DE10143073A1 - Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und Verfahren zum Herstellen eines strukturellen Stahlrohrs mit hoher Zähigkeit bei kalten Temperaturen - Google Patents

Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und Verfahren zum Herstellen eines strukturellen Stahlrohrs mit hoher Zähigkeit bei kalten Temperaturen

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DE10143073A1
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Abstract

Ein Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und hoher Festigkeit besteht im wesentlichen aus, gemessen am Gewicht, ungefähr 0,07% bis ungefähr 0,12% Kohlenstoff, ungefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Mangan, bis zu ungefähr 0,020% Phosphor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, ungefähr 0,06% bis ungefähr 0,35% Silizium, ungefähr 0,25% bis ungefähr 1,20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, ungefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Molybden, bis zu ungefähr 0,35% Kupfer, ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,06% Aluminium, bis zu ungefähr 0,05% Vanadium, bis zu ungefähr 0,25% Restelemente und dem Rest als Eisen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stahlzusammensetzung, ein Verfahren zum Herstellen von Stahlrohren mit hoher Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen und ein Stahlrohr mit hoher Zähigkeit bei kalter Temperatur, das durch das Verfahren gebildet wird. Das Stahlrohr ist geeignet, um Gas unter Druck zu speichern, beispielsweise in einer Aufblasvorrichtung zum Speichern von Gas zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassen­ schutzeinrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Eine Aufblasvorrichtung zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsas­ senschutzeinrichtung umfaßt eine Menge eines gespeicherten Gases und einen Körper brennbaren Materials, die in einem Aufblasvorrichtungsgehäu­ se gespeichert sind. Ein Zünder ist betätigbar, um den Körper brennbaren Materials zu zünden. Wenn der Körper brennbaren Materials brennt, erhitzen die Verbrennungsprodukte das gespeicherte Gas. Das erhitzte gespeicherte Gas und die Verbrennungsprodukte bilden ein Aufblasströmungsmittel zum Aufblasen der Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung. Eine weitere Aufblasvor­ richtung umfaßt ein gespeichertes inertes Gas und ein gespeichertes brenn­ bares Gas, beispielsweise Wasserstoff. Ein Zünder zündet das brennbare Gas, das das gespeicherte inerte Gas erhitzt.
Ein Aufblasvorrichtungsgehäuse kann aus Stahl gebildet sein. Der Stahl, der verwendet wird, um das Aufblasvorrichtungsgehäuse zu bilden, muß eine ausreichende Zug- bzw. Reißfestigkeit haben, um das komprimierte Gas bei einem erhöhten Druck zu speichern. Der Stahl muß außerdem eine Zähigkeit haben, die ausreicht, um einen Sprödigkeitsbruch des Aufblasvorrichtungs­ gehäuses zu verhindern, wenn das Aufblasvorrichtungsgehäuse Temperatu­ ren bis zu ungefähr -40°C hinab ausgesetzt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist ein Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, der im wesentlichen, auf das Gewicht bezogen, aus ungefähr 0,07% bis ungefähr 0,12% Kohlenstoff, ungefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Mangan, bis zu un­ gefähr 0,020% Phosphor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, ungefähr 0,06% bis ungefähr 0,35% Silizium, ungefähr 0,25% bis ungefähr 1,20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, ungefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Molybdän, bis zu ungefähr 0,35% Kupfer, ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,06% Alumini­ um, bis zu ungefähr 0,05% Vanadium, bis zu ungefähr 0,25% Restelemente und dem Rest als Eisen besteht.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfah­ ren zum Bilden eines Rohrs aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. In dem Verfahren wird ein Rohling, der einen Durchmesser hat, aus einem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt gegossen, der im wesentlichen, auf das Gewicht bezogen, aus ungefähr 0,07% bis ungefähr 0,12% Kohlenstoff, ungefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Mangan, bis zu ungefähr 0,020% Phos­ phor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, ungefähr 0,06% bis ungefähr 0,35% Silizium, ungefähr 0,25% bis ungefähr 1,20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, ungefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Molybdän, bis zu ungefähr 0,35% Kupfer, ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,06% Aluminium, bis zu unge­ fähr 0,05% Vanadium, bis zu ungefähr 0,25% Restelemente und dem Rest als Eisen besteht. Der Durchmesser des Rohlings aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird durch das Heißwalzen des Rohlings reduziert. Ein Rohr mit einer ringförmigen Wand wird durch das Durchstoßen bzw. Durch­ bohren des Rohlings gebildet. Die Dicke der ringförmigen Wand wird durch das Kaltziehen des Rohrs reduziert. Das Rohr wird nach dem Kaltziehen wärmebehandelt. Ein Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird gebildet, das plastisch mehr als ungefähr 5% nachgibt, bevor es bei Tempe­ raturen bis zu ungefähr -40°C hinab bricht, wenn eine Belastung auf das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ausgeübt wird, die ausreicht, um zu bewirken, daß das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt so nachgibt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Vor­ richtung, die ein Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt aufweist. Das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt gibt plastisch mehr als ungefähr 5% nach bevor es bricht, bei Temperaturen bis zu -40°C hinab, wenn eine Belastung auf das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ausgeübt wird, die ausreicht, um zu bewirken, daß das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt so nachgibt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorangegangenen und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten des Gebietes beim Lesen der folgenden Be­ schreibung offensichtlich werden, unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, die die vorliegende Erfindung darstellt;
Fig. 2 eine Schnittansicht eines Teils der Vorrichtung der Fig. 1;
Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm, das ein Verfahren zum Herstellen eines nahtlosen Rohrs gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 4 ein schematisches Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiels des Wärmebehandlungsschrittes der Fig. 3 darstellt;
Fig. 5 ein schematisches Blockdiagramm, das ein weiteres Ausführungsbei­ spiel des Wärmebehandlungsschrittes der Fig. 3 darstellt;
Fig. 6 ein Bild, das die Ergebnisse eines Bersiaests zeigt, der bei -40°C an einem nahtlosen Rohr durchgeführt wurde, das gemäß der vorliegen­ den Erfindung vorbereitet wurde; und
Fig. 7 ein Bild, das die Ergebnisse eines Bersttests zeigt, der bei -40°C an einem zweiten nahtlosen Rohr durchgeführt wurde.
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Bezug nehmend auf Fig. 1 umfaßt eine Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung 10 eine aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung 12. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die aufblasbare Fahrzeu­ ginsassenschutzeinrichtung 12 ein Airbag. Die aufblasbare Fahrzeuginsas­ senschutzeinrichtung 12 könnte zum Beispiel ein aufblasbarer Sitzgurt, ein aufblasbares Kniepolster, eine aufblasbare Kopfauskleidung, ein aufblasba­ rer Seitenvorhang oder ein durch einen Airbag angetriebenes Kniepolster sein.
Eine Aufblasvorrichtung 14 ist der Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung 12 zugeordnet. Die Aufblasvorrichtung 14 ist betätigbar, um Aufblasströmungs­ mittel zur aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung 12 zu leiten, um die aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung 12 aufzublasen.
Das System umfaßt außerdem einen Zusammenstoßsensor 16. Der Zusam­ menstoßsensor 16 ist eine bekannte Einrichtung, die einen Fahrzeugzustand abfühlt, beispielsweise eine Fahrzeugverzögerung, der anzeigend für einen Zusammenstoß ist. Wenn der Zusammenstoßsensor 16 einen Fahrzeugzu­ stand abfühlt, bei dem ein Aufblasen der aufblasbaren Fahrzeuginsassen­ schutzeinrichtung erwünscht ist, sendet der Zusammenstoßsensor entweder ein Signal, oder bewirkt, daß ein Signal gesendet wird, um die Aufblasvor­ richtung 14 zu betätigen. Die aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzeinrich­ tung 12 wird dann aufgeblasen und erstreckt sich in das Insassenabteil des Fahrzeugs, um zu helfen, den Fahrzeuginsassen vor einem heftigen Aufprall auf Teile des Fahrzeugs zu schützen.
Die Aufblasvorrichtung 14 ist in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Aufblasvorrichtung mit erhitztem Gas, wie sie beispielsweise in US-Patent Nr. 5,348,344 von Blumenthal et al. offenbart ist, mit dem Titel "Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung mit Verwendung einer Gasmischung" und erteilt an TRW Vehicie Safety Systems Inc..
