CH539686A

CH539686A - Precipitation hardening stainless steel

Info

Publication number: CH539686A
Application number: CH1872968A
Authority: CH
Inventors: Yamamura Katsumi; Harigaya Hiroshi; Kasai Kazutomo; Asahina Michio
Original assignee: Suwa Seikosha Kk
Priority date: 1967-12-16
Filing date: 1968-12-16
Publication date: 1973-07-31
Also published as: GB1213690A

Description

  

  
 



   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ausscheidungs härtenden rostfreien Stahl, insbesondere auf eine Legierung mit einem körperzentrierten würfelförmigen Gefüge, das eine grosse Festigkeit und eine grosse Korrosionsbeständig keit aufweist und bei dem diese Beständigkeit, die Bearbeit barkeit, die Zähigkeit und die Hitzebeständigkeit durch die
Beigabe von Cr, Ni und Co zu einer ausscheidungshärtenden
Fe-Mo-Legierung erhöht werden und die Ausscheidungshär tungseigenschaft durch die Beigabe von W, Be und Ti er höht wird.



   Es ist bekannt, dass eine Ausscheidungshärtung durch die Beigabe von Mo zu Fe in einem Ausmass von über 15% erfolgt. Solche Legierungen können jedoch nur als Gusslegierung verwendet werden, da es unmöglich ist, sie z. B. zu walzen oder auszuziehen, und ihre Korrosionsbeständigkeit unge nügend ist.



   Es wurde nun gefunden, dass die Korrosionsbeständigkeit beträchtlich erhöht wird, wenn einer Fe-Mo-Legierung Cr beigefügt wird, und dass die für die Ausscheidungshärtung erforderliche Menge Mo herabgesetzt und eine genügende Bearbeitbarkeit erzielt werden kann.



   Es wurde weiter festgestellt, dass die Zähigkeit, die Hitzebeständigkeit und die Korrosionsbeständigkeit erhöht werden, ohne die Ausscheidungshärtung des Materials zu beeinträchtigen, indem einer Fe-Mo-Cr-Legierung Co oder Ni einzeln oder zusammen beigefügt werden, und dass die Ausscheidungshärtungseigenschaft durch die Beigabe von W, Be und Ti beträchtlich erhöht wird.



   Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verhältnismässig billige Legierung von grosser Festigkeit zu schaffen, die als Baumaterial und zur Herstellung von Federn, was grosse Korrosionsbeständigkeit verlangt, geeignet ist.



   Gegenstand der Erfindung ist ein Stahl, der neben Eisen 6-20   Gew.- /0    Cr, weniger als 0,1   Gew.- /0    C und entweder 4-12   Gew.- /0    Mo allein oder insgesamt 4-12   Gew.- /0    Mo + W, wobei
W   Gew.-0/0   
Mo   Gew.-olt    + W   Gew-o/0       =0s6    enthält.



   Die Legierung des erfindungsgemässen Stahls wird nachstehend beispielsweise erläutert.



  1. Cr 6-20%
Cr stabilisiert Fe-Material und erhöht dessen Korrosionsbeständigkeit. In der erfindungsgemässen Legierung wird Cr beigefügt. um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen; die Mo-Menge einer ausscheidungshärtenden Fe-Mo-Legierung wird durch die Beigabe von Cr herabgesetzt. Somit wird die Bearbeitbarkeit beim Kaltwalzen, Ausziehen usw. verbessert, ohne dass die Ausscheidungshärtung beeinträchtigt wird.



  Mit einem Cr-Gehalt von unter   6010    ist die Korrosionsbeständigkeit ungenügend, während mit einem Cr-Gehalt von über 20% das Material dazu neigt, hart zu werden, was dessen Bearbeitbarkeit schadet.



     2.Mo+W...4-120/0   
EMI1.1     


<tb>   W    <SEP>    MoW <SEP>    W <SEP>  < 0,6    <SEP> J    <SEP> 
<tb> 
Das Element Mo in einer Fe-Mo-Legierung ruft eine ausscheidungshärtende Wirkung   hervor    Die erfindungsgemässe Legierung erhöht nicht nur die Ausscheidungshärtung sondern auch die Korrosionsbeständigkeit gegenüber nicht oxydierter Säure. Wie Mo weist das Element W in Fe-Material eine ausscheidungshärtende Eigenschaft auf. Die Wirkung von W auf die ausscheidungshärtende Eigenschaft ist schwächer als diejenige von Mo. Es zeigt jedoch eine grössere Verstärkung für feste Lösung als Mo, so dass es die Matrize verstärkt. Eine zu grosse Beigabe macht jedoch das Material spröde und beeinträchtigt dessen Bearbeitbarkeit.

  Nach dem jede Legierung auf die Ausscheidungshärtbarkeit, die Verstärkung der festen Lösung und die Sprödigkeit des Materials hin geprüft wurde, wurde festgestellt, dass Mo + W   4-12 /o    betragen sollen, wobei W bis zu 60% der gesamten beigefügten Menge ausmachen kann.



  3. Co   undloder    Ni Co allein 0,5 bis   12010    Ni allein 0,5 bis 5010 Co und Ni zusammen 0,5 bis   12010     (Ni weniger als   4,5 /o)   
Co und Ni erhöhen die Zähigkeit des Materials bedeutend und verbessern dessen Bearbeitbarkeit beim Walzen und Ausziehen. Diese Elemente verbessern die Korrosionsbeständigkeit. Insbesondere Ni verbessert die Korrosionsbeständigkeit bei normaler Temperatur, und Co erhöht die Säurebeständigkeit bei hoher Temperatur. Die beigefügten Mengen sollten wie oben beschrieben sein. Wenn die beigefügten Mengen unter der unteren Grenze liegen, ist die Wirkung gering, und wenn die Menge die obere Grenze übersteigt, so neigt das Material zu Sprödigkeit, und dessen Bearbeitbarkeit nimmt ab.

  Wenn mehr als 5% Ni beigefügt wird, neigt es zur Bildung einer y-Phase, weshalb eine zu grosse Beigabe vermieden werden sollte.



  4. Ti und/oder Be Ti allein 0,1 bis   4 /0    Be allein 0,05 bis 2% Ti und Be zusammen 0,05 bis   3,5 /0   
Ti und Be im Fe-Material stabilisieren Ferrit. Mit abnehmender Temperatur nimmt dessen Löslichkeit ab, und eine Ausscheidungshärtungswirkung erscheint. Die erfindungsgemässe Legierung weist eine körperzentrierte Ferritkristallstruktur auf. Durch diese Elemente wird die Festigkeit beträchtlich erhöht, ohne dass die härtbare Eigenschaft beeinträchtigt wird. Diese grosse Wirkung rührt davon her, dass die Behandlungsbedingungen für die Ausscheidungshärtung von Fe-Mo und für die von Fe-Ti und Fe-Be ähnlich sind und dass die Fällungsverbindungen, die zur Härtung beitragen, ganz verschiedene Phasen und keinen Einfluss aufeinander haben. Miteinander beigefügtes Ti und Be stört daher die härtende Wirkung nicht.

  Wenn die beigefügte Menge unter der unteren Grenze liegt, nimmt die Bearbeitbarkeit ab, und wenn die beigefügte Menge von Ti und Be, einzeln oder zusammen, über der oberen Grenze liegt, wird das Material spröde und die Bearbeitung schwierig.



  5. Si weniger als 2%
Si desoxydiert schmelzendes Metall und fördert die Ausscheidungshärtung von Fe-Mo-Legierung. Wenn der Si-Gehalt über 0,5% liegt, tritt Ausscheidungshärtung ein. Wenn die Si-Menge jedoch über 2% liegt, neigt das Material zu Sprödigkeit.



