CH202283A - Chromium-manganese steel. - Google Patents

Chromium-manganese steel.

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CH202283A
CH202283A CH202283DA CH202283A CH 202283 A CH202283 A CH 202283A CH 202283D A CH202283D A CH 202283DA CH 202283 A CH202283 A CH 202283A
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chromium
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manganese steel
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Gebr Boehler Co Aktienges Wien
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Boehler & Co Ag Geb
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

  

      Chrom-Manganstahl.       Durch den bekannten Zusatz von Stick  stoff in     Chrom-Eisenlegierungen    werden diese  verbessert, weil das grobkörnige Gefüge fein  körniger wird und die Legierungen dadurch  weniger spröde werden. Man hat auch vor  geschlagen,     austenitische        Chrom-Nickelstähle     mit Stickstoff zu legieren und     hiebei    ge  funden, dass Zugfestigkeit und Streckgrenze  gesteigert werden. Das Verhältnis von Streck  grenze zu Zugfestigkeit konnte jedoch     hiebei     keine besondere Erhöhung erfahren.  



  Gegenstand der vorliegenden Erfindung  ist nun ein     Chrom-Manganstahl,    der bei     ei-          nem        Gehalt        von        0,01-1,5        %        Kohlenstoff,          10-35        %        Mangan        und        5-25        %        Chrom        einen          Stickstoffgehalt        von        0,07-0,

  7        %        aufweist.     



  Reine     Chrom-Manganstähle    haben, ins  besondere wenn ihr Gefüge aus     Austenit    in  grösseren Mengen oder zur Gänze besteht,  grosse Zähigkeit und Dehnbarkeit, jedoch  ein verhältnismässig niedriges Verhältnis von  Streckgrenze zu Zugfestigkeit. Durch den    Zusatz von Stickstoff wird dieses Verhältnis  in unerwartetem Masse gesteigert, ohne dass  ein Abfall in den Zähigkeitseigenschaften  eintritt.

   Bei gleicher Legierungsbasis der  Elemente     Kohlenstoff,    Mangan und Chrom  tritt eine Steigerung des Verhältnisses von  Streckgrenze zu Zugfestigkeit um etwa 50 %  bei Zusatz des ersten Zehntels     Stickstoff     ein; bei weiterem Zusatz kann es um mehr       als        80        %        gesteigert        werden.        Diese        günstige     Wirkung des Stickstoffzusatzes kann damit  erklärt werden, dass die Stickstoffaufnahme  durch Mangan nicht behindert wird,

   wäh  rend sie in     austenitischen        Chrom-Nickel-          stählen    durch den Zusatz von Nickel herab  gesetzt wird.  



  Der Zusatz von Stickstoff kann durch  Einleiten von     Stickstoffgas    in das     chromhal-          tige    Schmelzbad erfolgen oder geschieht zum  Beispiel durch Verwendung einer stickstoff  reichen     h'erro-Chrom-Legierung.    Letzterer  Weg lässt eine grössere Gleichmässigkeit in      der Einhaltung des beabsichtigten Stickstoff  gehaltes zu. Die     Giessbarkeit,        Verarbeitbar-          keit    und Wärmebehandlung unterscheidet  sich nicht von jener, die bei     stickstoffreien          Chrom-Manganstählen    beobachtet wird.

   Im  allgemeinen sind die stickstoffhaltigen Chrom  Manganstähle bereits im geschmiedeten oder  gewalzten Zustand verwendbar. Auch ge  gossene Formstücke sind     herstellbar    und zei  gen ebenso vorteilhafte mechanische Eigen  schaften.  



  Besonders beachtenswert ist, dass die  Zugfestigkeit von erfindungsgemäss mit Stick  stoff legierten Stählen gegenüber den stick-         stoffreien    Stählen oder Stählen, deren     Stick-          stoffgehalt        geringer        ist        als        0.07        %,        nur        un-          wesentlich    gesteigert wird, während Deh  nung und     Einschnürung    fast gleich bleiben.

    Der Stickstoffgehalt bringt daher keine un  erwünschten Nebenerscheinungen, sondern er  möglicht durch sprunghafte Erhöhung der  Streckgrenze die Herstellung hochwertiger  Baustähle. Die Eigenschaften einiger bei  spielsweise erzeugter Stähle zeigt die Ta  belle, aus der der gütesteigernde Einfluss  eines Stickstoffzusatzes von 0,07 % und  darüber gegenüber einem solchen von     weDi-          ger        als        0,

  07        %        klar        zu        ersehen        ist.     
EMI0002.0028     
  
     Die     Bearbeitbarkeit    aller Stähle mit einem       Stickstoffgehalt        von        0,07        %        und        darüber        ist     eine leichte und zeigt praktisch keinen     rn-          terschied    gegenüber den     stickstoffreien    oder  stickstoffarmen Stählen.

