DE1608236A1

DE1608236A1 - Rostfreier Stahl

Info

Publication number: DE1608236A1
Application number: DE19681608236
Authority: DE
Inventors: Prodyot Guha; Richardson William Henry
Original assignee: Langley Alloys Ltd
Current assignee: Langley Alloys Ltd
Priority date: 1967-03-16
Filing date: 1968-03-18
Publication date: 1972-03-23
Also published as: FR1604981A; DE1608236B2

Description

ALLOYS LIMITED Station Road
Langley, Slough Buckinghamshire, England

Zusatz zum Patent (Anmeldung L 54083 VIa/40b)

"Hostfreier Stahl"

Der den Gegenstand der vorliegenden Erfindung "bildende korrosionsbeständige Stahl stellt eine Weiterentwicklung des Gegenstandes des Hauptpatentes ..........

(Patentanmeldung L 54083 Vla/40b) dar.

Als rostfreier Stahl werden üblicherweise solche Stahlsorten bezeichnet, die beträchtliche Mengen Chrom mit beträchtlichen Anteilen an Nickel oder ohne solche Anteile

209813/0268

DiPL-INC DIETER JANDER DR-INO- MANFRED BONINQ

enthalten, welche dem Stahl Korrosionsbeständigkeit in vielen Medien verleihen." Die am besten bekannten Stahl— Sorten dieser Kategorie sind solche, die 18% Ohrom, 10% Nickel und kleine Mengen Silizium, Mangan und Kohlenstoff enthalten. Solche Legierungen sind im wesentlichen austenitische Stähle, obwohl sie etwas Ferrit enthalten können, was vom Verhältnis Chrom zu Nickel abhängt. Sie sind zwar in hohem Maße korrosionsbeständig, aber im allgemeinen ist ihre Festigkeit gering, und sie können nicht durch Wärmebehandlung verfestigt oder gehärtet werden.

Zahlreiche Versuche sind gemacht worden, um rostfreien Stahl herzustellen, der durch Wärmebehandlung verfestigt oder gehärtet werden kann, und die erfolgreichsten Legierungen dieser Kategorie sind die sogenannten rostfreien martensitischen Transformationsstähle,welche etwa 14-18% Chrom und 3-8% Nickel zusammen mit anderen Legierungsbestandteilen, wie Silizium, Mangan und Kohlenstoff, enthalten. Derartige rostfreie Stahlsorten benötigen eine ziemlich komplizierte Wärmebehandlung, um eine hohe Festigkeit und Härte zu erreichen, und obwohl eine hervorragende Kombination von mechanischen Eigenschaften erreicht werden kann, ist die Korrosionsbeständigkeit im allgemeinen geringer als die der oben erwähnten nicht härtbaren austenitischen Stähle·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen rostfreien Stahl zu entwickeln, der eine bessere Korrosionsbeständigkeit besitzt als die oben erwähnten, nicht härtbaren austenitischen rostfreien Stahlsorten, und der fähig ist, bei Warmhärtung eine Härte und Zugfestigkeit zu erreichen, die vergleichbar ist mit dem oben beschriebenen rostfreien mart ens i tischen Transf carnations stahl.

- 3 209813/0268

DIPL-INC. DIETER JANDER DR.-INO- MANFRED SONINQ

Bine derartige Kombination von Eigenschaften, die bisher bei rostfreien Stahlsorten unbekannt war, ist außerordentlich wünschenswert für die Herstellung von Ausrüstungsgegenständen für die chemische Industrie, die Milchindustrie und die Schiffsindustrie sowie für alle Anwendungen, wo eine hohe Korrosionsfestigkeit, kombiniert mit großer Festigkeit und hoher Beständigkeit gegenüber Erosion und Abnutzung durch Scheuern und Reibung, wünschenswert ist. -

Die austenitischen rostfreien Stahlsorten, die I8P/0 Chrom und 10?6 Nickel enthalten, sind bekannt für ihre hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegenüber einer Vielzahl von korrodierenden Einflüssen, aber aufgrund ihrer vergleichsweise geringen Festigkeit und geringen Härte sind sie ganz unbrauchbar für die oben genannten Verwendungszwecke.

Durch Erhöhung des Ghromgehalts auf etwa 25% und Verminderung des Nickelgehalts auf etwa 5% wird eine beträchtlich härtere und festere Legierung hergestellt, die eine austenitische, ferritische Struktur.besitzt. Diese Legierung besitzt jedoch viele ungewünschte Merkmale im Vergleich zu den austenitischen rostfreien Stahlsorten} die schwerwiegendsten sind:

1.) sehr geringe Korrosionsbeständigkeit unter gewissen Bedingungen;

2.) obwohl die Zugfestigkeit beträchtlich höher ist, können die Duktilität und die Kerbschlagzähigkeit sehr gering und Fertigprodukte sehr spröde sein^

209813/0268

DIPL..INO. DIETER JANDER DR.-ING. MANFRED 1DNINQ

3.) ."beim Schweißen der Fertigprodukte können sehr spröde Schweißungen auftreten;

4.) Neigung zu Wärmerißbildung entweder, beim Gießen oder bei der nachfolgenden Wärmebehandlung.

Im folgenden wird gezeigt, daß die geringe Korrosionsbeständigkeit dieser Legierung mit 25% Chrom und 5$ Nickel beträchtlich verbessert werden kann durch Zusatz von Molybdän und Kupfer, wie die nachstehenden Beispiele ja und Jb zeigBn.

Beispiel a:

15,5 g schwere Probestücke einer 26,3# Chrom und 5,15% Nikkei enthaltenden Legierung lösten sich in 20 Stunden vollständig bei Tauchung in 30%iger Schwefelsäure bzw. 70%iger Schwefelsäure bei 60⁰C.

Beispiel b;

Probestücke einer Legierung folgender Zusammensetzung:

Chrom 25,5 %

Nickel 5,2 °/o

Molybdän 2,1 %

Kupfer 3,5 #

Silizium 1,6 %

Mangan 1,1 %

Kohlenstoff 0,0$ %

Rest im wesentlichen nur Eisen,

die etwa 20 g wogen, zeigten bei Prüfung unter ähnlichen Bedingungen hervorragende Korrosionsbeständigkeit.

209813/0268

D1PL.-INQ. PIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINQ

30% H₂SO₄ 70% ₂ "bei 6O⁰G bei 60°0

Gewichtsverlust in 24 Stunden: kein 0,16 g

Diese Kupfer und Molybdän enthaltende Legierung "besitzt eine beträchtlich verbesserte Korrosionsbeständigkeit, aber trotzdem kann die Duktilität der Prüfkörper nicht vorausgesagt werden und. sehr gering sein, wie sich bei der Messung der Dehnung eines Zugfestigkeitsprüfkörpers oder bei der Schlagfestigkeitsprüfung (Kerbschlagprüfung nach IZOD oder OHAHPX mit "V-förmiger Kerbe) zeigt. Bei Gußstücken besteht die Neigung der Wärmerißbildung während des Gießens oder der Wärmebehandlung. Es wurde auch gefunden, daß diese Legierung zur Rißbildung während des Schweißens bei Prüfung entsprechend dem Schweißtest nach der ASIM-Norm No. B369-61T neigte.

Wir haben nun gefunden, daß diese nachteiligen Eigenschaften dieser Legierung vollständig beseitigt werden können durch Einführung einer wesentlichen Stickstoffmenge, welche in einfacher Weise in die Legierung mittels einer hochprozentigen Stickstoff-Ferrochrom-Äusgangslegierung eingeführt werden kann.

Die Erfindung umfaßt somit Legierungen, deren Zusammensetzung sich in den folgenden Bereichen bewegt!