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt die Aufblasvorrichtung 14 ein Gehäuse 18. Das Gehäuse 18 umfaßt einen Behälter 20. Der Behälter 20 umfaßt eine im allgemeinen ringförmige Seitenwand 24, die sich entlang einer Mittelachse 26 zwischen einem ersten offenen Ende 28 der ringförmigen Seitenwand 24 und einem zweiten offenen Ende 30 der ringförmigen Seitenwand 24 er­ streckt. Die ringförmige Seitenwand 24 umfaßt eine ringförmige Innenober­ fläche 32 und eine ringförmige Außenoberfläche 34.
Das Gehäuse 18 umfaßt des weiteren eine Endkappe 22, die am ersten of­ fenen Ende 28 der ringförmigen Seitenwand 24 durch eine Schweißung be­ festigt ist. Die Endkappe 22 trägt einen betätigbaren pyrotechnischen Zünder 36. Der Zünder 36 umfaßt geeignetes zündbares Material (nicht gezeigt).
Das Gehäuse 18 umfaßt außerdem eine Endwand 28, die am zweiten offe­ nen Ende 30 der ringförmigen Seitenwand 24 durch beliebige geeignete Mittel befestigt ist, beispielsweise eine Schweißung. Die Endwand 38 umfaßt eine sich radial erstreckende erste Oberfläche 40 und eine sich axial erstrec­ kende zylindrische Oberfläche 42. Die Oberflächen 40 und 42 sind auf der Achse 26 zentriert. Die zylindrische Oberfläche 42 der Endwand 38 hat einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser der Innenoberfläche 32 der ringförmigen Seitenwand 24, und erstreckt sich axial zwischen der ersten Oberfläche 40 der Endwand 38 und einer sich radial erstreckenden zweiten Oberfläche 44 der Endwand 38 und verbindet sie. Die zylindrische Oberflä­ che 42 definiert einen Durchlaß 31 durch die Endwand 38.
Eine Berstscheibe 46 ist an der ersten Oberfläche 40 der Endwand 38 durch beliebige geeignete Mittel befestigt, beispielsweise eine Schweißung. Die Berstscheibe 46 schließt den Durchlaß 31. Gemeinsam schließen die Berst­ scheibe 46 und die Endwand 38 das zweite offene Ende 30 der ringförmigen Seitenwand 24, um eine geschlossene Kammer 48 im Behälter 20 zu definie­ ren. Die Kammer 48 wird durch die Endwand 38, die Berstscheibe 46, die ringförmige Seitenwand 24 und die Endkappe 22 definiert.
Ein Gasvorrat 50 zum Aufblasen der aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutz­ einrichtung 12 ist in der Kammer 48 gespeichert. Der Gasvorrat 50 weist zu­ mindest ein inertes Gas auf. Das bevorzugte inerte Gas ist Stickstoff, Argon oder eine Mischung aus Stickstoff und Argon.
Der Gasvorrat 50 umfaßt außerdem ein Oxidationsgas und ein brennbares Brennstoffgas. Ein bevorzugtes Oxidationsgas ist Sauerstoff. Bevorzugte Brennstoffgase umfassen Wasserstoff, Distickstoffmonoxid und/oder Methan. Alternativ kann das gespeicherte Gas 50 eine Mischung aus Luft und Was­ serstoff aufweisen.
Vorzugsweise umfaßt das gespeicherte Gas 50 zumindest eine kleine Menge eines Nachweisgases, beispielsweise Helium, um zu helfen, Gaslecks zu detektieren, wie bekannt ist.
Das gespeicherte Gas 50 im Behälter 48 steht unter Druck. Der Druck hängt ab von solchen Faktoren wie das Volumen der aufblasbaren Fahrzeuginsas­ senschutzeinrichtung 12, die aufgeblasen werden soll, von der für das Auf­ blasen verfügbaren Zeit, dem gewünschten Aufblasdruck und dem Volumen der Kammer 48, die das Gas speichert. Das gespeicherte Gas 50 in der Kammer 48 ist typischerweise auf einem Druck von ungefähr 2000 bis un­ gefähr 8000 Pfund pro Quadratzoll (pounds per square inch) (psi). Vorzugs­ weise ist das gespeicherte Gas 50 in der Kammer 48 auf einem Druck von ungefähr 3000 psi bis ungefähr 4000 psi.
Ein Diffusor 52 ist mit der zweiten Oberfläche 44 der Endwand 38 durch be­ liebige geeignete Mittel verbunden, beispielsweise eine Schweißung. Der Diffusor 52 umfaßt eine zylindrische Seitenwand 54, die mit der ringförmigen Seitenwand 24 des Behälters 20 koaxial und auf der Achse 26 zentriert ist. Die Seitenwand 54 umfaßt eine zylindrische Innenoberfläche 56 und eine zylindrische Außenoberfläche 58. Der Diffusor 52 hat eine Mittelkammer 60. Die Kammer 60 steht in Strömungsmittelverbindung mit dem Durchlaß 31 in der Endwand 38.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die ringförmige Seitenwand 24 des Gehäuses 18 ein nahtloses Rohr auf, das aus einem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt gebildet ist. Der Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt der vorliegenden Erfindung ist ein Stahl mit hoher Festigkeit, der im wesentlichen, auf das Gewicht bezogen, aus ungefähr 0,07% bis ungefähr 0,12% Kohlenstoff, ungefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Mangan, bis zu ungefähr 0,020% Phosphor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, ungefähr 0,06% bis ungefähr 0,35% Silizium, ungefähr 0,25% bis ungefähr 1,20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, ungefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Molybdän, bis zu ungefähr 0,35% Kupfer, unge­ fähr 0,02% bis ungefähr 0,06% Aluminium, bis zu ungefähr 0,05% Vanadium, bis zu ungefähr 0,25% Restelemente und dem Rest als Eisen besteht. Mit Restelementen ist das kombinierte Gewicht zusätzlicher Elemente gemeint, unter anderem zum Beispiel Titan, Blei, Niob, Kobalt, Aluminium, Kalzium und/oder Zinn.
Kohlenstoff erhöht die Festigkeit des Stahls, aber verringert die Duktilität bzw. Ziehfähigkeit des Stahls und den Widerstand des Stahls gegenüber Wasserstoffversprödung und Belastungskorrosionssprüngen. Wenn dar Kohlenstoffgehalt des Stahls geringer als ungefähr 0,07 Gewichtsprozent ist, hat der Stahl keine ausreichende Festigkeit, um im Gehäuse 18 der Aufblas­ vorrichtung 14 verwendet zu werden. Wenn der Kohlenstoffgehalt größer als ungefähr 0,12 Gewichtsprozent ist, ist der Stahl zu anfällig für Wasserstoff­ versprödung und Belastungskorrosionssprünge, um im Gehäuse 18 der Auf­ blasvorrichtung 14 verwendet zu werden.
Mangan erhöht die Festigkeit und Zähigkeit des Stahls, verringert aber die Ziehfähigkeit und den Widerstand des Stahls gegenüber Wasserstoffver­ sprödung und Belastungskorrosionssprüngen. Der Mangangehalt wird in Be­ ziehung zum Kohlenstoffgehalt bestimmt. Wenn der Mangangehalt des Stahls geringer als ungefähr 0,70 Gewichtsprozent ist, hat der Stahl keine ausreichende Festigkeit und Zähigkeit, um im Gehäuse 18 der Aufblasvor­ richtung 14 verwendet zu werden. Wenn der Mangangehalt größer als un­ gefähr 1,60 Gewichtsprozent ist, ist der Stahl zu anfällig für Wasserstoffver­ sprödung und Belastungskorrosionssprünge, um im Gehäuse 18 der Auf­ blasvorrichtung 14 verwendet zu werden.
Phosphor verringert das Kriechen und die Bruchfestigkeit des Stahls und den Widerstand des Stahls gegen Wasserstoffversprödung. Wenn der Phosphor­ gehalt größer als 0,020 Gewichtsprozent ist, ist der Stahl zu anfällig für Wasserstoffversprödung, um im Gehäuse 18 der Aufblasvorrichtung 14 ver­ wendet zu werden.