   Die Stähle mit       0,07        %        Stickstoff        und        darüber        sind        durch-          wegs    gut schweissbar; Blechproben, welche  zusammengeschweisst wurden, ergaben durch  wegs ein Reissen ausserhalb der Schweissnaht.  



  Die erfindungsgemässen Stähle sind als  Baustähle in ihren Festigkeitseigenschaften  hochwertigen vergüteten Stählen gleichwer  tig, übertreffen sie jedoch weit an Zähigkeit  und Dehnbarkeit. Geschweisste Konstruktio  nen für den Leichtbau können vorteilhaft  mit den neuen Stählen ausgeführt werden,  weil in ihnen ein Werkstoff vorliegt, der  neben hoher Zähigkeit hohe Streckgrenze  besitzt. Die Eigenschaften, die den     Chrom-          Manganstählen    innerhalb gewisser Legie  rungsgrenzen eigen sind, werden durch Stick-    Stoffzusatz nicht aufgehoben oder nachteilig  berührt. Solche Sondereigenschaften sind Kor  rosionsbeständigkeit, Warmfestigkeit, Zunder  beständigkeit und     unmagnetischer    Zustand.

    Sie können jeweils durch entsprechende Be  messung der Legierungselemente     Chrom-Man-          gan    und Kohlenstoff in bekannter Weise er  reicht werden. Auch die     kohlenstoffreichen     Legierungen, die erhöhte Verschleissfestigkeit  besitzen, sind hier zu nennen. Durch den  Zusatz von     Stickstoff    erschliessen sich jedoch  infolge der aussergewöhnlichen Verbesserung  der mechanischen Eigenschaften neue Gebiete  der Anwendung oder es tritt eine Gütestei  gerung ein, die eine     bessere    und     wirtschaft-          lichere    Ausnützung des Werkstoffes ermög  licht.

   Als Beispiele der Anwendungsmög  lichkeit der neuen Stähle seien nur genannt  rostsichere Wellen, Kolbenstangen und ähn  liche Teile im Schiffbau, Turbinenschaufeln,       Heissdampfventilteile,    Bleche im Flugzeug-      bau,     unmagnetische        Kappenringe,    Verschleiss  teile, wie Panzerplatten, Sortier- und Sieb  bleche,     Helmbleche    usw.  



  Die schon für     Chrom-Manganstähle    vor  geschlagenen zusätzlichen Legierungselemente  zur Erzielung besonderer Eigenschaften, wie       Nickel        bis        züi    4     %,        Kobalt        bis        zu    6     %,          Kupfer        bis        zu    6     %,        Molybdän,        Wolfram,          Vanadin,        Tantal,        Titan,

          Niob        je        bis        zu        1,5        %,     können natürlich in gleicher Weise auch in  den     stickstoffhaltigen        Chrom-Manganstählen     zugegen sein.



      Chromium-manganese steel. The well-known addition of stick material in chromium-iron alloys improves these because the coarse-grained structure becomes finer-grained and the alloys are therefore less brittle. It has also been proposed to alloy austenitic chromium-nickel steels with nitrogen and it has been found that tensile strength and yield strength can be increased. However, the ratio of yield point to tensile strength could not experience any particular increase.



  The present invention now relates to a chromium-manganese steel which, with a content of 0.01-1.5% carbon, 10-35% manganese and 5-25% chromium, has a nitrogen content of 0.07-0,

  7%.



  Pure chromium-manganese steels, in particular if their structure consists of austenite in large quantities or entirely, have great toughness and ductility, but a relatively low ratio of yield point to tensile strength. The addition of nitrogen increases this ratio to an unexpected extent without a decrease in the toughness properties.

   With the same alloy base of the elements carbon, manganese and chromium, the ratio of yield strength to tensile strength increases by about 50% when the first tenth of nitrogen is added; with further addition it can be increased by more than 80%. This beneficial effect of adding nitrogen can be explained by the fact that the nitrogen uptake is not hindered by manganese,

   while in austenitic chrome-nickel steels it is reduced by the addition of nickel.



  Nitrogen can be added by introducing nitrogen gas into the molten bath containing chromium or, for example, by using a nitrogen-rich h'erro-chromium alloy. The latter way allows greater uniformity in compliance with the intended nitrogen content. The castability, workability and heat treatment do not differ from those observed with nitrogen-free chromium-manganese steels.

   In general, the nitrogen-containing chromium-manganese steels can already be used in the forged or rolled state. Cast fittings can also be produced and show just as advantageous mechanical properties.



  It is particularly noteworthy that the tensile strength of steels alloyed with nitrogen according to the invention is only slightly increased compared to nitrogen-free steels or steels whose nitrogen content is less than 0.07%, while elongation and necking remain almost the same.

