ISSN:
0933-5137
Keywords:
Chemistry
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Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Development, Properties, Processing and Applications of High-Silicon Steel Grade X2 CrNiSi 18 15Production, storage and transportation of highly concentrated nitric acid (approximately 98%) frequently occur in containers and vessels made of pure aluminium. In many cases, however, their service life is restricted by the insufficient corrosion resistance of the welds. Though tantalum exhibits a superior resistance to corrosion, it is only used in very specific occasions for cost considerations. Commercial grade austenitic chromium-nickel steels as well as ferritic chromium steels assume a transpassive state under such service conditions, and suffer from intergranular attack even if the structure is free of precipitates.A significant corrosion resistance to highly concentrated nitric acid in combination with good workability and weldability can be achieved by an austenitic chromium-nickel steel alloyed with silicon. For corrosion considerations a silicon contents of at least 3,7 wt. % has to be aimed at. Since the silicon is held in solid solution in the austenitic matrix, the mechanical properties of the special grade X 2 CrNiSi 18 15 are not very different from those of commercial chromium-nickel steel grades. Welding materials of the same kind are available for manual are welding as well as for TIG welding. The corrosion resultance of the weld deposit is similar to that of the base metal. However, the tendency of this steel to precipitate intermetallic phases is increased by the silicon addition. There, a proper heat control during welding is a necessary prerequisite in order to avoid intercrystalline attack in the heat-affected zones on both sides of the weld.A silicon contents of approximately 4 wt. % not only improves the corrosion resistance against highly concentrated nitric acid but also results in a considerable improvement when this special steel is used in chromic acid solutions and hot concentrated sulfuric acid. Also the high temperature corrosion, resistance of this material is remarkable.Several piping systems, chemical equipment, pumps, and fittings have been in successfull service for several years and proved the excellent properties of the X 2 CrNiSi 18 15 specially steel.
Notes:
Herstellung, Lagerung und Transport von hochkonzentrierter (ca. 98%iger) Salpetersäure erfolgen häufig in Reinaluminium, wobei jedoch oft unbefriedigende Standzeiten des Schweißgutes beobachtet werden. Tantal zwar ist ausgezeichnet beständig, kann jedoch aus Kostengründen nur in Sonderfällen eingesetzt werden. Handelsübliche austenitische Chrom-Nickel-Stähle und ferritische Chrom-Stähle befinden befinden sich unter diesen Beanspruchungsbedingungen im transpassiven Zustand und werden auch bei Vorliegen eines ausscheidungsfreien Gefüges interkristallin angegriffen.Die Forderung nach hoher Korrosionsbeständigkeit in hochkonzentrierter Salpetersäure bei gleichzeitig guten Verarbeitungs- und Schweißeigenschaften kann mit einem siliciumlegierten austenitischen Chrom-Nickel-Stahl erfüllt werden. Aus Korrosionsgründen ist ein Silicium-Gehalt von mindestens 3,7 Massen-% erforderlich. Da dieser Silicium-Gehalt in der austenitischen Grundmasse gelöst werden kann, unterscheiden sich die Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften der Sonderqualität X 2 CrNiSi 18 15 nicht wesentlich von denen handelsüblicher Chrom-Nickel-Stähle.Sowohl für die Elektroden-Handschweißung als auch für das WIG-Verfahren stehen artgleiche Schweißzusatzwerkstoffe zur Verfügung. Die Korrosionseigenschaften des Schweißgutes sind mit denen des Grundwerkstoffes vergleichbar. Durch Silicium wird jedoch die Ausscheidungsneigung des Stahles erhöht. Es ist daher besonders auf eine geringe Wärmeeinbringung beim Schweißen zu achten, um eine interkristalline Anfälligkeit in der Wärmebeeinflußten Zone neben der Schweißnaht zu vermeiden.Durch den Siliciumzusatz von rd. 4 Massen-% wird nicht nur die Korrosionsbeständigkeit in hochkonzentrierter Salpetersäure, sondern auch in Chromsäure-Lösungen und in heißer konzentrierter, Schwefelsäure erheblich verbessert. Anzuführen ist auch das günstige Hochtemperaturkorrosionsverhalten.Aus der Sonderqualität X 2 CrNiSi 18 15 wurden bereits eine Vielzahl von Rohrleitungssystemen, Apparaten, Pumpen und Armaturen gefertigt, die sich in mehrjährigem Einsatz bewährt haben.
Additional Material:
20 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19770081105
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