DD255551A5

DD255551A5 - Austenitischer stahl verbesserter hochtemperaturfestigkeit und korrosionsbestaendigkeit

Info

Publication number: DD255551A5
Application number: DD87300832A
Authority: DD
Inventors: Sergio Vacchiano; Giovanni Lanfranco; Roberto Gubiotti
Original assignee: ��@��@��@�K@�K@�Kk��
Priority date: 1986-03-17
Filing date: 1987-03-16
Publication date: 1988-04-06
Also published as: IT1219414B; NL8700634A; JPS62227068A; SE8701080D0; YU44287A; YU130488A; PT84500A; GB2188063A; DE8703670U1; ZA871718B; LU86807A1; GB2188063B; IT8647782A0; AU7009187A; ES2004696A6; GB8705563D0; YU44942B; DE3707871A1; FR2595717A1; TR23115A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen austenitischen hochtemperaturfesten und gegen aggressive Agenzien bestaendigen Stahl, insbesondere fuer Ventile, Diesellokomotiven und Teile chemischer Anlagen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass gleichzeitig in definierten Mengen Nb, Mo und V vorhanden sind und dass C und N in einem spezifischen Verhaeltnis zu den drei Elementen vorhanden sind. Den Stahl kennzeichnet folgende Zusammensetzung in Gew.-%: 0,40- 0,65 Kohlenstoff 0,35- 0,60 Stickstoff 2,0 - 3,0 Mangan22,0-24,0 Chrom 7,5- 8,5 Nickel 0,7- 1,3 Molybdaen 0,6- 1,2 Vanadium 0,7- 1,5 Niob bis zu 0,03 Schwefel bis zu 0,025 Phosphor Eisen und Verunreinigungen bis 100.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen austenitischen, hochtemperaturfesten, gegen aggressive Agenzien beständigen Stahl zur Verwendung in Ventilen, Dieselmotorkammern und Teilen chemischer Anlagen sowie ein Verfahren für dessen Herstellung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik -

Es ist bekannt, daß sich austenitische Stähle durch entweder sehr niedrige Nickelgehalte (die 2Gew.-% nicht überschreiten) — wie in der GB-PS 1108384 beschrieben — oder dadurch, daß sie überhaupt keinen Nickel (GB-PS 834218) enthalten, charakterisieren lassen. Diese Stähle haben jedoch schlechte Hochtemperatureigenschaften, da sie in gewissem Maße heiß-

spröde sind, insbesondere jedoch wegen ihrer geringen Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation und -sulfidierung. Auch sind Stähle mit einem hohen Ni-Gehalt (zwischen 2 und 10Gew.-%) bekannt, wie sie im Handel unter der Bezeichnung EMS235 erhältlich sind, welche, obwohl sie eine bessere Oxidations- und Sulfidierungsbeständigkeit als die oben genannten haben, über schlechtes Hochtemperaturkriechverhalten verfugen.

Verbesserungen solcher Eigenschaften wurden erhalten, indem man die oben genannten Legierungen durch Zugabe weiterer Elemente, wie Mo oder W oder andere, beispielsweise modifizierte. Von besonderer Bedeutung in dieser Hinsicht ist die US-PS 3969109, bei dereine Stahlzusammensetzung beschrieben ist, die hauptsächlich C, Mn, Cr, Ni und N enthält, der wenigstens eines oder mehrere der folgenden Elemente gegebenenfalls zugegeben werden können: Mo bis zu 4 Gew.-%, W bis zu 3 Gew.-% und Nb und/oder V bis zu 2 Gew.-%.

Von den in dieser Patentschrift erörterten Legierungen enthalten jedoch die mit den besten Eigenschaften keines dieser wünschenswerten Elemente. Im übrigen ist die eine untersuchte Legierung, die mehr als eines dieser Elemente enthält, schlechter als andere, was Hochtemperaturoxidierung und Sulfidierungsverhalten angeht. Darüber hinaus kann keiner dieser modifizierten Stähle eine Langzeitkonstanz hinsichtlich Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit sicherstellen, insbesondere bei Temperaturen über 45O⁰C, da die Bildung der σ Phase möglich ist, wodurch die Härte und Verschleißbeständigkeit des Stahls erhöht, seine Duktilität, Zähkigkeit und Korrosionsbeständigkeit jedoch abgesenkt wird.

