenden Umgebung und zwar insbesondere die Beständigkeit gegen die Grübchenkorrosion und die Rißkorrosion. Deshalb ist der Fe-Anteil auf den Bereich zwischen 0 und 6 Gew.-% und bevorzugt zwischen 0,01 und 6 Gew.-% festgelegt. Aus denselben Gründen liegt der bevorzugteste Bereich des Fe-Anteils zwischen 0,05 und 4 Gew.-%.

Bor, Zirconium, Calcium:

Diese Bestandteile verbessern die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung. Wird jedoch B, Zr und Ca mit einem jeweiligen Anteil von weniger als 0,001 Gew.-% zugegeben, können solche Vorteile nicht erhalten werden. Andererseits ist, wenn die Anteile von B, Zr und Ca 0,1 Gew.-% , 0,1 Gew.-% bzw. 0,01 Gew.-% überschreiten, die Bearbeitbarkeit bei der Warmverfermung verschlechtert. Deshalb sind die B-, Zr- und Ca-Anteile auf Bereiche zwischen 0 und 0,1 Gew.-% für B, zwischen 0 und 0,1 Gew.-% für Zr und zwischen und 0,01 Gew.-% für Ca und bevorzugt zwischen 0,001 und 0,1 Gew.-%, zwischen 0,001 und 0,1 Gew.-% bzw. zwischen 0,001 und 0,01 Gew.-% festgelegt. Aus denselben Gründen liegt der bevorzugteste Bereich für B zwischen 0,002 und 0,01 Gew.-%, für Zr zwischen 0,002 und 0,01 Gew.-% und für Ca zwischen 0,002 und 0,009 Gew.-% für Ca.

Niob, Wolfram, Kupfer:

Diese Bestandteile erhöhen die Korrosionsbeständigkeit in einer Chlorionen enthaltenden Umgebung. Jedoch können, wenn die Anteile von Nb, W und Cu kleiner als 0,1 Gew.-% sind, solche Vorteile nicht erhalten werden. Auf der anderen Seite wird, wenn die Anteile von Nb, W und Cu 1 Gew.-%, 4 Gew.-% bzw. 4 Gew.-% überschreiten, die Bildung der TCP-Phasen übermäßig erhöht, so daß sich die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung verschlechtert. Deshalb sind die Nb-, W- und Cu-Anteile auf Bereiche von bis 1 Gew.-%, 0 bis 4 Gew.-% und 0 bis 4 Gew.-% und bevorzugt von 0,1 bis 1 Gew.-%, 0,1 bis 4 Gew.-% bzw. 0,1 bis 4 Gew.-% festgelegt. Aus denselben Gründen liegt der bevorzugteste Bereich für Nb zwischen 0,15 und 0,5 Gew.-%, für W zwischen 0,2 und 2 Gew.-% und für Cu zwischen 0,2 und 2 Gew.-%.

Titan, Aluminium, Cobalt, Vanadium:

Diese Bestandteile verbessern die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung, und zwar insbesondere die Duktilität und die Festigkeit. Jedoch können, wenn die Ti-, Al-, Co- und V-Anteile kleiner als 0,05 Gew.-%, 0,01 Gew.-%, 0,1 Gew.-% bzw. 0,1 Gew.-% sind, solche Vorteile nicht erhalten werden. Andererseits wird, wenn die Ti-, Al-, Co- und V-Anteile 0,8 Gew.-%, 0,8 Gew.-%, 0,5 Gew.-% bzw. 0,5 Gew.- % übersteigen, die Duktilität erniedrigt. Deshalb sind die Ti-, Al-, Co- und V-Anteile, sofern sie überhaupt eingeschlossen sind, bevorzugt auf Bereiche zwischen 0,05 und 0,8 Gew.-%, zwischen 0,01 und 0,8 Gew.-%, zwischen 0,1 und 5 Gew.-% bzw. zwischen 0,1 und 0,5 Gew.-% festgelegt. Aus denselben Gründen liegt der bevorzugteste Bereich für Ti zwischen 0,08 und 0,4 Gew.-%, für Al zwischen 0,05 und 0,4 Gew.-%, für Co zwischen 0,2 und 2 Gew.-% und für V zwischen 0,2 und 0,4 Gew.-%.

