DE1558711B2 - Verwendung einer Nickel-Chrom-Stahllegierung - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Nickel-Chrom-Stahllegierung mit 29 bis 40% Nickel, 19
bis 25% Chrom, 0,2 bis 0,5% Kohlenstoff und 0,25 bis 1,25% Titan, und im Falle eines Erschmelzens an Luft bis
1% Aluminium, Rest Eisen und als Verunreinigungen bis 0,75% Silizium, bis 1,5% Mangan sowie insgesamt 1%
Niob, Molybdän, Wolfram, Kupfer einzeln oder nebeneinander und höchstens je 0,015% Schwefel und
Phosphor.
Stahllegierungen, die sich beispielsweise zum Herstellen von Rohren und anderen Konstruktionsteilen von
Kraftwerks- und petrochemischen Anlagen, wie beispielsweise Äthylen-Öfen eignen, unterliegen im Gebrauch
bei Temperaturen von 760 bis 10950C einer hohen Belastung. Demzufolge müssen derartige Legierungen
bei diesen Temperaturen eine hohe Kriech- und Bruchfestigkeit besitzen. Hierfür geeignet sind Nickel-Chrom-
öder Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen, die zur Festigkeitserhöhung sowie im Hinblick auf eine
verbesserte Oxydationsbeständigkeit und Härtbarkeit noch andere Elemente, beispielsweise Kobalt, Wolfram,
Molybdän, Niob, Aluminium und Titan enthalten können.
Die bekannten Legierungen besitzen jedoch eine Reihe von Nachteilen; so enthalten sie Elemente, die
teuer und häufig auch knapp sind, oder sie sind, wie beispielsweise die unter der Bezeichnung »HK« und
»HT« bekannten rostfreien Stähle auf die Verwendung für durch Gießen herzustellende Gegenstände beschränkt.
Darüber hinaus verspröden auch manche Legierungen, insbesondere die weniger teuren, vor allem, wenn
sie bei hohen Temperaturen längere Zeit einer Belastung ausgesetzt sind. Schließlich ergeben sich bei
einer Reihe von Legierungen auch Schwierigkeiten beim Schweißen, während andere wiederum im Vakuum
erschmolzen werden müssen, wodurch zusätzliche Kosten entstehen.
Bekannt ist aus der US-PS 19 41648 bereits eine
Bekannt ist aus der US-PS 19 41648 bereits eine
ίο Nickel-Chrom-Stahl-Legierung mit 5 bis 25% Chrom, 5
bis 35% Nickel, höchstens 1,5% Kohlenstoff und 0,3 bis 4,5% Aluminium bekannt. Diese Stahllegierung soll bei
guter Verformbarkeit und Bearbeitbarkeit eine hohe mechanische Festigkeit sowie bei höheren Temperaturen
eine gute Beständigkeit gegen Oberflächenveränderungen und Oxydation besitzen.
Des weiteren ist aus der deutschen Auslegeschrift 10 82 739 eine Chrom-Stahl-Legierung mit 13,7 bis 30%
Chrom, 9 bis 65% Nickel und/oder Mangan, bis 2% Titan sowie mindesens 20% Eisen und/oder Kobalt
bekannt. Diese Stahllegierung soll sich als Werkstoff für Gegenstände eignen, die Betriebstemperaturen von
mindestens 6500C mit zeitweiliger Überhitzung ausgesetzt
sind; sie soll eine hohe und auch im Falle einer Überhitzung bleibende bzw. sich zurückbildende Härte
besitzen. Die französische Patentschrift 9 29 727 beschreibt eine zeitstandfeste Nickel-Chrom-Stahllegierung
mit 5 bis 30% Nickel, 5 bis 30% Chrom, 0,08 bis 1,0% Kohlenstoff, 0,1 bis 2,0% Silizium, 0,1 bis 2,0%
Mangan sow.ie 0,05 bis 10% Wolfram und/oder Molybdän, die unter anderem auch 0,05 bis 15% Titan
enthalten kann.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine verhältnismäßig preiswerte Legierung vorzuschlagen,
die bei hoher Temperatur und Belastung stabil ist, eine hohe Zeitstand- und Bruchfestigkeit besitzt sowie an
Luft erschmolzen und zu großen Blöcken vergossen werden kann, die sich zu dem im Wege einer üblichen
Warmverformung zu Walzprodukten wie beispielsweise Röhren, Bleche, Band, Draht und Knüppel verarbeiten
läßt Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, als Werkstoff für Gegenstände, die wie Konstruktionsteile
von Kraftwerks- und petrochemischen Anlagen nach einem mindestens zweistündigen Glühen bei 1260 bis
12900C bei 8700C und einer Belastung von 8,4 kg/mm2
eine Standzeit von mindestens 200 Stunden besitzen Γ müssen, eine Nickel-Chrom-Stahllegierung mit 29 bis
40% Nickel, 19 bis 25% Chrom, 0,2 bis 0,5% Kohlenstoff und 0,25 bis 1,25% Titan und im Falle eines
Erschmelzens an Luft bis 1 % Aluminium, Rest Eisen und als Verunreinigungen bis 0,75% Silizium, bis 1,5%
Mangan sowie insgesamt 1 % Niob, Molybdän, Wolfram, Kupfer, einzeln oder nebeneinander, und höchstens je
0,015% Schwefel und Phosphor zu verwenden.
