DE1215378B - Niedriglegierter, zaehler Stahl - Google Patents

Niedriglegierter, zaehler Stahl

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DE1215378B
DE1215378B DEY655A DEY0000655A DE1215378B DE 1215378 B DE1215378 B DE 1215378B DE Y655 A DEY655 A DE Y655A DE Y0000655 A DEY0000655 A DE Y0000655A DE 1215378 B DE1215378 B DE 1215378B
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Germany
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steel
less
alloy
low
boron
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Pending
Application number
DEY655A
Other languages
English (en)
Inventor
Ohaza Ohkura
Kamekichi Wada
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.)
Yawata Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Yawata Iron and Steel Co Ltd
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
C22c
Deutsche KL: 40 b-39/54
Nummer: 1215 378
Aktenzeichen: Y 655 VI a/40 b
Anmeldetag: 16. November 1962
Auslegetag: 28. April 1966
Die Erfindung betrifft einen niedriglegierten, zähen Stahl, der insbesondere kein Nickel und kein Vanadium enthält.
Übliche zähe Stahllegierungen besitzen einenKohlenstoffgehalt von ungefähr 0,24 bis 0,50% sowie weitere Legierungszusätze an Silicium, Mangan, Chrom, Nickel, Molybdän und Vanadium. Diese Stähle werden im abgeschreckten Zustand verwendet und dann bei 550 bis 6500C zur Erzeugung einer Sorbitstruktur angelassen.
Zum Stand der Technik gehört ein unter der amerikanischen Typenbezeichnung T-I bekannter Stahl mit hoher Zähigkeit, Biegsamkeit und Schweißbarkeit.
Dieser Stahl besteht aus 0,12 bis 0,20% C, 0,15 bis 0,35% Si, 0,60 bis 1,00% Mn, 0,15 bis 0,50% Cu, 0,40 bis 0,80% Cr, 0,40 bis 0,60% Mo, 0,03 bis 0,10% V, 0,70 bis 1,00% Ni, 0,002 bis 0,006% B, weniger als 0,04 % P, weniger als 0,05% S ,Rest Fe. Diesem bekannten Stahl werden Titan und Aluminium nur selektiv zugegeben, wenn Bor mit einer titan- oder aluminiumhaltigen Ferrolegierung zulegiert wird. Er hat eine Zugfestigkeit von 81 bis 95 kg/mm2 und eine Fließgrenze von 70,4 kg/mm2.
Obwohl dieser bekannte Stahl relativ zäh ist, weist er bei Temperaturen von — 500C keine brauchbaren Festigkeitswerte auf. Auch bei einer Temperatur von —10° C tritt bei einem Schlagversuch kaum mehr ein Gleitbruch auf. Die Härte dieses Stahles läßt ebenfalls zu wünschen übrig.
Ferner ist der sogenannte B-Mo Stahl als ein hochfester nicht vergüteter Stahl bekannt. Dieser Stahl besteht aus weniger als 0,20% Kohlenstoff, weniger als 1,00% Mangan, weniger als 1,00% Silicium, 0,2 bis 0,7% Molybdän, weniger als 0,010% Bor, Rest Eisen. Die Brinell-Härte dieses Stahls beträgt 180 bis 220kp/mm2.
Es ist weiter ein Stahl bekannt, der bis 0,2% C bis 1,0 % Mn, bis 1,0 % Si, 0,2 bis 0,7 % Mo, bis 0,01 % B, Rest Fe, enthält. Durch die Zugabe von Bor in einer Vorlegierung kann dieser Stahl außer Al und Titan auch noch Kalzium und Zirkon enthalten. Bei diesem Stahl werden durch Zugabe von Bor und Molybdän die Zugfestigkeit und die Streckgrenze erhöht, ohne die Schweißbarkeit herabzusetzen. Auch wird die Verformungsfähigkeit bei erhöhter Temperatur verbessert.
Es wurde jedoch festgestellt, daß eine Zugabe von mehr als 0,005 % Bor die Wärmeverformungsfähigkeit wieder vermindert. Ferner sind die Härtbarkeit dieses bekannten Stahles und die Festigkeit und die Zähigkeit bei tiefen Temperaturen niedriger.
Niedriglegierter, zäher Stahl
Anmelder:
Yawata Iron & Steel Co., Ltd., Tokio
Vertreter:
Dr. F. Zumstein,
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann
und DipL-Chem. Dr. R. Koenigsberger,
Patentanwälte, München 2, Bräuhausstr. 4
Als Erfinder benannt:
Kamekichi Wada,
Ohaza Ohkura, Yawata City, Fukuoka (Japan)
Beanspruchte Priorität:
Japan vom 29. November 1961 (43 181)
Demgegenüber erhält man erfindungsgemäß einen
auch bei tiefsten Temperaturen noch sehr zähen Stahl, der gleichzeitig korrosionsbeständig und gut härtbar ist, wenn man den Stahl mit einem Gehalt von weniger als 0,25% Kohlenstoff, weniger als 0,5% Silicium, 0,5 bis 1,5 % Mangan, 0,8 bis 2 % Chrom, 0,2 bis 0,6 % Molyvdän, 0,01 bis 0,15% Aluminium und 0,005 bis 0,0003 % Bor, weniger als 0,05 % Titan und dem Rest Eisen und unvermeidbarer Verunreinigungen herstellt.
Erfindungsgemäß sind im wesentlichen keine teueren Nickel- und Vanadiumzusätze erforderlich, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erreichen. Hierdurch wird der erfindungsgemäße Stahl auch wirtschaftlich interessanter.
