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Die Erfindung betrifft die Verwendung eines schweißbaren nicht-
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rostenden Stahles mit ferritisch-perlitischem Mischgefüge als Werkstoff
zur Herstellung von Kettengliedern für gerade laufende und kurvengängige Scharnierbandketten
sowie für Laschen- und Rollenketten.
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Für diesen genannten Verwendungszweck kommen üblicherweise nichtrostende
Normstähle in Betracht, die im vergüteten Zustand oder nach einer Kaltverformung
hohe Festigkeiten bei noch ausreichenden Dehnungs- und Zähigkeitseigenschaften erreichen,
gute Korrosionsbeständigkeit aufweisen und zumindest bedingt schweißbar sind.
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Diesen wichtigsten Anforderungen genügt der austenitische Standardstahl
vom Legierungstyp 18/8 CrNi, bzw. 17 7 CrNi (Werkstoff-Nr.
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1.4310), mit gleichzeitig für alle diese Eigenschaften guten Voraussetzungen,
in besonderem Maße. Schwierigkeiten bereitet jedoch bei der Kaltverformung - infolge
der starken Kaltverfestigung - die Einhaltung gleichmäßigr Festigkeitseigenschaften.
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Weitere Schwierigkeiten treten beispielsweise beim Stanzen und bei
Wickeln der Scharnierbandaugen auf, was letztlich auch die Einhaltung der erforderlichen
Toleranzen erschwert. Vor allem jedoch findet dieser hochlegierte Stahl aus preislichen
Gründen nur eine eingeschränkte Verwendung.
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Von den häufiger verwendeten preiswerten nickelfreien Stählen mit
rund 13 % Chrom erreichen die Normstähle mit weitgehend ferritischem Gefüge wie
z.B. die Stähle mit Werkstoff-Nr. 1.4000 (X7 Cr 13) und 1.4512 (X5 Cr Ti 12) im
kaltgewalzten Zustand bei gerade ausreichender Festigkeit nur unbefriedigende Dehnwerte.Obendrein
gelten diese Stähle auch als nur begrenzt korrosionsbeständig.
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Noch weniger befriedigend ist die allgemeine Korrosionsbeständigkeit
der martensitischen 13 %Chrom- Stähle wie beispielsweise beim Normstahl Werkstoff-Nr.
1.4021 (X20 Cr 13), weil im vergütetem Zustand der korrosionschemisch wirksame Chromgehalt
in der Grundmasse durch Ausscheidung chromreicher Karbide noch weiter abgesenkt
wird.
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Stähle dieser Art mit rd. 0,20 % C erreichen in vergütetem Zustand
zwar hohe Festigkeiten bis rd. 1.000 N/mm², die zugehörigen Dehnungswerte bleiben
dann jedoch nur ungenügend. Außerdem ist die Schweißbarkeit auch nur bedingt vorhanden,
weil für Schweißarbeiten ein Vorwärmen und/oder zumindest eine Wärmenachbehandlung
(Anlassen)als zusätzliche Maßnahmen erforderlich werden. Schließlich verlangt auch
die notwendige Glättung der nach Wärmebehandlungen entzunderten Oberflächen noch
weiteren Aufwand.
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Aus der deutschen Patentschrift DE-PS 26 18 305 ist die Verwendung
eines verbesserten Stahles entsprechend dem Normstahl Werkstoff-Nr.
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1.4021 (X20 Cr 13), jedoch mit dem Zusatz von rd. 1 % Nickel, als
Werkstoff für die Herstellung von gerade laufenden und kurvengängigen Scharnierbandketten
bekannt. Im Gegensatz zu dem im vergüteten Zustand zur Anwendung kommenden nickelfreien
Normstahl wird dieser abgewandelte Stahl in weichgeglühtem und abschließend kaltgewalztem
Zustand eingesetzt. Zwar wird dieser Stahl, entsprechend der Patentschrift, gegenüber
dem Normstahl bessere dynamische Eigenschaften (Dauerfestigkeit), erhöhte Korrosionsbeständigkeit
und geringeren Verschleiß aufweisen, jedoch kann eine entscheidende Verbesserung
der beim Normstahl 1.4021 unzureichenden Dehnungswerte sowie der nur bedingten Schweißbarkeit
nicht erwartet werden.
