CH191279A - Steel alloy. - Google Patents

Steel alloy.

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CH191279A
CH191279A CH191279DA CH191279A CH 191279 A CH191279 A CH 191279A CH 191279D A CH191279D A CH 191279DA CH 191279 A CH191279 A CH 191279A
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steel
steel alloy
chromium
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Company Electro Metallurgical
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    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel

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  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

  

  Stahllegierung.    Die Erfindung     betrifft    einen Chromstahl       mit        12        bis        35        %        Chrom,        welcher        grosse        Zä-          higkeit    und ausgezeichnete Widerstandsfähig  keit gegen Korrosion und Oxydation bei  erhöhten Temperaturen aufweist. Führt man  in die     ferritischen        hocbchromhaltigen    Stähle  Stinkstoff ein, dann erhält man eine bemer  kenswerte Verringerung der Korngrösse und  Erhöhung der Festigkeit, ohne Verlust an  Dehnung.

   Stickstoff erhöht die Zähigkeit  dieser Stähle, ohne ernstliche Beeinträchti  gung ihres Widerstandes gegen Korrosion  oder Oxydation bei erhöhten Temperaturen.  Um diese Ergebnisse zu erhalten, ist es not  wendig, dass der Stickstoff durch den Stahl  im wesentlichen gleichförmig verteilt ist,  was leicht dadurch erreicht werden kann,  dass man den Stickstoff in Form eines Chrom  nitrides oder anderer geeigneter     Nitride    dem  geschmolzenen Stahl zufügt.

   Die bemerkens  werte Wirkung des Stickstoffes hinsichtlich    der Verbesserung der Eigenschaften der     hoch-          chromhaltigen    Stähle ist bei solchen Stählen  am meisten ausgeprägt, welche zwischen 15       und        35        %        Chrom        enthalten,        wobei        der        Stick-          stoffgehalt        mindestens        0,2        %        betragen        soll.     



  Die vorliegende Erfindung bezweckt nun  die Verbesserung der - Zähigkeit der oben  beschriebenen, hoch stickstoffhaltigen Chrom  stähle durch Einführung vergleichsweise       kleiner        Mengen,        mindestens        0,25        %,        jedoch     nicht über 3 %, von wenigstens einem der  vierten Periode des periodischen Systems zu  gehörigen Metall, dessen Atomgewicht zwi  schen 58 und 64 liegt. Dazu können Kupfer  oder Nickel oder Mischungen beider ver  wendet     werdet).    Die Wirkung von Zusätzen  dieser Metalle ist aus der nachstehenden  Tabelle ersichtlich, deren Daten mit voll  ständig ausgeglühten Stählen gewonnen wur  den,.

      
EMI0002.0001     
  
    Zusammensetzung <SEP> Streck- <SEP> Zugfestig- <SEP> Dehnung <SEP> Einschnü- <SEP> lzodstoss  grenze <SEP> keit <SEP>  /  <SEP> rang <SEP> versuch
<tb>  (Kerbzähig   % <SEP> Cr <SEP>  % <SEP> C <SEP>  /  <SEP> N <SEP>  /  <SEP> C<B><U>u</U></B> <SEP> I <SEP>  /  <SEP> ?@'i <SEP> 1"_/11,M2 <SEP> kr/mm= <SEP> (1 <SEP> = <SEP> 4d) <SEP>  % <SEP> .

   <SEP> keit) <SEP> mkg
<tb>  22,30 <SEP> 0,10 <SEP> 0,25 <SEP> - <SEP> - <SEP> 37,8 <SEP> 59,5 <SEP> 32 <SEP> 66
<tb>  <B>1)</B>,5
<tb>  22,73 <SEP> 0,09 <SEP> 0,26 <SEP> 0,53 <SEP> - <SEP> 37,1 <SEP> 62,2 <SEP> 26 <SEP> 56 <SEP> 4,1
<tb>  22,56 <SEP> 0,09 <SEP> 0,26 <SEP> 2,18 <SEP> - <SEP> 39,9 <SEP> 62,3 <SEP> 1 <SEP> 27 <SEP> 56 <SEP> 5,1
<tb>  22,27 <SEP> 0,12 <SEP> 0,26 <SEP> - <SEP> 1,20 <SEP> 46,9 <SEP> 86,8 <SEP> 23 <SEP> 4.7 <SEP> 5,0
<tb>  25,66 <SEP> 0,12 <SEP> 0,30 <SEP> - <SEP> - <SEP> 37,8 <SEP> 59,8 <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 1;

  9
<tb>  25,09 <SEP> 0,10 <SEP> 0,29 <SEP> - <SEP> 1,56 <SEP> 43,4 <SEP> 65,8 <SEP> 25 <SEP> 50 <SEP> 5,1       Aus der Tabelle geht hervor,     dald    bei  Zufügung kleiner Mengen von Kupfer oder  Nickel zu stickstoffhaltigen Chromstählen  eine beträchtliche Verbesserung der Zähig  keit erreicht wird, gemessen im     lzodstoss-          oder        Schlagfestigkeitsversuch,    und zwar ist  die Zähigkeit viel höher, als man sie durch  Zusatz von so vergleichsweise kleinen pro  zentischen Mengen eines jeden Elementes  erwarten würde. Ferner werden die andern  wertvollen physikalischen Eigenschaften der       stickstoffhaltigen    Stähle, wie z. B. Wider  standsfähigkeit gegen Hitze und Korrosion,  beibehalten.