  6. Cu weniger als   3010       Cu    erhöht die Beständigkeit gegenüber nicht oxydierter Säure. Es weist auch eine ausscheidungshärtende Wirkung auf. Eine zu grosse Beigabe beeinträchtigt jedoch die Bearbeitbarkeit, insbesondere die Heissbearbeitbarkeit, sowie die Korrosionsbeständigkeit. Nach verschiedenen Versuchen wurde festgestellt, dass ein Cu-Gehalt von unter   3010    am zweckmässigsten ist.



  7. Nb weniger als   0,30/0   
Nb reagiert mit C zur Bildung von beständigem Carbid und erhöht die Korrosionsbeständigkeit. Insbesondere in die  ser Legierung reagieren Ti, Mo und Cr leicht mit C und beeinträchtigen nicht nur die Korrosionsbeständigkeit sondern auch die Ausscheidungshärtbarkeit. Durch die Beigabe von Nb bildet sich bei höherer Temperatur beständiges Nb-Carbid, was die Umsetzung mit diesen Elementen verhindert.



  Bei einer Beigabe von mehr als   0,30/0    Nb besteht jedoch eine Neigung zur Bildung von Verbindungen mit anderen Elementen als C und die Sprödigkeit des Materials nimmt zu.



  8. C weniger als   0,10/0   
C bildet leicht Carbid mit Mo, Ti und Cr und vermindert die Korrosionsbeständigkeit und die Ausscheidungshärtbarkeit. C sollte so weit als möglich vermieden werden, doch wird es beim Schmelzvorgang unvermeidlich vermischt. Aus diesem Grunde wird Nb der erfindungsgemässen Legierung einverleibt. Ein Nb-Gehalt von weniger als 0,1% genügt.



   In bezug auf die Verkörperungsform der vorliegenden Erfindung zeigt die nachstehende Tabelle I eine typische Zusammensetzung der erfindungsgemässen Legierung. Zu Vergleichszwecken werden ebenfalls zwei Sorten von im Handel befindlichen ausscheidungshärtenden rostfreien Stahl und rostfreier Stahl 18-8 gezeigt.



   In der Tabelle I wurden alle Legierungen Nr. 1 bis 33 in einem Hochfrequenzinduktionsofen in einem Vakuum von 3 bis 8 x 10-3 mm Hg geschmolzen. Es wurde Schmelzmaterial wie reines Elektrolyteisen, reines Cr, Ferro-Mo, Ferro-W, reines Co, reines Ni, Ferro-Ti, Ferro-Be, Ferro-Nb, Ferro-Si und reines Elektrolytkupfer verwendet. Diese wurden so geschmolzen, dass reines Elektrolyteisen, reines Cr, Ferro-Mo, Ferro-W, reines Co und reines Ni in einem hochgradig reinen Aluminiumoxyd-Schmelztiegel gegeben und der Ofen luftleer gemacht wurde, worauf das Schmelzverfahren eingeleitet wurde. Fe-Si wurde beigefügt, nachdem das Material im Tiegel geschmolzen war.

  Die Temperatur wurde auf 100-200   "C    über der Schmelztemperatur angesetzt, wenn das schmelzende Metall sauber wurde.   Cu,    Ferro-Nb, Ferro-Ti und Ferro-Be wurden in dieser Reihenfolge beigefügt.



  Eine oder 2 Minuten nachdem Ferro-Be geschmolzen war, wurde ein Gussblock gegossen. Die Temperatur wurde durch einen optischen Pyrometer gemessen. Die Oberfläche dieser Blöcke wurde glatt gemacht, und Bandmaterial wurde durch Heissschmieden, Heiss- und Kaltwalzen, d. h. Heisswalzen bei 1050 bis   900 C,    erhitzen auf 1150 bis 1200   C    und Abschrecken mit Wasser, erzeugt, um in Form von Versuchsstücken Festigkeits- und Korrosionsbeständigkeitsproben unterzogen zu werden.



  Tabelle I
EMI2.1     


<tb>  <SEP> Cr <SEP> Mo <SEP> W <SEP> Co <SEP> Ni <SEP> Ti <SEP> Be <SEP> Si <SEP> Cu <SEP> Nb <SEP> C <SEP> Fe
<tb>  <SEP> 0/0 <SEP> /0 <SEP> 0/o <SEP> 0/o <SEP> 0/o <SEP> o/O <SEP> o/O <SEP> o/O <SEP> 010 <SEP> 01o <SEP> 010
<tb>  <SEP> c
<tb>  <SEP> bs <SEP> 1 <SEP> 8,03 <SEP> 11,12 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,48 <SEP> - <SEP> 0,10 <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb> 2 <SEP> 10,12 <SEP> 9,98 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,29 <SEP> 2,50 <SEP> - <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb> ç <SEP> 3 <SEP> 12,06 <SEP> 9,11 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,31 <SEP> 2,49 <SEP> 0,21 <SEP> 0,03 <SEP> Rest
<tb> .

  <SEP> 4 <SEP> 14,96 <SEP> 5,89 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 2,33 <SEP> 2,91 <SEP> - <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb> 5 <SEP> 15,00 <SEP> 8,01 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,03 <SEP> 1,01 <SEP> 0,12 <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb> 6 <SEP> 15,10 <SEP> 9,08 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1,02 <SEP> 1,04 <SEP> 0,11 <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb> 0
<tb>  <SEP> 7 <SEP> 7 <SEP> 20,05 <SEP> 10,05 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,03 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> bs <SEP> 8 <SEP> 20,12 <SEP> 7,20 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,28 <SEP> 2,95 <SEP> - <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> bo
<tb>  <SEP> bS <SEP> 9 <SEP> 6,33 <SEP> 7,21 <SEP> 3,58 <SEP> - <SEP> - <SEP> 2,74 <SEP> 0,08 <SEP> 0,26 <SEP> 1,04 <SEP> 0,11 <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> r <SEP> 10 <SEP> 7,82 <SEP> 11,31 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1,35 

   <SEP> - <SEP> 0,37 <SEP> 0,10 <SEP> 0,10 <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb> 11 <SEP> 11 <SEP> 8,45 <SEP> 5,08 <SEP> 4,12 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,23 <SEP> 0,36 <SEP> 0,42 <SEP> 2,01 <SEP> - <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 12 <SEP> 12 <SEP> 11,27 <SEP> 8,37 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1,04 <SEP> 0,22 <SEP> - <SEP> 0,13 <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 13 <SEP> 12,58 <SEP> 5,27 <SEP> 4,18 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1,67 <SEP> 2,85 <SEP> 0,08 <SEP> 0,03 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 14 <SEP> 14,75 <SEP> 8,46- <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,16 <SEP> 0,82 <SEP> 0,76 <SEP> - <SEP> 0,10 <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 15 <SEP> 16,12 <SEP> 6,22 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1,62 <SEP> 0,34 <SEP> 1,15 <SEP> 0,09 <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 16 <SEP> 18,38 <SEP> 9,65 <SEP> 0,28 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,72 <SEP> 0,11 <SEP> 0,48 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 17 

   <SEP> 6,36 <SEP> 7,14 <SEP> 3,50 <SEP> - <SEP> 2,28 <SEP> 1,42 <SEP> - <SEP> 0,34 <SEP> 1,08 <SEP> - <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 18 <SEP> 8,36 <SEP> 10,92 <SEP> - <SEP> - <SEP> 4,59 <SEP> - <SEP> 1,41 <SEP> 0,42 <SEP> - <SEP> 0,11 <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 19 <SEP> 11,91 <SEP> 8,10 <SEP> 1,23 <SEP> - <SEP> 0,83 <SEP> 0,23 <SEP> 0,38 <SEP> 0,22 <SEP> 1,00 <SEP> 0,10 <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 20 <SEP> 15,11 <SEP> 9,01 <SEP> - <SEP> - <SEP> 4,23 <SEP> 0,13 <SEP> 0,08 <SEP> 0,91 <SEP> 0,85 <SEP> - <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 21 <SEP> 19,42 <SEP> 8,63 <SEP> 1,37 <SEP> - <SEP> 3,25 <SEP> 2,04 <SEP> 0,13 <SEP> 0,38 <SEP> 0,62 <SEP> - <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 22 <SEP> 15,03 <SEP> 9,03 <SEP> - <SEP> - <SEP> 4,72 <SEP> - <SEP> - <SEP> 1,08 <SEP> 0,96 <SEP> 0,12 <SEP> 0,03- <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 23 <SEP> 8,55 <SEP> 9,57 <SEP> 1,14 <SEP> 0,92 <SEP> - <SEP> 