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Marktgängig sind z. Zt. Scharnierbandketten in nichtrostender Ausführung
überwiegend aus 13 % Chrom-Stählen, d.h. insbesondere vom Typ X20 Cr 13 im vergüteten
oder auch geglüht kaltverfestigten Zustand und daneben auch aus X5 CrTi 12 im kaltverfestigten
Zustand, obwohl deren Eigenschaften den gestellten Anforderungen nicht in vollem
Umfang genügen können, wenn solche Ketten einer höheren chemischen Aggressivität
seitens flüssiger und ggf. auch fester Abfüll- und Transportgüter ausgesetzt werden.
Ein wichtiger Grund für die bevorzugte Verwendung dieser preiswerten Stähle liegt
in deren Kostenvorteil und ferner auch in dem Umstand, daß die begrenzte Beständigkeit
dieser nur gerade im wörtlichen Sinn "nicht-rostenden" Stähle nicht nur für lediglich
zu Transportzwecken verwendete Ketten ausreichend ist, sondern auch im Bereich der
Lebensmittelindustrie beispielsweise in Abfüll- und Transportanlagen für Getränke
wie Mineralwässer, Bier, Milchprodukte und andere praktisch säurefreie Wässer und
Flüssigkeiten den Anforderungen genügt.
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Als höher legierte nichtrostende Stähle mit besserer chemischer Beständigkeit
als die 13 % Chrom-Stähle werden auch 17 % Chrom-Stähle für Scharnierbandketten
verwendet.
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Der martensitische Normstahl X 22 CrNi 17 (Werkstoff-Nr. 1.4057) findet
praktisch jedoch nur für Scharnierbolzen Verwendung, die im hartvergüteten (gehärtet
und bei etwa 3000 C angelassen) Zustand mit Festigkeiten über 1.200 N/mm2 (33 HRc)
die erforderliche Verschleißfestigkeit aufweisen.
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Der ferritische Normstahl X 8 Cr 17 (Werkstoff-Nr. 1.4016) muß im
kaltverfestigten Zustand verwendet werden. Ähnlich wie bei den ferritischen 13 %
Chrom-Stählen müssen auch beim Stahl 1.4016 bei der gewählten Verfestigung durch
etwa 15 bis 25 % Kaltverformung entweder bei der angestrebten Höhe der Zugfestigkeiten
und Streckgrenzen oder bei den erforderlichen Dehnungswerten Abstriche gemacht werden.
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Bekanntlich neigen die ferritischen 17 % Chrom-Stähle auch zur Kaltsprödigkeit
bzw. Kerbempfindlichkeit bei niedrigen Temperaturen und schließlich ist der Stahl
1.4016 auch nur bedingt schweißbar, weil die Gefahr der interkristallinen Korrosion
und der Grobkornbildung besteht. Darüber hinaus ist noch zu beachten, daß durch
den Ausglüheffekt der eingebrachten Schweißhitze im Schweißbereich die Kaltverfestigung
praktisch vollständig abgebaut wird und damit örtlich begrenzt Streckgrenzenwerte
von nur rd. 300 N/mm2 auftreten, was Festigkeitseinbußen bei Schweißungen zur Folge
haben kann.
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Aus der deutschen Auslegeschrift DAS 2913532 ist schließlich noch
ein verbesserter Stahl entsprechend etwa dem nichtrostenden Normstahl 1.4016 jedoch
mit Zusatz von rd. 1 % Nickel bekannt, der u.a. auch zur Herstellung von Scharnierband-
und Rollenketten verwendet werden kann.
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Dieser Stahl soll in ähnlicher Weise wie auch der nickelfreie Normstahl
1.4016 nach dem Warmwalzen und Weichglühen anschließend mit einem Verformungsgrad
von 18 bis 25 % kalt umgeformt werden, womit er auf eine Zugfestigkeit von mind.
