FR2529910A1 - Corrosion-resistant cast iron - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte aux fontes résistant à la corrosion et peut trouver une application dans la métallurgie et dans la fonderie pour la production de pièces coulées en fonte qui sont utilisées dans les constructions mécaniques pour les industries chimique et pétrolière. The present invention relates to corrosion resistant cast irons and can find application in metallurgy and foundry for the production of cast iron parts which are used in mechanical constructions for the chemical and petroleum industries.
On sait que la ségrégation des éléments d'alliage principaux qui a lieu lors de la cristallisation de la fonte conduit à une répartition irrégulière des composants d'alliage au point de vue macro et microstructure. La sé grégatiân se fait. sentir meme au niveau du grain austénitique. It is known that the segregation of the main alloying elements which takes place during the crystallization of the cast iron leads to an irregular distribution of the alloying components from the macro and microstructure point of view. The segregation is done. even feel at the level of the austenitic grain.
Lorsqu'une telle fonte en refroidissement atteint une limite de température déterminée, il se produit, suivant la répartition des éléments d'alliage au point de vue macro et microstructure, une décomposition partielle de la matrice austénitique métallique avec formation de martensite et de bainite. La décomposition de la matrice austénitique métallique se traduit par une augmentation du volume de la fonte et conduit à l'accroissement des dimensions géométriques de la pièce coulée. Ce phénomène indésirable (la formation des produits de décomposition de l'austénite, qui sont disposés de préférence aux joints de grains et dans les zones attenant aux inclusions de graphite) nuit sensiblement à la résistance à la corrosion. When such a cast iron on cooling reaches a determined temperature limit, there occurs, depending on the distribution of the alloying elements from the macro and microstructure point of view, a partial decomposition of the metallic austenitic matrix with formation of martensite and bainite. The decomposition of the metallic austenitic matrix results in an increase in the volume of the cast iron and leads to an increase in the geometric dimensions of the casting. This undesirable phenomenon (the formation of the decomposition products of austenite, which are preferably arranged at the grain boundaries and in the areas adjoining the graphite inclusions) significantly affects the corrosion resistance.
De ce fait, les fontes résistant à la corrosion doivent présenter, en plus, une résistance à la croissance élevée. On entend par "résistance à la croissance" l'invariabilité de la matrice austénitique métallique de la fonte dans e cas d'un refroidissement unique ou multiple dans un intervalle de températures négatives, ainsi que l'absence de transformations de phase qui donnent lieu à une variation irréversible des dimensions de la pièce coulée et nuisent à la résistance à la corrosion de la fonte. Therefore, corrosion-resistant cast irons must also have a high resistance to growth. The term “resistance to growth” is understood to mean the invariability of the austenitic metallic matrix of the cast iron in the case of a single or multiple cooling in a negative temperature range, as well as the absence of phase transformations which give rise to an irreversible variation in the dimensions of the casting and adversely affect the corrosion resistance of the cast iron.
On connaît une fonte résistant à la corrosion
(certificat d'auteur URSS nO 451784), dont la composition est la suivante (S en poids) carbone : 2,6 à 3,6 manganèse : 0,3 à 1,5 cuivre : 0,5 à 9,0 magnésium : 0,02 à 0,12 yttrium : 0,01 à 0,10 étain : 0,01 à 0,10 silicium : 2,0 à 3,4 nickel : 14,0 à 17,0 chrome : O,G1 à 1,8 calcium : 0,01 à 0,15 métaux de la série des terres rares : 0,01 à 0,10 aluminium : 0,005 à 0,3 fer : le reste
Douée de propriétés physiques et mécaniques élevées, cette fonte présente une résistance à la corrosion dans certains milieux agressifs (solution d'ammoniac, d'hydroxyde de sodium, de phosphate trisodique, de perhydrol, de chaux éteinte, ainsi que le méthanol, le benzène, le tétrachlorure de carbone).Corrosion-resistant cast iron is known
(USSR author's certificate No. 451784), the composition of which is as follows (S by weight) carbon: 2.6 to 3.6 manganese: 0.3 to 1.5 copper: 0.5 to 9.0 magnesium: 0.02 to 0.12 yttrium: 0.01 to 0.10 tin: 0.01 to 0.10 silicon: 2.0 to 3.4 nickel: 14.0 to 17.0 chromium: O, G1 to 1 .8 calcium: 0.01 to 0.15 rare earth series metals: 0.01 to 0.10 aluminum: 0.005 to 0.3 iron: the rest
Endowed with high physical and mechanical properties, this cast iron has resistance to corrosion in certain aggressive media (ammonia solution, sodium hydroxide, trisodium phosphate, perhydrol, slaked lime, as well as methanol, benzene , carbon tetrachloride).
Pourtant, la fonte connue présente une faible résistance à la corrosion dans le pétrole'saturé de sulfure d'hydrone ainsi que dans de l'eau ayant une teneur élevée en ions d'iode et de brome (eau d'iode et de brome). However, known cast iron has a low corrosion resistance in petroleum saturated with hydrone sulfide as well as in water having a high content of iodine and bromine ions (iodine and bromine water). .
La fonte connue ne résiste à la croissance que jusqu'à la température de -450C, ce qui réduit sensiblement son champ d'application dans les constructions mécaniques pour les industries chimique et pétrolière. Known cast iron resists growth only up to a temperature of -450C, which significantly reduces its field of application in mechanical constructions for the chemical and petroleum industries.
