DE1533158B1 - Use of a rollable and weldable stainless steel for the production of objects which are intended for use under neutron radiation and at temperatures between -200 and +400 ° C, and as welding filler material - Google Patents
Use of a rollable and weldable stainless steel for the production of objects which are intended for use under neutron radiation and at temperatures between -200 and +400 ° C, and as welding filler materialInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines walzbaren und schweißbaren, gegen Neutronenbestrahlung beständigen nichtrostenden Stahls mit hoher Zugfestigkeit und Zähigkeit innerhalb eines weiten Temperaturbereichs sowohl in gehärtetem als auch in einem angelassenen Zustand zur Herstellung insbesondere von geschweißten Gegenständen, z.B. Druckgefäßen, bei denen es wünschenswert ist5 die Materialdicke durch Verwendung von Werkstoffen mit großer Festigkeit zu verringern, sowie auf einen Schweißzusatzwerkstoff für zu verschweißende Stähle gleicher Zusammensetzung.The invention relates to the use of a rollable and weldable, neutron radiation-resistant stainless steel with high tensile strength and toughness within a wide temperature range, both in the hardened and in a tempered state, for the manufacture in particular of welded objects, e.g. pressure vessels, where it is desirable 5 to reduce the material thickness by using materials with high strength, as well as a welding filler material for steels to be welded of the same composition.
Austenitische nichtrostende Stähle werden hauptsächlich für geschweißte Anlagen aus korrosionsbeständigem Stahl verwendet. Diese Stähle werden bekanntlich als 18-8- (18% Cr, 8% Ni), 18-10- (18% Cr, 10% Ni), 18-10-Mo- (18% Cr, 10% Ni + etwa 1 bis 4% Mo), 25-12- (25% Cr, 12% Ni), 25-20-(25% Cr, 20% Ni) usw. Stahl bezeichnet. Sie sind durch eine sehr gute Zähigkeit, gute Verformbarkeit und sehr gute Schweißbarkeit gekennzeichnet. Im Vergleich zu einem nichtlegierten oder niedriglegierten Stahl mit einem aus Ferrit und Perlit, Bainit oder Anlaßmartensit bestehenden Gefüge haben sie eine geringe Festigkeit. Die 0,2%-Dehngrenze ist besonders niedrig und liegt im allgemeinen unter 25 kg/mm2. Auf Grund dieser Bedingungen muß ein mechanischen Belastungen ausgesetztes Teil, z.B. ein Druckgefäß aus austenitischem, nichtrostendem Stahl, häufig eine zu unwirtschaftlich hohen Kosten führende Wandstärke haben. Um die Wandstärke des aus nichtrostendem Stahl bestehenden Teils zu verkleinern, ist es daher manchmal notwendig, eine nichtrostende Auskleidung in Verbindung mit bestimmten, hochfesten, unlegierten oder niedriglegierten Stählen oder sogenannten Verbundstählen zu verwenden, ein Verfahren, das in beiden Fällen zu gewissen technischen Schwierigkeiten, z.B. Schweißproblemen, führt. Trotz ihrer geringen Festigkeit werden die austenitischen Stähle jedoch wegen ihrer großen Zähigkeit, guten Formbarkeit und besonders wegen ihrer leichten Schweißbarkeit sehr häufig verwendet.Austenitic stainless steels are mainly used for welded equipment made of corrosion-resistant steel. These steels are known to be 18-8- (18% Cr, 8% Ni), 18-10- (18% Cr, 10% Ni), 18-10-Mo- (18% Cr, 10% Ni + about 1 up to 4% Mo), 25-12- (25% Cr, 12% Ni), 25-20- (25% Cr, 20% Ni) etc. steel. They are characterized by very good toughness, good ductility and very good weldability. Compared to a non-alloy or low-alloy steel with a structure consisting of ferrite and pearlite, bainite or tempering martensite, they have a low strength. The 0.2% proof stress is particularly low and is generally below 25 kg / mm 2 . Because of these conditions, a part exposed to mechanical loads, for example a pressure vessel made of austenitic, stainless steel, must often have a wall thickness that leads to uneconomically high costs. In order to reduce the wall thickness of the stainless steel part, it is therefore sometimes necessary to use a stainless lining in connection with certain high-strength, unalloyed or low-alloy steels or so-called composite steels, a process which in both cases leads to certain technical difficulties, e.g. welding problems, leads. Despite their low strength, austenitic steels are widely used because of their high toughness, good formability and especially because of their easy weldability.
