CH150367A - Verfahren zum Herstellen von Gegenständen aus Stahl oder Gusseisen, die auch in Seewasser und feuchtem Erdreich geringe Neigung zum Rosten besitzen. - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Gegenständen aus Stahl oder Gusseisen, die auch in Seewasser und feuchtem Erdreich geringe Neigung zum Rosten besitzen.Info
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Description
Verfahren zum Herstellen von Gegenständen aus Stahl oder Gusseisen, die auch in Seewasser und feuchtem Erdreich geringe Neigung zum Rosten besitzen. Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zum Herstellen von Gegenständen aus Stahl- oder Gusseisen mit geringer Nei gung zum Rosten. Es ist bekannt, dass ein Zusatz von Kupfer zum Stahl und Gusseisen in Mengen von 0,2 bis<B>0,3%,</B> in manchen Fällen auch mehr, die Korrosionsbeständig keit an der Atmosphäre und in. sauren Wäs sern erhöht. Trotz umfassender Arbeiten auf diesem Gebiete war jedoch bislang,die Wir kungsweise des Kupfers auf den Korrosions verlauf noch unbekannt. Ferner ist die Frage des erhöhten Korrosionswiderstandes in neu tralem (Fluss- oder See-) Wasser noch um stritten. Versuche der Erfinder haben nun er geben, dass die den Rostvorgang hemmende Wirkung bei Zusatz des Kupfers zum Stahl und Gusseisen grundsätzlich auf folgenden Zusammenhängen beruht. Die durch den Ablauf des. Rostvorganges in der Lösung sich ausbildenden Korrosionsprodukte des Eisens bedingen die Gegenwart von zwei- und drei wertigen Eisenionen, deren Konzentration durch das Löslichkeitsprodukt der Hy- droxyde festgelegt ist. Dieses konstante Ionenkonzentrationsverhältnis erteilt dem Korrosionsmittel ein Oxydationspotential, dessen Höhe von En = -I- 0,54 Volt ein Mass für die oxydierende Kraft der Lösung ist. Unter dem Einfluss' dieser Oxydationskraft der Lösung wird Kupfer neben Eisen oxy diert und geht in Lösung, wird aber durch die Gegenwart des Eisens sofort wieder ge fällt und als Niederschlag festgehalten. Je nach den für den Entladungs- und Kristalli- sationsvorga.ng der Kupferionen massgeben den Verhältnissen kommt es so zur Ausbil dung einer mehr oder weniger zusammen hängenden und deckenden Kupfer- bezw. Kupferoxydschicht, wie es in destilliertem Wasser, Regenwasser und beim Rosten an der Atmosphäre der Fall ist, oder zu einem Niederschlag von Schwammkupfer, wie es in verdünnten wässerigen Salzlösungen beob achtet wurde. - - Das in inniger Berührung mit dem Eisen vorliegende feinverteilte Schwammkupfer be dingt die Ausbildung zahlreicher Lokalele mente: Kupfer-Eisen, deren Wirkung sieh in der Entstehung und Anreicherung von grü nem Ferrohydroxyd äussert. Diese Ferro- hydroxydbildung erfährt durch die mit dem Oxydationsvorgang des Kupfers zwangläufi verbundene Reduktion von dreiwertigem zu zweiwertigem Eisen noch eine Verstärkung. Das Ferrohy droxyd liegt als zähes, fest haftendes Gel vor und kann, da es durch die Tätigkeit der Lokalelemente hinreichend rasch gebildet wird, als solches gipsartig unter Wasser erhärten und dadurch wasser undurchlässig werden, so dass die Stahlober fläche gegen Wasserzutritt und weiteren Korrosionsangriff geschützt ist. Gemäss der Erfindung werden nun dem Stahl oder Gusseisen, das zum Beispiel die üblichen Elemente Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Phosphor oder Schwefel enthält, solche Elemente zugesetzt, deren elektrolyti sches Potential negativ- gegen das konstante Oxydationspotential des Korrosionsmittels, also kleiner als.etwa 0,5 Volt, aber positiv gegen das