L'invention vise une fonte résistant à la corrosion dont la composition, modifiée qualitativement et quantitativement, permettrait de stabiliser l'austénite et, de ce fait, permettrait d'améliorer sa résistance à la corrosion et à la croissance, le domaine d'application des fontes résistant à la corrosion étant alors élargi et les propriétés des pièces coulées obtenues étant améliorées. The invention relates to a corrosion resistant cast iron whose composition, modified qualitatively and quantitatively, would stabilize the austenite and, therefore, would improve its resistance to corrosion and to growth, the field of application corrosion-resistant cast irons are then enlarged and the properties of the castings obtained are improved.
Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'une fonte résistant à la corrosion, du type comprenant des élé- ments tels que carbone, silicium, manganèse, nickel, chrome, cuivre, aluminium, magnésium, calcium, métaux de la série des terres rares et fer, caractérisée, selon l'invention, en ce qu'elle comprend, en outre, du baryum, du tantale et du niobium, les constituants étant présents dans les proportions suivantes (E en poids) carbone : 2,5 -2,5 à 3,2 silicium : 0,95 à 2,4 manganèse : 0,-B à 4,0 nickel : 12,0 à 18,0 chrome : 0,5 à 2,0 cuivre : 4,0 à 8,0 aluminium : Q,O1 à 0,3 magnésium : 0,005 à 0,07 calcium : 0,01 à 0,10 métaux de la serine des terres rares : 0,001 à 0,08 baryum : 0,001 à 0,1 tantale : 0,003 à 0,02 niobium : 0,005 à 0,3 fer : le -reste
La composition qualitative et quantitative de la fonte conforme a' l'invention assure une résistance élevée au pétrole saturé de sul-fure d'hydrogène ainsi que dans l'eau d'iode et de brome. Cette fonte résiste à la croissance jusqu'à la température de -600C'. Tout ceci permet d'utiliser largement la fonte résistant à la corrosion, conforme à l'invention, dans les constructions mécaniques pour les industries chimique et pétrolière et d'améliorer les propriétés d'utilisation des pièces obtenues.The problem thus posed is solved using a corrosion-resistant cast iron, of the type comprising elements such as carbon, silicon, manganese, nickel, chromium, copper, aluminum, magnesium, calcium, metals of the series. rare earths and iron, characterized, according to the invention, in that it further comprises barium, tantalum and niobium, the constituents being present in the following proportions (E by weight) carbon: 2.5 -2.5 to 3.2 silicon: 0.95 to 2.4 manganese: 0, -B to 4.0 nickel: 12.0 to 18.0 chromium: 0.5 to 2.0 copper: 4.0 to 8.0 aluminum: Q, O1 to 0.3 magnesium: 0.005 to 0.07 calcium: 0.01 to 0.10 rare earth serine metals: 0.001 to 0.08 barium: 0.001 to 0.1 tantalum : 0.003 to 0.02 niobium: 0.005 to 0.3 iron: the rest
The qualitative and quantitative composition of the cast iron according to the invention ensures high resistance to petroleum saturated with hydrogen sulphide as well as in iodine and bromine water. This cast iron resists growth up to a temperature of -600C '. All this makes it possible to widely use corrosion-resistant cast iron, according to the invention, in mechanical constructions for the chemical and petroleum industries and to improve the properties of use of the parts obtained.
L'addition du tantale à la fonte conforme à l'invention dans le rapport indiqué permet d'augmenter le degré de disperSion des inclusions de carbures et, de ce fait, permet de diminuer la microségrégation des éléments d'alliage qui est nuisible à la résistance à la corrosion de la fonte. Les teneurs limites en tantale sont déterminées compte tenu des facteurs suivants : la limite supé meure étant dépassée, le tantale favorise la cristallisation de la fonte suivant un système métastable mais au-delà de la limite inférieure, le tantale n'exerce aucune influence. The addition of tantalum to the cast iron according to the invention in the indicated ratio makes it possible to increase the degree of dispersion of the carbide inclusions and, therefore, makes it possible to reduce the microsegregation of the alloying elements which is harmful to the corrosion resistance of cast iron. The tantalum limit contents are determined taking into account the following factors: the upper limit being exceeded, the tantalum favors the crystallization of the cast iron according to a metastable system but beyond the lower limit, tantalum exerts no influence.
L'addition de niobium à la fonte conforme à l'invention, dans le rapport indiqué, contribue à la diminution de la ségrégation du nickel et du cuivre dans la zone attenant aux inclusions de carbure, favorise l'amélioration des propriétés plastiques de la fonte et l'élimination des inclusions de nitrure des joints de grains. The addition of niobium to the cast iron in accordance with the invention, in the indicated ratio, contributes to the reduction of the segregation of nickel and copper in the area adjacent to the carbide inclusions, promotes the improvement of the plastic properties of the cast iron and removing nitride inclusions from the grain boundaries.
La teneur en niobium, dans la fonte, est fonction de la vitesse de refroidissement et du degré de dégazage de la fonte du fait de l'accroissement de son affinité vis-à-vis de l'azote. En présence de vitesses de refroidissement élevées et d'une teneur en niobium se situant au-delà de la limite inférieure, on n'arrive pas à affaiblir la ségrégation du nickel et du cuivre. La limite supérieure de la teneur en niobium dans la fonte est déterminée par-le degré de dégazage de la fonte modifiée et par son influence sur les propriétés mécaniques de la fonte en présence de faibles vitesses de refroidissement des pièces coulées
Le baryum est un modificateur efficace et, en même temps, un élément graphitisant intense. La fonte modifiée par le baryum pris dans le rapport indiqué est sensiblement moins susceptible à la trempe et à un sous-refroidissement.The niobium content in the cast iron is a function of the rate of cooling and the degree of degassing of the cast iron due to the increase in its affinity for nitrogen. In the presence of high cooling rates and a niobium content beyond the lower limit, it is not possible to weaken the segregation of nickel and copper. The upper limit of the niobium content in the cast iron is determined by the degree of degassing of the modified cast iron and by its influence on the mechanical properties of the cast iron in the presence of low rates of cooling of the castings.
