DE1558508A1 - Verwendung eines martensitaushaertbaren Chrom-Nickel-Stahls - Google Patents
Verwendung eines martensitaushaertbaren Chrom-Nickel-StahlsInfo
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International Nickel Limited, (Dhames House, Millbank,
S0 W. 1, England
"Verwendung eines martensitaushärtbaren Chrom-Nickel-Stahls"
Die Erfindung "besieht sich auf die Verwendung von
Stählen mit außergewöhnlich guter Zähigkeits Festigkeit,
Dehnung und Korrosionsbeständigkeit einschließlich der SpannungsrisskOrrosion
in maritimer Atmosphäre»
I1Ur eine Reihe von Vsrwendungszif ecken sind die
höchsten heutzutage erreichbaren Festigkeiten nicht erfordern ch9 doh* es sind Q?2$-Streekgrenzen von 105 bis 141
kg/mm ausreichende Auf die Verwendung derartiger Stähle
bezieht sich die vorliegende Erfindung« £rots zahlreicher
Versuche zur Schaffung von Stählen mit einer verbesserten Zähigkeit ρ insbesondere Kerbschlagzähigkeit9 ist es bislang
nicht gelungen .j Stähle mit außergewöhnlich guter Zähigkeit
und den oben erwähnten !Festigkeiten bei gleichseitig angemessener Dehnung und Korrosionsbeständigkeit zu
schaffen= '
0098 Ib/0761
Im allgemeinen fällt die Zähigkeit eines Stahls mit steigender Festigkeit, unabhängig davon, auf welche
Weise die Festigkeitserhöhung erreicht wird. Darüber hinaus
bewirken Haßnahmen, die eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit ergeben, häufig eine Beeinträchtigung anderer
Werkstoffeigenschaften. Außerdem besitzt ein Stahl mit guter
Zähigkeit gleichzeitig auch eine sich in den Dehnungswerten und der Einschnürung beim Zugversuch zeigende gute
Duktilität, was umgekehrt jedoch nicht der Fall ist»
So ist beispielsweise bei einem Stahl mit einer 0,2^-Streckgrenze von etwa 105 bis 141 kg/mm die Zugfestigkeit
verhältnismäßig unwichtig, da die konstruktiven Berechnungen im allgemeinen auf der Streckgrenze fußen. Dennoch
sollte das Verhältnis von Streckgrenze zu Zugfestigkeit nicht unter 0,9 liegen.
Die Bedeutung der Zähigkeit ergibt sich daraus, daß ein Stahl bei gegebener Streckgrenze in der Lage sein
sollte, ein bestimmtes Minimum an Schlagenergie zu absor-
0 bieren, d.h. ein Stahl mit einer Streckgrenze von 105 kg/mm
sollte eine Kerbschlagzähigkeit (nach Charpy) von mindestens 9,7 kgm,bei einer Streckgrenze von 112 kg/mm von mindestens
8,3 kgm und bei einer Streckgrenze von 120 kg/mm eine Kerb-Schlagzähigkeit
-on mindestens 6,9 kgm besitzen. Für die Kerbschlagversuche müssen gekerbte Proben benutzt werden,
da die an glatten Proben ermittelten Yersuchsergebnisse
009815/0761 BAD ORIGINAL
nicht hinreichend zuverlässig oder signifikant sind. Darüber hinaus muß sich die minimale Kerbschlagzähigkeit auch
bei einer Flachprobe mit einer Dicke von etwa 12 mm oder
mehr zeigen, da Proben aus einem Knüppel oder Draht zumeist höhere Werte ergeben. Schließlich sollte bei einem nur in
einer.Richtung gewalzten Stahl die Achse der Proben quer zur Walzrichtung verlaufen» da in lialzrichtung liegende
Proben häufig zu höheren Kerbschlagzähigkeiten führen.
Bei einer Streckgrenze von. 105 kg/mm sollte der Stahl eine Dehnung von mindestens 50vj, vorzugsweise von
mindestens 20$ bei einer Einschnürung von mindestens 60/t
besitzen.