Schwefel verringert wie Phosphor das Kriechen und die Bruchfestigkeit des Stahls und den Widerstand des Stahls gegenüber Wasserstoffversprödung. Wenn der Schwefelgehalt größer als 0,015 Gewichtsprozent ist, ist der Stahl zu anfällig für Wasserstoffversprödung, um im Gehäuse 18 der Aufblasvor­ richtung 14 verwendet zu werden.
Silizium erhöht die Festigkeit des Stahls und die Oxidationswiderstandsfä­ higkeit des Stahls. Silizium verringert außerdem die Bearbeitbarkeit (d. h. er­ höht die Arbeitshärtungsrate) des Stahls. Wenn der Siliziumgehalt des Stahls geringer als ungefähr 0,06 Gewichtsprozent ist, ist der Stahl merklich anfällig für Oxidation während des Formens und Schweißens des Stahls. Oxidation des Stahls setzt die Festigkeit und Zähigkeit des Stahls herab. Wenn der Si­ liziumgehalt des Stahls größer als ungefähr 0,35 Gewichtsprozent ist, fällt die Bearbeitbarkeit des Stahls ab, so daß der Stahl im Gehäuse 18 der Auf­ blasvorrichtung 14 nicht einfach verarbeitet werden kann.
Chrom erhöht die Korrosionswiderstandsfähigkeit und die Oxidationswider­ standsfähigkeit des Stahls, verringert aber die Bearbeitbarkeit (d. h. erhöht die Arbeitshärtungsrate) des Stahls. Wenn der Chromgehalt des Stahls ge­ ringer als ungefähr 0,25 Gewichtsprozent ist, ist der Stahl merklich anfällig für Korrosion und Oxidation. Wenn der Chromgehalt des Stahls größer als ungefähr 1,20 Gewichtsprozent ist, fällt die Bearbeitbarkeit des Stahls ab, so daß der Stahl im Gehäuse 18 der Aufblasvorrichtung 14 nicht einfach verar­ beitet werden kann.
Nickel erhöht die Ziehfähigkeit des Stahls und die Korrosionswiderstandsfä­ higkeit des Stahls, verringert aber die Bearbeitbarkeit (d. h. erhöht die Ar­ beitshärtungsrate) des Stahls. Wenn der Nickelgehalt des Stahls größer als ungefähr 0,65 Gewichtsprozent ist, fällt die Bearbeitbarkeit des Stahls ab, so daß der Stahl im Gehäuse 18 der Aufblasvorrichtung 14 nicht einfach verar­ beitet werden kann.
Molybdän erhöht die Korrosionswiderstandsfähigkeit und die Oxidationswi­ derstandsfähigkeit des Stahls, verringert aber die Bearbeitbarkeit (d. h. erhöht die Arbeitshärtungsrate) des Stahls. Der Molybdängehalt wird in Beziehung zum Chromgehalt bestimmt. Wenn der Molybdängehalt des Stahls geringer als ungefähr 0,20 Gewichtsprozent ist, ist der Stahl merklich anfällig für Kor­ rosion und Oxidation. Wenn der Molybdängehalt größer als ungefähr 0,70 Gewichtsprozent ist, fällt die Bearbeitbarkeit des Stahls ab, so daß der Stahl im Gehäuse 18 der Aufblasvorrichtung 14 nicht einfach verarbeitet werden kann.
Kupfer erhöht die Korrosionswiderstandsfähigkeit des Stahls, verringert aber den Widerstand des Stahls gegenüber Belastungskorrosionssprüngen. Wenn der Kupfergehalt des Stahls größer als ungefähr 0,35 Gewichtsprozent ist, ist der Stahl zu anfällig für Belastungskorrosionssprünge, um im Gehäuse 18 der Aufblasvorrichtung 14 verwendet zu werden.
Aluminium verbessert die Korrosionswiderstandsfähigkeit, die Bearbeitbarkeit und die Ziehfähigkeit des Stahls. Wenn der Aluminiumgehalt des Stahls zu­ mindest ungefähr 0,02 Gewichtsprozent ist, erhöhen sich die Korrosionswi­ derstandsfähigkeit, die Bearbeitbarkeit und die Ziehfähigkeit des Stahls merklich. Wenn der Aluminiumgehalt des Stahls größer als ungefähr 0,06 Gewichtsprozent ist, fällt die Bearbeitbarkeit des Stahls ab, so daß der Stahl im Gehäuse 18 der Aufblasvorrichtung 14 nicht einfach verarbeitet werden kann.
Vanadium erhöht die Korrosionswiderstandsfähigkeit und den Abriebwider­ stand des Stahls. Wenn der Vanadiumgehalt größer als ungefähr 0,05 Ge­ wichtsprozent ist, fällt die Bearbeitbarkeit des Stahls ab, so daß der Stahl im Gehäuse 18 der Aufblasvorrichtung 14 nicht einfach verarbeitet werden kann.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines bevorzugten Verfahrens zum Herstellen des nahtlosen Rohrs aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Im bevorzugten Verfahren wird ein zylindrischer Rohling aus dem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt der vorliegenden Erfindung gegossen. Der zy­ lindrische Rohling aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt hat einen ein­ heitlichen Durchmesser entlang der gesamten Länge des Rohlings. Der Durchmesser des zylindrischen Rohlings ist ungefähr 150 mm bis ungefähr 200 mm.
Der gegossene zylindrische Rohling aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffge­ halt wird heißgewalzt, um den Durchmesser des zylindrischen Rohlings zu verringern. Heißwalzen beinhaltet das Durchführen eines erhitzten zylindri­ schen Rohlings aus Stahl durch ein Walzwerk. Ein Walzwerk hat typischer­ weise zwei Walzen, die sich mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit und in entgegengesetzte Richtungen um ihre entsprechenden Achsen drehen, d. h. im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn. Jede Walze hat eine ring­ förmige Nut. Die ringförmigen Nuten sind miteinander ausgerichtet und defi­ nieren einen runden Durchgang mit einem Durchmesser, der etwas kleiner als der Durchmesser des zylindrischen Rohlings ist, der zwischen den Wal­ zen durchgeht. Im Betrieb greifen die Walzen den zylindrischen Rohling aus Stahl und geben ihn mit reduziertem Durchmesser und erhöhter Länge aus.
In der vorliegenden Erfindung wird der zylindrische Rohling aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt auf eine Temperatur von ungefähr 900°C bis ungefähr 1200°C erhitzt und wird, während er auf der Temperatur von unge­ fähr 900°C bis ungefähr 1200°C ist, durch das Walzwerk durchgeführt. Vor­ zugsweise wird der zylindrische Rohling auf eine Temperatur von ungefähr 1200°C erhitzt und wird, während er auf der Temperatur von ungefähr 1200°C ist, durch das Walzwerk geführt.
Der zylindrische Rohling aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird zu­ mindest einmal durch das Walzwerk geführt, um den Durchmesser des zylin­ drischen Rohlings zu verringern. Der Durchmesser des zylindrischen Roh­ lings aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt kann in mehreren Durchgän­ gen durch das Walzwerk verringert werden, wobei jeder Durchgang den Durchmesser des zylindrischen Rohlings leicht verringert.
Der Durchmesser des zylindrischen Rohlings aus Stahl mit niedrigem Koh­ lenstoffgehalt wird während des Heißwalzschrittes der vorliegenden Erfin­ dung vorzugsweise um mindestens 50% verringert. Zum Beispiel kann der Durchmesser eines zylindrischen Rohlings durch Heißwalzen von ungefähr 190 mm bis ungefähr 75 mm verringert werden.
Der heißgewalzte zylindrische Rohling aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoff­ gehalt wird in ein nahtloses Rohr geformt, indem der zylindrische Rohling durch ein bekanntes Durchbohrwerk geführt wird. In der vorliegenden Erfin­ dung wird der zylindrische Rohling aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt auf eine erhöhte Temperatur erhitzt und wird, während er auf der erhöhten Temperatur ist, durch das Durchbohrwerk geführt. Vorzugsweise wird der zylindrische Rohling auf eine Temperatur von ungefähr 1000°C bis ungefähr 1500°C erhitzt und, während er auf einer Temperatur von ungefähr 1000°C bis ungefähr 1500°C ist, wird der zylindrische Rohling durch das Durchbohr­ werk geführt.
