DE1558656B2 - Rost- und korrosionsbestaendiger stahlguss - Google Patents
Rost- und korrosionsbestaendiger stahlgussInfo
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Description
Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen als Werkstoff für die Herstellung von rost-
und korrosionsbeständigem, ohne Wärmenachbehandlung schweißbarem Stahlformguß, in welchem
der Ferritgehalt des Gefüges durch die Höhe des Mangan- und Chromgehaltes auf 2 bis 7 oder
7 bis 15 oder 15 bis 25% und damit der Mindeststreckgrenzenwert auf 35, 40 bzw. 45 kp/mm2 eingestellt
ist.
2. Verwendung einer austenitisch-ferritischen Stahllegierung nach Anspruch 1 mit der Maßgabe,
daß sie anstelle von 8 bis 11% Nickel 10,0 bis 12,5% Nickel und 2,0 bis 3,0% Molybdän enthält
für den Zweck nach Anspruch 1.
3. Verwendung einer austenitisch-ferritischen Stahllegierung nach Anspruch 1 oder 2 bei Temperaturen
bis —200° C für den Zweck nachAnspruchl.
stähle mit höheren Molybdän und Nickel-Gehalten sowie Zusätzen von Kupfer bringen in Sonderfällen
eine weitere Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit gegenüber den Stählen der Gruppe 4.
Die ausländischen Normen für^rost- und korrosionsbeständigen Stahlguß enthalten die gleichen Stähle mit zum Teil nur geringfügig abgeändertem Legierungsgehalt.
Für die chemische Industrie sind die Chrom-Nickel-(Molybdän-)Stähle der Gruppe 4 von besonderer Wichtigkeit, da sie eine gute Korrosionsbeständigkeit gegen die verschiedenen Medien besitzen. Von Nachteil ist bei dieser Stahlgruppe nur die relativ geringe mechanische Belastbarkeit, da die Stähle nur eine Streckgrenze von mindestens 20 bzw. 21 kg/mm2 bei einer Festigkeit von mindestens 45 kg/mm2 aufweisen.
Die ausländischen Normen für^rost- und korrosionsbeständigen Stahlguß enthalten die gleichen Stähle mit zum Teil nur geringfügig abgeändertem Legierungsgehalt.
Für die chemische Industrie sind die Chrom-Nickel-(Molybdän-)Stähle der Gruppe 4 von besonderer Wichtigkeit, da sie eine gute Korrosionsbeständigkeit gegen die verschiedenen Medien besitzen. Von Nachteil ist bei dieser Stahlgruppe nur die relativ geringe mechanische Belastbarkeit, da die Stähle nur eine Streckgrenze von mindestens 20 bzw. 21 kg/mm2 bei einer Festigkeit von mindestens 45 kg/mm2 aufweisen.
Wenn ein korrosionsbeständiger Stahlguß höhere Festigkeitswerte aufweisen sollte, so griff man auf
so inzwischen weiterentwickelte Stähle der Gruppe 3
(ferritisch-austenitische Stähle) zurück, von denen z. B. die folgenden beiden Varianten bekanntgeworden
sind.
| G-X 8 CrNi 26,7 | G-X 20 CrNi 24,8 | |
| C | max. 0,08 | etwa 0,20 |
| Cr | etwa 26,0 | etwa 24,0 |
| 30 Ni | etwa 6,5 | etwa 7,50 |
| Streckgrenze | mind. 45 | mind. 30 |
| (kg/mm2) | ||
| Zugfestigkeit | 65 bis 80 | 50 bis 65 |
| 35 (kg/mm2) | ||
| Dehnung (V0) | mind. 15 | mind. 15 |
In den Normen für nichtrostenden und korrosionsbeständigen Stahlguß (z. B. Stahleisen-Werkstoffblatt
410/60) werden folgende Gruppen nichtrostender Stähle unterschieden (siehe Tafel 1 daselbst).
1. Vergütbare Chrom-Stähle mit 12,0 bis 18,0% Cr, die aufgrund ihres Kohlenstoff- und eventuell Nickel-Gehaltes
vergütbare Stähle sind, für geringere Korrosionsbeanspruchung.