Hafnium, Rhenium:

Diese Bestandteile verbessern die Korrosionsbeständigkeiten, wie die Beständigkeit gegen Grübchenkorrosion und Rißkorrosion, in einer Chlorionen enthaltenden Umgebung und verbessern die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung. Diese Bestandteile werden insbesondere zugegeben, wenn es erforderlich ist, diese Eigenschaften zu verbessern. Wenn jedoch die Hf- und Re-Anteile geringer als 0,1 Gew.-% bzw. 0,01 Gew.-% sind, können solche Vorteile nicht erhalten werden. Andererseits werden, wenn die Hf- und Re-Anteile 2 Gew.-% bzw. 3 Gew.-% überschreiten, die schädlichen TCP-Phasen übermäßig gebildet, so daß die Korrosionsbeständigkeiten und die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung außerordentlich erniedrigt werden. Deshalb sind der Hf- und der Re-Anteil, wenn sie überhaupt eingeschlossen werden sollen, bevorzugt auf Bereiche zwischen 0,1 und 2 Gew.-% bzw. zwischen 0,01 und 3 Gew.-% festgelegt. Aus denselben Gründen liegt der bevorzugteste Bereich für Hf zwischen 0,2 und 1 Gew.-% und der für Re zwischen 0,03 und 1 Gew.-%.

Osmium, Platin, Ruthenium, Palladium:

Diese Bestandteile werden wahlweise zugefügt und wenn mindestens eine dieser Komponenten zugegeben wird, verbessert sich die Bearbeitbarkeit der Legierung bei der Warmverformung. Jedoch können, wenn jeder der Os-, Pt-, Ru- und Pd-Bestandteile in einem zugehörigen Anteil von weniger als 0,01 Gew.-% zugegeben wird, solche Vorteile nicht erhalten werden. Andererseits werden, wenn jeder dieser Bestandteile mit einem Anteil, welcher 1 Gew.-% übersteigt, zugegeben wird, die schädlichen TCP-Phasen übermäßig gebildet, so daß die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung außerordentlich erniedrigt wird. Deshalb werden für diese Bestandteile bevorzugt Bereiche zwischen 0,01 und 1 Gew.-% festgelegt. Aus denselben Gründen liegt der bevorzugteste Bereich für jeden dieser Bestandteile zwischen 0,02 und 0,5 Gew.-%.

Lanthan, Cer, Yttrium:

Diese Bestandteile werden wahlweise zugefügt und verbessern die Korrosionsbeständigkeiten in einer Chlorionen enthaltenden Umgebung. Jedoch können, wenn jeder der La-, Ce- und Y-Bestandteil mit einem Anteil von weniger als 0,01 Gew.-% zugefügt werden, solche Vorteile nicht erhalten werden. Andererseits werden, wenn jeder dieser Bestandteile mit einem Anteil zugefügt wird, welcher 0,1 Gew.-% übersteigt, die nachteiligen TCP-Phasen übermäßig gebildet, so daß die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung außerordentlich erniedrigt wird. Deshalb sind die Anteile jedes dieser Bestandteile so festgelegt, daß sie bevorzugt im Bereich zwischen 0,01 und 0,1 Gew.-% liegen. Aus denselben Gründen liegt(en) der bevorzugteste Bereich für La zwischen 0,02 und 0,08 Gew.-% und die bevorzugtesten Bereiche für Ce und Y zwischen 0,01 und 0,08 Gew.-%.

Verunreinigungen:

Es ist unvermeidlich, daß S (Schwefel), Sn (Zinn), Zn (Zink) und Pb (Blei) als Verunreinigungen in dem zu schmelzenden Material eingeschlossen sind. Jedoch sind, wenn die Anteile dieser Verunreinigungen nicht größer als 0,01 Gew.-% sind, die Legierungscharakteristiken in keiner Weise verschlechtert.
In der obengenannten Legierung auf Nickelbasis kann zusätzlich Mg (Magnesium) mit einem Anteil von 0,0001 bis 0,3 Gew.-% eingeschlossen sein, da Mg das interkristalline Aufreißen während der Warmverformung vermindert, so daß die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung verbessert wird. Jedoch können, wenn der Mg-Anteil geringer als 0,0001 Gew.-% ist, diese Vorteile nicht erhalten werden. Andererseits tritt, wenn der Mg-Anteil 0,3 Gew.-% überschreitet, an den Korngrenzen Segregation auf, so daß die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung sich verschlechtert. Deshalb ist der Mg-Anteil so festgelegt, daß er im Bereich zwischen 0,0001 und 0,3 Gew.-% liegt. Der bevorzugtere Bereich für den Mg-Anteil liegt zwischen 0,001 und 0,1 Gew.-%.
Die Legierungen auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung sind sowohl in ihrer Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung als auch in ihren Korrosionsbeständigkeiten ausgezeichnet. Entsprechend können sie dazu benutzt werden, Geräte mit komplizierten Formen herzustellen, welche in rauhen, Chlorionen enthaltenden Umgebungen, wie in Bleichvorrichtungen für die Papier- und Zellstoffindustrie, in Rohrleitungssystemen für Wasserstoffgas für die Halogenierung oder in HCl-Rückgewinnungssäulen, eingesetzt werden.
Wie oben beschrieben, sind die Legierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung am nützlichsten, wenn sie in einer Chlorionen enthaltenden Umgebung eingesetzt werden. Jedoch ist die Anwendung nicht auf eine solche Verwendung begrenzt, und sie können in Umgebungen eingesetzt werden, welche Säuren, wie Salzsäure, Flußsäure, Oxalsäure, Phosphorsäure oder Salpetersäure, Alkalien, wie Natriumhydroxid, und Meerwasser, welches neutral ist, enthalten.
Darüber hinaus haben die Erfinder gefunden, daß unter den Legierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung einige spezielle Legierungen sehr widerstandsfähig gegen eine Vielzahl von auf die Einwirkung von Schwefelsäure zurückzuführenden korrosiven Angriffen sind. Genauer gesagt haben die Erfinder die Schwefelsäure enthaltenden Umgebungen in die folgenden drei Kategorien eingeteilt:
(a) eine schwefelsäurehaltige Umgebung aus auf 120 ºC erhitzten 60 und 80%igen Schwefelsäure;
(b) eine Chiorionen enthaltende schwefelsäurehaltige Umgebung, welche eine reduzierende saure Charakteristik hat;
(c) eine schwefelsäurehaltige Umgebung, welche Aktivkohle (d.h. unverbrannten Kohlenstoff), Fe³&spplus; oder HNO&sub3; enthält, und welche hinsichtlich der oxidierenden sauren Charakteristik korrosiver ist.
Die Erfinder haben eine gründliche Untersuchung durchgeführt, um Legierungen auf Nickelbasis zu entwickeln, welche ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeiten in den obengenannten schwefelsäurehaltigen Umgebungen haben. Als Ergebnis haben sie eine Legierung auf Nickelbasis, welche 17 bis 22 Gew.-% Cr, 19 bis 23 Gew.-% Mo, wobei die Summe aus Cr und Mo größer als 38 Gew.-% und nicht größer als 43 Gew.-% ist, 0,01 bis 4 Gew.-% Fe, 1,3 bis 3,4 Gew.-% Ta enthält, gefunden. Wahlweise kann mindestens ein Element eingeschlossen sein, welches ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus 0,001 bis 0,01 Gew.-% Zr und 0,001 bis 0,01 Gew.-% B besteht. Darüber hinaus kann mindestens ein Element aus der Gruppe 0,1 bis 0,5 Gew.-% Nb, 0,1 bis 2,0 Gew.-% W und 0,1 bis 2,0 Gew.-% Cu in solchen Anteilen zugefügt werden, daß der Gesamtanteil die Beziehung befriedigt, daß 4Nb + W + Cu nicht größer als 2,0 Gew.-% ist.
Im vorangehenden sind die numerischen Bereiche der zugehörigen Bestandteile aufgrund der folgenden Gründe festgelegt worden.

Chrom, Molybdän:

Wie oben beschrieben, verbessern die Cr- und Mo-Komponenten die Korrosionsbeständigkeiten, jedoch verbessert die Cr-Komponente insbesondere die Korrosionsbeständigkeit gegen oxidierende Säuren, während Mo solche Beständigkeiten gegenüber nicht oxidierenden Säuren erhöht. Deshalb ist klar erkennbar, daß die gleichzeitige Zugabe von Cr und Mo mit Ta dazu führt, daß die Legierung in verschiedenartigen schwefelsäurehaltigen Umgebungen im wesentlichen beständig ist. Ist jedoch der Cr-Anteil geringer als 17 Gew.-%, ist es schwierig, einen Passivierungsfilm auf der Legierungsoberfläche zu bilden, welcher fein genug ist, um eine ausreichende Beständigkeit gegenüber Schwefelsäure zu verleihen. Die bevorzugte obere Grenze von 22 Gew.-% wird einfach deshalb festgesetzt, weil innerhalb dieses Bereichs eine ausreichende Bearbeitbarkeit erwartet wird.
Darüber hinaus ist es so, daß, wenn der Mo-Gehalt geringer als 19 Gew.-% ist, eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit gegen Schwefelsäure nicht erhalten werden kann. Andererseits ist, wenn der Mo-Gehalt 23 Gew.-% überschreitet, die Beständigkeit gegenüber Schwefelsäure vermindert, welche eine oxidierende Säure enthält.
Im vorhergehenden ist erwähnt, daß Cr und Mo Eigenschaften haben, die einander entgegengesetzt sind. Deshalb ist es wichtig, die Cr- und Mo-Anteile aufeinander abzustimmen und den Anteil von Cr plus Mo so festzulegen, daß der bevorzugte Bereich zwischen 38 und 43 Gew.-% liegt. Andernfalls ist die Korrosionsbeständigkeit bezüglich Schwefelsäure verschlechtert. Entsprechend ist die Summe von Cr plus Mo so festgelegt, daß sie größer als 38 Gew.-% und nicht größer als 43 Gew.-% ist.

