DE1197731B - Verwendung eines hochlegierten Manganstahles als Schweisszusatzwerkstoff zur Herstellung unmagnetischer, Tieftemperaturen ausgesetzter Schweissnaehte an austenitischen Baustaehlen - Google Patents

Description

• Verwendung eines hochlegierten Manganstahles als Schweißzusatzwerkstoff zur Herstellung urmagnetischer, Tieftemperaturen ausgesetzter Schweißnähte an austenitischen Baustählen Für Apparaturen, die in der Kältetechnik bei sehr tiefen Temperaturen, wie sie beim Verflüssigen von Gasen entstehen, benutzt werden, sind Stähle erforderlich, die in diesem Temperaturbereich noch ausreichende Zähigkeit aufweisen. Es ist bekannt, hierfür z. B. austenitische Manganstähle zu verwenden mit einem Gehalt an

  0,15 bis 0,50% Kohlenstoff,

  21,00 bis 24,00 % Mangan,

  3,00 bis 4,00 % Chrom.

  Derartige Werkstoffe sind schweißbar, und die geschweißten und nicht nachvergüteten Baustähle weisen selbst bei Temperaturen unter -100° C beachtliche Zähigkeit auf.
• Das Schweißen derartiger austenitischer Baustähle kann mit austenitischen Chrom-Nickel-Stählen als Schweißzusatzwerkstoff durchgeführt werden. Es ist aber anzustreben und in gewissen Fällen unumgänglich, diese Stähle mit artgleichem Zusatzwerkstoff zu verschweißen, d. h. also für diesen Zweck ebenfalls einen Chrom-Mangan-Stahl zu verwenden. Es zeigt sich indes, daß dies nicht ohne weiteres möglich ist.
• Stähle, die Mangan, Chrom und Stickstoff enthalten, sind in den verschiedensten Zusammensetzungen bekannt. Für Zwecke des Schmelzschweißens, insbesondere für das Schweißen von Panzerplatten, sind austenitische Stähle verwendet worden, die neben Chrom und Stickstoff sowie einem unter 0,5% liegenden Kohlenstoffgehalt, einen Mangangehalt von 10 bis 20 % aufweisen. Die unter Verwendung von Schweißdrähten dieser Art hergestellten Schweißnähte weisen aber nicht die erforderliche Kaltzähigkeit auf. Für die Herstellung von Schweißnähten an Geräten der Kältetechnik sind solche Stähle mit einem Mangangehalt vorgeschlagen worden, der etwa in der Mitte des vorgenannten Bereiches liegt. Der Kohlenstoffgehalt ist in diesen Stählen mit 0;25 bis 0,45% verhältnismäßig hoch angesetzt worden; außerdem werden diese Stähle an der Oberfläche mit einem Chromüberzug versehen mit dem Ziel, in der Schweißnaht aus diesem 17berzug einen Chromgehalt zu erzeugen, der 5 % und mehr beträgt. Abgesehen davon, daß ein solcher Schweißdraht umständlich herzustellen ist; können auf diese Weise in den Schweißnähten nicht die Voraussetzungen geschaffen werden, die notwendig sind, um mit Sicherheit die bei Temperaturen unter -100° C erforderliche Zähigkeit zu gewährleisten.
• Die Erfinder haben erkannt, daß die austenitischen Manganstähle nur dann als Schweißzusatzwerkstoffe für kaltzähe und urmagnetische -Schweißungen verwendet werden können, wenn im Schweißgut unter Einfiuß der Schweißwärme keine Karbidausscheidungen an den Korngrenzen auftreten. Solche Karbidausscheidungen setzen die Kaltzähigkeit herab und erhöhen die magnetische Permeabilität. Auch die Chromgehalte dürfen gewisse Werte nicht überschreiten, weil sonst die Kaltzähigkeit leidet und die Schweißnaht - mindestens teilweise - ferritisch werden kann, was aber in hohem Maße unerwünscht ist. Es wurde erkannt, daß die günstigsten Verhältnisse von Kaltzähigkeit, urmagnetischem Verhalten und die Stabilität des Austenits nur dann erzielt werden können, wenn die Gehalte an Kohlenstoff, Chrom und Stickstoff genau aufeinander abgestimmt sind und ein Mangangehalt von 25 % und mehr vorliegt.
• Von dieser Erkenntnis ausgehend, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, als Schweißzusatzwerkstoff für die Herstellung von Schweißnähten an austenitischeu Baustählen, die Temperaturen bis -120° C ausgesetzt werden sollen und deren Schweißnähte unmagnetisch sein müssen, einen Stahl zu verwenden, der aus

  0,05 bis 0,15 % Kohlenstoff,

  25,00 bis 35,000% Mangan,

  2,00 bis 10,00% Chrom,

  0,01 bis 0,20% Stickstoff,

  Rest Eisen

  mit den schmelzungsbedingten Verunreinigungen besteht.
• Ein solcher Stahl hat für Temperaturen, die bis -120° C reichen, eine ausreichende Zähigkeit. Wenn der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl für Zwecke verwendet werden soll, bei denen es auf eine ausreichende Zähigkeit bei Temperaturen bis -190° C ankommt, so muß dafür gesorgt werden, daß die schmelzungsbedingte Verunreinigung an Phosphor unter 0,010/0 liegt. Als ausreichende Zähigkeit wird im allgemeinen eine Kerbschlagzähigkeit von mindestens 4,0 mg/cm2 angesehen.
• Besonders bewährt hat sich die Verwendung eines Stahles aus

  0,10% Kohlenstoff,

  26,00% Mangan,

  5,00% Chrom,

  0,10% Stickstoff,

  Rest Eisen

  mit den schmelzungsbedingten Verunreinigungen für den erfindungsgemäßen Zweck.
• Es kann zweckmäßig sein, in den erfindungsgemäß zu verwendenden Stählen noch bis zu 2,00% Nickel und/oder bis zu 0,50% Molybdän vorzusehen. Der Siliziumgehalt dieser erfindungsgemäß zu verwendenden Stahllegierungen wird in den üblichen Grenzen gehalten, d. h. also etwa in der Größenordnung von 0,8% liegend. Es schadet aber nicht, wenn er bis zu 1,5% beträgt. Die Schweißdrähte oder Schweißstäbe aus dem erfindungsgemäß zu verwendenden Stahl werden für den Gebrauch zweckmäßigerweise mit einer normalen kalkbasischen oder rutilsauren Hülle versehen, wie dies an sich bekannt ist.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verwendung eines Stahles, bestehend aus 0,05 bis 0,15% Kohlenstoff, 25,00 bis 35000% Mangan, 2,00 bis 10,00% Chrom, 0;01 bis 0,20 % Stickstoff, Rest Eisen mit schmelzungsbedingten Verunreinigungen, als Schweißzusatzwerkstoff, zweckmäßigerweise mit einer üblichen kalkbasischen oder rutilsauren Umhüllung, für die Herstellung von Schweißnähten mit unmagnetischem Schweißgut an austenitischen Baustählen mit hohen Mangangehalten, die Temperaturen bis -120° C ausgesetzt werden.
2. 2. Verwendung eines Stahles der im Anspruch 1 genannten Zusammensetzung, jedoch mit der Maßgabe, daß die Verunreinigung an Phosphor unter 0,01% beträgt, für die Zwecke nach Anspruch 1, bei denen es jedoch auf ausreichende Zähigkeit bei Temperaturen bis -190° C ankommt.
3. 3. Verwendung eines Stahles der im Anspruch 1 genannten Zusammensetzung, bestehend aus 0,10% Kohlenstoff, 26,00% Mangan, 5,00% Chrom, 0,100% Stickstoff, Rest Eisen mit schmelzungsbedingten Verunreinigungen, für den im Anspruch 1 genannten Zweck.
4. 4. Verwendung eines Stahles der im Anspruch 1, 2 oder 3 genannten Zusammensetzung, der jedoch noch bis zu 2,001/o Nickel und/oder bis zu 0,50% Molybdän enthält für den im Anspruch 1 bzw. Anspruch 2 genannten Zweck.