DE1458331B1

DE1458331B1 - Verwendung einer martensitischen,rostfreien Stahllegierung als Werkstoff für geschweisste Gegenstände

Info

Publication number: DE1458331B1
Application number: DE1964A0047312
Authority: DE
Inventors: Remus Adam Lula; Harry Edward Mccune Iii
Original assignee: Allegheny Ludlum Steel Corp
Current assignee: Allegheny Ludlum Steel Corp
Priority date: 1963-10-14
Filing date: 1964-10-13
Publication date: 1970-05-21
Also published as: GB1073590A; BE654353A; US3288611A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung MikroStruktur bei der Abkühlung auf Zimmertempeeiner martensitischen, rostfreien Stahllegierung großer ratur jedoch praktisch vollständig martensitisch wirkt.

Festigkeit mit einer optimalen Kombination charak- Der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl er-

teristischer Eigenschaften hinsichtlich Formbarkeit, fordert keinen empfindlichen Ausgleich der metallurgi-Eignung zur Wärmebehandlung und Verschweißung 5 sehen Eigenschaften und ist auch kein durch Härten sowie hoher Korrosionsbeständigkeit als Werkstoff herbeigeführtes Ausfällungsprodukt von rostfreiem

für geschweißte Gegenstände. Stahl, besitzt aber dennoch eine martensitische Mikro-

Aus der österreichischen Patentschrift 146 720 ist struktur von optimaler Formbarkeit sowie von großer

es bereits bekannt, zur Herstellung von Gegenständen Festigkeit, brauchbarer Korrosionsbeständigkeit und

mit hohen Festigkeitseigenschaften, insbesondere ho- 10 Eignung zu einfacher Wärmebehandlung und aus-

her Schwingungsfestigkeit, sowie hoher Beständigkeit gezeichneter Schweißbarkeit, so daß die vorteilhaften

gegenüber Brüchigwerden durch interkristalline Korro- Eigenschaften der rostfreien Stähle der Serien 300

sion, Chromnickelstahllegierungen mit bis 1% Kohlen- und 400 vereinigt sind, ohne daß die den PH-Stählen

stoff, 6 bis 40% Chrom, 40 bis 4% Nickel und 0,3 bis eigenen besonderen Nachteile auftreten. Darüber 5%Silizium, Titan, Vanadium,Molybdän,Mangan oder 15 hinaus besitzt der erfindungsgemäß zu verwendende

Aluminium, einzeln oder zu mehreren, zu verwenden. Stahl bessere Modulwerte als mit Abschrecken oder

Während der letzten zehn Jahre spielten rostfreie Anlassen gewalzte rostfreie austenitische Stähle, und Stähle eine immer bedeutendere Rolle als Konstrük- zwar besitzt er Modulwerte, die nicht richtungstionsmaterialien, besonders im Transportwesen. Unter empfindlich sind, so daß der erfindungsgemäß zu verden verfügbaren rostfreien Stählen werden je nach 20 wendende Stahl für Bauzwecke sehr gut geeignet ist. der gewünschten Kombination von Eigenschaften Somit zeichnet sich die erfindungsgemäß zu verStähle der AlSI-Serien 200, 300 und 400 verwendet. wendende Stahllegierung durch Korrosionsbestän-

Die Verwendungsmöglichkeiten von martensiti- digkeit, große Festigkeit, geringe Härte und gute

sehen rostfreien Stählen dieser Art war jedoch be- Duktilität sowie durch eine optimale Kombination

grenzt, da bei der Verarbeitung Schwierigkeiten wegen 25 von Formbarkeits- und Schweißbarkeitseigenschaften

einer begrenzten Kaltbearbeitbarkeit und einer er- aus, die ihn z. B. als Konstruktionselement in der

forderlichen langen Wärmebehandlung, um dem Stahl Transportindustrie verwendbar machen, wobei die

einen geeigneten Grad an Kaltbearbeitbarkeit zu angegebenen vorteilhaften Eigenschaften durch eine

verleihen, auftraten. vereinfachte Wärmebehandlung herbeigeführt werden

Wenn bei der Verarbeitung dieser Stähle zu Kon- 30 können.