Es wird auch für diese Stähle möglich, das Gefüge mit der Doppelphase Austenit-Martensit oder Austenit-Ferrit im solubilisierten oder gealterten Zustand vorliegen. Solche Doppelphasengefüge sind schädlich, wenn sie im gelösten Zustand vorliegen, da sie die Wärmbearbeitbarkeit des Stahls vermindern. Wenn solche Doppelphasengefüge im gelösten und gealterten Zustand vorliegen, beeinträchtigen sie die mechanischen Eigenschaften des Stahls.

Als Konsequenz werden austenitische Stähle mit günstigeren Eigenschaften, insbesondere für Hochtemperaturanwendungen, benötigt. Da Temperaturen von 800⁰C bis 900⁰C und gegebenenfalls sehr hohe Temperaturgradienten, beispielsweise von 150⁰C, in den modernen Ingenieranwendungsfällen Vorhandensein können, müssen die Stähle gute mechanische Eigenschaften, kombiniert mit besserer Korrosionsbeständigkeit, insbesondere bei hohen Temperaturen, haben. Sie müssen auch bei vernünftigem Preis herstellbar sein. Es war darüber hinaus wichtig, daß diese Stähle konstant über die Zeit die verbesserten Eigenschaften beibehalten, damit ihre Nutzlebensdauer unter solchen Bedingungen verlängert wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen austenititschen Stahl verbesserten Hochtemperaturfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit sowie ein Verfahren für dessen Herstellung zur Anwendung zu bringen, das es erlaubt, die Herstellung mit kostengünstigen Parametern zu gestatten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen austenitischen Stahl und ein Verfahren für dessen Herstellung zu schaffen, der, aufgrund des gleichzeitigen Vorhandenseins von Mo, V und Nb in wohl definiertem Konzentrationsbereich und zusammen mit geeigneten Eigenschaften von C und N über gute mechanische Eigenschaften und auch über eine exzeptionelle Beständigkeit gegen Hochtemperaturkorrosion, selbst bis zu 850⁰C und darüber verfügt, wobei der Stahl mit vernünftigen Produktionskosten aufgrund der kleinen Menge der darin befindlichen teuren Elemente herstellbar sein soll und die verbesserten Eigenschaften fast konstant über einen beachtlichen Zeitraum aufrecht erhält und so eine lange Nutzlebensdauer für hieraus hergestellte mechanische Teile sicherstellt, wobei die Solubilisierungs- und Alterungsbehandlung für den Stahl gesichert werden soll und so seine verbesserten Eigenschaften voll ausgenutzt werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Stahl erfüllt, der eine Zusammensetzung (in Gew.-%) mit folgenden Elementen umfaßt:

0,40-0,65 Kohlenstoff

0,35-0,60 Stickstoff ·

2,0-3,0 Mangan 22,0-24,0 Chrom

7,5-8,5 Nickel ;

, 0,7-1,3 Molybdän ~

0,6-1,2 Vanadium

0,7-1,5 Niob :

bis zu 0,3 Silizium bis zu 0,03 Schwefel bis zu 0,025 Phosphor Eisen und Verunreinigungen bis 100.

Eine bevorzugte Zusammensetzung (in Gew.-%) für den Stahl nach der Erfindung umfaßt die folgenden Elemente:

0,59-0,63 Kohlenstoff 0,45-0,60 Stickstoff 2,0-3,0 Mangan 22,0-24,0 Chrom

7,5-8,5 Nickel '

0,8-1,1 Molybdän

0,8-1,1 Vanadium _ 0,8-1,2 Niob ϊ£ 0,3 Silizium « 0,03 Schwefel =£ 0,025 Phosphor

Eisen und Verunreinigungen, zusammen 100.