Das so geformte nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt hat eine ringförmige Wand mit einer Dicke, die entlang der Achse des Rohrs und umfangsmäßig um das Rohr herum einheitlich ist. Der Außendurchmes­ ser der ringförmigen Wand ist wesentlich geringer als der Durchmesser des heißgewalzten zylindrischen Rohlings. Die Länge des nahtlosen Rohrs ist wesentlich länger als die Länge des heißgewalzten zylindrischen Rohlings.
Das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird auf Raumtemperatur gekühlt, indem das Rohr mit gesprühtem Wasser abge­ schreckt wird und das Rohr dann in einer Luftatmosphäre angeordnet wird die auf Raumtemperatur ist. Mit "Raumtemperatur", wie es in der Beschrei­ bung und den Ansprüchen verwendet wird, ist eine Temperatur gemeint, die geringer als ungefähr 100°C ist und, vorzugsweise, eine Temperatur, die un­ gefähr 22°C ist. Wenn die Temperatur des Rohrs auf Raumtemperatur ist, kann das Rohr in eine saure Lösung gebeizt werden, um jeglichen Zunder oder Oxide zu entfernen, die während des Durchbohrens an der Innen- oder Außenoberfläche der ringförmigen Wand gebildet wurden. Geeignete Beizlö­ sungen können Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure, Salzsäure und Kombinationen daraus umfassen.
Die ringförmige Wand des nahtlosen Rohrs aus Stahl mit niedrigem Kohlen­ stoffgehalt wird dann in seiner Dicke durch dass Kaltziehen des nahtlosen Rohrs reduziert. Kaltziehen beinhaltet das Ziehen eines Rohrs, das nicht auf eine erhöhte Temperatur erhitzt worden ist, durch eine Form, deren Loch kleiner ist als der Außendurchmesser des zu ziehenden Rohrs. Zur gleichen Zeit wird die Innenoberfläche des Rohrs durch einen Dorn oder Kern getra­ gen, der am Ende einer Stange verankert ist, so daß das Rohr während des Ziehvorgangs in der Ebene der Form bleibt. Das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird zumindest einmal durch die Form durch­ geführt, um die ringförmige Wand des nahtlosen Rohrs in ihrer Dicke zu re­ duzieren. Die ringförmige Wand des nahtlosen Rohrs kann durch mehrfache Durchgänge des Rohrs durch die Form reduziert werden, wobei jeder Durch­ gang die Dicke der ringförmigen Wand leicht reduziert.
Das nahtlose Rohr des Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalts in der vorlie­ genden Erfindung kann mit einer ölbasierten oder wasserbasierten Emulsion vor dem Kaltziehen geschmiert werden, um die durch Reibung erzeugte Hitze zu verringern, wenn das nahtlose Rohr durch die Form durchgeführt wird.
Die Dicke der ringförmigen Wand nach dem Kaltziehen ist entlang der Achse des Rohrs und umfangsmäßig um das Rohr herum einheitlich. Die Dicke der ringförmigen Wand ist wesentlich geringer als die Dicke der ringförmigen Wand vor dem Kaltziehen.
Das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt hat nach dem Kaltziehen vorzugsweise einen Außendurchmesser von ungefähr 55 mm bis ungefähr 65 mm und eine Wanddicke von ungefähr 2,5 mm bis ungefähr 4 mm. Bevorzugterweise hat das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Koh­ lenstoffgehalt nach dem Kaltziehen einen Außendurchmesser von ungefähr 60 mm und eine Wanddicke von ungefähr 3 mm.
Das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird poliert, um unerwünschte Vertiefungen und Oberflächenunreinheiten zu entfernen, und dann wärmebehandelt, um die Zähigkeit des nahtlosen Rohrs bei niedrigen Temperaturen zu verbessern, d. h. Temperaturen bis zu ungefähr -40°C hin­ ab.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird, wie schema­ tisch in Fig. 4 dargestellt ist, das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wärmebehandelt, indem das nahtlose Rohr zu einer Heiz­ kammer eines Wiedererhitzungsofens gebracht wird und das nahtlose Rohr auf eine Temperatur von zumindest ungefähr 900°C und, vorzugsweise, un­ gefähr 920°C erhitzt wird. Die Hitze wird an die Heizkammer des Wiederer­ hitzungsofens geliefert, indem ein gasförmiger oder flüssiger Brennstoff ver­ brannt wird.
Das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird auf einer Temperatur von zumindest ungefähr 900°C in der Heizkammer für minde­ stens ungefähr 15 Minuten gehalten. Vorzugsweise wird das nahtlose Rohr auf einer Temperatur von zumindest ungefähr 900°C in der Heizkammer für zumindest ungefähr 20 Minuten gehalten.
Das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird, nachdem es in der Kammer für mindestens 15 Minuten erhitzt worden ist, auf Raum­ temperatur abgekühlt. Das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlen­ stoffgehalt wird vorzugsweise auf Raumtemperatur abgekühlt, indem das nahtlose Rohr mit gesprühtem Wasser abgeschreckt wird, und dann das nahtlose Rohr in einer Luftatmosphäre angeordnet wird, die auf Raumtempe­ ratur ist.
Wenn das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt auf Raumtemperatur ist, wird das nahtlose Rohr getempert bzw. angelassen, bis die Temperatur des nahtlosen Rohrs ungefähr 500°C erreicht. Beim Errei­ chen einer Temperatur von ungefähr 500°C wird das Rohr auf Raumtempe­ ratur abgekühlt, indem das Rohr in einer Luftatmosphäre angeordnet wird, die auf Raumtemperatur ist.
Das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, das durch die­ sen Prozeß behandelt wurde, hat eine Zug- bzw. Reißfestigkeit von zumin­ dest ungefähr 130.000 psi, eine Streckgrenze bzw. Formänderungsfestigkeit von zumindest ungefähr 104.000 psi und eine Längung bis Bruch von zumin­ dest ungefähr 14%. Das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoff­ gehalt, das durch diesen Prozeß behandelt wurde, bleibt außerdem bei Temperaturen bis zu ungefähr -40°C hinab verformbar. Mit "verformbar" ist gemeint, daß, wenn Belastung auf das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedri­ gem Kohlenstoffgehalt ausgeübt wird, die wirksam ist, um zu bewirken, daß das nahtlose Rohr bricht, das nahtlose Rohr eine wesentliche plastische Verformung zeigt, bevor es bricht. Vorzugsweise gibt das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt plastisch zumindest ungefähr 5% nach, bevor es bricht, wenn eine Belastung auf das nahtlose Rohr ausgeübt wird, die wirksam ist, um zu bewirken, daß das nahtlose Rohr so nachgibt.
Im Gegensatz zum Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt der vor­ liegenden Erfindung wird ein Rohr, das aus einem herkömmlichen Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, beispielsweise 1010-Stahl mit niedrigem Koh­ lenstoffgehalt, durch herkömmliche Rohrbildungsprozesse gebildet ist, sprö­ de, wenn die Temperatur des herkömmlichen Stahl mit niedrigem Kohlen­ stoffgehalts sinkt. Zum Beispiel ist bei Temperaturen von ungefähr -40°C ein Rohr aus 1010-Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt spröde und bricht mit wenig oder keiner dauerhaften Verformung (d. h. gibt plastisch weniger als 5% nach), wenn eine Belastung auf das Rohr aus 1010-Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ausgeübt wird, die wirksam ist, um zu bewirken, daß das Rohr aus 1010-Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt so nachgibt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird, wie schematisch in Fig. 5 dargestellt ist, das kaltgezogene nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wärmebehandelt, indem das kaltgezo­ gene nahtlose Rohr zu einer Heizkammer eines Induktionsofens gebracht wird und das nahtlose Rohr auf eine Temperatur von zumindest ungefähr 900°C und, vorzugsweise, ungefähr 920°C induktionserhitzt wird. Die Hitze wird durch eine elektrisch beheizte Spule zur Heizkammer des Indukti­ onsofens geliefert, die die Induktionsheizkammer umgibt.