Vorzugsweise enthält die Legierung 30 bis 35% Nickel, 19 bis 23% Chrom, 0,2 bis 0,5% Kohlenstoff, 0,35
bis 0,75% Titan, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Eisen. Eine besonders geeignete
Legierung besteht im wesentlichen aus 20% Chrom, 30% Nickel, 0,4% Kohlenstoff und 0,5% Titan.
Anders als bei den bekannten Nickel-Chrom- und Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen, die Titan und/oder
Aluminium enthalten, wird die erfindungsgemäß zu verwendende Legierung durch eine oder mehrere
Karbidphasen verfestigt und scheidet bei der Wärmebehandlung keine Gamma-Phase aus. Die für die Bildung
der Karbidphase bzw. -phasen erforderliche Wärmebehandlung besteht in einem Glühen bei 1260 bis 12900C.
Auch höhere Glühtemperaturen sind zulässig, solange es nicht zu einem Anschmelzen der Legierung kommt.
Ein derartiges Anschmelzen wurde beispielsweise nach einem zweistündigen Glühen bei 1315° C festgestellt.
Die Glühzeit hängt selbstverständlich von der Glühtemperatur ab und beträgt mindestens zwei
Stunden. Bei Temperaturen von 1260° C und mehr
ergibt sich innerhalb dieser Zeitspanne eine volle Verfestigung, während längere Glühzeiten nur zu einer
geringen oder gar keiner Verbesserung führen. Dabei konnte festgestellt werden, daß trotz hoher Glühtemperaturen
die Legierung kein Kornwachstum zeigte. Vorzugsweise wird die Legierung nach dem Glühen
rasch abgekühlt, beispielsweise durch Abschrecken in Wasser oder Luftabkühlung.
Nach einer Glühbehandlung der zuvor erwähnten Art besitzt die vorgeschlagene Legierung bei 8700C und
einer Belastung von 8,4 kg/mm2 eine Standzeit von über 200 Stunden.
Die genaue Einstellung des Chrom- und Nickelgehaltes
ist für eine ausreichende Zunderbeständigkeit und Zeitstandfestigkeit von wesentlicher Bedeutung. Der
Nickelgehalt muß daher mindestens 29% und der Chromgehalt mindestens 19% betragen, um eine
angemessene Zunderbeständigkeit sicherzustellen, im Hinblick auf eine gute Zeitstandfestigkeit darf der
Nickelgehalt 40% und der Chromgehalt 25% nicht übersteigen.
Kohlenstoff und Titan sind für eine wirksame Härtung durch feindisperse Karbide unerläßlich. So
muß die Legierung mindestens 0,2% Kohlenstoff enthalten, wobei jedoch Kohlenstoffgehalte über 0,5%
die Verformbarkeit schwerer Blöcke, beispielsweise mit einem Querschnitt von 50x50 cm und einem Gewicht
von 3970 kg oder von Brammen mit einem Querschnitt von 43 χ 140 cm und einem Gewicht von 7850 kg,
beeinträchtigen.
Titan ist ein wesentliches Legierungselement und muß für eine wirksame Dispersionshärtung in Gehalten
von 0,25 bis 1,25% vorliegen. Vorzugsweise liegt der Titangehalt bei 0,35 bis 0,9 oder 1 %, besser noch bei 0,35
bisO,75%.