   1,23 <SEP> 0,33 <SEP> 0,42 <SEP> 1,16 <SEP> - <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 24 <SEP> 10,34 <SEP> 5,64 <SEP> 4,62 <SEP> 3,56 <SEP> - <SEP> - <SEP> 1,02 <SEP> 0,64 <SEP> - <SEP> 0,13 <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 25 <SEP> 15,01 <SEP> 8,89 <SEP> - <SEP> 5,12 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1,02 <SEP> 1,00 <SEP> 0,11 <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 26 <SEP> 18,42 <SEP> 6,03 <SEP> 3,28 <SEP> 7,08 <SEP> - <SEP> 0,42 <SEP> - <SEP> 0,96 <SEP> 0,85 <SEP> - <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 27 <SEP> 7,21 <SEP> 11,01 <SEP> - <SEP> 9,32 <SEP> - <SEP> 1,88 <SEP> 0,09 <SEP> 0,23 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,03 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 28 <SEP> 14,96 <SEP> 7,28 <SEP> 1,03 <SEP> 11,01 <SEP> - <SEP> 2,18 <SEP> - <SEP> 0,34 <SEP> 0,66 <SEP> - <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 29 <SEP> 7,15 <SEP> 10,86- <SEP> 6,14 <SEP> 2,03 <SEP> 0,89 <SEP> - <SEP> 1,23 <SEP> 1,07 <SEP> - <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  

   <SEP> 30 <SEP> 10,77 <SEP> 8,11 <SEP> 1,30 <SEP> 2,26 <SEP> 3,18 <SEP> - <SEP> 0,30 <SEP> 0,41 <SEP> - <SEP> 0,12 <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 31 <SEP> 15,18 <SEP> 9,02 <SEP> 0,84 <SEP> 9,22 <SEP> 1,05 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,96 <SEP> 0,88 <SEP> 0,10 <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 32 <SEP> 17,45 <SEP> 6,03 <SEP> 4,35 <SEP> 1,12 <SEP> 4,36 <SEP> 1,89 <SEP> 0,16 <SEP> 0,14 <SEP> 0,35 <SEP> - <SEP> 0,03 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> 33 <SEP> 19,05 <SEP> 4,58 <SEP> 4,72 <SEP> 4,26 <SEP> 2,16 <SEP> 0,43 <SEP> - <SEP> 1,19 <SEP> 0,92 <SEP> - <SEP> 0,02 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> Mn
<tb>  <SEP> *17-4PH <SEP> 16,88 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 4,13 <SEP> 0,21 <SEP> - <SEP> 0,62 <SEP> 4,01 <SEP> 6,81 <SEP> 0,05 <SEP> Rest
<tb>  <SEP> Al <SEP> Mn
<tb>  <SEP> 17-7PH <SEP> 17,00 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 7,11 <SEP> - <SEP> 1,15 <SEP> 0,83 <SEP> - <SEP> 0,67 <SEP> 0,07 <SEP> Rest
<tb>  <SEP>  

   Mn
<tb>  <SEP> 18-8 <SEP> 18,54 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 8,91 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,48 <SEP> - <SEP> 0,96 <SEP> 0,05 <SEP> Rest
<tb>  *Vergleichslegierungen  
Die nachstehende Tabelle II zeigt die Härte, die Zugfestigkeit und die Bruchdehnung dieser Legierungen. Es geht daraus hervor, dass die Beigabe von Ni oder Co einen   gros;    sen Einfluss auf die Zähigkeit des Materials hat. Die Legierungen Nr. 17 bis 33 haben eine grössere Bruchdehnung als Nr.



  1 bis 16, die kein Ni und Co einschliessen. Legierungen mit solchen ausscheidungshärtenden Elementen wie Ti oder Be zeigen beim Schmelzen eine grössere Härte als diejenigen, die keine solchen einschliessen. Diese Legierungen haben beim Schmelzen die gleiche Festigkeit wie die im Handel befindlichen 17-4 PH und 17-7 PH, die als ausscheidungshärtender rostfreier Stahl bekannt sind.



   Tabelle II
Festigkeit von Schmelzmaterial
Härte (Hv) Zugfestigkeit Bruch    (kg/mm2)    Dehnung    (ovo)   
1 262 102 8
2 250 96 11
3 266 93 10
4 242 91 15
5 248 96 14
6 246 98 13
7 271 100 12
8 255 94 11
9 302 103 10
10 318 102 9
11 310 101 12
12 298 98 12
13 268 102 10
14 311 103 11
15 306 99 12
16 314 103 8
17 322 101 27
18 318 108 24
19 286 96 18
20 291 103 34
21 334 111 26
Festigkeit von Schmelzmaterial
Härte (Hv)   Zugfestigkeir    Bruch    (kg/mm2)    Dehnung    (ovo)    22 280 102 31 23 301 98 20 24 306 104 27 25 287 103 30 26 298 106 31 27 300 101 29 28 311 108 26 29 294 105 29 30 281 99 30 31 301 103 26 32 311 116 24 33 298 108 28   *17-4PH    370 105 12
17-7PH 183 91 35
18-8 153 60 50   Vergleichslegierungen   
Die nachstehende Tabelle 

   III zeigt die Härte und die Zugfestigkeit von   50010ig    kaltgewalzten Material und diejenige, die erzielt wird, wenn diese Legierung ausscheidungsgehärtet wird. Die ausscheidungshärtende Behandlung wurde sowohl an der erfindungsgemässen Legierung als auch am, unter solchen Bedingungen, vergleichenden Material, das die maximale Festigkeit im Vorversuch erzielt wurde. Jede   tlitze-    behandlung wurde in einem Vakuumofen ausgeführt, um eine Oxydation zu vermeiden.

  Aus den in der nachstehenden Tabelle III zusammengestellten Ergebnissen geht hervor, dass es vor der ausscheidungshärtenden Behandlung wenig Unterschied zwischen den erfindungsgemässen Legierungen und den Vergleichslegierungen 17-4 PH, 17-7 PH und rostfreiem Stahl 18-8 gibt aber dass nach der Ausscheidungshärtung ein grosser Unterschied zwischen ihnen besteht, was zeigt, dass die Ausscheidungshärtungseigenschaft der erfindungsgemässen Legierungen ausgezeichnet ist.