    The nitrogen content therefore does not have any undesirable side effects, but enables the production of high-quality structural steels by increasing the yield strength by leaps and bounds. The properties of some of the steels produced, for example, are shown in the table, from which the quality-increasing influence of a nitrogen addition of 0.07% and above compared to one of less than 0,

  07% can be clearly seen.
EMI0002.0028
  
     The machinability of all steels with a nitrogen content of 0.07% and above is easy and shows practically no difference compared to the nitrogen-free or low-nitrogen steels.

   The steels with 0.07% nitrogen and above are consistently easy to weld; Sheet metal samples that were welded together resulted in a tear outside the weld seam.



  As structural steels, the steels according to the invention are equivalent in their strength properties to high-quality tempered steels, but far exceed them in toughness and ductility. Welded constructions for lightweight construction can advantageously be made with the new steels because they contain a material that, in addition to high toughness, has high yield strength. The properties inherent in chromium-manganese steels within certain alloying limits are not negated or adversely affected by the addition of nitrogen. Such special properties are corrosion resistance, heat resistance, scale resistance and non-magnetic state.

    They can be achieved in a known manner by appropriately measuring the alloying elements chromium-manganese and carbon. The high-carbon alloys, which have increased wear resistance, should also be mentioned here. The addition of nitrogen, however, opens up new areas of application as a result of the extraordinary improvement in the mechanical properties, or an increase in quality occurs which enables better and more economical use of the material.

   Examples of how the new steels can be used are rustproof shafts, piston rods and similar parts in shipbuilding, turbine blades, hot steam valve parts, sheet metal in aircraft construction, non-magnetic cap rings, wear parts such as armor plates, sorting and sieve plates, helmet plates, etc.



  The additional alloying elements already proposed for chromium-manganese steels to achieve special properties, such as nickel up to 4%, cobalt up to 6%, copper up to 6%, molybdenum, tungsten, vanadium, tantalum, titanium,

          Niobium each up to 1.5% can of course be present in the same way in the nitrogen-containing chromium-manganese steels.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Chrom-Manganstahl, enthaltend 0,01 bis 1,5 % Kohlenstoff, 5-25 % Chrom und 10 bis 35 % Mangan, gekennzeichnet durch einen Stickstoffgehalt von 0,07-0, PATENT CLAIM: Chromium-manganese steel, containing 0.01 to 1.5% carbon, 5-25% chromium and 10 to 35% manganese, characterized by a nitrogen content of 0.07-0, 7 %. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Chrom-Manganstahl nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er noch bis 4 % Nickel enthält. 2. Chrom-Manganstahl nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er noch bis 6 % Kobalt enthält. 7%. <B> SUBClaims: </B> 1. Chromium-manganese steel according to patent claim, characterized in that it still contains up to 4% nickel. 2. Chromium-manganese steel according to claim, characterized in that it still contains up to 6% cobalt. 2. Chrom-112anganstahl nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er noch bis 6 % Kupfer enthält. 4. Chrom-Manganstahl nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er noch bis 1,5 0% Molybdän enthält. 2. Chromium-112angan steel according to claim, characterized in that it still contains up to 6% copper. 4. Chromium-manganese steel according to claim, characterized in that it still contains up to 1.5% molybdenum. 5. Chrom-Manganstahl nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet] dass er noch bis 1,5 % Wolfram enthält. 6. Chrom-Manganstahl nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er noch bis 1,5 % Vanadium enthält. 7. Chrom-Manganstahl nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er noch bis 1,5 % Niob enthält. B. 5. Chromium-manganese steel according to claim, characterized] that it still contains up to 1.5% tungsten. 6. Chromium-manganese steel according to claim, characterized in that it still contains up to 1.5% vanadium. 7. Chromium-manganese steel according to claim, characterized in that it still contains up to 1.5% niobium. B. Chrom-Manganstahl nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er noch bis 1,5 % Tantal enthält. 9. Chroin-Manganstahl nach Patentansprucb, dadurch gekennzeichnet, dass er noch bis 1,5 % Titan enthält. Chromium-manganese steel according to patent claim, characterized in that it still contains up to 1.5% tantalum. 9. Chroin-manganese steel according to patent claim, characterized in that it still contains up to 1.5% titanium.
CH202283D 1936-10-07 1937-09-28 Chromium-manganese steel. CH202283A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010102601A1 (en) * 2009-03-10 2010-09-16 Max-Planck-Institut Für Eisenforschung GmbH Corrosion-resistant austenitic steel
EP4316727A1 (en) 2022-08-05 2024-02-07 Outokumpu Oyj Filler metal for welding of dissimilar welds

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WO2010102601A1 (en) * 2009-03-10 2010-09-16 Max-Planck-Institut Für Eisenforschung GmbH Corrosion-resistant austenitic steel
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