Das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird auf einer Temperatur von zumindest ungefähr 900°C in der Heizkammer für zumindest ungefähr 15 Minuten gehalten. Vorzugsweise wird das nahtlose Rohr auf ei­ ner Temperatur von zumindest ungefähr 900°C in der Heizkammer für zu­ mindest ungefähr 20 Minuten gehalten.
Das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird, nachdem es in der Heizkammer des Induktionsofens für zumindest ungefähr 15 Minu­ ten erhitzt worden ist, auf Raumtemperatur abgekühlt. Das nahtlose Rohr wird vorzugsweise auf Raumtemperatur abgekühlt, indem das Rohr mit ge­ sprühtem Wasser abgeschreckt wird, und das nahtlose Rohr dann in einer Luftatmosphäre angeordnet wird, die auf Raumtemperatur ist.
Man fand heraus, daß das nahtlose Rohr in diesem Wärmebehandlungspro­ zeß nicht getempert bzw. angelassen werden mußte, nachdem es abge­ schreckt wurde, um die Zähigkeit des nahtlosen Rohrs bei niedrigen Tempe­ raturen zu verbessern.
Das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, das durch die­ sen Prozeß wärmebehandelt wurde, hat eine Zug- bzw. Reißfestigkeit von zumindest ungefähr 130.000 psi, eine Streckgrenze bzw. Formänderungsfe­ stigkeit von zumindest ungefähr 104.000 psi, und eine Längung bis Bruch von zumindest ungefähr 14%.
Überraschenderweise fand man heraus, daß der nahtlose Stahl aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, der durch diesen Prozeß wärmebehandelt wur­ de, bei Temperaturen bis zu ungefähr -100°C verformbar bleibt. Es wird an­ genommen, daß der Induktionsofen das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedri­ gem Kohlenstoffgehalt mit einer schnelleren Rate und einheitlicher erhitzt als ein herkömmlicher Brennstoffofen, und daß diese schnellere und einheitli­ chere Erhitzung das nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt mit seiner verbesserten Ziehfähigkeit bis zu -100°C hinab versieht.
Das wärmebehandelte nahtlose Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffge­ halt wird auf seine Länge geschnitten und an eine Endkappe geschweißt, beispielsweise 22, aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und eine End­ wand, beispielsweise 38, aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Die Endwand wird außerdem an einen Diffusor, beispielsweise 52, aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt geschweißt. Der in der Endkappe, der Endwand und dem Diffusor eingesetzte Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt besteht vorzugsweise im wesentlichen aus, gemessen am Gewicht, ungefähr 0,07% bis ungefähr 0,12% Kohlenstoff, ungefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Man­ gan, bis zu ungefähr 0,020% Phosphor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, ungefähr 0,06% bis ungefähr 0,35% Silizium, ungefähr 0,25% bis ungefähr 1,20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, ungefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Molybdän, bis zu ungefähr 0,35% Kupfer, ungefähr 0,02% bis unge­ fähr 0,06% Aluminium, bis zu ungefähr 0,05% Vanadium, bis zu ungefähr 0,25% Restelemente und dem Rest als Eisen. Das auf seine Länge ge­ schnittene wärmebehandelte nahtlose Rohr, die Endkappe, die Endwand und der Diffusor werden durch beliebige geeignete Mittel aneinander geschweißt, beispielsweise Reibungsschweißen, Autogengas-Wolfram-Bogenschweißen, Elektronenstrahlschweißen oder Laserschweißen. Vorzugsweise werden das nahtlose Rohr, die Endkappe, die Endwand und der Diffusor durch Laser­ schweißen aneinander geschweißt.
In einem alternativen Verfahren zum Herstellen eines nahtlosen Rohrs aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird ein zylindrischer Rohling aus dem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt der vorliegenden Erfindung gegossen. Der zylindrische Rohling wird dann auf eine Temperatur von ungefähr 1000°C bis ungefähr 1500°C erhitzt, und wird, während er auf einer Tempe­ ratur von ungefähr 1000°C bis ungefähr 1500°C ist, durch das Durchbohr­ werk geführt, um ein nahtloses Rohr zu bilden.
Das so gebildete nahtlose Rohr hat eine ringförmige Wand mit einer Dicke, die entlang der Achse des Rohrs und umfangsmäßig um das Rohr herum einheitlich ist. Der Außendurchmesser der zylindrischen Wand ist wesentlich geringer als der Durchmesser des zylindrischen Rohlings. Die Länge des nahtlosen Rohrs ist wesentlich länger als die Länge des zylindrischen Roh­ lings.
Das nahtlose Rohr wird auf Raumtemperatur abgekühlt (d. h. ungefähr 22°C). Wenn das Rohr auf Raumtemperatur ist, kann das Rohr in einer sauren Lö­ sung gebeizt werden, um jeglichen Zunder oder Oxide zu entfernen, die auf der Innen- oder Außenoberfläche der zylindrischen Wand während des Durchbohrens gebildet wurden. Geeignete Beizlösungen können Schwefel­ säure, Phosphorsäure, Salpetersäure, Salzsäure und Kombinationen daraus umfassen.
Die ringförmige Wand des nahtlosen Rohrs aus Stahl mit niedrigem Kohlen­ stoffgehalt wird dann in ihrer Dicke durch das Kaltziehen des nahtlosen Rohrs reduziert. Kaltziehen beinhaltet das Ziehen des Rohrs bei Raumtem­ peratur durch eine Form, deren Loch kleiner ist als der Außendurchmesser des zu ziehenden Rohrs. Zur gleichen Zeit wird die Innenoberfläche des Rohrs durch einen Kern getragen, der am Ende einer Stange verankert ist, so daß das Rohr während des Ziehvorgangs in der Ebene der Form bleibt.
Das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird zumindest einmal durch die Form durchgeführt, um die ringförmige Wand des Rohrs in ihrer Dicke zu reduzieren. Die ringförmige Wand des Rohrs kann durch mehrfache Durchgänge des Rohrs durch die Form reduziert werden, wobei jeder Durch­ gang die Dicke der ringförmigen Wand leicht reduziert.
Das Rohr kann mit einer ölbasierten oder wasserbasierten Emulsion vor dem Kaltziehen geschmiert werden, um die durch Reibung erzeugte Hitze zu ver­ ringern, wenn das Rohr durch die Form durchgeführt wird.
Die Dicke der ringförmigen Wand nach dem Kaltziehen ist entlang der Achse des Rohrs und umfangsmäßig um das Rohr herum einheitlich. Die Dicke der ringförmigen Wand ist wesentlich geringer als die Dicke der ringförmigen Wand vor dem Kaltziehen.
Das Rohr wird poliert, um unerwünschte Vertiefungen und Oberflächenun­ reinheiten zu entfernen und dann angelassen bzw. geglüht. Vorzugsweise wird das Rohr bei einer Temperatur von ungefähr 200°C bis ungefähr 600°C für mindestens ungefähr fünfundvierzig Minuten in einer Luftatmosphäre an­ gelassen bzw. geglüht.
Das Rohr wird auf seine Länge geschnitten und an eine Endkappe ge­ schweißt, beispielsweise 22, aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und eine Endwand, beispielsweise 38, aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Die Endwand wird außerdem an einen Diffusor, beispielsweise 52, aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt geschweißt. Der in der Endkappe, der End­ wand und dem Diffusor eingesetzte Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt besteht vorzugsweise im wesentlichen aus, gemessen am Gewicht, ungefähr 0,07% bis ungefähr 0,12% Kohlenstoff, ungefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Mangan, bis zu ungefähr 0,020% Phosphor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, ungefähr 0,06% bis ungefähr 0,35% Silizium, ungefähr 0,25% bis ungefähr 1,20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, ungefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Molybdän, bis zu ungefähr 0,35% Kupfer, ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,06% Aluminium, bis zu ungefähr 0,05% Vanadium, bis zu un­ gefähr 0,25% Restelemente und dem Rest als Eisen.
Das auf seine Länge geschnittene Rohr, die Endkappe, die Endwand und der Diffusor werden durch beliebige geeignete Mittel aneinander geschweißt, beispielsweise Reibungsschweißen, Autogengas-Wolfram-Bogenschweißen, Elektronenstrahlschweißen oder Laserschweißen. Vorzugsweise werden das Rohr, die Endkappe, die Endwand und der Diffusor durch Laserschweißen aneinandergeschweißt.