Tantal:

Um eine ausgewogene Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl von schwefelsäurehaltigen Umgebungen sicherzustellen, liegt der Ta-Anteil zwischen 1,3 und 3,4 Gew.-%. Aus denselben Gründen liegt der bevorzugteste Bereich zwischen 1,5 und 2,5 Gew.-%.

Eisen:

Um die Bearbeitbarkeit beim plastischen Verformen zu verbessern, ist es vorteilhaft, daß Fe mit einem Anteil von nicht weniger als 0,01 Gew.-% zugefügt wird. Wenn jedoch der Fe-Anteil 4,0 Gew.-% überschreitet, ist die Korrosionsbeständigkeit bezüglich Schwefelsäure verschlechtert. Deshalb ist der Fe-Anteil bei der Ausführungsform des Anspruchs 14 zwischen 0,01 und 4,0 Gew.-% gelegt worden.
Bor, Zirconium:
Die B- und Zr-Anteile sind aus denselben Gründen, wie sie oben angegeben worden sind, so festgelegt, daß sie bevorzugt im Bereich zwischen 0,001 und 0,01 Gew.-% liegen.

Niob, Wolfram, Kupfer:

Um ausreichende Korrosionsbeständigkeiten bezüglich Schwefelsäuren ebenso wie eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit sicherzustellen, sind die Nb-, W- und Cu-Anteile in den Ansprüchen angegeben, aber sie sind bevorzugt so festgelegt, daß sie in Bereichen zwischen 0,1 bis 0,5 Gew.-%, zwischen 0,1 und 2,0 Gew.-% bzw. zwischen 0,1 und 2,0 Gew.-% liegen. Zusätzlich sollte die Summe aus 4Nb + W + Cu bevorzugt nicht größer als 2 Gew.-% sein, um eine hervorragende Bearbeitbarkeit sicherzustellen.
Die Erfindung wird detaillierter anhand der folgenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Die Ausgangsmaterialien wurden in einem Hochfrequenzschmelzofen in einer Atmosphäre geschmolzen, welche so eingestellt wurde, daß sie aus einer Mischung aus Argon- und Stickstoffgas bestand und das Mischungsverhältnis N&sub2;:Ar ebenso wie der Druck der Mischung variiert wurden. Die Mischung wurde in Formen gegossen, um Barren bereitzustellen, welche einen Durchmesser von 60 mm und eine Länge von 200 mm hatten. Die so erhaltenen Barren wurden in einem Elektroschlacke-Schmelzofen wieder geschmolzen, um Barren mit einem Durchmesser von 100 mm mit den in den Tabellen 1 bis 13 gezeigten Zusammensetzungen bereitzustellen. Die Barren wurden dann einer Homogenisierungsbehandlung unterworfen, während der sie bei einer vorgeschriebenen Temperatur zwischen 1150 und 1250 ºC zehn Stunden lang gehalten wurden, und Teile der Barren wurden als Prüfkörper für Hochtemperaturkompressionstests abgeschnitten, während der Rest einem Warmschmieden und Warmwalzen bei vorgeschriebenen Temperaturen zwischen 1000 und 1250 ºC unterworfen wurde, um warmgewalzte, 5 mm dicke Bleche herzustellen.
Die so hergestellten gewalzten Bleche wurden einem Lösungsglühen unterworfen, indem sie bei einer vorgeschriebenen Temperatur im Bereich zwischen 1150 und 1250 ºC dreißig Minuten lang gehalten wurden und wurden darüber hinaus einem Kaltwalzen unterworfen, um kaltgewalzte 3 mm dicke Bleche bereitzustellen. Anschließend wurden die kaltgewalzten Bleche weiter einem Lösungsglühen unterworfen, indem sie bei einer vorgeschriebenen Temperatur im Bereich zwischen 1150 und 1250 ºC dreißig Minuten lang gehalten wurden, um Bleche 1 bis 43 aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der Erfindung und Vergleichsbleche 1 bis 14 aus Legierungen auf Nickelbasis bereitzustellen.
Darüber hinaus wurden Bleche 1 bis 4 aus üblichen Legierungen auf Nickelbasis aus der "Legierung 55C", der "Legierung 625", der "Legierung C-276" bzw. der "Legierung C-22" hergestellt.
Mit den Blechen 1 bis 43 aus den Legierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung, den Vergleichsblechen 1 bis 14 aus den Legierungen auf Nickelbasis und den Blechen 1 bis 4 aus den üblichen Legierungen auf Nickelbasis wurden der Hochtemperaturkompressiontest, der Hochtemperaturspannungstest und der Grübchenkorrosions- und der Rißkorrosionstest in einer Chlorionen enthaltenden Umgebung durchgeführt

Hochtemperaturkompressionstest:

Zylindrische Prüfkörper von 8 mm Durchmesser und 12 mm Länge wurden aus den Barren mittels elektroerosiver Bearbeitung geschnitten und 15 Minuten lang bei 1100 ºC gehalten. Dann wurden die Prüfkörper mit einer Formänderungsgeschwindigkeit von 1,0 mm/sec. bis zu einer Zielverformung von 50 % komprimiert und die Spannungen, die sich ergaben, wenn bis zu einer 10%igen Verformung komprimiert wurde, wurden gemessen, um die Bearbeitbarkeit beim Warmverformen zu bewerten. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 14 bis 19 aufgeführt.

