Eisenlegierung zum Herstellen rostfreier, säure- und hochhitzebeständiger Gegenstände Zur Herstellung von Gegenständen, die nicht rostend, hochhitze- und säurebeständig sein sollen, werden bisher Eisen-Chrom- und Eiseri-Chrom-Nickellegierurigen mit je nach den Bedingungen wechselnden Chrom- und Nickelgehalten verwendet. Die Technik ver tritt noch heute die Einsicht, dass als Träger der diese Legierungen kennzeichnenden Eigen schaften, ausschliesslich oder doch in aus schlaggebendem Masse das Chrommetall an zusprechen sei. Die Erfahrung und vielfache Untersuchungen haben dabei ergeben, dass die Wirkung des Chromzusatzes in ursäch lichem Zusammenhang mit dem Kohlenstoff gehalt der Legierungen steht.
Man weiss bei spielsweise, dass in einer Chrorngnsslegierung durch einen Kohlenstoffgehalt von 1% etwa 10 % des Chromanteils der Grundmasse ent- zogen werden und erst der über 100o hin ausgehende Chromanteil auf ihre Rost-, Säure- und Hitzebeständigkeit wirkt.
Des weiteren ist aber nach den bisherigen Er kenntnissen auch bei niedrigstem Kohlenstoff- Behalt, etwa bei einer Stahllegierung von <B>0,050</B> /o C, ein ganz bestimmter Chromzuschlag zur Erzielung der beschriebenen Wirkungen erforderlich und gehören mindestens 13 % Chrom dazu, solche Legierungen im ver güteten und polierten Zustande rostbeständig, über 15'/o Chrom, um sie hinreichend säure beständig zu machen.
Bei den normalen Eisen-Chromlegierungen lässt die Postbestän- digkeit mit einem über 0,4% ansteigenden Kohlenstoffgehalt sprunghaft nach und es gehören erhebliche Chrommengen dazu, um den Abfall auszugleichen.
Die vorliegende Erfindung geht im Ge gensatz zu der bisherigen Praxis nun von der Erkenntnis aus, dass es möglich sein muss, eine nichtrostende, säure- und hitzebe ständige Stahl- und Gusslegierung jedweden Kohlenstoffgehaltes mit weit niedrigeren Chromgehalten herzustellen als bisher, wenn es gelingt, die die Wirkung des Chroms hemmende Karbidbildung zu verhindern.
Das ist nach der Erfindung durch einen Molyb- dänzusehlag möglich, der je nach dem Ver wendungszweck und dem Kohlenstoffgehalt der Legierung 5 bis 20% betragen soll. In diesen Grenzen wirkt der Molybdänzusatz verdichtend auf das grobkristalline Gefüge der Chromstähle oder des Chromgusses, er unterbindet die Bildung von Chromkarbiden, verhindert den Entzug des Chroms aus der Grundmasse und schafft so die Korrosions beständigkeit, Hitzebeständigkeit und Rost sicherheit von Legierungen,
die allein nach ihrem Chromgehalt diese Eigenschaften nicht aufweisen würden. Ein Molybdä nzusatz von 5 bis 20 0% ist also in der Lage, das Chrom in diesen Grenzen bei den bisher bekannten Chromlegierungen zu ersetzen und einen Chromstahl schon mit Chromgehalten unter 13'/o im polierten, mit Chromgehalten über 15')/o aber auch bereits im rohen und unbe arbeiteten Zustande rostsicher zu machen.
Ein gemäss der Erfindung hergestellter Chrom guss mit beispielsweise einem Kohlenstoff gehalt von etwa 10% ist bei einem Chrom- gehalt von 4 bis 6% durch den Zuschlag von 5 bis 7% Molybdän im polierten Zustande genau so rostsicher wie eine be kannte reine Chromnickellegierung,
die bei 18 bis 20 % Cr und 8 % N i auch mit einem C-Gehalt von 0,05 bis 1% noch vergütet und poliert werden muss.