Barium is an effective modifier and, at the same time, an intense graphitizing element. Cast iron modified by barium taken in the indicated ratio is significantly less susceptible to quenching and subcooling.
I1 est avantageux que la fonte résistant à la corrosion comprenne, en outre, du cobalt, les constituants étant présents dans les proportions suivantes (% en poids): carbone : 2,5 à 3,2 silicium : 0,95 à 1,9 manganèse : 0,8 à 4,0 nickel : 12,0 à 18,0 chrome : 0,5 à 2,0 cuivre : 4,0 à 8,0 cobalt : 0,05 à 0,3 aluminium : -0,01 à 0,3 magnésium : 0,01 à 0,07 calcium : 0,01 à 0,10 métaux de la série des terres rares : 0,01 à 0,08 baryum : 0,001 à 0,10 tantale : 0,003 à 0,02 niobium : 0,005 à 0,2 fer : le reste
Le cobalt, présent dans la fonte dans la proportion indiquée affaiblit la ségrégation du manganèse dans les zones attenant aux joints de grains tout en contribuant à sa répartition plus régulière dans la matrice austénitique de la fonte et en réduisant, de ce fait, le risque de décomposition de l'austénite dans les zones localisées des pièces coulées en présence des faibles vitesses de refroidissement. La résistance à la croissance de ladite fonte résistant à la corrosion va jusqu'à -800C. It is advantageous that the corrosion-resistant cast iron further comprises cobalt, the constituents being present in the following proportions (% by weight): carbon: 2.5 to 3.2 silicon: 0.95 to 1.9 manganese: 0.8 to 4.0 nickel: 12.0 to 18.0 chromium: 0.5 to 2.0 copper: 4.0 to 8.0 cobalt: 0.05 to 0.3 aluminum: -0, 01 to 0.3 magnesium: 0.01 to 0.07 calcium: 0.01 to 0.10 rare earth series metals: 0.01 to 0.08 barium: 0.001 to 0.10 tantalum: 0.003 to 0 , 02 niobium: 0.005 to 0.2 iron: the rest
Cobalt, present in the cast iron in the proportion indicated weakens the segregation of manganese in the areas adjoining the grain boundaries while contributing to its more even distribution in the austenitic matrix of the cast iron and thereby reducing the risk of decomposition of austenite in localized areas of castings in the presence of low cooling rates. The resistance to growth of said corrosion-resistant cast iron goes down to -800C.
Il est avantageux que la fonte résistant à la corrosion comprenne, en outre, du titane, les composants étant présents dans les proportions suivantes, % en poids: carbone : 2,5 à 3,2 silicium : 0,95 à 2,4 manganèse : 0,8 à 4,0 nickel : 12,0 à 18,0 chrome : 0,5 à 2,0 cuivre : 4,0 à 8,0 aluminium : 0,01 à 0,3 magnésium : 0,005 à 0,05 calcium : 0,01 à 0,05 métaux de la série des terres rares : 0,001 à 0,02 baryum : 0,001 à 0,1 tantale : 0,003 à 0,02 niobium : 0,01 à 0,3 cobalt : 0,05 à 0,3 titane : 0,05 à 0,5 fer : le reste
Cette fonte présente une résistance à la corrosion élevée dans l'eau d'iode et de brome, dans le pétrole saturé de sulfure d'hydrogène, elle a une résistance à la croissance jusqu'a -800C et se caractérise par les pro piétés de fonderie améliorées.It is advantageous that the corrosion-resistant cast iron further comprises titanium, the components being present in the following proportions,% by weight: carbon: 2.5 to 3.2 silicon: 0.95 to 2.4 manganese : 0.8 to 4.0 nickel: 12.0 to 18.0 chromium: 0.5 to 2.0 copper: 4.0 to 8.0 aluminum: 0.01 to 0.3 magnesium: 0.005 to 0, 05 calcium: 0.01 to 0.05 rare earth series metals: 0.001 to 0.02 barium: 0.001 to 0.1 tantalum: 0.003 to 0.02 niobium: 0.01 to 0.3 cobalt: 0, 05 to 0.3 titanium: 0.05 to 0.5 iron: the rest
This cast iron has a high corrosion resistance in iodine and bromine water, in petroleum saturated with hydrogen sulfide, it has a resistance to growth down to -800C and is characterized by the properties of improved foundry.
La fonte résistant à la corrosion, faisant l'objet de l'invention, a été obtenue en réalisant l'alliage et la modification de la fonte initiale en fusion à l'aide de différents additifs dans la poche de coulée. The corrosion-resistant cast iron, which is the subject of the invention, was obtained by making the alloy and the modification of the initial cast iron using different additives in the ladle.