Chrom	23	-	30	*O/o*
Nickel	4	_	7	*O/o*
Molybdän	1	_	5	%
Kupfer	1	_	4	2 %
Silizium	o,	2	—	4 %
Mangan	o,	2	—	0,1 %
Kohlenstoff	o,	01		O.WTP/o
Stickstoff	0.	06

209813/0288 . - 6 -

DIPL.-INtJ. DIETER JANDER DR.-INO- MANFRED IDNINQ

Um jedoch, sicher zu steilen, daß die vorerwähnte vorteilhafte Wirkung des Stickstoffs zuverlässig erreicht wird, ist ein "bestimmtes Verhältnis von Chrom, Nickel und Stickstoff nötig, das folgenden Formeln entsprechen muß:

Chrom % , _ft «= pe

Nickel %

Nickel % + 200 χ Stickstoff % Chrom % -

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal der vorliegenden Erfindung muß die Zusammensetzung der Legierung so gewählt werden, daß bei graphischer Darstellung entsprechend den beigefügten Figuren 1 und 2, wobei Formel (1) auf der X-Achse der Darstellung aufgetragen und Formel (2) auf der X-Achse aufgetragen ist, die Werte der beiden Formeln (1) und (2) zusammengenommen in den Bereich fallen, der durch vier gerade Linien gebildet wird, die sich zwischen den Punkten A,B,C und D der Darstellung erstrecken, die die folgenden Koordinaten besitzen:

X Ϊ

A B C D

Die rostfreien Stahllegierungen der oben genannten Zusammensetzung sind sowohl für hochwertigen Guß als auch für die Herstellung von Gegenständen aus Schweißstahl geeignet. Um jedoch zu gewährleisten, daß die jeweils besten Legierungen für die verschiedenen Verwendungszwecke ein-

- 7 -209813/0268

3,8	3,72
6,25	2,96
6,25 .	1,1
3,8	0,74

DIPL.INC· DIETEK JANOER DR.-INQ. MANFRED BDNINQ

gesetzt werden, wird eine weitere Unterteilung gemäß der Zusammensetzung innerhalb des oben angegebenen breiten Rahmens vorgenommen. Die verschiedenen Legierungen können unter den folgenden Kennzeichen zusammengefaßt werden:

1. Legierungen, die einen Stickstoffgehalt von

0,06 - 0,40% entsprechend einer bevorzugten Zusammensetzung aufweisen und die für hochwertigen Guß geeignet sind. Sie besitzen eine hervorragende Duktilität, wie sich aus der Messung der Dehnung oder der Schlagzähigkeit ergibt (Beispiele 1-8 der Tabelle A).

2. Legierungen, die einen Stickstoffgehalt von 0,06-0,40%

entsprechend einer bevorzugten Zusammensetzung aufweisen· Sie sind geeignet für hochwertigen Guß und weisen bemerkenswerte Qualitäten hinsichtlich Festigkeit und Härte auf (Beispiele 9-13 der Tabelle* B).

3. Legierungen, die einen Stickstoffgehalt von 0,10-0,40% entsprechend einer weiteren bevorzugten Zusammensetzung aufweisen und für die Herstellung von Gegenständen aus Schweißstahl geeignet sind· Diese besitzen eine hervorragende Duktilität, wie sich bei der Messung der Dehnung oder der Schlagfestigkeit ergibt (Beispiele 31-36 der Tabelle D).

4.. Legierungen mit einem Stickstoffgehalt von 0,10-0,40% entsprechend einer weiteren bevorzugten Zusammensetzung. Diese besitzen bemerkenswerte Festigkeit und Härte (Beispiele 37-39 der Tabelle E).

Die Legierungen der Tabellen A, B und C wurden gegossen,

- 8 209813/0268

DIFl-ING. DIETER JANDER DR.-INC· MANFRED BDNINC

dann "bei 1120 C lösungsgeglüht, anschließend in Öl abgeschreckt und dann während 4 Stunden bei den verschiedenen, in den Tabellen angegebenen Temperaturen ausgehärtet.

Die Legierungen der Tabellen D, E, Έ und G wurden in Knüppel gegossen, dann heiß bei 900-1200⁰O zu Barren gewalzt, und anschließend folgte eine einstufige vierstündige Wärmebehandlung bei den verschiedenen in den Tabellen angegebenen Temperaturen.

Diese verschiedenen Legierungen und ihre Herstellungsmethoden werden im folgenden näher beschrieben.

Gußlegierungen

Legierungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind geeignet zur Herstellung hochwertiger Gußstücke, welche nicht gegen Wärmerißbildung während des Gießens oder gegen Härterisse während der Wärmebehandlung anfällig sind. Sie sind leicht schweißbar, und bei" Prüfung mit dem Schweißtest gemäß ASTM-Norm. No.B369-61T treten keine Risse auf.

Zugfestigkeitsprüfungen bestätigen dies, da die Prüfkörper eine größere Dehnung aufweisen als solche, die nicht absichtlich Stickstoff enthalten:

-9 -

COPY

209813/0268

DIFL.-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINC PATENTANWÄLTE

0?' a b e 1 1 β Ι

Beispiel c

ohne absichtliche Stickstoffzugabe

(bzw.in Mengen von unter 0,06% enthalten)

Chemisehe Zusammensetzunc

0,1% Zug-Prüffestig-

Or Ή± Mo Ou Si Mn G Zustand dehn- keit Del Beispiel _% _{o/o % %} %.-.%' %

kg/mm kg/mm

G	24,	9	5,	7	2,	51	3,	29	1	,31	o,	82	0	,06	gegos	58,	7	75	,6	3·
															sen
σ	24,	9	5,	7	2,	51	32	,9	1	,31	o,	82	0	,06	wärme—	74,	8	97	,8	8.
															behan
															delt

Beispiel d

mit absichtlicher Stickstoffzugabe

Chemische Zusammensetzung

3eispiel

Ni Mo Ou Si Mn 0

Zustand

0,1% Zug-

P-rüf- fe-

i- stig- j, keit ₂ ^m kg/mm

D	25,1	5,7	2,44	3,18	1,24	1,61	0,05	0,13	ge gos sen	46,3	82,7	2i
D	25,1	5,7	2,44	3,18	1,24	1,61	0,05	0,13	wär- mebe- hand.	71,7	100,5	2(

209813/0268

ORIGINAL INSPECTED

- 10

DIPL..INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINQ PATENTANWÄLTE 1 6 Ö 8 2 3 6

- 10 -

Eine bevorzugte, für die Herstellung hochwertiger Gußstücke geeignete Legierung besitzt eine Zusammensetzung, in der der Gehalt an Chrom, Nickel und Stickstoff den folgenden Formeln entspricht:

Chromgehalt 4 η - 5 2S Fickelgehalt ^'^{u 5}^-⁷

Nickelgehalt + 200 χ Stickstoffgehalt _n _nn ■*. aa Chromgehalt * 0,77-3,66

Unter der Voraussetzung, daß diese Formeln aufgetragen werden in Übereinstimmung mit Fig, 1, fallen ihre Werte in den Bereich, der begrenzt wird durch die geraden Linien, die die Punkte E, F, G und H der Darstellung in Fig. 1 verbinden. Sie besitzen die folgenden Koordinaten:

4,0	3,66
5,25	3,27
5,25	0,95
4,0	0,77

Έ F G H

Gußstücke dieser bevorzugten Zusammensetzung besitzen nach der oben erwähnten Wärmebehandlung eine 0,5%ige Streckgrenze von mindestens 63 kg/mm , kombiniert mit einer hervorragenden Duktilität, wie sich bei Messung der Dehnung bei der Zugfestigkeitsprüfung oder bei der Messung der Kerbschlagzähigkeit nach IZOD oder CHARPY mit "V-förmiger Kerbe zeigt. Solche Gußstücke können leicht geschweißt werden und geben hochwertige Schweißungen. Die Korrosionsbeständigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegen Spannungskorrosion ist erheblich, größer als die der austenitischen, rostfreien Stahlsorten, die oben erwähnt werden·

- 11 - .