Außerdem sollte ein solcher Stahl eine gute Beständigkeit gegen die verschiedensten korrodierenden Medien,
insbesondere gegen Spannungsrißkorrosion bei uer üblichen
Bügelprobe in maritimer Atmosphäre besitzen. Bei diesem Versuch wurde festgestellt, daß ähnliche, jedoch nicht
unter die Erfindung fallende Stähle stärker zur Spannungsrißkorrosion
neigten.
Schließlieh sollte es möglich sein, die Stähle in Luft zu erschmelzen und durch ■ einfache Verfahrensmaßna'nmen
die gewünschte Eigensehaftskonbination au erreichen,
unter anderem durch Lösungsglühen und Aushärten, ohne Kaltverformung
oder Tieftemperaturbehandlung sowie ohne Zwischenglühen, d.h. ohne Verfaiirensmsiinahmen, die zu einer
Ko s t e η e rh ö hung führ en.
: " BAD ORIGINAL
0 0 9 8 15/0761
Keiner der bekannten Stähle genügt voll den vorerwähnten Anforderungen. So sind legierte Stähle mit niedrigem
Kohlenstoffgehalt nicht ausreichend korrosionsbeständig und neigen bei dem für die Festigkeit erforderlichen Abschrecken
zu einem starken Verziehen oder Verwerfen.
Austenitische rostfreie Stähle wie beispielsweise die 11AISI 3OO"-Stähle sind zwar sehr korrosionsbeständig und
zäh, besitzen jedoch nur eine geringe Streckgrenze von bei-
'2
spielsweise 25 bis 28 kg/mm , wenn sie nicht kaltverformt worden sind. Außerdem können diese Stähle nicht durch eine Wärmebehandlung gehärtet und verfestigt werden. Im Gegensatz dazu sprechen die martensitischen rostfreien Stähle, beispielsweise die 11AISI 4-00"-Stahle, auf eine Wärmebehandlung an und besitzen eine hohe Festigkeit, jedoch eine mangelhafte Zähigkeit.
spielsweise 25 bis 28 kg/mm , wenn sie nicht kaltverformt worden sind. Außerdem können diese Stähle nicht durch eine Wärmebehandlung gehärtet und verfestigt werden. Im Gegensatz dazu sprechen die martensitischen rostfreien Stähle, beispielsweise die 11AISI 4-00"-Stahle, auf eine Wärmebehandlung an und besitzen eine hohe Festigkeit, jedoch eine mangelhafte Zähigkeit.
Die sogenannten ausscheidungshärtbaren Stähle einschließlich
der rostfreien Stähle können zwar durch Verformen oder eine andere Behandlung ausreichend verfestigt werden,
besitzen dafür aber eine unzureichende Zähigkeit.
Als martensitaushärtbare Stähle, d.h. als Stähle,
die- im martensitischen Zustand ausgehärtet werden können, sind Stähle mit im wesentlichen 9,5 bis 13,5$ Nickel, 2,5
bis 8$ Chrom, 1,9 bis 4,2$ Molybdän, bis 0,3$ Titan, 0,05
bis 4$ Aluminium, 0 bis 0,5$ Silizium und 0 bis 0,25$ Mangan,
Rest Eisen bekannt. Hinsichtlich dieser Stähle war man bis-
0098 15/076 1
lang der Auffassung, daß eine Erhöhung des Chromgehaltes
zu einer beträchtlichen Verringerung der Zähigkeit führen
würde, so daß der Ghromgehalt im Hinblick auf eine optimale Kombination von !Festigkeit und Zähigkeit 5? 5$ nicht überschreiten
sollte» Die vorliegende Erfindung basiert nun auf
der überraschenden Feststellung? daß bei den oben erwähnten
Stählen auch höhere Ghromgehalte" ohne merkliche Verringerung
der Zähigkeit vorliegen können, vorausgesetzt, daß die G-ehaXte an,Iiekel, Molybdän, Aluminiums Titan, Kohlenstoff,
Mangan und Silizium entsprechend eingestellt und innerhalb sehr enger Gehaltsgrenaen gehalten werden»
Erfindungsgemäß wird daher wegen seiner ausgezeichneten