  Tabelle 3
EMI3.1     


<tb>  <SEP> Zug- <SEP> 5001zig <SEP> gewalztes <SEP> Zug- <SEP> ausschei
<tb>  <SEP> festigkeit <SEP> Härte <SEP> Material <SEP> festigkeit <SEP> dungshärten
<tb>  <SEP> (kg/mm' <SEP> (Hv) <SEP> Ausscheidungs- <SEP> (kg/mm2) <SEP> des <SEP> Material
<tb>  <SEP> härtungsbedin- <SEP> Härte
<tb>  <SEP> gungen <SEP> (Hv)
<tb> c
<tb> 1 <SEP> 122 <SEP> 342 <SEP> 570 <SEP> OC <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 205 <SEP> 720
<tb> Q <SEP> 2 <SEP> 128 <SEP> 391 <SEP> 570 <SEP> "C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 195 <SEP> 662
<tb> 3 <SEP> 129 <SEP> 389 <SEP> 570 <SEP> C <SEP>  >  <  <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 192 <SEP> 641
<tb>  <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 126 <SEP> 360 <SEP> 570'Cx7H <SEP> 191 <SEP> 638
<tb> 5 <SEP> 5 <SEP> 116 <SEP> 341 <SEP> 570 <SEP> "C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 196 <SEP> 582
<tb>  <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> 125 <SEP> 347 <SEP> 570 <SEP>  C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H 

   <SEP> 198 <SEP> 685
<tb> o <SEP> 7 <SEP> 132 <SEP> 418 <SEP> 570 <SEP>  C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 183 <SEP> 497
<tb>  <SEP> 50
<tb>  <SEP> bo <SEP> 8 <SEP> 120 <SEP> 392 <SEP> 570 <SEP>  C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> 178 <SEP> 420
<tb>  <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP> 152 <SEP> 428 <SEP> 570 <SEP> OC <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 237 <SEP> 762
<tb> 4 <SEP> 10 <SEP> 148 <SEP> 412 <SEP> 570 <SEP> "C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 218 <SEP> 723
<tb> 11 <SEP> 150 <SEP> 419 <SEP> 570 <SEP> OC <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 241 <SEP> 723
<tb>  <SEP> 12 <SEP> 12 <SEP> 146 <SEP> 408 <SEP> 570 <SEP> "C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 219 <SEP> 736
<tb>  <SEP> 13 <SEP> 134 <SEP> 395 <SEP> 570 C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 216 <SEP> 636
<tb>  <SEP> 14 <SEP> 144 <SEP> 415 <SEP> 570 Cx <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 224 <SEP> 741
<tb>  <SEP> 15 <SEP> 142 <SEP> 421 <SEP> 570 <SEP>  C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 223 

   <SEP> 743
<tb>  <SEP> 16 <SEP> 144 <SEP> 406 <SEP> 570 C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 219 <SEP> 732
<tb>  <SEP> 17 <SEP> 150 <SEP> 431 <SEP> 570 <SEP> OC <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 228 <SEP> 758
<tb>  <SEP> 18 <SEP> 152 <SEP> 428 <SEP> 570 <SEP> OC <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 222 <SEP> 749
<tb>  <SEP> 19 <SEP> 150 <SEP> 419 <SEP> 570 <SEP> OC <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 240 <SEP> 756
<tb>  <SEP> 20 <SEP> 137 <SEP> 368 <SEP> 570 <SEP> "C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 209 <SEP> 707
<tb>   
Zug- 50%ig gewalztes Zug- ausschei festigkeit Härte Material festigkeit dungshärten     < kg/mm')    (Hv) Ausscheidungs- (kg/mm2 des Material härtungsbedin- Härte gungen (Hv)
21 158 449 570  C x 7 H 238 752
22 134 352 570  C x 7 H 201 694    23 148 412 570  C x 7 H 202 740   
24 150 420 570  C x 7 H 216 681
25 139 371 570  C x 7 H 203 694 26 146 395 570  

     C    x 7 H 223 706 27 153 419 570 C x 7 H 221 736 28 160 431   570  C x 7 H    229 748 29 132 385 570 C x 7 H 214 695 30 129 361   570  C x 7 H    199 705 31 138 392 570 C x 7 H 208 682 32 143 396 570 C x 7 H 224 703 33 136 389 570 C x 7 H 217 701 17-4PH 120 380 H900 150 430 17-7PH 140 420 CH900 183 500 18-8 140 385
Nach der ausscheidungshärtenden Behandlung wurden
Proben 10 Tage in verschiedene Korrosionsflüssigkeiten ge taucht und deren Korrosions- und Verfärbungsgrad be stimmt. Die dabei erzielten Ergebnisse sind in der nachste henden Tabelle IV zusammengestellt.



   Das künstliche Meerwasser und der künstliche Schweiss in dieser Tabelle sind Meerwasser und Schweiss, die künstlich hergestellt wurden, indem chemische Bestandteile, die denen von natürlichem Seewasser und natürlichem Schweiss ähnlich sind, zusammengemischt wurden. Die Zusammensetzung sind: (in   Gew.-0/o)    Bestandteile des künstlichen Schweisses: NaCI 0,648 bis 0,987%
Na2S 0,006 bis   0,025 /o    (NH2)2Co 0,086 bis 0,173%   NH4OH    0,010 bis 0,018% Saccharose 0,006 bis 0,022% Milchsäure 0,034 bis 0,107% Bestandteile des künstlichen Seewassers:

  : NaCI 2,30 bis   2,35 /o    MgCI2 0,45 bis   0,49 /o    Na2SO4 0,37 bis 0,39%   CaCl2    0,10 bis 0,12% KCI 0,063 bis 0,066% NaHCO3 0,018 bis 0,020% KBr 0,0080 bis 0,0095% Tabelle IV
EMI4.1     

  <SEP> 1 <SEP> künstlicher <SEP> künstliches <SEP> 10 /o <SEP> 10% <SEP> 5% <SEP> 10% <SEP> 10% <SEP> 5% <SEP> 10010 <SEP> 5 /o <SEP> 20%
<tb>  <SEP> Schweiss <SEP> Meerwasser <SEP> NaCI <SEP> HCI <SEP> H2SO4 <SEP> NH4CI <SEP> NH4OH <SEP> Na2S <SEP> Milchsäure <SEP> Na2CO3
<tb>  <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> O <SEP> O <SEP> O <SEP> O <SEP> O <SEP> 0o <SEP> 0o <SEP> 0o
<tb>  <SEP> 2 <SEP> Oo <SEP> 0 <SEP> ss <SEP> 0 <SEP>  <  <SEP> 0 <SEP> 0
<tb>  <SEP> 3 <SEP> 0o <SEP> Oo <SEP> A <SEP> 0o <SEP> 00 <SEP> 
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<tb>   
EMI5.1     


<tb>  <SEP> 1 <SEP> künstlicher <SEP> künstliches <SEP> 10% <SEP> 10% <SEP> 5% <SEP> 10 /o <SEP> 100/o <SEP> 5% <SEP> 10% <SEP> 20%
<tb>  <SEP> Schweiss <SEP> Meerwasser <SEP> NaCI <SEP> HCI <SEP> H2SO4 <SEP> NH4CI <SEP> NH4OH <SEP> Na2S <SEP> Milchsäure <SEP> Na2CO3
<tb>  <SEP> 10 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> A <SEP> O <SEP> A <SEP> O <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> ç <SEP> 
<tb>  <SEP> Il <SEP> 0 <SEP> O <SEP> A <SEP> A <SEP> n <SEP> o <SEP> O <SEP> O <SEP> O
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<tb> 26 <SEP> Q <SEP> ) <SEP> O 

   <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 
<tb>  <SEP> 27 <SEP> Q) <SEP> 0 <SEP> A <SEP> O <SEP> A <SEP> O <SEP> asz <SEP> 
<tb> 28 <SEP>  <  <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> O <SEP> Q
<tb> 29 <SEP> (Q) <SEP> 0 <SEP> A <SEP> O <SEP> A <SEP> 0 <SEP> X <SEP> (0)
<tb> 30 <SEP>   <SEP> O <SEP> O <SEP> Q <SEP> O <SEP> 
<tb> 31 <SEP> (Q) <SEP> ) <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> O <SEP> Q <SEP> 
<tb> 32 <SEP> O <SEP> (33 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 3,
<tb> 33 <SEP> ç <SEP> ) <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> (Q <SEP> 
<tb> 17-4
<tb> PH <SEP> h <SEP> A <SEP> x <SEP> x <SEP> x <SEP> 0 <SEP> O <SEP> O <SEP> O
<tb>   
Aus der Tabelle IV geht hervor, dass die erfindungsgemässen Legierungen eine höhere Korrosionsbeständigkeit als 17-4 PH und 17-7 PH aufweisen, die als ausscheidungshärten der r tfreier Stahl bekannt sind. Sie haben eine ähnliche Korrosionsbeständigkeit wie rostfreier Stahl 18-8, der eine gute Bearbeitbarkeit hat.

