DE1458409A1

DE1458409A1 - Kupferfreie austenisch-martensitische Stahllegierung

Info

Publication number: DE1458409A1
Application number: DE19631458409
Authority: DE
Inventors: Carlsen Kurt Magnus
Original assignee: Jones and Laughlin Steel Corp
Current assignee: Jones and Laughlin Steel Corp
Priority date: 1962-05-02
Filing date: 1963-04-30
Publication date: 1969-09-25
Also published as: US3259528A; GB1029184A; LU43663A1

Description

Dr. ρΜί, 6,1. WAGIN

Pateiitan*ralt MÜNCHEN-SOLLN

m**m&e 21
Telefon 796213

M&ichen, (ilen 27. September 1968 JL 989

Aktenzeichen P H 58 409.9
Jones «§s Laughlin Steel Corp,

Beschreibung

Kupferfreie austenisch-martensitische Stahllegierung

Die Erfindung bezieht sich auf eine kupferfreie aus-'tenisch-martensitisehe Stahllegierung mit einer Fließgrenze von mindestens 17.600 kg/cm nach einem eine Querschnittsreduktion von etwa 55 # bedingenden KaIt-Walz-Vorgang, enthaltend 3,5 bis 6,6 % Nickel und 0,05 bis 0,15 % Kohlenstoff und bis zu 2 % Mangan und bis zu 1 $> Silizium und zwischen 16 bis 18 $> Chrom, von üblichen Eisenverunreinigungen abgesehen,

Derartige Stahllegierungen sind im Prinzip bekannt durch die französische Patentschrift 803 3611.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Stahllegierung, die eine hohe Pließgrenze und hohe Zugfestigkeit in kalt bearbeitetem Zustand hat und die üblichen Eigenschaften in geglühtem Zustand hat.

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Ι«;«**· VereiJub«* MünA« 8309Θ3

Neue ^^

Eine kupferfreie austenisch-martensitische Stahllegierung mit einer Fließgrenze von mindestens 17.600 kg/ciü nach einem eine Querschnittsreduktion von etwa 55 % bedingenden Kalt-Walz-Vorgang, enthaltend 5,5 bis 6,6 ^ Nickel und 0,05 bis 0,15 $ Kohlenstoff und bis zu 2 # Mangan und bis zu 1 fo Silizium und zwischen 16 bis 18 fi Chrom, von üblichen Eisenverunreinigungen abgesehen, kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß der prozentuale Ni-Gehalt und der prozentuale C-Gehalt in bezug aufeinander so gewählt sind, daß bei einer Abweichung des prozentualen Cr-Gehaltes gegenüber dem Wert 17,4 i° der um das 1 / 1,4-fache dieser prozentualen Abweichung vergrößerte bzw. verkleinerte prozentuale Ni-Gehalt und der prozentuale C-Gehalt in dem Zwei-Phasen-Diagramm innerhalb der JPünfeckfläche:

Ni C

a 3,45 1o 0,105 #

b 3,45 S* 1,150 #

c 5,50 io 0,150 $

d 6,60 $> 0,078 #

e 5,65 $> 0,060 i»

liegen.

Es ist bei austenitischen Stahlsorten bekannt, daß Chrom und Nickel innerhalb bestimmter Grenzen austauschfähig sind, und dasselbe tritt auch bei dem erfindungsgemäßen Stahl in gewissem Umfang auf.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an. Hand der beiliegenden üguren 1 und 2 und an Hand der Tabellen I und II näher beschrieben.

In der Tabelle I Jet eine Anzahl erfindungsgemäßer Stahl-

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sorten. wiedergegeben und es sind auch mehrere ausserhalb der Erfindung liegende Stahlarten angegeben. In Tabelle II sind die physikalischen Eigenschaften der in Tabelle I angegebenen Stahlsorten aufgeführt, und zwar sowohlin geglühtem Zustand als auch nach einem Walzen in kaltem Zustand unter einer Reduktion von 55 fo. Figur 1 zeigt den Kohlenstoff anteil in Abhängigkeit des eingestellten Nickelanteiles bei diesen Stahlarten. Die erfindungsgemäßen Stahlarten sind durch Kreise dargestellt und fallen in die in Figur 1 mit a, b, c, d, e bezeichnete Fläche. Die nicht der Erfindung entsprechenden Zusammensetzungen sind durch Kreuze angedeutet. Es ist offensichtlich, daß die Linien, welche die Fläche a, b, c, d, e in Figur 1 kennzeichnen, nicht sehr genau festgelegt werden können, weil eine physikalische Meßgröße wie die Fließgrenze von Stahl nicht allzu genau reproduzierbar gemessen werden kann. Ferner ist, wie man aus Figur 2 erkennen kann, die Änderung der Fließgrenze in Abhängigkeit der Stahlzusammensetzung nicht sprunghaft. Diese Zahl entspricht einer kurvenmäßigen Darstellung der Fließgrenze in Abhängigkeit des eingestellten Nickelanteiles für Stahlsorten gemäß den Tabellen I und II, die 0,07 $> Kohlenstoff auiteisen und im Wege der kalten Bearbeitung auf 55 $> reduziert wurden.