In den Fällen, in denen eine größere Festigkeit erforderlich ist und die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit nur mäßig sind, werden bis heute bestimmte nichtrostende Stahlsorten verwendet, derenIn those cases where greater strength is required and the requirements for corrosion resistance are only moderate, certain types of stainless steel are still used today, their
ao große Festigkeit durch einen hohen Kohlenstoffgehalt erreicht wird. Hiermit sind die sogenannten Martensitstähle gemeint, die ihre hohe Festigkeit durch Härtungs- und Anlaßverfahren erreichen. Bei diesen Stählen ist Chrom das Hauptlegierungselement. Als Beispiel seien einige nichtrostende schwedische Standardstähle mit einem Chromgehalt von 13 bis 17% genannt:ao great strength is achieved through a high carbon content. With this are the so-called martensite steels meant that achieve their high strength through hardening and tempering processes. With these In steels, chromium is the main alloying element. As an example, there are some stainless Swedish ones Standard steels with a chromium content of 13 to 17% called:
Chemische Zusammensetzung bzw. Zustand entsprechend den NormvorschriftenChemical composition or condition according to the standard regulations
7oMn7oMn
VoCrVoCr
VoNiVoNi
ZustandState
2303-4
2321-32303-4
2321-3
0,18-0,25
0,15-0,250.18-0.25
0.15-0.25
maximal 0,8 maximal 1,0maximum 0.8 maximum 1.0
maximal 1,0 maximal 1,0maximum 1.0 maximum 1.0
12,0-14,0
16,0-18,012.0-14.0
16.0-18.0
1,25-2,251.25-2.25
Vergütet bis 90 bis 105 kg/mm2 Tempered up to 90 to 105 kg / mm 2
Zugfestigkeittensile strenght
Vergütet bis 85 bis 105 kg/mm2 Tempered up to 85 to 105 kg / mm 2
Zugfestigkeittensile strenght
Der Nachteil dieser Stähle liegt in dem hohen 4° beim Schweißverfahren vorzuwärmen und nach dem Kohlenstoffgehalt, durch den diese Stahlarten emp- Schweißen anzulassen.The disadvantage of these steels is the high 4 ° to preheat during and after the welding process Carbon content by which these types of steel are recommended to be tempered.
findlicher gegen Rißbildung beim Schweißen werden, Es gibt auch ferritisch-austenitische nichtrostendebe more sensitive to cracking during welding, there are also ferritic-austenitic stainless steel
weil der Martensit, der sich in der erhitzten Zone Stähle, die vergleichsweise hohe Festigkeitsgrenzen bildet, hart und brüchig ist. Um eine Rißbildung bei haben, wie beispielsweise folgende Standardstähle: solchen Stählen zu vermeiden, ist es notwendig, sie 45Because the martensite, which is in the heated zone steels, the comparatively high strength limits forms, is hard and brittle. In order to have cracking, such as the following standard steels: To avoid such steels it is necessary to use them 45
kg/mm2 0.2% proof stress
kg / mm 2
kg/mm2 tensile strenght
kg / mm 2
Die Schweißbarkeit von Stahlsorten dieser Art ist jedoch weniger gut, da sie gegen Kornwachstum empfindlich sind. Beim Schweißen wird das Material in der erhitzten Zone grobkörniger, und dadurch wird der Stahl brüchig.The weldability of steel grades of this type is, however, less good as they are resistant to grain growth are sensitive. When welding, the material in the heated zone becomes coarser, and thus becomes the steel is brittle.
