ALEACIÓN DE NÍQUEL Y PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN DE LA MISMA.

Aleación de níquel que tiene excelente resistencia contra la formación de grietas intergranular es por corrosión en fatiga,

que consiste, en % en masa: 0,01 - 0,05 %; Si: 0,05 - 1 %; Mn: 0,05 - 1 %; P: 0,02 % o menos; S: 0,02 % o menos; Cr: 10 - 35 %; Ni: 40 - 80 %; Al: 2 % o menos; Ti: 0,5 % o menos; y resto Fe e impurezas, incluyendo opcionalmente además % en masa como mínimo uno de: Co: 2,5 % o menos; Cu: 1 % o menos; Nb + Ta: 3,15 - 4,15 %; Mo: 8 - 10 %; y V: 0.035 % o menos caracterizado porque la estructura cristalina tiene una proporción de límite de ángulo pequeño de 4% o más en cuanto a límites de granos.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E03029736.

Solicitante: SUMITOMO METAL INDUSTRIES, LTD..

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 5-33, KITAHAMA 4-CHOME, CHUO-KU OSAKA-SHI OSAKA 541-0041 JAPON.

Inventor/es: Kanzaki,Manabu.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 23 de Diciembre de 2003.

Clasificación PCT:

  • C22C19/05 QUIMICA; METALURGIA.C22 METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO DE ALEACIONES O METALES NO FERROSOS.C22C ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F). › C22C 19/00 Aleaciones basadas en níquel o cobalto, solos o juntos. › con cromo.
  • C22F1/10 C22 […] › C22F MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE METALES O ALEACIONES NO FERROSOS (procesos específicos para el tratamiento térmico de aleaciones ferrosas o aceros y dispositivos para el tratamiento térmico de metales o aleaciones C21D). › C22F 1/00 Modificación de la estructura física de metales o aleaciones no ferrosos por tratamiento térmico o por trabajo en caliente o en frío. › de níquel o cobalto o aleaciones basadas en ellos.

Clasificación antigua:

  • C21D8/00 C […] › C21 METALURGIA DEL HIERRO.C21D MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE LOS METALES FERROSOS; DISPOSITIVOS GENERALES PARA EL TRATAMIENTO TERMICO DE METALES O ALEACIONES FERROSOS O NO FERROSOS; PROCESOS DE MALEABILIZACION, p.ej. POR DESCARBURACION O REVENIDO (cementación por procesos de difusión C23C; tratamiento de la superficie de materiales metálicos utilizando al menos un proceso cubierto por la clase C23 y al menos un proceso cubierto por la presente subclase, C23F 17/00; solidificación unidireccional de materiales eutécticos o separación unidireccional de materiales eutectoides C30B). › Modificación de las propiedades físicas por deformación en combinación con, o seguida por, un tratamiento térmico (endurecido de objetos o de materiales formados por forja o laminado sin otro calentamiento que el necesario para dar la forma C21D 1/02).
  • C22C19/03 C22C 19/00 […] › basadas en níquel.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2372480_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Aleación de níquel y procedimiento de fabricación de la misma ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Sector de la invención La presente invención se refiere a una aleación de níquel que tiene excelente resistencia a la corrosión, que se utiliza para tubos, materiales estructurales y elementos estructurales, tales como pernos o similares, en plantas nucleares o en plantas químicas. La presente invención se refiere también a un método de fabricación de dicha aleación de níquel. 2. Descripción de técnicas relacionadas Una aleación de níquel que tiene excelente resistencia a la corrosión, tal como la aleación 690 (60Ni - 30Cr) o similar, se utiliza tradicionalmente para tubos, materiales estructurales y elementos estructurales, tales como pernos o similares, en plantas nucleares o en plantas químicas. Un ejemplo típico de corrosión que aparece en aleaciones de níquel es la formación de grietas por corrosión por fatiga intergranular (IGSCC). Para garantizar la seguridad en las aleaciones de níquel, es importante prevenir la aparición de el IGSCC. Como método de medición para mejorar la resistencia a la corrosión de dichas aleaciones de níquel o acero que tiene un elevado contenido de Ni, en vez del método de diseño de una composición en la que uno o varios elementos que tienen una elevada resistencia a la corrosión se añaden a la base del metal, se utiliza convencionalmente un tratamiento térmico, ya sea para suprimir la aparición de agotamiento de capas de cromo en los límites de los granos para reforzar los límites de los granos o para precipitar carburos de Cr en los límites de granos, como medida de preventiva en la tecnología de fabricación. Por ejemplo, en la publicación de patente japonesa No. 2983289 se da a conocer un proceso termomecánico para mejorar la resistencia a la corrosión intergranular a efectos de mejorar la resistencia contra IGSCC para aleaciones de aceros austeníticos, en los que el número de partes límites de granos especializadas se aumenta al controlar el proceso de trabajo en frío y de recocido. En el proceso, la resistencia a la corrosión puede ser mejorada al aumentar la tasa de coincidencia de límites de hasta un 60% o más. La coincidencia de límites de granos utilizada en la presente invención, significa un límite de granos en el que varios puntos de la retícula en uno o dos granos adyacentes, coinciden con puntos de retícula en el otro de los granos adyacentes, cuando el grano anterior es obligado a girar alrededor de un eje cristalográfico con respecto al último grano. En esta coincidencia de límites de granos, la disposición de la retícula es altamente coherente y la energía de los límites de los granos es menor en comparación con la de los límites de granos normales. Un ejemplo típico de esta coincidencia de límites de granos es la de los límites gemelos. Un límite de granos que tiene una pequeña diferencia en la orientación cristalográfica entre granos adyacentes se llama un límite de ángulo pequeño (en este caso la diferencia es normalmente de 15 grados o menos). Además, un límite de granos distinto de los límites de granos anteriormente mencionados, es decir, la coincidencia de límite de grano y límite de ángulo pequeño, se llama un límite de orientación al azar. En una aleación de acero austenítico inoxidable que se da a conocer en la publicación de patente japonesa No. 2983289, la casi totalidad de límites de granos coincidentes son límites gemelos. En la estructura de una aleación normal, los granos son rara vez constituidos por límites de granos gemelos, y cada uno de los límites de granos gemelos está rodeado habitualmente por límites de orientación al azar. Con respecto a límites de granos coincidentes, es eficaz para suprimir la corrosión de los límites de granos en la superficie. No obstante, en el caso en el que se desarrollan grietas por corrosión por fatiga, preferentemente en los límites de orientación al azar, los límites de grano con coincidencia son insuficientes para suprimir el desarrollo de las grietas. Por lo tanto, se puede afirmar que el método de proceso propuesto en la publicación de patente japonesa No. 2983289 asegura una resistencia insuficiente contra IGSCC. Además, la publicación de patente japonesa No. 2983289 no se refiere de manera explícita a ningún efecto del límite de ángulo pequeño en la resistencia a la corrosión de la aleación. Por otra parte, centrándose en el límite de ángulo pequeño como índice representativo de la característica del límite de grano, la publicación de patente japonesa a inspección pública No. 5-59473 da a conocer una invención de una super-aleación de base Ni que tiene una propiedad de resistencia de límite de ángulo pequeño y es capaz de ser moldeada como producto de cristal único que es prácticamente útil en su utilización en material estructural a alta temperatura para turbinas de gas para aviación, en particular, para las palas rotativas. 2 E03029736 23-11-2011   No obstante, de acuerdo con los conocimientos sobre los límites de ángulos bajos en la solicitud de patente japonesa publicada No. 5-59473, se observa que el límite con ángulo pequeño tiene una disposición de retícula coherente y, por lo tanto, una energía superficial más reducida que un límite de ángulo elevado, y se observa por lo tanto, que el límite de ángulo pequeño tiene una menor magnitud en el efecto de las propiedades mecánicas y químicas, en comparación con el límite de ángulo alto, de manera que es más favorable para su utilización en comparación con el límite de ángulo alto. No obstante, el efecto real y ventajas de los límites de ángulos bajos entre los límites de granos, influyen en las características de una aleación de níquel, es poco clara en la publicación mencionada. Además, la solicitud de patente japonesa a inspección pública No. No. 2002-1495 trata con un límite de ángulo elevado como índice representativo de la característica del límite de grano y discute la tasa de los límites de ángulos altos. En la publicación, se describe que la calidad de la superficie de un acero inoxidable austenítico en forma de chapa se puede aumentar controlando la tasa de los límites de ángulo grande entre todos los límites de grano en la estructura cristalina, para resultar superior a 85%. Las chapas de acero inoxidable austenítico que se dan a conocer en la solicitud de patente japonesa publicada No. 2002-1495, se utiliza como material para interiores en un edificio o materia prima para electrodomésticos. Este tipo de acero inoxidable provoca problemas a los consumidores que tienen en cuenta la suavidad de la superficie y/o el brillo de la superficie, de manera que se controla la calidad de la superficie para suprimir la aparición de dichos defectos superficiales, en particular, el llamado roping. Teniendo en cuenta este hecho, el material al que se refiere la solicitud de patente japonesa a inspección pública No. 2002-1495, no es una aleación que tenga una excelente resistencia a la corrosión, en particular, una aleación que tenga una excelente resistencia contra GSCC, tal como se utiliza en tubos, materiales estructurales y elementos estructurales de una planta nuclear o en una planta química. Tal como se ha descrito anteriormente, en el proceso propuesto en la solicitud de patente japonesa No. 2983289, la resistencia a la corrosión puede ser mejorada incrementando el número relativo de límites de coincidencia, dado que los límites de coincidencia son eficaces para suprimir la corrosión de los límites de granos en las proximidades de la superficie. No obstante, en el caso en el que se desarrollen grietas por fatiga, preferentemente en los límites de orientación al azar, no se puede asegurar una resistencia suficiente contra IGSCC. Además, no hay descripción alguna de la publicación anterior en cuanto a los límites de ángulos bajos con respecto a la resistencia a la corrosión de los límites de granos de la publicación anterior. La solicitud de patente japonesa a inspección pública No. 5-59473 y la solicitud de patente japonesa a inspección pública No. 2002-1495 dan a conocer los conocimientos que se refieren al límite de ángulo grande y al límite de ángulo pequeño como índice representativo de la característica de los límites del grano. No obstante, en la solicitud de patente japonesa a inspección pública No. 5-59473, no se da a conocer qué característica se puede obtener realmente de ello. Además, en la solicitud de patente japonesa a inspección pública No. 2002-1495, no hace referencia a que los tubos, materiales estructurales y elementos estructurales, tengan excelente resistencia contra la corrosión. El documento EP0109350 da a conocer una aleación cromo-níquel que tiene excelentes características mecánicas y mejora la resistencia a la corrosión... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Aleación de níquel que tiene excelente resistencia contra la formación de grietas intergranular es por corrosión en fatiga, que consiste, en % en masa: 0,01 - 0,05 %; Si: 0,05 - 1 %; Mn: 0,05 - 1 %; P: 0,02 % o menos; S: 0,02 % o menos; Cr: 10 - 35 %; Ni: 40 - 80 %; Al: 2 % o menos; Ti: 0,5 % o menos; y resto Fe e impurezas, incluyendo opcionalmente además % en masa como mínimo uno de: Co: 2,5 % o menos; Cu: 1 % o menos; Nb + Ta: 3,15 - 4,15 %; Mo: 8 - 10 %; y V: 0.035 % o menos caracterizado porque la estructura cristalina tiene una proporción de límite de ángulo pequeño de 4% o más en cuanto a límites de granos. 2. Método para la fabricación de una aleación de níquel que tiene excelente resistencia a la formación de grietas por corrosión intergranular en fatiga, caracterizado porque se aplica trabajo en frío a la aleación de níquel que tiene la composición química definida en la reivindicación 1, de manera que se cumplen las dos siguientes ecuaciones (1) y (2): en la que Rd (%) es una proporción de reducción de área en el trabajo en frí final, y T (ºC) es la temperatura en el tratamiento de solución final. 3. Método para la fabricación de una aleación de níquel que tiene excelente resistencia a la formación de grietas intergranulares por corrosión en fatiga, Caracterizado porque El trabajo en frío aplicado a la aleación de níquel en la reivindicación 2 es laminación en frío. 14 E03029736 23-11-2011   E03029736 23-11-2011   16 E03029736 23-11-2011   17 E03029736 23-11-2011   18 E03029736 23-11-2011   19 E03029736 23-11-2011

 

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