750 Mm2, vorzugsweise 800 N/mm2 und auf eine 0,2-Grenze über 600 N/mm2 bei Bruchdehnungen
von mindestens 10 % kaltverfestigt wird. Geschweißte Gegenstände aus diesem kaltverfestigten
Stahl sind gemäß der Auslegeschrift im geschweißten Zustand gegen interkristalline
Korrosion beständig. Im Vergleich zu dem nickelfreien 17 % Chrom-Normstahl 1.4016
werden bei diesem abgewandelten Stahl gemäß der Auslegeschrift verbesserte Festigkeitseigenschaften
und ferner erhöhte Dauerfestigkeit gegenüber dem 13 % Chrom-Normstahl (1.4021) im
vergüteten Zustand sowie auch noch gegenüber dem ähnlichen mit 1 % Ni legierten
Stahl im kaltverfestigten Zustand (DE-PS 26 18 305) festgestellt. Eine Verbesserung
der Belastbarkeit von Punktschweißverbindungen wird zwar gegenüber den 13 % Chrom
Stählen 1.4000 (X 7 Cr 13, ferritisch) und 1.4006 (X 10 Cr 13 ferritisch-martensitisch)
nachgewiesen, jedoch sind gegenüber dem kaltverfestigten 1.4016 hinsichtlich der
vorab bereits erwähnten entfestigenden Wirkung der Schweißhitze grundsätzliche Verbesserungen
nicht zu erwarten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für die
Herstellung von Kettengliedern insbesondere für Scharnierbandketten, ferner Laschen-
und Rollenketten, die Verwendung eines schweißbaren nichtrostenden Stahles mit hoher
Festigkeit und 0,2-Grenze sowie ausreichenden Dehnungs- und Zähigkeitseigenschaften
vorzuschlagen, der eine gute Korrosionsbeständigkeit besitzt, im geschweißten Zustand
keine Einbuße der Festigkeitseigenschaften erfährt sowie ohne Wärmenachbehandlung
gegen interkristalline Korrosion beständig ist, eine hohe Oberflächengüte aufweist
und preiswert herzustellen ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß die Verwendung eines
schweißbaren nichtrostenden Stahles mit folgender Zusammensetzung für den eingangs
genannten Zweck vorgeschlagen: bis 0,1 % Kohlenstoff bis 1 S Silizium bis 1 S Mangan
13,0 bis 15,8 S Chrom 0,8 bis 3,0 S Nickel bis 1,5 % Molybdän bis 0,6 S Titan Rest
Eisen mit üblichen Begleitelementen und mit der Maßgabe, daß die Summe Prozent Chrom
und Prozent Molybdän mindestens 14,3 % beträgt.
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Für die Herstellung plattenförmiger Kettenglieder sowie zugehcriger
Anbauteile wie Führungsleisten, Niederhalter und Laschen verwendetes kaltgewalztes
Vorband wird nach dem Weichglühen (Zwischenglühung) um 10 bis 25 % kaltgewalzt und
damit je nach Kaltwalzgrad auf 0,2-Grenzen 2 von mindestens 600 bis 700 N/mm2, Zugfestigkeiten
von mind. 650 bis 750 Nimm2 und Bruchdehnungen von mindestens 12 bis mindestens
7 S kalt verfestigt. Bevorzugt angewendet wird eine Kaltverfestigung mit mindestens
15 % Umformung auf 0,2-Grenzen von mindestens 650 N/mm², Zugfestigkeiten von mindestens
700 N/mm2 und Bruchdehnungen von mindestens 10 %. Für die Herstellung von Scharnierbolzen,
Stiften und Rollen wird hartvergütetes Stab- bzw. Drahtmaterial auf Festigkeiten
von mindestens 1.000 N/mm2 hartgezogen.
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Der erfindungsmäßig zu verwendende Stahl enthält vorzugsweise 0,03
bis 0,07 % C und zur Stabilisierung 0,15 bis 0,45 % Ti, wenn an den daraus herzustellenden
Kettengliedern über einfache Punkt- und Heftschweißungen hinausgehende Verbindungsschweißungen
durchzuführen sind.
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Ist dies nicht der Fall, so enthält der erfindungsgemäß zu verwendende
Stahl vorzugsweise Kohlenstoffgehalte von höchstens 0,05 % und höchstens 0,1 % Ti.