La fonte initiale est obtenue par fusion dans un four électrique. En particulier, la fonte considérée a été élaborée dans un four à induction. A cette fin, on a enfourné une charge constituée de matériaux classiques (nickel, cobalt. agent de cémentation) et on a fait fondre la charge. Une température de 15300C à 15800C étant atteinte, on verse la matière en fusion dans la poche de coulée dans laquelle se trouve déjà un additif contenant du magnésium, des métaux de la série des terres rares, du calcium, du baryum et dtautres éléments. La quantité d'additif est réglée en fonction de la qualité des matériaux initiaux, de l'épaisseur de la section des pièces coulées à obtenir et suivant des impératifs imposés à ces pièces.La coulée de la fonte a été opérée à une température de 13500C à 1450 C. The initial cast iron is obtained by melting in an electric furnace. In particular, the cast iron considered was produced in an induction furnace. To this end, a charge made of conventional materials (nickel, cobalt, cementing agent) was charged and the charge was melted. A temperature of 15300C to 15800C having been reached, the molten material is poured into the ladle in which is already found an additive containing magnesium, metals of the rare earth series, calcium, barium and other elements. The quantity of additive is adjusted according to the quality of the initial materials, the thickness of the section of the castings to be obtained and according to the requirements imposed on these pieces.The casting of the cast iron was carried out at a temperature of 13500C at 1450 C.
On a déterminé alors la composition chimique, les propriétés mécaniques, la résistance à la corrosion et les propriétés de fonderie. The chemical composition, mechanical properties, corrosion resistance and foundry properties were then determined.
Les échantillons servant à déterminer les propriétés mécanique ont été découpés dans les éprouvettes cunéiformes d'une longueur de 370 mm, d'une hauteur de 140 mm, d'une largeur de 50 mm (haut) et de 30 mm (bas). The samples used to determine the mechanical properties were cut from the wedge-shaped test pieces with a length of 370 mm, a height of 140 mm, a width of 50 mm (top) and 30 mm (bottom).
La détermination des propriétés mécaniques a été effectuée à l'aide de techniques connues en soi.The determination of the mechanical properties was carried out using techniques known per se.
Des échantillons, utilisés pour des essais de résistance à la corrosion dans des milieux agressifs différents ainsi que pour la détermination de la microstruc- ture de la fonte, ont été découpés dans des plaques coulées d'une épaisseur de 10 mm, d'une largeur de 50 mm et dune longueur de 250 mm. Samples, used for corrosion resistance tests in different aggressive media as well as for determining the microstructure of the cast iron, were cut from 10 mm thick cast plates, with a width of 50 mm and a length of 250 mm.
Les échantillons, servant à déterminer la ré sistance à la corrosion dans le pétrole saturé de sulfure d'hydrogène, ont été plongés dans le pétrole après dégraissage, séchage et pesée. On a fait passer en continu du sulfure d'hydrogène à travers le pétrole. La température du pétrole était de 100 C, la durée des essais était de 100 heures. Les essais terminés, on a soigneusement-éliminé les produits de corrosion des échantillons et on a procédé au lavage, séchage et pesée. La vitesse de perte de masse du matériau a été déterminée d'après la perte de la masse des échantillons par unité de temps rapportée à une unité da surface. The samples, used to determine the corrosion resistance in petroleum saturated with hydrogen sulfide, were immersed in petroleum after degreasing, drying and weighing. Hydrogen sulfide was continuously passed through the petroleum. The oil temperature was 100 ° C, the duration of the tests was 100 hours. When the tests were completed, the corrosion products were carefully removed from the samples and washing, drying and weighing were carried out. The rate of mass loss of the material was determined from the loss of mass of the samples per unit time compared to one unit of area.
Une technique analogue a été utilisée pour les essais portant sur la résistance à la corrosion des fontes dans d'autres milieux agressifs, mais à la température ambiante de ces derniers. La durée des essais dans de l'eau d'iode et de brome était de 500 heures, dont 120 heures à une température du milieu égale à 800C + 50C. A similar technique was used for tests on the corrosion resistance of cast irons in other aggressive media, but at their ambient temperature. The duration of the tests in iodine and bromine water was 500 hours, including 120 hours at a temperature of the medium equal to 800C + 50C.
Les propriétés de fonderie sont caractérisées par la fluidité et par le volume des retassures et des pores. The foundry properties are characterized by the fluidity and by the volume of shrinkage and pores.
Pour déterminer la fluidité de la fonte, on a utilisé des tubes de quartz de 3 + 0,1 mm de diamètre que l'on remplissait de métal (le vide dans les tubes est de 210 + 5 mm Hg). La fluidité de la fonte a été déterminée par mesures de la longueur de la partie remplie du tube de quartz à différentes températures de coulée de la fonte. To determine the fluidity of the cast iron, quartz tubes of 3 + 0.1 mm in diameter were used which were filled with metal (the vacuum in the tubes is 210 + 5 mm Hg). The fluidity of the cast iron was determined by measurements of the length of the filled part of the quartz tube at different temperatures of casting of the cast iron.
Le volume des retassures et des pores a été déterminé à l'aide des techniques standardisées. The volume of shrinkage and pores was determined using standardized techniques.
Pour une meilleure compréhension de l'invention, on en donne ci-après quelques exemples de mise en oeuvre. For a better understanding of the invention, some examples of implementation are given below.
ExemDle 1.Example 1.
La fonte résistant à-la corrosion, faisant l'ob- jet de ltinvention, a été obtenue de la manière suivante. The corrosion-resistant cast iron which is the subject of the invention was obtained in the following manner.
