DE1213623B

DE1213623B - Verwendung einer korrosionsbestaendigen austenitischen Chrom-Nickel-Stickstoff-Stahl-legierung als Werkstoff fuer Gegenstaende mit besonderer Bestaendigkeit gegen Lochfrasskorrosion im Meerwasser und Meerwasseratmosphaere

Info

Publication number: DE1213623B
Application number: DESCH35168A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinz Kohl; Dipl-Ing Dr Mon Plankensteiner; Dr Gerhard Riedrich; Dipl-Ing Herbert Souresny
Original assignee: Schoeller Bleckman Stahlwerke AG
Current assignee: Schoeller Bleckman Stahlwerke AG
Priority date: 1963-12-23
Filing date: 1964-05-15
Publication date: 1966-03-31

Description

Verwendung einer korrosionsbeständigen austenitischen Chrom-Nickel-Stickstoff-Stahllegierung als Werkstoff für Gegenstände mit besonderer Beständigkeit gegen Lochfraßkorrosion im Meerwasser und Meerwasseratmosphäre Nichtrostende und korrosionsbeständige, austenitische Stahllegierungen mit 10 bis 300/, Cr bis 300/, Ni, 0,06 bis 0,3 °/o C, 0,03 bis 0,2 °/a N sind bekannt. Es sind auch bereits austenitische, korrosionsbeständige Chrom-Nickel-Stähle vorgeschlagen worden, die etwa 0,15 °/o C, 2,2 °/o Si, 10/, Mn, 25 °/o Cr, 110/0 Ni und 0,250/, N aufweisen.
Derartige Stähle besitzen zwar die im allgemeinen von solchen Legierungen geforderte Korrosionsbeständigkeit, jedoch entsprechen sie den Anforderungen hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegen Lochfraßkorrosion nicht im ausreichenden Maße. Nun tritt aber gerade bei Gegenständen, die mit Meerwasser in Berührung kommen, diese Korrosionsart zusätzlich auf, so daß der Lösung dieses Problems trotz der zahlreichen bekannten an sich korrosionsbeständigen Stähle besondere Bedeutung zukommt. Die Kenntnis, daß bestimmte Stahllegierungen gegen die allgemein abtragende Korrosion beständig sind, stellt im vorliegenden Fall jedoch kein Hilfsmittel dar, da für den Lochfraß andere Faktoren maßgebend sind als für die allgemein abtragende Korrosion.
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines austenitischen, korrosionsbeständigen Chrom-Nickel-Stickstoff-Stahles als Werkstoff für Gegenstände mit besonderer Beständigkeit gegen Lochfraßkorrosion im Meerwasser und Meerwasseratmosphäre. Diese erfindungsgemäß zu verwendende Stahllegierung besteht aus maximal 0,06 °/o Kohlenstoff, vorzugsweise 0,02 bis 0,03 °/o Kohlenstoff, 1,20 bis 3,00 °/o Silizium, 22,00 bis 26,000/0 Chrom, 12,00 bis 20,000/, Nickel, 1,20 bis 3,00"/, Molybdän, 0 bis 5,00010 Mangan, 0,20 bis 1,50 °/o Stickstoff, Rest Eisen. Diese Stahllegierung kann gegebenenfalls noch 0 bis 5 °/o Wolfram, Niob/Tantal, Titan, Vanadin, Kupfer und Bor, einzeln oder gemeinsam, enthalten.
Die erfindungsgemäß zu verwendende Stahllegierung besitzt im Meerwasser ein überraschend hohes Ruhepotential von EH= +430mV, das in diesem Ausmaß von anderen austenitischen, korrosionsbeständigen Stählen noch nicht bekanntgeworden ist. Die besondere Lochfraßbeständigkeit dieser Stahllegierung kann mit Hilfe der Turnbullsblau-Farbreaktion nachgewiesen werden. Als Prüfmittel dient dabei künstliches Meerwasser mit einem Zusatz von 0,5 °/o rotem Blutlaugensalz (K3[Fe(CN)E]). Im passiven und transpassiven Zustand geht das Eisen dreiwertig in Lösung, im aktiven Zustand hingegen zweiwertig. Rotes Blutlaugensalz bildet mit zweiwertigen Eisenionen Turnbullsblau (Fe3[Fe(CNs)]2), so daß aktive Stellen, also Lochfraßstellen, sofort durch intensive Blaufärbung sichtbar werden. Diese Prüflösung ist als Nachweis des Auftretens von Lochfraß als sehr empfindlich anzusehen. Eine Prüfung von mehreren Stählen, deren verschiedene Lochfraßneigung aus Naturversuchen bekannt ist, bestätigt die Brauchbarkeit dieses Kurztestes für die Prüfung der Lochfraßbeständigkeit in Meerwasser.
In der beschriebenen Prüflösung zeigen die bekannten austenitischen, an sich korrosionsbeständigen Chrom-Nickel-Stähle schon nach wenigen Stunden blaue Punkte. Überraschenderweise ergab sich, daß die erfindungsgemäß zu verwendende Stahllegierung bis über 4000 Stunden in der Prüflösung verbleiben kann, ohne daß eine Blaufärbung eintritt.

