SE514816C2 - Duplext rostfritt stål - Google Patents

Description

20 25 30 514 816 För applikationen utvinning av olja och gas används duplexa stål i produktionsrör, dvs rör som transporterar oljan upp ur källan till oljeborrplattfonnen. Olj ekällorna innehåller förutom själva oljan även koldioxid (C02) och ibland även svavelväte (H28). En oljekälla innehållande CO; men inga större mängder HgS kallas en söt oljekälla, en sur oljekälla däremot innehåller HgS i varierande grad.

Produktionsrören levereras i gängat utförande. Med hjälp av kopplingar skarvas rören till erforderliga längder. Då olj ekälloma befinner sig på ett betydande djup kan längden av ett produktionsrör bli stort. Kraven på materialet som ska användas i denna applikation kan sammanfattas enligt följande: * Sträckgräns min 110 ksi (c:a 760 MPa) * Beständighet mot korrosion orsakad av C02 eller H28. Materialet bör vara kvalificerat och inkluderat i t ex standarden NACE MR-0175 * God slagseghet ner till -46°C, minst 50J * Vidare skall materialet vara möjligt att tillverka i formen sörnlösa rör samt att man kan producera gängor och passande kopplingar till rören. l dagsläget används för denna applikation antingen låglegerat kolstål, austenitiska rostfria stål, duplexa rostfria stål eller nickelbaslegeringar beroende på korrosiviteten i oljekällan. Gränser för olika material har härvid tagits fram. För söta olj ekällor kan man i regel använda kolstål eller låglegerat rostfritt stål t ex martensitiska 13Cr-stål. I sura olj ekällor där partialtrycket för HgS överstiger 0,01 psi krävs normalt att rostfritt stål används.

De duplexa stålen är bland annat tack vare en låg halt av nickel ett ekonomiskt alterna- tiv till höglegerade austeniter och nickelbaslegeringar. De duplexa stålen fyller gapet mellan höglegerade stål och låglegerade kolstål och martenistiska 13Cr-stål. Ett typiskt 10 15 20 25 30 514 816 3 användningsområde för duplexa stål av typen 22Cr och 25 Cr är då partialtrycket av HZS i gasen i olj ekällan ligger i området 0,2 till 5 psi.

Eftersom man har krav på en hållfasthetsnivå på min 1 10 ksi levereras 22Cr-och 25Cr- stål i kallvalsat utförande, vilket ökar hållfastheten till önskad nivå, men samtidigt begränsar materialets beständighet mot spänningskorrosion orsakad av H28. Material av typen 22Cr klarar i glödgat tillstånd endast sträckgräns av 75 ksi, motsvarande värde för 25Cr är 80 ksi. Dessutom är det rent produktionstekniskt svårt att tillverka produktionsrören, eftersom hållfastheten beror av både total redulctionsgrad och typ av metod för reduktionen, dragning eller valsning. En kallvaslnirigsoperation är dessutom kostsam för produkten. Materialets slagseghet försämras dessutom betydligt vid kallvalsningen, vilket ytterligare begränsar användbarheten.

För att lösa dessa svårigheter finns alltså behov av en legering som kan levereras i varmextruderat och glödgat utförande, där hållfastheten är min 110 ksi. Samtidigt ska legeringen ha god bearbetbarhet och problemfritt kurma extruderas som sömlösa rör.

Duplexa legeringars hållfasthet kan ökas genom att inlegera höga halter av elementen Cr, Mo och N. I dagsläget finns duplexa stål med upp till 29 % Cr och 0,4 % N som har en sträckgräns på cza 95 ksi, men i denna legering måste Mo-halten hållas nere för att undvika utskiljningar av t ex sigmafas. Då Mo-halten är hög måste Cr halten sänkas till ungefär 25 % om man vill bibehålla strukturstabiliteten. Det verkar alltså ñnna en övre gräns för kombinationen av Cr och Mo for att bibehålla strukturstabiliteten. N halten begränsas uppåt till cirka 0,3 % för 25 % Cr-legeringar och till 0,4 % för 29 % Cr- legeringar.

Beskrivning av ritningarna Fig. 1 visar linearisering av draghållfastheten mot legeringsirmehåll.

Fig. 2a visar slagsegheten vid -46°C som funktion av N-halten i austenitfasen.