On a élaboré, dansun four à induction, une fonte initiale contenant {% en poids) carbone : 2,90 silicium : 1,02 manganèse : 1,40 nickel : 15,1 cuivre : 7,5 chrome : 1,30 soufre : 0,039 phosnhore : 0,03 aluminium : 0,10 niobium : 0,11 tantale : 0,01 fer : le reste
Le traitement de la fonte dans la poche a été opéré à 15000C avec un additif pris en une quantité de 2,0 % de la masse de la matière en-fusion.In an induction furnace, an initial cast iron was produced containing (% by weight) carbon: 2.90 silicon: 1.02 manganese: 1.40 nickel: 15.1 copper: 7.5 chromium: 1.30 sulfur: 0.039 phosnhore: 0.03 aluminum: 0.10 niobium: 0.11 tantalum: 0.01 iron: the rest
The treatment of the iron in the ladle was carried out at 15000C with an additive taken in an amount of 2.0% of the mass of the molten material.
La composition de l'additif est la suivante (len poids) calcium : 8,6 magnésium : 5,8 aluminium : 1,7 métaux de la série des terres rares : 5,3 silicium : 46,0 baryum : 3,1
La coulée de la fonte a été opérée à 13500C.The composition of the additive is as follows (by weight) calcium: 8.6 magnesium: 5.8 aluminum: 1.7 metals of the rare earth series: 5.3 silicon: 46.0 barium: 3.1
Casting was carried out at 13500C.
La composition de la fonte résistant à la corrosion, qui a été alors obtenue, est la suivante (% en poids) carbone : 2,82 silicium : 1,59 manganèse : 1,31 nickel : 15,06 cuivre : 7,5 chrome : 1,31 calcium : 0,06 soufre : 0,016 phosphore : 0,03 aluminium : 0,12niobium : 0,11 tantale : 0,01 baryum : 0,04 magnésium : 0,04 métaux de la série des terres rares: 0,05 fer : le reste
La fonte résistant à la corrosion a été soumise à des essais visant à déterminer la composition chimique, les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion.The composition of the corrosion-resistant cast iron, which was then obtained, is as follows (% by weight) carbon: 2.82 silicon: 1.59 manganese: 1.31 nickel: 15.06 copper: 7.5 chromium : 1.31 calcium: 0.06 sulfur: 0.016 phosphorus: 0.03 aluminum: 0.12 niobium: 0.11 tantalum: 0.01 barium: 0.04 magnesium: 0.04 rare earth series metals: 0 .05 iron: the rest
Corrosion-resistant cast iron has been tested to determine the chemical composition, mechanical properties and corrosion resistance.
Pour pouvoir effectuer une comparaison, on a également soumis aux essais une fonte conforme au certificat d'auteur URSS no 451784. In order to make a comparison, a cast iron conforming to the USSR author's certificate no. 451784 was also tested.
La composition de la fonte connue est la suivante (S en poids) carbone : 2,62 silicium : 3,37 nickel : 16,81 manganèse : 0,3 chrome : 1,74 cuivre : 9,0 aluminium : 0,26 étain : 0,10 calcium : 0, 12 magnésium : 0,06 métaux de la série des terres rares : 0,03 yttrium : 0,04 fer : le reste
Les résultats de l'analyse microscopique de la fonte résistant à la corrosion, faisant l'objet de la pré- sente invention, et de la fonte résistant à la corrosion conforme au certificat d'auteur d'URSS nO 451784, figurent dans le tableau 1. The composition of the known cast iron is as follows (S by weight) carbon: 2.62 silicon: 3.37 nickel: 16.81 manganese: 0.3 chromium: 1.74 copper: 9.0 aluminum: 0.26 tin : 0.10 calcium: 0.12 magnesium: 0.06 rare earth series metals: 0.03 yttrium: 0.04 iron: the rest
The results of the microscopic analysis of the corrosion-resistant cast iron, which is the subject of the present invention, and of the corrosion-resistant cast iron conforming to the USSR author's certificate No. 451784, appear in the table 1.
TABLEAU 1
Caractéristiques Fonte résis- Fonte résis
tant à la tant à la
corrosion corrosion
conforme à conforme au
l'exemple 1 certificat
d'auteur URSS
nO 451784
Caractéristiques du graphite
forme sphérique sphérique
quantité, % 5 3
Caractéristique de la matrice métallique
austénite, % 88 77
carbures, X 7 20
Comme il ressort du tableau 1, la cristallisation de la fonte, dont la composition chimique est conforme au certificat d'auteur d1URSS nO 451784, donne lieu à la formation d'une quantité importante d'inclusions de carbures.TABLE 1
Characteristics Resist cast iron Resist cast iron
both to the so much to the
corrosion corrosion
conforms to conforms to
example 1 certificate
copyright USSR
No. 451784
Characteristics of graphite
spherical spherical shape
quantity,% 5 3
Characteristic of the metallic matrix
austenite,% 88 77
carbides, X 7 20
As can be seen from Table 1, the crystallization of cast iron, the chemical composition of which conforms to the URSS author's certificate No. 451784, gives rise to the formation of a large quantity of carbide inclusions.
Le tableau 2 réunit les résultats des essais visant à déterminer la résistance à la corrosion de la fonte conforme à l'invention et de la fonte faisant l'objet du certificat d'auteur d'URSS nO 451784 dans plusieurs liquides agressifs. Table 2 combines the results of the tests aimed at determining the corrosion resistance of the cast iron in accordance with the invention and of the cast iron which is the subject of the USSR author's certificate No. 451784 in several aggressive liquids.
