168600. lajstromszámú szabadalom • Nikkel alapuú ötvözetek
7 168600 8 Az Nv érték kritikus természete az 1. és 2. ábrák tanulmányozása során kitűnik, amelyek mind a temperálás, mind a termikus öregítes körülményei közti korrózióállóságot tüntetik fel az Nv függvényében. Az állandósult korróziós sebességeket 28 technika állásából ismert és találmány szerinti ötvözet esetében határoztuk meg, amelyek összetétele a III. táblázatban található, és amelyek egyrészt a technika állásának, másrészt a jelen találmánynak felelnek meg. Ezeket a korróziós sebességeket a következő módon határoztuk meg: (1) Kb. 2,5 X 5 cm-es próbatesteket készítettünk. (2) Valamennyi felületet 120 „grit finish" finomságúra csiszoltunk, és triklóretánban zsírtalanítottuk. (3) Megmértük minden próbatest pontos felületét (cm2 ) és súlyát (g). (4) Minden próbatestet 10 s% HCl- vagy 50 s% H2S0 4 -et és 42 g/liter Fe2 (S0 4 ) 3 -t tartalmazó forró, kétszer desztillált vizes oldatba merítettük 24 órára. (5) Minden próbadarabot újra megmértünk, és a kezelés alatti súlyveszteségüket mils penetráció per évben (rnpy) kifejezett átlagos fémveszteségre számoltunk át. 22 oldó — temperált anyagra vonatkozó és forró 10 s%-os HCl oldatban mérhető korróziós sebességek az 1. ábrán láthatók, ezek csökkenő értékeket mutatnak növekvő Nv értékkel. A mérési pontok legkisebb négyzetekkel való közelítése negatív iránytangensű egyenest eredményez. (Iránytangense —369, tengelymetszete 1165 2,1 és 2,7 Nv értékek közti intervallumban.) Az Nv növelése ezen ötvözet esetében így kívánatosnak tűnik ebben a redukáló rendszerben. Ugyanakkor, ha a korróziós adatokat olyan próbatestekre ábrázoljuk, amelyek a korróziós vizsgálatot megelőzően 100 órát 900 °C-on öregítettünk (X jelölés az ábrán), a korrózióállóság jelentős csökkenését figyeltük meg azon ötvözetek esetében, amelyeknél Nv 2,44 felett van. Ez a korrózióállóság-csökkenés karbidok és fémvegyület fázis képződésével hozható összefüggésbe, ami elszegényíti a fémmátrixot olyan elemekben, amelyek felelősek az ötvözet korrózióállóságáért. Megállapítottuk, hogy ezekben a redukáló oldatokban a kiváló részecskék nem károsodnak, de a szomszédos molibdénben szegény mátrix gyorsított fáradása jól megfigyelhető. Ha az oxidáló kénsav-vasszufát oldattal végzett kezeléskor, amit a továbbiakban vasszulfátos próbának nevezünk, kapott adatokat ábrázoljuk Nv függvényében (2. ábra), a korrózió tekintetében az előzőekkel ellentétes tendencia figyelhető meg. A 2,1 és 2,7 közti Nv tartományban a legkisebb négyzetek módszerével kapott egyenes pozitív iránytangense 286, tengelymetszete — 526. így a redukáló közegben kapott adatokkal ellentétben a legnagyobb korróziós sebességeket kis Nv értékű ötvözetek esetében figyeltük meg. A korróziós tulajdonságok a redukáló közegben tapasztalthoz hasonló, de még erőteljesebb romlása figyelhető meg azoknál az ötvözeteknél, amelyeknél az öregítésj eljárás után az Nv értéke 2,4-nél nagyobb (X jelölés az ábrán). Ez az oxidálási próba még érzékenyebbnek mutatkozott kiválások jelenlétére, mivel ezeket a kiválásokat az oldat közvetlenül megtámadja. Vegyük például a 14 számú ötvözetet, amelyben a kvantitatív fémelemzés 2-3% kiválást mutatott ki. A forró sósavas próba során a korróziós sebességek 268 és 276 értékűek voltak a temperált, illetve az öregített mintáknál, vagyis 3% a növekedés. A vasszulfátos próbánál a korróziós sebességek 90 és 114 értékűek voltak a temperált, illetve öregített mintára, vagyis 27%-kal nagyobbak. A kb. 10 térf.