DE1183696B - Verwendung austenitischer, korrosionsbestaendiger Chrom-Mangan-Stickstoff-Staehle zur Herstellung von gegen Spannungsrisskorrosion bestaendigen Gegenstaenden - Google Patents

Description

• Verwendung austenitischer, korrosionsbeständiger Chrom-Mangag-Stickstoff-Stähle zur Herstellung von, gegen Spannungsriß- , . . korrosion beständigen Gegenständen . Metallische Werkstoffe, insbesondere Stähle, die unter dem Einfiuß entsprechender Korrosionsmedien stehen, sind beim Vorhandensein von schon relativ schwachen Eigenspannungen auch dann koreosionsanfällig, wenn sie üblicherweise gegen Oberflächenkorrosion oder gegen Oberflächenkorrosion und interkristalline Korrosion an sich beständig sind. Diese Korrosionserscheinung wird allgemein als Spannungsrißkorrosion oder auch als Spannungskorrosion bezeichnet. Dabei genügen mitunter schon äußerst geringe Spannungen an den Oberflächen der den Korrosionsangriffen ausgesetzten metallischen Werkstücke oder Gegenstände, wie sie beisp*Isweise bereits bei einer mechanischen Oberflächenbearbeitung durch Schleifen oder Schmirgeln auftreten können.
• Um die Neigung zur Spannungskorrosion bei austenitischen Chrom-Nickel-Stählen, deren gute Korrosionsbeständigkeit gegen die Angriffe von Säuren, Laugen und anderen aggressiven Medienbekannt ist, zu vermindern, wurde bereits vorgeschlagen, bei diesen Stahllegierungen den Nickelgehalt zu erhöhen. Im Zuge dieser Entwicklung wurde der Nickelgehalt immer weiter hinaufgesetzt, so daß man letzten Endes auch zur Verwendung von Legierungen auf der Basis von etwa 80 % Nickel und etwa 20 % Chrom gelangte.
• Es fehlte auch nicht an Bestrebungen, den bekannten korrosionsbeständigen, austenitischen Chrom-Nickel-Stählen auf der Basis 18% Chrom und 9'% Nickel durch Zusätze bestimmter Elemente, wie Molybdän, Niob, Titan, Silizium, Kobalt: und Bor, jene Eigenschaften zu verleihen, die eine Verwendung dieser Stähle bei Beanspruchung auf Spannungsrißkorrosion ermöglichen. Weiter wurden -ach noch zur Herstellung von Gegenständen, die gegart Spannungsrißkorros.ion beständig sein müssen,. StahlIdgierungen vorgeschlagen, die bei 12 bis 40Ode.,Chrom, 6 bis 40% Nickel einen zwingenden Kupferzusatz von mindestens 1 bis 4% aufweisen. In Verbindung mit diesen Stählen wurde auch in Erwägung gezogen, den Nickelanteil ganz oder teilweises .durch weniger als 4% oder mehr als 6% Mangan oder durch Kobalt einzeln oder gemischt zu, .ersetzen. Eine Nutzanwendung dieser Legierungsvariante ist aber nicht erfolgt, wohl offensichtlich deshalb, weil nämlich solche Chrom-Mangan-Kupfer-Stähle, die teilweise Nickel und/oder Kobalt enthaltcn, den gewünschten Anforderungen hinsichtlich der Beständigkeit gegen Spannungsrißkorrosion nicht ausreichend entsprechen konnten.
• Das Auftreten von Spannungsrißkorrosion wird bei zahlreichen Legierungen und in den verschiedensten Angriffsmitteln. beobachtet, i#idbei jedoch immer drei Voraussetzungen. dazu gegeb'eriIsein müssen. Erstens muß die Legierung für diese Korrosionsart an sich anfällig sein, zweitens müß' bin Korrosionsangriff durch ein Medium vorliegen, das bei der jeweiligen Legierung Spannungsrißkorfösion verursachen kann und drittens müssen an der 'Oberfläche des Werkstückes Zugspannungen vorhanden sein. Sind diese Voraussetzungen gegeben, so bilden sich, von der Oberfläche ausgehend, Risse:' Der Verlauf dieser Risse kann je nach Angriffsmittel und Legierung trans- oder interkristallinsein; wobei die Risse .in kurzer Zeit das ganze Werkstück, und zwar senkrecht zur vorliegenden Zugspannung, durchdringen können, während die übrige Oberfläche meist keinen sichtbaren Korrosionsangriff erleidet.
• Es ist daher verständlich,' daß die Schaffung von Stählen, die gegen Spannungsrißkorrosion beständig sind, auf größte Schwierigkeiten stößt, weil diese Angriffsart von den bisher gecvonuenen Erkenntnissen auf dem Korrosionsgebiet -völlig abweicht. Da die meisten Stahllegierungen, die allgemein gegen Korrosionsangriffe beständig sind, jedoch eine Anfälligkeit gegen Spannungsrißkorrosion zeigen, so ist aus dem allgemeinen Korrosionsverhalten keinerlei Hinweis zu entnehmen, ob derartige Stähle auch gegen Spannungsrißkorrosion widerstandsfähig sind.
• Die Erfindung betrifft nunmehr die Verwendung austenitischer, korrosionsbeständiger Chrom-Mangan-Stickstoff-Stähle mit maximal 0,15% Kohlenstoff, 2,00% Silizium, 10,00 bis 20,00% Chrom, 8,00 bis 22,00% Mangan, 0,05 bis 0,50% Stickstoff, 0 bis 2,50 % Nickel, Rest Eisen, zur Herstellung von gegen Spannungsrißkorrosion beständigen Gegenständen.
• Es hat sich bei Versuchen in nicht zu erwartender Weise gezeigt, daß gerade dem Nickelgehalt bei austenitischen Mangan-Chrom- und Chrom-Mangan-Stählen dahingehend wesentliche Bedeutung zukommt, daß nämlich die Anwesenheit von Nickelgehalten im Ausmaß von über 2,50% die Beständigkeit dieser austenitischen Stähle gegen Spannungsrißkorrosion wesentlich herabsetzt.
• Von den unter die Erfindung fallenden Stählen haben sich insbesondere Legierungen als günstig erwiesen, die maximal 0,10% Kohlenstoff, maximal 0,35% Silizium, 16,00 bis 17;5.0% Chrom; 9,00 bis 12,50% Mangan, 0,15 bis 0,30% Stickstoff und bis zu 1,00% Nickel aufweisen.
• Die erfindungsgemäßen Stähle ergaben bei der Prüfung der Beständigkeit gegen Spannungsrißkorrosion in kochender 42%iger Magnesiumchloridlösung eine Bruchbelastungszeit von über 400 Stunden. Vergleichsweise geprüfte austenitische Mangan-Chrom-Nickel-Stähle mit über 2,50% Nickel zeigten unter den gleichen Bedingungen das Eintreten von Brüchen bereits nach 3 bis 30 Stunden.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Verwendung von austenitischen, korrosionsbeständigen Chrom-Mangan-Stickstoff-Stählen mit maximal 0,15% Kohlenstoff, maximal 2,00% Silizium, 10,00 bis 20,00% Chrom, 8,00 bis 22,00% Mangan, 0,05 bis 0,50% Stickstoff, 0 bis 2,5011/o Nickel, Rest Eisen, zur Herstellung von gegen Spannungsrißkorrosion beständigen Gegenständen.