Der Stahl für den erfindungsgemäßen Verwendungszweck enthältThe steel for the purpose according to the invention contains
0,020 bis 0,040%,
vorzugsweise 0,030 bis 0,040% Kohlenstoff,0.020 to 0.040%,
preferably 0.030 to 0.040% carbon,
0,2 bis 1,0%,
vorzugsweise 0,3 bis 0,5% Silizium,0.2 to 1.0%,
preferably 0.3 to 0.5% silicon,
0,2 bis 2,0 0/0,
vorzugsweise 0,6 bis 1,0% Mangan,0.2 to 2.0 0/0,
preferably 0.6 to 1.0% manganese,
15 bis 18%,
vorzugsweise 16 bis 17% Chrom,15 to 18%,
preferably 16 to 17% chromium,
4 bis 6%,
vorzugsweise 4,5 bis 5,5% Nickel,4 to 6%,
preferably 4.5 to 5.5% nickel,
0 bis 2%.
vorzugsweise 0,8 bis 1,3% Molybdän,0 to 2%.
preferably 0.8 to 1.3% molybdenum,
0,02 bis 0,08%,
vorzugsweise 0,02 bis 0,05 % Stickstoff,0.02 to 0.08%,
preferably 0.02 to 0.05% nitrogen,
Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen, wobei der Gehalt an den Legierungsbestandteilen in Abhängigkeit voneinander so ausgewählt wird, daß die Summe aus Chromäquivalent + Nickeläquivalent zwischen 24,5 und 26,2 und die Differenz aus demThe remainder is iron and production-related impurities, the content of the alloy components being in Dependence on each other is selected so that the sum of chromium equivalent + nickel equivalent between 24.5 and 26.2 and the difference from the
3 43 4
l,4fachen Wert des Chromäquivalents und dem Stahl vorliegende Austenit trägt ebenfalls zur Zähig-Nickeläquivalent zwischen 16,5 und 19,0 liegt. Das keit der hitzebeeinflußten Zone bei. Der Stahl ist Chromäquivalent ist berechnet als daher beim Schweißverfahren nicht empfindlich gegen1.4 times the value of the chromium equivalent and the austenite present in the steel also contributes to the tough nickel equivalent is between 16.5 and 19.0. This contributes to the heat affected zone. The steel is Chromium equivalent is calculated as therefore not sensitive to during the welding process
Rißbildung und kann ohne Vorerwärmung geschweißtCracking and can be welded without preheating
°/o Cr + °/o Si + °/o Mo, 5 werden. Um maximale Zähigkeitseigenschaften zu° / o Cr + ° / o Si + ° / o Mo.5 will be. To get maximum toughness properties
das NicVelämiivaient als erhalten, ist es zweckmäßig, nach dem SchweißenThe NicVelämiivaient as received, it is expedient after welding
das Nickelaquivalent als innerhalb eines Temperaturbereichs von 500 bisthe nickel equivalent as within a temperature range of 500 to
<yoNi _|_ o,5 . % Mn + 30 · (°/0 C + °/0 N). 6300C zu vergüten. Dadurch werden die Schweiß<y o Ni _ | _ o, 5. % Mn + 30 (° / 0 C + ° / 0 N). 630 0 C to be remunerated. This will reduce the sweat
spannungen ausgeglichen und der Martensit in dertensions balanced and the martensite in the
Nach dem Härten enthält eine solche Struktur io Härtungszone angelassen.After hardening, such a structure contains a tempered hardening zone.