Die Zusammensetzung des Stahls nach der Erfindung zeichnet sich aus durch ein spezifisches Verhältnis unter den Konstitutionselementen. Insbesondere zeichnet er sich aus durch das gleichzeitige Vorhandensein in definierten Mengen von Mo, V und Nb, die durch ein spezifisches Verhältnis zu der in der Legierung vorhandenen Menge von C und N verknüpft sind. Dieses spezifische Verhältnis wird ausgedrückt durch die folgende mathematischen Beziehungen, wo die Elemente ausgedrückt werden in Bruchteilen von Atomzahlen:

A) ^-| = 0,25 - 0,45 . ;

B) N/C =0,6-1,1

C) V/Nb =0,5-2,0

D) Mo/C =0,15-0,25.

Es hat sich herausgestellt, daß das gleichzeitige Vorhandensein von Mo, V und Nb in spezifischen Mengen die mechanischen Eigenschaften des Stahls, wie Härte und Kriechwiderstand, bei niedrigen und hohen Temperaturen beispielsweise verbessert. Verbessert wird auch die Korrosionsbeständigkeit in oxidierten und suluphorierenden Atmosphären bei hohen Temperaturen (etwa 800-900⁰C und darüber).

Es ist eine Ausgestaltung der Erfindung, daß die folgenden Behandlungen in Kombination am Stahl vorgenommen werden: Solibilisieren bzw. Lösungsglühen, Herstellen des Werkstückes, Altern, wobei das Solubilisieren ein Erwärmen auf eine Temperatur zwischen 1130⁰C und 1 230⁰C zwischen 0,2 und 3 Stunden umfaßt und das Altern eine Wärmebehandlung bei Temperaturen zwischen 650 und 87O⁰C sowie ein Halten über 40 bis 0,5 Stunden, gefolgt von Abkühlen der Luft, umfaßt, wobei vorteilhaft ausgebildet, wenn die Solubilisierungstemperaturen zwischen 1170 und 1190⁰C eine bis 0,5 Stunden aufrecht erhalten wird.

Es ist im Sinne der Erfindung, daß die thermische Alterungsbehandlung bei einer Temperatur zwischen 740 und 82O⁰C zwischen 20 und 4 Stunden jeweils durchgeführt wird und die Temperatur zwischen 740 und 76O⁰C zwischen 18 und 6 Stunden jeweils gehalten wird.

Es ist ein Vorzug der Erfindung, daß darüber hinaus das spezifische Verhältnis, welches C und N mit den drei Elementen (Mo, V und Nb) verknüpft, zu einem Stahl, dessen verbesserte Eigenschaften fast konstant über einen langen Zeitraum unter Betriebsbedingungen bleiben, führt. Die Zusammensetzung des Stahls nach der Erfindung wird ausgeglichen, um den Beitrag jedes Elementes zur Legierung zu erhöhen, so daß die dazwischen auftretenden Wechselwirkungen, die jedoch immer schwierig vorhersehbar sind, die Gesamteigenschaften des betreffenden Stahls verbessern können.

Um die Schwierigkeit einer a priori Vorhersage des Verhaltens einer Legierung zu erläutern, kann die US-PS 3 969109 erwähnt werden, bei der eine mögliche nicht spezifische Zugabe einiger Elemente, gewählt aus Mo, V, Nb und W, zur Legierung des Anspruches 1 ihr Hochtemperaturverhalten in oxidierenden und sulphidierenden Atmosphären verschlechterte (siehe Tabelle Il der genannten Patentschrift). Es wurde hier gefunden, daß die oben genannten Elemente in geeigneter Weise sich kombinieren lassen, so daß nicht nur die mechanischen Eigenschaften, verglichen mit der bekannten Zusammensetzung, verbessert werden, sondern auch das Verhalten der Legierung in aggressiver Umgebung unter hohen Temperaturen verbessert wird, selbst unter langen Betriebsbedingungen.