struktionselementen Schmelzverschweißung angewen- Die erfindungsgemäß zu verwendende Stahllegiedet wurde, waren vor und nach dem Schweißen rung weist einen in der Weise gesteuerten Gehalt an Wärmebehandlungen erforderlich, um dem Stahl Titan, Mangan und Silizium auf, daß sich eine mareinen für seine eigentliche Verwendung geeigneten tensitische Struktur ergibt und die durch das VerGrad an Festigkeit und Duktilität zu verleihen. Stähle 35 hältnis von Biegewinkelradius zu Dicke ausgedrückte dieser Art besitzen auch nur eine mäßige Korrosions- Querbiegefestigkeit weniger als 2,0 beträgt, und bebeständigkeit. steht aus von Spuren bis zu 0,1% Kohlenstoff, von

Wo jedoch eine hohe Korrosionsbeständigkeit bei Spuren bis zu 0,5% Silizium, von Spuren bis zu 1% einem als Konstruktionselement verwendeten rost- Mangan, 10,5 bis 14% Chrom, 3 bis 6% Nickel, freien Stahl erforderlich war, mußte man austenitische 40 der 8- bis 18fachen Menge des Kohlenstoffes.an Titan rostfreie Stähle verwenden, z.B. ein Stahl des AISI- sowie gegebenenfalls Molybdän oder Vanadium, wobei Typs 302, oder ferritische rostfreie Stähle, z. B. des das Titan ganz oder teilweise durch Niob im Ver-AISI-Typs 430. Diese Stähle zeichnen sich durch gute hältnis von ungefähr 2:1 ersetzt sein kann, und Rest Formbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und gute Ver- Eisen mit zufälligen Verunreinigungen.
Schweißbarkeit aus, aber ihre Festigkeit ist begrenzt. 45 Der Kohlenstoffgehalt sollte so niedrig wie möglich Um die angemessene Festigkeit zu erhalten, war es sein, vorzugsweise nicht über 0,05%, um einen im erforderlich, diese Materialien in unterschiedlichem wesentlichen kohlenstofffreien Martensit zu erhalten, Ausmaß kalt zu bearbeiten, und eine solche Kalt- nachdem der Stahl von einer niedrigen Austenit erbearbeitung beeinträchtigte die Formbarkeit des Stahls. zeugenden Wärmebehandlungstemperatur auf Raum-Ferner ist bei solchen Stählen ein Schmelzschweißen 5° temperatur abgekühlt worden ist. Zwar können nicht möglich, weil der Schweißvorgang die Wirkungen Kohlenstoffgehalte von mehr als 0,05 bis 0,1% verder Kaltbearbeitung zerstört und dadurch die Festig- wendet werden, es sollten jedoch diese höheren keit des Stahls beeinträchtigt. Kohlenstoffgehalte mit dem Titangehalt so ausge-

In neuerer Zeit wurde eine neue Gruppe von Stählen glichen werden, daß ein martensitisches Gefüge von entwickelt, die die gewünschte Kombination von 55 extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt oder im wesent-Eigenschaften der rostfreien Stähle der AISI-300er- liehen frei von Kohlenstoff erzielt wird. Andererseits Serie und der 400er-Serie besitzen und die eine führt die Titanmenge, die bei höherem Kohlenstoff-Gefügeänderung beim Härten zeigen. Diese Stähle, gehalt zur Bindung des übermäßigen Kohlenstoffs dielm Handel als röstfreie PH-Stähle bekannt sind, erforderlich ist, zu einem Stahl, der übermäßig viele haben jedoch den Nachteil, daß mit ihnen höhere 60 intermetallische Verbindungen besitzt, die die physi-Herstellungskosten verbunden sind, aus denen eine kaiischen, chemischen und mechanischen Eigenschafallgemeine Beschränkung ihrer Anwendung auf Flug- ten des Stahls beeinträchtigen können,
zeugbau und Raketenherstellung resultiert. Es wurde gefunden, daß Silizium ein gutes Lösungs-

Es wurde nun gefunden, daß als Werkstoff für ge- härtungsmittel ist, das eine sprödemachende Wirkung

schweißte Gegenstände in besonders vorteilhafter 65 haben kann, so daß der Siliziumgehalt nicht mehr als

Weise eine Stahllegierung verwendbar ist, die bei 0,5% betragen darf. Obgleich der Siliziumgehalt vor-

einer Temperatur von etwa 760°^eine_jraktisch zugsweise niedrig ist, muß eine geringe Menge SiIi-

vollständig austenitische Struktur aufweist, deren zium immer Vorhandensein.