Dieser Stahl zeichnet sich auch durch Spannungskorrosionsbeständigkeit in einer Schwefelwasserstoff- oder Ammoniakatmosphäre aus.
Auch zeigt der erfindungsgemäße Stahl eine ausgezeichnete Schweißbarkeit.
Auch bei —50° C zeigten die Schlagversuche noch brauchbare Ergebnisse.
Die Brinell-Härte des erfindungsgemäßen Stahles liegt bei 236 bis 280kp/mm2 (Zugfestigkeit mal 3 = Brinell-Härte in kp/mm2).
Der erfindungsgemäß niedriglegierte und zähe Stahl wird im abgeschreckten und angelassenen Zustand oder normalisiert und angelassen weiterverarbeitet.
Der Kohlenstoffgehalt liegt unter 0,25%, um die Zähigkeit des Stahls bei niedriger Temperatur zu erhöhen und die Schweißbarkeit zu verbessern.
609 560/40+
Dem erfindungsgemäßen Stahl wird durch Zugabe von Chrom im angegebenen Bereich nicht nur eine hohe Korrosionsbeständigkeit, sondern auch eine verbesserte Härtbarkeit sowie Festigkeit und Zähigkeit bei niedriger Temperatur verliehen.
Der Mangangehalt muß mindestens 0,5% zum Vergüten des Stahles betragen. Das Mangan dient zur Erhöhung der Zähigkeit bei niedriger Temperatur. Beträgt der Mangangehalt jedoch mehr als 1,5 0J0, so wird die Schweißbarkeit vermindert. Da die Schweißbarkeit des Stahles durch einen Chromgehalt von mehr als 2% vermindert wird, ist im erfindungsgemäßen Stahl der Chromgehalt auf 0,8 bis 2% festgelegt. Die notwendige Menge von 0,2 bis 0,6 % Molybdän wird zugegeben, um die Härtbarkeit des Stahl zu erhöhen und um zu vermeiden, daß der Stahl beim Anlassen spröde wird. Dabei wird der Bereich der Kühlgeschwindigkeit zur Erzeugung von Bainit durch gleichzeitiges Einwirken von Bor ausgedehnt und dem Stahl eine bleibende Festigkeit verliehen.
Bor erhöht die Härtbarkeit, ohne die Schweißbarkeit zu vermindern. Der Einsatz von Bor in Verbindung mit Molybdän dient zur Erhöhung der Festigkeit. Jedoch vermindert die Zugabe von mehr als 0,005% Bor die Wärmeverarbeitungsfähigkeit. Die Zugabe von weniger als 0,0003 % B°r ist ohne nennenswerten Einfluß auf die Festigkeitseigenschaften.
Der Titangehalt bindet den Stickstoffgehalt im Stahl ab. Dadurch wird die Anlaßbeständigkeit erhöht und
ίο ein Abbinden des Stickstoffes durch Bor verhindert.
Da durch die Zugabe einer zu großen Titanmenge die Zähigkeit herabgesetzt wird, ist der Titangehalt auf weniger als 0,05% festgelegt.
Der Aluminiumgehalt von 0,01 bis 0,15% dient zur Desoxydation und Warmverfeinerung des Stahles. Der Siliciumgehalt von weniger als 0,5 % ist für die Desoxydation des Stahles vorgesehen.
Tafel 1 zeigt Beispiele chemischer Zusammen-' Setzungen von erfindungsgemäßen, niedriglegierten,
ao zähen Stählen, Tafel 2 zeigt die Festigkeitseigenschaften dieser zähen Stähle.
Tafel 1
Proben- 0,12 Si Mn Cr Mo B Ti Al
bezeich- ■ 0,20
Düngen ,'. 0,18 0,30 0,67 1,12 0,51 0,0014 0,033 0,026
' A~ 0,10 0,31 0,63 1,16 0,30 0,0014 0,066 0,029
B 0,15 0,19 0,80 1,03 0,03 0,0037 0,018 0,041
C 0,25 0,13 1,50 0,20 0,0023 0,025 0,018 .
D 0,27 1,20 1,37 0,25 0,0021 0,017 0,020
. E
Tafel 2
Ergebnisse der Zugversuche (Probe Zugfestigkeit in Ergebnisse der VTr? VTrS XVÜ rm ρΐι pTi 3 π ίΠ ι τη ί*
Proben stück 50 mm lang, 14 mm Durchmesser) kg/mm2 Schlagversuche (0Q CQ . VV OJ-JJ-IGUC-IIdI-IUiUJJg
bezeichnungen Fließgrenze in 83,1 Dehnung -113 -80
kg/mm2 95,3 in% - 60 -10
A 75,1 91,1 20,0 - 90 -50 in Wasser abgeschreckt
B 88,8 78,5 18,2 - -118 -85 bei 900°C und angelassen
C 82,5 93,8 18,8 - 98 -68 bei 600°C
D 69,2 23,2
E 84,2 19,3
Unter VTr2 versteht man die Kerbschlagzähigkeits-Übergangstemperatur in Grad Celsius bei einem Kerbschlagversuch mit einer Schlagenergie von 2 mkp.
Unter VTrS versteht man die Übergangstemperatur in 0C, bei der 50% Scherbruch auftritt.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Niedriglegierter, zäher Stahl, bestehend aus
    0,5 bis 1,5% Mangan,
    0,8 bis 2% Chrom,
    0,2 bis 0,6% Molybdän,
    0,01 bis 0,15% Aluminium,
    0,0003 bis 0,005% Bor,
    weniger als 0,25% Kohlenstoff,
    weniger als 0,5 % Silicium,
    weniger als 0,05 % Titan,
    Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.
    In Betracht gezogene Druckschriften:
    USA.-Patentschrift Nr. 2 513 395.
    609 560/404 4.66 © Bundesdruckerei Berlin
DEY655A 1961-11-29 1962-11-16 Niedriglegierter, zaehler Stahl Pending DE1215378B (de)

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