Kombination von Festigkeit,, Zähigkeit, Duktilität
und Korrosionsb-estänäig&sit ein Ohrosi-Mickel-Stahl mit
8975 bis 11 „5$ Chrom, 124 bis 3925$ Molybdän, 8 bis 11$
lickel bei einem Q-esamtgehalt an Ghrosis Molybdän und lioissl
von 20 bis 2393fos 091 bis O2 65$ Aluminium und/oder Sltan
bei eine® ÖS4$. nicht übersteigendem Aluminiumgehalt unä
einem maximalen Ei tangehalt von 0-g3/^sbis O9 04$ Kohlenstoff,
0 bis 0,5$ Mangaris 0 bia 0s5$ SiIiSiUm5 0 bis O5, !$'Zirkonium und 0 bis 0c01$ Bor9 Esst Eisan einseiiließlieil ©s3=
schmelsungsbeding"fe©r Verunreinigungen "vorgeschlageil D Außer
den genannten Elementen kann der vorgeschlagene Stahl auch
noch eines oder mehrer© der Elemente Beryllium3 Vanadin,,
Tantal und X'Jolfraa.bis au eines Hd'ahstgQhalt von 2$ bei Ein·=·
zeig ©halten- You Q9 2$ B©rylliua," 1$ ¥ssiaaia<, 0D8$S Saatal uaä
1?S WolfraiB enthalt©a«
003815/0 761 OMffiNAL ΙΝβΡΗΠΗ)
Zu den üblichen Verunreinigungen des vorgeschlagenen Stahles gehören, Schwefel, Phosphor, Wasserstoff,
Sauerstoff und Stickstoff, deren Gehalte jedoch so niedrig wie möglich liegen sollten. Außerdem kann der Stahl noch andere
Verunreinigungen wie Desoxydationsrückstände und Raffinationselemente sowie geringe Gehalte an Kupfer und Kobalt
enthalten, die keine Wirkung auf die mechanischen Eigenschaften besitzen.
Unter den für den vorgeschlagenen Stahl wesentlichen
Elementen sollte der Chromgehalt nicht unter 8,75# liegen
und vorzugsweise mindestens 9# oder besser noch mindestens
9,75$ betragen, um dem Stahl eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit
zu verleihen. Liegt der Chromgehalt jedoch merklich über 11,5$, so besteht die Gefahr, daß beim
Abkühlen nach dem Lösungsglühen eine unerwünschte Menge Restaustenit auftritt oder sich beim Aushärten bildet, wodurch
die Streckgrenze des Stahls beeinträchtigt wird.
Der Nickelgehalt beträgt mindestens 8%, vorzugsweise
mindestens 9,5^, um eine· hohe Festigkeit sicherzustellen.
Andererseits führen, ähnlich wie beim Chromgehalt, zu hohe Nickelgehalte zu Auftreten von Restaustenit oder zur
Rückumwandlung in den austenitischen Zustand, so daß der
Nickelgehalt vorzugsweise 10,5$, allenfalls jedoch 11$ nicht
übersteigt. Innerhalb der angegebenen Gehaltsgrenzen verleiht Nickel dem vorgeschlagenen Stahl eine außergewöhnlich
ORIGUNAL INSPECTED 009815/0761
gute Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise bei -1850C und darunter.
Molybdän trägt zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit bei, besitzt jedoch auch sonct eine gute Wirkung.
In Kombination mit Titan und Aluminium erhöht Molybdän die zulässige Höchstgrenze für Schwefel und Stickstoff,
80 daß der vorgeschlagene Stahl in Luft anstatt unter Vakuum erschmolzen werden kann· Molydängehalte, die merklich unter
1,5% liegen, führen zu einem Verlust, an Festigkeit und Zähigkeit,
so daß der Stahl 1,4% Molybdän enthalten muß. Molybdängehalte über 3,25% führen dagegen zu Schwierigkeiten hinsichtlich
eines vollständigen martensitischen Gefüges, wenn
die Gehalte an Nickel und Chrom im Bereich der Höchstgehalte liegen. Der Gesamtgehalt an Chrom, Nickel und Molybdän darf
23»5% nicht übersteigen, da sich Lonst unerwünschte Mengen
Austenit bilden und die Streckgrenze merklich beeinträchtigt wird.