Wird die Legierung an Luft erschmolzen, so sollte der Schmelze Aluminium zugesetzt werden, ehe die
Titanzugabe erfolgt, um das Titan vor einer Oxydation zu bewahren. Aus diesem Grunde kann die Legierung
als Desoxydationsrückstand bis 1% Aluminium enthalten.
Die wesentlichen Verunreinigungen üblicher Nickel-Chrom-Eisenlegierungen
sind Silizium und Mangan. So kann auch die vorgeschlagene Legierung bis 0,75%
Silizium enthalten, ohne daß ihre Verformbarkeit oder Schweißbarkeit beeinträchtigt wird. Da nickelhaltiger
Schrott häufig auch Silizium enthält, läßt sich ein derartiger Schrott mit Vorteil beim Erschmelzen der
Legierung einsetzen. In ähnlicher Weise befindet sich auch Mangan im Schrott; die Legierung kann ohne
nachteilige Wirkung bis zu 1,5% Mangan enthalten.
Unter den übrigen Elementen, die als Verunreinigungen
in der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung vorliegen körinen, befinden sich Niob, Molybdän
und Wolfram, die ebenfalls häufig bereits im Schrott enthalten sind. :
Diese Elemente sind jedoch im Hinblick auf die technologischen Eigenschaften der Legierung nicht
erforderlich, können aber in Gehalten bis je 1% vorliegen. Die vorgeschlagene Legierung kann auch mit
dem Schrott eingeführtes Kupfer enthalten. Schwefel und Phosphor sollten besonders überwacht werden, da
ein Höchstgehalt von jeweils 0,015% und vorzugsweise von 0,007% nicht überschritten werden sollte.
Der Gesamtgehalt an Verunreinigungen mit Ausnahme von Mangan und Silizium sollte 1% nicht
übersteigen.
Schwere Blöcke können in üblicher Weise, beispielsweise durch Warmwalzen, Schmieden, Strangpressen
und Kaltwalzen, verformt werden, wobei, falls erforderlich, ein übliches Normalisierungsglühen bei 1040 bis
11500C erfolgt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert
In Tabelle I sind die Zusammensetzungen dreier unter die Erfindung fallender Legierungen aufgeführt, wobei
jede Legierung außerdem noch bis 0,26% Molybdän und höchstens 0,015% Phosphor enthielt Die Legierungen 1
bis 3 wurden im Lichtbogenofen an Luft erschmolzen und durch Zugabe von weniger als 1% des Schmelzgewichtes
Aluminium kurz vor dem Abgießen desoxydiert wonach das Titan zugesetzt wurde. ;
Legie- . | % | % | % .;. | : % | .'·,;.■% '. | ;.."■%■'>:■■'::'": | Λ/ yf,::%/u: .: | .%.'-■;■; | % - |
rung | C | Mn | Fe | S | Si | Cu'·; ; | Ni -;'->:Cr;; ;;' | Al | Ti |
1 | 0,40 | 0,83 | 48,00 | 0,007 | 0,45 | 0,22 | 30,11 , | 19,96 | 0,63 | 0,51 |
2 | 0,39 | 0,83 | 44,80 | 0,007 | 0,38 | 0,32 | 33,87 | 19,38 | 0,30 | 0,52 |
3 | 0,47 | 0,75 | 46,62 | 0,007 | 0,39 | 0,24 | 32,27 \ | 19,23 | 0,42 | 0,52 |
Die Legierungen 1 bis 3 konnten im Temperaturbereich von 925 bis 12600C verformt werden. l>
,0.; > ;■,·!-.>.