Fig. 2b visar slagsegheten vid -46°C som funktion av Cr-halt i austenitfasen.

Fig. 3 visar uppmätta CPT temperaturer vs. beräknade PRB-vården från ferritfasen. 10 15 20 25 30 514 816 Beskrivning av uppfinningen Ett systematiskt utvecklingsarbete har överraskande visat att man genom att samtidigt höja elementen Cr, Mo och N till höga nivåer erhåller en oväntat positiv synergistisk effekt av elementen. Dels visar det sig att Cr och Mo ökar lösligheten av N, som i sin tur möjliggör högre halter av Cr och Mo utan att stora mängder intermetallisk fas såsom sigmafas utskiljs i materialet. Det är visserligen känt att Cr och Mo ökar N lösligheten, men de halter som nu erhållits ligger högre järntört med vad som tidigare betraktats som övre gränser för vad som går att uppnå. De höga halterna av Cr, Mo och N ger legeringen en mycket hög hållfasthet och samtidigt god bearbetbarhet för extrudering som sömlösa rör. Sträckgränsen överstiger 110 ksi i extruderat och glödgat utförande samtidigt som materialet har goda korrosionsegenskaper. I syfte att erhålla kombinationen hög hållfasthet och god slagseghet måste man välja en mycket snäv kombination av elementen Cr, Mo och N.

Förutom att uppvisa utomordentliga mekaniska egenskaper har den nya legeringen högt motstånd mot punktfräming och spaltkorrosion i kloridrniljöer samt en hög beständíghet mot spänningskorrosion orsakad av svavelväte. Legeringen är dessutom svetsbar, vilket innebär att applikationer där hög hållfasthet samt goda korrosionsegenskaper krävs kan komma i fråga. Således är legeringen även syrmerligen lärnplig för hydralikrör som används för att styra undervattensplattforrnar i oljefált, s.k. umbilicalsrör.

Legeringen innehåller i vikts-% C Max 0,05% Si Max 0,1% Mn 0 - 3,0% Cr 25 - 35% Ni 4 - 10% Mo 2 - 6% N 0,3 - 0,6% balans av Fe jämte normalt förekommande föroreningar och tillsatser varvid ferrithalten 10 15 20 25 30 514" 81.6 är 30-70 volymprocent.

Q är att betrakta som ett föroreningselement i denna uppñrming och har begränsad löslighet i både ferrit och austenit. Den begränsade lösligheten innebär en risk för utskiljning av kromkarbider och därför bör halten begränsas till max 0,05 %, företrädesvis till max 0,03 % och helst till max 0,02 %.

Kisel utnyttjas som desoxidationsmedel vid ståltillverkningen samt ökar flytbarheten vid tillverkning och svetsning. Höga halter av Si gynnar emellertid utskilj ningen av intermetallisk fas, varför halten bör begränsas till max 0,1 %.

Mangg tillsätts för att öka N-lösligheten i materialet. Mn har emellertid endast en begränsad inverkan på N-lösligheten i den aktuella legeringstypen. Istället fmns andra element med högre inverkan på lösligheten. Mn kan dessutom i kombination med höga svavelhalter ge upphov till mangansulfider som fungerar som initieringspunkter för punktkorrosion. Mn-halten bör därför begränsas till mellan 0-3 %, företrädesvis 0,5- 1,5 %. i är ett mycket aktivt element för att förbättra resistensen mot flertalet korro- sionstyper. Krom ökar dessutom hållfastheten hos legeringen. En hög kromhalt innebär dessutom att man får en mycket god N-löslighet i materialet. Det är alltså önskvärt att hålla Cr halten så hög som möjligt för att förbättra hållfastheten och korrosionsbeständigheten. För mycket goda hållfasthetsegenskaper och korro- sionsbeständighet bör kromhalten vara minst 25 %, företrädesvis minst 29 %. Höga halter Cr ökar emellertid risken för intermetalliska utskilj ningar, varför kromhalten måste begränsas uppåt till max 35 %.