 

   Wie oben beschrieben, weist die erfindungsgemässe Legierung eine ausgezeichnete Ausscheidungshärtbarkeit und Korrosionsbeständigkeit auf und eignet sich als Konstruktionsmaterial für Maschinen und Federn, bei denen eine hohe Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist. 



  
 



   The present invention relates to precipitation hardening stainless steel, in particular to an alloy with a body-centered cube-shaped structure which has a high strength and a high corrosion resistance and in which this resistance, the machinability, the toughness and the heat resistance by the
Addition of Cr, Ni and Co to a precipitation hardening
Fe-Mo alloy can be increased and the precipitation hardening property is increased by adding W, Be and Ti.



   It is known that precipitation hardening takes place through the addition of Mo to Fe in an extent of over 15%. However, such alloys can only be used as a cast alloy, since it is impossible to use them e.g. B. to roll or take off, and their corrosion resistance is insufficient.



   It has now been found that when Cr is added to an Fe-Mo alloy, corrosion resistance is remarkably increased, and the amount of Mo required for precipitation hardening can be decreased and sufficient machinability can be obtained.



   It has further been found that toughness, heat resistance and corrosion resistance are increased without impairing the precipitation hardening of the material by adding Co or Ni individually or together to an Fe-Mo-Cr alloy, and that the precipitation hardening property by adding of W, Be and Ti is increased considerably.



   The object of the present invention is to create a relatively inexpensive alloy of great strength, which is suitable as a building material and for the production of springs, which requires great corrosion resistance.



   The invention relates to a steel which, in addition to iron, contains 6-20 wt. / 0 Cr, less than 0.1 wt. / 0 C and either 4-12 wt / 0 Mo alone or a total of 4-12 wt. - / 0 Mo + W, where
W 0/0 by weight
Mo wt.-olt + W wt-o / 0 = 0s6 contains.



   The alloy of the steel of the present invention is explained below, for example.



  1. Cr 6-20%
Cr stabilizes Fe material and increases its corrosion resistance. Cr is added to the alloy according to the invention. to increase corrosion resistance; the amount of Mo of a precipitation hardening Fe-Mo alloy is decreased by the addition of Cr. Thus, the workability in cold rolling, drawing out, etc. is improved without deteriorating the precipitation hardening.



  With a Cr content of less than 6010, the corrosion resistance is insufficient, while with a Cr content of over 20%, the material tends to become hard, which damages its workability.



     2.Mo + W ... 4-120 / 0
EMI1.1


<tb> W <SEP> MoW <SEP> W <SEP> <0.6 <SEP> J <SEP>
<tb>
The element Mo in an Fe-Mo alloy produces a precipitation hardening effect. The alloy according to the invention not only increases precipitation hardening but also the corrosion resistance to non-oxidized acid. Like Mo, the element W in Fe material has a precipitation hardening property. The effect of W on the precipitation hardening property is weaker than that of Mo. However, it shows greater reinforcement for solid solution than Mo, so that it reinforces the die. However, too much addition makes the material brittle and impairs its workability.

  After examining each alloy for precipitation hardenability, solid solution strengthening, and brittleness of the material, it was determined that Mo + W should be 4-12 / o, with W accounting for up to 60% of the total added amount.



  3. Co and / or Ni Co alone 0.5 to 12010 Ni alone 0.5 to 5010 Co and Ni together 0.5 to 12010 (Ni less than 4.5 / o)
Co and Ni significantly increase the toughness of the material and improve its machinability during rolling and drawing. These elements improve the corrosion resistance. In particular, Ni improves the corrosion resistance at normal temperature, and Co increases the acid resistance at high temperature. The attached amounts should be as described above. If the amount added is less than the lower limit, the effect is poor, and if the amount exceeds the upper limit, the material tends to be brittle and workability deteriorates.

  If more than 5% Ni is added, it tends to form a y phase, so too much addition should be avoided.



  4. Ti and / or Be Ti alone 0.1 to 4/0 Be alone 0.05 to 2% Ti and Be together 0.05 to 3.5 / 0
Ti and Be in the Fe material stabilize ferrite. As the temperature decreases, its solubility decreases and a precipitation hardening effect appears. The alloy according to the invention has a body-centered ferrite crystal structure. These elements increase the strength considerably without impairing the hardenable property. This great effect is due to the fact that the treatment conditions for the precipitation hardening of Fe-Mo and those of Fe-Ti and Fe-Be are similar and that the precipitation compounds that contribute to the hardening have completely different phases and no influence on each other. Ti and Be added together therefore do not interfere with the hardening effect.

  If the added amount is less than the lower limit, workability decreases, and if the added amount of Ti and Be, individually or together, is over the upper limit, the material becomes brittle and it becomes difficult to work.



  5. Si less than 2%
Si deoxidizes molten metal and promotes precipitation hardening of Fe-Mo alloy. When the Si content is over 0.5%, precipitation hardening occurs. However, if the amount of Si is over 2%, the material tends to be brittle.



  6. Cu less than 3010 Cu increases the resistance to non-oxidized acid. It also has a precipitation hardening effect. However, too much addition impairs the machinability, in particular the hot workability, and the corrosion resistance. After various tests it was found that a Cu content below 3010 is the most appropriate.



  7. Nb less than 0.30 / 0
Nb reacts with C to form permanent carbide and increase corrosion resistance. In this alloy in particular, Ti, Mo and Cr react easily with C and impair not only corrosion resistance but also precipitation hardenability. The addition of Nb forms stable Nb carbide at higher temperatures, which prevents the reaction with these elements.



  However, if more than 0.30 / 0 Nb is added, there is a tendency to form compounds with elements other than C and the brittleness of the material increases.



  8. C less than 0.10 / 0
C easily forms carbide with Mo, Ti and Cr, and decreases corrosion resistance and precipitation hardenability. C should be avoided as much as possible, but it will inevitably be mixed in the melting process. For this reason, Nb is incorporated into the alloy according to the invention. An Nb content of less than 0.1% is sufficient.



   With regard to the embodiment of the present invention, Table I below shows a typical composition of the alloy according to the invention. For comparison purposes, two grades of commercially available precipitation hardening stainless steel and 18-8 stainless steel are also shown.



   In Table I, all alloys Nos. 1 to 33 were melted in a high frequency induction furnace in a vacuum of 3 to 8 x 10-3 mm Hg. Fusing material such as pure electrolyte iron, pure Cr, ferro-Mo, ferro-W, pure Co, pure Ni, ferro-Ti, ferro-Be, ferro-Nb, ferro-Si, and pure electrolytic copper have been used. These were melted by placing pure electrolyte iron, pure Cr, Ferro-Mo, Ferro-W, pure Co, and pure Ni in a high-purity alumina crucible and evacuating the furnace, and then starting the melting process. Fe-Si was added after the material was melted in the crucible.

  The temperature was set at 100-200 "C above the melting temperature when the melting metal became clean. Cu, Ferro-Nb, Ferro-Ti, and Ferro-Be were added in that order.



  An ingot was cast one or two minutes after Ferro-Be melted. The temperature was measured by an optical pyrometer. The surface of these blocks was made smooth and strip material was made by hot forging, hot and cold rolling, i.e. H. Hot rolling at 1050 to 900 C, heating to 1150 to 1200 C and quenching with water, produced in order to be subjected to strength and corrosion resistance tests in the form of test pieces.