Hochtemperaturspannungstest:

Prüfkörper für den Hochtemperaturspannungstest wurden von den kaltgewalzten 3 mm dicken Blechen erhalten und, nachdem sie bei einer hohen Temperatur von 800 ºC 15 Minuten lang gehalten worden waren, wurden die Prüfkörper mit 0,15 mm/min. bis zur 0,2 %-Dehngrenze und mit 1,50 mm/min. nach der 0,2 %-Dehngrenze unter Zugspannung gesetzt. Dann wurde die Verlängerung bis zum Bruch durchgeführt, um die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung zu bewerten. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 14 bis 19 gezeigt.
Grübchenkorrosionstest in einer Chlorionen enthaltenden Umgebung:
Prüfkörper, welche sowohl 35 mm lang als auch breit waren, wurden aus den kaltgewalzten 3 mm dicken Blechen hergestellt und einem nassen Schleifen unterworfen, um die Oberfläche bis zur Nr. 2400 zu glätten. Dann wurden die Prüfkörper in eine wäßrige, auf 150 ºC erhitzte und einen pH-Wert von 2 aufweisende Lösung 24 Stunden lang getaucht, welche 4 % NaCl, 0,1 % Fe&sub2;(SO&sub4;)&sub3;, 0,01 Mol HCl und 24300 ppm Cl und dann wurde die Anwesenheit der Grübchenkorrosion mikroskopisch bei 40facher Vergrößerung geprüft. Die Ergebnisse der Messungen sind in den Tabellen 14 bis 19 gezeigt.

Rißkorrosionstest in einer Chlorionen enthaltenden Umgebung:

Prüfkörper, welche sowohl eine Länge als auch eine Breite von 35 mm hatten, wurden aus den kaltgewalzten 3 mm dicken Blechen hergestellt und einem nassen Schleifen unterworfen, um die Oberfläche bis zur Nr. 2400 zu glätten. Dann wurden gemäß dem ASTM-Verfahren G46-76B Prüfkörper hergestellt, welche jeweils so aussahen, wie es die Fig. 1 zeigt, indem ein plattenartiger Prüfkörper 1 und ein dazu passender Rundstab 2 aus Teflon mittels eines Gummibandes 3 oder etwas ähnlichem aneinander gebunden wurden, um Prüfkörper für die Grübchenkorrosion bereitzustellen. Die Prüfkörper wurden dann in eine siedende wäßrige Lösung 24 Stunden lang getaucht, welche 1,5 % H&sub2;SO&sub4;, 1,2 % HCl, 1 % FeCl&sub3;, 1 % CuCl&sub2; enthielt, und dann wurde die Tiefe der Korrosion gemessen. Die Ergebnisse der Messungen sind auch in den Tabellen 14 bis 19 gezeigt.
Wie man aus den in den Tabellen 1 bis 19 gezeigten Ergebnisse ersieht, sind die Bleche 1 bis 43 aus Legierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung gegenüber dem Blech 1 aus einer üblichen Legierung auf Nickelbasis in der Bearbeitbarkeit beim Warmverformen überlegen und bei den Korrosionsbeständigkeiten in einer Chlorionen enthaltenden Umgebung gegenüber den Blechen 2, 3 und 4 aus üblichen Legierungen auf Nickelbasis überlegen. Deshalb sind die Bleche 1 bis 43 aus Legierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung sowohl bezüglich der Bearbeitbarkeit beim Warmverformen als auch bei den Korrosionsbeständigkeiten überlegen, wenn man sie mit den Blechen aus üblichen Legierungen auf Nickelbasis vergleicht. Darüber hinaus ist, wie man anhand der Vergleichsbleche 1 bis 14 aus Legierungen auf Nickelbasis ersieht, entweder die Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung oder die Korrosionsbeständigkeiten unterlegen, wenn die Zusammensetzung außerhalb der beanspruchten Bereiche liegt.