elektrolytische Potential des Aus gangsstoffes ist und die daher, wie zum Beispiel der bekannte Kupferzusatz, bei dem Korrosionsvorgang durch ionogene Lö sung die Bildung einer schützenden Ferro- hydroxydschicht bewirken. Solche Metalle sind zum Beispiel Antimon, Arsen, Zinn. Durch Zusatz dieser Metalle lassen sich ähn liche Wirkungen wie durch den Kupfer zusatz erzielen. Bereits bei den sehr gerin gen Gehalten von 0,05% oder, falls mehrere der oben genannten Zusätze verwendet wer den, von insgesamt 0,1 %, treten .die oben be schriebenen Erscheinungen mit der nachfol genden Ausbildung der undurchlässigen Ferrohydroxydschicht auf. Nach oben er fährt der Zusatz der Metalle hinsichtlich ihres korrosionshemmenden Einflusses keine Grenze. Doch ist es zweckmässig, Gehalte über 5 % nicht anzuwenden. Ein weiteres Metall, das die erforder lichen elektrochemischen Eigenschaften be sitzt, ist das Nickel. Bei dem alleinigen Zu satz dieses Metalles treten aber störende Ne benerscheinungen auf, die eine Abscheidung von Nickel verhindern. Durch die gleichzei tige Gegenwart von Kupfer, Antimon, Zinn oder Arsen einzeln oder zu mehreren kom biniert werden diese Nebenerscheinungen unterdrückt, so dass auch hier sich eino Schutzschicht bilden kann. -!Man kann also den an sich schon bekannten besseren Rost widerstand der nickelhaltigen Stähle und Gusseisensorten durch Zusatz von. Kupfer. Antimon, Zinn oder Arsen einzeln oder zii mehreren kombiniert erhöhen. Dieser Zusatz übt wiederum bereits bei niedrigen Gehalten von beispielsweise<B>0,1%</B> die oben genannten Wirkungen aus. Günstige Eigenschaften werden auch er zielt, wenn man die günstige Wirkung der Zusätze Antimon, Arsen oder Zinn einzeln oder gemeinsam mit dem an sich bekannten Kupferzusatz, beispielsweise in Mengen bis 1 %, kombiniert. Die Beständigkeit der undurchlässigen Schutzschicht erfährt aber eine Einsührän- kung durch den Umstand, dass der Sauerstoff der Lösung die Schicht allmählich zu körni gem und durchlässigem schwarzem Rost (Fe0. Fe203) und weiterhin zu braunem Rost (Fe,03) oxydiert. Die hierdurch ent stehenden Durchlässe, Löcher und Risse in der Ferrohydroxydschicht beeinträchtigen ihre Schutzwirkung, können sie vorüber gehend sogar aufheben. Diese durch Oxyda tion der Ferrohydroxydschicht auftretend schädliche Wirkung kann unwirksam ge macht werden, wenn man neben einem Zu satz von Arsen, Antimon, Zinn oder Kupfer. noch kleine Mengen von Metallen zusetzt. deren Oxydationsprodukte infolge ihrer che mischen Beschaffenheit nicht weiter oxydiert. werden können, die ferner infolge ihrer näh klebrigen, gelartigen Konsistenz in den po.. rösen, schwammigen Niederschlägen haften bleiben und unter Wasser erhärten und un durchlässig werden. Solche Metalle sind zum Beispiel Magnesium, Aluminium und Nickel. Die erwähnte Wirkung wird bereits durch verhältnismässig kleine Zusätze erzielt, die beispielsweise bei Aluminium 0,05 bis 0,5 % betragen. Ein höherer Zusatz ist ebenfalls wirksam, ohne jedoch bei Stählen besondere Vorteile zu bringen. Diese Beschränkung gilt aber nicht für Gusseisen, bei dem der Bestwert der Schutzwirkung je nach der sonstigen Zusammensetzung zwischen 0,5 bis 5 % Aluminium erreicht wird, wenngleich auch hier von Gehalten von 0,05 % ab eine Schutzwirkung auftritt, die wertvoll ist. Magnesium übt diese Wirkung im Stahl und Gusseisen<B>-</B>in Mengen von 0,1 bis 5 % aus; jedoch werden im allgemeinen mit Rücksicht auf die mechanischen Eigenschaften des Stahls oder Gusseisens so hohe Gehalte von diesem Zusatz besser