Nickel används som austenitstabiliserande element och inlegeras i lärnplig nivå så att önskvärd ferrithalt uppnås. För att uppnå ferrithalter på mellan 30-70 % krävs en inlegering med 4 - 10 % nickel, företrädesvis 5 - 9 %. 10 15 20 25 30 514 816 6 Molybden är ett aktivt element som förbättrar korrosionsbeständigheten i kloridrniljöer samt företrädesvis i reducerande syror. En för hög Mo-halt i kombination med att Cr- haltema är höga, innebär att risken för intermetalliska utskiljningar ökar. Då Mo ökar hållfastheten bör Mo-halten i föreliggande uppfinning ligga i intervallet 2 ~ 6 %, företrädesvis 3 - 5 %.

I_{_v¿i_y_ç är ett mycket aktivt element som dels ökar korrosionsbeständigheten och dels ökar strukturstabiliteten samt hållfastheten hos materialet. En hög N-halt förbättrar dessutom återbildningen av austenit efter svetsning, vilket ger goda egenskaper hos svetsförband. För att uppnå en god effekt av N, bör minst 0,3 % N ínlegeras. Vid höga halter av N ökar risken för utskiljning av kromnitrider, speciellt då kromhalten samtidigt är hög. Dessutom innebär en hög N-halt att risken för porositet ökar pga att lösligheten av N i smältan överskrids. N-halten bör av dessa anledningar begränsas till max 0,60 %, företrädesvis irrlegeras 0,45 - 0,55%N.

Ferrithalten är viktig för att erhålla goda mekaniska egenskaper och korro- sionsegenskaper samt god svetsbarhet. Ur korrosionssynpunkt och svetsbarhetssynpunkt är det önskvärt med en ferrithalt mellan 30-70 % för att erhålla goda egenskaper. Höga ferritlialter innebär dessutom att lågtemperaturslagsegheten samt resistensen mot vätetörsprödning riskerar att försämras. Ferrithalten är därför 30-70 %, företrädesvis 35- 55 %.

Exempel 1 I exemplet nedan anges sammansättningen på ett antal törsökscharger, som åskådliggör inverkan av olika legeringselement på egenskapema.

Ett antal törsökscharger togs fram genom gjutning av 170 kg göt som varmsmiddes till rundstång. Denna varmextruderades till stång, varur provmaterial togs ut. Processen kan ur materialteknisk synpunkt anses vara representativ för tillverkning i större skala, t. ex tillverkning av sömlösa rör med extrusionsmetoden. Tabell 1 visar sammansättning hos dessa försökscharger. 10 514 816 7 Tabell 1. Sammansättning för försökscharger, vikts-% I syfte att undersöka strukturstabiliteten glödgades provema vid 800-1200°C med 50°C steg. Vid de lägsta temperaturerna bildades intermetallisk fas. Den lägsta temperatur när mängden intermetallisk fas blev försumbart liten bestämdes med hjälp av studier i ljusoptiskt mikroskop. Materialen glödgades sedan vid denna temperatur under tre minuter varefter de svalnades med den konstanta hastigheten -140°C/mín till rumstemperatur. Mängden sigmafas i detta material räknades med hjälp av punkträlming i ljusoptiskt mikroskâp. Resultaten framgår av Tabell 2.

Tabell 2. Mängd sigmafas efter svalnlng fràn respektive glödgningstemperatur till rumstemperatur.

Charge Temperatur °Cl20min Mängd o 605123 1150 <1% 605125 1 1 00 50% 605127 1000 <1 % 631928 1100 30% 631930 1050 <1 % 631931 1 150 25% 631933 1150 <1 % 631934 1 100 40% 631936 1150 <1 % 631937 1100 <1 % 631945 1100 20% Charge Cr Ni Mo Mn N C 605123 30,11 3,71 2,98 2,54 0,60 0,011 605125 29,93 9,01 3,0 2,87 0,34 0,014 605127 29,7 7,98 1,03 0,37 0,30 0,011 631928 33,4 7,02 2,93 3,01 0,57 0,013 631930 33,7 6,64 1,19 0,29 0,57 0,012 631931 33,8 10,81 0,97 3,05 0,30 0,012 631933 29,8 4,92 2,99 0,32 0,58 0,015 631934 30,6 9,56 2,93 2,89 0,30 0,012 631936 31,1 3,82 1,0 3,0 0,61 0,017 631937 30,7 8,64 1,04 0,31 0,31 0,014 631945 31,8 8,29 3,48 0,99 0,44 . 0,013 10 15 514 8% 8 Av Tabell 2 framgår att material med två av tre följande villkor uppfyllda visar en större benägenhet att bilda sigmafas vid avsvalnandet. De tre villkoren är : * Hög halt av Cr * Hög halt av Mo * Låg halt av N.