Es wird bevorzugt, den Mangangehalt niedrig zu halten, um eine brauchbare Walzbarkeit und eine gute Duktilität herbeizuführen. Bei einem niedrigen Mangangehalt und einem niedrigen Siliziumgehalt in Verbindung mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt wird die Korrosionswiderstandsfähigkeit des Stahls unterstützt.

Ein Gehalt von mindestens 10,5% Chrom ist notwendig, um dem Stahl einen brauchbaren Grad von Korrosionsbeständigkeit zu verleihen, während die Erhöhung des Chromgehaltes auf über 147o zu der Bildung einer Duplexmikrostruktur führt, die Deltaferrit aufweist, einen Bestandteil, der sich bei der auf die Wärmebehandlung folgenden Abkühlung auf Raumtemperatur nicht zu Martensit umwandelt.

Darüber hinaus beeinträchtigt eine derartige Duplexmikrostruktur die mechanischen Eigenschaften, insbesondere in der Querrichtung, und führt zu erhöhten Schwierigkeiten während der Warmbearbeitung. Die beste Kombination von Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit, Formbarkeit und Beständigkeit erhält man, wenn der Chromgehalt ungefähr zwischen 11 und 13% liegt.

Mindestens 3% Nickel sind im erfindungsgemäß verwendeten Stahl zur Bildung der austenitischen Phase und zur Verhinderung der Entstehung von Deltaferrit notwendig, während ein Nickelgehalt von mehr als ungefähr 6% die austenitische Struktur in einem solchen Grad stabilisieren kann, daß bei Abkühlung auf Raumtemperatur Austenit zurückbleibt.

Im erfindungsgemäß zu verwendenden Stahl ist ferner Titan enthalten, das sich mit dem Kohlenstoff- und etwaigen Stickstoffgehalt vereinigt, so daß bei Abkühlung des Stahls auf Raumtemperatur ein im wesentlichen kohlenstoff- und stickstofffreier Martensit gebildet wird. Daher ist es zweckmäßig, daß der geringste Titangehalt ungefähr das Achtfache des im Stahl enthaltenen Kohlenstoffes beträgt. Ein zu hoher Titangehalt sollte vermieden werden, da er im Stahl sonst eine Alterungshärtung herbeiführende Komponente darstellen könnte.

Diese Alterungshärtungskomponente hängt von dem Verhältnis des in Stahl enthaltenen Titans und und Nickels zueinander ab. Die besten Ergebnisse erhält man, wenn der Titangehalt zwischen ungefähr 0,20 und 0,75% beträgt, wobei das Verhältnis von Titan zu Kohlenstoff sich ändert.

Der erfindungsgemäße Stahl kann wahlweise für besondere Zwecke Niob, Molybdän oder Vanadium enthalten, wobei der Titangehalt ganz oder teilweise durch Niob ersetzt (und zwar im Verhältnis Niob zu Titan 2:1) werden kann. Das Vanadium kann auch zur Bindung des Kohlenstoffs verwendet werden, so daß dieser sich nicht in dem Martensit löst. Ferner kann auch wahlweise Molybdän dem erfindungsgemäßen Stahl zugesetzt werden, wenn zusätzliche Beständigkeit gegenüber einer korrodierenden Umgebung, in der ein Halogenion vorhanden ist, erwünscht ist. Außerdem verbessert Molybdän die Eigenschaften des Stahls bei hohen Temperaturen.

Der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl kann nach einem bekannten Stahlherstellungsverfahren, z. B. mit dem elektrischen Lichtbogenofen mit Kohlenstoffelektrode, hergestellt werden.

Der Stahl wird zu Gußblöcken gegossen, die zu irgendeiner gewünschten Form heißgewalzt werden, z. B. zu Blöcken, Stangen, Barren, Platten und flachgewalzten Erzeugnissen. Nach dem Entzundern kann der Stahl in seine endgültige Form kaltgewalzt werden, z. B. zu Bändern, Drähten, Platten, Blechen, Rohren, Stangen, Stäben oder anderem Halbzeug. Der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl kann unter einer Verringerung um mehr als 75% seines Querschnitts zu einem flachen Erzeugnis kaltgewalzt werden, ohne daß zwischen Beginn und Ende des Walzvorgangs ein erneutes Glühen erforderlich ist. Beim Ziehen des Stahls in die Form von Draht wurde eine Querschnittsverringerung um bis zu 99% erreicht, ohne daß zwischen Beginn und Ende des Walzvorgangs ein erneutes Glühen erforderlich war.