Tabelle II zeigt, daß die Stahlsorten, die in die Fläche a, b, c, d, e der Figur 1 fallen, in geglühtem Zustandp eine Fließgrenze von weniger als 40000 psi (2 810 Kg/cm ) hatten, d. h. die Stahlsorten waren alle austenitisch. Sämtliche Stahlsorten hatten bei einer kalten Reduktion um 50 io Fließgrenzen, die ungeführ bei 250000 psi lagen (1 760 kg/cm ); die außerhalb der Fläche a, b, c, d, e fallenden Stahlsorten hatten in geglühtem Zustand Fließgrenzen, die höher als 40000 psi (2 810 kg/cm²) lagen,

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woraus man sieht, daß diese Stahlsorten nicht austenitisch waren, und hatten in kaltgewalztem Zustand Fließgrenzen unterhalb 250000 psi (17 600 kg/cm²).

Figur 2 zeigt die hohe erzielbare Festigkeit eines 0,07 fo Stahles, wenn der Nickelanteil kritisch in bezug auf den Kohlenstoff anteil gemäß der Erfindung eingestellt ist. Die in Figur 2 dargestellten Stahlsorten, welche in geglühtem Zustand austenitisch waren, sind durch Kreise dargestellt, während die in geglühtem Zustand nicht austenitischen Stahlsorten durch Kreuze angezeigt sind. Die Figur zeigt, daß ein 0,07 % Kohlenstoffstahl die maximale Fließgrenze bei einem eingestellten Nickelanteil von ungefähr 5,4 % hat. Die Fließgrenze liegt ungefähr bei 275000 psi (19300 kg/cm²) für kaltgewalzten Stahl, in geglühtem Zustand jedoch hat die Stahlsorte eine Fließgrenze von weniger als 40000 psi (2810 kg/cm²). Figur 2 zeigt, daß die Fließgrenze der Stahlsorte im kaltgewalzten Zustand, abfällt, wenn der eingestellte Nickelgehalt gegenüber dem kritischen Wert bei dem gewählten Kohlenstoffgehalt vergrößert oder verringert wird. Die Fließgrenze der Stahlsorte in geglühtem Zustand wird ebenfalls erhöht, wenn der eingestellte Nickelgehalt gegenüber seinem kritischen Wert verringert wird. Ähnliche Kurven können für Stahlsorten anderen Kohlenstoff gehalt es, welche der Erfindung entsprechen, gezeigt werden. Eine empirisch abgeleitete Gleichung, welche den Kohlenstoffanteil und den Nickelanteil in eine Beziehung bringt, um eine maximale Fließgrenze der Stahlsorte gemäß der Erfindung zu erzielen, ist die Beziehung: # Ni = 8,3 $ - 31 ($ C). Diese &urve ist gestichelt in Figur 1 wiedergegeben.

Patentansprüche: 909839/0377

Claims

Jones ft Laughlin Steel Corp. Patentansprüche

1. Kupferfreie austeniseh-martensitische Stahllegierung mit einer FlieQgrenze von mindestens 17 600 kg/cm nach einem eine Querschnittsreduktion von etwa 55 # bedingenden KaIt-Walz-Vorgang, enthaltend 3,5 bis 6,6 # Nickel und 0,05 bis 0,15 $ Kohlenstoff und bis zu 2 $ Mangan und bis zu 1 $> Silizium und zwischen 16 bis 18 ⁰Jo Chrom, von üblichen Eisenverunreinigungen abgesehen, dadurch geke nn zeichnet, daß der prozentuale Ni-Gehalt und der prozentuale C-Gehalt in bezug aufeinander so gewählt sind, daß bei einer Abweichung des prozentualen Cr-G-ehaltes gegenüber dem Wert 17,4 # der um das 1 /1,4-fache dieser prozentualen Abweichung vergrößerte bzw. verkleinerte prozentuale Ni-Gehalt und der prozentuale C-Gehalt in dem Zwei-Phasen-Diagramm innerhalb der Hinfeokflacheί

Ii C

a 3,45 * 0,105 b 3,45 # 0,150 C 5,50 % 0,150 d 6,60 Ji. 0,078 e 5,65 # 0,060

liegen.