   Die Verbesserung der physikali  schen Eigenschaften macht sich am meisten  bei geschmiedeten Stählen mit     vergleielis-          weise    niedrigem Kohlenstoffgehalt bemerk  bar; es wird jedoch auch eine brauchbare  Verbesserung bei Anwendung der Erfindung  auf     Gussstücke    erzielt, welche aus höher     ge-          kohlten    Chromstählen hergestellt sind.  



  Die hoch stickstoffhaltigen Chromstähle  besitzen eine beträchtliche Widerstandsfähig  keit gegen Kornwachstum bei erhöhten     Tern-          peraturen    und die Zusätze von Nickel oder  Kupfer gemeinsam oder einzeln verleihen  eine gewisse zusätzliche Widerstandsfähigkeit  gegen das Kornwachstum, welches beim Er  hitzen auf erhöhte Temperaturen eintritt.  



  Die stickstoffhaltigen Stähle gemäss der  Erfindung können leicht mit Sauerstoff  azetylenflamme oder auf elektrischem Wege  verschweisst werden und man erhält hier-    bei Schweissstellen von verbesserten Eigen  schaften.  



  Stähle gemäss der Erfindung enthalten       12-35        %        Chrom,        mindestens        0,2        %        und     nicht über 0,65 % Stickstoff, einen Kohlen  stoffgehalt von     nieht    mehr als 1  % und  einen Gehalt an Nickel oder Kupfer oder       beiden        zwischen        0,25        und    3     %.        Wird        Kupfer     allein verwendet, dann ist sein Gehalt vor  zugsweise nicht über 2,5 % des Stahls.

   Soll  der Stahl geschmiedet werden; dann liegt  der Kohlenstoffgehalt vorzugsweise unter  0,3 %. Der Stickstoff soll im wesentlichen  gleichförmig durch den Stahl verteilt sein       und        vorsugsweise        0,20        %        überschreiten.        Die     üblichen Bruchteile von Prozenten an Sili  zium und Mangan, welche zur Erzeugung  guter Stähle notwendig sind, werden natür  lich vorzugsweise zugefügt.



  Steel alloy. The invention relates to a chromium steel with 12 to 35% chromium, which has great toughness and excellent resistance to corrosion and oxidation at elevated temperatures. If stink material is introduced into the ferritic high-chromium-containing steels, then one obtains a remarkable reduction in grain size and an increase in strength, without loss of elongation.

   Nitrogen increases the toughness of these steels without seriously affecting their resistance to corrosion or oxidation at elevated temperatures. In order to obtain these results, it is necessary that the nitrogen is substantially uniformly distributed throughout the steel, which can easily be achieved by adding the nitrogen in the form of a chromium nitride or other suitable nitride to the molten steel.

   The remarkable effect of nitrogen with regard to improving the properties of steels with a high chromium content is most pronounced in steels which contain between 15 and 35% chromium, the nitrogen content being at least 0.2%.



  The present invention now aims to improve the toughness of the above-described, high-nitrogen chromium steels by introducing comparatively small amounts, at least 0.25%, but not more than 3%, of at least one of the fourth period of the periodic table belonging metal, its Atomic weight between 58 and 64 is. Copper or nickel or a mixture of both can be used for this purpose). The effect of the addition of these metals can be seen from the table below, the data of which was obtained with fully annealed steels.

      
EMI0002.0001
  
    Composition <SEP> stretch <SEP> tensile strength <SEP> elongation <SEP> constriction <SEP> lzodstoss limit <SEP> speed <SEP> / <SEP> rank <SEP> attempt
<tb> (Notched% <SEP> Cr <SEP>% <SEP> C <SEP> / <SEP> N <SEP> / <SEP> C <B> <U> u </U> </B> < SEP> I <SEP> / <SEP>? @ 'I <SEP> 1 "_ / 11, M2 <SEP> kr / mm = <SEP> (1 <SEP> = <SEP> 4d) <SEP>% < SEP>.

   <SEP> speed) <SEP> mkg
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<tb> <B> 1) </B>, 5
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<tb> 25.09 <SEP> 0.10 <SEP> 0.29 <SEP> - <SEP> 1.56 <SEP> 43.4 <SEP> 65.8 <SEP> 25 <SEP> 50 <SEP > 5.1 The table shows that when small amounts of copper or nickel are added to nitrogen-containing chromium steels, a considerable improvement in toughness is achieved, as measured by the impact test, and that the toughness is much higher than it is Addition of such comparatively small percentage amounts of each element would be expected. Furthermore, the other valuable physical properties of the nitrogen-containing steels, such as e.g. B. Resistance to heat and corrosion, retained.

   The improvement in physical properties is most noticeable in forged steels with a comparatively low carbon content; however, a useful improvement is also obtained when the invention is applied to castings made from higher carbon chromium steels.



  The high-nitrogen chromium steels have a considerable resistance to grain growth at elevated temperatures and the additions of nickel or copper together or individually give a certain additional resistance to grain growth, which occurs when heated to elevated temperatures.



  The nitrogen-containing steels according to the invention can easily be welded with an oxygen acetylene flame or by electrical means and weld points with improved properties are obtained.



  Steels according to the invention contain 12-35% chromium, at least 0.2% and not more than 0.65% nitrogen, a carbon content of no more than 1% and a content of nickel or copper or both between 0.25 and 3% . If copper is used alone, then its content is preferably not more than 2.5% of the steel.

   Should the steel be forged; then the carbon content is preferably below 0.3%. The nitrogen should be substantially uniformly distributed throughout the steel and preferably exceed 0.20%. The usual fractions of percentages of silicon and manganese, which are necessary to produce good steels, are of course preferably added.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH I: Stahllegierung von grosser Zähigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion und Oxydation bei erhöhten Temperaturen, ge kennzeichnet durch einen Gehalt an Chrom von 12-35 %, einen Gehalt an Kohlenstoff von nicht über 10%, einen gleichmässig im Stahl verteilten Gehalt an Stickstoff von mindestens 0.2 %, jedoch nicht über 0, PATENT CLAIM I: Steel alloy of great toughness and resistance to corrosion and oxidation at elevated temperatures, characterized by a chromium content of 12-35%, a carbon content of not more than 10%, a nitrogen content of at least evenly distributed in the steel 0.2%, but not more than 0, 65 /o und einen Gehalt an wenigstens einem der vierten Periode des periodischen Systems zu gehörigen Metall, dessen Atomgewicht zwi schen 58 und 64 liegt, von mindestens 0,25 %. jedoch nicht über 3 %. UNTERANSPRüCHE: 1. Stahllegierung nach Patentanspruch I, ge kennzeichnet durch einen Gehalt an Chrom von 15-35 %. 2. 65 / o and a content of at least one metal belonging to the fourth period of the periodic table, the atomic weight of which is between 58 and 64, of at least 0.25%. but not more than 3%. SUBClaims: 1. Steel alloy according to claim I, characterized by a chromium content of 15-35%. 2. Stahllegierung nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Kupfer von mindestens 0,25 0/n, jedoch nicht über 2,5 %. 3. Stahllegierung nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Nickel von 0,25 bis 3 %. 4. Steel alloy according to patent claim I, characterized by a copper content of at least 0.25%, but not more than 2.5%. 3. Steel alloy according to claim I, characterized by a nickel content of 0.25 to 3%. 4th Stahllegierung nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Kupfer und Nickel von zusammen 0,25 bis 3 %. PATENTANSPRUCH II: Verfahren zur Herstellung einer Stahl legierung gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man einem Stahl mit einem Gehalt an Chrom von 12-35 %, einem Gehalt an Stickstoff von 0,2 bis 0, Steel alloy according to patent claim I, characterized by a copper and nickel content of together 0.25 to 3%. PATENT CLAIM II: A method for producing a steel alloy according to patent claim I, characterized in that a steel with a chromium content of 12-35%, a nitrogen content of 0.2 to 0, 65 0/0 und einem Gehalt an Kohlenstoff von nicht über 1 % 0,25-3 % von wenigstens einem der vierten Periode des periodischen Systems zugehörigen Metall, dessen Atomgewicht zwischen 58 und 64 liegt, beigibt. UNTERANSPRüCHE: 5. 65 0/0 and a carbon content of not more than 1% 0.25-3% of at least one metal belonging to the fourth period of the periodic table, the atomic weight of which is between 58 and 64. SUBCLAIMS: 5. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass man dem Stahl 0,25 bis 3 % einer Mischung von Kupfer und Nickel beigibt. 6. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass man dem Stahl nur 0,25 bis 2,5 % Kupfer beigibt. 7. Method according to claim II, characterized in that 0.25 to 3% of a mixture of copper and nickel is added to the steel. 6. The method according to claim II, characterized in that only 0.25 to 2.5% copper is added to the steel. 7th Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass man dem Stahl nur 0,25 bis 3 % Nickel beigibt. Method according to claim II, characterized in that only 0.25 to 3% nickel is added to the steel.
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