Die Gehalte an Aluminium und Titan müssen sorgfältig eingestellt'werden. Es wurde nämlich festgestellt,
daß ein Aluminrumgehalt von 0,9% die charakteristischen Eigenschaften eines sonst zufriedenstellenden Stahles völlig
beseitigt. Auch Aluminiumgehalte von 0,5 bis 0,6% sind nachteilig. Demzufolge darf der Aluminiumgehalt, obgleich Aluminium
und/oder Titan im Hinblick auf eine angemessene Festigkeit und zur Verringerung des schädlichen Einflusses von
009815/0761
Schwefel und Stickstoff oder dergleichen vorhanden sein muß,
0,4?6 nicht übersteigen und beträgt vorzugsweise 0,1 bis 0,35$·
Der Titangehalt darf 0,3S^ nicht übersteigen und beträgt vorzugsweise
0,1 bis 0,25$, während der Gesamtgehalt an Aluminium und Titan 0,655* nicht übersteigen darf. Im Hinblick
auf optimale Eigenschaften enthält der vorgeschlagene Stahl mindestens je 0,05$ Aluminium und Titan bei einem Gesamtgehalt
von 0,25 bis 0,5$.
Kohlenstoff, Mangan und Silizium beeinträchtigen die Zähigkeit merklich, selbst 0,04$ Kohlenstoff und je
0,5$ Mangan und Silizium verhindern bereits optimale mechanische
Eigenschaften. Um diesen Nachteil zu beseitigen, sollte der Kohlenstoffgehalt 0,03$, vorzugsweise 0,02$ nicht
übersteigen, während die Gehalte an Mangan und Silizium vorteilhaft
erweife je 0,25$ nicht übersteigen und vorzugsweise
unter je 0,1$ liegen.
Die Gehalte an Zirkonium und Bor sollten 0,1$ bzw. 0,01$ nicht übersteigen und liegen vorzugsweise nicht über
0,01 bzw. 0,0015$, cia diese Elemente die Zähigkeit des
Stahls beeinträchtigen.
Im Hinblick auf eine optimale Eigenschaftskombination
enthält der vorgeschlagene Stahl 10 bis 11$ Chrom, 1,5 bis 2,25$ Molybdän, 9,5 bis 10,5$ Nickel bei einem Gesamtgehalt
an Chrom, Molybdän und Nickel von höchstens 23$, 0,15 bis 0,35$ Aluminium, 0,1 bis 0,25$ Titan bei einem Ge-
00981B/0761 BAD ORIGINAL
ssiatgeiialt an Äliamiiiium und OJitan von hSScfosatens O 9 5$9 bis
O9 02$ Kohlenstoff, 0 bis O5I^ Mangan umd 0 bis O01# Silicium9
Rest Eisen einschließlich ersehmelgiingsbedingter Verunreini~
gungeiu ·
Um optimale Eigenschaften au erreiehen9 sollte
der Stahl unter Vakuum ©rsehmolsen wer&ass, wenngleieh eich,
was besonders vorteilhaft ists a«.sr®ichesi.do meofeaaisciia Iigensohaftan
auch beim Sclmelzen in Luft ersielen lassezio
¥orsugsw®ise werden Begiermigsmittel Terliältaismäßig iioher
Eeinheit verwandt9 doch Icann. beim Srsehmelaea auch Schrott
eingesetzt werden-, vorausgesetzts daß sein© Zusammensetzting
übermraeht
' lach de» SE?schmelsea ©iaer Baaissohaielae aus Molyb
dän, nickel VLIL& Eisen wird asu Hai.® äms EQchperiod© öJaroii
zugegeben» Zur Entschwefelung !cam ICaisii?a ododglo sug©·=
setzt werd©ns doch ist dies bei® fateaiHseiiaelaeB aiölat se1=
forderliche 2ur Desoxydation können Silicium oder Siliko-Mangan"
verwendet werden0 ifaßh der D®i3©2J3röatiom werden
Bäinium und/oder Sitaa
G-egossee.® Block© aus Sea irorgesslalagenea Btslil
sollten sunächst durch @in lmsgleichsgiüla@a. bsi 150 feie
-126O0C homogenisiert und anschließend [email protected] sowie ge
gebenenfalls auch kaltg©walst w©2?fi©Hö Ein solehes Kaltwalzen
di©at jodeca aislit dasi3.s ln©stipai5G_®ig@aB©liafteii<, ins-
©is® gmt© feotiglcoiii sm ©rsQmgoao- Bio
!INSPECTED
Walztemperatür liegt bei 980 bis 1O95°C bei einer Endtemperatur
von 815 bis 9250C.