Beispiel 1
Ein Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wurde aus einem zylin­ drischen Rohling aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt hergestellt. Der zylindrische Rohling hatte eine Länge von ungefähr 3 Metern und einen Durchmesser von ungefähr 190 Millimetern. Der zylindrische Rohling aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wurde aus einem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt gegossen, der im wesentlichen, auf das Gewicht bezogen, aus ungefähr 0,07% bis ungefähr 0,12% Kohlenstoff, ungefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Mangan, bis zu ungefähr 0,020% Phosphor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, ungefähr 0,06% bis ungefähr 0,35% Silizium, ungefähr 0,25% bis ungefähr 1,20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, ungefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Molybdän, bis zu ungefähr 0,35% Kupfer, unge­ fähr 0,02% bis ungefähr 0,06% Aluminium, bis zu ungefähr 0,05% Vanadium, bis zu ungefähr 0,25% Restelemente und dem Rest als Eisen besteht.
Der zylindrische Rohling wurde auf eine Temperatur von ungefähr 1200°C erhitzt, und wurde, während er auf 1200°C war, durch ein Walzwerk geführt, um den Durchmesser des zylindrischen Rohlings zu verringern. Der Durch­ messer des zylindrischen Rohlings wurde durch das Heißwalzen von unge­ fähr 190 mm auf ungefähr 75 mm reduziert.
Der heißgewalzte zylindrische Rohling wurde auf einer Temperatur von un­ gefähr 1200°C gehalten, und wurde, während er auf 1200°C war, durch ein Durchbohrwerk geführt, um ein nahtloses Rohr mit einer einheitlichen Wand­ dicke entlang der gesamten Achse des Rohrs und umfangsmäßig vollständig um das Rohr herum zu bilden.
Nach dem Durchbohren wurde es dem Rohr erlaubt abzukühlen, bis die Temperatur des Rohrs Raumtemperatur erreicht hatte. Als es auf Raumtem­ peratur war, wurde die Dicke der ringförmigen Wand durch das Kaltziehen des Rohrs reduziert. Die Dicke der ringförmigen Wand des Rohrs war nach dem Kaltziehen ungefähr 3 mm.
Das Rohr wurde dann wärmebehandelt, indem das Rohr in einem Wiederer­ hitzungsofen auf eine Temperatur von ungefähr 920°C für ungefähr 20 Mi­ nuten erhitzt wurde. Das Rohr wurde dann mit gesprühtem Wasser abge­ schreckt und auf Raumtemperatur (d. h. ungefähr 22°C) abgekühlt, indem das Rohr in einer Luftatmosphäre angeordnet wurde, die auf Raumtemperatur war. Als das Rohr auf Raumtemperatur war, wurde das Rohr angelassen bzw. getempert, bis die Temperatur des Rohrs ungefähr 500°C erreichte.
Beim Erreichen der Temperatur von ungefähr 500°C wurde das Rohr auf Raumtemperatur abgekühlt, indem das Rohr in einer Luftatmosphäre ange­ ordnet wurde, die auf Raumtemperatur war. Das abgekühlte Rohr wurde dann auf die gewünschte Länge zugeschnitten.
Da so geformte Rohr wurde gemäß ASTM E8/E8M und DIN/EN 10002 gete­ stet. Das Rohr zeigte herausragende mechanische Eigenschaften, unter an­ derem eine Zug- bzw. Reißfestigkeit von zumindest ungefähr 130.000 psi, eine Streckgrenze bzw. Formänderungsfestigkeit von zumindest ungefähr 104.000 psi und eine Längung bis Bruch von zumindest ungefähr 14%.
Die Ziehfähigkeit bzw. Duktilität des Rohrs aus Stahl mit niedrigem Kohlen­ stoffgehalt bei einer Temperatur von ungefähr -40°C wurde ebenfalls gete­ stet, indem ein hydraulischer Bersttest bei ungefähr -40°C durchgeführt wur­ de. Im Bersttest wurde eine Probe des Rohrs aus Stahl mit niedrigem Koh­ lenstoffgehalt auf eine Temperatur von ungefähr -40°C abgekühlt, indem die Probe des Rohrs aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt in einem Ethylal­ koholbad angeordnet wurde, das mit Trockeneis gemischt war. Die Tempe­ ratur der Probe wurde mit einer Thermoelement gemessen, die mit einem Fluke-Temperaturanzeiger verbunden war. Als die Temperatur der Probe auf ungefähr -40°C sank, wurde die Probe aus dem Bad entfernt und mit einer Haskel-Hydropneumatik-Hochdruckpumpe verbunden. Ein Ethylalkohol- Druckmedium, das auf einer Temperatur von ungefähr -40°C gehalten wurde, wurde von der Hochdruckpumpe in das Rohr aus Stahl mit niedrigem Koh­ lenstoffgehalt gepumpt, um den Druck im Rohr aus Stahl mit niedrigem Koh­ lenstoffgehalt zu erhöhen. Der Druck im Rohr aus Stahl mit niedrigem Koh­ lenstoffgehalt wurde unter Verwendung eines Dynisco-Druckwandlers ge­ messen, der mit einem Daytronic-Belastungsmeßaufbereiter (strain gage conditioner) mit einem Spitzendruckdetektor verbunden war. Der Druck im Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wurde erhöht, bis das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt barst. Die Zeit bis zum Bersten war zwischen ungefähr 20 und 30 Sekunden.
Fig. 6 ist ein Bild, das den Bereich zeigt, in dem das Rohr aus Stahl mit nie­ drigem Kohlenstoffgehalt barst. Ein Sichtuntersuchung zeigte, daß es keine Bruchfortpflanzung über den ausgebeulten Bereich hinaus gab, in dem das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt barst. Die Abwesenheit von Bruchfortpflanzung über den ausgebeulten Bereich hinaus, in dem das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt geborsten ist, zeigt an, daß das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt bei einer Temperatur bis zu ungefähr -40°C hinab verformbar bzw. duktil bleibt.
Das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wurde auch auf Anfällig­ keit für Wasserstoffversprödung und Belastungskorrosionssprünge getestet.
Das auf die gewünschte Länge zugeschnittene Rohr wurde an eine Endkap­ pe, beispielsweise 22, aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und eine Endwand, beispielsweise 38, aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt la­ sergeschweißt. Die Endwand wurde außerdem an einen Diffusor, beispiels­ weise 52, aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt geschweißt. Der in der Endkappe, der Endwand und dem Diffusor eingesetzte Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wurde selektiv kontrolliert, so daß der Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt im wesentlichen aus, gemessen am Gewicht, ungefähr 0,07% bis ungefähr 0,12% Kohlenstoff, ungefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Mangan, bis zu ungefähr 0,020% Phosphor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, ungefähr 0,06% bis ungefähr 0,35% Silizium, ungefähr 0,25% bis ungefähr 1,20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, ungefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Molybdän, bis zu ungefähr 0,35% Kupfer, ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,06% Aluminium, bis zu ungefähr 0,05% Vanadium, bis zu un­ gefähr 0,25% Restelemente und dem Rest als Eisen besteht.
Eine C-Ring-Typ-Probe wurde aus dem geschweißten Teil des Gehäuses entnommen und in einer 3%-NaCl-gesättigten Luftatmosphäre angeordnet. Die C-Ring-Typ-Probe wurde auf 25°C gehalten und 1,5 V von einem Ag/AgCl-Wasserstoffkathoden-Lademechanismus (NACE TM0177 Verfahren C) ausgesetzt. Eine Belastung entsprechend 100% der tatsächlichen Streck grenze bzw. Formänderungsfestigkeit wurde für einen Monat auf die C-Ring- Typ-Probe ausgeübt.
Eine Analyse durch Thermalabsorptionsspektrometrie und Elektronenscan­ mikroskopie brachte nach dem Einmonatszeitraum keinen Nachweis von Wasserstoffversprödung im geschweißten Teil oder dem Basismetall zutage, das den geschweißten Teil der C-Ring-Typ-Probe umgab.
Zusätzlich wurde eine C-Ring-Typ-Probe aus einem geschweißten Teil des Gehäuses entnommen und in einer 3%-NaCl-gesättigten Luftatmosphäre bei 80°C (NACE TM0177 Verfahren C) angeordnet. Eine Belastung entspre­ chend 100% der tatsächlichen Streckgrenze bzw. Formänderungsfestigkeit wurde für einen Monat auf die C-Ring-Typ-Prcabe ausgeübt.
Eine Analyse durch Thermalabsorptionsspektrometrie und Elektronenscan­ mikroskopie brachte nach dem Einmonatszeitraum keinen Nachweis von Belastungskorrosionssprüngen im geschweißten Teil oder dem Basismetall zutage, das den geschweißten Teil der C-Ring-Typ-Probe umgab.
Beispiel 2
Ein zweites Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wurde aus einem zylindrischen Rohling hergestellt, der unter Verwendung eines Stahl mit nied­ rigem Kohlenstoffgehalts gegossen wurde, der die gleiche Zusammenset­ zung wie der Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt des Beispiels 1 hatte.
Der Prozeß zur Herstellung des zweiten Rohrs aus Stahl mit niedrigem Koh­ lenstoffgehalt aus dem zylindrischen Rohling unterschied sich jedoch vom Prozeß des Beispiels 1.
In dem Prozeß wurde ein zylindrischer Rohling, der eine Länge von ungefähr 3 Metern und einen Durchmesser von ungefähr 190 Millimetern hatte, auf eine Temperatur von ungefähr 1200°C erhitzt, und wurde, während er auf 1200°C war, durch ein Durchbohrwerk geführt, um ein nahtloses Rohr mit einer einheitlichen Wanddicke entlang der gesamten Achse des Rohrs und umfangsmäßig vollständig um das Rohr herum zu bilden.
Nach dem Durchbohren wurde es dem Rohr erlaubt abzukühlen, bis die Temperatur des Rohrs Raumtemperatur erreicht hatte. Als es auf Raumtem­ peratur war, wurde die Dicke der ringförmigen Wand durch das Kaltziehen des Rohrs reduziert. Die Dicke der ringförmigen Wand des Rohrs war nach dem Kaltziehen ungefähr 3 mm.
Das Rohr wurde bei einer Temperatur von ungefähr 520°C für ungefähr 45 Minuten angelassen bzw. geglüht, auf Raumtemperatur abgekühlt und auf die gewünschte Länge zugeschnitten.
Das so geformte zweite Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wur­ de gemäß ASTM E8/E8M und DIN/EN 10002 getestet. Das Rohr zeigte her­ ausragende mechanische Eigenschaften, unter anderem eine Zug- bzw. Reißfestigkeit von zumindest ungefähr 130.000 psi, eine Streckgrenze bzw. Formänderungsfestigkeit von zumindest ungefähr 104.000 psi und eine Län­ gung bis Bruch von zumindest ungefähr 14%.
Die Ziehfähigkeit des zweiten Rohrs aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffge­ halt bei einer Temperatur von ungefähr -40°C wurde ebenfalls getestet, in­ dem ein Bersttest bei ungefähr -40°C an dem zweiten Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt durchgeführt wurde. Im Bersttest wurde eine Probe des zweiten Rohrs aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt auf eine Temperatur von ungefähr -40°C abgekühlt, indem die Probe des zweiten Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalts in einem Ethylalkoholbad angeordnet wurde, das mit Trockeneis gemischt war. Die Temperatur der Probe wurde mit einem Thermoelement gemessen, das mit einem Fluke- Temperaturanzeiger verbunden war. Als die Temperatur der Probe auf un­ gefähr -40°C sank, wurde die Probe aus dem Bad entfernt und mit einer Haskel-Hydropneumatik-Hochdruckpumpe verbunden. Ein Ethylalkohol- Druckmedium, das auf einer Temperatur von ungefähr -40°C gehalten wurde, wurde von der Hochdruckpumpe in das zweite Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt gepumpt, um den Druck im zweiten Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt zu erhöhen. Der Druck im zweiten Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wurde unter Verwendung eines Dy­ nisco-Druckwandlers gemessen, der mit einem Daytronic- Belastungsmeßaufbereiter (strain gage conditioner) mit einem Spitzendruck­ detektor verbunden war. Der Druck im zweiten Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wurde erhöht, bis das zweite Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt barst. Die Zeit bis zum Bersten war zwischen ungefähr 20 und 30 Sekunden.
Fig. 7 ist ein Bild, das den Bereich zeigt, in dem das zweite Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt barst. Ein Sichtuntersuchung zeigte, daß es eine Bruchfortpflanzung über den ausgebeulten Bereich hinaus gab, in dem das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt barst. Die Anwesenheit von Bruchfortpflanzung über den ausgebeulten Bereich hinaus, in dem das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt geborsten ist, zeigt an, daß das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt bei einer Temperatur bis zu ungefähr -40°C hinab spröde war.
Das zweite Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wurde auch auf Anfälligkeit für Wasserstoffversprödung und Belastungskorrosionssprünge getestet.
Das auf die gewünschte Länge zugeschnittene Rohr wurde an eine Endkap­ pe, beispielsweise 22, aus hochfestem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und eine Endwand, beispielsweise 38, aus hochfestem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt lasergeschweißt. Die Endwand wurde außerdem an einen Diffusor, beispielsweise 52, aus hochfestem Stahl mit niedrigem Kohlenstoff­ gehalt geschweißt. Der in der Endkappe, der Endwand und dem Diffusor ein­ gesetzte Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wurde selektiv kontrolliert, so daß der Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt im wesentlichen aus, gemes­ sen am Gewicht, ungefähr 0,07% bis ungefähr 0,12% Kohlenstoff, ungefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Mangan, bis zu ungefähr 0,020% Phosphor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, ungefähr 0,06% bis ungefähr 0,35% Silizium, ungefähr 0,25% bis ungefähr 1,20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, ungefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Molybdän, bis zu ungefähr 0,35% Kup­ fer, ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,06% Aluminium, bis zu ungefähr 0,05% Vanadium, bis zu ungefähr 0,25% Restelemente und dem Rest als Eisen be­ stand.
Eine C-Ring-Typ-Probe wurde aus dem geschweißten Teil des Gehäuses entnommen und in einer 3%-NaCl-gesättigten Luftatmosphäre angeordnet. Die C-Ring-Typ-Probe wurde auf 25°C gelhalten und 1,5 V von einem Ag/AgCl-Wasserstoffkathoden-Lademechanismus (NACE TM0177 Verfahren C) ausgesetzt. Eine Belastung entsprechend 100% der tatsächlichen Streck­ grenze bzw. Formänderungsfestigkeit wurde für einen Monat auf die C-Ring- Typ-Probe ausgeübt.
Eine Analyse durch Thermalabsorptionsspektrometrie und Elektronenscan­ mikroskopie brachte nach dem Einmonatszeitraum keinen Nachweis von Wasserstoffversprödung im geschweißten Teil oder dem Basismetall zutage, das den geschweißten Teil der C-Ring-Typ-Probe umgab.
Zusätzlich wurde eine C-Ring-Typ-Probe aus einem geschweißten Teil des Gehäuses entnommen und in einer 3%-NaCl-gesättigten Luftatmosphäre bei 80°C (NACE TM0177 Verfahren C) angeordnet. Eine Belastung entspre­ chend 100% der tatsächlichen Streckgrenze bzw. Formänderungsfestigkeit wurde für einen Monat auf die C-Ring-Typ-Probe ausgeübt.
Eine Analyse durch Thermalabsorptionsspektrometrie und Elektronenscan­ mikroskopie brachte nach dem Einmonatszeitraum keinen Nachweis von Belastungskorrosionssprüngen im geschweißten Teil oder dem Basismetall zutage, das den geschweißten Teil der C-Ring-Typ-Probe umgab.
Aus der obigen Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserun­ gen, Veränderungen und Modifikationen einnehmen. Beispiele solcher Ver­ änderungen umfassen Veränderungen in der Stahlzusammensetzung und Veränderungen in der Verarbeitung der Stahlzusammensetzung. Solche Ver­ besserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachkön­ nens sollen von den angefügten Ansprüchen abgedeckt werden.