V, Nb und Mo werden kombiniert, so daß innerhalb der durch die mathematischen gegebenen Beziehungen hinsichtlich der Konzentrationsgrenzen keine Doppelphasengefüge in der Legierung weder in solubilisiertem noch in solubilisiertem und gealtertem Zustand auftreten. Der Stahl nach der Erfindung läßt sich warm bearbeiten; die schädlichen Doppelphasengefüge werden vermieden, welche durch anisotropes Verhalten bei der warmen Deformation und durch eine Tendenz sich auszeichnen, Mikrorisse und innere Defekte zu bilden. Der Härtungseffekt resultiert aus einer spezifischen Volumenfraktion von Nb und V Karbiden und einer Mo Fraktion, die im festen Zustand vorhanden ist, so daß die Duktilität des Materials nicht abnimmt. Die so erhaltene Zusammensetzung führt nicht in die σ Phase, so daß der Stahl nach der Erfindung über lange Zeiträume unter Hochtemperaturbetriebsbedingungen, wie bereits erwähnt, stabil ist. Erfindungsgemäß ist es zusätzlich zu einer sorgfältigen ausgewählten Zusammensetzung sehr wichtig, eine geeignete spezifische Solubilisierungs- und Alterungsbehandlung zu wählen, welche die beste MikroStruktur für die Betriebsanforderungen des Stahls sicherstellt. Die Solubilisierungsbehandlung wird bei einer Temperatur zwischen 1130 und 1 23O⁰C 0,2 bis 3 Stunden lang durchgeführt, die höchsten Behandlungstemperaturen benötigten die unteren Zeitgrenzen des angegebenen Bereichs, während die längeren Zeiten sich auf Behandlungen bei den niedrigeren Temperaturen des Bereiches bezogen. Bevorzugte Solubilisierungsbedingungen ist 1170-119O⁰CfUr 1 bis 0,5 Stunden, gefolgt von raschem Kühlen, vorzugsweise Kühlung mit Wasser. Im solubilisierten Zustand besteht der Stahl aus einer vollständig austenitischen Matrix, in der die Karbide des Nb, die V enthalten, sowie Karbide des Cr, Mo und V dispergiertsind.

Die Alterungsbehandlung besteht darin, den Stahl zwischen 0,5 und 40 Stunden bei Temperaturen zwischen 870 und 650⁰C jeweils zu halten, gefolgt von Kühlung in Luft. Die bevorzugte Bindung ist: 740-820⁰C jeweils für 20-4h. Besonders bevorzugt ist der Temperaturbereich 740-760⁰C für 18-6h. Während der Alterung tritt eine Ausscheidung der sehr feinen Karbide auf/die in der Matrix und auf den Korngrenzen dispergiert sind.

Der Stahl nach der Erfindung wird für die mechanischen Teile benutzt, die unter hohen kontinuierlichen mechanischen Beanspruchungen in korrosiver Umgebung arbeiten müssen, beispielsweise in oxidierenden oder sulphidierenden Atmosphären oder bei Anwesenheit geschmolzener Salze und bei Temperaturen von bis zu 900⁰C und mehr.

Der untersuchte Stahl wurde eingesetzt für Ventile für normal saugende sowie aufgeladene Benzin- und Dieselmaschinen, vor Verbrennungskammern für Dieselmotoren, vor (Verbrennungs)kannmem für Dieselmotoren, Teile von Turbinenaggregaten und Teile in chemischen Anlagen, die Hochtemperaturbeanspruchungen und korrosiven Umweltbedingungen ausgesetzt sind. Einige Charakterisierungstests, die an einer Stahlzusammensetzung nach der Erfindung durchgeführt werden, sind in den folgenden Tabellen dargestellt, wo die Ergebnisse verglichen werden mit denen bekannter Stähle. Die Ergebnisse sind nur eine Anzeige für die Eigenschaften des Stahls nach der Erfindung und sollten nicht als Begrenzung der Erfindung selbst angesehen werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:

Tabelle 1

Untersuchte Zusammensetzungen (Gew.-%)

