Verfahren zur Verbesserung der Schwingungsfestigkeit von chemisch widerstands fähigen Chr omnickelstahllegier ungen. Bei der Verwendung von chemisch wider standsfähigen austenitisehen Chromnickel stahllegierungen, die etwa 6 bis 40% Chrom, 40 bis 4 % Nickel und bis zu höchstens 1 % Kohlenstoff enthalten, zur Herstellung von Maschinenteilen, die hohen Schwingungs- beanspruehungen ausgesetzt sind (zum Bei spiel Wellen, Turbinenschaufeln), zeigt .sich der Übelstand,
dass diese Gegenstände nur eine verhältnismässig kleine Sehwingungs- festigkeit aufweisen. Versuche haben nun ,ergeben, dass eine wesentliche Verbesserung der Schwingungsfestigkeit erzielt wird, wenn diesen chemisch widerstandsfähigen Chrom nickelstahllegierungen durch Zusatz von 0,3 bis 5 % eines weiteren Elementes, wie zum Beispiel Silizium, Titan, Vanadium, Malyb- dän, Mangan oder Aluminium und durch eine Wärmebehandlung ein Gefüge erteilt wird,
das neben unmagnetischen Austenitkör- nern einen magnetischen, b-Eisen enthalten den Sonderbestandteil aufweist. So -besitzt zum Beispiel eine Stahllegierung mit etwa 0,13 % Kohlenstoff, 9,7 % Nickel und 17,9 Chrom zufolge einer Zugabe von 2,2 % Titan und 1 % Silizium nach einem Abschrecken von 1050 C in Wasser das aus der Fig. 1 ersichtliche Gefüge. In der unmagnetischen austenitischen Grundmasse sind Kristalle aus magnetischem, 8-Eisen enthaltenden Sonderbestandteil eingebettet.
Das Gefüge derselben Stahllegierung nach einem Ab schrecken von<B>950'</B> C in Wasser ist in Fig. 2 dargestellt; auch hier ist in die austenitische (nicht magnetische) Grundmasse viel stark magnetischer, 8-Eisen enthaltender Sonder bestandteil in Zeilen eingebettet.
Entsprechende, eine nicht magnetische austenitische Grundmasse und einen magne tischen, b-Eisen enthaltenden Sonderbestand teil aufweisende Gefügebilder zeigen die Fig. 3 und 4, die das Gefüge einer bei <B>1150'</B> bezw. <B>95,0'</B> C in Wasser abgeschreck ten Stahllegierung mit 0,12% C,<B>2,13%</B> Si, <B>0,63%</B> Mn;. 7,08 % Ni und 21,4 % Cr wieder geben.
Chemisch widerstandsfähige Chromnickel stahllegierungen, die derartige Kristalle aus magnetischem Sonderbestandteil enthalten, besitzen jedoch nicht nur eine ausgezeichnete Schwingungsfähigkeit; sie sind vielmehr rein austenitischen Legierungen auch bezüg lich der übrigen Festigkeitseigenschaften überlegen.
So hat zum Beispiel der oben G-r- wähnte Chromnickelstahl mit 0,13% Kohlen stoff, 9,7 % Nickel und 17,9 % Chrom in rein austenitischem, unmagnetischem Zustand fol gende Festigkeitswerte:
EMI0002.0012
Schwingungsbiegefestigkeit <SEP> 20 <SEP> kg/mm\
<tb> Streckgrenze <SEP> 25 <SEP> "
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 60 <SEP> " Ein chemisch widerstandsfähiger Stahl mit denselben Gehalten an Kohlenstoff, Nickel und Chrom, der jedoch in seinem Ge füge infolge Zulegierung der oben bezeich neten Stoffe Kristalle aus magnetischem, d Eisen enthaltenden Sonderbestandteil (Fig. 1 und 2) enthält, zeichnet sich dagegen durch folgende wesentlich höhere Festigkeitswerte aus:
EMI0002.0018
Schwingungsbiegefestigkeit <SEP> 50 <SEP> kg/mm'
<tb> Streckgrenze <SEP> 60 <SEP> <B>51</B>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 78 <SEP> " Bei der Benutzung von derartigen, Son derbestandteil enthaltenden, chemisch wider standsfähigen Chromnickelstahllegierungen zeigt sich ausserdem der Vorteil, dass diese Legierungen und die aus diesen hergestellten Gegenstände die nachteilige Eigenschaft des Brüchigwerdens nicht besitzen, die den rein austenitischen Chromnickelstahllegierungen eigen ist, wenn sie bei der Herstellung oder im Betriebe (zum Beispiel beim Zusammen schweissen)
einer einer Anlassbehandlung gleichkommenden Erwärmung auf 500 bis <B>900'</B> ausgesetzt werden. Besonders günstig ist es unter diesem Gesichtspunkt, das Ent stehen des Sonderbestandteils durch Zugabe von Vanadium oder Titan zu bewirken, die ein Brüchigwerden der Legierungen beim Erwärmen praktisch ausschalten.