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Bei erhöhten Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit enthält
der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl vorzugsweise neben 13,0 bis 15,0 % Cr und
1,5 bis 2,5 % Ni, zusätzlich noch 0,5 bis 1,5 % Mo, wodurch insbesondere auch die
Chloridbeständigkeit verbessert wird. Für diesen Fall wird dann auch der mit Titanzusatz
stabilisierte Stahl entsprechend Anspruch 2 bevorzugt. Für normale Korrosionsbeanspruchungen
kann vorzugsweise der nicht mit Molybdänzusatz legierte Stahl mit 13,8 bis 15,8
% Cr, 1,5 bis 2,5 % Ni und höchstens 0,6 % Mo verwendet werden. In diesem Fall wird
dann auch der gleichzeitig noch ohne Titanzusatz entsprechend Anspruch 3 hergestellte
Stahl als besonders preisgünstig bevorzugt.
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Hinsichtlich seiner Zusammensetzung fällt dieser erfindungsgemäß zu
verwendende nichtrostende Mischgefügestahl in den z.B. aus der deutschen Patentschrift
DE-PS 22 11 543 bekannten Bereich. Aus dieser Patentschrift ist ein korrosionsbeständiger
Stahl mit 0 bis 0,1 % C, 0 bis 1,0 % Si, 0 bis 1,0 % Mn, 13 bis 15 % Cr, 1,5 bis
3,0 % Ni, 0,5 bis 1,5 % Mo, 0,1 bis 0,5 % Ti, Rest Eisen bekannt, der im vergüteten
Zustand zur Herstellung geschweißter Bierfässer verwendet wird. Über die Eignung
dieses Stahles zur Herstellung von Kettengliedern hoher Festigkeit, ausreichender
Dehnungseigenschaften bei gleichzeitig guter Korrosionsbeständigkeit ist diesem
Stand der Technik nichts zu entnehmen. Außerdem wird der für den erfindungsgemäßen
Zweck verwendete Stahl nicht im vergüteten Zustand wie nach DE-PS 22 11 543 für
Bierfässer, sondern im kaltgewalzt-geglühten und abschließend hartgewalzten Zustand
bzw. im hartvergüteten (d.h. gehärtet und bei etwa 3000 C angelassen) und abschließend
hartgezogenen Zustand erfindungsgemäß verwendet.
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Der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl obengenannter Zusammensetzung
zeichnet sich gegenüber den vorab beschriebenen, den Stand der Technik kennzeichnenden
Stahlsorten, neben hohen Festigkeitssowie 0,2-Grenzenwerten bei gleichzeitig ausreichendem
Dehnverhalten und günstigen Verarbeitungseigenschaften einschließlich guter Schweißbarkeit,durch
die hohe Oberflächengüte des zweistufig kaltgewalzten Bandmaterials und damit durch
verbesserte Korrosionsbeständigkeit, erhöhte Dauerfestigkeit sowie günstigeres Verschleißverhalten
aus.
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Damit ist dieser Stahl insbesondere für die Herstellung von gerade
laufenden und kurvengängigen Scharnierbandketten sowie Laschen- und Rollenketten
geeignet, weil durch besonders günstiges Zusammenwirken dieser Eigenschaften die
Einsatzmöglichkeiten solcher Ketten erweitert, ihre Beanspruchbarkeit erhöht und
ihre Lebensdauer erheblich verlängert wird.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, daß die plattenförmigen
Kettenglieder sowie zugehörige Anbauteile wie Führungsleisten, Niederhalter und
Laschen aus zweistufig mit Zwischenglühung kaltgewalztem Stahlband hergestellt werden.
Je nach dem Umformgrad der abschließenden Kaltverfestigung werden dabei die in Tafel
1 angeführten Mindestwerte der Festigkeitseigenschaften erreicht.
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Tafel 1 Kaltgewalzt 0,2-Grenze Zugfestigkeit Bruchdehnung (%) (N/mm2)
(N/mm2) A5 (%) ( geglüht ) mind. 480 mind. 550 mind. 20 10 % mind. 600 mind. 650
mind. 12 15 % mind. 650 mind. 700 mind. 10 20 % mind. 680 mind. 730 mind. 8 25 %
mind. 700 mind. 750 mind. 7 Die Belastungsfähigkeit bzw. die zulässige Zugkraft
von erfindungsgemäß verwendeten Scharnierbändern mit Kettenradantrieb wird entscheidend
durch die Forderung begrenzt, daß jegliche plastische Verformung'
d.h.
insbesondere bleibende Kettenlängung unzulässig ist.