Nach der Kaltbearbeitung kann der Stahl warm behandelt werden, um die für die verschiedenen Verarbeitungsverfahren, z. B. Ziehen, Biegen und Verbinden, erforderliche Duktilität zu erhalten. Es ist zu bevorzugen, den Stahl nach der Kaltbearbeitung durch Warmbehandlung zu dem fertigen Erzeugnis zu verarbeiten, indem er auf eine Temperatur von ungefähr 760 bis 871⁰C erhitzt wird. Nach dem Erhitzen des Stahls auf eine solche Temperatur kann er abgeschreckt werden, um eine praktisch vollständige martensitische MikroStruktur zu erhalten, die durch große Festigkeit, geringe Härte, gute Formbarkeit und ausgezeichnete Schweißeigenschaften gekennzeichnet ist.

Tabelle I zeigt die typischen mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäß zu verwendenden Stahls, wobei der in der Tabelle angeführte Stahl eine Zusammensetzung besitzt, die folgende Bestandteile aufweist: 0,015% Kohlenstoff, 0,13% Mangan, 0,061% Silizium, 11,0% Chrom, 4,0% Nickel, 0,27% Titan sowie als Rest im wesentlichen Eisen mit zufälligen Verunreinigungen.

Tabelle I Mechanische Eigenschaften

Stahl	Zustand	0,2%-Streckgrenze kg/mm²	Zugfestigkeit kg/mm²	Dehnung %
Erfindungsgemäß verwendeter Stahl Erfindungsgemäß verwendeter Stahl AISI 430	warmgewalzt wärmebehandelt wärmebehandelt	92,4 74,2 35,2	97,4 87,0 52,75	11,0 8,0 26
AISI302	wärmebehandelt V₂ Hart wärmebehandelt 982° C 537°C	21,1 77,4 22,5 82,3	65,4 . 105,4 42,2 92,5	65 15 20
AISI302	12
AISI 410
AISI 410

In öl abgeschreckt und darauffolgende Wärmebehandlung.

•Hinsichtlich der mechanischen Festigkeit fällt also der Vergleich des erfindungsgemäß zu verwendenden Stahls mit den beiden AISI-Typen 302 und 410 in gehärtetem Zustand recht günstig für ersteren aus. Da der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl die aufgeführten mechanischen Eigenschaften in geglühtem Zustand besitzt, werden die Formbarkeit, die Schweißbarkeit und Ziehbarkeit nicht beeinträchtigt.

Der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl kann unterschiedlich stark kalt bearbeitet werden, ohne daß dabei eine Zwischen-, Wärme- bzw. Glühbehandlung notwendig ist.

Dies wird dadurch verursacht, daß der Martensit mit niedrigem Kohlenstoffgehalt bei Kaltverformung nur sehr wenig verfestigt und gehärtet wird, was in direktem Gegensatz zu den rostfreien Stählen der AlSI-Serien 300 steht. Tabellen zeigt die Wirkung der Kaltbearbeitung auf einen Stahl, der sich aus 0,029% Kohlenstoff, 0,13% Mangan, 0,06% Silizium,

ίο 11,04% Chrom, 3,27% Nickel, 0,23% Titan und als Rest im wesentlichen Eisen mit zufälligen Verunreinigungen zusammensetzt.

Tabelle II Wirkung der Kaltbearbeitung

Zustand	Rockwellhärte Rc	0,2%-Streckgrenze kg/mm²	Zugfestigkeit kg/mm²	Dehnung
Wärmebehandelt 25% Querschnittverringerung.... 50% Querschnittverringerung.... 75% Querschnittverringerung	25,0 28,0 31,0 34,0	78,6 88,3 100 108,8	92,0 93,4 104,9 116,0	6,5 6,0 4,0 2,5

Trotzdem also eine Zunahme der Zugfestigkeit und eine Abnahme der Duktilität, die als Dehnung in Prozent gemessen wurde, festgestellt wurde, ist aus der verhältnismäßig kleinen Zunahme der Zugfestigkeit nach der Kaltverringerung des Querschnitts um 75% ersichtlich, daß der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl bei Kaltverformung nur sehr wenig verfestigt und gehärtet wird, so daß der Stahl wegen seiner bleibenden Formbarkeit äußerst begehrt ist.