Process for improving the vibration resistance of chemically resistant chrome-nickel steel alloys. When using chemically resistant austenite, chrome-nickel steel alloys, which contain around 6 to 40% chromium, 40 to 4% nickel and up to a maximum of 1% carbon, are used to manufacture machine parts that are exposed to high vibration loads (e.g. shafts, turbine blades), the inconvenience
that these objects only have a relatively low resistance to visual vibration. Tests have now shown that a significant improvement in vibration resistance is achieved if these chemically resistant chromium-nickel steel alloys are added by adding 0.3 to 5% of another element, such as silicon, titanium, vanadium, Malybdenum, manganese or aluminum and a structure is given by heat treatment,
which, in addition to non-magnetic austenite grains, has a magnetic, b-iron containing the special component. For example, a steel alloy with about 0.13% carbon, 9.7% nickel and 17.9% chromium, as a result of an addition of 2.2% titanium and 1% silicon after quenching at 1050 C in water, has the one shown in FIG 1 visible structure. Crystals made of a magnetic special component containing 8-iron are embedded in the non-magnetic austenitic matrix.
The structure of the same steel alloy after quenching <B> 950 '</B> C in water is shown in FIG. 2; Here too, in the austenitic (non-magnetic) matrix, a lot of strongly magnetic, 8-iron containing special component is embedded in rows.
Corresponding, a non-magnetic austenitic matrix and a magne tables, b-iron containing special constituent part having microstructure images are shown in FIGS. 3 and 4, which show the structure of a <B> 1150 '</B> respectively. <B> 95.0 '</B> C steel alloy quenched in water with 0.12% C, <B> 2.13% </B> Si, <B> 0.63% </B> Mn; . Represent 7.08% Ni and 21.4% Cr.
Chemically resistant chromium-nickel steel alloys that contain such crystals from a special magnetic component, however, not only have an excellent ability to vibrate; rather, they are also superior to purely austenitic alloys with regard to the other strength properties.
For example, the above-mentioned chromium-nickel steel with 0.13% carbon, 9.7% nickel and 17.9% chromium in a purely austenitic, non-magnetic state has the following strength values:
EMI0002.0012
Vibration flexural strength <SEP> 20 <SEP> kg / mm \
<tb> Yield strength <SEP> 25 <SEP> "
<tb> Tensile strength <SEP> 60 <SEP> "A chemically resistant steel with the same contents of carbon, nickel and chromium, but which in its structure as a result of the addition of the above named substances is crystals of magnetic, iron-containing special components (Fig. 1 and 2), on the other hand, is characterized by the following significantly higher strength values:
EMI0002.0018
Vibration flexural strength <SEP> 50 <SEP> kg / mm '
<tb> Yield strength <SEP> 60 <SEP> <B> 51 </B>
<tb> Tensile strength <SEP> 78 <SEP> "When using such chemically resistant chromium-nickel steel alloys containing special components, there is also the advantage that these alloys and the objects made from them do not have the disadvantageous property of becoming brittle is inherent in purely austenitic chromium-nickel steel alloys if they are used during manufacture or in the factory (e.g. when welding
be exposed to a heating equivalent to a tempering treatment to 500 to <B> 900 '</B>. From this point of view, it is particularly favorable to bring about the creation of the special component by adding vanadium or titanium, which practically prevent the alloys from becoming brittle when heated.