Element	VA 70	0,60	033040	8976	8975	8974	8968	VA 63	VA62
	X	0,45	XX	XX	XX	XX	XX	XXX	XXX
C	2,39	0,35	0,40	0,41	0,33	0,40	0,53	0,72
N	22,55	0,42	0,30	0,35	0,30	0,35	0,45	0,25
Mn	7,97	1,81	1,83	1,81	1,72	,1,74	9,0	6,30
Cr	1,06	24,50	22,03	22,23	22,93	21,93	21,00	21,00
Ni	0,99	5,83	8,79	1,60	6,78	6,68	4,0	1,70
Mo	1,09	—	—	:—	1,89	2,04	—	—
V	—	—	—	—	—	—	—	—
Nb	0,27	—	—	0,29	0,29	—	1,8	—
W	0,005	—	—	—	—	—	0,9	—
Si	* 0,022	0,29	0,50	0,53	0,57	0,57	0,3	0,6
S	0,011	0,014	0,016	0,016	0,017	0,025	0,025
P	0,012	0,016	0,017	0,026	0,027	0,03	0,03

χ Zusammensetzung nach der Erfindung xx Vergleichszusammensetzung (US-PS 3969109) xxx Vergleichszusammensetzung

Tafel 2

Mechanische Eigenschaften bei Zimmertemperatur

Stahl	UTS(MPa)	0,2%	Δ /ΟΛλ /~Λ \ /QI	Z (%)
		(MPa)
	a)	b)	C)	d)
Va 70*	1085	668	20	13
033040**	1043	670	15	11
8976**	971	527,5	24,5	31,8
8975**	972	534	26,5	29
8974**	1007	582	24	25,5
8968**	675	449	n.d.	n.d.
VA 63***	1070	620	17	16
VA 62***	1 020	610	14	18

. * Stahl nach der Erfindung ** Stahl (US-PS 3969109)-Vergleich *** Stahl (Vergleich)

a) Hochfestigkeit bei Zug (UTS)

b) Streckfestigkeit bei Zug (TYS)

c) prozentuale Dehnung bei Bruch (A)

d) prozentuale Verminderung der Fläche bei Bruch (Z) n.d. nicht bestimmt

Tafel 3

Mechanische Eigenschaften bei hoher Temperatur

Stahl	UTS(MPa) (a)	872 ⁰C	0,2% TYS (MPa) (b)	872⁰C	- A(%) (C)	872 ⁰C	Z(%) (d)	872 °C	Brinell Härte	872 °C
	760 °C	434® 350	760⁰C	299® 260	76O⁰C	18,9® 20,0	76O⁰C	32,7® 33,0	760⁰C	158
VA 70*	518	325	374	223	18,5	17,1	33,4	24,4	166	182
033040**	472	291	17,9	25,8	190

* gleiche Bedeutung wie Tafel 2 ** gleiche Bedeutung wie Tafel 2 (ä), (b), (c), (d) gleiche Bedeutung wie Tafel 2 ® Zahl erhalten bei 815°C

Tafel 4

Kriechfestigkeit bei 815°C

Stahl	815⁰C
(e)
VA 70*	.95
033040**	85,2
8976**	74,5
8975**	87,6
8974**	84,1
8968**	77,2

* gleiche Bedeutung wie Tafel 2

** gleiche Bedeutung wie Tafel 2 -

(e) Last für 1% Kriechen in 100h bei 815⁰C

Tafel 1 gibt Zusammensetzungen von Stählen an, die Tests der mechanischen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit ausgesetzt wurden.

— VA70 ist der Stahl nach der Erfindung

— VA62 und VA63 sind Vergleichsstähle wegen ihres hohen Mn Gehalts

— 033040, 8976,8975, 8974 und 8968 sind Zahlen, die mit Stählen des Standes der Technik in Beziehung stehen (US-PS 3969109).

Vor dem Testen wurdendie Stähle in der folgenden Weise behandelt: Solubilisierung (Lösungsglühen) bei 1190⁰C eine Stunde lang, gefolgt von Abschrecken in Wasser, dann Altern 16 Stunden lang bei 760⁰C.