Martensit, Ferrit und Austenit. Aus analytischer und Ein charakteristisches Merkmal des Stahls bestehtMartensite, ferrite and austenite. Consists of analytical and a characteristic feature of steel
struktureller Sicht kann dieser Stahl als eine Über- des weiteren darin, daß er einen bestimmten Gehalt gangsform zwischen einem austenitischen und einem an Ferrit hat. Bei härtbaren Stählen mit hohemFrom a structural point of view, this steel can be viewed as an additional benefit in that it has a certain content transition form between an austenitic and ferrite. With hardenable steels with high
ferrit-martensitischen Stahl bezeichnet werden. Kohlenstoffgehalt bestand das Problem bei derferrite-martensitic steel. The problem was with the carbon content
Die Phasenzusammensetzung der für den erfindungs- 15 Analyse darin, daß möglichst kein Ferrit vorliegenThe phase composition for the analysis according to the invention is that as far as possible no ferrite is present
gemäßen Verwendungszweck vorgesehenen Legie- sollte. Es ist allgemein bekannt, daß Ferrit in martenrungen ist aus der Zeichnung zu entnehmen. In dem sitischen Stählen mit einem hohen Kohlenstoffgehalt Diagramm ist das Chromäquivalent, d.h. die Summe die Zähigkeit verringert, so daß der Gehalt an ferrit-appropriate alloy should be used. It is well known that ferrite is found in martenrungen can be taken from the drawing. In the static steels with a high carbon content Diagram is the chromium equivalent, i.e. the sum of the toughness reduced so that the content of ferrite
0/ r j-0/ c-io/ bildenden Legierungselementen auf einem niedrigen0 / r j-0 / c-io / constituent alloy elements on a low
/0 Cr + /o bi + I0 Mo, 20 Wert g^^ werden mußte, wenn eine hohe Zähig-/ 0 Cr + / o bi + I 0 Mo, 20 value g ^^ who had to, if a high viscosity
als Abszisse und das Nickeläquivalent, d.h. die Summe keit verlangt wurde. Es hat sich andererseits heraus-as the abscissa and the nickel equivalent, i.e. the sum was required. On the other hand, it turned out-
0/ vr: 4. λ « . 0/ Mn 1 on . toi η 4- "/ ISH gestellt, daß bei Vorliegen eines geringen Kohlenstoff-0 / vr: 4th λ «. 0 / M n 1 on. toi η 4- "/ ISH that if there is a low carbon
I0 im -f up /0 Mn + ju Uo^t /0 in.), gehalts auch dann be. martensitischen StäMen ejne I 0 im -f up / 0 Mn + ju Uo ^ t / 0 in.), Salary also then be . martensitic tribes
als Ordinate aufgetragen. Die in Frage kommenden gute Zähigkeit erhalten wird, wenn Ferrit im Gefüge Legierungen liegen innerhalb der gestrichelten Fläche 25 auftritt.plotted as the ordinate. The good toughness in question is obtained when ferrite is in the structure Alloys lie within the dashed area 25 occurs.
ABCD in der Dreiphasenfläche von Austenit + Mar- Es ist daher möglich, den Chromgehalt bei einem ABCD in the three-phase surface of austenite + Mar- It is therefore possible to determine the chromium content in one
tensit + Ferrit. Diese Legierungen enthalten nach so hohen Wert wie etwa 16% zu halten und auch dem Walzen und Härten bei etwa 10000C und etwa l°/o Molybdän zuzusetzen. Dadurch wird eine Tempern bei 500 bis 63O0C bis 5 bis 15% Ferrit, erheblich verbesserte Korrosionsbeständigkeit im Ver-10 bis 40 % Austenit und als Rest Anlaßmartensit. 30 gleich zu den bei den bekannten ferritfreien Stählentensite + ferrite. These alloys contain after as high a value as about 16% to keep and also to add to the rolling and hardening at about 1000 0 C and about 1% molybdenum. This results in tempering at 500 to 63O 0 C to 5 to 15% ferrite, considerably improved corrosion resistance in Ver-10 to 40% austenite and the remainder of tempering martensite. 30 is the same as for the known ferrite-free steels
Der Stahl wird bei etwa 10000C geglüht, an Luft erreichten Ergebnissen erhalten, deren Chromgehalt abgekühlt und anschließend innerhalb eines Tempe- auf etwa 14% beschränkt ist, wenn kein Molybdän raturbereichs von 500 bis 6300C angelassen. Bei der vorliegt, und nur etwa 13% betragen darf, wenn ein Härtungstemperatur besteht die Struktur aus Austenit Gehalt von etwa l°/0 Molybdän gewünscht wird. + 5 bis 15 °/o Ferrit. Beim Abkühlen auf Raum- 35 Da der Stahl gemäß der Erfindung härtbar ist, Untertemperatur oder darunter erfolgt keine Umwandlung scheidet er sich von den ferrithaltigen Stählen, die des Ferrits, während der Austenit in Martensit um- in der französischen Patentschrift 803 361 beschrieben gewandelt wird. Es werden jedoch einige wenige sind und die 0,020 bis etwa 0,300 % C, 1,3 bis 3,0 % Prozente Austenit nicht umgewandelt. Mn, 