Nach dem Warmwalzen wird die Stahllegierung vorzugsweise
bei'einer Temperatur lösungsgeglüht, die ausreichend
hoch ist, um eine Rekristallisation des Walzgefüges zu erreichen· Diese Temperatur liegt bei 760 bis 925°C, wobei
eine Haltezeit von bis 4 Stunden ausreichend istc Die
Grlühtemperatur kann auch bis 1040 G oder mehr betragen, doch
sind derartig hohe Glühtemperaturen nicht zu empfehlen, da eine Kornvergröberung mit einer Erhöung der Empfindlichkeit
gegen Spannungskorrosion auftreten icann» Daß Lösungsglühen
ist nicht unerläßlich, empfiehlt sich jedoch wegen der dadurch erzielbaren guten Resultate. Ein Abkühlen auf Raumtemperatur
nach dem Lösungsglühen führt zu einer vollständigen Umwandlung des &efüges zu Martensit; so daß weder eine Tieftemperaturbehandlung
noch eine besondere Wärmebehandlung erforderlich sind, obwohl derartige Sonderbehanalungen ohne
weiteres angewandt werden können. Vielmehr ist nach aem Lösungsglühen
im Hinblick auf die gewünschten mechanischen Eigenschaften lediglich ein einfaches Aushärten von 1 bis 24
Stunden bei 425 bis 54O0C erforderlich, wobei längere Glükzeiten
bei niedrigen Temperaturen erforderlich sind. Ein Aushärten bei Temperaturen über 54O0C kann zu einer unerwünschten
Rückumwandlung des Gefüges in Austenit führen. Besondere günstig ist ein Aushärten bei 455 bis 510cC beispieleweise
bei 48O0C.
BAD ORIGINAL 009815/0761
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele des näheren erläutert.
In Tabelle I sind die Zusammensetzungen der erfindungegemäßen
Stähle 1 bis θ zusammen mit den Stählen A bis D, die nicht unter die Erfindung lallen, aufgeführt.
In jedem Falle bestand der Legierungsrest aus Eisen und üblichen Verunreinigungen.
Die Stähle wurden im Vakuuminduktionsofen erschmolzen
und die gegossenen Blöcke bis auf eine Dicke von 16 mm warmgewalzt", wobei das Walzen in einer Richtung erfolgte.
Nach dem Warmwalzen wurden die Stähle eine Stunde bei 8150C lösungsgeglüht, in Luft abgekühlt und dann drei '
Stui.den bei 4800C ausgehärtet.