2. Stahllegierung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Kohlenst off anteil und der Ifickelanteil so in bezug aufeinander eingestellt sind, daß die Beziehung gilt: % Nickel = 8,3 1° - 31 ($ Kohlenstoff).

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Neue Untertagen

JL 989

Aktenzeichen P 14 58 409.9 Jones & Laaghlin Steel Corp.

Ol A B E L L E

.09 1.06 .007 .012 .60 17.40 6.20 (Adjusted) .088 .11 .98 .012 .016 .57 17.43 5.40 (Eingestellt) .062 2771 .11 .95 .011 .017 .53 17.33 5.80 6.10 .064 2773 .09 .86 .008 .012 .48 17.20 6.30 - .098 2774 .10 .97 .011 .017 .58 16.20 4.55 - .063 2775 .13 .95 .009 .017 .58 16.24 4.85 - .061 2776 .10 .89 .010 .016 .54 16.17 5.10 3.65 .063 2777 .11 .83 .011 .017 .51 16.07 5.55 3.95 .058 2778 .07 1.12 .005 .016 .65 15.80 4.63 4.20 .061 2779 .07 1.09 .005 .016 .65 15.80 4.91 4.65 .060 2835 .07 1.03 .004 .016 .62 15.74 5.36 3.84 .061 2836 .07 .98 .005 .017 .57 15.66 5.54 4.13 .060 2837 .07 1.18 .004 .016 .64 17.22 5.09 4.57 .065 2838 .07 1.03 .004 .015 .64 17.19 5.47 4.75 .067 2839 .07 1.02 .005 .014 .64 17.04 5.75 4.90 .064 2840 .07 1.07 .005 .015 .56 17.10 6.03 5.28 .061 2841 .07 1.11 .005 .014 .65 17.80 5.09 5.56 .075 2842 .07 1.09 .005 .013 .63 17.79 5.54 5.84 .073 28.43 .06 1.05 .004 .014 .64 17.65 6.00 5.30 .069 2844 .07 1.02 .005 .014 .63 17.59 6.48 5.75 .067 2845 6.21 2846 6.69

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JL 989

Aktanzeichen P H 58 409.9 & laughlin Steel Corp

Geglüht O? A B E LLE II U58409
Kaltgewalzt Strek-
kung 0.2 $>
Fließ-
Grrenze Zug
festig
keit No. psi Zug
festig
keit Strek-
kung 0.2 $>
Fließ-
Gfcrenze psi 4.0 38,295 psi psi 264,980 5.4 2771 38,000 141,745 45.5 261,480 279,720 5.4 2773 37,900 154,750 37.5 270,900 277,990 5.8 30,435 150,000 43.5 266,340 272,830 3.0 2774 33,270 126,975 47.0 267,300 271,690 3.0 2775 33,120 141,555 51.0 263,560 305,490 - 2776 43,275 211,900 12.5 301,180 294,510 2.5 2777 34,375 203,345 13.0 292,000 286,780 2.5 2778 39,595 184,720 19.0 284,860 283,760 2.0 32,305 189,560 19.0 283,540 288,750 3.0 2779 37,055 163,265 24.0 285,350 290,620 3.5 98,860 179,165 20.5 289,130 255,470 4.1 2835 87,365 191,380 9.5 255,470 259,240 4.1 2836 72,190 187,195 35.5 256,210 253,770 4.5 65,925 188,325 10.0 247,070 258,460 4.5 2837 69,765 191,150 12.5 255,540 259,410 4.7 74,905 195,840 12.5 253,310 260,290 4.7 2838 58,290 198,450 11.5 258,270 256,130 4.9 45,470 196,890 11.5 255,690 267,510 4.9 2839 65,925 181,710 12.5 261,620 265,660 5.2 34,410 191,150 12.0 265,250 273,140 5.2 2840 33,355 164,475 27.0 271,820 268,030 5.5 33,530 163,310 30.0 266,320 275,650 5.5 2841 33,475 147,790 32.5 272,610 278,440 5,8 33,715 151,515 32.0 270,610 254,930 5.8 2842 — 147,980 37.5 250,930 258,280 5.3 34,160 - - 255,-180 268,330 5.3 2843 - 159,075 29.5 264,680 272,650 5.75 35,740 - - - 269,320 5.84 2844 34,305 148,605 42.0 265,650 262,860 6.2 37,850 144,850 35.0 255,650 255,230 6.2 2845 38,000 140,100 41.5 254,000 262,610 6.6 - 138,990 43.0 ' 258,000 248,470 6.6 2846 - - - 244,400 244,160" — — 238,190

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