209 813/0268

DITL₁-INO. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINC

- 11 -

Typische Beispiele für Legierungen dieser bevorzugten Zusammensetzung sowie die nach dem Guß angewandte Wärmebehandlung und die erhaltenen mechanischen Eigenschaften sind in Tabelle A wiedergegeben.

Legierungenjmit einem Verhältnis von Chrom zu Nickel zwischen 4:1 und 5»25*1» in denen die Chrom-, Nickel-, Molybdän- und Kupferanteile denen in dieser Beschreibung genannten ähnlich sind, sind bekannt. Wenn aber solche Legierungen nicht einen Stickstoffgehalt von 0,06% - 0,40% aufweisen, wie es die Erfindung vorschreibt, und die Nickel-, Chrom- und Stickstoffgehalte nicht derart gewählt werden, daß die Werte der Formeln (1) und (2) nicht in den Bereich falle^ der von den Linien begrenzt wird, die die Punkte der Darstellung Fig. 1 verbinden, so besitzen diese bekannten Legierungen die ungewünschten Eigenschaften, die weiter oben erwähnt wurden.

Bisher wurden derartige bekannte Legierungen immer folgendermaßen wärmebehandelt:

Erwärmung bis auf 112o°G, Abschreckung in einem geeigneten Medium, z.B. Qi oder Wasser, anschließend 3-4stündige Härtung bei ⁰

Diese Wärmebehandlung hat solche bekannten Legierungen zur Folge, die gute Zugfestigkeitseigenschaften aufweisen, aber die Kerbschlagzähigkeit, gemessen nach IZOD oder OHARPI mit "V'-Kerbe, ist sehr gering (siehe Beispiele 16-18 der Tabelle 0). Außerdem neigen derartige bekannte Legierungen zu Härterissen während der Wärmebehandlung. Demgegenüber wei- · sen die Legierungen der Tabelle A keinen derartigen Nachteil bei der unten beschriebenen Wärmebehandlung auf.

209813/0268 V ~ ¹² "

DIFL.-INQ. PIETER JANDER DR.-INO. MANFRED BONINO ,,_β PATENTANWÄLTE | 0 0 O Z 3 0

-12 -

Eine -weitere bevorzugte Legierung, die geeignet ist zur Herstellung hochwertiger Gußstücke, besitzt eine Zusammen setzung, in der die Chrom-, Nickel- und Stickstoffgehalte den folgenden Gleichungen genügen:

Ohromgehalt c oc c q Nickelgehalt ⁵'²⁵ " ⁵»⁹

ITi ekel κ ehalt + 200 χ S ticks toff gehalt _n - Chromgehalt ^{= υ}

Aber das Verhältnis der Nickel-, Chrom- und Stickstoffgehalte muß so beschaffen sein, daß beim Auftragen der Formeln (l) und (2) in Fig. 1 ihre Werte in das Gebiet fallen, das von den geraden Linien begrenzt wird, die die Punkte F, I, J und G der Fig. 1 verbinden, bzw. die folgende Koordinaten haben :

5,25	3,27
5,9	3,06
5,9	1,05
5,25	0,95

Gußstücke aus Legierungen dieser bevorzugten Zusammensetzung besitzen eine hervorragende Kombination von Eigenschaften, wie aus den Beispielen 9-13 in Tabelle B ersichtlich ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die Legierung der vorstehenden bevorzugten Zusammensetzung eine hohe Festigkeit aufweist, und zwar über 71 kg/mm (0,5% Prüfdehngrenze), und daß sie sehr vorteilhafte Zugfestigkeitseigenschaften aufweist, wie insbesondere die Dehnung zeigt.

- 13 209813/0268

DIPL.INO. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BDNINQ

- 13 -

Legierungen, die der Formel (l) genügen, a"ber nicht der Formel (2) und welche nicht genügend Stickstoff enthalten, sind extrem brüchig, wie der Dehnungswert im Zugversuch zeigt, siehe Beispiel 19 in Tabelle 0.

Wie der Tabelle B ferner entnommen werden kann, besitzen Gußstücke mit der genannten bevorzugten Zusammensetzung nach Wärmebehandlung gemäß der vorliegenden Beschreibung eine Brinellhärte unter 300 sowie hohe Streckgrenze, hohe Zugfestigkeit und gute Duktilität, kombiniert mir hervorragender Korrosionsbeständigkeit. Trotz der erhöhten Festigkeit und Härte, welche auf den höheren Chromgehalt und die Methode der Wärmebehandlung zurückzuführen sind, gewährleistet der zusätzliche Stickstoff, daß sie nicht anfällig für Wärmerißbildung, während des Gießens oder für Härterisse während der Wärmebehandlung sind.

Im Hinblick auf die gesamte bevorzugte Zusammensetzung gemäß der Erfindung, die zum Gießen bestimmt ist und die- ein großes "Verhältnis von Chrom zu Nickel aufweist, ist es besonders wichtig, den Stickstoffgehalt so zu erhöhen, daß der Wert der Formel (2) oberhalb der Linie GJ der graphischen Darstellung liegt. Wie Beispiel 19 zeigt, ist das Verhältnis Chrom/Hickel 5»5 und genügt Formel (l), aber der Stickstoffgehalt beträgt nur 0,07. Somit ergibt sich ein Wert für Formel (2), der geringer ist als der oben genannte, und demzufolge ist die Duktilität, ermittelt aufgrund der Dehnung und Kerbschlagzähigkeit, sehr klein.

Herstellung der Legierung in gegossener Form

Wie bereits erwähnt, ist die erfindungsgemäße Legierung besonders geeignet für hochwertigen Guß.

Die Legierung wird zuerst geschmolzen nach einem der

209813/0288.

DIPL..INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINQ

■bekannten Stahlschmelzverfahren vorausgesetzt, daß alle notwendigen Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden, um zu gewährleisten, daß die Schmelze den oben genannten Stickstof fan teil enthält.

Nach dem G-uß in eine Sandform wird die Legierung folgendermaßen wärmebehandelt:

(a) Lösungsglühen durch eine Erhitzung auf eine Temperatur zwischen IO5O und 1200⁰G, anschließend wird in Öl oder Wasser abgeschreckt.

(b) Hierauf folgt die Aushärtung im Temperaturbereich von 480 - 560⁰O während üblicherweise 3-5 Stunden und vorzugsweise 4 Stunden bei 500 0.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Beispiele 10 - 13 der Tabelle B zeigen, daß höhere Schlagzähigkeitswerte durch Modifizierung der Aushärtungstemperatur bei Legierungen erreicht werden können, die ein Chrom/Nickel-Verhältnis ober* halb von 5s 25 besitzen. Diese besondere Wirkung der Modifizierung der Aushärtungs temperatur wird jedoch nicht bei Legierungen gefunden, die sonst ähnlich sind, aber einen geringeren als den oben angegebenen Stickstoffgehalt aufweisen (siehe wiederum Beispiel 19 der Tabelle 0).

Die Beispiele 9-13 zeigen jedoch, daß die Verbesserung der Duktilität durch Wärmebehandlung bei höheren Temperatuisn von einer geringen Verminderung der Härte und Festigkeit begleitet wird.

Die Legierung in Form von Schweißstahl

Die Erfindung bringt auch bemerkenswerte Vorteile, wenn

209813/0268

- 15 -

DIPL.-INQ. PIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINQ PATENTANWÄLTE j Q 0 8 2 3 6

die Legierung für die Herstellung von hochwertigen Schweißstahl-Produkten verwendet wird. In diesem lalle sollte der Stickstoffgehalt 0,1 - O,4% "betragen.

Tabelle G enthält Beispiele von Schweißstahllegierungen, denen Stickstoff nicht absichtlich zugesetzt wurde bzw. die weniger als 0,1% Stickstoff enthalten.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei allen Beispielen 42 - 51 die Schlagzähigkeitswerte nach IZOD niedrig sind, und in den meisten Fällen liegen sie unter 1,38 kgm.

