AT313020B - Flußmittel zum Schweißen von hochlegierten austenitischen Stählen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf Flussmittel zum Schweissen von hochlegierten austenitischen Stählen. 



   ZurZeit werden zum Schweissen von hochlegierten Chrom-Nickel-, Chrom-Nickel-Molybdän-Stählen und andern austenitischen Stählen siliziumarme Flussmittel oder Halogenflussmittel verwendet. 



   Hiebei werden jedoch aus einem einheitlichen Gefüge bestehende Schweissnähte mit Warmrissen erhalten, welche zu Betriebsunterbrechungen veranlassen. 



   Die Schweissnähtewerden, um das Entstehen von Warmrissen zu vermeiden, mit zweiphasigem (austenit- ferritischem, austenit-karbidischem oder austenit-boridischem) Gefüge ausgeführt. 



   Einezweitephase ist jedoch in der Schweissnaht nicht immer zulässig, da sie der Grund für selektive Gefü- gekorrosionbeimEinsatz der Erzeugnisse in Medien mit erhöhter Aggressivität, beispielsweise in starker Schwe- felsäure, sein kann. 



     Ausserdem ist es schwer,   eine garantierte Menge der zweiten Phase in der Schweissnaht beim Schweissen von
Stahl mit grosser Reserve an Austenitisierungsfähigkeit sicherzustellen. 



   Auf Grund von Untersuchungen wurde festgestellt, dass das Entstehen von Warmrissen in einer reinausteni- tischen Schweissnaht verhindert werden kann, indem der Gehalt an Silizium, Schwefel und Wasserstoff vermin- dert wird, wodurch das Fixieren einer in bezug auf die Körnung gleichmässigeren Verteilung der Störstellen des
Kristallgitters des Austenits und der in ihm gelösten schädlichen Beimengungen gewährleistet wird. 



   Das gewünschte Resultat kann durch Einführen einer grösseren Menge aktiver Oxyde, beispielsweise Eisen- oxyde, in das Flussmittel erreicht werden. 



   Es ist ein Flussmittel bekannt, welches Silizium-, Aluminium-, Kalzium-, Magnesium-,   Mangen- und  
Eisenoxyd sowie Kalziumfluorid enthält (UdSSR-Urheberschein Nr. 151185). 



   Dieses Flussmittel gewährleistet, dass Schweissnähte mit einer geringeren Menge von Warmrissen erhalten werden, verhindert aber nicht das Entstehen derselben. 



   Weiters ist ein basisches Schweisspulver für die Schweissung von unlegiertem und legiertem Stahl bekannt, welches durch die molekulare Zusammensetzung üblicher Bestandteile im Verhältnis MnO : Si02 = 1 bis 2, 2, vorzugsweise 1, 15 bis   1,     7.A10 : TiO =l, 5bis3, 5, vorzugsweise2, Obis3, 0, CaO : MgO=l, Obis 2, 0,   vorzugsweise 1, 2 bis 1, 6, und einem Basizitätsverhältnis von 1, 1 bis 1, 5 gekennzeichnet ist. 



   Die bekannten Verfahren zum Erzeugen von geschmolzenen Flussmitteln zum Schweissen von hochlegierten austenitischen Stählen sehen gleichzeitiges Schmelzen der Charge, die Flussspat, Manganerz, Magnesit oder Dolomit, Tonerde, Sand und andere Bestandteile enthält, mit darauffolgendem Granulieren der erhaltenen Schmelze in Wasser vor. 



   Das Fehlen von Flussmitteln und Verfahren zum Erzeugen derselben, welche gewährleisten, dass dichte   Schweissnähte einheitlichen Gefüges   beim maschinellen Schweissen von hochlegierten austenitischen Stählen   er-   halten werden, macht bedeutende Schwierigkeiten, welche das Herstellen von Ausrüstungen hemmen, die zum Einsatz in Medien mit erhöhter Aggressivität bestimmt sind. 



   Die dauernd wachsenden Anforderungen an die Festigkeitseigenschaften der Schweissverbindungen und an die Korrosionsbeständigkeit der hergestellten Ausrüstungen machen es erforderlich, nach neuen Zusammensetzungen von Flussmitteln und Verfahren zu deren Erzeugung zu suchen. 