Als Beispiel seien die Ergebnisse der Prüfung einer 5-t-Schmelze angegeben. 1. Analyse:

Stahl 1

C ............................... 0,03

Si............................... 1,65

Mn ............................. 0,64

Cr .............................. 24,74

Ni .............................. 15,40

Mo ............................. 1,43

N ............................... 0,30

2. Mechanische Eigenschaften:

0,20/,-Dehngrenze in kp/mm2 ...... 42,2

Zugfestigkeit in kp/mm2 ........... 82,9

Dehnung (1 = 5d) in °/o ........... 48,1

Einschnürung in °/o ....... : ....... 55,2

Kerbschlagzähigkeit in mkp/cm2

(DVM-Probe) .................. 24,0

3. Permeabilität: 1,003 Gauß/Oersted bei einem Feld von 100 Oersted.

4. Prüfung der Lochfraßbeständigkeit in künstlichem Meerwasser mit einem Zusatz von 0,5 °/o rotem Blutlaugensalz.

Zum Vergleich wurden auch folgende Stähle geprüft:

Stahl 2 - X 5 Cr Ni 18 9

C ............................... 0,04

Si.:............................. 0,56

Mn ............................. 0,70

Cr .............................. 18,50

Ni .............................. 9,44

Stahl 3 - X 5 Cr Ni Mo 18 10

C ............................... 0,045

Si............................... 0,52

Mn ............................. 0,64

Cr .............................. 17,93

Ni .............................. 11,32

Mo ............................. 2,26

Stahl 4 - X 5 Cr Ni Mo 17 13

C ............................... 0,05

Si............................... 0,45

Mn ............................. 0,72

Cr .............................. 17,24

Ni .............................. 13,12

Mo ............................. 4,42

Der Versuch ergab folgendes Ergebnis: Stahl 1: Bis 4000 Stunden ohne Blaufärbung. Stahl 2: Blaufärbung nach 1 bis 2 Minuten. Stahl 3 Blaufärbung nach 8 bis 10 Minuten. Stahl 4: Blaufärbung nach 2 Stunden. Der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl (vgl. Stahl t) weist demnach eine bedeutend höhere Lochfraßbeständigkeit auf als die bisher bekannten nichtrostenden Chrom-Nickel-Stähle.

Der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl eignet sich vor allem als Werkstoff im Schiffsbau, und zwar besonders vorteilhaft dort, wo neben der in erster Linie verlangten Lochfraßbeständigkeit auch Nichtmagnetisierbarkeit gefordert wird. Weiterhin kann diese Stahllegierung in vorteilhafter Weise als Architekturstahl in Küstenstädten und küstennahen Gebieten eingesetzt werden.

Claims

Patentanspruch: Verwendung einer austenitischen, korrosionsbeständigen Chrom-Nickel-Stickstoff-Stahllegierung bestehend aus maximal 0,060/" vorzugsweise 0,02 bis 0,03 °/o Kohlenstoff, 1,20 bis 3,00 °/o Silizium, 22,00 bis 26,000/,) Chrom, 12,00 bis 20,000/,) Nickel, 1,20 bis 3,000/0 Molybdän, 0 bis 5,00 °/o Mangan, 0,20 bis 1,50 °/o Stickstoff, 0 bis 5 °/o Wolfram, Niob/Tantal, Titan, Vanadin, Kupfer und Bor einzeln oder gemeinsam, Rest Eisen, als Werkstoff für Gegenstände mit besonderer Beständigkeit gegen Lochfraßkorrosion im Meerwasser und Meerwasseratmosphäre.