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Darum sollen für solche Ketten verwendete Stähle besonders hohe Elastizitätsgrenzen
aufweisen, die an entsprechend hohe 0,2-Grenzenwerte gebunden sind.
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In diesem Sinne sind auch hohe Werte für das Streckgrenzenverhältnis
(Streckgrenze bzw. 0,2-Grenze : Zugfestigkeit) bedeutsam.
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Als besonders vorteilhaft erreicht der erfindungsgemäß zu verwendende
Stahl bereits im geglühten Zustand ein Mindestverhältnis von 0,85 , im kaltverfestigten
erfindungsgemäßen Verwendungszustand jedoch mindestens 0,90 , vorzugsweise sogar
mindestens 0,95.
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Ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäß zu verwendenden Stahles
besteht obendrein noch in der Möglichkeit, bei der Herstellung des kaltverfestigten
Stahlbandes nach dem Kaltwalzen des Vorbandes statt einer Weichglühung nur eine
kurzzeitige Durchlaufglühung im A1-Temperaturbereich um 750°C als nur teilweise
Entfestigung vorzunehmen, wobei in diesem Zustand bereits 0,2-Grenzen von 600 bis
650 N/mm2, Zugfestigkeiten von 700 bis 750 N/mm2 bei Bruchdehnungen über 15 % und
nach abschließender Kaltverfestigung dann im Verwendungszustand 0,2-Grenzen bis
rd. 750 N/mm2, Zugfestigkeiten bis rd. 800 Nimm2 bei noch ausreichenden Dehnungswerten
von etwa 8 bis 6 % erreicht werden können.
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Als weitere Vorteile des erfindungsgemäß zu verwendenden Stahlbandes
ergeben sich aus der weistufigen Kaltwalzung sowohl die Einhaltung höherer Gleichmäßigkeit
bei der Materialdicke und geringere Schwankungen bei den erzielten mechanischen
Eigenschaften, wodurch eine gleichmäßigere Verarbeitung und die Einhaltung engerer
Maßtoleranzen erreicht werden, als auch eine höhere Oberflächengüte mit geringeren
Rautiefen, die zusätzlich zur Verbesserung wichtiger Gebrauchseigenschaften beiträgt,
d.h. insbesondere bei der Korrosionsbeständigkeit, Dauerfestigkeit und beim Verschleißwiderstand.
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Besonders hervorzuheben sind die Vorteile erfindungsgemäß hergestellter
Scharnierketten bezüglich des Verhaltens unter dynamischer Belastung und gegenüber
Verschleiß, weil der Einfluß beider Eigenschaften nicht identisch ist mit demjenigen
der statischen Festigkeit bzw.
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Härte, jedoch die Belastungsfähigkeit und Lebensdauer solcher Ketten
entscheidend beeinflußt.
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Von den statischen Festi gkeita3werten begünstigen vor allem besonders
hohe 0,2-Grenzen eine ebenfalls hohe Dauerfestigkeit als Belastungsgrenze gegenüber
den regelmäßigen Schwellbelastungen seitens der antreibenden Kettenräder und den
ungleichmäßig auftretenden betrieblichen Belastungsstößen. Zusätzlich erhöht werden
diese ohne Materialermüdung bzw. Dauerbruch ertragenen Lastwechselzahlen noch durch
die erfindungsgemäß besonders hohe Oberflächengüte, wodurch die einen Dauerbruch
auslösende Anrißgefahr herabgesetzt wird. Außerdem vermindert die hohe Oberflächengüte
infolge verringerter Reibungswiderstände auch noch sowohl den Reibungsverschleiß
der auf Schienen oder dgl. gleitenden Ketten als auch den Scharnierverschleiß. Eine
weitere Verbesserung der Verschleißhärte wird durch den erhöhten Gefügeanteil an
Umwandlungsgefüge und zeilenförmig eingelagerten verschleißfesten chromreichen Karbiden
hervorgerufen, die auch in Art einer Armierung einen festigkeitssteigernden Einfluß
ausüben.