Tafel 2 zeigt die Ergebnisse der mechanischen Festigkeitsversuche bei Zimmertemperatur von VA70; der Stahl nach der Erfindung wurde mit anderen Stählen unterschiedlicher Zusammensetzung verglichen. Als Ganzes genommen sind die mechanischen Eigenschaften von VA70 besser als die der anderen Stähle. Nur 03340 hatte ähnlichen 0,2% TYS, während 8976, 8975,8974 nur hinsichtlich der Duktilität bei Bruch in A- und Z-Zugspannungsversuchen sich besser verhalten.

Ein Vergleich der Hochtemperaturfestigkeit von VA70 und 033040 (Tafel 3 und 4) zeigen das ungünstige Verhalten des letzteren; nur die Härte ist besser; dies könnte jedoch ein Anzeichen hierfür sein, daß die Stähle vom Typ 033040 zur Bildung der σ Phase neigen (wie bereits erwähnt), was zu einem schnellen Abfall in den Eigenschaften führt.

Tafel 4 zeigt die hohe Kriechfestigkeit von VA7Ö, verglichen mit der anderer untersuchter Stähle.

So sind die Eigenschaften der mechanischen Festigkeit des Stahls nach der Erfindung (VA70) besser als die anderer bekannter Stähle.

Oxidastionsversuche wurden durchgeführt, indem die Stahlproben hundert Stunden lang in einem Muffelofen in Luftatmospähre gehalten wurden.

Tafel 5

Oxidationswiderstand bei 872°C für 100 Stunden

Stahl	Ag/dm²h
VA 70*	0,147
033040**	0,456
8976**	0,697
8975**	0,718
8974**	0,743

Stahl	Ag/dm²h
8968**	0,702
VA 63***	0,171
VA 62***	0,646

* gleiche Bedeutung wie Tafel 2

** gleiche Bedeutung wie Tafel 2

*** gleiche Bedeutung wie Tafel 2

Korrosionsversuche wurden durchgeführt, indem die Stahlproben in Tiegel aus Aluminiumoxid eingesetzt wurden. Die Atmosphären-und Testbedingungen waren die folgenden:

(f) Bleioxid: 1h bei 913°C.

Dies simuliert die Asche, die bei Betrieb einer Brennkraftmaschiene mit verbleitem Benzin gebildet wird

(g) Natriumsulfat 90%+ Natriumchlorid 10%: 1 h bei 927 "C. Dies simuliert Asche, die in Dieselmotoren gebildet wurde, die auf See betrieben wurden.

(m) Kalziumsulfat 55%, Bariumsulfat 30%, Natriumsulfat 10%, Kohlenstoff 5%: 1 h bei 927 ⁰C. Dies simuliert Asche, die in

Dieselmotoren gebildet wurde, (n) Natriumsulfat 85 %,Vanadiumpentoxid 15 %:1 h bei 927 ⁰C. Dies simuliert die Asche, die im Brennstoff gebildet wurde, welche Vanadium enthalten.

Die untersuchten Stähle wurden solubilisiert (lösungsgeglüht) und gealtert, wie vorher beschrieben; das Altern wurde bei 760°C sechszehn Stunden lang durchgeführt.

Tafel 6

Korrosionsbeständigkeit (g/m² · h)

Stahl	PbO (f)	Na₂SO₄+NaCl (g)	Sulphate +C (m)	Na₂SO₄ +V₂O₆ (n)
Va 70*	2390	51	77	49
8976**	5810	240	93	81
VA 63***	2325	katastrophal	111	74
VA 62***	6360	31	110	84

*/**/***/ — gleiche Bedeutung wie Tafel 2

Die Eigenschaften hinsichtlich Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit des Stahls nach der Erfindung sind im ganzen besser als die der bekannten Stähle.