Beispiel 2

Dieselbe Vorgehensweise wie in Beispiel 1 wurde angewandt, um Barren von 100 mm im Durchmesser mit Zusammensetzungen herzustellen, wie sie in den Tabellen 20 bis 34 gezeigt sind, und um Bleche 44 bis 104 aus Legierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung und Vergleichsbleche 15 bis 27 aus Legierungen auf Nickelbasis herzustellen. Darüber hinaus wurden die Platten 1 bis 4 aus üblichen Legierungen auf Nickelbasis wieder verwendet und in der Tabelle 34 aufgeführt.
Mit den Blechen 44 bis 104 aus Legierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung und den Vergleichsblechen 15 bis 26 aus Legierungen auf Nickelbasis wurden der Hochtemperaturkompressionstest, der Hochtemperaturspannungstest, der Grübchenkorrosions- und der Rißkorrosionstest in der Chlorionen enthaltenden Umgebung durchgeführt. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 35 bis 40 gezeigt.
Wie man aus den Tabellen 35 bis 40 ersieht, sind die Bleche 44 bis 104 aus Legierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung in der Bearbeitbarkeit beim Warmverformen gegenüber dem Blech 1 aus einer üblichen Legierung auf Nickelbasis und bei den Korrosionsbeständigkeiten in einer Chlorionen enthaltenden Umgebung gegenüber den Blechen 2 bis 4 aus üblichen Legierungen auf Nickelbasis überlegen. Deshalb sind die Bleche 44 bis 104 aus Legierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung sowohl bezüglich der Bearbeitbarkeit beim Warmverformen als auch bezüglich der Korrosionsbeständigkeiten im Vergleich zu Blechen aus üblichen Legierungen auf Nickelbasis überlegen. Wie man anhand der Vergleichsbleche 15 bis 27 aus Legierungen auf Nickelbasis ersieht, ist entweder die Bearbeitbarkeit beim Warmverformen oder die Korrosionsbeständigkeiten unterlegen, wenn die Zusammensetzung außerhalb der beanspruchten Bereiche liegt.