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Weitere Vorteile bietet das überraschend gute Schweißverhalten dieses
erfindungsgemäß zu verwendenden Mischgefügestahles. Während alle anderen bisher
für Scharnierketten verwendeten bzw. vorgeschlagenen nichtrostenden Stahlsorten
entweder als martensitische Stähle wie die Typen 1.4021 und 1.4057 im Schweißnahtbereich
verspröden oder als kaltverfestigte ferritische sowie austenitische Stähle wie die
Typen 1.4000, 1.4512, 1.4016 sowie 1.4301, 1.4310 im Schweißnahtbereich durch den
Ausglüheffekt entfestigt werden, erfährt der erfindungsgetnaß zu verwendende Stahl
- nicht nur bei Punkt- und Heftscnweißung, sondern darüber hinausgehend auch bei
Verbindungsschweißungen -keinerlei ins Gewicht fallende Schädigung der Festigkeitseigenschaften,
weder durch zu starke Aufhärtung in der Wärmeeinflußzone und im Schweißgut noch
durch Entfestigung oder Ferritisierung im Hochtemperaturbereich unmittelbar neben
der Aufschmelzzone. Infolgedessen ist eine kostensteigernde Wärmenachbehandlung
nach dem Schweißen nicht erforderlich. Dies gilt nicht nur für den Erhalt der mechanischen
Gütewerte, sondern ebenso auch für die Sicherstellung der chemischen Beständigkeit
gegen interkristalline Korrosion.
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Schon aufgrund der auf mehr als 14 % erhöhten Chromgehalte und zusätzlich
noch infolge der vorzugsweise mindestens 1,5 % betragenden Nickelgehalte zeigt der
erfindungsgemäß zu verwendende Stahl ein erheblich besseres Korrosionsverhalten
als die 13 % Cr - Stähle und erreicht damit mindestens die allgemeine Korrosionsbeständigkeit
des 17 % Cr - Normstahles 1.4016. Dadurch werden den erfindungsgemäß hergestellten
Scharnierketten u.a. auch wesentlich erweiterte Einsatzmöglichkeiten in solchen
Verwendungsbereichen erschlossen, die bereits durch gewisse, wenn auch noch milde
korrosionschemische Beanspruchungen gekennzeichnet sind. Darüber hinaus wird durch
den bevorzugten Zusatz von 0,5 bis 1,5 % Mo in Verbindung mit der erfindungsgemäß
besonders hohen Oberflächengüte das allgemeine Korrosionsverhalten noch so weit
erheblich verbessert, daß - trotz kaum höherer Legierungskosten als bei den 17 %
Cr - Stählen -unter vielen Beanspruchungsbedingungen die Korrosionsbeständigkeit
der in den Legierungskosten erheblich teureren austenitischen Stähle vom Typ 18/8
CrNi erreicht wird. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der Molybdänzusatz insbesondere
in chlorhaltigen Wässern sowie in chloridhaltigen Lösungen die Lochfraßbeständigkeit
erhöht, wobei bekanntlich ein Molybdänzusatz von 1 % die gleiche Verbesserung der
Lochfraßbeständigkeit bewirkt wie eine Erhöhung des Chromgehaltes um 3 %.
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Durch Nutzung dieser mittels wahlweiser Molybdänzusätze abstimmbaren,
besonders guten korrosionschemischen Eigenschaften können erfindungsgemäß hergestellte
Scharnierketten vorzugsweise im Bereich der Getränke- und Nahrungsmittelindustrie
nicht nur in Abfüllanlagen für praktisch säurefreie Getränke und Erzeugnisse wie
z.B. Bier, Mineralwässer und Frischmilchprodukte, sondern darüber hinaus auch für
aggressivere meist säurehaltige Flüssigkeiten und mit solchen Flüssigkeiten verarbeitete
Nahrungsmittel wie Obst- und Gemüsesäfte, Sauermilcherzeugnisse und mit Essigsäure-
oder auch Kochsalzlösungen verarbeite Nahrungsmittel wie z.B. Sauerkraut und Fischmarinaden
verwendet werden. In diesem letzteren Fall ist zweckmäßigerweise der erfindungsgemäße
molybdänhaltige Stahl zu verwenden.
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Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand noch anhand von Beispielen
erläutert.