   Es ist das Ziel der Erfindung, die erwähnten Schwierigkeiten zu beseitigen. 



   DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flussmittel zum Schweissen von hochlegierten austenitischen   Stählen mit einem solchen Gehalt an in   ihm befindlichen Bestandteilen zu schaffen, das gewährleistet, dass reinaustenitische Schweissnähte ohne Warmrisse sowie mit einem niedrigen Gehalt an Silizium, Schwefel und Wasserstoff erhalten werden, wobei die chemische Zusammensetzung der Schweissnähte wenig von der Schweissart abhängt und diese in bezug auf ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften nicht hinter dem Schweissmetall zurückstehen. 



   Diese Aufgabe wird durch Schaffung eines Flussmittels zum Schweissen von hochlegierten, austenitischen Stählen gelöst, welches Silizium-, Aluminium-, Kalzium-, Magnesium-, Mangan-und Eisenoxyd sowie Kalziumfluorid enthält, indem erfindungsgemäss die erwähnten Bestandteile in nachstehenden Mengen (in   Gew.-ja)   enthalten sind :

   
 EMI1.1 
 
<tb> 
<tb> Siliziumdioxyd <SEP> von <SEP> 15 <SEP> bis <SEP> 21,
<tb> Aluminiumoxyd <SEP> von <SEP> 14, <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 18, <SEP> 5, <SEP> 
<tb> Kalziumoxyd <SEP> von <SEP> 13, <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 17, <SEP> 5, <SEP> 
<tb> Magnesiumoxyd <SEP> von <SEP> 7 <SEP> bis <SEP> 10,
<tb> Manganoxyd <SEP> von <SEP> 2 <SEP> bis <SEP> 5,
<tb> Kalziumfluorid <SEP> von <SEP> 19 <SEP> bis <SEP> 23 <SEP> und
<tb> Gesamtgehalt <SEP> an <SEP> Eisenoxyden <SEP> von <SEP> 12 <SEP> bis <SEP> 22
<tb> 
 
Das Flussmittel mit der erwähnten Zusammensetzung besitzt bei dem angegebenen Verhältnis der Bestand-   teile zueinander gute schweisstechnologische Eigenschaften   und gewährleistet, dass hochlegierte reinaustenitische   Schweissnähte   ohne Warmrisse erhalten werden,

   die in bezug auf ihre Festigkeit-un Korrosionseigenschaften   Jicht   hinter dem Schweissmetall zurückstehen. 

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   Zum Erzeugen des erwähnten Flussmittels ist ein Verfahren entwickelt worden, bei dem die Charge ge- schmolzenwird, welche Flussspat, Manganerz, Magnesit oder Dolomit, Tonerde, Sand und Eisenoxyde enthält, und bei dem danach die erhaltene Schmelze in Wasser granuliert wird, wobei erfindungsgemäss die Eisenoxyde in Form von Sinter auf die Schmelze der erwähnten Charge geschüttet werden, wo sie während des Durchmi- 5 schens im Laufe von   3.....   5 min vor dem Ausgiessen ins Wasser verbleiben. 



   Ein solches Erzeugungsverfahren für Flussmittel gewährleistet eine gleichmässige Verteilung der Eisenoxyde in der ganzen Schmelzemenge und verhindert das Reduzieren der Eisenoxyde. 



   Nachstehend werden zur Erläuterung der Erfindung eine beispielsweise Zusammensetzung des Flussmittels und das Verfahren zum Erzeugen dieses Flussmittels beschrieben. 



    I Die Flussmittelcharge   wird aus folgenden Rohstoffen aufbereitet :
Flussspat (Fluoritkonzentrat), Manganerz, Magnesit oder Dolomit, Tonerde, Sand und Eisensinter. Hiebei wird Eisensinter unlegierter Stähle verwendet, der in den FertiggerUsten von Walzstrassen anfällt. 