Beispiel 3

Die Ausgangsmaterialien wurden in einem Hochfrequenzschmelzofen geschmolzen und die Schmelze wurde in Barren von 8,5 mm Dicke gegossen, welche die in den Tabellen 41 bis 44 gezeigten Zusammensetzungen hatten. Die so erhaltenen Barren wurden auf eine Temperatur im Bereich zwischen 1000 und 1230 ºC erhitzt, und während sie auf dieser Temperatur gehalten wurden, wurde ein Warmwalzen durchgeführt, um die Dicke auf 8 mm zu vermindern. Anschließend wurde, indem das Warmwalzen mehrere Male wiederholt wurde, und dabei die Dicke jeweils um 1 mm vermindert wurde, die Dicke auf 3 mm vermindert. Auf diese Weise wurden Bleche 105 bis 120 aus Legierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung, Vergleichsbleche 28 bis 43 aus Legierungen auf Nickelbasis und übliche Legierungen 5 bis 9 auf Nickelbasis hergestellt, die jeweils eine Dicke von 3 mm hatten. Diese Bleche aus Legierungen auf Nickelbasis wurden alle auf das Auftreten von Rissen während des Walzens geprüft und die Ergebnisse der Prüfung sind in den Tabellen 41 bis 44 aufgeführt. Darüber hinaus wurden die genannten Legierungen auf Nickelbasis in Prüfkörper von 25 mm Länge und 50 mm Breite geschnitten. Darüber hinaus wurden +60%ige H&sub2;SO&sub4;, 80%ige H&sub2;SO&sub4;, eine Lösung, in welcher 1 g Aktivkohle in 3 ccm 60%iger H&sub2;SO&sub4; suspendiert war (im folgenden als "60%ige H&sub2;SO&sub4; mit Aktivkohle" bezeichnet), eine Lösung, in welcher 1 g Aktivkohle in 3 ccm 80%iger H&sub2;SO&sub4; suspendiert war (im folgenden als "80%ige H&sub2;SO&sub4; mit Aktivkohle" bezeichnet), eine Lösung, in welcher 100 ppm HCl zu 60%iger H&sub2;SO&sub4; zugegeben war (im folgenden als "60%ige H&sub2;SO&sub4; + 100 ppm HCl" bezeichnet), eine Lösung in welcher 10 ppm HNO&sub3; zu 60%iger H&sub2;SO&sub4; zugefügt war (im folgenden als 60%ige H&sub2;SO&sub4; + 10 ppm HNO&sub3;" bezeichnet) und eine Lösung, in welcher 400 ppm Fe³&spplus; als Fe&sub2;(SO&sub4;)&sub3; zu 60%iger H&sub2;SO&sub4; zugefügt war (im folgenden als "60%ige H&sub2;SO&sub4; + 400 ppm Fe³&spplus; bezeichnet) zubereitet. Diese Schwefelsäurelösungen wurden auf 120 ºC erhitzt, und die Legierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung und die Vergleichslegierungen auf Nickelbasis und die Legierungen auf Nickelbasis gemäß dem Stand der Technik wurden in diese Schwefelsäurelösungen 24 Stunden lang eingetaucht. Dann wurden, nachdem die Legierungen herausgenommen worden waren, ihre Gewichte gemessen und die Korrosionsgeschwindigkeiten pro Jahr berechnet, indem das reduzierte Gewicht durch die Oberfläche dividiert wurde. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 45 bis 48 aufgeführt.
Wie man aus den Tabellen 41 bis 48 ersieht, sind die Bleche 105 bis 120 aus Legierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung in ihrer Bearbeitbarkeit bei der Warmverformung ausgezeichnet, weil keine Risse während des Warmwalzens auftraten. Darüber hinaus waren die Korrosionsgeschwindigkeiten in 60%iger H&sub2;SO&sub4;, 80%iger H&sub2;SO&sub4;, 60%iger H&sub2;SO&sub4; mit Aktivkohle, 80%iger H&sub2;SO&sub4; mit Aktivkohle, 60%iger H&sub2;SO&sub4; + 100 ppm HCl, 60%iger H&sub2;SO&sub4; + 10 ppm HNO&sub3; und 60%iger H&sub2;SO&sub4; + 400 ppm Fe³&spplus; alle geringer als 1 mm/Jahr. D.h. die Bleche 105 bis 120 aus Legierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung sind in ihrer Beständigkeit gegenüber verschiedenartigen Schwefelsäureumgebungen ausgezeichnet.
Im Gegensatz dazu zeigten einige der Vergleichsbleche aus Legierungen auf Nickelbasis und Bleche aus Legierungen auf Nickelbasis gemäß dem Stand der Technik Korrosionsgeschwindigkeiten, welche 1 mm/Jahr überschritten, während andere Korrosionsgeschwindigkeiten von weniger als 1 mm/Jahr zeigten, aber während des Warmwalzens rissig wurden und in ihrer Bearbeitbarkeit unterlegen waren. Tabelle 1 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 2 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 3 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 4 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 5 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 6 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 7 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 8 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 9 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 10 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 11 Vergleichsbleche aus einer Legierung auf Nickelbasis (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen und die Werte mit einem * liegen außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung) Tabelle 12 Vergleichsbleche aus einer Legierung auf Nickelbasis (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen und die Werte mit einem * liegen außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung) Tabelle 13
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen und die Werte mit einem * liegen außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung) Tabelle 14 Tabelle 15 Tabelle 16 Tabelle 17 Tabelle 18 Tabelle 19 Tabelle 20 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 21 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 22 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 23 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 24 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 25 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 26 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 27 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 28 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 29 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 30 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 31 Blech aus einer Legierung auf Nickelbasis gemäß der vorliegenden Erfindung (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen) Tabelle 32 Vergleichsbleche aus einer Legierung auf Nickelbasis (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen und die Werte mit einem * liegen außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung) Tabelle 33 Vergleichsbleche aus einer Legierung auf Nickelbasis (Einheit: Gew.-%)
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen und die Werte mit einem * liegen außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung) Tabelle 34
(Anmerkung: "Vur" steht für unvermeidliche Verunreinigungen und die Werte mit einem * liegen außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung) Tabelle 35 Tabelle 36 Tabelle 37 Tabelle 38 Tabelle 39 Tabelle 40 Tabelle 41 Tabelle 42 Tabelle 43 Tabelle 44 Tabelle 45 Tabelle 46 Tabelle 47 Tabelle 48

Claims

1. Eine Legierung auf Nickelbasis, welche aus

15 bis 35 Gew.-% Chrom,

17 bis 23 Gew.-% Molybdän,

wobei die Summe von Chrom plus Molybdän nicht größer als 43 Gew.-% ist,

1,3 bis 3,4 Gew.-% Tantal;

wahlweise nicht mehr als 0,1 Gew.-% Stickstoff, nicht mehr als 0,3 Gew.-% Magnesium, nicht mehr als 3 Gew.-% Mangan, nicht mehr als 0,3 Gew.-% Silicium, nicht mehr als 0,1 Gew.-% Kohlenstoff, nicht mehr als 6 Gew.-% Eisen, nicht mehr als 0,1 Gew.-% Bor, nicht mehr als 0,1 Gew.-% Zirconium, nicht mehr als 0,01 Gew.-% Calcium, nicht mehr als 1 Gew.-% Niob, nicht mehr als 4 Gew.-% Wolfram, nicht mehr als 4 Gew.-% Kupfer, nicht mehr als 0,8 Gew.-% Titan, nicht mehr als 0,8 Gew.-% Aluminium, nicht mehr als 5 Gew.-% Cobalt, nicht mehr als 0,5 Gew.-% Vanadium, nicht mehr als 2 Gew.-% Hafnium, nicht mehr als 3 Gew.-% Rhenium, nicht mehr als 1 Gew.-% Osmium, nicht mehr als 1 Gew.-% Platin, nicht mehr als 1 Gew.-% Ruthenium, nicht mehr als 1 Gew.-% Palladium, nicht mehr als 0,1 Gew.-% Lanthan, nicht mehr als 0,1 Gew.-% Cer und nicht mehr als 0,1 Gew.-% Yttrium, und

einem als Nickel und unvermeidlichen Verunreinigungen bestehenden Rest besteht.

