AT152291B - Chrom-Mangan-Stähle mit 0¨01 1¨5% Kohlenstoff, 5 25% Chrom, 10 35% Mangan. - Google Patents

Description

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  Chrom-Mangan-Stähle mit   0'01-1-5%   Kohlenstoff,   5-25%   Chrom, 10-35% Mangan. 
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Durch den bekannten Zusatz von Stickstoff in Chrom-Eisen-Legierungen werden diese verbessert, weil das grobkörnige Gefüge feinkörniger wird und die Legierungen dadurch weniger spröde werden. Man hat auch vorgeschlagen, austenitisch   Chrom-Nickel-Stähle   mit Stickstoff zu legieren und hiebei gefunden, dass Zugfestigkeit und Streckgrenze gesteigert werden. Das Verhältnis von Streckgrenze zu Zugfestigkeit konnte jedoch hiebei keine besondere Erhöhung erfahren. 



   Erfindungsgemäss werden nun Stähle hergestellt, die   0-01-1-5%   Kohlenstoff, 10-35% Mangan, 
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 wenn ihr Gefüge aus Austenit in grösseren Mengen oder zur Gänze besteht, grosse Zähigkeit und Dehnbarkeit, jedoch ein verhältnismässig niedriges Verhältnis von Streckgrenze zu Zugfestigkeit. Durch den Zusatz von Stickstoff wird dieses Verhältnis in unerwartetem Masse gesteigert, ohne dass ein Abfall in den Zähigkeitseigenschaften eintritt. Bei gleicher Legierungsbasis der Elemente Kohlenstoff, Mangan und Chrom tritt eine Steigerung des Verhältnisses von Streckgrenze zu Zugfestigkeit um etwa   50%   bei Zusatz des ersten Zehntels Stickstoff ein ; bei weiterem Zusatz kann es um mehr als 80% gesteigert werden.

   Diese günstige Wirkung des Stickstoffzusatzes kann damit erklärt werden, dass die Stickstoffaufnahme durch Mangan nicht behindert wird, während sie in austenitischen Chrom-Nickel-Stählen durch den Zusatz von Nickel herabgesetzt wird. 



   Der Zusatz von Stickstoff kann durch Einleiten von Stickstoffgas in das chromhaltige Schmelzbad erfolgen oder geschieht z. B. durch Verwendung einer stickstoffreichen Ferro-Chrom-Legierung. Letzterer Weg lässt eine grössere Gleichmässigkeit in der Einhaltung des beabsichtigten Stickstoffgehaltes zu. Die Giessbarkeit, Verarbeitbarkeit und Wärmebehandlung unterscheidet sich nicht von jener, die bei stickstofffreien Chrom-Mangan-Stählen beobachtet wird. Im allgemeinen sind die stickstoffhaltigen Chrom-Mangan-Stähle bereits im geschmiedeten oder gewalzten Zustand verwendbar. 



  Auch gegossene Formstücke sind herstellbar und zeigen ebenso vorteilhafte mechanische Eigenschaften. 



   Besonders beachtenswert ist, dass die Zugfestigkeit gegenüber den stickstofffreien Stählen nur unwesentlich gesteigert wird, während Dehnung und Einschnürung fast gleichbleiben. Der Stickstoffgehalt bringt daher keine unerwünschten Nebenerscheinungen, sondern ermöglicht durch sprunghafte Erhöhung der Streckgrenze die Herstellung hochwertiger Baustähle. Die Eigenschaften einiger 
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  %
<tb> kg/mm2 <SEP> kg/mm2 <SEP> % <SEP> % <SEP> # <SEP> mkg/cm2
<tb> C <SEP> Cr <SEP> Mn <SEP> N <SEP> #S <SEP> #B <SEP> d10 <SEP> # <SEP> Kerbz.
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  #B
<tb> 0#27 <SEP> 13#14 <SEP> 18#68 <SEP> 0#037 <SEP> 35#8 <SEP> 74#1 <SEP> 47#7 <SEP> 66#4 <SEP> 48#3 <SEP> 26#0
<tb> 0#10 <SEP> 13#28 <SEP> 25#10 <SEP> 0#048 <SEP> 28#7 <SEP> 61#2 <SEP> 55#5 <SEP> 72#4 <SEP> 46#8 <SEP> 29#1
<tb> 0#21 <SEP> 13#16 <SEP> 16#43 <SEP> 0#112 <SEP> 50#8 <SEP> 72#0 <SEP> 44#3 <SEP> 60#8 <SEP> 70#0 <SEP> 27#2
<tb> 0#09 <SEP> 13#42 <SEP> 25#57 <SEP> 0#159 <SEP> 59#2 <SEP> 74#2 <SEP> 41#0 <SEP> 61#6 <SEP> 79#5 <SEP> 28#0
<tb> 0#23 <SEP> 16#74 <SEP> 28#50 <SEP> 0#188 <SEP> 65#6 <SEP> 83#1 <SEP> 38#0 <SEP> 55#1 <SEP> 79#0 <SEP> 27#3
<tb> 0#22 <SEP> 15#80 <SEP> 27#50 <SEP> 0#238 <SEP> 72#6 <SEP> 84#7 <SEP> 36#0 <SEP> 65#2 <SEP> 85#7 <SEP> 26#4
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Die Bearbeitbarkeit aller dieser Stähle war eine leichte und zeigte praktisch keinen Unterschied gegenüber den stickstofffreien.