Tabelle I
itahl Or :;c Ki Al Ti C Mn Si S P
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O jj» t*
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OL
1y
Gl,
Ό
yO
yo
ύο
yO
/O
JO
yo
7© Jo
O.OO6 0.053 0.024 0.0018 O.OO3
0.004 0.073 0.10 0.0060 0.001
0.004 Ο.Ο52 0.024 0.0034 0.001
0.002 0.049 Ο.Ο29 0.0024 0*002
0.007 0.080 0.12 Ο.ΟΟ23 ^0.001
0.028 0.072 0.04 0.0016 ^0.001
0.011 0.076 0.05 0.0049 ^O.uO1
0.007 0.069 0.11 Ο.ΟΟ54 O.CO3
0.047 -
0.005 0.066 0.11 0.0055 ^0.001
0.008 0.080 0.12 0.0023 ^0.001
0.0*1 0.024 0.048 0.0029 ^0.001
O · i | . .- | 10.2 | 0,3b | 0.Ü8 | |
10.4 | 10.4 | 0.17 | 0.24 | ||
10.- | • tr | Ί C . 2 | 0.35 | 0.17 | |
\ | 10. · | '■- .3 | 0.09 | 0.09 | |
5 | b. 9 | 3.25 | Ö.35 | 0.25 | 0.20 |
6 | 8.Q | 3.2. | 8.45 | 0.15 | Ο.23 |
7 | 9.4 | 2.05 | 10.7 | 0.27 | 0.22 |
8 | 11.3 | 2.05 | 10.3 | 0.24 | 0.23 |
A | 12.0 | 3.2 | 9.9 | 0.37 | O.I9 |
B | 9.1 | 3,25 | 12.1 | 0.2 | 0.24 |
O | 9.O | 3.0 | 8.5 | O.9O | Ο.23 |
D | -11.5 | 10.2 | 0.41 | 0.12 | |
GOPY 0 0 9 8 ι b / Ü 7 6 1
BAD OHiClNAL
Bei den Versuchen, deren Ergebnisse in Tabelle II zusammengestellt sind, wurden die 0,256-Streckgrenze, die
Zugfestigkeit, die Dehnung, bezogen auf eine Einheitslänge
von 12,5 mm, die Einschnürung und die Kerbschlagzähigkeit nach Charpy bestimmt. Die Zugfestigkeiten wurden an Proben
in Längsrichtung· festgestellt, während die Kerbschlagversuche
an Querproben bei Raumtemperatur durchgeführt wurden·
0,296-S tr eck grenz e9 (kg/mm^) |
Tab | eile | II | Kerbs chlag- zähigkeit |
|
122 | t | 13,0 | |||
Stahl | 126 | Zugfestigkeit (kg/mm2) |
Dehnung | Einschnü rung |
10,3 |
1 | 127 | 126 | 17 | 70 | 7,2 |
CVJ | 105 | 128 | 15 | 70 | 20,8 |
3 | 120 | 133 | 16 | 68 | 11,3 |
4 | 118 | 108 | 20 | 75 | 15,8 |
5 | 130 | 121 | 18 | 71 | 8,9 |
6 | 123 | 120 | 17 | 73 | 8,0 |
7 | 93 | 131 | 15 | 67 | 9,0 |
8 | 98 | 125 | 15 | 65 | 8,4 |
A | 149 | 110 | 26 | 70 | 0,3 |
B | 104 | 107 | 19 | 72 | 8,7 |
C | 156 | 12 | 40 | ||
D | 111 | 22 | 75 | ||
009815/0761
Die Versuchsergebnisse der Tabelle II zeigen deutlich die ausgezeichnete Kombination von Festigkeit und Zähigkeit
der erfindungsgemäßen Stähle im Vergleich zu den herkömmlichen Stählen A bis D. So besitzt der Stahl A mit 12$
Chrom und 0,047$ Kohlenstoff eine niedrige Streckgrenze, während
der erfindungsgemäße Stahl 1 trotz einer um 14 kg/mm
höheren Streckgrenze eine um etwa 4 kgm höhere Kerbschlagzähigkeit
besitzt·
Natürlich ist es nicht ausreichend, allein den Chromgehalt der bekannten martensitaushärtbaren Stähle zu
erhöhen.
