AT112813B - Chrom und Kupfer enthaltende Eisenlegierungen. - Google Patents

Description

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  Chrom und   Xupfer enthaltende Eisenlegiernngcn.   



   Der Zusatz von Chrom zu Eisen oder Stahl erteilt denselben   eine grosse Härte. Um   die Duktilität und die Festigkeit gleichfalls zu erhöhen, hat man bisher Legierungselemente, wie Nickel, Vanadium und Molybdän, entweder allein oder in Kombination, zusammen mit Chrom dem Stahl zugesetzt. Alle diese Elemente sind sehr kostspielig und ihr Zusatz zum Stahl erhöht dessen Herstellungskosten ganz erheblich. 



   Nach der Erfindung wird dieser Übelstand der hohen Kosten dadurch vermieden und ein Chromstahl gewonnen, der sowohl eine hohe Zugfestigkeit als auch eine aussergewöhnliche Duktilität besitzt, dass Kupfer zugesetzt wird. Der Prozentsatz an Kupfer, der erforderlich ist um dieses Ergebnis zu erzielen, ist gering, so dass die Verminderung der Kosten nicht nur dem geringen Preis des Kupfers zuzuschreiben ist, sondern auch dem Umstand, dass nur eine verhältnismässig sehr geringe Menge an Kupfer zur Verwendung gelangt. 



   Versuche haben ergeben, dass ein Zusatz von Kupfer zwischen   0'15   und 0'5% zu Stahl, der   0'3   bis Chrom enthält, die Duktilität und Zähigkeit in ausserordentlich grossem Masse erhöht. Die Gegenwart von Kupfer ändert nichts an den Eigenschaften, die der Stahl infolge der Gegenwart des Kohlenstoffes und des Chroms besitzt. Die Gegenwart von Kupfer trägt im Gegenteil in grossem Masse zu der Festigkeit bei, die dem Stahl durch Kohlenstoff und Chrom gegeben wird. Auch die Elastizitätsgrenze gegenüber der Zugfestigkeit wird vergrössert. Man kann somit einen Stahl erhalten, welcher sehr verschiedene physikalische Eigenschaften besitzt und für sehr verschiedene Zwecke verwendbar ist, dadurch, dass der Prozentsatz von Kohlenstoff, Chrom und Kupfer geändert wird.

   Die Gegenwart von Kupfer ändert auch nichts an der Möglichkeit, grosse Wärmegrade anzuwenden, so dass innerhalb weiter Grenzen eine Variation physikalischer Eigenschaften erzielt werden kann. 



   Die   chrom- und kupferhaltigen   Eisenlegierungen besitzen ausser den beschriebenen physikalischen Eigenschaften noch in hohem Masse den Widerstand gegen Korrosion, u. zw. nicht nur im harten Zustande, 
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 gegen Schwefelsäure und einen geringeren gegen Salzsäure besitzen, und je höher der Prozentsatz an Chrom ist, desto grösser ist der Widerstand gegen Salzsäure und desto geringer gegen Schwefelsäure. 



  Der Widerstand gegen Korrosion wird auch durch den Kohlenstoffgehalt beeinflusst ; je mehr Kohlenstoff vorhanden ist, desto geringer ist der Widerstand der Legierung gegen Korrosion. Dieser Nachteil, den der höhere Kohlenstoffgehalt zur Folge hat, kann jedoch unschädlich gemacht werden durch Erhöhung des Siliziumgehaltes bis zu 1%, da das Silizium die nachteilige Wirkung des höheren Prozentsatzes an Kohlenstoff aufhebt. Hieraus ergibt sich, dass durch Variierung des Prozentsatzes von Chrom, Kupfer, Kohlenstoff und unter Zuhilfenahme von Silizium sehr verschiedenartige Eisenlegierungen erzielt werden können, die   korrosionswiderstandsfähig   gegenüber besonderen Chemikalien sind, wie z. B. organischen und mineralischen Säuren, Mineralwasser, Seewasser und Brunnenwasser, atmosphärischen Einflüssen   n.   dgl. 



   Zur Herstellung von Stahl, der gewalzt oder bearbeitet werden soll, wird erfindungsgemäss nur eine geringe Menge von Chrom und Kupfer zugesetzt, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen. 