Die Tabellen D, E und F zeigen erfindungsgemäße geschweißte Stahllegierungen, die folgende Zusammensetzung haben:

Chrom	23.0 % -	30,0 %
Nickel	4,0 % -	7,0 %
Molybdän	1,0 % -	5,0 %
Kupfer	1,0 % -	4,0 %
Silizium	0,2% -	2,0 %
Mangan	0,2% -	4,0 %
Kohlenstoff	0,01% -	0,1 %
Stickstoff	0,10% -	0,4 %
Eisen	Rest (aus	Kenommej

meidbare Verunreinigungen)

und worin der Chrom-, Nickel- und Stickstoffgehalt den folgenden Formeln genügt:

C¹) Chromgehalt χ α c oc Nickelgehalt ^'^ö " ^o»°

(2) Nickelgehalt + 200 χ Stickstoffgehalt « ο 74 3

Chromgehalt ' ^yf

■ - 16 209813/0268

DIPL..INQ. DIETER JANDER PR.-INQ. MANFRED BONINC _ PATENTANWÄLTE | V ü B Z 3

- 16 -

Wer,den die beiden Formeln in der beigefügten graphischen Darstellung Fig. 2 wiedergegeben, wobei Gleichung (l) ' auf der X-Achse und Gleichung (2) auf der X-Achse aufgetragen werden, so fallen die Werte der zusammengenommenen Gleichungen in den Bereich der Darstellung,der von vier graden Linien begrenzt wird, die sich zwischen den Punkten A, B, O und D erstrecken. Diese besitzen folgende Koordinaten :

3,8	3,72
6,25	2,96
6,25	¹I.¹
3,8	0,74

A
Ei
C
D

In einer weiteren erfindungsgemäßen Legierung bevorzugter Zusammensetzung werden der Chrom-, Nickel- und Stickstoffgehalt entsprechend den folgenden Formeln gewählt:

Chromgehalt j, _n - _ot-Nickelgehalt ~ ' " ^»^

Nickelgehalt + 200 χ Stickstoffgehalt , _no -z cc Chromgehalt ^{= 1>12} " ³'⁶⁶

Dabei werden der Chrom-, Nickel— und Stickstoffgehalt so gewählt, daß bei Wiedergabe der genannten Gleichungen in der Darstellung Fig. 2 die Werte der beiden zusammengenommenen Gleichungen in den Bereich der Darstellung fallen, der begrenzt wird von vier geraden Linien, die sich zwischen den Punkten E, F, L und M erstrecken; diese besitzen die folgenden Koordinaten j

- 17 -. 209813/0268

DIPL-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINQ

- 17 -

4,0	3,66
5,25	3,27
5,25	1,32
4,0	1,12

j? L

Es sei darauf hingewiesen, daß-die Legierungen 30 - 36 der Tabelle D gegenüber den in der Tabelle G dargestellten erheblich verbesserte Schlagzähigkeitswerte nach IZOD oder CHAEPY besitzen. Weiterhin besteht ein bedeutender Unterschied zwischen den beiden Tabellen darin, daß die Legierungen der Tabelle D einen Stickstoffgehalt von 0,15 - O aufweisen, wogegen die Legierungen der Tabelle G- einen Stickstoffgehalt von 0,05 - 0,08 besitzen.

Die Legierungen der Tabelle D zeigen auch eine beträchtliche Verbesserung der durch Dehnung gemessenen Duktilität im Veig}.eich zu den Legierungen der Tabelle G.

Bei den Legierungen der Beispiele 40 und 41 der Tabelle F beträgt der Stickstoffgehalt 0,1 bzw. 0,11 % und die Verbesserung der Schlagzähigkeitswerte nach IZOD oder GHATlPT ist aufrechterhalten, aber weniger ausgeprägt.

Beispiel 36 der Tabelle D und Beispiel 41 der Tabelle J? zeigen, daß die Schlagzähigkeitswerte nach IZOD durch vierstündige Wärmebehandlung bei 525°G bedeutend erhöht werden können. Keine entsprechende Erhöhung wird bei den Legierungen der Beispiele 43 und 47 der Tabelle G beobachtet. Beispiel 46 zeigt zwar eine Verbesserung, die durch Wärmebehandlung dieser Legierung erhalten wurde, die Sehlagzähigkeit ist aber hoch gering.

- 18 209813/0288

DIPL.-INO. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINQ

- !PATENTANWÄLTE I 6 O O 2 3 O

- 18 -

Eine weitere erfindungsgemäße Legierung, die für die

Herstellung von Produkten aus Schweißstahl vorgesehen ist,

besitzt eine Zusammensetzung, derzufolge die Chrom-,

Nickel- und Stickstoffgehalte den folgenden Formeln genügen :

Chromgehalt ς oc c oc Nickelgehalt " ^?»° " ^ö'°

Nickelgehalt + 200 χ Stickstoffgehalt -, -,_o -, _οπ Chromgehalt " J·»^-^/

Die Chrom-, Nickel- und Stickstoffgehaltß werden so gewählt, daß, wenn die beiden Gleichungen in der graphischen Darstellung Fig. 2 wiedergegeben werden, wobei Gleichung (l) auf der X-Achse und Gleichung (2) auf der X-Achse aufgetragen wird, die Werte der beiden zusammengenommenen Gleichungen in den Bereich der Darstellung fallen, der durch 4 gerade Linien begrenzt wird, die sich zwischen den Punkten F, B, N und L erstrecken. Diese haben folgende Koordinaten :

F B

5,25	3,2?
6,25	2,96
6,25	1,48
5,25	1,32

Beispiele für die Legierungen entsprechend dieser bevorzugten Zusammensetzung werden in Tabelle E gegeben. Es sei bemerkt, daß die Legierungen der Beispiele 37 - 39 eine hervorragende Eigenschaftskombination besitzen, zusammen mit einer Brinellhärte oberhalb von 300. Diese Legierungen besitzen ein Chrom-Nickel-Verhältnis (gemäß Formel (l) ) oberhalb von 5,25 und sind deshalb mit den Beispielen

20 9813/0268 -19-

DIPL.-INC DIETER JANPER DR-IN(J. MANFRED BONINC

- 19 -

48-51 der Tabelle G zu vergleichen. Die Legierungen der Beispiele 37-39 besitzen größere Duktilität als die Legierungen der Beispiele 48-51· Ein bedeutenderer Vorteil liegt jedoch in der hervorragenden Kombination von Prüfdehngrenze und Duktilität der Legierungen der Beispiele 37-39· Diese Legierungen sprechen auf Wärmebehandlung an, und wie in Beispiel 39 gezeigt wird, wird die Duktilität -gemessen durch den Schlagzähigkeitswert nach IZOD- beträchtlich durch vierstündige Wärmebehandlung bei 525°0 gesteigert, allerdings auf Kosten einer geringen Verminderung der Härte und Festigkeit, welche praktisch unbedeutend ist.

Verfahren zur Herstellung der Legierung für Produkte aus Schweißstahl

Die beschriebene Legierung kann nach einem der bekannten Stahlschmelzverfahren geschmolzen werden. Vorzugsweise sollte sie in elektrischen Öfen, z.B. Lichtbogenofen oder Induk tionsöfen, in Luft oder unter inerter Atmosphäre geschmolzen werden. Die Legierung kann auch im Vakuum geschmolzen werden, sowohl im Induktionsofen als auch im Lichtbogenverfahren mit sich auflösender Elektrode, aber in diesem Fall müssen alle Vorkehrungen getroffen werden, um den notwendigen Stickstoffanteil der Legierung zu gewährleisten.

Nachdem auf diese Weise eine erfindungsgemäße Legierung hergestellt worden ist, kann sie in Barren mittels jeder üblichen Methode gegossen werden, andernfalls können auch Knüppel jeden gewünschten Querschnitts durch kontinuierliches Gjfeßen hergestellt werden.