In ähnlicher Weise besitzt der Stahl B mit einem Nickelgehalt von 12,1$ und im übrigen mit den Stählen 5 und
7 übereinstimmender Zusammensetzung eine um 21 bis 32 kg/mm
geringere Streckgrenze als die Stähle 5 und 7· Außerdem zeigt der Stahl B keinen vergleichbaren Anstieg der Kerbschlagzähigkeit
O
Die an Stahl C ermittelten Werte, insbesondere
dessen KerbsohlagZähigkeit von nur 0,28 kgm, zeigen den
außerordentlich schädlichen Einfluß zu hoher Aluminiumgehalte und beweisen die Tatsache, daß eine' gute Dehnung
nicht notwendigerweise auch mit einer entsprechenden Zähigkeit"
,verbunden ist·
Unter den Terwendungszwecken,- für die sich der
vorgeschlagene Stahl in besonderem Maße eignet, sind vor
009815/0761 ^
allem Behälter für die Hydrolyse zu nenen. Für Versuchszwecke wurde ein Blech des Suahls 8 in einen Hydrolyse-Behälter
eingehängt und auf uiese V.'eise 500 Stunden lang einer Wasserstoffatmosphäre von 40O0C und einem Druck von
0,7 kg/mm ausgesetzt. Anschließend wurde das Blech bei Raumtemperatur untersucht, um insbesondere den Grad seiner
Wasserstoffversprö'dung im Kerbschlagversuch festzustellen.
Es wurde festgestellt, daß die Streckgrenze der Probe auf HO kg/mm , die Zugfestigkeit auf 144 kg/mm stieg. Die Dehnung
der Blechprobe betrug 10$ und die Einschnürung 42%. Die
sich als Durchschnitt von drei Kerbschlagversuchen ergebende Kerbschlagzähigkeit lag bei 5,4 kgm. Das Aussehen der
Probe war darüber hinaus ausgezeichnet. Somit beweist dieser Versuch, aaß die Legierung 8 für den erwähnten "Verwendungszweck
außerordentlich gut geeignet iste In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß die herkömmlichen : ■
Hydrolyse-Behälter vor Gebrauch eine Streckgrenze von etwa/"-'
70 kg/mm bei einer Kerbschlagzähigkeit von 2,1 kgm besitzen· Darüber hinaus sind die Behälter im allgemeinen zum 3chu¥zir'
gegen Korrosion mit einem rostfreien Stahl ausgekreidet']"-::m:
Eine derartige Auskleidung führt zu einer beträchtlich^^''*
Wanddicke und damit zu einer Erhöhung "'der Wärmeverluste. Bei
Verwendung des vorgeschlagenen Stahles treten'derartige
Wanddicken und Wärmeverluste dagegen nicht auf. '
Um den Widerstand gegen Spannungsrißkorrosion zu ermitteln, wurden je zwei U-fÖrmige Bügelproben der Stähle
BAD 009815/0761
2, 6, 7 und 8 in Seewasser und maritimer Atmosphäre 250
Tage geprüft, ohne daß sich irgendwelche Fehler zeigten. Bei einer Bügelprobe mit Dreipunktlagerung wurden Proben
der Stähle 2, 7 und θ bei einer Belastung von 90% der Streckgrenze
in 3»5%iger NaCl-Lösung geprüft. Nach 100 Tagen wurden
die Versuche abgebrochen, ohne daß eich bis dahin irgendwelche Fehler gezeigt hatten. Biegeversuche mit U-förmigen
Proben wurden an Probestücken der Stähle 2, 7 und 8 in industrieller Atmosphäre durchgeführt, bei denen sich jedoch
nach 215 Tagen noch keine Fehler oder eine Oberflächenkorrosion zeigte.
Um die mechanischen Eigenschaften der vorgeschlagenen
Legierung beim Erschmelzen in Luft zu veranschaulichen, wurde eine 14 kg-Schmelze eines Stahles mit 10,2 % Chrom,
2,159^ Molybdän, 10,45* Nickel, 0,08% Aluminium, 0,14% Titan,
0,03% Kohlenstoff und 0,0034% Schwefel hergestellt, die einen angenommenen Stickstoffgehalt von 0,0035 bis 0,005%
besaß. Die Legierung wurde bis auf eine Stärke von 16 mm in einer Richtung gewalzt, eine Stunde bei 8150O geglüht und
anschließend drei Stunden bei 4800C ausgehärtet. Die Streckgrenze
dieser Legierung betrug 110 kg/mm bei einer in Querrichtung
gemessenen Kerbschlagsähigkeit von. 11,7 kgm. Die
vorstehenden Werte veranschaulichen, daß der vorgeschlagene
Stahl auch in Luft erschmolzen werden kann und trotzdem ausreichende
mechanische Eigenschaften besitzt, vorausgesetzt,
009815/0761
daß der Schmelzprozeß sorgfältig durchgeführt wird.