1,5 bis 6,5% Ni, 16,0 bis 23,0% Cr und gegebsnen-The steel is annealed at about 1000 0 C, obtained in air results achieved whose chromium content is cooled, and is then possible within a temperature limited to about 14% when no molybdenum raturbereichs 500-630 0 C started. In the case of which is present, and may only be about 13%, if a hardening temperature consists of the structure of austenite content of about l ° / 0 molybdenum is desired. + 5 to 15% ferrite. Since the steel according to the invention is hardenable, sub-temperature or below, no transformation takes place, it separates itself from the ferrite-containing steels, that of ferrite, while austenite is converted into martensite - described in French patent specification 803 361. However, there will be a few and the 0.020 to about 0.300% C, 1.3 to 3.0% percent austenite will not be converted. Mn, 1.5 to 6.5% Ni, 16.0 to 23.0% Cr and given
Durch Erhitzen des gehärteten Stahls bis auf 500 40 falls bis zu etwa 2,5% Cu oder 3% W enthalten, bis 6300C wird der Martensit angelassen und ein Bei diesen Stählen mit einer so eingestellten ZuAusgleich der Härtungsspannungen erreicht, wie es sammensetzung, daß zwei Phasen, Ferrit + Austenit, für angelassene Stähle üblich ist. Dabei wird die erhalten werden, ist das Ziel der Verwendung von Zähigkeit des Stahls erhöht. Diese Stahlart unter- Ferrit die Verringerung der Empfindlichkeit gegen scheidet sich jedoch dadurch von anderen Stählen, 45 intergranulare Korrosion eine Eigenschaft, die für daß beim Anlaßverfahren innerhalb des angegebenen austenitische Stähle mit einem hohen Kohlenstoff-Temperaturbereichs auch Austenit gebildet wird, der gehalt charakteristisch ist.By heating the hardened steel up to 500 40 if it contains up to about 2.5% Cu or 3% W, up to 630 0 C the martensite is tempered and the hardening tensions are that two phases, ferrite + austenite, are common for tempered steels. In doing so, which is obtained, the aim of using the toughness of the steel is increased. However, this type of steel differs from other steels, 45 intergranular corrosion, a property which, in the tempering process within the specified austenitic steels with a high carbon temperature range, also forms austenite, which is characteristic.
auch bei tiefer Temperatur beständig ist. Die Menge Die große Zähigkeit des Stahls läßt sich auch daranis stable even at low temperatures. The amount The great toughness of steel can also be seen in it
des so entstandenen stabilen Austenits steigt mit zu- erkennen, daß die Kurve für die Schlagbeanspruchung nehmender Anlaßtemperatur bis zu etwa 6300C. 50 bei verschiedenen Temperaturen geradlinig ohne Erhitzt man weiter auf höhere Temperaturen, dann irgendeinen merklichen Übergang von einem hohen ist der gebildete Austenit nicht länger beständig. Er zu einem niedrigen Wert und bei einer Übergangswird beim Abkühlen auf Raumtemperatur in Marten- temperatur unter —196° C verläuft. Als Übergangssit umgewandelt. Durch Veränderung der Temperatur temperatur bei Schlagproben wird üblicherweise die und der Dauer des Anlassens können verschiedene 55 Temperatur bezeichnet, bei der die Kurve für die Festigkeiten mit 0,2%-Dehngrenzen zwischen 50 und Schlagbeanspruchung gegen die Temperatur für eine 80 kg/mm2 erhalten werden. Eine längere Anlaßzeit Schlagtestprobe mit einer Fläche von 10 χ 10 mm2, wirkt in gleicher Weise wie eine Erhöhung der Anlaß- einer V-Kerbe von 2 mm Tiefe und einem Trägertemperatur, abstand von 45 mm den Wert von 2,8 kgm über-of the resulting stable austenite increases seen with increasing that the curve for the impact stressing participating annealing temperature up to about 630 0 C. 50 at different temperatures without heated is rectilinear one further at higher temperatures, then any appreciable transition from a high austenite formed no longer permanent. It goes to a low value and, in the event of a transition, on cooling to room temperature in Marten temperature, it will run below -196 ° C. Converted as a transitional site. By changing the temperature temperature in impact tests, the and the duration of the tempering can usually be referred to different temperatures at which the curve for the strengths with 0.2% yield strengths between 50 and impact stress versus temperature for 80 kg / mm 2 is obtained will. A longer tempering time, impact test specimen with an area of 10 χ 10 mm 2 , acts in the same way as increasing the tempering - a V-notch 2 mm deep and a carrier temperature, a distance of 45 mm, the value 2.8 kgm above.