: Ein Probestück der Legierung 1 wurde zu einem Rohr mit einem Außendurchmesser von 15,25 cm und einer
Wanddicke von 1,25 cm stranggepreßt Teilstücke,des Rohrs wurden zwei Stunden bei verschiedenen Temperaturen
zwischen. 1177 und 12880C geglüht und in
Wasser abgeschreckt. Anschließend wurden die Proben im Zeitstandversuch bei 8700C.einer Belastung von
8,4 kg/mm2 unterworfen. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle II zusammengestellt und zeigen
deutlich die Erhöhung der Standzeit der Legierung 1 als
Folge des zweistündigen Glühens bei 1260 und 1288° C
Darüber hinaus wurde festgestellt, daß die Legierung
eine; überraschend/; gute Beständigkeit gegen ein Kornwachstum während des Hochtemperaturglühens
besaß. ; :
υ /
Tabelle II | Glühzeit | Kleinste Kriech- | Standzeit | Dehnung | Einschnürung | Durchschnitt |
Glüh | geschwindigkeit | liche Korn | ||||
temperatur | größe | |||||
(h) | (%/h) | (h) | (%) | (%) | (mm) ' | |
(C) | 1 | 7,5 | 2,7 | 89,0 | 83,0 | 0,023 |
1177 | 1 | 2,57 | 5,5 | 63,5 | 74,0 | 0,041 |
1204 | 4 | - | 9,7 | 56,5 | 64,5 | 0,051 |
1204 | 1 | 0,84 | 9,7 | 57,5 | 69,0 | 0,074 |
1232 | 4 | 0,045 | 41,4 | 26,3 | 33,0 | 0,079 |
1232 | 1 | 0,44 | 17,6 | 48,5 | 47,0 | 0,089 |
1246 | 2 | 0,014 | 112,5 | 18,5 | 35,0 | 0,1 |
1246 | 4 | 0,013 | 151,6 | 26,5 ■ | 31,0 | 0,13 |
1246 | 24 | 0,007 | 212,6 | 25,0 | 29,0 | - |
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1288 | ||||||
Beim Glühen der Legieurng zwischen 650 und 870° C, einem Temperaturbereich, dem sie auch in der Praxis
ausgesetzt sind, härtet sie aus, d. h, sie wird härter und fester. Ein außergewöhnlicher Vorteil der vorgeschlagenen
Legierung liegt darin, daß ein längeres Glühen im Bereich der Aushärtungstemperatur zu keiner Versprödung
führt, wie sich aus dem Kurzzeit-Zugversuch und den Kerbschlagversuchen nach Charpy ergab. Außerdem
stellte sich heraus, daß ein längeres Glühen die Zähigkeit der Legierung bei Temperaturen von etwa
760° C, bei der sie anfänglich nur eine geringe Zähigkeit besitzt (den sogenannten Zähigkeitseinbruch) beträchtlich
verbessert wird. Diese Vorteile werden nachfolgend anhand weiterer Versuche veranschaulicht, bei denen
Teilstücke eines stranggepreßten Rohres der Legierung 1 zwei Stunden bei 1275° C geglüht und anschließend in
Wasser abgeschreckt wurden. Die Probestücke wurden dann einem Kurzzeit-Zugversuch bei verschiedenen
Temperaturen unterworfen, dessen Ergebnisse in Tabelle IH zusammengestellt sind.
Die Rohrstücke wurden dann weiterhin 1000 Stunden
bei 760° C geglüht. Anschließend durchgeführte Kurzzeit-Zugversuche an diesen Proben führten zu den in
Tabelle IV zusammengestellten Ergebnissen.
Versuchstemperatur
(X)
0,2%-Streckgrenze
(kg/mm2)
Zugfestigkeit
(kg/mm2)
Dehnung
45 | 30 | 41,1 | 80,0 | 21,0 |
650 | 34,1 | 49,2 | 30,0 | |
760 | 26,7 | 33,4 | 34,0 | |
870 | 19,3 | 22,1 | 34,0 | |
so 980 | 13,4 | 14,4 | 43,0 | |
1095 | 9,1 | 9,1 | 46,0 | |
Versuchstemperatur
0,2%-Streckgrenze
(kg/mm2)
Zugfestigkeit
(kg/mm2)
Dehnung
30 | 27,4 | 68,5 | 37,5 |
650 | 18,6 | 53,1 | 24,0 |
760 | 17,2 | 40,4 | 12,0 |
870 | 15,1 | 18,6 | 37,0 |
980 | 9,0 | 10,9 | 73,0 |
1095 | 5,3 | 6,3 | 96,0 |
Aus Tabelle III ergibt sich, daß die Legierung im
geglühten Zustand bei 760° C einen Zähigkeitseinbruch besitzt, der jedoch durch ein längeres Glühen bei 760° C
gemäß den Ergebnissen der Tabelle IV beseitigt werden kann.'Die Kerbschlagzähigkeit der geglühten Probe
betrug 5,6kgm/cm2. Das lOOOstündige Glühen bei
760° C wirkte sich nur schach auf die Kerbschlagzähigkeit aus, da diese lediglich auf 4,5 kgm/cm2 abfiel.