Das Verhältnis von Kohlenstoff zu Titan ist auch für das Biegen des Stahls in Querrichtung sehr wichtig. Die Querbiegbarkeit wird als das Verhältnis der

Tabelle

Dicke zum Biegeradius des Stahls gemessen, wenn der Stahl, ohne zu brechen, um 135° C gebogen worden ist. Der reziproke Wert (Querbiegefestigkeit) dieses Verhältnisses darf den Wert von ungefähr 2 nicht überschreiten, wenn der Stahl genügende Querbiegbarkeit haben soll.

Tabelle III enthält die chemischen Zusammensetzungen einer Reihe von Stahltypen, die ein unterschiedliches Verhältnis von Titan zu Kohlenstoff aufweisen, wobei einige außerhalb des Erfindungsbereiches liegen.

III

Chemische Zusammensetzung (Gewichtsprozent)

Charge	C	Mn	Si	Cr	Ni	Ti	Fe
A	0,044 0,041 0,026 0,012 0,034 0,040	0,33 0,44 0,060 0,13 0,070 0,15	0,20 0,38 0,070 0,061 0,13 0,047	11,04 10,94 11,01 11,00 11,70 11,26	4,05 4,03 5,66 4,00 4,05 4,28	0,16 0,26 0,23 0,27 ο,2σ 0,37	Rest Rest Rest Rest Rest Rest
B
C
D
E
F

Die Stähle mit der in Tabelle III gezeigten Zusammensetzung wurden zu verschiedenen Blechdicken ausgewalzt und dem üblichen Härte-, Zugfestigkeit- und Biegetests unterworfen. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle V gezeigt. Der Stahl wurde dabei in jedem Fall bei einer Temperatur von 760⁰C einer Wärmebehandlung ausgesetzt und danach auf Raumtemperatur abgekühlt.

Tabelle IV
Wirkung des Ti-C-Verhältnisses auf die mechanischen Eigenschaften

Charge Nr.	Ti/C	Rockwellhärte Rc	Zugfestigkeit kg/mm²	Biegeverhältnis Radius/Dicke
A E B C F D	3,64 5,30 6,35 8,85 9,25 16,65	39,5 34,0 35,0 27,5 26,0 24,0	116,5 112,0 113,5 95,03 87,9 86,3	3,1 3,1 1,6 1,0 1,0

Diese Testergebnisse zeigen deutlich, daß bei einem Verhältnis von Titan zu Kohlenstoff von weniger als 8 sich eine größere Härte zeigt. Liegt jedoch das Verhältnis von Titan zu Kohlenstoff darüber, so verringert sich nicht nur die Härte, sondern auch das Biegeverhältnis sinkt unter weniger als 2 ab. Zwar zeigt sich dann auch eine Abnahme der Zugfestigkeit, diese ist aber ausreichend, so daß der Stahl gute überlegene mechanische Eigenschaften aufweist.

Wie oben erwähnt wurde, besitzt der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl ausgezeichnete Schweiß-

IO eigenschaften. Ein Stahl, der sich aus 0,015% Kohlenstoff, 0,019% Silizium, 0,14% Mangan, 10,92% Chrom, 4,05% Nickel, 0,25% Titan und als Rest im wesentlichen Eisen mit Verunreinigungen zusammensetzt, wurde zu einem Band von einer Dicke von 1,574 mm kaltgewalzt, geglüht und nach dem Wolframinertgasverfahren geschweißt, wobei während des Schweißvorgangs kein Zusatzmetall zugefügt wurde. Der Stahl wurde vor dem Schweißen keiner Wärmebehandlung ausgesetzt.