Trotz des geringen Kohlenstoffgehalts hat der Stahl 60 steigt. Für geschweißte Anlagen, insbesondere für eine große Festigkeit. Er unterscheidet sich von Druckgefäße, ist die Verwendung von Material mit martensitischen Stählen mit einem hohen Kohlenstoff- einer niedrigen Übergangstemperatur wünschenswert, gehalt durch seine leichte Schweißbarkeit. Häufig ist vorgeschrieben, daß die Übergangstempe-Despite the low carbon content, the steel has increased 60. For welded systems, especially for great strength. It differs from pressure vessels is the use of material with martensitic steels with a high carbon and a low transition temperature are desirable, content due to its easy weldability. It is often prescribed that the transition temperature
Der beim Schweißen in der erhitzten Zone gebildete ratur unter 0 oder -2O0C liegen soll. Der erfindungs-Martensit ist auf Grund des geringen Kohlenstoff- 65 gemäße Stahl hat bei —196° C eine Schlagfestigkeit gehalts des Stahls zäh. Daher tritt in dieser Zone von etwa 5 kgm, dieser Wert liegt erheblich über keine Versprödung auf, wie es bei Chromstählen mit 2,8 kgm, dem Wert, der als Kriterium für die Übereinemhohen Kohlenstoffgehalt der Fall ist. Dar im 'gangstempsratur. angesehen wird.The temperature formed during welding in the heated zone should be below 0 or -2O 0 C. The martensite according to the invention is tough because of the low carbon content of steel at -196 ° C. Therefore, in this zone of about 5 kgm, this value is significantly above no embrittlement, as is the case with chromium steels with 2.8 kgm, the value that is the case as a criterion for the excessively high carbon content. Dar im 'gang temperature. is seen.
Der Stahl zeigt des weiteren nur einen geringen Abfall der 0,2%-Dehngrenze bis zu Temperaturen von 300 bis 4000C.The steel further shows only a small drop of the 0.2% yield strength up to temperatures of 300 to 400 0 C.
Der Stahl hat eine gute Beständigkeit gegen Neutronenbestrahlung und hat sogar nach einer Be-Strahlungsdosis von 3 · 10ie Neutronen/cm2 (> 1 MeV) eine Übergangstemperatur unter —80° C.The steel has a good resistance to neutron radiation and has a transition temperature below -80 ° C even after a radiation dose of 3 · 10 ie neutrons / cm 2 (> 1 MeV).
Der Stahl hat einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten, der bei 20 bis 1000C 12 · 10~6 beträgt, also die gleiche Ausdehnung wie unlegierter Stahl und eine sehr viel geringere als austenitischer Stahl hat.The steel has, therefore coextensive with unalloyed steel and much lower than austenitic steel has a low coefficient of expansion which is at 20 to 100 0 C 12 * 10 ~. 6
Die für den Verwendungszweck gemäß der Erfindung wichtigen Eigenschaften des Stahls werden in den nachstehenden Beispielen erläutert.The properties of the steel which are important for the intended use according to the invention are explained in the examples below.
Stahlblech mit einer Dicke von 14 mm wurde aus einem Stahl folgender Zusammensetzung hergestellt:Steel sheet with a thickness of 14 mm was made from a steel of the following composition:
C 0,038%C 0.038%
Si 0,53%Si 0.53%
Mn 0,76%Mn 0.76%
P 0,017%P 0.017%
S 0,005%S 0.005%
Cr 16,0%Cr 16.0%
Ni 4,7%Ni 4.7%
Mo 1,02%Mo 1.02%
N 0,038%N 0.038%
der Rest bestand aus Eisen und unbeabsichtigten Verunreinigungen.the rest consisted of iron and accidental impurities.
Das Stahlblech wurde auf bis zu 10000C erhitzt und diese Temperatur 1 Stunde aufrechterhalten. Es wurde dann an Luft gehärtet und bei 600°C angelassen, wobei diese letztere Temperatur 6 Stunden eingehalten wurde. Dabei ergaben sich für das auf diese Weise wärmebehandelte Stahlblech folgende Festigkeitswerte:The steel sheet was heated to up to 1000 ° C. and this temperature was maintained for 1 hour. It was then cured in air and tempered at 600 ° C., the latter temperature being maintained for 6 hours. The following strength values were obtained for the steel sheet heat-treated in this way:
0,2%-Dehngrenze 60 kg/mm2 0.2% proof stress 60 kg / mm 2
Zugfestigkeit 91 kg/mm2 Tensile strength 91 kg / mm 2
Dehnung (Meßlänge 5 · d) 20%Elongation (measuring length 5 d) 20%
Kerbschlagarbeit bei 20° C 7,2 kgmImpact work at 20 ° C 7.2 kgm
Brinell-Härte 278 kg/mm2 Brinell hardness 278 kg / mm 2
Bei höheren Temperaturen wurden folgende Festigkeitswerte erhalten:The following strength values were obtained at higher temperatures obtain:
Weder an den Schweißstellen noch in der der Schweißwärme unterliegenden Zone zeigten sich Risse. There were no cracks either at the welds or in the zone exposed to the heat of welding.
Die erfindungsgemäße Nutzanwendung erstreckt sich somit auch auf die Verwendung als Schweißzusatzwerkstoff für zu verschweißende Stähle gleicher Zusammensetzung.The useful application according to the invention thus also extends to the use as a welding filler material for steels of the same composition to be welded.
70-mm-Stahlblech der gleichen Zusammensetzung wie im Beispiel 1 wurde nach 2 Stunden Erhitzen auf bis zu 10000C an der Luft gehärtet und 6 Stunden bei 600 0C angelassen. Es wurden folgende Festigkeitswerte erhalten: 70-mm steel sheet of the same composition as in Example 1, heating was cured on to 1000 0 C in air and annealed for 6 hours at 600 0 C after 2 hours. The following strength values were obtained:
0,2%-Dehngrenze 64 kg/mm2 0.2% proof stress 64 kg / mm 2
Zugfestigkeit 92 kg/mm2 Tensile strength 92 kg / mm 2
Dehnung 18%Elongation 18%
Kerbschlagarbeit 7,3 kgmImpact work 7.3 kgm
Ein rundes Schmiedeteil mit einem Durchmesser von 170 mm und einer Länge von 250 mm wurde durch 4 Stunden Erhitzen auf 10000C geglüht, anschließend an der Luft abgekühlt und 6 Stunden bei 575°C angelassen. Der Stahl hatte folgende Zusammensetzung: A round forged part having a diameter of 170 mm and a length of 250 mm was annealed with 4 hours of heating at 1000 0 C, then cooled in air and annealed for 6 hours at 575 ° C. The steel had the following composition:
GewichtsprozentWeight percent
3030th
40 C .. 40 C.
Si..
Mn
P ..
S ..
Cr .
Ni .
Mo
N .Si ..
Mn
P ..
S ..
Cr.
Ni.
Mon
N
0,035 0,30 1,00 0,035 0,025 16,5 4,7 1,08 0,0300.035 0.30 1.00 0.035 0.025 16.5 4.7 1.08 0.030
4545
0,2%-Dehngrenze,
kg/mm2 0.2% proof stress,
kg / mm 2
Zugfestigkeit,
kg/mm2 Tensile strenght,
kg / mm 2
Dehnung (Meßlänge
5 ·<*).% Elongation (measuring length
5 <*).%
100° C 200° C 300° C 400° C 500° C100 ° C 200 ° C 300 ° C 400 ° C 500 ° C
60
8460
84
60
8060
80
60 7960 79
1616
59 73 1459 73 14
51 63 14 Es wurden folgende Festigkeitswerte erhalten:51 63 14 The following strength values were obtained:
0,2%-Dehngrenze 76 kg/mm2 0.2% proof stress 76 kg / mm 2
Zugfestigkeit 92 kg/mm2 Tensile strength 92 kg / mm 2
Dehnung (Meßlänge 5 · d) 20%Elongation (measuring length 5 d) 20%
Schwund 57%Shrinkage 57%
Kerbschlagarbeit, bei 200C 14 kgmImpact work, at 20 0 C 14 kgm
Bei höheren Temperaturen wurden folgende Festigkeitswerte erhalten:The following strength values were obtained at higher temperatures obtain:
55 0,2%-Dehngrenze, kg/mm2.55 0.2% proof stress, kg / mm 2 .
Zugfestigkeit, kg/mm2 Tensile strength, kg / mm 2
Kerbschlagarbeit bei verschiedenen Temperaturen: Dehnung (Meßlänge 5 · rf), %Impact work at different temperatures: elongation (measuring length 5 rf),%
Kerbschlagarbeit,
kgm Impact work,
kgm
6o Schwund, % 6o shrinkage,%
400° C400 ° C
62 72 16 6962 72 16 69
Prüftemperatur in °C -196 I -74 I —20 I 0 I +20 Kerbschlagarbei bei verschiedenen Temperaturen:Test temperature in ° C -196 I -74 I —20 I 0 I +20 Impact work at different temperatures:
5,05.0
6,36.3
6,76.7
7,17.1
7,27.2
Das Stahlblech wurde mit Hilfe von überzogenen Elektroden ähnlicher Zusammensetzung verschweißt.The steel sheet was welded with the aid of coated electrodes of similar composition.
Kerbschlagarbeit, kgm Impact energy, kgm
Prüf temperatur in ° C -196 I -74 I -20 0 I +20Test temperature in ° C -196 I -74 I -20 0 I +20
6,26.2
1212th
1313th
1414th
Aus 70-mm-Stahlblech der gleichen Charge wie im Beispiel 1 wurden Probekörper für die Zugprüfung und die Schlagprobe entnommen und in einem Kernreaktor bei 240 bis 2600C bestrahlt.Test specimens for the tensile test and the impact test were taken from 70 mm sheet steel from the same batch as in Example 1 and irradiated at 240 to 260 ° C. in a nuclear reactor.
Festigkeitsprüfungen vor und nach der Bestrahlung ergaben folgende Werte:Strength tests before and after the irradiation showed the following values:
lungs-
tempe-
ratur
0CIrradiating
lung
tempe-
rature
0 C
festig
keit
kg/mma train
firm
speed
kg / mm a
nung
°/oDeh
tion
° / o
Dehn-
grenze
kg/mm2 0.2 ° / o-
Stretching
border
kg / mm 2
10288
102
1718th
17th
5 · 1018 Neutronen/cm2
(> IMeV) Not irradiated
5 · 10 18 neutrons / cm 2
(> IMeV)
9066
90
Übergangstemperaturen bei SchlagprobenTransition temperatures for impact tests
Die Probestücke waren 3x3 mm groß. T0117 ist die Temperatur, bei der die Schlagarbeit von 0,17 kgm erreicht ist. Sie entspricht etwa der Temperatur 7"2)8, bei der die Schlagarbeit von 2,8 kgm bei normalen Testkörpern erreicht ist.The test pieces were 3 × 3 mm in size. T 0117 is the temperature at which the impact energy of 0.17 kgm is reached. It corresponds approximately to the temperature 7 " 2) 8 at which the impact work of 2.8 kgm is reached in normal test bodies.
(Neutronenenergie > 1 MeV.)(Neutron energy> 1 MeV.)
Claims (3)
4 bis 6% Nickel,15 to 18% chromium,
4 to 6% nickel,
4,5 bis 5,5% Nickel, 0,8 bis 1,3% Molybdän, 0,02 bis 0,05 % Stickstoff,16 to 17% chromium,
4.5 to 5.5% nickel, 0.8 to 1.3% molybdenum, 0.02 to 0.05% nitrogen,
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