Claims (14)

1. Ein Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, der im wesentlichen, auf das Gewicht bezogen, aus ungefähr 0,07% bis ungefähr 0,12% Koh­ lenstoff, ungefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Mangan, bis zu ungefähr 0,020% Phosphor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, ungefähr 0,06% bis ungefähr 0,35% Silizium, ungefähr 0,25% bis ungefähr 1,20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, ungefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Molybdän, bis zu ungefähr 0,35% Kupfer, ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,06% Aluminium, bis zu ungefähr 0,05% Vanadium, bis zu ungefähr 0,25% Restelemente und dem Fest als Eisen besteht.
2. Ein nahtloses Rohr, daß einen Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt aufweist, wobei der Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt im wesentli­ chen, auf das Gewicht bezogen, aus ungefähr 0,07% bis ungefähr 0,12% Kohlenstoff, ungefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Mangan, bis zu ungefähr 0,020% Phosphor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, un­ gefähr 0,06% bis ungefähr 0,35% Silizium, ungefähr 0,25% bis unge­ fähr 1,20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, ungefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Molybdän, bis zu ungefähr 0,35% Kupfer, ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,06% Aluminium, bis zu ungefähr 0,05% Vanadi­ um, bis zu ungefähr 0,25% Restelemente und dem Rest als Eisen be­ steht.
3. Das nahtlose Rohr nach Anspruch 2, wobei das nahtlose Rohr eine Zug- bzw. Reißfestigkeit von mindestens ungefähr 130.000 psi, eine Streckgrenze bzw. Formänderungsfestigkeit von mindestens ungefähr 104.000 psi und eine Längung bis Bruch von mindestens ungefähr 14% hat.
4. Eine Aufblasvorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassenschutz­ einrichtung, die ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse gespeicher­ ten Gasvorrat aufweist, wobei zumindest ein Teil des Gehäuses im wesentlichen, auf das Gewicht bezogen, aus ungefähr 0,07% bis un­ gefähr 0,12% Kohlenstoff, ungefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Man­ gan, bis zu ungefähr 0,020% Phosphor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, ungefähr 0,06% bis ungefähr 0,35% Silizium, ungefähr 0,25% bis ungefähr 1,20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, un­ gefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Molybdän, bis zu ungefähr 0,35% Kupfer, ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,06% Aluminium, bis zu unge­ fähr 0,05% Vanadium, bis zu ungefähr 0,25% Restelemente und dem Rest als Eisen besteht.
5. Die Aufblasvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Gehäuse ein nahtloses Rohr aufweist, das im wesentlichen aus, auf das Gewicht bezogen, ungefähr 0,07% bis ungefähr 0,12% Kohlenstoff, ungefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Mangan, bis zu ungefähr 0,020% Phosphor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, ungefähr 0,06% bis ungefähr 0,35% Silizium, ungefähr 0,25% bis ungefähr 1,20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, ungefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Molybdän, bis zu ungefähr 0,35% Kupfer, ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,06% Alumini­ um, bis zu ungefähr 0,05% Vanadium, bis zu ungefähr 0,25% Rest­ elemente und dem Rest als Eisen besteht.
6. Die Aufblasvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Gasvorrat Was­ serstoff umfaßt.
7. Die Aufblasvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Gehäuse im we­ sentlichen, auf das Gewicht bezogen, aus ungefähr 0,07% bis unge­ fähr 0,12% Kohlenstoff, ungefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Mangan, bis zu ungefähr 0,020% Phosphor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, ungefähr 0,06% bis ungefähr 0,35% Silizium, ungefähr 0,25% bis un­ gefähr 1,20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, ungefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Molybdän, bis zu ungefähr 0,35% Kupfer, ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,06% Aluminium, bis zu ungefähr 0,05% Vanadi­ um, bis zu ungefähr 0,25% Restelemente und dem Rest als Eisen be­ steht.
8. Eine Vorrichtung, die ein Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffge­ halt aufweist, wobei das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffge­ halt plastisch mehr als ungefähr 5% nachgibt bevor es bricht, bei Tem­ peraturen bis zu -40°C hinab, wenn eine Belastung auf das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ausgeübt wird, die ausreicht, um zu bewirken, daß das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt so nachgibt.
9. Die Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Rohr aus Stahl mit niedri­ gem Kohlenstoffgehalt aus einem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffge­ halt geformt ist, der im wesentlichen aus, auf das Gewicht bezogen, ungefähr 0,07% bis ungefähr 0,12% Kohlenstoff, ungefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Mangan, bis zu ungefähr 0,020% Phosphor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, ungefähr 0,06% bis ungefähr 0,35% Silizi­ um, ungefähr 0,25% bis ungefähr 1, 20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, ungefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Molybdän, bis zu ungefähr 0,35% Kupfer, ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,06% Alumini­ um, bis zu ungefähr 0,05% Vanadium, bis zu ungefähr 0,25% Rest­ elemente und dem Rest als Eisen besteht.
10. Die Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Rohr aus Stahl mit niedri­ gem Kohlenstoffgehalt eine Zug- bzw. Reißfestigkeit von mindestens ungefähr 130.000 psi, eine Streckgrenze bzw. Formänderungsfestig­ keit von mindestens ungefähr 104.000 psi und eine Längung bis Bruch von mindestens ungefähr 14% hat.
11. Die Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Rohr aus Stahl mit niedri­ gem Kohlenstoffgehalt aus einem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffge­ halt geformt ist, der im wesentlichen aus, auf das Gewicht bezogen, ungefähr 0,07% bis ungefähr 0,12% Kohlenstoff, ungefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Mangan, bis zu ungefähr 0,020% Phosphor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, ungefähr 0,06% bis ungefähr 0,35% Silizi­ um, ungefähr 0,25% bis ungefähr 1,20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, ungefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Molybdän, bis zu ungefähr 0,35% Kupfer, ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,06% Alumini­ um, bis zu ungefähr 0,05% Vanadium, bis zu ungefähr 0,25% Reste­ lemente und dem Rest als Eisen besteht und eine Zug- bzw. Reißfe­ stigkeit von mindestens ungefähr 130.000 psi, eine Streckgrenze bzw. Formänderungsfestigkeit von mindestens ungefähr 104.00 psi und eine Längung bis Bruch von mindestens 14% hat.
12. Ein Verfahren, das die folgenden Schritte aufweist:
Gießen eines Rohlings aus einem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffge­ halt, wobei der Rohling aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt einen ersten Durchmesser hat und im wesentlichen aus, auf das Ge­ wicht bezogen, ungefähr 0,07% bis ungefähr 0,12% Kohlenstoff, un­ gefähr 0,70% bis ungefähr 1,60% Mangan, bis zu ungefähr 0,020% Phosphor, bis zu ungefähr 0,015% Schwefel, ungefähr 0,06% bis un­ gefähr 0,35% Silizium, ungefähr 0,25% bis ungefähr 1,20% Chrom, bis zu ungefähr 0,65% Nickel, ungefähr 0,20% bis ungefähr 0,70% Mo­ lybdän, bis zu ungefähr 0,35% Kupfer, ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,06% Aluminium, bis zu ungefähr 0,05% Vanadium, bis zu ungefähr 0,25% Restelemente und dem Rest als Eisen besteht;
Reduzieren des Durchmessers des Rohlings aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt durch das Heißwalzen des Rohlings;
Bilden eines Rohrs mit einer ringförmigen Wand durch das Durchboh­ ren des Rohlings;
Reduzieren der Dicke der ringförmigen Wand auf eine erste Dicke durch das Kaltziehen des Rohrs,
Wärmebehandeln des Rohrs nach dem Kaltziehen, um ein Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt zu bilden, das plastisch mehr als 5% nachgibt bevor es bricht, bei Temperaturen bis zu ungefähr -40°C hinab, wenn eine Belastung auf das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ausgeübt wird, die ausreichend ist, um zu bewirken, daß das Rohr aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt so nachgibt.
13. Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Wärmebehan­ delns das Erhitzen des Rohrs auf eine Temperatur von mindestens ungefähr 900°C umfaßt, das Abkühlen des Rohrs auf Raumtemperatur und das Anlassen bzw. Tempern des Rohrs auf eine Temperatur von mindestens ungefähr 500°C.
14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Wärmebehandelns das Induktionserhitzen des Rohrs auf eine Temperatur von ungefähr 900°C und das Abkühlen des Rohrs auf Raumtemperatur umfaßt.
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