  Table I.
EMI2.1


<tb> <SEP> Cr <SEP> Mo <SEP> W <SEP> Co <SEP> Ni <SEP> Ti <SEP> Be <SEP> Si <SEP> Cu <SEP> Nb <SEP> C <SEP> Fe
<tb> <SEP> 0/0 <SEP> / 0 <SEP> 0 / o <SEP> 0 / o <SEP> 0 / o <SEP> o / O <SEP> o / O <SEP> o / O <SEP> 010 <SEP> 01o <SEP> 010
<tb> <SEP> c
<tb> <SEP> bs <SEP> 1 <SEP> 8.03 <SEP> 11.12 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0.48 < SEP> - <SEP> 0.10 <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> 2 <SEP> 10.12 <SEP> 9.98 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0.29 <SEP> 2.50 <SEP > - <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> ç <SEP> 3 <SEP> 12.06 <SEP> 9.11 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0.31 <SEP> 2 , 49 <SEP> 0.21 <SEP> 0.03 <SEP> remainder
<tb>.

  <SEP> 4 <SEP> 14.96 <SEP> 5.89 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 2.33 <SEP> 2.91 <SEP > - <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> 5 <SEP> 15.00 <SEP> 8.01 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0.03 <SEP> 1.01 <SEP > 0.12 <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> 6 <SEP> 15.10 <SEP> 9.08 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1.02 <SEP> 1.04 <SEP > 0.11 <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> 0
<tb> <SEP> 7 <SEP> 7 <SEP> 20.05 <SEP> 10.05 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0.03 <SEP> remainder
<tb> <SEP> bs <SEP> 8 <SEP> 20.12 <SEP> 7.20 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0.28 < SEP> 2.95 <SEP> - <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> bo
<tb> <SEP> bS <SEP> 9 <SEP> 6.33 <SEP> 7.21 <SEP> 3.58 <SEP> - <SEP> - <SEP> 2.74 <SEP> 0.08 < SEP> 0.26 <SEP> 1.04 <SEP> 0.11 <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> r <SEP> 10 <SEP> 7.82 <SEP> 11.31 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1.35

   <SEP> - <SEP> 0.37 <SEP> 0.10 <SEP> 0.10 <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> 11 <SEP> 11 <SEP> 8.45 <SEP> 5.08 <SEP> 4.12 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0.23 <SEP> 0.36 <SEP> 0 , 42 <SEP> 2.01 <SEP> - <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 12 <SEP> 12 <SEP> 11.27 <SEP> 8.37 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1.04 <SEP> 0, 22 <SEP> - <SEP> 0.13 <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 13 <SEP> 12.58 <SEP> 5.27 <SEP> 4.18 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1.67 <SEP> 2.85 <SEP> 0.08 <SEP> 0.03 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 14 <SEP> 14.75 <SEP> 8.46- <SEP> - <SEP> - <SEP> 0.16 <SEP> 0.82 <SEP> 0.76 <SEP> - <SEP> 0.10 <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 15 <SEP> 16.12 <SEP> 6.22 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1.62 <SEP> 0.34 <SEP> 1.15 <SEP> 0.09 <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 16 <SEP> 18.38 <SEP> 9.65 <SEP> 0.28 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0.72 <SEP> 0.11 <SEP> 0, 48 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 17

   <SEP> 6.36 <SEP> 7.14 <SEP> 3.50 <SEP> - <SEP> 2.28 <SEP> 1.42 <SEP> - <SEP> 0.34 <SEP> 1.08 <SEP> - <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 18 <SEP> 8.36 <SEP> 10.92 <SEP> - <SEP> - <SEP> 4.59 <SEP> - <SEP> 1.41 <SEP> 0.42 < SEP> - <SEP> 0.11 <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 19 <SEP> 11.91 <SEP> 8.10 <SEP> 1.23 <SEP> - <SEP> 0.83 <SEP> 0.23 <SEP> 0.38 <SEP> 0.22 <SEP> 1.00 <SEP> 0.10 <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 20 <SEP> 15.11 <SEP> 9.01 <SEP> - <SEP> - <SEP> 4.23 <SEP> 0.13 <SEP> 0.08 <SEP> 0, 91 <SEP> 0.85 <SEP> - <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 21 <SEP> 19.42 <SEP> 8.63 <SEP> 1.37 <SEP> - <SEP> 3.25 <SEP> 2.04 <SEP> 0.13 <SEP> 0.38 <SEP> 0.62 <SEP> - <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 22 <SEP> 15.03 <SEP> 9.03 <SEP> - <SEP> - <SEP> 4.72 <SEP> - <SEP> - <SEP> 1.08 <SEP> 0.96 <SEP> 0.12 <SEP> 0.03- <SEP> remainder
<tb> <SEP> 23 <SEP> 8.55 <SEP> 9.57 <SEP> 1.14 <SEP> 0.92 <SEP> - <SEP>

   1.23 <SEP> 0.33 <SEP> 0.42 <SEP> 1.16 <SEP> - <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 24 <SEP> 10.34 <SEP> 5.64 <SEP> 4.62 <SEP> 3.56 <SEP> - <SEP> - <SEP> 1.02 <SEP> 0, 64 <SEP> - <SEP> 0.13 <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 25 <SEP> 15.01 <SEP> 8.89 <SEP> - <SEP> 5.12 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1.02 <SEP> 1.00 <SEP> 0.11 <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 26 <SEP> 18.42 <SEP> 6.03 <SEP> 3.28 <SEP> 7.08 <SEP> - <SEP> 0.42 <SEP> - <SEP> 0, 96 <SEP> 0.85 <SEP> - <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 27 <SEP> 7.21 <SEP> 11.01 <SEP> - <SEP> 9.32 <SEP> - <SEP> 1.88 <SEP> 0.09 <SEP> 0, 23 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0.03 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 28 <SEP> 14.96 <SEP> 7.28 <SEP> 1.03 <SEP> 11.01 <SEP> - <SEP> 2.18 <SEP> - <SEP> 0, 34 <SEP> 0.66 <SEP> - <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 29 <SEP> 7.15 <SEP> 10.86- <SEP> 6.14 <SEP> 2.03 <SEP> 0.89 <SEP> - <SEP> 1.23 <SEP > 1.07 <SEP> - <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb>

   <SEP> 30 <SEP> 10.77 <SEP> 8.11 <SEP> 1.30 <SEP> 2.26 <SEP> 3.18 <SEP> - <SEP> 0.30 <SEP> 0.41 <SEP> - <SEP> 0.12 <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 31 <SEP> 15.18 <SEP> 9.02 <SEP> 0.84 <SEP> 9.22 <SEP> 1.05 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0, 96 <SEP> 0.88 <SEP> 0.10 <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 32 <SEP> 17.45 <SEP> 6.03 <SEP> 4.35 <SEP> 1.12 <SEP> 4.36 <SEP> 1.89 <SEP> 0.16 < SEP> 0.14 <SEP> 0.35 <SEP> - <SEP> 0.03 <SEP> remainder
<tb> <SEP> 33 <SEP> 19.05 <SEP> 4.58 <SEP> 4.72 <SEP> 4.26 <SEP> 2.16 <SEP> 0.43 <SEP> - <SEP> 1.19 <SEP> 0.92 <SEP> - <SEP> 0.02 <SEP> remainder
<tb> <SEP> Mn
<tb> <SEP> * 17-4PH <SEP> 16.88 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 4.13 <SEP> 0.21 <SEP> - <SEP> 0.62 <SEP> 4.01 <SEP> 6.81 <SEP> 0.05 <SEP> remainder
<tb> <SEP> Al <SEP> Mn
<tb> <SEP> 17-7PH <SEP> 17.00 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 7.11 <SEP> - <SEP> 1.15 <SEP> 0.83 < SEP> - <SEP> 0.67 <SEP> 0.07 <SEP> remainder
<tb> <SEP>

   Mn
<tb> <SEP> 18-8 <SEP> 18.54 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 8.91 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0.48 <SEP> - <SEP> 0.96 <SEP> 0.05 <SEP> remainder
<tb> * comparison alloys
Table II below shows the hardness, tensile strength and elongation at break of these alloys. It follows from this that the addition of Ni or Co has a great effect; sen influences the toughness of the material. The alloys No. 17 to 33 have a greater elongation at break than No.