2. Eine Legierung auf Nickelbasis gemäß Anspruch 1, worin Stickstoff mit einem Anteil von nicht weniger als 0,0001 Gew.-% enthalten ist.

3. Eine Legierung auf Nickelbasis gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, worin Magnesium mit einem Anteil von nicht weniger als 0,0001 Gew.-% enthalten ist.

4. Eine Legierung auf Nickelbasis gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, worin Eisen mit einem Anteil von nicht weniger als 0,001 Gew.-% enthalten ist.

5. Eine Legierung auf Nickelbasis gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, worin Si mit einem Anteil von nicht weniger als 0,0001 Gew.-% enthalten ist.

6. Eine Legierung auf Nickelbasis gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, worin Mn mit einem Anteil von nicht weniger als 0,0001 Gew.-% enthalten ist.

7. Eine Legierung auf Nickelbasis gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, worin C mit einem Anteil von nicht weniger als 0,001 Gew.-% enthalten ist.

8. Eine Legierung auf Nickelbasis gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, worin mindestens ein Element aus der Gruppe Bor, Zirconium und Calcium mit einem zugehörigen Anteil von nicht weniger als 0,001 Gew.-% enthalten ist.

9. Eine Legierung auf Nickelbasis gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, worin mindestens ein Element aus der Gruppe Niob, Wolfram und Kupfer mit einem zugehörigen Anteil von nicht weniger als 0,1 Gew.-% enthalten ist.

10. Eine Legierung auf Nickelbasis gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, worin mindestens ein Element aus der Gruppe Titan mit nicht weniger als 0,05 Gew.-%, Aluminium mit nicht weniger als 0,01 Gew.-%, Cobalt mit nicht weniger als 0,1 Gew.-% und Vanadium mit nicht weniger als 0,1 Gew.-% enthalten ist.

11. Eine Legierung auf Nickelbasis gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, worin mindestens ein Element aus der Gruppe Hafnium mit nicht weniger als 0,1 Gew.-% und Rhenium mit nicht weniger als 0,01 Gew.-% enthalten ist.

12. Eine Legierung auf Nickelbasis gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, worin mindestens ein Element aus der Gruppe Osmium, Platin, Ruthenium und Palladium mit einem zugehörigen Anteil von nicht weniger als 0,01 Gew.-% enthalten ist.

13. Eine Legierung auf Nickelbasis gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, worin mindestens ein Element aus der Gruppe Lanthan, Cer und Yttrium mit einem zugehörigen Anteil von nicht weniger als 0,01 Gew.-% enthalten ist.

14. Eine Legierung auf Nickelbasis gemäß Anspruch 1, welche

17 bis 22 Gew.-% Chrom,

19 bis 23 Gew.-% Molybdän,

wobei die Summe von Chrom plus Molybdän größer als 38 Gew.-% und nicht größer als 43 Gew.-% ist,

1,3 bis 3,4 Gew.-% Tantal,

0,01 bis 4,0 Gew.-% Eisen und

wahlweise nicht mehr als 0,01 Gew.-% Zirconium, nicht mehr als 0,01 Gew.-% Bor, nicht mehr als 0,5 Gew.-% Niob, nicht mehr als 2 Gew.-% Wolfram und nicht mehr als 2 Gew.-% Kupfer einschließt, wobei [4 x Niob + Wolfram + Kupfer]≤ 2 Gew.-% ist.

15. Eine Legierung auf Nickelbasis gemäß Anspruch 14, worin mindestens ein Element aus der Gruppe Zirconium und Bor mit einem zugehörigen Anteil von nicht weniger als 0,001 Gew.-% enthalten ist.

16. Eine Legierung auf Nickelbasis gemäß Anspruch 14 oder Anspruch 15, worin mindestens ein Element aus der Gruppe Niob, Wolfram und Kupfer mit einem zugehörigen Anteil von nicht weniger als 0,1 Gew.-% enthalten ist.

17. Die Verwendung einer Legierung auf Nickelbasis, wie sie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16 definiert ist, in einer Chlorionen enthaltenden Umgebung.

18. Die Verwendung einer Legierung auf Nickelbasis, wie sie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16 definiert ist, in Abgasentschwefelunganlagen, chemischen Fabriken, Galvanisiereinrichtungen, Dampferzeugern, Lebensmittelbehandlungseinrichtungen, medizinischen Geräten, Bauteilen für Haibleitergeräte oder Bohrsticheln und Handwerkszeugen, welche Meerwasser ausgesetzt werden.