Mit steigendem Chromgehalt verbessern sich naturgemäss die Eigenschaften der Eisen-Chrom-Molybdän- legierung, ein Molybdänzuschlag von 5 bis 20 % macht die jetzt bekannten reinen Eisen-Chromlegierungen jedweden Kohlen stoffgehaltes damit für weit höhere Ansprüche als bisher geeignet.
So wird beispielsweise die Vergiessbar- keit dieser Legierungen durch das Molybdän so verbessert, dass es gelingt, Scheren mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,6 % im Ge- wicht von 10 gr ohne Lunkerstellen zu giessen. Gegenstände, für die eine hohe Hitzebestän digkeit gefordert wird und solche, .die neben dieser Hitzebeständigkeit auch korrosionsfest sein sollen, werden mit Erfolg aus der neuen Legierung hergestellt.
Dünnwandige Econo- miserrohre,Überhitzerschutzplatten fürDampf- kessel sind je nach den Bedingungen mit Cr-Gehalten bis zu 35 % und Molybdän- gehalten bis zu 20 % auch bei erhöhten Kohlenstoffgehalten in höchster Hitze
säure- und laugenbeständig. Ein bedeutender Vor zug der neuen Eisen-Chrom-Molybdänlegie- rung ist ihre gute Bearbeitungsmöglichkeit. Trotz höchster Brinellhärte sind die ge schmiedeten oder gegossenen Czegenstände schon mit gewöhnlichen Schnelldrebstählen zu bearbeiten; was besonders dann von grösster Bedeutung ist, wenn diese Gegen stände zur Erhöhung oder Herstellung ihrer Rostsicherheit poliert werden müssen.
Zur weiteren Verbesserung ihrer Eigen schaften kann die neue Legierung auch einen Nickelgehalt von 1 bis 30'/o haben; sie ist je nach den Bedingungen aber auch ohne diesen Nickelzuschlag zu erschmelzen. Durch Nickel wird die Festigkeit und von einem bestimmten Gehalt ab auch die Dehnung der Legierung günstig beeinflusst. Natürlich können auch noch andere der bekannten Elemente hinzulegiert werden.
Von beson derem Einfluss ist dabei der Siliziumgehalt, der von 0,1 % bis zu 12 % ansteigen kann. Er befördert je nach seiner Höhe die Be arbeitungsfähigkeit und Verschleissfestigkeit, dann aber auch die Widerstandsfähigkeit der Legierung gegen heisse Schwefel- und Salzsäure.
Aus der neuen Legierung können sowohl gewalzte, geschmiedete oder ähnlich ver formte, als auch gegossene Gegenstände her gestellt werden, dabei soll je nach dem Ver wendungszweck der Kohlenstoffgehalt 0,1 bis 3%, der Molybdängehalt 5 bis 201)/o und der Chromgehalt 1 bis 35% betragen. Um Gegenstände herzustellen, die im rohgegosse nen oder gewalzten Zustande absolut rostfrei sein sollen,
ist ein höherer Molybdän- und Chromgehalt erforderlich als bei nur im polierten Zustande rostsicheren Gegenständen. Bei letzteren kommt man schon mit einem Chromgehalt von unter 13% und einem Molybdängehalt bis zu 10%, bei gegebenen- falls einem Nickelgehalt von 8 bis 20_0/0 aus.
Iron alloy for the manufacture of rust-free, acid-resistant and highly heat-resistant objects For the manufacture of objects that are intended to be rust-proof, highly heat-resistant and acid-resistant, iron-chromium and iron-chromium-nickel alloys with chromium and nickel contents that change depending on the conditions have been used. The technology still takes the view today that the chromium metal should be used exclusively or at least to a decisive extent as the carrier of the properties that characterize these alloys. Experience and multiple studies have shown that the effect of the addition of chromium is causally related to the carbon content of the alloys.