2. Ferritisch-karbidische Chrom-(Molybdän-)Stähle mit 27,0 bis 29,0 Cr, 0,50 bis 1,30% C (und 2,0 bis
2,5 % Mo). Bei diesen Stählen handelt es sich um sogenannte »Chromgußeisen« hoher Härte bei geringen
Zähigkeitseigenschaften und guter Verschleißfestigkeit.
3. Ferritisch-austenitisch-karbidische Stähle mit 25,0 bis 28,0% Cr, 3,5 bis 5,5% Ni und 0,30 bis 0,50%
C. Dieser Stahlguß ist vorwiegend ferritisch und weist etwas bessere Zähigkeitseigenschaften als der Stahlguß
nach Gruppe 2 auf.
4. Austenitische Chrom-Nickel-(Molybdän-)Stähle mit 16,5 bis 20,0% Cr, 8,0 bis 12,5% Ni (und 2,0 bis
2,5% Mo) in Form von unstabilisiertem Stahlgruß und in Form von stabilisiertem Stahlguß, wobei der
Niob-Gehalt 8 X % C beträgt. Diese Stähle können gegebenenfalls auch Ferrit enthalten (siehe Anmerkung3
in Tafel 5 des StahleisenWerkstoffblattes 410-60). Der Stahlguß dieser Gruppe zeichnet sich durch gute
Korrosionsbeständigkeit aus. Die Korrosionsbeständigkeit ist besser als die der Stähle der Gruppen 1 bis 3.
5. Austenitische Chrom-Nickel-Molybdän-Sonder-
Die erhöhte Streckgrenze und Festigkeit dieser
•40 Stähle sind auf einen beträchtlich erhöhten Ferritgehalt zurückzuführen, der beim Stahl G-X 8 CrNi
26,7 etwa 50 und beim Stahl G-X 20 CrNi 24,8 etwa 30% beträgt.
Der Nachteil dieser ferritisch-austenitischen Stahlgußlegierungen besteht darin, daß sie — vor allem auch dann, wenn sie zusätzlich noch Molybdän enthalten — im Gußzustand wegen der bei der Abkühlung auftretenden Sigma-Phasen-Bildung äußerst spröde sind; sie unterliegen außer der Sigma-Phasen-Versprödung auch der 475°-Versprödung, so daß nach größeren Schweißarbeiten eine Wärmenachbehandlung zur Beseitigung der Versprödungserscheinungen in den Normalfällen angewandt wird. Bezüglich der Korrosionsbeständigkeit können die ferritisch-austenitischen Stähle gegenüber den austenitischen Stählen vor allem bei stark reduzierenden Angriffsmedien Nachteile aufweisen.
Der Nachteil dieser ferritisch-austenitischen Stahlgußlegierungen besteht darin, daß sie — vor allem auch dann, wenn sie zusätzlich noch Molybdän enthalten — im Gußzustand wegen der bei der Abkühlung auftretenden Sigma-Phasen-Bildung äußerst spröde sind; sie unterliegen außer der Sigma-Phasen-Versprödung auch der 475°-Versprödung, so daß nach größeren Schweißarbeiten eine Wärmenachbehandlung zur Beseitigung der Versprödungserscheinungen in den Normalfällen angewandt wird. Bezüglich der Korrosionsbeständigkeit können die ferritisch-austenitischen Stähle gegenüber den austenitischen Stählen vor allem bei stark reduzierenden Angriffsmedien Nachteile aufweisen.
Die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Stahlgußsorten der Gruppe 4 in
ihren mechanischen Eigenschaften so zu verbessern, daß eine höhere mechanische Belastbarkeit bei
mindest gleich guter Korrosionsbeständigkeit erreicht wird. Der Stahlguß soll ferner schweißbar sein; nach
dem Schweißen sollen Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion und gute Zähigkeit gegen
interkristalline Korrosion und gute Zähigkeitseigenschaften in der Übergangszone vorhanden sein, ohne
daß eine Wärmenachbehandlung erforderlich ist.