  Ein weiterer wichtiger Vorteil   durch   die Verwendung von geringen   Chrom-und Kupfermengen wird   

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 dadurch erzielt, dass die Legierung viel   zuverlässiger   ist, als wenn grosse Mengen von Chrom unj Kupfer in Anwendung kommen. Es mag als Regel gelten, dass je geringere Mengen von Legierungselementen im Stahl vorhanden sind, desto zuverlässiger dieser Stahl ist ; ganz besonders ist dies der Fall mit Bezug auf Kupfer- und Chromeisenlegierungen. Für gewöhnlich wird es sich empfehlen, 0.4 bis 1% Chrom und 0-2 bis   0'4% Kupfer zuzusetzen.   Diese Prozentsätze genügen, um eine hohe Zugfestigkeit, eine beträchtliche Duktilität und Widerstand gegen Korrosion zu erzielen. Diese Mengen an Kupfer und Chrom sind niedrig genug, um eine sehr zuverlässige Legierung zu gewinnen.

   Diese verhältnismässig kleinen Mengen an Kupfer und Chrom erteilen dem Stahl   im wesentlichen   den gleichen Widerstand gegen Korrosion wie grössere Mengen an Kupfer und Chrom und verhältnismässig einen beträchtlich grösseren Widerstand gegen Korrosion als eine   beträchtlich grössere   Menge an Kupfer oder Chrom allein. Sie haben auch bessere 
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 Mengen die gewünschten guten Wirkungen nicht erhöhen. So ergibt beispielsweise der Zusatz von 0.7 oder 0'8% Kupfer augenscheinlich kein besseres Resultat als ein solcher von ungefähr 0'4% Kupfer. Das überschüssige Kupfer ist augenscheinlich mehr oder weniger untätig und hat nur eine unnötige Kostenerhöhung zur Folge. 



   Das Chrom hat die Wirkung, die Härte und die Zugfestigkeit des Stahls zu vergrössern, ohne jedoch die Stossfestigkeit wesentlich zu erhöhen. Der Kupferzusatz   vergrössert   die Duktilität und die Stossfestigkeit des Stahls unter Beibehaltung der vergrösserten Zugfestigkeit und Härte infolge des Chromzusatzes. Kupfer und Chrom zusammen vergrössern die Elastizitätsgrenze des Stahls bis auf das   Äusserste.   



  Es hat sich ergeben, dass die geringen Mengen von Kupfer und Chrom, wie sie nach der Erfindung benutzt werden, das Ergebnis haben, däss das Chrom den Stahl weniger dehn- oder streckbar macht, während das Kupfer die   Dehn-und Streckbarkeit   vergrössert, so dass infolge der gleichzeitigen Anwendung'beider eine grosse Zugfestigkeit und Härte erzielt wird und dennoch das Material gewalzt und geschmiedet werden kann. 



   Bei der Herstellung von Stahl ist eine genügende Menge Kohlenstoff zu verwenden, um die gewünschte Zugfestigkeit und Härte zu erzielen in Verbindung mit Chrom und Kupfer. Diese beiden Metalle wirken offenbar auf den Kohlenstoff ein und haben das Bestreben, die härtende Eigenschaft des 
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 ist es möglich, die   Legierung langsamer abzulösehen als gewöhnlichen   Kohlenstoffstahl. Das Kupfer und Chrom erhalten den Kohlenstoff in seiner härtenden Form bei hoher Temperatur. Dies ist von besonderem Vorteil bei der Herstellung von Werkzeugstahl und Walzstalil, der der Wärme unterworfen werden soll, denn der Stahl wird bei einer Temperatur, die sonst gewöhnlichen Kohlenstoffstahl weich macht, nicht erweichen. 



   Der Kupferzusatz zu Chromstahl macht diesen unkorrodierbar   in-allen   Zuständen, ob gehärtet   oder geglüht   oder poliert oder rauh, so dass gegenüber dem üblichen Chromstahl eine grosse Verbesserung erzielt wird, der, wenn er auch einen Widerstand in poliertem Zustande   zeigt ; doch leicht   korrodiert, wenn die Oberfläche rauh ist. Bei der oben erfolgten Beschreibung der Eisenlegierungen ist auf andere Legierungselemente, wie   Mangan,. Schwefel u. dgl.,   die gleichfalls stets im Stahl vorhanden sind, kein Bezug genommen, da deren Gegenwart den gewöhnlich vorhandenen Mengen die   beschriebenenphysika-   lischen Eigenschaften und die Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion der beschriebenen Eisenlegiernngen nicht beeinflusst. 



    PATENT-ANSPRÜCHE:  
1. Chrom und Kupfer enthaltende Eisenlegierungen, dadurch gekennziechnet, dass der Kupfergehalt zwischen 0.15 und   0'5% und   der Chromgehalt von   0-3   bis 3'5% beträgt und letzterer stets grösser ist als der   Kupfergehalt...-..  

Claims (1)

1. 2. Stahllegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie nicht mehr als 1% Kohlenstoff und nicht mehr als 1% Silizium enthält.