vermieden. Der Nickel zusatz kann 0,2 % oder mehr betragen und, wo Gründe der Wohlfeilheit es nicht verbie ten, bis zu 10% gesteigert werden, da bis zu diesem Gehalt eine merkliche Erhöhung der Beständigkeit durch wachsenden Nickel gehalt bewirkt wird. Selbstverständlich ist die Massnahme des Zusatzes der genannten Metalle auch möglich bei der Flurstellung von Gegenständen aus Stahl und Gusseisen, die nur der atmosphärischen Korrosion unterlie gen; hier reicht jedoch der Kupfergehalt allein meist aus, um eine brauchbare Wir kung zu erzielen. Die schützende Wirkung durch Zusätze der genannten Metalle bleibt auch noch er halten, wenn der Stahl aus andern Gründen mit Elementen, wie zum Beispiel Mangan, Silizium, Phosphor, Chrom, Wolfram, Mo lybdän, Vanadin, Kobalt, Titan, Bor, Zirkon, Beryllium in den gebräuchlichen Mengen le giert wird.
Claims (1)
- PATENTAINTSPRUCH: Verfahren zum Herstellen von Gegenstän den aus Stahl oder Gusseisen, die auch in Seewasser und feuchtem Erdreich geringe Neigung zum Rosten besitzen, dadurch ge kennzeichnet, dass dem Stahl oder Gusseisen solche Elemente zugesetzt werden, deren elektrolytisches Potential negativ gegen das konstante Oxydationspotential des Korro sionsmittels, also kleiner als etwa 0,5 Volt.aber positiv gegen das elektrolytische Poten tial des Ausgangsstoffes ist, so dass sie hei dem Korrosionsvorgang durch ionogene Lii- sung die Bildung einer schützenden Ferro- hydroxydschicht bewirken. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Zusätze Arsen, Antimon und Zinn in Mengen von 0,05 bis 5 % verwendet wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Zusätze von Arsen, Antimon und Zinn gemeinsam in einer Gesamtmenge von 0,1 bis 5 % verwendet werden. 3.Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Zusätze Arsen, Antimon und Zimt in i#Ten- gen von 0,1 bis 5% und ausserdem Kupfer in Mengen bis 1 % verwendet wird. $. Verfahren nach Patentanspruch und I1n- teranspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zusatz von Magnesium in Mengen von 0,1 bis 5 %. 5.Verfahren nach Patentanspruch und UTn-- teranspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zusatz von Nickel in Mengen von 0,2 bi, 10%. 6. Verfahren nach Patentanspruch und Un- teranspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zusatz von Aluminium in Mengen von 0,05 bis 5%. ?. Verfahren nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch die Verwendung des Zu satzes Kupfer in Mengen bis 1 % und wenigstens einen der Zusätze Aluminium in Mengen von 0,05 bis 5%, Nickel in Mengen von 0,2 bis 10%, Magnesium in Mengen von 0,1 bis 5%.
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Family Applications After (1)
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2574581A (en) * | 1950-05-24 | 1951-11-13 | Guy E Mckinney | Alloying magnesium with ferrous metals |
US2610912A (en) * | 1947-03-22 | 1952-09-16 | Int Nickel Co | Steel-like alloy containing spheroidal graphite |
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Families Citing this family (1)
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DE976795C (de) * | 1952-12-15 | 1964-04-30 | Davy Robertsons Maskinfabrik A | Graugusslegierung fuer Kolbenringe |
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- 1930-04-28 CH CH150367D patent/CH150367A/de unknown
-
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Also Published As
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CH169573A (de) | 1934-05-31 |
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