L'eau d'iode et de brome! figurant dans le tableau et par la suite, contient 0,04 g/l de I et 0,31 g/l de Br, la teneur totale en sels est de 176,5 g/l. Iodine and bromine water! appearing in the table and thereafter, contains 0.04 g / l of I and 0.31 g / l of Br, the total salt content is 176.5 g / l.
La concentration du sulfure a d'hydrogène dans le pétrole, indiquée dans le tableau et par la suite, est de 0,3 g/l. The concentration of hydrogen sulfide a in petroleum, indicated in the table and thereafter, is 0.3 g / l.
TABLEAU 2
Milieu Concen- Vitesse de perte de la
tration, masse g/m2.h
% en vo
lume Fonte résis- Fonte résis
tant à la tant à la
corrosion corrosion
conforme à conforme. au
l'exemple I certificat
d'auteur
URSS n0451784
Acide sulfurique 75 0,069 0,081
Hydroxyde de sodium 40 0,0028 0,004
Chaux hydratée 20 Q,0049 0,005
Ammoniac 10 0,010 0,012
Phosphate trisodique 3 0,0101 0+020
Perhydrol - 0,0143 0,023
Méthanol 0,0108 0,015
Benzène - 0,0098 0,011
Tétrachlorure de carbone - 0*0095 o,oi5
Eau d'iode et de brome 0,0650 0,116
Pétrole saturé de sulfure d'hydrogène 0,0059 0,0645
Comme il ressort du tableau 2, la fonte résistant à la corrosion, faisant l'objet de l'invention, présente une résistance à la corrosion plus élevée dans les milieux corrosifs et surtout dans le pétrole saturé de sulfure d'hydrogène et dans l'eau d'iode et de brome.TABLE 2
Medium Concen- Speed of loss of
tration, mass g / m2.h
% vo
lume Resis cast iron Resis cast iron
both to the so much to the
corrosion corrosion
conform to conform. at
example I certificate
copyright
USSR n0451784
Sulfuric acid 75 0.069 0.081
Sodium hydroxide 40 0.0028 0.004
Hydrated lime 20 Q, 0049 0.005
Ammonia 10 0.010 0.012
Trisodium phosphate 3 0.0101 0 + 020
Perhydrol - 0.0143 0.023
Methanol 0.0108 0.015
Benzene - 0.0098 0.011
Carbon tetrachloride - 0 * 0095 o, oi5
Iodine and bromine water 0.0650 0.116
Oil saturated with hydrogen sulfide 0.0059 0.0645
As can be seen from Table 2, the corrosion-resistant cast iron which is the subject of the invention has a higher corrosion resistance in corrosive environments and especially in petroleum saturated with hydrogen sulfide and in iodine and bromine water.
Dans le tableau 3 figurent les résultats des essais visant à déterminer les propriétés physiques-et mécaniques de la fonte résistant à la corrosion, conforme à l'invention, et de la fonte résistant à la corrosion faisant l'objet du certificat d'auteur d'URSS nO 451784. Table 3 shows the results of the tests aimed at determining the physical and mechanical properties of the corrosion-resistant cast iron according to the invention and of the corrosion-resistant cast iron which is the subject of the author's certificate. 'USSR No. 451784.
TABLEAU 3
Caractéristiques Fonte résis- Fonte résis
tant à la tant à la
corrosion corrosion
conforme à conforme au
l'exemple 1 certificat
d'auteur URSS nO 451784
Résistance à la rupture,
MPa 425,3 402
Allongement relatif 16 13
Résilience, J/cm2 50 27,5
Dureté, HB 133 167
Comme il ressort du tableau 3, la fonte résistant à la corrosion, faisant l'objet de l'invention, pre- sente des proPriétéS résistantes et plastiques améliorées.TABLE 3
Characteristics Resist cast iron Resist cast iron
both to the so much to the
corrosion corrosion
conforms to conforms to
example 1 certificate
from the USSR No. 451784
Tear resistant,
MPa 425.3 402
Relative elongation 16 13
Resilience, J / cm2 50 27.5
Hardness, HB 133 167
As can be seen from table 3, the corrosion-resistant cast iron, which is the subject of the invention, presents resistant properties and improved plastics.
Exemple 2.Example 2.