Der martensitaushärtbare Stahl nach der Erfindung ist wegen seiner hohen Festigkeit, Zähigkeit und guten
Korrosionsbeständigkeit für die verschiedensten Verwendungszwecke geeignet, insbesondere für Band, Knüppel,
Draht und Bleche sowie, ^ür Grobbleche zum Herstellen von
Gegenständen, die ähnlichen Anforderungen genügen müssen, wie Druckkessel."
009815/0761
Claims (1)
- International Nickel Limited, Thames House, Millbank,London, S. We 1, EnglandPatentansprüche i1· Verwendung eines martensitaushärtbaren Chrom-Nickel-Stahls mit 8,75 bis 11,5$ Chrom, 1,4 bis 3,25$ Molybdän, 8 bis 11$ Nickel bei einem Gesamtgehalt an Chrom, Molybdän und Nickel von 20 bis 23,5$, höchstens 0,4$ Titan und/oder höchstens 0,3$ Aluminium bei einem Gesamtgehalt an Aluminium und Titan von 0,1 bis 0,65$, bis, 0,04$ Kohlenstoff, 0 bis 0,5$ Mangan, 0 bis 0,5$ Silizium, 0 bis 0,1$ Zirkonium, 0 bis 0,01$ Bor, 0 bis 0,2$ Beryllium, 0 bis 1$ Vanadin, 0 bis 0,8$ Tantal und 0 bis 1$ Wolfram bei einem Gesamtgehalt an Beryllium, Vanadin, Tantal und Wolfram von höchstens 2$, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Eisen, als Werkstoff für Gegenstände, die neben einerKerbschlagzähigkeit von mindestens 12 kg/mm und einer Streck-grenze von 105 kg/mm eine gute Korrosionsbeständigkeit besitzen müssen»2ο Verwendung eines Stahls nach Anspruch 1, dessen Chromgehalt jedoch mindestens 9$ und dessen Nickelgehalt höchstens 10,5$ beträgt, für den Zweck nach Anspruch 1o-Verwendung eines Stahl© nach den.Ansprüohen 1 und 2, dessen-.■·.·' . -■ ■ /ORIGK-JAL INSPECTED - :003815/0761 - ·1558538Chromgehalt jedoch mindestens 9>75$ und dessen Nickelgehalt mindestens 9»5$ beträgt, für den Zweck nach Anspruch4. Verwendung eines Stahls nach den Ansprüchen 1 bis 3» der jedoch mindestens je 0,05$ Aluminium und Titan enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.5· Verwendung eines Stahls nach den Ansprüchen 1 bis 4» der jedoch höchstens 0,03$ Kohlenstoff und je 0 bis 0,25$ Mangan und Silizium enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.6. Verwendung eines Stahls nach Anspruch 1 mit 10 bis 1196
Chrom, 1,5 bis 2,25$ Molybdän, 9,5 bis 10,5$ Nickel bei
einem Gesamtgehalt an Chrom, Molybdän und Nickel von höchstens 23$, 0,15 bis 0,35$ Aluminium, 0,1 bis 0,25$ Titan bei einem Gesamtgehalt an Aluminium und Titan von höchstens 0,5$, bis 0,02$ Kohlenstoff, 0 bis 0,1$ Hangan und 0 bis 0,1$ Silizium, Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen, für den Zweck nach Anspruch 1.7· Verwendung eines Stahls nach den Ansprüchen 1 bis 6, dessen Borgehalt jedoch 0,0015$ und dessen Zirkoniumgehalt höchstens 0,01$ nicht übersteigt, für den Zweck nach Anspruch 1.8. Verwendung eines Stahls nach den Ansprüchen 1 bis 7, der vier Stunden bei 760 bis 925°C lösungsg-eglüht und anschließend 1 bis 24 Stunden bei 425 bis 54O0C ausgehärtet worden ist j für den Zweck nach Anspruch 1.BAD ORIGINAL 009815/0761
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