- 20 209813/0268

DI PL.-1 NO. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BDNINC

- 20 -

Wir haben gefunden, daß auf diese Weise hergestellte Barren oder Knüppel leicht in der Wärme nach allen üblichen Verfahren in einem weiten Temperaturbereich von 900-120O⁰C bearbeitet werden können, z.B. durch Schmieden, Walzen oder Extrusion. Dies ist eine zusätzliche Verbesserung gegenüber den- vollständig austenitischen rostfreien Stählen, die einen beschränkteren Temperaturbereich der Warmbearbeitung besitzen und ziemlich anfällig für Rißbildung während dieser Warmbearbeitung sind.

Eine hervorragende Kombination von Eigenschaften kann ohne nachfolgende Wärmebehandlung erreicht werden, da die Zugfestigkeitseigenschaften im warmbearbeiteten Zustand -in den folgenden Bereich fallen:

2 0,5 % Prüfdehngrenze 55 - 79 kg/mm

Zugfestigkeit 87 -102 kg/mm² Dehnung 20 - 50%

Brinellhärte 260 - 300,

kombiniert mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit.

Wenn diese Produkte aber eine besonders hohe Festigkeit oder Härte aufweisen sollen, können sie einer einstufigen Wärmebehandlung (Aushärtung) unterworfen werden, die in einer Erhitzung auf 4-00 - 600° 0 besteht.

Danach besitzen die Produkte folgende mechanische Eigenschaften und Härtewerte:

0,5 % Prüfdehngrenze 71 - 94 kg/mm² Zugfestigkeit 94 -126 kg/mm² Dehnung 15 - 40%

Schlagzähigkeit nach IZOD 2,4 - 9,7 kgm Brinellhärte 270 - 35O.

209813/0268 -21-

DIPL.-INO- DIETER MNDER DR.-INQ. MANFRED BONINC

- 21 -

Nach, der Warmbearbeitung durch Schmieden, Pressen, Wälzen, Extrusion oder ein anderes Verfahren kann das geschweißte Produkt auch durch !lösungsglühen "behandelt werden, wobei es auf eine Temperatur von 1050 - 120Q⁰C erhitzt wird und anschließend in Wasser, Öl oder durch schnelle Abkühlung in Iiuft abgeschreckt wird.

Nach der Behandlung durch Lösungsglühen kann das Material ausgehärtet werden, wobei es wieder auf 400 - 600⁰C erwärmt wird. Danach werden folgende mechanische Eigenschaften erhalten:

0,5 ^ü/o Prüfdehngrenze 71 - 94 kg/mm² Zugfestigkeit 94 -126 kg/mm²

Dehnung 15 - 40%

Schlagzähigkeit nach IZOD 2,4 -9,7 kgm Brinellhärte 270 - 35O.

Nachdem die heißgewalzten Produkte, welche in J?orm von heißgewalzten Blechen, Bändern oder Stäben vorliegen können, dem Lösungsglühen unterworfen worden sind oder durch Luft schnell nach einer Warmbearbeitung abgekühlt worden sind, können sie anschließend in beträchtlichem Ausmaß kalt durch Yifalzen,- Ziehen oder eine andere übliche Kaltbearbeitungsmethode bearbeitet werden.

Derartige kaltbearbeitete Produkte können folgende typische Eigenschaften beim Zugversuch aufweisen : .

0,5 % Prüfdehngrenze 110 kg/mm

Zugfestigkeit 116,5 kg/mm²

Dehnung 12 %

Reduktion der Fläche 40 %

- 22 209813/02 6 8

DIPL.-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINC

- 22 -

Diese Eigenschaften können jedoch weiter verbessert werden, indem man das kaltbearbeitete Produkt einer Aushärtungsbehandlung im Bereich von 350 - 55O⁰C unterwirft, nach der die folgenden Eigenschaften erreicht werden können:

0,5 % Prüfdehngrenze 126 kg/mm²

Zugfestigkeit 137 kg/mm²

Dehnung 12 %

Reduktion der Fläche 52 %.

Der hohe Chromgehalt, kombiniert mit einem vergleichsweise geringen Nickelgehalt der Legierungen gemäß der Erfindung, führt zu einer etwas geringeren Dichte im Vergleich zu den meisten früheren austenitischen Stählen und Nickellegierungen. Diese Eigenschaft in Kombination mit einem hohen Elastizitätsmodul und hoher Prüfdehngrenze führt zu einer Legierung, die einen hohen spezifischen Elastizitätsmodul und eine hohe spezifische Prüfdehngrenze besitzt. Die Legierung ist deshalb geeignet für alle Anwendungen, die ein großes Verhältnis von Festigkeit im Verhältnis zum Gewicht erfordert, kombiniert mit einem hohen spezifischen Elastizitätsmodul und hervorragender Widerstandsfähigkeit gegenüber Korrosion und Spannungskorrosion.

Trotz des vergleichsweise hohen Ferritgehalts dieser Legierung liegt die magnetische Permeabilität des Endproduktes im Bereich von 3-4. Die Legierung ist folglich für viele sogenannte nichtmagnetische Anwendungen geeignet, die ein Material hoher Festigkeit erfordern.

DJ:DRM:KK

209813/0268

T ft b w 1 1 a A

GuBfltUoke

Chemische

■ $

Ni
*

s°

Zuaammeneetzung

Si
*

in

C

0,10

{Mil

>Ni+200
■JGx*

Wärmebehandlung 0,5^Prül
(ül«in Oi abgeschreckt) Idehn-
grenze
kg/mm

101,0 28,0
93,0 28.0
92,2 : 32.0

Sohlag-
lähigkeit
nach Izod
kga

1.0

1120°C,öl+4 ^M 475 C 75,5
112O°C_fÖl+4 « 500°C 72,5
112O⁰GlOl+! ^w 55O°O ^4,5

97,6 26.0
93,9 3O.0
8öj6 ' 28.0

1,66
5,94
6,36

24.0

6.0

2.7B

Ou
*

1,21

1.33

0.05

0.25

4.0

-,-Zug- Deh-

3,87

1.0

U20°C,Ül+4 " 475°ö J69,3
1120°C,Öl+4 " 500°C )72,5
1120 0,01+4 ». 525 0 _{69,3

98,8 B,o
86,6 ! 20.0
83,5 I 23.0

2,21
7,75
8,57

25.9

5.8

2.6:

3.29

1.29

i.a

0.05

0.24

4,45

ic8 wig—nung
kelt ₀
kg/mm^ %

2,35
6,64
8,15

!

2,21
4⁶:l2²

2Si 2

5.65

2.24

3.6

1.28

2.37

0.06

0.10

4.45

1.1 1120°C,öl+4 Std.500°C 59,8 94,5 : 33.0

,2.12 1120°C,ül+4 " 475°C 72,5 99,2 29.Ol 3,04
1120°C,Öl+4 " 500®C 67,7 94,5 31.018,15
U20°C,öl+4 ^w 525 C 63,0 91,3 37.0^; 8,30

2,38 c
3,46 α
4,15 κ

25JL

5.7

2.44

3t72

1.24

1.61

0.05

0.13

2.16 1120°0,ϋι+4 « 475°C ,74,0
1120°C,Öl+4 ⁿ 500% :67,7
U2O°C,Ül+4 ^H 525 ⁰O. 64,6

4.4 1.08 1120°C_tÖl+4 " 475°0 72,5 98,5 23.Oj

σ

25*5

5.4
■

2.57

3.18

1.2

1.15

0.06

0.10

4.7 1.23 U20°Ö,öl+4 « 475?C 74,0 101,0 20.0
1120°C,Öi+4 " 500°0. 74,0 97,6 26.0
1120°C,Öl+4 " 525 C 69,4 89,8 22.0

24.7

4.9

2.2

3.5

1.4
j

3.0

0.07

0.10

5.0 1.0 .1120°C_fÜl+4 " * 475?C 67,7 96,1 26.0
1120°0,ϋΐ+4 " 500°C 66,2 , 96,1 26.0
1120°C,Öl+4 ^w 525⁰O 63,0 85,0 35.C

2* 2

5.1;

1.9

3.4

1.64J1.1
]

0.04

0.10

5·°.

25.0

4-9 j

2.3

3-29

1.5 jl.2
i
S

0.06

5.0

0.6:

j

-

209813/0268

Tabelle Gußettioke

Γ-Vj Chemische Zusammensetzung ^jj^Cr j Hi Mo ! Cu 'Si Mn :C

Wärmebehandlung

(öl«in Öl abgeschreckt)

+20Ox

O.ß&Prüf. dehn-

grenze

Zug- Deh- Schlag-Br festig-nung *ähig~ ne

keit .

kg/mm*

keit nach Iz od

kgm

9

28.6

5.3

2.1$

3.18

1.24

1.99

0Λ4

0.25

5.4

1.9

1120°C,Öl+4 i
1120°C,ül+4
1120°C,Ül+4

Std
M
Il

.475°C
500⁰C
525⁰C

89,8
75,6
75,6

115,0
100,8
94,5

15
25
26

0,83
1,80
3,87

3
3
2

10

25.8

4.6

1.9

3.18

1.15

1.18

0106

0.12

5.6

1.1

1120°C,öl+4
1120⁰C,01+4
1120°C,Öl+4

η
η
π

475ßO
500⁰C
525⁰C

80,3
75,6
72,4

102,4
96,1
91,3

17
19
25

0,69
0,97
2,38

3
3
2

11

28.3

4.9t
j

2.0

3.0

1.6

2.84

0.05

0.13

5.8

1.09

1120⁰C,Öl+4
112O⁰C ül+4
1120°C,Cl+4

η
η
η

475°C
. 500⁰C
525⁰C

92,2
80,3
78,7

115,0
102,4
96,1

β,
19.
18.

0,69
1,11
2,38

3:
3

12

26.8

4.6

1.97

3.05

1.17

1.21

0,05

0.12

5.8

1.06

1120°C,Ül+4
1120°C,Öl+4
1120°C,öl+4

η
Il
η

475°C
5OO0C
5250C

88,2
78,7
74,0

110,2
98,5
92,9

20.
16.
19.

0,69
1,11
1,94

3;
y
ζ

13

26.7

4.6

1.97

3.05

1.17

1.21

0.05

0.13

5.8

1.14

1120°C,ül+4
112O°C,öl^4
1120°C,öl+4

η
W
W

475°C
500⁰C
525⁰C

88,2
78,7
74,0

110,2
98,5
92,9

16.
16.
19.

3'.
3<
2!

„Ο
.0
.0

.0
.0
.0

O
O
Q

O
O
O

ro

__ ο Q co

f"" OO

CO

CD O OO K) OJ CD

Tabelle C Gußstücke

Chemische Zusammensetzung

Eel- «„

Ni M₀ Cu ;Si IMn

N2

f Cr

irmebehandlung

3l» in Öl abgeschreckt)

0.5# PrüfrZug- Dehdehngrenzefestigj-nung
kg/war kei.t

18 23.6 4.75 1.9 4.0 1.3 \ 1.09 0.08 O.O3 5.0 ^: 0.45 1120"C,0l+4 " .,

\ 112O⁰C,01+4 » 525⁰C

! 75,6
74,0

kg/i

nun

Se] zäl ke

96,1
89,8

	"23.	0	6	.8	2,3	3.9	1.3 j	1	.0910.	03	CUP 3,	.35	1	.15	112O⁰C,01+4 Std	.50O⁰C ·	I	88,2	36.0 \|.
14		9	5	.7	2.5 *	5.. 29	1.31	0	.82jO.	06	Ο.Ο34	.35	.0	.468	1120°C,öl+4 «	475°C	j 55,1 i	99,2	10.0 j t
1\	24.	9	5	.5	2.5	3.29	1.3	0	.09,0. I	04	O.Ö54	.5	O	.62	1120⁰C ,01+4 " 1120°C,Öl+4 » 1120°C,Öl+4 »	475°C 50O⁰C 525⁰C	>75,6	95,5 89,0 84,5	7.0 SO, 15.0 ■; 1, 18.0 j 2,.
16	23-	5	4	.75	2.2	0.2	1.3 i	1	.1 ίΟ. j	08	OJO34	.9	O	.46	112O⁰C,Ö1+4 " 112Q°C,Öl+4 " 1120°C,ül+4 ⁿ	50O⁰C 525⁰C	I 59,8 I 61,4 I 61>4	85,0 80,3 74,0	IR.0 j I₁ 18.0 ί1, 21.0 !3,
17																j 64,6 66,1 ! 63,0

18.0 ; 1, 20.0 |3,

1^27.0 4.9 2.2 3.0 1.0 1.0 0.04 0.075,5 0.7

1120°C,Öl+4 ^M 475⁰C

1120⁰C, 01+4 " 500⁰C j 81,9

1120°C,Öl+4 « 525⁰C , 80,3

593-1 keine! 0,

96,1
^f94,5

4.0 ; 0,

5.0 UI

209813/0288

Tabelle D Heiß gewalzte Barren

Bei-Bpiel

Chemische Zusammensetzung

Mo ί Cu :Si

I N

■2

Wärmebehandlung 0.5#Prüf- Zug- Deh- Schlagzähigkeit nach Izod

kgm

kg/

keit

31	• 23.9	,5.2,	2.2	1.5	^.45	O.33	I.09;	0	.©j	0.	39	4.6^:	3.45 j	4	Std.	500⁰C.	82,	VJl	105,2	1 36.0	8^5,9,82,1:	40,!
32	24.8		2.48'	I.75O.52;	0.52	I.30	0	.08 !	0.	17	4.35	1.6	4	Il	5UU⁰C.	83,	5 j	102,4	26.0	5,12,5,	08,;
33	25,2	5.8:	1.98	2.31	0^5	1.12	0		O.	20	4.35	1.82	4	!1	500⁰C.	84,	8	102,0	3O.O	4,70,6,	,92,
34	25.4	5.2	2.3O	1.67	0.61	1.48	0	.07	ü.	27	4.89	2.3	4	K	500⁰C.	75,	6	100,8	; 3O.O	9,25,10	15,1 36,ί
35	25.5	5.5	2.85	2.08	1.79	0	.08	0.	15	4.65	1.4	4 4 4	11 Jt It	475⁰C 525⁰C!	85, 83, 77,	6 8 8	103,9 99,5 96,0	, 28.0:8,15,8, 33.015,67,3, 23.0;8,30,8,	90,: 78 ' 12 <
36	26.0	5.0	2,58	1.98	1.18	0	.06	0.	38	5.2	3.12	4 4 4	tt It It	475⁰C 500°C. 525°C .	88, 85, 80,	7 ' 2 5	108,1 106,0 102,0	30.0;2,63,2, 37.0:5,53,6. 32.0 8,72 9,

20981 3/0268

Φ φ

•Η	U
U	*'JA*
m	Xi
- ι	*. . . .*
OD	I
CS	CO
H	*τΗ 4 «C] ¹O**
Λ	W-H O O
O	:oj Φ 03 M
CQ
	«50
I	(^
	»3
Φ
	I
	ÖD CM
	■Η S
I	+>·♦» a
	C) Φ W
ISI	*ΉΜ M*
	Φ
I	«ι
«Η
•Τ«	Φ
U	KM

H •ο O

Xi

ο ο

U-H

CM

N •I» Φ α O Φ β

Φ XX O U

φ ο

CS

CM KN

CTiOJ OH

VO CVI

CTN

KN

O H

O O O O UN

•β

CO

H CM VO

UN VO

VO O

CM

H ON

CM

CM H

» CM

co

CM

f-KN

CM KN	-i O ON *IN KNCM**
q	"■> «k CO COOOKN KNKtOO
H	HHCMCVI
ONKN	■«ί vo ^a-CM ο CM VO ONKNVO
OH	H H UNf-f-
O	OOO
f CM	OHO KNKNKN
	UNKNKN
118,	t»UNO ooo
UN	UNUNKN
UN O H	ONVOO OO CO CO
O °o O UN	ooo ooo UNO UN t-O CNI ^j-UNUN
E	sec
UN 00	VO
H	H
KN	UN
0.23 5.	0,215.
UN O	O H
O*	O*
1.33	1.52
ON KN	VO UN
O*	O
CO ON	UN t-
H	β H
Ö	t- KN
CM	CM
CM UN	4.8
ω	KN
CNl	VO CM
ω KN	ON KN

160823

209813/0268

ORIQtMAL INSPECTED

ι to l

Od «5

ΗΉ4»

ΑΑΉ Ö

o :cd φ bo

CO KMM

Xl

(U CVI

ÖD© O tu

iSj φ N

U3 Φ

• Φ to O OM

tu

.a φ

:cd

ο
O

CM

α)

4»	co
η
I i	O
3 a Γ»	O
Xt O O ■Η	Ti
φ Xi O	U O

Φ

Φ Pl

w ιο

CTVtOVO

CVJCVJ CVJ

ITv

er»

O O

ir»

CO

H O

ro ο

IfV

CM IfV

IfV VO

CVJ

CVJ

O vo

H CVJ

HCVJIOCTvcrvOJCrvHCO

HHrHHHCVJ

O O O

CO
CVJ

CVI

cn

IfV

IfV IfV

H H

IfV CVt

cm

CVJ

co

■<*- to

O O

H H

CM

O CM

CVl

H CTs

O O

IfV

trv

er»

ο ο in

CM

098 13/0 268

T λ b β 1 1 β G Heiß gewalzte Barren

Cheaiache Zusammensetzunc

ei pie	I Cr j	8	6.	Hi *	.65	>	Ud.	1	Cu *	O	O	Si *	1	Mn· *	0	C	Sl	5	45 'S j	0,67	Wärmebehandlung	Std	.500⁰C.	; 0.5# PrUfJ dehngsenze kg/mnr [	Zug- ' festig keit ρ kg/mm	Deh nung	Schlag zähigkeit naoh Izod kgm	ei	2« 5i 82
2	23.	5 .	05	.8	.2	.32	1		O	.49	1	.30	0,	.05	O.O5 3.		0.78	4.	II It It	475°C : 500°C. 525 C.	92,0	103,2	22.0	0,83,0,83,0,	83 91 13	6S
3	25.	9	5.05	.5	2	.64 ι	2	.86 O	O	.96	1	.91	0	.08	" 2üüj		0.79	4 4 4	It It Il	475Ϊ0 ₅00°C 525⁰C	103,8 91,8 90,5	118,4 105,2 103,8	18.0 20.0 20.0	0,55,0,55,0, 0,55,0,83,0, 0,83,0,97,1,	0,41,0,55,055 0,69,0,83,0,91 1,54,1,80,1.9^	5«
•4	24.	7	5«	.05	' 2	.64:	2	.86 : O	' O	.55	1	.21	, 0	»05	94	.3	0.77	4 4 4	η η H	475⁰C 500°C 525⁰C	96,0 88,8 79,7	108,7 , 102,2 •30,5 -	21.0 20.0 22,0		0,69,0,28,0, 0,29,0,55,0, 0,97,0,83,0,	8!
5	25.	.6	4 ^J	.8	, 2	.64;	1	.19 O	.19 1 O	.75	1	.79	Q	.08	0,07; 4.22 j	.4	Ό.6Θ	4 4 4	η	500⁰C.	105,5 2 98,0 90,0	117,5 ' 111,2 103,3	18.0 22.0 20.0	0,55,0,55,0,	^
>o	24-	.0	15	.8	2	.481	1	.19 O	.75	•47	1	.21	.0	.06;	0.07 4,42 ι	.5	J 0.79	4	Il	500⁰C.	: 90,2	103,2	21.0	0,41,0,55,0,	Bl
1	28.	.4	16	.8	2	.12;	1	.98	.59	1	.30	0	.04;	0.07 4«	.6	0.73	4	It	5UO⁰C.	:l04,8	115,0	23.0	0,55,0,69,0,	41
\|.8	25	.9	U	.8	1	.97i	2	.86	• 51	1	.15	jo	.06	0.0564	0,65	4	η	500⁰C.	I 91,3	102,4	22.0	0,.69,0,g9,0,
9	25	.4		2	.32	2	.98	.39	1	.2	0	.08	0.08 4	^0.95	4	η	SOO⁰C	I 84,9	99,2	28.0	1,11,0,97,0,
SO	:26	.9	j 4	2	.10	1	• 19	.37	1	.21	0	.07	0.0659	0.63	4	H	500⁰C	I 78,7	95,1	17.0	0,28,0,28,0,
>·*	J26		4	2	• 30	.43	.30	.08	0.06 5	4	j 93,3	113,7	18.0
				0.10, 5
0.06

209813/0268

ORIGINAL INSPCCTED

O OO N? U) cn

Claims

I U KJ Kt £, ν» V»

DlPL-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINQ

PATENTANWÄLTE

BER LI N 33 (DAHLEM) HOTTENWEG 15
Telefon 03 11 /76 13 03 Telegramms: Consideration Berlin

18. März 1968 48/12 802 DE

Patentanmeldung der Firma

LANGItEY ALLOYS LIMITED

Station Road Langley, Slough

Buckinghamshire, England

Zusatz zum Patent (Anmeldung L 54083 VIa/40b)

Patentansprüche

1. Verschleißfester und korrosionsbeständiger, hochfester, ferritisch-austenitischer Stahl der folgenden Zusammensetzung:

- 30,0 %

- 7,0 %

- 5,0 %

■ 4,0 %

- 2,0 %

- 4,0 %

■ - ο,ι %

■ 0,4 %

Rest (unter Ausschluß unvermeidbarer VerunreinigungeiJ

Chrom 23,0 % Nickel 4,0 % Molybdän 1,0 % Kupfer 1,0 % Silizium 0,2 % Mangan 0,2 % Kohlenstoff 0,01% Stickstoff 0,06% Eisen Rest ι

Postscheckkonto Berlin We

G_n Depositenkasse 1

DI PL.-!NQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINt/

J Ο U O Z J Ό

PATENTANWÄLTE

wobei die Glirom-, Nickel-und Stickstoffgehalte folgenden Formeln genügen :

Ohromgehalt _ ζ ο _Λ oc Nickelgehalt " ^p)ö " ^Ό'°

Nickelgehalt + 200 χ Stickstoffgehalt _n _nli_ % Ohromgehalt " ^U"^" " ^

und wobei, wenn die genannten Formeln im beigefügten Diagramm der Fig. 1 bzw. 2 dargestellt werden, worin Formel (l) auf der X-Achse und Formel (2) auf der Y-Achse aufgetragen wird, die Werte der beiden zusammengenommenen Formeln in den Bereich des Diagramms fallen, der durch vier gerade Linien begrenzt wird, welche sich zwischen den Punkten A, B, O und D erstrecken, die die folgenden Koordinaten besitzen:

A B O D

2· Korrosionsbeständiger, ferritisch-austenitischer hochfester Stahl gemäß Anspruch 1, der gegossen und durch Wärmebehandlung ausgehärtet werden kann, wobei beim Guß eine 0,5% Streckfestigkeit bei mindestens 63 kg/mm erreicht wird, mit folgender Zusammensetzung:

Chrom Nickel Molybdän Kupfer Silizium Mangan « Kohlenstoff Stickstoff

Eisen Eest (unter Ausschluß unvermeidbarer Verunreinigungen),

, 209813/0288

X Y 3,8 3,72 6,25 2,96 6,25 1,1 3,8 . Ό,7Λ

23,0 % - 30,0 % 4,0 % - 7,0 % 1,0 % - 5,0 % 1,0 % - 4,0 % 0,2 % - 2,0 % 0,2 % - 4,0 % 0,01% - 0,1 % 0,06% - 0,40%

DIPL.-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINC

wobei die Chrom-, Nickel· und Stickstoffgehalte folgenden Formeln genügen :

(1) Chromgehalt _an c oc Nickelgehalt ~ ^~»^u " ^»^

(2) Nickelgehalt + 200 χ Stickstoffgehalt _m o,77 - 3,66

Chromgehalt

und wobei, wenn die genannten Formeln im beigefügten Diagramm der Fig.l dargestellt werden, worin Formel (l) auf der X-Achse und Formel (2) auf der Y-Achse aufgetragen wird, die Werte der beiden zusammengenommenen Formeln in den Bereich des Diagramms fallen, der durch vier gerade Linien begrenzt wird, welche sich zwischen den Punkten E, F, G . und H erstrecken, die die folgenden Koordinaten besitzen:

F G H

3. Korrosionsbeständiger und verschleißfester, hochfester, ferritisch-austenitischer Stahl gemäß Anspruch 1, der gegossen und durch Wärmebehandlung ausgehärtet werden kann, wobei beim Guß -eine 0,5%ige Streckfestigkeit bei min-

destens 71 kg/mm erreicht wird, mit folgender Zusammensetzung :

Chrom 23,0 % - 30,0 %

Nickel . 4,0 % - 7,0 %

Molybdän 1,0 % - 5,0 %

Kupfer 1,0 % - 4-,O %

Silizium 0,2 % - 2,0 %

Mangan 0,2 % - 4,0 %

Kohlenstoff 0,01% - 0,1 %

Stickstoff 0,08% - 0,40%

Eisen Eest (unter Ausschluß unvermeid-·

barer Verunreinigungen),

209813/0268 _ ₄ _

2 Y 4,0 3,66 5,25 3,27 5,25 0,95 4,0 0,77

DI PL.-1NQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINQ

wobei die Ghrom-, Nickel- und Stickstoffgehalte folgenden !Formeln genügen :

Ohromgehalt _ „ _Q Nickelgenalt ~ ?,<?-:?,?

Nickelgehalt + 200 χ Stickstoffgehalt _{n Qc}- _x _on . Ohromgehalt - u,y;? - 3,^

und wobei, wenn die genannten Formeln im beigefügten Diagramm der Fig. 1 dargestellt werden, worin Formel (l) auf der X-Achse und Formel (2) auf der X-Achse aufgetragen wird, die Werte der beiden zusammengenommenen Formeln in den Bereich des Diagramms fallen, der durch vier gerade Linien begrenzt wird, welche sich zwischen den Punkten F, I," J und G erstrecken, die die folgenden Koordinaten besitzen:

F I J G

4. Verschleißfester und'korrosionsbeständiger, hochfester, ferritisch-austenitischer Stahl, gemäß Anspruch 1, der gegossen und durch Wärmebehandlung ausgehärtet werden kann unter Erreichen einer Brinellhärte von mindestens 300, mit folgender Zusammensetzung:

Chrom 23,0 % - 30,0 %

Nickel 4,0 %■ - 7,0 %

Molybdän 1,0 % - 5,0 %

Kupfer 1,0 % - " 4,0 %

Silizium 0,2 % - 2,0 %

Mangan 0,2 % - 4,0 %

Kohlenstoff 0,01% - 0,1 %

Stickstoff ' 0,08^ - 0,40%

iSisen Best (unter Ausschluß unvermeidbarer Verunreinigungen), 209813/0268

X Y 5,25 3,27 5,9 3,06 5,9 1,05 5,25 0,95

DIPL-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFREP BONINC

wobei die Chrom-, Nickel- und Stickstoffgehalte den folgenden Formeln genügen:

(1) Chromgehalt _ ς pe _ ς _Q Nickelgehalt " -⁷^-^{7 Ρί}^

(2) Nickelgehalt + 200 χ Stickstoffgehalt _n _Qt- ,

Ghromgehalt " ^u>^ "

und wobei, wenn die genannten Formeln im beigefügten Diagramm dargestellt werden, worin Formel (l) auf der X-Achse und Formel (2) auf der Y-Achse aufgetragen wird, die Werte der beiden zusammengenommenen Formeln in den Bereich des Diagramms fallen, der durch vier gerade Linien begrenzt wird, welche sich zwischen den Punkten F, I, J und G- erstrecken, die die folgenden Koordinaten besitzen:

F I J G

5· Verschleißfester und korrosionsbeständiger, hochfester, ferritisch-austenitischer Stahl, gemäß Anspruch 1, mit folgender Zusammensetzung:

X Y 5,25 3,27 5,9 3,06 5,9 1,05 5,25 0,95

Chrom i 23,0 7o - 30,0 7o Nickel 4,0 % - 7,0 % Molybdän 1,0 % - 5,0 % Kupfer 1,0 % - 4,0 % Silizium 0,2 % - 2,0 % Mangan 0,2 % - 4,0 % Kohlenstoff 0,01% - 0,1 % Stickstoff 0,10% - 0,40% Eisen Hest (unter Ausschluß unvermeid- barer Verunreinigungen), · 20981 3/0268 - 6 -

DIPL.-INC DIETEK JANDER DR.-INC- MANFRED BONINC

wobei die Chrom-, Nickel- und Stickstoffgehalte den folgenden Formeln genügen :

(■x \ Chromgehalt _ /ι rv ς oc ^K±J Nickelgehalt ~ ^'^u " ^?'°

/_η\ Nickelgehalt + 200 χ Stickstoffgehalt _{Ί Ί ο} -, C2) — Chromgehalt " ⁼ 1.12-3,

und wobei, wenn die genannten Formeln im "beigefügten Diagramm der Fig. 2 dargestellt werden, worin Formel.(1) auf der X-Achse und Formel (2) auf der X-Achse aufgetragen wird, die Werte der beiden zusammengenommenen Formeln in den Bereich des Diagramms fallen, der durch vier gerade Linien begrenzt wird, welche sich zwischen den Punkten E, F, L und M erstrecken, die die folgenden Koordinaten haben :

6. Verschleißfester und korrosionsbeständiger, hochfester, ferritisch-äustenitischer Stahl, gemäß Anspruch 1, mit folgender Zusammensetzung:

Chrom Nickel Molybdän Kupfer Silizium Mangan

Kohlenstoff 0,01% - 0,1 % Stickstoff 0,10% - 0,40%

Eisen Rest (unter Ausschluß unvermeidbarer Verunreinigungen),

. - 7 209813/0268

X Y 4,0 3,66 5,25 3,27 5,25 1,32 4,0 1,12

23 ,0 % - 30,0 4 ,0 % - 7,0 1 ,0 % - 5,0 1 ,0 % - 4,0 O ο ο/
_%d /O - 2,0 O ,2 % - 4,0

DIPL..INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINC ,

PATENTANWÄLTE 1 O 0 O 2 3

Chromgehalt _ ,. ₃, _{Λ 5ς}· Nickelgehalt ~ -⁷'⁰ " ^b'°

Nickelgehalt + 200 χ Stickstoffgehalt _ _Ί Ghromgehalt ~

und wobei, wenn die genannten Formeln im beigefügten Diagramm der Fig. 2 dargestellt werden, wobei Formel (l) auf der X-Achse und Formel' (2) auf der X-Achse aufgetragen wird, die Werte der beiden zusammengenommenen Formeln in den Bereich des Diagramms fallen, der durch vier gerade Linien begrenzt wird, welche sich zwischen den Punkten F₁ B, N und L erstrecken, die die folgenden Koordinaten haben :

F B IT L

5,25 3,27 6,25 2,96 6,25 1,48 5,25 1,32

DJ:DEM:KK

20981 3/0268

Leerseite