A cast low carbon stainless steel for use in nitric acid at higher concentrations and temperatures

Abstract

Dedicated to Prof. Dr. rer. nat. Hubert Grafen on the occasion of his 60th birthdayThis paper introduces three modifications of cast, low carbon stainless steels with about 15 to 20% Cr, 13% Ni and 4.5 to 6.5% Si which can be used for pumps and valves in nitric acid plants. Mechanical and structural properties, castability, machinability and weldability are discussed to characterize the practical applicability of these alloys for producers and users of such cast components. Laboratory corrosion tests in boiling nitric acid between 50 and 98 wt% prove the superior resistance of the Si-bearing alloys in the 90% and 98% acid compared to standard CrNi-steels without Si. Comparative field tests with cast pump impellers and casings confirm the very good corrosion resistance of the Si-bearing alloys in highly concentrated nitric acid under service conditions.Es werden drei Modifikationen von hochlegierten GuDstahlen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt vorgestellt, die zwischen 15 vnd 20% Chrom, 13% Ni und zwischen 4,5 und 6,5% Silizium enthalten und als Pumpen-und Armaturenwerkstoffe in Salpetersaure verwendet werden konnen. Mechanisch-technologische Eigenschaften, Gefiige, Giell-, Bearbeit-und Schweillbarkeit werden im Hinblick auf praktische Anwendung dieser Legierungen fur Hersteller und Verwender diskutiert. Korrosionstests im Labor in siedender Salpetersaure in Konzentrationsbereich von 50 bis 98 Gew.-% belegen die uberlegene Bestandigkeit der Si-haltigen Legierungen in 90 und 98%-iger Saure im Vergleich zu iiblichen CrNi-Stahlen ohne Silizium. Langjahrige Betnebserfahrungen mit gegossenen Pumpenlaufradern und -gehausen bestatigen die im Labor gefundene sehr gute Korrosionsbestandigkeit dieser Si-haltigen Stahle in. hochkonzentrierter Salpetersaure auch im praktischen Einsatz.