Die Legierung besitzt eine ausreichende Daüerfestigkeit Dies ergibt sich aus Versuchen, bei denen
warmgewalzter Draht der Legierung 1 eine Stünde lang bei 1260° C geglüht, anschließend in Wasser abgeschreckt
und dann einem Biege-Wechselversuch unterworfen wurde. Die Ergebnisse dieses Versuches sind in
Tabelle V zusammengestellt '■■■':'■
Versuchstemperatur
CQ
Biegewechselfestigkeit (kg/mm2)
ΙΟ3 Wechsel
106 Wechsel 10' Wechsel
108 Wechsel
25
540
650
760
870
980
540
650
760
870
980
33,0 37,3 34,5 29,5 17,6 14,8
26,7 35,9 33,0 28,1 15,5 12,0
Die Ergebnisse der Versuche an Legierung 1 nach einem zweistündigen Glühen bei 1275° C mit anschließendem
Wasserabschrecken, wurden dazu benutzt, den Larson-Miller-Parameter (P) gegen die Belastung
aufzutragen. DerParameterergibtsichaus:
20
P=[T
— + 492
(15 + log O · 10
-3
wobei jTdit; Temperatur in Grad Celsius und t die Zeit in
Stunden ist.
Aus den Kurven ergaben sich die Koordinaten der nachfolgenden Tabelle VI.
Belastung
(kg/mm2)
(kg/mm2)
Parameter (P)
1% plastische
Dehnung
Dehnung
Parameter (P) Bruch
28 | - | 28 |
21 | 28,2 | jO,2 |
17,6 | 29,5 | 31,4 |
14 | 31,1 | 33,0 |
10,5 | 33,0 | 34,8 |
7 | 35,2 | 36,9 |
3,5 | 38,0 | 39,8 |
1,4 | 40,4 | 43,0 |
45
Das Verhältnis von Temperaturparameter zu Abszisse ergibt sich für das Parameterdiagramm aus Tabelle
VII.
Tabelle | VII | Para | Para | Para |
Tempe | Para | meter | meter | meter |
ratur | meter | für | für | für |
für | 1000h . | 10000 h | 100000 h | |
100 h. | Stand | Stand | Stand | |
Stand | zeit | zeit | zeit | |
(0Q | zeit | 29,8 | 31,5 | 33,2 |
650 | 28,2 | 31,6 | 33,4 | 35,2 |
705 | 29,8 | 33,5 | 35,4 | 37,2 |
760 | 31,6 | 35,4 | 37,2 | 39,2 |
815 | 33,3 | 37,1 | 39,2 | 41,2 |
870 | 35,0 | 38,9 | 41,0 | 43,2 |
925 | 36,7 | 40,7 | 42,9 | 45,2 |
980 | 38,4 | |||
50
55
60
65 24,6
34,5
32,3
26,7
13,4
9,8
32,3
26,7
13,4
9,8
23,2
33,7
31,6
26,0
12,0
7,0
33,7
31,6
26,0
12,0
7,0
Tempe | Para | Para | Para | Para |
ratur | meter | meter | meter | meter |
für | für | für | für | |
100 h | 1000 h | 10000 h | 100000 h | |
Stand | Stand | Stand | Stand | |
(0Q | zeit | zeit | zeit | zeit |
40,1
41,8
41,8
42,6
44,3
44,3
44,8
46,7
46,7
47,2
25
30
35
40 Es wurde festgestellt, daß ein achtstündiges Aushärten bei 870°C den 1%-Dehnungsparameter bei 980°C
und 2,8 kg/mm2 von 38,7 auf 39,5 erhöhte.
Die Tatsache, daß ,die Warmfestigkeit der Legierung durch ein Glühen bei etwa 1275° C erhöht wird, läßt sich
zur Zeit noch nicht voll erklären. Röntgenuntersuchungen haben jedoch erwiesen, daß in gewalzten Proben
einer Bramme der Legierung 3 ein Basiskarbid vom Typ M23Q ohne Titankarbid vorlag, während nach einem
zehnstündigen Glühen bei 1260° C ein Basiskarbid vom
Typ M7C3 mit Titankarbid festgestellt wurde. Röntgenversuche an einer anschließend bei etwa 760° C
geglühten Legierung erwiesen, daß die Ausscheidung des NfeCe-Karbids in feindisperser Verteilung im
Grundgefüge vorlag. Welcher Mechanismus trotz der Ausscheidungshärtung durch eine primäre Gamma-Phase
zu der überraschend hohen Zeitstandfestigkeit der vorgeschlagenen Legierung führt, ist nicht bekannt.