   Der Eisensinter soll folgende chemische Zusammensetzung haben : 
 EMI2.1 
 
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> 



  Eisen <SEP> Silizium <SEP> Mangan <SEP> Schwefel <SEP> Phosphor <SEP> Unlösbare <SEP> 
<tb> Rückstände
<tb> mindestens. <SEP> höchstens
<tb> 72, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> 0, <SEP> 03 <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> 
 
 EMI2.3 
 
 EMI2.4 
 
<tb> 
<tb> 



  FlussmittelSiliziumoxyd <SEP> von <SEP> 15 <SEP> bis <SEP> 21,
<tb> Aluminiumoxyd <SEP> von <SEP> 14, <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 28, <SEP> 5, <SEP> 
<tb> Kalziumoxyd <SEP> von <SEP> 13, <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 17, <SEP> 5, <SEP> 
<tb> Magnesiumoxyd <SEP> von <SEP> 7 <SEP> bis <SEP> 10,
<tb> Manganoxyd <SEP> von <SEP> 2 <SEP> bis <SEP> 5,
<tb> Kalziumfluorid <SEP> von <SEP> 19 <SEP> bis <SEP> 23 <SEP> und
<tb> Gesamtgehalt <SEP> an <SEP> Eisenoxyden <SEP> von <SEP> 12 <SEP> bis <SEP> 22
<tb> 
 
Versuche haben gezeigt, dass das erfindungsgemässe Flussmittel, welches gemäss dem beschriebenen Verfahren erzeugt wurde, infolge des Vorhandenseins von Eisenoxyden verhindert, dass siliziumreduzierende Reaktionen auftreten und dass Silizium aus dem Flussmittel in die Naht übergeht.

   Ausserdem vermindert das Flussmittel den Wasserstoffgehalt in der Naht um   50.....   60% im Vergleich mit den Ausgangsschweissmitteln und den Schwefelgehalt um   40.....     50%.   



   Die Schweissnähte sind frei von Fehlern metallurgischer Herkunft (es sind keine Warmrisse, Poren, nichtmetallische Einschlüsse ungünstiger Form vorhanden). 



   Das Flussmittel gewährleistet gute Nahtwerkstofformung, leichtes Entfernen der Schlackenkruste und ist bedeutend weniger giftig als die bekannten Flussmittel, welche zum Schweissen von hochlegierten Stählen verwendet werden. Dieses   Flussmittel   kann auch zum Schweissen von Bimetallen mit Plattierschichten aus hochlegierten, stabil austenitischen Stählen eingesetzt werden. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Flussmittel zum Schweissen von hochlegierten austenitischen Stählen, welches Silizium-, Aluminium-, Kalzium-, Magnesium-, Mangan- und Eisenoxyd sowie Kalziumfluorid enthält, dadurch gekennzeich- net, dass die erwähnten Bestandteile in nachstehenden Mengen (in Grew.-%) enthalten sind :

   <Desc/Clms Page number 3> EMI3.1 <tb> <tb> Siliziumdioxyd <SEP> von <SEP> 15 <SEP> bis <SEP> zu <tb> Aluminiumoxyd <SEP> von <SEP> 14, <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 18, <SEP> 5, <SEP> <tb> Kalziumoxyd <SEP> von <SEP> 13, <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 17, <SEP> 5, <tb> Magnesiumoxyd <SEP> von <SEP> 7 <SEP> bis <SEP> 10, <tb> Manganoxyd <SEP> von <SEP> 2 <SEP> bis <SEP> 5, <tb> Kalziumfluorid <SEP> von <SEP> 19 <SEP> bis <SEP> 23 <SEP> und <tb> Gesamtgehalt <SEP> an <SEP> Eisenoxyden <SEP> von <SEP> 12 <SEP> bis <SEP> 22. <tb>

   2. Verfahren zur Herstellung des Flussmittels nach Anspruch l, bei dem die Charge geschmolzen und dann die erhaltene Schmelze in Wasser granuliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenoxydein FormvonSinteraufdieSchmelzeder übrigen Bestandteile geschüttet werden, wo sie während des Durchmischens im Laufe von 3 bis 5 min vor dem Ausgiessen verbleiben.