   Die oben angeführten Stähle sind durchwegs gut   schweissbar   ; Blechproben, welche zusammengeschweisst wurden, ergaben durchwegs ein Reissen ausserhalb der   Schweissnaht.   



   Die erfindungsgemässen Stähle sind als Baustähle in ihren Festigkeitseigenschaften hochwertigen vergüteten Stählen gleichwertig, übertreffen sie jedoch weit an Zähigkeit und Dehnbarkeit. Geschweisste Konstruktionen für den Leichtbau können vorteilhaft mit den neuen Stählen ausgeführt werden, weil in ihnen ein Werkstoff vorliegt, der neben hoher Zähigkeit hohe Streckgrenze besitzt. 



  Die Eigenschaften, die den Chrom-Mangan-Stählen innerhalb gewisser Legierungsgrenzen eigen sind, werden durch Stickstoffzusatz nicht aufgehoben oder nachteilig berührt. Solche Sondereigenschaften sind Korrosionsbeständigkeit, Warmfestigkeit, Zunderbeständigkeit und unmagnetischer Zustand. 



  Sie werden jeweils durch entsprechende Bemessung der Legierungselemente Chrom-Mangan und Kohlenstoff in bekannter Weise erreicht. Auch die kohlenstoffreichen Legierungen, die erhöhte Ver-   schleissfestigkeit   besitzen, sind hier zu nennen. Durch den Zusatz von Stickstoff   erschliessen   sich jedoch infolge der aussergewöhnlichen Verbesserung der mechanischen Eigenschaften neue Gebiete der Anwendung oder es tritt eine Gütesteigerung ein, die eine bessere und wirtschaftlichere Ausnutzung des Werkstoffes ermöglicht.

   Als Beispiele der Anwendungsmöglichkeit der neuen Stähle seien nur genannt rostsichere Wellen, Kolbenstangen und ähnliche Teile im Schiffbau, Turbinenschaufeln, Heissdampfventilteile, Bleche im Flugzeugbau, unmagnetische Kappenringe,   Verschleissteile,   wie Panzerplatten,   Sortier-und Siebbleche, Helmbleehe   usw. 



   Die schon für   Chrom-Mangan-Stähle vorgeschlagenen zusätzlichen Legierungselemente   zur Erzielung besonderer Eigenschaften, wie Nickel, Kobalt, Kupfer, Molybdän, Wolfram, Vanadin, Tantal, Titan, Niob, können natürlich in gleicher Weise auch in den stickstoffhaltigen Legierungen zugegen sein. Der Zusatz dieser Elemente wird nur soweit beansprucht, als er in Verbindung mit stickstoffhaltigen   Kohlenstoff-Chrom-Mangan-Stählen   erfolgt.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH : Chrom-Mangan-Stähle mit 0-01-1-5% Kohlenstoff, 5-25% Chrom, 10-35% Mangan, die ausserdem bis 4% Nickel, bis 6% Kobalt oder Kupfer, bis 1. 5% Molybdän, Wolfram, Vanadium, Niob, Tantal, Titan, einzeln oder zu mehreren, enthalten können, gekennzeichnet durch einen Stickstoffgehalt von 0-07 bis 0. 7%.