Die Erfindung besteht in der Verwendung einer austenitisch-ferritischen Stahllegierung, bestehend aus
maximal 0,07% Kohlenstoff,
maximal 2,0% Silicium,
1,0 bis 5,0% Mangan,
17,0 bis 26,0% Chrom,
8,0 bis 11,0% Nickel,
0,15 bis 0,30% Stickstoff,
0,05 bis 0,25% Niob,
Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen als Werkstoff für die Herstellung von rost- und
korrosionsbeständigem, ohne Wärmenachbehandlung schweißbarem Stahlformguß, in welchem der Ferritgehalt
des Gefüges durch die Höhe des Mangan- und Chromgehaltes auf 2 bis 7 oder 7 bis 15 oder
15 bis 25% und damit der Mindeststreckgrenzenwert auf 35, 40 bzw. 45 kp/mm2 eingestellt ist.
Die Erfindung sieht ferner vor, daß die erwähnte austenitisch-ferritische Stahllegierung anstelle von
8 bis 11% Nickel 10,0 bis 12,5% Nickel und 2,0 bis 3,0% Molybdän enthält und daß sie bei Temperaturen
bis —2000C verwendet wird.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Stähle weisen einen Ferritgehalt von mindestens 2% auf.
Durch entsprechende Wahl des Chrom- und/oder Mangan-Gehaltes kann der Ferritgehalt und damit
die Streckgrenze weiter erhöht werden. So ist beispielsweise bei einem Chromgehalt von 21,0 bis 23,5% bei
einem Mangangehalt von 2,0 bis 4,0% ein Ferritanteil von etwa 7 bis 15% zu erzielen. Bei diesem Ferritgehalt
kann eine Mindeststreckgrenze von 40 kg/mm2 gewährleistet werden.
Bei einem Chromgehalt von etwa 24 bis 26% und einem Mangangehalt von 1 bis 3% ist es sogar möglich,
einen Ferritanteil von etwa 15 bis 25% zu erreichen. Ein derartiger Stahl weist eine Mindeststreckgrenze
von 45 kg/mm2 auf. Die übrigen mechanischen Werte ergeben sich aus folgender Tabelle (Mindestwerte):
In der folgenden Tabelle sind die Legierungszusammensetzungen und die mechanischen Werte für
drei Stähle aus den vorgenannten Bereichen aufgeführt:
| Ferritgehalt | 2 bis | 7,1 bis | 15,1 bis |
| 7°/ ' /o |
15% | 25% | |
| Streckgrenze (kg/mm2) | 35 | 40 | 45 |
| Zugfestigkeit (kg/mm2) | 55 | 60 | 65 |
| Dehnung (%) | 25 | 25 | 25 |
| Kerbschlagzähigkeits- | 10 | 10 | 10 |
| werte (mkg/cm2) |
| C | Stahl 1 | Stahl 2*) | Stahl 3 | 0,04 | 0,04 | |
| Si | Chemische Zusammensetzung | 0,65 | 0,78 | |||
| Mn | in % | 2,80 | 1,24 | |||
| IO | Cr | 0,05 | 23,10 | 25,80 | ||
| Ni | 0,69 | 10,30 | 10,60 | |||
| Mo | 3,35 | 2,60 | 0,01 | |||
| N | 19,15 | 0,28 | 0,25 | |||
| 15 | Nb | 10,20 | 0,10 | 0,06 | ||
| Streckgrenze (kg/mm2) | 2,13 | 42,7 | 46,5 | |||
| Zugfestigkeit (kg/mm2) | 0,23 | 67,6 | 68,8 | |||
| Dehnung (%) | 0,15 | 32,5 | 35,0 | |||
| 20 | Kerbschlagzähigkeit | 38,9 | 17,1/ | 15,2/ | ||
| (mkg/cm2) | 60,3 | 18,6 | 21,7 | |||
| *) Nachgebrachtes Beispiel. | 27,0 | |||||
| 1,6/ | ||||||
| 25 | 18,7 | |||||
Die Wärmebehandlung für diese Stähle betrug 10500C mit anschließender Abkühlung in Wasser.
Die Beispiele zeigen die Erhöhung der mechanischen Eigenschaften an Stählen, von denen Stahl 1
nur etwa 4%, Stahl 2 etwa 11% und Stahl 3 etwa 18% Ferrit enthalten.
Die erfindungsgemäß zu verwendende Stahllegierung weist also eine wesentlich höhere Streckgrenze
und höhere sonstige mechanische Werte auf als die eingangs genannten Stahllegierungen. Die Korrosionsbeständigkeit
der erfindungsgemäß zu verwendenden Stähle ist mindestens so gut wie die der CrNi-
bzw. CrNiMo-Stähle der Gruppe 4. Die erfindungsgemäß zu verwendenden Stähle sind nach dem
Schweißen gegen interkristalline Korrosion beständig und besitzen gute Zähigkeitseigenschaften im Übergangsbereich
Schweißgut-Grundwerkstoff, ohne daß eine Wärmenachbehandlung erforderlich ist.
In den Normalfällen wird ein Gußwerkstoff mit etwa 10 % Ferrit angestrebt, in Sonderfällen — ζ. Β.
bei Salpetersäurebeanspruchung — ist jedoch der Chromgehalt an der unteren Grenze zu wählen, um
einen möglichst geringen Ferritgehalt zu erhalten.
Claims (1)
1. Verwendung einer austenitisch-ferritischen Stahllegierung, bestehend aus
maximal 0,07% Kohlenstoff,
maximal 2,0% Silicium,
1,0 bis 5,0% Mangan,
17,0 bis 26,0% Chrom,
8,0 bis 11,0% Nickel,
0,15 bis;.0,3*0% Stickstoff, /
0,05 bis: 0,25% Niob,
maximal 2,0% Silicium,
1,0 bis 5,0% Mangan,
17,0 bis 26,0% Chrom,
8,0 bis 11,0% Nickel,
0,15 bis;.0,3*0% Stickstoff, /
0,05 bis: 0,25% Niob,
Priority Applications (3)
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| DE1967ST026765 DE1558656B2 (de) | 1967-04-19 | 1967-04-19 | Rost- und korrosionsbestaendiger stahlguss |
| CH510868A CH492026A (de) | 1967-04-19 | 1968-04-05 | Austenitische Stahllegierung mit 2-25% Ferrit für rost- und korrosionsbeständigen, ohne Wärmenachbehandlung schweissbaren Stahlformguss |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1967ST026765 DE1558656B2 (de) | 1967-04-19 | 1967-04-19 | Rost- und korrosionsbestaendiger stahlguss |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1558656A1 DE1558656A1 (de) | 1970-06-04 |
| DE1558656B2 true DE1558656B2 (de) | 1976-10-21 |
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ID=7461117
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1967ST026765 Granted DE1558656B2 (de) | 1967-04-19 | 1967-04-19 | Rost- und korrosionsbestaendiger stahlguss |
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| JP2602015B2 (ja) * | 1986-08-30 | 1997-04-23 | 愛知製鋼株式会社 | 耐腐食疲労性、耐海水性に優れたステンレス鋼およびその製造方法 |
| DE102014217369A1 (de) | 2014-09-01 | 2016-03-03 | Leibniz-Institut Für Festkörper- Und Werkstoffforschung Dresden E.V. | Hochfeste, mechanische energie absorbierende und korrosionsbeständige formkörper aus eisenlegierungen und verfahren zu deren herstellung |
-
1967
- 1967-04-19 DE DE1967ST026765 patent/DE1558656B2/de active Granted
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1968
- 1968-04-05 CH CH510868A patent/CH492026A/de not_active IP Right Cessation
- 1968-04-19 FR FR1561700D patent/FR1561700A/fr not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1558656A1 (de) | 1970-06-04 |
| FR1561700A (de) | 1969-03-28 |
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Legal Events
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| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |