DE1508425A1

DE1508425A1 - Verfahren zur Waermebehandlung von ausscheidungsfaehigem Schweissgut

Info

Publication number: DE1508425A1
Application number: DE19661508425
Authority: DE
Inventors: Dueren Dr-Ing Carl; Bettzieche Dipl-Ing Paul
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1966-09-16
Filing date: 1966-09-16
Publication date: 1969-10-23
Also published as: DE1508425B2

Description

Verfahren zur Wärmebehandlung von ausscheidungsfähigem Schweißgut Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Schweißgut aus ausscheidungsfähigen Stählen. Für Temperaturbeanspruchungen um 600°C wird seit einigen Jahren im Bau von Dampfkraftanlagen für Heißdampfleitungen und Überhitzerrohre ein Stahl mit 12 9b Chrom und Zusätzen von Molybdän und Vanadin mit und ohne Wo4fram eingesetzt. Üblicherweise werden die Rohre untereinander und mit ande- ren Teilen durch Schweißung mit artgleichen Zusatzwerkstoffen nach dem Lichtbogenhand- oder Unterpulverschweißverfahren verbunden. Zur Erzielung ausreichender mechanischer Eigenschaften müssen die Schweißnähte einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Die während des Schweißens auf 400 - 450o0 vorgewärmten Nahtränder läßt man aus bekannten Gründen auf unter 10000 abkühlen und führt anschließend eine einmalige Glüheng von etwa 1 1/2 Stunden Dauer im Temperaturbereich um 75000 durch. Der Glühverlauf einer solchen Anlaßbehandlung ist in Figur 1 schematisch aufgetragen. Bei der praktischen Fertigung hat sich herausgestellt, daß nach dem normalen Ver- fahren geglühte Nähte in vielen Fällen die vorgeschriebenen Kerbschlagwerte im Schweißgut nicht oder nur knapp erreichen. Die Verbesserung der mach. Eigenschaften, insbesondere der gerbachlagzähigkeit derartiger Schweißnähte, ist daher die Aufgabe vorliegender Erfindung.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, eine Verbesserung der gerbschlagzähigkeit im Schweißgut von Stählen der Zusammensetzung:

C = 0,14 - 0,23%

Cr = 8,95 - 13,0 Mo = 098 - 1,2 96

V 091 - 0,6 96

W s 0 - 0,6 96

Ni a 0 - 096 °,b

Rest Eisen mit den üblichen

Gehalten an Si, Un, P und S,

wobei das vorgewärmte Schweißgut nach den Schweißen auf unter 10000 abgekühlt und anschließend einer Glihung bei Ausscheidungstemperatur unterzogen und an Luft abgekühlt wird, dadurch zu erreichen, daß die Abkühlung an Luft auf unter 3500C erfolgt und anschließend das Schweißgut einer nochmaligen Glühung von mindestens einer halben Stunde im üblichen Ausscheidungstemperaturbereich von 700 bis 780°C unterworfen wird.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, an eine normale Anlaßglühung von z.B. 1 1/2 h bei 7600C mit anschließender Abkühlung auf Raumtemperatur eine zweite Glühung von 3/4 h Dauer bei der gleichen Temperatur anzuschließen. Figur 2 zeigt den schematischen Verlauf der doppelten Wärmebehandlung. Um den erfindungsgemäßen Zweck zu erreichen, ist eine Zwischenabkühlung auf Temperaturen unter 3500C, vorzugsweise 300°C erfor- derlich. Den Verlauf dieser Behandlung zeigt Figur 3. Ein Stahl mit folgenden engeren Analysenwerten hat sich als besonders vorteilhaft für das erfindungsgemäße Wärmebehandlungsverfahren ergeben:

f z 011% - 0923 %

Cr = 11,5 - 12,5 %

mo = 099 - 191 %

V = 0,25 - 0,35 %

si = 0,15 - 0,40 %

Un = 0,40 - 0970 %

Rest Eisen mit den üblichen

Gehalten an P und S.

Aus der deutschen Patentschrift 418 124 ist zwar eine wie- derholte Wärmebehandlung bekannt, allerdings zur Kornverfeinerung nicht härtbarer Stähle. Sie besteht darin, daß zunächst auf eine Temperatur hoch über Ac3, z.B. 9500C erwärmt wird, danach in einen Flüssigkeitsbade abg-erihr-ckt und dann auf Temperatur wenig über Ac3, z.B. 810°i; erwärmt und mäßig schnell abgekühlt wird. Dieses Verfahren soll an- gewendet werden bei unlegierten unischwach legierten Stählen, die einen für den Vergütungsprozeß zu großen Querschnitt auf- weisen, d.h. selbst durch Abschrecken in Flüssigkeiten ist bei diesen Stählen kein durchgehend martensitisches Gefüge zu Erzielen.
Die.erfindungsgemäße Doppelglühuung besteht auch nicht darin, daB.eine nicht. ordnungsgemäß geglühte Naht einer@Widerholungsglühung unterworfen wird.
Die Erfindung sei an folgendem Beispiel erläutert: Die verbessernde Wirkung der erfindungsgemäw3en doppelten Wärmebehandlung ergibt sich aus Figur 4, in der die Ver- suchsergebnisse an DYM-Kerbschlagproben aus einer mit einer artgleichen Elektrode an einem Rohr aus 12 %igem Chromstahl mit 30 mm Wanddicke geschweißten Rundnaht wie- dergegeben sind. Über der nach Temperäturgraden geteilten Abszisse sind im unteren Teilbild die DYM-Kerbschlagwerte des Schweißgutes aufgetragen, und zwar für den Zustand nach einmaliger Glühung nach Figur 1 (dünne Linien) und für den Zustand nach zweifacher Glühung nach Figur 2 (dicke Linien). Es zeigt sich, daß in dem in Frage kommenden Temperaturbereich von 700 bis 780°C die Kerbschlagwerte durch die zwei- fache Glühung um 2 bis 2,5 mkg/cm2 verbessert werden. Wie im oberen Teil des Bildes:gezeigt ist, wird gleichzeitig die Yickershärte erniedrigt, so daß auch diese als Indiz für ei- ne Verbesserung der Kerbschlagwerte dienen kann.
Die Ergebnisse sind insofern überraschend, als daß sich die zweifache Glühung nicht dadurch ersetzen läßt, daß man die Anlaßzeit der ersten Glühung um die Zeit der zweiten Glühung verlängert. Wie aus Figur 5 für Einfachglühlungen (dünne Linien) bei der Anlaßtemperatur von 760°C hervorgeht, fallen zwar nach einer längeren Glühzeit die Härtewerte ab, jedoch werden selbst nach sehr langen Glühzeiten die Werte der Kerbschlagzähigkeit gegenüber der üblichen 1 1/2 ständigen Anlaßzeit praktisch nicht verbessert. Durch ein kurzzeitiges Nachglühen von 3/4 h (dicke Linien) bei gleichfalls 760°C gelingt es in allen Fällen, die Kerbachlagzähigkeit anzuheben und die Härte gegenüber der Einfachglühung noch weiter abzusenken. Bedeutsam ist, daß besonders nach zu kurzer Anlaßzeit der ersten Glühung durch die anschließende zweite Glühung die Werte stark verbessert werden. Zur praktischen Durchführung der zweifachen Glühung sind Glübkombinationen denkbar, bei denen die Anlaßzeiten und -temperaturen der ersten und zweiten Glühung verändert werden. Hält man die Anlaßzeiten beider Glühungen konstant, ist die Verbesserung der gerbschlagzähigkeit im interessierenden Temperaturbereich von ?00 bis ?80°C bei Durchführung beider Glühungen an der unteren Temperaturgrenze am gering- sten und bei Glühungen an der oberen Temperaturgrenze sm höchsten. Die Anlaßzeit der ersten Glühung wird man der Wanddicke der zu verschweißenden Bauteile anpassen;, bei der zweiten Glühung genügen kurze Anlä.Bzeiten, z. B. 1/2 -3/4 h. Die günstige Wirkung der zweifachen Glühung ist auf Ausacheidungsvorgänge zurückzuführen, die im einzelnen noch nicht be- schrieben werden können. -Patentansprüch- - 6 -

Claims

Patentanspruch Verfahren zur Wärmebehandlung von ausscheidungsfähiges Schweißgut folgender Zusammensetzung: 0 0,14 - 0.923 Cr = 8,5 - 13,0 Mo = 0,8 - 1,2 Y - 0,1 - 0,6 W 0 - 0,6 96 Ni = 0 - 0,6 96 Rest Eisen mit den üblichen Gehalten an Si, Yn, P und S,

wobei das vorgewärmte Schweißgut nach des Schweißen auf unter 10000 abgekühlt und anschließend einer Glühung bei Ausscheidungstemperatur unterzogen und an Luft abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung an Luft auf unter 350o0 erfolgt und anschließend einer nochmaligen Glühung von mindestens einer halben Stunde im übli- chen Ausscheidungstemperaturbereich von 700 bis 780o0 unterworfen wird.