Utan att binda upp sig vid ett teoretiskt resonemang, verkar det rimligt att det överraskande sambandet att en låg N-halt verkar pådrivande på bildandet av sigmafas kan förklaras av att höga N-halter kan bilda Cr-nitrider och hårigenom minska Cr- halten.

Hållfastheten och slagsegheten har bestämts för samtliga charger. Dragprovstavar tillverkades av extruderade stänger som värrnebehandlades enligt Tabell 2. Resultaten av undersökningen framgår av Tabell 3 och 4. 514 816 9 Tabell 3. Mekaniska egenskaper, drag hållfasthet vid rumstemperatur (RT), 100°C och 200°C.

Charge Temperatur Rp” Rpw Rm A5 Z (MPa) (MPa) (MPa) (%) (%) 605123 RT 749 833 926 36,1 100°C 635 707 843 39,2 61 200°C 558 624 804 36,3 57 605125 RT 667 769 901 36,8 100°C 570 653 816 37,8 72 200°C 503 566 763 32, 9 70 605127 RT 586 678 832 39,1 100°C 474 565 750 40 71 200°C 401 473 688 38 70 631928 RT 841 924 994 33,5 100°C 692 783 897 36,6 63 200°C 622 698 856 33,4 59 631930 RT 722 827 943 31 1 00°C 611 697 850 34,5 53 200°C 538 606 791 30,7 51 631931 RT 749 _ 848 938 32,1 100°C 668 734 859 33,3 67 200°C 583 640 796 29,4 63 631933 RT 740 825 919 36,2 100°C 610 694 833 38,1 64 200°C 558 618 792 36,2 59 631634 RT 666 783 900 35,4 100°C 577 672 826 35,8 72 200°C 502 577 763 32,6 67 631936 RT 695 776 883 39,1 100°C 581 651 801 41,9 66 200°C 512 573 767 39 59 631637 RT 608 705 837 38,4 100°C 507 592 756, 39,8 72 200°C 431 501 701 37,2 69 631945 RT 747 841 942 _ 37,1 100°C 608 714 855 38,1 68 200°C 562 629 807 34,2 65 10 Resultaten av draghållfastlretsundersökningen visar att haltema av Cr, Mo och N starkt påverkar draghållfastheten i materialet.

Tabell 4. Mekaniska egenskaper, slagseghet vid rumstemperatur (RT) och -46°C medelvärde av 3 försök.

Charge Temperatur Slagseghet (J) 605123 RT 33 -46°C 5 605125 RT 232 -46°C 237 605127 RT 1 96 -46°C 1 90 631 928 RT 59 -46°C 10 631 930 RT 36 ~46°C 17 631 931 RT 180 -46°C 125 631933 RT 50 -46°C 6 631634 RT 224 -46°C 238 631936 RT 47 -46°C 6 631637 RT 250 -46°C 253 631945 RT 206 -46°C 1 12 Det framgår att chargema kan delas in i två kategorier; de med hög Slagseghet, vilka har slagseghetsmotstånd över 180] och de betydligt sprödare med slagseghetsmotstånd kring eller under 60J. Det visar sig att slagsegheten är mycket starkt korrelerad till den kemiska sammansättningen i austenitfasen, speciellt kvävehalten och cromhalten är av betydelse. Det visar sig vid de fortsatta studierna att höga N-halter i austeniten resulterar i sprödbrott. 10 15 20 514 816 ll Punktkorrosionsegenskaperna har testats dels genom elektrokenrisk provning i 3 % NaCl och syntetiskt havsvatten (6 försök per charge) och dels provning enligt ASTM G48A (2 försök per charge). Resultaten från samtliga försök framgår av Tabell 5.

Tabell 5. CPT för de olika chargema i grader Cetsius och PRE-talet för den totala legeringssammansättningen.

Charge PRE CPT °C CPT °C CPT °C Cr+3,3Mo+16N 3% NaCl Syntetiskt havsvatten ASTM G48 C p ASTM B1141 605123 49,5 35 45 _ 40 605125 45,3 79 77 78 605127 37,9 66 62 50 631928 52,2 65 67,5 50 631930 46,7 59 63 40 631931 41,8 54 52,5 40 631933 48,9 > 43 49 40 631934 45,1 62,5 76 80 631936 44,2 32,5 34 40 631937 39,1 61 58 40 631945 50,4 81 82,5 78 Chargema 605125, 631934 och 631945 har överraskande höga CPT både vid prövning enligt G48 och elektrokemiskt. Dessa charger har alla relativt höga PRE-tal (>45). Att det föreligger ett samband mellan PRE och CPT är uppenbart liksom att PRE-talet för chargsammansättningen inte enbart förklarar CPT.

Exempel 2 I det nedanstående exemplet anges sammansättningen på ett antal försökscharger, vilka är medtagna för att åskådliggöra inverkan av olika legeringselement på egenskapema.

Nio törsökscharger togs fram genom gjutning av 170 kg göt som varmsmiddes till rundstång. Denna extruderades till stång, varur provmaterial togs ut. Sammansättningen 01 ...s CO ...x (Fx 12 hos dessa nio charger är baserade på sammansättníngar från Exempel 1. Tabell 6 visar sammansättning för dessa fórsökscharger.

Tabell 6. Sammansättning för försökscharger, vikts-% Charge Cr Ni Mo Mn N C 605160 31,74 8,11 3,50 1,05 0,44 0,012 605161 31,85 7,25 3,47 0,90 0.50 0.014 605162 31,8 7,27 2,98 0,86 0,5 0.012 605164 31,86 7,36 3,95 0,86 0,498 0,012 605165 31,0 6,94 3,98 1,05 0,49 0.012 605166 30.90 6.10 3.95 0.95 0.544 0.012 605168 32.77 7.88 2.96 1.00 0.502 I 0.014 605169 32.93 6.96 3.00 0.92 0.542 0.016 De sex första chargerna i Tabell 6 är varianter på charge 631945 i exempel 1, de därpå följande tvâ chargerna varianter på charge 631928 i exempel loch den sista är en variant på charge 631931 i exempel 1. 10 Fördelningen av legeringselement i ferrit- och austenit-fasen undersöktes med míkrosondsanalys, resultatet härav framgår av Tabell 7. 514 816 13 Tabell 7. Legeringselement i ferrit respektive austenitfasen.

Ch nr Fas Si Cr Mn Ni Mo N 605160 Auer 0,01 30,1 1,16 9,9 3 0,6 Ferm 0,05 33,1 1,06 6,4 4,6 0,06 605161 Auer 0 30,4 0,95 6,5 2,9 0,69 Ferm 0 32,6 0,64 5,6 4,5 0,1 605164 Auer 0 30,4 0,91 6,6 3,3 0,67 Ferm 0 32,5 0,61 5,6 5,2 0,06 605162 Auer 0 30,2 1,04 6,4 2,5 0,65 Ferm 0 32,6 0,92 5,5 3,9 0,06 605165 Auer 0,02 29,2 1,14 6,1 3,3 0,67 Ferm 0,06 31 1,02 5,4 5,1 0,07 605166 Auer 0 29,3 1,04 7,2 3,1 0,69 Ferm 0 30,3 0,92 4,9 4,7 0,05 605166 Auer 0 30,3 1,11 9,3 2,4 0,63 Ferm 0 32,9 0,99 6,2 3,6 i 0,06 605169 Auer 0 30,6 0,99 6,2 2,4 0,69 Ferm 0 32,6 0,67 5,5 3,7 0,06 För att närmare undersöka strukturstabiliteten glödgades proverna i 20 min vid l025°C, 1050°C, 1075°C, l100°C och l125°C, varefter de släcktes i vatten. Den temperatur där mängden intermetallisk fas blev fórsumbart liten bestämdes med hjälp av undersökningar i lj usoptiskt rnikroskop. Prover fór undersökning av strukturstabiliteten glödgades i en vakuumugn vid respektive temperatur under tre minuter, varefter de svalnades med hastigheten 140°C/min till rumstemperatur. Mängden sigmafas i detta material bestämdes genom punkträkriing i lj usoptiskt rnikroskop. Resultaten framgår av tabell 8. 514 816 14 Tabell 8. Mängd slgmafas efter svalning från respektive glödgnings temperatur till rumstemperatur.