Wie aus Tafel 5 hervorgeht, werden die Tests in unterschiedlichen Umgebungen durchgeführt, welche die Verwendung von verschiedenen Arten von Motoren simulieren. Sie zeigen, daß VA70 bessere Eigenschaften als die anderen Stähle hat. Genauer:

— in PbO ist die Korrosionsrate gering und zeigt gute Eigenschaften zur Verwendung des Stahls nach der Erfindung für die Konstruktion von Bauteilen von Benzinmotoren; ,

— in dem Natriumsulfat/Chloridgemisch ist die Korrosionsrate gering; nur VA62 verhält sich besser; die Rate ist viel höher als die bei anderen Stählen. Der neue Stahl verfügt über gute Eigenschaften für Schiffsdieselmotoren.

— In anderen korrosiven Umgebungen (Gemische aus Sulfaten und Kohlenstoff und Gemisch aus Natriumsulfat und Vanadiumpentoxid) existiert kein großer Unterschied im Verhalten der verschiedenen Stähle. VA70 verhält sich noch besser als die Stähle, mit denen er verglichen wird. -

Um den Effekt eines verlängerten Hochtemperatureinsatzes des Stahls zu simulieren, wurde dieser einer Temperatur von 760⁰C eintausend Stunden lang ausgesetzt. Der Einfluß dieser Wärmebehandlung auf das Verhalten der der Wirkung verschiedenartiger korrosiver Umgebungen ausgesetzter Stähle wurde untersucht. Die Ergebnisse sind in Tafel 7 zusammengefaßt. ,

Tafel?

Korrosionsbeständigkeit von Stahlproben, die eintausend Stunden lang bei 760°C gehalten wurden (g/m² · h)

Stahl	Na₂SO₄+ NaCKg)	Sulphate +C (m)	Na₂SO₄+ V₂O₅In)
VA 70*	* 48	80	50
8976**	- 4150	86	77
VA 63***	207	108	62
VA 62***	65	104	80

*/**/***/ gleiche Bedeutung wie Tafel 2

Claims

1. Austenitischer hochtemperaturfesterund gegen aggressive Agenzien bestädniger Stahl, insbesondere für Ventile, Dieselmotorvorkammern und Teile chemischer Anlagen, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung in Gew.-%:

0,40-0,65 Kohlenstoff

0,35-0,60 Stickstoff

2,0-3,0 Mangan
22,0-24,0 Chrom

7,5-8,5 Nickel

0,7-1,3 Molybdän

0,6-1,2 Vanadium

0,7-1,5Niob
bis zu 0,3 Silizium
bis zu 0,03 Schwefel
bis zu 0,025 Phosphor
Eisenund Verunreinigungen bis 100.

2. Austenitischer Stahl mit verbesserter Hochtemperaturfestigkeit und Beständigkeit gegen aggressive Agenzien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kohlenstoff, Stickstoff, Vanadium, Molybdän und Niob in spezifischen Verhältnissen zueinander stehen, wobei diese Verhältnisse ausgedrückt werden als Atomfraktionszahl durch die folgenden mathematischen · Beziehungen:

A) JJ^f =0,25 - 0,45

B) N/C. = 0,60- 1,10

C) V/Nb = 0,50 - 2,0

D) Mo/C =0,15-0,25.

3. Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit verbesserter Hochtemperaturfestigkeit und Beständigkeit gegen aggressive Medien, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Behandlungen in Kombination am Stahl vorgenommen werden:

Solubilisieren bzw. Lösungsglühen, Herstellen des Werkstückes, Altern, wobei das Solubilisieren ein Erwärmen auf eine Temperatur zwischen 1130 und 1 23O⁰C zwischen 0,2 und 3 Stunden umfaßt und das Altern eine Wärmebehandlung bei Temperaturen zwischen 650 und 870 °C sowie ein Halten über 40 bis 0,5 Stunden, gefolgt von Abkühlen in Luft, umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Solubilisierungstemperaturzwischen 1170 und 1190⁰C eine bis 0,5 Stunden aufrechterhalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Alterungsbehandiung bei einer Temperatur zwischen 740 und 820 ⁰C zwischen 20 und 4 Stunden jeweils durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur zwischen 740 und 76O⁰C zwischen 18 und 6 Stunden jeweils gehalten wird.