% kivá-5 lást tartalmazó 2 számú ötvözet esetében ettől eltérő adatokat kaptunk. Forró sósavban a korróziós sebességek 236 és 575 mpy voltak temperált mintáknál, vagyis 144% a növekedés. A temperált és öregített mintáknál a korróziós sebességek 350 és 3550 mpy voltak a vasszul-10 fátos próba esetében, vagyis 1000%-os a növekedés. A metallográfiai mérésekkel és a korróziós vizsgálatok alapján meghatározott kritikus Nv értékek így 2,4-nek adódtak; emiatt a III. táblázatban levő 1—13 számú ötvözetek nem tartoznak a jelen találmány tárgykörébe. 15 Az Nv számítások természetéből kifolyóan nagyszámú olyan ötvözet van a meghatározott 2,1 és 2,39 közti Nv értékkel jellemzett stabilis tartományban, amelyek erősen eltérő korrózióállósággal rendelkeznek. A Cr, Mo, W és Fe mennyiségének egyensúlya maximális korró-20 zióállóság és fémkohászati stabilitás elérésére megadja a szükséges információt ezeknek az elemeknek a szilárd oldatban levő egyfázisú ötvözetek korrózióállóságára gyakorolt hatására vonatkozóan. Az 1. és 2. ábráknál felhasznált oldó-temperált ötvözetek korróziós adatai-25 val többszörös regressziós analízist végeztünk, ami a következő összefüggést adta: (II) Sósav C. R. (mpy) = 1170 — 13,3(%Cr) - 7,3(%W) + + 2,4(°/„Fe)-45,l(%Mo) 30 (III) vasszulfátos próba C. R. (mpy) = 142 - 23,9(%Cr) + 26,7(%W) + + 3,96(%Fe)+22,6(%Mo) A találmányunkban megadott ötvözetek összetételé-35 hez úgy jutottunk, hogy egyrészt megkerestük azokat az arányokat, amelyekkel a maximális Nv értéket kaptuk az I egyenletben a 2,1 és 2,39 közti tartományban, másrészt azokat az arányokat a II és III egyenletekben, amelyek a minimális korróziósebesség (C. R.) értékét adták. 40 Vegyük például a 26, 27 és 28 ötvözeteket, amelyek Nv értéke 2,365, 2,367 és 2,369. A sósavas próba adatai 195 és 350 mpy között változnak, a vasszulfátos próba eredményei pedig 75 és 150 mpy között. így az összetételt igen gondosan kell beállítani, mivel a molibdén ha-45 tása a két egyenletben éppen ellentétes. További példaként az elért stabilitási fokra és a korrózióállóság jelen találmányban megadott módszer szerinti optimalizálására négy ötvözetet vizsgáltunk meg korrózió szempontjából különféle öregítési kezeléseket 50 követően, ezek a 3. és 4. ábrákon láthatók. A technika jelenlegi állásának megfelelő 1 és 2 ötvözetek jelentős korrózióállóság csökkenést mutatnak 700, 800, 900 és 1000 C°-os öregítes után mind a sósavas, mind a vasszulfátos próba esetén. A találmányunknak megfelelő 16 és 55 19 ötvözetek korróziós sebessége egyenletes valamennyi öregítési körülmény között, és mind a két oldatban. Egy ötvözetnek azon tulajdonsága, hogy kiválások és karbidok nem keletkeznek belőle rövid ideig tartó alacsony hőmérsékletű öregítes hatására, a széleskörű iro-60 dalmi adatok szerint a rácspontok közötti elemek menynyiségének függvénye. Az olvasztásnál fennálló gyakorlati korlátok miatt lehetetlen valamennyi rácspontok közti elemet eltávolítani, és a találmány szerinti ötvözetekben karbid válhat ki 650—1090 C° közötti rövid 65 ideig tartó öregítes hatására. Az említett karbidok kissé 4