La fonte résistant à la corrosion, conforme à l'invention, contient (% en poids) : carbone : 3,19 silicium : 1,9 nickel : 18,0 manganèse : 2,01 chrome : 2,0 cuivre : 8,0 baryum : s 0,10 niobium : 0,20 tantale : 0,02 aluminium : 0,3 calcium : 0,1 magnésium : 0,07 métaux de la série des terres rares : 0,08 fer : le reste
Les résultats des essais de cette fonte figurent ci-dessous.Les résultats de l'analyse microscopique sont les suivants
Caractéristiques du graphite
forme : sphérique
quantité, % : 5
Caractéristiques de la matrice métallique
austénite, % : 87
carburés, % : 8
Résistance à la corrosion
a) pétrole saturé de sulfure d'hydrogène
durée des essais, h : 100
vitesse de perte de la masse, g/m2.h : 0,0125
profondeur de l'attaque, mm/an : 0,0132
b) eau d'iode et de brome
durée des essais, h : 500
vitesse de perte de la masse, g/m2.h 0,0619
profondeur de l'attaque, mm/an : 0,0724
Propriétés physiques et mécaniques
résistance à la rupture, MPa o 441,5
allongement relatif, % : 10,0
résilience, J/cm2 : 34,3
dureté, HB : 165,0
Exemple 3.Corrosion-resistant cast iron according to the invention contains (% by weight): carbon: 3.19 silicon: 1.9 nickel: 18.0 manganese: 2.01 chromium: 2.0 copper: 8.0 barium: s 0.10 niobium: 0.20 tantalum: 0.02 aluminum: 0.3 calcium: 0.1 magnesium: 0.07 rare earth series metals: 0.08 iron: the rest
The results of the tests for this font are shown below. The results of the microscopic analysis are as follows
Characteristics of graphite
shape: spherical
quantity,%: 5
Characteristics of the metal matrix
austenite,%: 87
fuel,%: 8
Corrosion resistance
a) petroleum saturated with hydrogen sulfide
duration of the tests, h: 100
mass loss rate, g / m2.h: 0.0125
depth of attack, mm / year: 0.0132
b) iodine and bromine water
duration of tests, h: 500
mass loss rate, g / m2.h 0.0619
depth of attack, mm / year: 0.0724
Physical and mechanical properties
breaking strength, MPa o 441.5
relative elongation,%: 10.0
resilience, J / cm2: 34.3
hardness, HB: 165.0
Example 3.
La fonte résistant à la corrosion, faisant l'objet de l'invention, contient (S en poids) carbone : 2,50 silicium : 0,95 nickel : 15,0 manganèse : 0,8 chrome : 0,5 cuivre : 4,0 baryum : 0,01 niobium : 0,005 tantale : 0,003 aluminium : 0,01 calcium : 0,01 magnésium -: 0,01
Les résultats des essais de la fonte indiquée sont donnés ci-dessous
Les résultats de l'analyse microscopique Caracteristiq-es du graphite
forme : sphérique
quantité, % : 7
Caractéristiques de la matrice métallique
austénite, X : 88
carbures, X : 5
Résistance à la corrosion
a) pétrole saturé de sulfure d'hydrogène
durée des essais, h : 100
vitesse de perte de la masse, g/m2.h : 0,0069
profondeur de l'attaque, mm/an : 0,0081
b) eau dtiode et de brome
durée des essais, h : soo
vitesse de perte de la masse, g/m2.h : 0,0746
profondeur de l'attaque, mm/an : 0,0872
Propriétés physiques et mécaniques :
résistance à la rupture, MPa : 372,8
allongement relatif, % : 20,0
résilience, J/cm2 : 54,9
dureté, HB : 127
Exemple 4. The corrosion-resistant cast iron which is the subject of the invention contains (S by weight) carbon: 2.50 silicon: 0.95 nickel: 15.0 manganese: 0.8 chromium: 0.5 copper: 4 0.0 barium: 0.01 niobium: 0.005 tantalum: 0.003 aluminum: 0.01 calcium: 0.01 magnesium -: 0.01
The results of the indicated cast iron tests are given below
Results of the microscopic analysis Characteristics of graphite
shape: spherical
quantity,%: 7
Characteristics of the metal matrix
austenite, X: 88
carbides, X: 5
Corrosion resistance
a) petroleum saturated with hydrogen sulfide
duration of the tests, h: 100
mass loss rate, g / m2.h: 0.0069
depth of attack, mm / year: 0.0081
b) diode and bromine water
duration of the tests, h: soo
mass loss rate, g / m2.h: 0.0746
depth of attack, mm / year: 0.0872
Physical and mechanical properties:
breaking strength, MPa: 372.8
relative elongation,%: 20.0
resilience, J / cm2: 54.9
hardness, HB: 127
Example 4.
La fonte résistant à la corrosion, conforme à l'invention, contient (X en poids) : carbone : 2,8 silicium : 1,5 nickel : 16,2 manganèse : 1,4 chrome : 1,2 cuivre : 5,9 baryum : 0,05 niobium : 0,1 tantale : 0,01 aluminium : 0,15 calcium : 0,04 magnésium : 0,03 métaux de la serie des terres rares: 0,03 cobalt : 0,14 fer : le reste
Les résultats des essais de cette fonte sont donnés ci-dessous
Les résultats de l'analyse microscopique
Caractéristiques du graphite
forme : sphérique
quantité, % : 5
Caractéristiques de la matrice métallique
austénite, % : 91
carbures, % : 4
Résistance à la corrosion
a) pétrole saturé de sulfure d'hydrogène
durée des essais, h : 100
vitesse de perte de la masse, g/m2.h-: 0,0046
profondeur de l'attaque, mm/an : 0,0054
b) eau d'iode et de brome
durée des essais, h : 500
vitesse de perte de la masse, gXm2.h : 0,0280
profondeur de l'attaque, mm/an : 0,0336
Propriétés physiques et mécaniques
résistance à la rupture, MPa : 487,4
allongement relatif, % : 19,2
résilience, J/cm2 : 55,0
dureté, HB : 127,0
Exemple 5.Corrosion-resistant cast iron according to the invention contains (X by weight): carbon: 2.8 silicon: 1.5 nickel: 16.2 manganese: 1.4 chromium: 1.2 copper: 5.9 barium: 0.05 niobium: 0.1 tantalum: 0.01 aluminum: 0.15 calcium: 0.04 magnesium: 0.03 rare earth series metals: 0.03 cobalt: 0.14 iron: the rest
The results of the tests of this font are given below
Results of microscopic analysis
Characteristics of graphite
shape: spherical
quantity,%: 5
Characteristics of the metal matrix
austenite,%: 91
carbides,%: 4
Corrosion resistance
a) petroleum saturated with hydrogen sulfide
duration of the tests, h: 100
mass loss rate, g / m2.h-: 0.0046
depth of attack, mm / year: 0.0054
b) iodine and bromine water
duration of tests, h: 500
mass loss rate, gXm2.h: 0.0280
depth of attack, mm / year: 0.0336
Physical and mechanical properties
breaking strength, MPa: 487.4
relative elongation,%: 19.2
resilience, J / cm2: 55.0
hardness, HB: 127.0
Example 5.
