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Die Erfindung besteht in der Verwendung von legierten Stählen für Gegenstände, wie Panzerplatten, Schutzschild, Geschosse usw., die einen besonders hohen Widerstand gegen dynamische Be- anspruchungen, wie Stösse und Schläge, bei hoher Festigkeit besitzen müssen. Es ist bekannt, dass Stähle, die Silizium in grossen Mengen enthalten und denen noch Chrom, Mangan, Nickel und Molybdän gegebenenfalls zulegiert werden, bei hoher Festigkeit und guter Zähigkeit bereits beachtlichen Widerstand gegen Stoss und Schlag erreichen. Es ist weiter bekannt, dass die Eigenschaften eines Stahles weitgehend durch den Zusatz sonderkarbidbildender Elemente beeinflusst werden können.
Umfangreiche Versuche haben nun gezeigt, dass dem Titan als sonderkarbidbildendes Element in Verbindung mit Silizium oder Silizium und Mangan eine besonders erhöhende Wirkung auf den Widerstand bei dynamischen Beanspruchungen zukommt.
Der Erfindungsgegenstand sieht nun eine Stahllegierung ganz eigenartiger Prägung vor, deren bestimmte chemische und physikalische Eigenschaften sie besonders vorteilhaft zur Herstellung der oben angeführten Gegenstände verwendbar machen. Um die dieser Eigenart entsprechenden und erforderlichen Eigenschaften zu erreichen, kommen folgende Grundlegierungen in Betracht :
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<tb>
<tb> 0-1-1-5% <SEP> Kohlenstoff,
<tb> 1-0-4-0% <SEP> Silizium,
<tb> 0-1-4-0% <SEP> Titan,
<tb> gegebenenfalls <SEP> 0-1-3-0% <SEP> Mangan.
<tb>
Innerhalb der Gehaltsgrenzen dieser Grundlegierung findet sich eine grosse Zahl von Legierungen vor, welche die erfindungsgemäss erforderlichen Eigenschaften und insbesonders die hohe Festigkeit von 160 kg/mm2 besitzen. Legierungen, die im warmbehandelten Zustande, also im Gebrauehszustande, geringere Festigkeit als 160 kg/mm2 besitzen, kommen für den Anmeldungsgegenstand nicht in Frage.
Die Wirkung des Titans, das chemisch dem Silizium nahesteht, auf siliziumlegierten Stahl von über 160 kg/mm2 Festigkeit ist durchaus als spezifisch anzusehen, da andere sonderkarbidbildende Elemente, die in ihrer Wirkung sonst dem Titan als nahestehend erkannt wurden, zu einer erheblichen Verbesserung des Widerstandes gegen Stoss oder Schlag nicht führen, vielmehr häufig eine Verschlechterung in dieser Richtung verursachen.
Auch die stickstoff-und sauerstoffbindende Wirkung des Titans kann nicht als Ursache der Steigerung der mechanischen Eigenschaften angesehen werden, da diese Erhöhung des Stosswiderstandes durch Elemente, die in dieser Hinsicht dem Titan nicht ähnlich sind, nicht erzielt werden kann. Die denitrierende und desoxydierende Wirkung des Titans wäre ja auch in vollem Masse gegeben, wenn metallisches Titan im fertigen Stahl auch nur mehr in Spuren vorhanden wäre. Derart niedere Gehalte von Titan, z. B. unter 0'1%, führen aber nicht zur erfindungsgemässen Verbesserung des Widerstandes gegen Stoss und Schlag.
Die wirksamste Massnahme zur Erreichung eines erhöhten Widerstandes gegen Stoss und Schlag liegt daher in der Verwendung einer Grundlegierung, die neben den üblichen Stahlbegleitern als wesentlichen Bestandteil Silizium und Titan enthält.
Dieser Grundlegierung können nun weitere Elemente zugesetzt werden, wobei sich ein Zusatz von Mangan, der gegebenenfalls teilweise durch Nickel ersetzt werden kann, als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Je nach der beabsichtigten Verwendung und den sich daraus ergebenden Bedürfnissen können dieser Grundlegierung noch weitere Legierungselemente, wie z. B. Nickel, Kobalt, Chrom, Molybdän, Wolfram, Tantal, Niob, Aluminium, Zirkon, zugeführt werden, wobei durch diesen Zusatz
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die kennzeichnenden Eigenschaften der Grundlegierung, das ist der erhöhte Stoss- und Schlagwiderstand, keine wesentliche Veränderung erleiden, jedoch noch zu einer zusätzlichen Festigkeitssteigerung über die Mindestfestigkeit von 160 kg/mm2 beitragen.
Lediglich dem Zirkon ist noch ein günstiger Einfluss auf den Widerstand gegen Stoss und Schlag zuzuschreiben, ohne aber die Wirkung des Titan zu erreichen.
Bei den nachfolgend angeführten Stählen zeigten z. B. Schutzschild, die auf etwa
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ohne Titan legierten Stähle die gleiche Widerstandsfähigkeit gegen Durchschuss.
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<tb>
C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> Cr <SEP> W <SEP> Ni <SEP> Mo <SEP> Ti <SEP> Zr
<tb> 0-38 <SEP> 2-66 <SEP> 1-77----0-67-
<tb> 0-42 <SEP> 1-87 <SEP> 1-57----0-30-
<tb> 0-44 <SEP> 1-77 <SEP> 1#53 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0#30 <SEP> 0#60
<tb> 0#40 <SEP> 1#90 <SEP> 1#50 <SEP> 0#60 <SEP> 0#58 <SEP> 2#08 <SEP> 0#30 <SEP> 0#45 <SEP> -
<tb> 0#39 <SEP> 1#30 <SEP> 0#82 <SEP> 0#97 <SEP> 0#62 <SEP> 3#50 <SEP> 0#32 <SEP> 0#40 <SEP> -
<tb> 0-40 <SEP> 1-50 <SEP> 1-45 <SEP> 1-83-1-02-0-40 <SEP> 0-20
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Eine um 5-25% erhöhte Durchschlagsfähigkeit ergab gegenüber ohne Titan legierten Stählen, z. B. bei Panzergranaten, ein Stahl mit folgender Analyse :
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<tb> 0-54% <SEP> Kohlenstoff,
<tb> 1-86% <SEP> Silizium,
<tb> 1'28% <SEP> Mangan,
<tb> 1-05% <SEP> Chrom,
<tb> 1-98% <SEP> Nickel,
<tb> 0-48% <SEP> Titan.
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Die Verbesserung dieser Stähle lässt sich bereits bei der Herstellung von Kerbsehlagbiegeproben an Stäben gleicher Härte erkennen. Die Kerbzähigkeitswerte liegen bei titanlegierten Stählen um 10-50% höher als bei solchen, die ohne Titan legiert sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Stahllegierung, die neben Titan, Silizium und gegebenenfalls Mangan als Leierungs-
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die Festigkeit der Grundlegierung mindestens 160 kg/mm2 beträgt.