DE1558508A1

DE1558508A1 - Verwendung eines martensitaushaertbaren Chrom-Nickel-Stahls

Info

Publication number: DE1558508A1
Application number: DE19671558508
Authority: DE
Inventors: Sadowski Edward Peter
Original assignee: Inco Ltd
Current assignee: Inco Ltd
Priority date: 1966-03-01
Filing date: 1967-02-28
Publication date: 1970-04-09
Also published as: NL6702778A; DE1558508B2; US3594158A; FR1512858A; FR94951E; GB1128284A; BE713336A; SE310267B; BE694836A; GB1153968A

Description

Dr.-lng. G. Eichenberg _{4 D{jsse|dorf<
den} 27

Dipl.-lng. H.Sauerland cediienaiiee η

Patentanwälte

Bank-Konto: 1558508

Deutsche Bank AG., Filiale Düsseldorf

Postscheck-Konto: Essen 8734

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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 Zähigkeit_s 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= '

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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

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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.

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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.

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-

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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 Ghrosi_s Molybdän und lioissl von 20 bis 23₉3fo_s 0₉1 bis O₂ 65$ Aluminium und/oder Sltan bei eine® Ö_S4$. nicht übersteigendem Aluminiumgehalt unä einem maximalen Ei tangehalt von 0-_g3/^_sbis O₉ 04$ Kohlenstoff, 0 bis 0,5$ Mangar_is 0 bia 0_s5$ SiIiSiUm₅ 0 bis O₅, !$'Zirkonium und 0 bis 0_c01$ 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<, 0_D8$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

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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

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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-

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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 ist_s 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-, vorausgesetzt_s 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©n_s 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 510^cC beispieleweise bei 48O⁰C.

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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

<. O jj» t* €m ts ci- 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

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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

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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

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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

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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,

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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."

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Claims

International Nickel Limited, Thames House, Millbank,

London, S. We 1, England

Patentansprüche i

1· 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 einer

Kerbschlagzähigkeit 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 - :

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Chromgehalt jedoch mindestens 9>75$ und dessen Nickelgehalt mindestens 9»5$ beträgt, für den Zweck nach Anspruch

4. 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.

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