La fonte résistant à la corrosion, faisant l'objet de l'invention, contient (% en poids) carbone : 2,8 silicium : 1,5 nickel : 16,2 manganèse : 1,4 chrome : 1,2 cuivre : 5Z9 baryum : 0,02 niobium : 0,1 tantale : 0,01 aluminium : 0,15 calcium : 0,02 m.agnésium-: o,02 métaux de la série des terres. rares: 0,005 cobalt : 0,12 titane : 0,17 fer : le reste
Les résultats des essais de cette fonte figurent ci-dessous. The corrosion-resistant cast iron which is the subject of the invention contains (% by weight) carbon: 2.8 silicon: 1.5 nickel: 16.2 manganese: 1.4 chromium: 1.2 copper: 5Z9 barium: 0.02 niobium: 0.1 tantalum: 0.01 aluminum: 0.15 calcium: 0.02 m. magnesium-: o, 02 metals of the earth series. rare: 0.005 cobalt: 0.12 titanium: 0.17 iron: the rest
The results of the tests for this font are shown below.
Les résultats de l'analyse microscopique
Caractéristiques du graphite
forme : vermiculaire
quantité, z : 8
Caractéristiques de la matrice métallique :
austénite, Z : 89
carbures, z : 3
Résistance à la corrosion :
a) pétrole saturé de sulfure d'hydrogène :
durée des essais, h ; 100
vitesse de perte de la massue, g/m.h : 0,0054
profondeur de l'attaque, mm/an : 0,0063
b) eau d'iode et de brome
durée des essais, h : 500
vitesse-de perte de la masse, g/m2.h : 0,0374
profondeur de l'attaque, mm/an : 0,0437
Propriétés physiques et mécaniques
résistance à la rupture, MPa : 265,4
allongement relatif, Z : 6,0
résilience, J/cmZ : 21,5
dureté; H9 : 127
Propriétés de fonderie
à une température de coulée de la fonte
égale à 13500C
fluidité, mm : 320
à une température de coulée de la fonte
égale à 13000C :
fluidité, mm : 300
à une température de coulée de la fonte
égale à l20O0C
fluidité, mm : 270
Volume total de retassures et des pores, % : 4,0 y compris le volume des pores dues au retrait, S : 1,6
Il va de soi que l'invention ne se limite pas aux modes d'application et de réalisation indiqués, elle comprend également toutes les variantes. Results of microscopic analysis
Characteristics of graphite
shape: vermicular
quantity, z: 8
Characteristics of the metal matrix:
austenite, Z: 89
carbides, z: 3
Corrosion resistance :
a) petroleum saturated with hydrogen sulfide:
duration of tests, h; 100
club losing speed, g / mh: 0.0054
depth of attack, mm / year: 0.0063
b) iodine and bromine water
duration of tests, h: 500
mass loss rate, g / m2.h: 0.0374
depth of attack, mm / year: 0.0437
Physical and mechanical properties
breaking strength, MPa: 265.4
relative elongation, Z: 6.0
resilience, J / cmZ: 21.5
hardness; H9: 127
Foundry properties
at a casting temperature of the cast iron
equal to 13500C
fluidity, mm: 320
at a casting temperature of the cast iron
equal to 13000C:
fluidity, mm: 300
at a casting temperature of the cast iron
equal to l20O0C
fluidity, mm: 270
Total volume of shrinkage and pores,%: 4.0 including the volume of pores due to shrinkage, S: 1.6
It goes without saying that the invention is not limited to the modes of application and embodiments indicated, it also includes all the variants.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8211917A FR2529910A1 (en) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | Corrosion-resistant cast iron |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8211917A FR2529910A1 (en) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | Corrosion-resistant cast iron |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2529910A1 true FR2529910A1 (en) | 1984-01-13 |
FR2529910B1 FR2529910B1 (en) | 1985-01-25 |
Family
ID=9275766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8211917A Granted FR2529910A1 (en) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | Corrosion-resistant cast iron |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2529910A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1166709A (en) * | 1966-12-15 | 1969-10-08 | Int Nickel Ltd | Spheroidal Graphite Cast Iron and its Heat Treatment |
SU451784A1 (en) * | 1973-05-03 | 1974-11-30 | Институт проблем литья АН УССР | Cast iron |
-
1982
- 1982-07-07 FR FR8211917A patent/FR2529910A1/en active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1166709A (en) * | 1966-12-15 | 1969-10-08 | Int Nickel Ltd | Spheroidal Graphite Cast Iron and its Heat Treatment |
SU451784A1 (en) * | 1973-05-03 | 1974-11-30 | Институт проблем литья АН УССР | Cast iron |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
E. PIWOWARSKY: "HOCHWERTIGES GUSSEISEN (GRAUGUSS)", édition 2, Springer-Verlag, Berlin, Göttingen,Heidelberg, 1958 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2529910B1 (en) | 1985-01-25 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |