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

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

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DE1197731B
DE1197731B DED40286A DED0040286A DE1197731B DE 1197731 B DE1197731 B DE 1197731B DE D40286 A DED40286 A DE D40286A DE D0040286 A DED0040286 A DE D0040286A DE 1197731 B DE1197731 B DE 1197731B
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DE
Germany
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steel
magnetic
production
filler material
weld seams
Prior art date
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Pending
Application number
DED40286A
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English (en)
Inventor
Robert Killing
Wilhelm Nitsch
Dr Rer Nat Gerhard Tschentke
Josef Wingerath
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsche Edelstahlwerke AG
Original Assignee
Deutsche Edelstahlwerke AG
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053Fe as the principal constituent
    • B23K35/3073Fe as the principal constituent with Mn as next major constituent

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

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.
DED40286A 1962-11-15 1962-11-15 Verwendung eines hochlegierten Manganstahles als Schweisszusatzwerkstoff zur Herstellung unmagnetischer, Tieftemperaturen ausgesetzter Schweissnaehte an austenitischen Baustaehlen Pending DE1197731B (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2200080A1 (de) * 1972-09-25 1974-04-19 Nippon Steel Corp

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