  1 to 16 not including Ni and Co. Alloys with such precipitation-hardening elements as Ti or Be show a greater hardness when melted than those which do not include such elements. These alloys have the same strength when melted as the commercially available 17-4 PH and 17-7 PH known as precipitation hardening stainless steels.



   Table II
Strength of melting material
Hardness (Hv) tensile strength break (kg / mm2) elongation (ovo)
1 262 102 8
2 250 96 11
3 266 93 10
4 242 91 15
5 248 96 14
6 246 98 13
7 271 100 12
8 255 94 11
9 302 103 10
10 318 102 9
11 310 101 12
12 298 98 12
13 268 102 10
14 311 103 11
15 306 99 12
16 314 103 8
17 322 101 27
18 318 108 24
19 286 96 18
20 291 103 34
21 334 111 26
Strength of melting material
Hardness (Hv) Tensile strength at break (kg / mm2) Elongation (ovo) 22 280 102 31 23 301 98 20 24 306 104 27 25 287 103 30 26 298 106 31 27 300 101 29 28 311 108 26 29 294 105 29 30 281 99 30 31 301 103 26 32 311 116 24 33 298 108 28 * 17-4PH 370 105 12
17-7PH 183 91 35
18-8 153 60 50 Comparative alloys
The table below

   III shows the hardness and tensile strength of 50010ig cold rolled material and that achieved when this alloy is precipitation hardened. The precipitation hardening treatment was carried out both on the alloy according to the invention and on the comparative material under such conditions that the maximum strength was achieved in the preliminary test. Each strand treatment was carried out in a vacuum oven to avoid oxidation.

  The results compiled in Table III below show that there is little difference between the alloys according to the invention and the comparative alloys 17-4 PH, 17-7 PH and stainless steel 18-8 before the precipitation hardening treatment, but that there is a large difference after the precipitation hardening There is a difference between them, which shows that the precipitation hardening property of the alloys of the present invention is excellent.



  Table 3
EMI3.1


<tb> <SEP> pull- <SEP> 5001zig <SEP> rolled <SEP> pull- <SEP> discard
<tb> <SEP> strength <SEP> hardness <SEP> material <SEP> strength <SEP> hardening
<tb> <SEP> (kg / mm '<SEP> (Hv) <SEP> Excretion <SEP> (kg / mm2) <SEP> of the <SEP> material
<tb> <SEP> hardening condition- <SEP> hardness
<tb> <SEP> steps <SEP> (Hv)
<tb> c
<tb> 1 <SEP> 122 <SEP> 342 <SEP> 570 <SEP> OC <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 205 <SEP> 720
<tb> Q <SEP> 2 <SEP> 128 <SEP> 391 <SEP> 570 <SEP> "C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 195 <SEP> 662
<tb> 3 <SEP> 129 <SEP> 389 <SEP> 570 <SEP> C <SEP>> <<SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 192 <SEP> 641
<tb> <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 126 <SEP> 360 <SEP> 570'Cx7H <SEP> 191 <SEP> 638
<tb> 5 <SEP> 5 <SEP> 116 <SEP> 341 <SEP> 570 <SEP> "C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 196 <SEP> 582
<tb> <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> 125 <SEP> 347 <SEP> 570 <SEP> C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H

   <SEP> 198 <SEP> 685
<tb> o <SEP> 7 <SEP> 132 <SEP> 418 <SEP> 570 <SEP> C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 183 <SEP> 497
<tb> <SEP> 50
<tb> <SEP> bo <SEP> 8 <SEP> 120 <SEP> 392 <SEP> 570 <SEP> C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> 178 <SEP> 420
<tb> <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP> 152 <SEP> 428 <SEP> 570 <SEP> OC <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 237 <SEP> 762
<tb> 4 <SEP> 10 <SEP> 148 <SEP> 412 <SEP> 570 <SEP> "C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 218 <SEP> 723
<tb> 11 <SEP> 150 <SEP> 419 <SEP> 570 <SEP> OC <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 241 <SEP> 723
<tb> <SEP> 12 <SEP> 12 <SEP> 146 <SEP> 408 <SEP> 570 <SEP> "C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 219 <SEP> 736
<tb> <SEP> 13 <SEP> 134 <SEP> 395 <SEP> 570 C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 216 <SEP> 636
<tb> <SEP> 14 <SEP> 144 <SEP> 415 <SEP> 570 Cx <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 224 <SEP> 741
<tb> <SEP> 15 <SEP> 142 <SEP> 421 <SEP> 570 <SEP> C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 223

   <SEP> 743
<tb> <SEP> 16 <SEP> 144 <SEP> 406 <SEP> 570 C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 219 <SEP> 732
<tb> <SEP> 17 <SEP> 150 <SEP> 431 <SEP> 570 <SEP> OC <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 228 <SEP> 758
<tb> <SEP> 18 <SEP> 152 <SEP> 428 <SEP> 570 <SEP> OC <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 222 <SEP> 749
<tb> <SEP> 19 <SEP> 150 <SEP> 419 <SEP> 570 <SEP> OC <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 240 <SEP> 756
<tb> <SEP> 20 <SEP> 137 <SEP> 368 <SEP> 570 <SEP> "C <SEP> x <SEP> 7 <SEP> H <SEP> 209 <SEP> 707
<tb>
Tensile 50% rolled tensile strength hardness material strength hardening <kg / mm ') (Hv) precipitation (kg / mm2 of the material hardening conditions (Hv)
21 158 449 570 C x 7 H 238 752
22 134 352 570 C x 7 H 201 694 23 148 412 570 C x 7 H 202 740
24 150 420 570 C x 7 H 216 681
25 139 371 570 C x 7 H 203 694 26 146 395 570

     C x 7 H 223 706 27 153 419 570 C x 7 H 221 736 28 160 431 570 C x 7 H 229 748 29 132 385 570 C x 7 H 214 695 30 129 361 570 C x 7 H 199 705 31 138 392 570 C x 7 H 208 682 32 143 396 570 C x 7 H 224 703 33 136 389 570 C x 7 H 217 701 17-4PH 120 380 H900 150 430 17-7PH 140 420 CH900 183 500 18-8 140 385
After the precipitation hardening treatment were
Samples were immersed in various corrosive liquids for 10 days and their degree of corrosion and discoloration was determined. The results obtained are summarized in Table IV below.