Charge Temperatur “C Mängd s 605160 1 1 00 1 0% 605161 1 100 <1 % 605162 1075 <1 % 605164 1 100 5% 605165 1100 <1% 605166 1 075 <1 % 605168 1 100 5% 605169 1 075 <1 % Det framgår av Tabell 8 att den optimerade sammansättningen hos materialen minskar 5 eller eliminerade helt mängden utskild sigmafas. De i Tabell 8 erhållna värdena ligger väsentligt under värdena i exempel 1 (Tabell 2). Således har dessa charger en mer optimal sammansättning.

Hållfastheten och slagsegheten har bestämts for samtliga charger i Tabell 6. Drag- 10 provstavar tillverkades av extruderade stänger som värmebehandlades vid temperaturer enligt Tabell 8. Resultaten av undersökningen framgår av Tabell 9 och 10.

Tabell 9. Mekaniska egenskaper. drag hållfasthet vid rumstemperatur.

Charge Rp0,2 Rp1,0 Rm A5 Z (MPa) (MPa) (MPa) (%) (%) 605160 757 851 975 35 66 605161 761 854 977 35 63 605162 743 830 962 37 64 605164 776 875 978 34 62 605165 771 847 959 34 62 605166 789 869 964 34 58 605168 800 872 962 36 67 605169 809 886 976 34 60 Resultaten av draghållfasthetsundersölmingen i exempel 1 och 2 (Tabell 4 och 9) visar 15 att halterna av Cr, Mo och N starkt påverkar draghållfastheten i materialet. 10 15 U"| _; »Ph CZ) .A Ü'\ 15 Uppseendeväckande visar det sig att den inbördes inverkan av dessa legeringselements halter på draghållfastheten förhåller sig som (0,93 % Cr)+% Mo+(4,5 % N), se Fig. 1.

För att erhålla en draghållfasthet över 760 MPa bör följande gälla (0,93 % Cr)+% Mo+(4,5 % N)235.

Tabell 10. Mekaniska egenskaper, slagseghet vid rumstemperatur (RT) och -46°C medelvärde av 3 försök.

Charge Slagseghet RT -46°C 605160 234 197 605161 198 70 6051 62 216 1 00 605164 146 48 605165 218 56 605166 68 19 605168 201 51 605169 72 25 Slagseghetsundersökningama i exempel 1 och 2 (Tabell 5 och 10) visar att slagsegheten starkt beror av N- och Cr-haltema i austenitfasen. Detta samband är tydligt i Pig. 2:a-b. En övergång till ett mer sprött brott sker vid Cr-halter över 30% och N- halter över 0,7%.

M G48A (2 försök per charge). Resultaten från försöken framgår av Tabell 11. 1 Tabell 11 är dessutom PRB-talet för ferrit- respektive austenitfasen angivet, halterna har erhållits Punktkorrosionsegenskaperna har undersökts genom provning enligt med mikrosondsanalys. 10 514 816 16 Tabell 11 CPT för de olika chargerna i grader Celsius och PRE-talet för den totala legeringssammansättningen.

Charge PRE CPT °C Ferrit Austenit ASTM G48 605160 49,6 52,8 75 605161 49,1 54,3 80 605162 47,0 52,1 70 605164 50,9 55,2 88 605165 49,0 54,0 80 606166 46,6 53,8 eo 605158 45,7 51,5 65 606166 45,8 52,8 ss Det är sedan tidigare känt att ett linjärt samband mellan det lägsta PRE-värdet i austeniten eller ferriten och CPT-temperaturen föreligger för duplexa stål av medioker legeringshalt. I denna nndersökning är det bekräftat att detta samband även föreligger i de betydligt högre legerade materialen. Detta belyses närmare av Fig. 3, som visar uppmätta CPT temperaturer gentemot beräknade PRE-värden från ferritfasen Försök med TIG-omsmältning har genomförts på samtliga charger. Svetsbarhet, rnikrostrillctur och utskilj ningar har studerats. Resultatet är presenterat i Tabell 12. 10 15 514 816 17 Tabell 12. Resultat av försök med TlG-omsmältning.

Charge Utskiljningar 605160 Småmängder 605161 Smàmängder 605162 Småmängder 605164 Småmängder 605165 Småmângder 605166 CrzN 605168 CrzN 605169 CrzN Det framgår av den ovanstående undersökningen att materialets svetsbarhet är mycket starkt beroende av N-halten. Det är möjligt att finna en maximal N-halt för denna typ av legering. Vid jämförelse mellan chargema 605165 och 605166 fmner man att N-halten företrädesvis inte bör överstiga 0,5 %.