It is known, for example, that a carbon content of 1% removes around 10% of the chromium content of the base material in a chromium alloy, and only the chromium content exceeding 100o affects its resistance to rust, acid and heat.
Furthermore, according to previous knowledge, even with the lowest carbon content, such as a steel alloy of <B> 0.050 </B> / o C, a very specific chromium addition is required to achieve the effects described and include at least 13% chromium Such alloys are rust-resistant in the tempered and polished state, over 15% chromium, in order to make them sufficiently acid-resistant.
With normal iron-chromium alloys, the post-resistance drops sharply with a carbon content increasing by over 0.4%, and considerable amounts of chromium are required to make up for the waste.
In contrast to the previous practice, the present invention is based on the knowledge that it must be possible to produce a stainless, acid and heat-resistant steel and cast alloy of any carbon content with far lower chromium contents than before, if the to prevent the formation of carbides, which inhibit the effect of chromium.
According to the invention, this is possible by adding a molybdenum supplement which, depending on the intended use and the carbon content of the alloy, should be 5 to 20%. Within these limits, the addition of molybdenum has a compacting effect on the coarsely crystalline structure of the chrome steels or the chrome cast, it prevents the formation of chrome carbides, prevents the removal of chrome from the base mass and thus creates the corrosion resistance, heat resistance and rust resistance of alloys,
which would not have these properties based on their chromium content alone. A molybdenum addition of 5 to 20% is therefore able to replace the chromium within these limits in the previously known chromium alloys and a chromium steel with a chromium content below 13% in the polished one, with a chromium content above 15% to make rustproof even in the raw and unprocessed state.
A chrome cast produced according to the invention with, for example, a carbon content of about 10% is just as rustproof as a known pure chrome-nickel alloy with a chrome content of 4 to 6% due to the addition of 5 to 7% molybdenum in the polished state.
which with 18 to 20% Cr and 8% Ni also has to be tempered and polished with a C content of 0.05 to 1%.
As the chromium content increases, the properties of the iron-chromium-molybdenum alloy naturally improve; a molybdenum surcharge of 5 to 20% makes the now known pure iron-chromium alloys of any carbon content suitable for far higher demands than before.
For example, molybdenum improves the castability of these alloys in such a way that it is possible to cast scissors with a carbon content of 0.6% and a weight of 10 g without voids. Objects for which a high level of heat resistance is required and those which, in addition to this heat resistance, should also be corrosion-resistant, are successfully made from the new alloy.
Thin-walled economiser pipes, superheat protection plates for steam boilers are, depending on the conditions, with Cr contents of up to 35% and molybdenum contents of up to 20%, even with increased carbon contents in the highest heat
acid and alkali resistant. A major advantage of the new iron-chromium-molybdenum alloy is that it is easy to process. Despite the highest Brinell hardness, the forged or cast objects can be machined with ordinary high-speed turning steels; which is particularly important when these items have to be polished to increase or produce their rust resistance.
To further improve its properties, the new alloy can also have a nickel content of 1 to 30%; However, depending on the conditions, it can also be melted without this nickel addition. Nickel has a positive effect on the strength and, from a certain level, on the elongation of the alloy. Of course, other of the known elements can also be added.
The silicon content, which can increase from 0.1% to 12%, is of particular influence. Depending on its height, it promotes the machinability and wear resistance, but then also the resistance of the alloy to hot sulfuric and hydrochloric acid.
The new alloy can be used to produce rolled, forged or similarly shaped as well as cast objects, depending on the intended use, the carbon content should be 0.1 to 3%, the molybdenum content 5 to 201) / o and the chromium content 1 up to 35%. In order to produce objects that should be absolutely rust-free in their raw or rolled state,
a higher molybdenum and chromium content is required than for objects that are rustproof only in the polished state. With the latter, a chromium content of less than 13% and a molybdenum content of up to 10%, with a nickel content of 8 to 20-0 / 0 if necessary, is sufficient.