   The artificial sea water and sweat in this table are sea water and sweat that have been artificially produced by mixing together chemical components similar to those of natural sea water and natural sweat. The composition is: (0 / o by weight) Components of the artificial sweat: NaCI 0.648 to 0.987%
Na2S 0.006 to 0.025 / o (NH2) 2Co 0.086 to 0.173% NH4OH 0.010 to 0.018% sucrose 0.006 to 0.022% lactic acid 0.034 to 0.107% Components of artificial lake water:

  : NaCl 2.30 to 2.35 / o MgCl2 0.45 to 0.49 / o Na2SO4 0.37 to 0.39% CaCl2 0.10 to 0.12% KCl 0.063 to 0.066% NaHCO3 0.018 to 0.020% KBr 0.0080 to 0.0095% Table IV
EMI4.1

  <SEP> 1 <SEP> artificial <SEP> artificial <SEP> 10 / o <SEP> 10% <SEP> 5% <SEP> 10% <SEP> 10% <SEP> 5% <SEP> 10010 <SEP> 5 / o <SEP> 20%
<tb> <SEP> sweat <SEP> sea water <SEP> NaCI <SEP> HCI <SEP> H2SO4 <SEP> NH4CI <SEP> NH4OH <SEP> Na2S <SEP> lactic acid <SEP> Na2CO3
<tb> <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> O <SEP> O <SEP> O <SEP> O <SEP> O <SEP> 0o <SEP> 0o <SEP> 0o
<tb> <SEP> 2 <SEP> Oo <SEP> 0 <SEP> ss <SEP> 0 <SEP> <<SEP> 0 <SEP> 0
<tb> <SEP> 3 <SEP> 0o <SEP> Oo <SEP> A <SEP> 0o <SEP> 00 <SEP>
<tb> <SEP> 4 <SEP> 3) <SEP> n <SEP> n <SEP> 0
<tb> 5 <SEP> (Q <SEP>) <SEP> 0 <SEP> O <SEP> h <SEP> O <SEP>
<tb> 6 <SEP> ç <SEP>) <SEP>

   0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> ç
<tb> 7 <SEP> 6 <SEP> 8 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> O <SEP> Q <SEP> 8
<tb> 8 <SEP> g) <SEP> t <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> (<SEP>
<tb> 9 <SEP> 0 <SEP> O <SEP> A <SEP> A <SEP> A <SEP> O <SEP> 0 <SEP> O <SEP> ç
<tb>
EMI5.1


<tb> <SEP> 1 <SEP> artificial <SEP> artificial <SEP> 10% <SEP> 10% <SEP> 5% <SEP> 10 / o <SEP> 100 / o <SEP> 5% <SEP> 10% <SEP> 20%
<tb> <SEP> sweat <SEP> sea water <SEP> NaCI <SEP> HCI <SEP> H2SO4 <SEP> NH4CI <SEP> NH4OH <SEP> Na2S <SEP> lactic acid <SEP> Na2CO3
<tb> <SEP> 10 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> A <SEP> O <SEP> A <SEP> O <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> ç <SEP>
<tb> <SEP> Il <SEP> 0 <SEP> O <SEP> A <SEP> A <SEP> n <SEP> o <SEP> O <SEP> O <SEP> O
<tb> <SEP> 12 <SEP> (> <SEP> O <SEP> A <SEP> O <SEP> A <SEP> O <SEP> (g <SEP>
<tb> <SEP> 13 <SEP>) <SEP> O <SEP> ss <SEP> ss <SEP> ss <SEP> O <SEP> 0 <SEP> ç <SEP>
<tb> <SEP> 14 <SEP> Q

   <SEP>) <SEP> 0 <SEP> O <SEP> ss <SEP>
<tb> <SEP> 15 <SEP> (> <SEP> (C) <SEP> O <SEP> <<SEP> n <SEP> g <SEP>
<tb> <SEP> 16 <SEP> Q <SEP> (Q) <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> (<SEP>
<tb> <SEP> 17 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> A <SEP> ss <SEP> <<SEP> 0 <SEP> O <SEP> (<SEP>
<tb> <SEP> 18 <SEP>) <SEP> O <SEP> A <SEP> O <SEP> A <SEP> O <SEP> 0 <SEP>
<tb> <SEP> 19 <SEP> X) <SEP> O <SEP> A <SEP> O <SEP> A <SEP> O <SEP> Q <SEP> (U
<tb> <SEP> 20 <SEP> U <SEP>) <SEP> O <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> i>
<tb> <SEP> 21 <SEP>}) <SEP> O <SEP> o <SEP> 0 <SEP> O <SEP> Q <SEP> Q <SEP> t) <SEP>
<tb> <SEP> 22 <SEP> ç <SEP>) <SEP> O <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP>
<tb> <SEP> 23 <SEP> 0 <SEP> A <SEP> O <SEP> h <SEP> O <SEP> Q <SEP>
<tb> 24 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> A <SEP> n <SEP> ss <SEP> O <SEP> O <SEP> (
<tb> <SEP> 25 <SEP> ç <SEP> O <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> O <SEP> Q <SEP>
<tb> 26 <SEP> Q <SEP>) <SEP> O

   <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP>
<tb> <SEP> 27 <SEP> Q) <SEP> 0 <SEP> A <SEP> O <SEP> A <SEP> O <SEP> asz <SEP>
<tb> 28 <SEP> <<SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> O <SEP> Q
<tb> 29 <SEP> (Q) <SEP> 0 <SEP> A <SEP> O <SEP> A <SEP> 0 <SEP> X <SEP> (0)
<tb> 30 <SEP> <SEP> O <SEP> O <SEP> Q <SEP> O <SEP>
<tb> 31 <SEP> (Q) <SEP>) <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> O <SEP> Q <SEP>
<tb> 32 <SEP> O <SEP> (33 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 3,
<tb> 33 <SEP> ç <SEP>) <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> (Q <SEP>
<tb> 17-4
<tb> PH <SEP> h <SEP> A <SEP> x <SEP> x <SEP> x <SEP> 0 <SEP> O <SEP> O <SEP> O
<tb>
Table IV shows that the alloys according to the invention have a higher corrosion resistance than 17-4 PH and 17-7 PH, which are known as precipitation hardening of stainless steel. They have corrosion resistance similar to 18-8 stainless steel, which has good machinability.

 

   As described above, the alloy of the present invention is excellent in precipitation hardenability and corrosion resistance, and is useful as a construction material for machines and springs where high corrosion resistance is required.

Claims

PATENT CLAIM

Precipitation-hardening stainless steel, characterized in that it contains 6-20 wt.% Cr, less than 0.1 wt.% C and either 4-12 wt. / 0 Mo alone or a total of 4-12 wt. / o Mo + W, where W wt% <0.6 Mo wt% / 0 + W wt% / o -

SUBCLAIMS 1. Steel according to claim, characterized in that it additionally contains up to 3% by weight of Cu, up to 2% by weight of Si and up to 0.3% by weight of Nb.

2. Steel according to claim and dependent claim 1, characterized in that it additionally contains either 0.1-4 wt. / 0 Ti alone or 0.05-2 wt.% Be alone or 0.05-3.5 wt. -% of Ti and Be together contains.

3. Steel according to dependent claims 1 and 2, characterized in that it additionally contains 0.5-5% by weight of Ni or 0.5-12% by weight of Co.

4. Steel according to dependent claims 1-3, characterized in that it additionally contains 0.5-12% by weight of a mixture of Co and Ni, the proportion of Ni being up to 4.5% by weight, based on the weight of the alloy. EMI6.1 <tb>

<SEP> 1 <SEP> artificial <SEP> artificial <SEP> 10010 <SEP> 10% <SEP> 5% <SEP> 10% <SEP> 10% <SEP> 5% <SEP> 10% <SEP> 20 % <tb> <SEP> sweat <SEP> sea water <SEP> NaCI <SEP> HCI <SEP> H2SO4 <SEP> NH4CI <SEP> NH4OH <SEP> Na2S <SEP> lactic acid <SEP> Na2CO3 <tb> 17-7 <SEP> A <SEP> A <SEP> n <SEP> x <SEP> x <SEP> O <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <tb> PH <tb> 18-8 <tb> 500Ioig <SEP> t <SEP> n <SEP> n <SEP> n <SEP> Q <SEP> s, <tb> rolled <tb> material <tb> (> <SEP> neither <SEP> discoloration <SEP> nor <SEP> corrosion <SEP> 0 <SEP> slight <SEP> discoloration <tb> L <SEP> discoloration <SEP> and <SEP> slight <SEP> corrosion <SEP> x <SEP> corrosion <tb>