Optimal sammansättning på legeringen I syfte att erhålla hög hållfasthet och goda slagseghetsegenskaper, samtidigt som materialet är strukturstabilt, svetsbart och har goda korrosíonsegenskper bör materialet legeras enligt följande: - Kvävehalten i austeniten uppmätt med t. ex rnikrosond bör ej överstiga 0,8%.

- Kromhalten i austeniten uppmätt med tex mikrosond bör ej överstiga 30,5%.

- Total kvävehalt bör ej överstiga 0,50 %.

- Krom, molybden och kväve bör irilegeras så att sambandet 35S0,93Cr-i-Mo+4,5N är uppfyllt - PRE-talet är helst 45,7 - 50,9 i ferritfasen. PRB-tale är helst 51,5 - 55,2 i austenitfasen.

-Ferrithalten bör ligga i intervallet 35-55%.

Claims (18)

1. 0 15 20 25 30 514 816 18 Patentkrav 1. Duplex rostfii Stållegering med ferrit-austenitisk struktur, som i varmextruderat och glödgat utförande uppvisar god svetsbarhet, hög hållfasthet samt god och hög beständighet mot spänningskorrosion, k ä n n e t e c k n a d därav, att legeringen innehålleri vikts-% max 0,05% C, max 0,1% Si, 0-3,0% Mn, 25-35% Cr, 4-10 % Ni, 2- 6 % Mo, 0,3-0,6 % N, samt Fe järnte normalt förekommande föroreningar och tillsatser, varvid ferrithalten är 30-70 %.

2. Stållegering enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att C-halten är max 0,03 % , företrädesvis max 0,02 %.

3. Stållegering enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, ferrithalten är mellan 35-55 %, resten austenit.

4. Stållegering enligt krav 1 , k ä n n e t e c k n a d därav, att Mn- halten är mellan 0,5 och 1,5%

5. Stållegering enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att Cr-halten är mellan 29 och 35%

6. Stållegering enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att Ni-halten är mellan 5 och 9%

7. Stållegering enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att Mo-halten är mellan 3 och 5%

8. Stållegering enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att N-halten är mellan 0,45 och 0,55% 10 15 20 25 30 514 816 19

9. Stållegering enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att halterna av de ingående legeringselementen är så inbördes avpassade att villkoret (093 % cr)+% M0+(4,s % Nyss är uppfynt.

10. Stållegering enligt något av kraven 1-9, k ä n n e t e c k n a d därav, att haltema av de ingående legeringselementen är så inbördes avpassade att PRB-talet uttryckt såsom (%Cr+3,3%Mo+16%N) i ferritfasen antager talvärde i intervallet 45,7 - 50,9 samtidigt som PRB-talet i austenitfasen antager ett talvärde i intervallet 51,5 - 55,2.

11. Stållegering enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d därav, att de ingående beståndsdelarna i legeringen är så inbördes optimerade att legeringen, i varmextruderat och glödgat utförande, att den uppvisar en sträckgräns över 760 Mpa.

12. Stållegering enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d därav att halten av Ni austenitfasen ej överstiger O,8%.

13. Stållegering enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d därav, att halten av Cr i austenitfasen ej överstiger 30,5%

14. Stållegering enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d därav, att totala halten av N ej överstiger 0,50%

15. Stållegering enligt något av kraven 1-14, som smälts, varmbearbetas och extruderas till sömlösa rör som används i applikationen produktionsrör för olja & gas, varvid sträckgränsen överstiger 760 Mpa.

16. Stållegering enligt något av kraven 1-14, som används för applikationen hydralikrör irmom oja & gas, sk. umbilicals.

17. Stållegering enligt något av kraven 1-14, som används for applikationer där beständighet mot korrosion i havsvatten krävs. 514 816 20

18. Stållegering enligt något av kraven 1-14, som används i formen sömlösa rör, svetstråd, sömsvetsade rör, band, tråd, stång, plåt, flänsar eller kopplingar i applikationer där hög hållfasthet eller hög beständighet mot korrosion krävs. 20. Stållegering enligt något av kraven 1-14, som använts i form av sömlösa eller sömsvetsade rör, som sturnsvetsats och hasplats upp på spole.