Tabelle V Schweißeigenschaften

Zustand	Materialprüfung	0,2%-Streckgrenze kg/rnm²	Zugfestigkeit kg/mm²	Dehnung %	Lage der Bruchstelle
Geglüht bei 871⁰C Warmbehandelt, 5 Minuten bei 537°C Geschweißt durch Zusatz wärmebehandlung Geschweißt und wärme behandelt + 5 Minuten bei 537°C	ungeschweißt ungeschweißt Beanspruchung quer zur Schweißnahtrichtung Beanspruchung quer zur Schweißnahtrichtung	77,4 83,0 78,2 80,2	93,5 93,5 86,1 85,2	3,5 9,5 5,0 6,5	Grundmetall Grundmetall

Aus den Testergebnissen der Tabelle V geht hervor, daß die in ungeschweißtem Zustand vorliegenden mechanischen Eigenschaften des Grundmetalls von denen des geschweißten Metalls nur wenig unterschieden sind, wobei die Testrichtung quer zur Richtung der Schweißnaht verlief. Dies gilt sowohl für die Streckgrenze als auch für die Zugfestigkeit. Es wurden zwar einige Unterschiede bei der Dehnungsmessung festgestellt, die Lage der Bruchstelle befand sich aber im Grundmetall, was die hervorragenden Schweißeigenschaften des Stahls eindeutig beweist. Eine Wärmebehandlung bei 537° C während 5 Minuten bewirkt eine geringe Verbesserung der Streckgrenze sowohl in nicht geschweißtem als auch in geschweißtem Zustand. Dieses Verhalten beweist, daß eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen nicht erforderlich ist.

Ein Stahl der gleichen Zusammensetzung wurde zu einer Platte von einer Dicke von 12,7 mm gewalzt, und danach wurde diese Platte mehreren Schweißgängen unterworfen, wobei Lichtbogenschweißung mit Wolframelektrode, inertem Schutzgas und ein Schweißdraht der gleichen Zusammensetzung wie das Grundmetall verwendet wurden. Nach mehreren Schweißgängen wurden von dem geschweißten Metall flaches sowie gekerbtes stangenförmiges Material als Proben genommen und geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI gezeigt.

Tabelle VI

Zustand	Material prüfung	0,2%-Streck grenze kg/mm²	Zugfestigkeit kg/mm²	Dehnung /o	Ein schnürung 0/ /o	Kerbschlag festigkeit kg/mm²	Verhältnis Kerbschlag festigkeit zu Zugfestigkeit
Geschweißt ohne Zu satzwarmbehandlung Geschweißt ohne Zu satzwärmebehandlung 4 Stunden bei 482° C warmbehandelt	am ge schweißten Metall am ge schweißten Metall	80,0 80,75	93,8 82,1	14,0 21,4	67 57	133,2 134,0	1,4 1,6

Wie aus der Tabelle hervorgeht, zeigt das Metall schweißten Metalls größer als die des Grundmetalls, in geschweißtem und wärmebehandeltem Zustand 65 es ist aber zu beachten, daß die in Tabelle I angegebe-Eigenschaften, die hinsichtlich der Streckgrenze und nen Daten für Blech gelten, während die Angaben der Zugfestigkeit denen des Grundmetalls ziemlich der Tabelle VI sich auf stangenförmiges Material begleichen. Zwar erweist sich die Dehnung des ge- ziehen.

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Im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wurden beim elektrischen Widerstandspunktschweißen erzielt; da die im geschweißten Zustand ohne Zusatznachbehandlung erzielten Eigenschaften des Schweißmetalls hervorragend sind, kann der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl zum Verbindungen mit jedem rostfreien Stahl großer Festigkeit verwendet werden, wobei der Stahl nur dann vor- oder nacherhitzt zu werden braucht, wenn das Grundmetall diese Behandlung erfordert. Diese Eigenschaft ist bei den bekannten martensitischen rostfreien Stählen bisher noch nie erreicht worden.

IO Der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl zeigt im Vergleich zu den AISI-Typen 430 und 410 eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit. Ein Stahl, dessen Zusammensetzung innerhalb des in Tabelle I angegebenen Bereiches lag, wurde für die angegebenen Zeitspannen der Einwirkung der untengenannten Säurelösungen ausgesetzt, und der Gewichtsverlust, der sich aus der Eindringtiefe der Säure in Millimeter pro Monat (Dickenverlust) errechnet wurde, wurde sowohl für den erfindungsgemäß zu verwendenden Stahl als auch für die AISI-Typen 410 und 430 festgestellt.