Es scheint jedoch, daß ein bestimmter Vorgang einschließlich der Karbide, durch die die hohe
Zeitstandfestigkeit der Legierung bedingt ist, für die vorgeschlagene Legierung eigentümlich ist.
Da die Legierung keine teuren oder selteneren Elemente enthält und in üblicher Weise verformt
werden kann, sind die Verformungskosten sehr gering im Vergleich zu anderen Legierungen ähnlicher
Festigkeit Die erfindungsgemäß zu verwendende Legierung kann unter Schutzgas im Lichtbogen
geschweißt werden, wobei entweder Wolfram oder selbstverzehrende Metallelektroden verwendet werden.
Ein Zusatzdraht geeigneter Zusammensetzung wird dabei verwendet Beste Ergebnisse werden beim
Schweißen eines geglühten Materials erzielt.
Die erfindungsgemäß zu verwendende Legierung ist beim Glühen in oxydierender Atmosphäre zunderbeständig
sowie beständig gegen Aufschwefelung und Aufkohlung sowie gegen den Angriff anderer korrodierender
Medien bei erhöhten Temperaturen. Demzufolge läßt sich die Legierung für zahlreiche Verwendungszwecke
einsetzen, insbesondere für Ofenteile, Glühkörbe und -tröge, Muffeln, Heizröhren, Reformier- und
Krackröhren petrochemischer Werke und für Heißgesenkplatten.
130124/2
Claims (5)
1. Verwendung einer Nickel-Chrom-Stahllegierung aus 29 bis 40% Nickel, 19 bis 25% Chrom, 0,2
bis 0,5% Kohlenstoff, 0,25 bis 1,25% Titan und im Falle eines Erschmelzens an Luft bis 1% Aluminium,
Rest Eisen und als Verunreinigungen bis 0,75% Silizium, bis 1,5% Mangan sowie bis insgesamt 1%
Niob, · Molybdän, Wolfram, Kupfer, einzeln oder nebeneinander,· und höchstens je 0,015% Schwefel
und Phosphor, als Werkstoff für Gegenstände, die wie Konstruktionsteile von Kraftwerks- und petrochemischen
Anlagen und einem mindestens zweistündigen Glühen bei 1260 bis 12900C bis 8700C und
einer Belastung von 8,4 kg/mm2 eine Standzeit von mindestens 200 Stunden besitzen müssen.
2. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1, die jedoch 30 bis 35% Nickel und 19 bis 23% Chrom
enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
3. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1 oder 2, die jedoch 0,35 bis 1,0% Titan enthält, für den
Zweck nach Anspruch 1.
4. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1, die jedoch 30 bis 35% Nickel, 19 bis 23% Chrom, 0,2
bis 0,5% Kohlenstoff und 0,35 bis 0,75% Titan enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
5. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1, die jedoch 20% Chrom, 30% Nickel, 0,4%
Kohlenstoff und 0,5% Titan enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19846117A1 (de) * | 1998-10-07 | 2000-04-13 | Daimler Chrysler Ag | Verwendung eines Werkstoffes mit hoher Materialdämpfung und Zugfestigkeit für ein Bauteil einer schallemittierenden Maschine |
DE19846118A1 (de) * | 1998-10-07 | 2000-04-13 | Daimler Chrysler Ag | Verwendung eines Werkstoffes mit hoher Materialdämpfung für ein Bauteil einer schallemittierenden Maschine |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5040099B1 (de) * | 1971-03-09 | 1975-12-22 | ||
JPS50134914A (de) * | 1974-04-17 | 1975-10-25 | ||
US4086107A (en) * | 1974-05-22 | 1978-04-25 | Nippon Steel Corporation | Heat treatment process of high-carbon chromium-nickel heat-resistant stainless steels |
US4410362A (en) * | 1981-01-12 | 1983-10-18 | Kubota Ltd. | Heat resistant cast iron-nickel-chromium alloy |
JPS596907B2 (ja) * | 1981-01-12 | 1984-02-15 | 株式会社クボタ | 耐熱鋳鋼 |
JPS596910B2 (ja) * | 1981-01-12 | 1984-02-15 | 株式会社クボタ | 耐熱鋳鋼 |
JPS5864359A (ja) * | 1981-10-12 | 1983-04-16 | Kubota Ltd | 耐熱鋳鋼 |
JPS5864361A (ja) * | 1981-10-12 | 1983-04-16 | Kubota Ltd | 耐熱鋳鋼 |
US4784831A (en) * | 1984-11-13 | 1988-11-15 | Inco Alloys International, Inc. | Hiscor alloy |
US8318083B2 (en) * | 2005-12-07 | 2012-11-27 | Ut-Battelle, Llc | Cast heat-resistant austenitic steel with improved temperature creep properties and balanced alloying element additions and methodology for development of the same |
DE102013004905A1 (de) * | 2012-03-23 | 2013-09-26 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | Zunderarmer Vergütungsstahl und Verfahren zur Herstellung eines zunderarmen Bauteils aus diesem Stahl |
JP6144402B1 (ja) * | 2016-10-28 | 2017-06-07 | 株式会社クボタ | 炉床金物用の耐熱鋼 |
CN115404325A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-11-29 | 西安诺博尔稀贵金属材料股份有限公司 | 核电用时效硬化型Ni-Cr-Fe基合金板材的制备方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1941648A (en) * | 1928-04-18 | 1934-01-02 | Percy A E Armstrong | Ferrous alloy |
FR929727A (fr) * | 1944-02-24 | 1948-01-06 | William Jessop Ans Sons Ltd | Acier au nickel-chrome à caractère austénitique |
US2606113A (en) * | 1947-12-20 | 1952-08-05 | Crucible Steel Comany Of Ameri | Age hardening austenitic steel |
US2597173A (en) * | 1951-02-07 | 1952-05-20 | Allegheny Ludlum Steel | Titanium additions to stainless steels |
US2661284A (en) * | 1951-06-27 | 1953-12-01 | Gen Electric | Precipitation hardenable iron base alloy |
US2686116A (en) * | 1952-06-18 | 1954-08-10 | Crucible Steel Company | Age hardening austenitic steel |
DE1082739B (de) * | 1953-05-29 | 1960-06-02 | Nyby Bruk Ab | Verwendung nicht ausscheidungshaertender, ueberhitzungsunempfindlicher Legierungen |
US2813788A (en) * | 1955-12-29 | 1957-11-19 | Int Nickel Co | Nickel-chromium-iron heat resisting alloys |
US2879194A (en) * | 1957-07-12 | 1959-03-24 | Westinghouse Electric Corp | Method of aging iron-base austenitic alloys |
US3184577A (en) * | 1963-01-18 | 1965-05-18 | Int Nickel Co | Welding material for producing welds with low coefficient of expansion |
-
1966
- 1966-02-15 US US527490A patent/US3459539A/en not_active Expired - Lifetime
-
1967
- 1967-01-31 GB GB4722/67A patent/GB1140487A/en not_active Expired
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- 1967-02-15 BE BE694106D patent/BE694106A/xx unknown
- 1967-02-15 SE SE2090/67A patent/SE313443B/xx unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19846117A1 (de) * | 1998-10-07 | 2000-04-13 | Daimler Chrysler Ag | Verwendung eines Werkstoffes mit hoher Materialdämpfung und Zugfestigkeit für ein Bauteil einer schallemittierenden Maschine |
DE19846118A1 (de) * | 1998-10-07 | 2000-04-13 | Daimler Chrysler Ag | Verwendung eines Werkstoffes mit hoher Materialdämpfung für ein Bauteil einer schallemittierenden Maschine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE313443B (de) | 1969-08-11 |
FR1511432A (fr) | 1968-01-26 |
ES336494A1 (es) | 1968-04-01 |
BE694106A (de) | 1967-08-16 |
US3459539A (en) | 1969-08-05 |
AT289171B (de) | 1971-04-13 |
GB1140487A (en) | 1969-01-22 |
NL6702004A (de) | 1967-08-16 |
DE1558711A1 (de) | 1970-04-09 |
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