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Beispiel 1 6 mm dicke Warmbänder des erfindungsgemäß zu verwendenden
Stahles mit 0,05 % C, 0,56 % Si, 0,89 % Mn, 13,7 % Cr, 2,03 9 Ni, 1,10 % Mo und
0,46 % Ti wurden nach betrieblicher Durchlaufofenglühung und Entzunderung mit 45
% Kaltverformung auf 3,3 mm Stärke kaltgewalzt, erneut geglüht und entzundert sowie
abschließend mit 9,1 und 15,1 % Kaltverformung auf 3,3 bzw. 2,8 mm Stärke kalt-fertiggewalzt.
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An jeweils mehreren Bändern wurden die in Tafel 2 zusammengestellten
Prüfergebnisse ermittelt: Tafel 2 Banddicke kaltgewalzt 0,2-Grenze Zugfestigkeit
BruchdehnunE (mm) (%) (N/m²) (N/mm²) A5 (%) 3,3 (geglLilit) 49()/5A 0/5')8 21,5/24
3,0 9,1 628/692 633/697 11,5/14 2,8 15,1 687/724 696/733 10,5/12 Aus diesen sowie
weiteren Versuchsergebnissen an Proben aus labormäßig kaltgewalzten Bandstreifen
wurden die in Tafel 1 zusammengestellten Mindestwerte für die 0,2-Grenzen, Zugfestigkeiten
und Bru-chdehnungen abgeleitet. Bemerkenswert sind insbesondere die ho-hen Werte
für das Streckgrenzenverhältnis (0,2-Grenze : Zugfestigkeit) zon rd. 0,90 für den
geglühten Zustand und mindestens 0,98 für die kaltverfestigten Bänder.
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Beispiel 2 Zur Überprüfung der mechanischen Gütewerte von Verbindungsschweißungen
wurden 1,25 mm dicke kaltgewalzte Bandstreifen gleicher Zusammensetzung wie nach
Beispiel 1 im vergüteten Zustand (10000 CIL + 7000 C 2 h/L) ohne Zusatz nach dem
WIG-Verfahren verschweißt.
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Aus quer zur Walzrichtung geschweißten Probeabschnitten wurden wiederum
quer zur schweißnaht gelegene Längs-Zugproben zur Prüfung der Schweißverbindung
entnommen und im Schweiß zustand sowie nach zweistündigem Anlassen lei 7000 C (als
Wärmenachbehandlltng) geprüft.
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Die Ergebnisse der Zugvf suche enthält Tafel 3. Der Bruch trat hci
allen Proben neben der "chweißnaht im Grundwerkstoff ein.
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Tafel 3 Blech/ Streckgrenze Zugfestigkeit Bruchdehnung Zustand (N/mm2)
(N/mm2) A5 (%) Blech, vergütet 547 626 22,5 geschweißt 641 682 14 geschw. + 700°C
2 h/L 594/601 647/655 16 Die Versuchsergebnisse zeigen, daß bei Prüfung des Schweiß
zustandes ohne Wärmenachbehandlung der Bruch neben der Schweißnaht bei deutlich
höheren Streckgrenzen- und Festigkeitswerten erfolgt als beim ungeschweißten vergüteten
Blech.
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Schließlich hat die metallografische Untersuchung einer solchen Schweißnaht
einschließlich der Prüfung des Mikrohärteverlaufs (HV0,3) in der Blechdickenmitte
quer zur Schweißnaht und deren Vergleich mit dem Härteverlauf in Abhängigkeit von
der Glüh- bzw. Abschrecktemperatur gezeigt, daß der Bruch - praktisch mit dem Befund
der Zugfestigkeit 682 N/mm2 der geschweißten Probe nach Tafel 3 übereinstimmend
- in der aus reinem Deltaferrit bestehenden Hochtemperaturzone, entsprechend Abschrecktemperaturen
oberhalb 13000C, mit rund 200 HV (rd. 700 N/mm2 Zugfestigkeit) auftritt.
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Temperaturspitzen treten einerseits in der auf rd. 1.000 bis 1.1000
C erhitzten Wärmeeinflußzone mit rd. 290 HV (rd. 1.000 N/mm2) und andererseits im
Schweißgut mit rd. 290 bis 320 HV (rd. 1.000 bis 1.100 N/mm2) auf, sie stellen offensichtlich
jedoch keine zum Bruch führende Versprödung dar.