Tabelle VII Korrosionsbeständigkeit

lösungen

Dauer der Einwirkung Gewichtsverlust (mm/Monat)

erfindungsgemäß
zu verwendender

Stahl

Stahl AISI 410

Stahl AISI 430

25%ige siedende Salpetersäure ..

60%ige siedende Essigsäure ....
20%ige siedende Phosphorsäure

Durchschnitt von je

48 Stunden bei vier Messungen

24 Stunden

24 Stunden 0,317

0,881
0,0228

0,388

4,058 1,221

0,0177

0,635 0,381

Die Korrosionsbeständigkeit des erfindungsgemäß zu verwendenden Stahls gegenüber Salpetersäure liegt ungefähr zwischen der der AISI-Typen 410 und 430. Dies wird wahrscheinlich dadurch verursacht, daß der erfindungsgemäße Stahl weniger Kohlenstoff als Typ 410 und weniger Chrom als Typ 430 enthält. Beim Testen derselben Stähle in Essigsäure wurden ungefähr die gleichen Resultate erzielt. Gegenüber der angegebenen Phosphorsäureatmosphäre zeigt der erfindungsgemäße Stahl jedoch eine Korrosionsbeständigkeit, die der der AISI-Typen 410 oder 430 überlegen ist.

Zusätzlich zu den obenstehenden Tests wurden Proben des erfindungsgemäß zu verwendenden Stahls sowie der Typen 410 und 430 einem 5%igen neutralen Salzsprühnebel ausgesetzt, wobei der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl nach 200 Stunden nur einige wenige Rostflecke zeigte. Typ 410 zeigte dagegen Rostflecke nach 20 Stunden und Typ 430 wies nach 72stündiger Einwirkung des 5%igen Salzsprühnebels die gleichen Rosterscheinungen auf wie der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl.

Der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl wurde in flach gewalzter Form, z. B. in Form von Blechen und Platten, angewendet und wurde insbesonders zu Eckpfosten für Kraftfahrzeuganhänger verarbeitet. Bei allen Arbeitsvorgängen, von Schmelzen über das halbfertige Walzerzeugnis bis zur endgültigen verarbeiteten Form, wurde die in diesem Fachgebiet übliche technische Ausrüstung ohne Schwierigkeiten verwendet.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung einer martensitischen, rostfreien Stahllegierung mit einem in der Weise gesteuerten Gehalt an Titan, Mangan und Silizium, daß sich eine martensitische Struktur ergibt und die durch das Verhältnis von Biegewinkelradius zu Dicke ausgedrückte Querbiegefestigkeit weniger als 2,0 beträgt, bestehend aus von Spuren bis zu 0,10% Kohlenstoff, von Spuren bis zu 0,5% Silizium, von Spuren bis zu 1,0% Mangan, 10,5 bis 14% Chrom, 3 bis 6% Nickel, der 8- bis 16fachen Menge des Kohlenstoffes an Titan sowie gegebenenfalls Molybdän oder Vanadium, wobei das Titan ganz oder teilweise durch Niob im Verhältnis von ungefähr 2:1 ersetzt sein kann, und Rest Eisen mit zufälligen Verunreinigungen als Werkstoff für geschweißte Gegenstände.

2. Verwendung einer martensitischen, rostfreien Stahllegierung nach Anspruch 1, bestehend aus von Spuren bis zu 0,05% Kohlenstoff, von Spuren bis zu 0,3% Silizium, von Spuren bis zu 0,5% Mangan, 11 bis 13% Chrom, 3,5 bis 5% Nickel, 0,20 bis 0,75% Titan und Rest Eisen mit zufälligen Verunreinigungen für den im Anspruch 1 genannten Zweck.

3. Verwendung einer martensitischen, rostfreien Stahllegierung nach Ansprüchen 1 oder 2, bestehend aus ungefähr 0,015% Kohlenstoff, ungefähr 0,13% Mangan, ungefähr 0,061% Silizium, ungefähr 11,0% Chrom, ungefähr 4,0% Nickel, ungefähr 0,27% Titan und als Rest im wesentlichen Eisen mit zufälligen Verunreinigungen für den im Anspruch 1 genannten Zweck.