DE1783151B2

DE1783151B2 - Verwendung einer Stahllegierung fur Schweißstabe oder Schweißdrahte zum Her stellen von hinreichend schwefelsaurebe standigen Schweißnahten Ausscheidung aus 1533332

Info

Publication number: DE1783151B2
Application number: DE1783151A
Authority: DE
Inventors: Yuh Fukada; Yoshio Ishizu; Hiroyuki Kubota; Tohru Mimino; Toshio Nagao
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1965-04-12
Filing date: 1966-04-12
Publication date: 1973-11-29
Also published as: US3443934A; DE1783151A1; DE1783151C3; GB1101728A; DE1533332B1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Stahllegierung, bestehend aus weniger als 0,15% Kohlenstoff, 0,20 bis 0,6% Silicium, 0,30 bis 1,50% Mangan, weniger als 0,03% Phosphor, weniger als 0,03% Schwefel, 0,20 bis 0,60% Kupfer, 0,30 bis 0,90% Chrom, 0,05 bis 0,50% Antimon oder Zinn oder beiden Elementen zusammen, 0,30 bis 0,80% Nickel, Rest Eisen und Verunreinigungen, als Schweißstab oder Schweißdraht zum Herstellen von hinreichend schwefelsäurebeständigen Schweißnähten.

Normalerweise wird Eisen- und Stahlmaterial, das nicht bestimmte Elemente enthält und keiner besonderen Oberflächenbehandlung unterworfen wurde, durch flüssige Schwefelsäure von einer Konzentration unter 60% rasch korrodiert und aufgelöst. Bei Konzentrationen über 60% schreitet der Korrosionsvorgang heftig fort, sobald die Schwefelsäure erhitzt wird. Demzufolge ist die normale Lebensdauer von gewöhnlichem Eisen und Stahl nur sehr beschränkt, wenn das Material unter Betriebsbedingungen benutzt wird, bei denen es mit Schwefelsäure oder mit einem korrodierenden Gas, das durch Kondensation Schwefelsäure bildet, in Berührung kommt, und die Verluste an Stahl und Eisen infolge einer solchen Korrosion sind daher sehr hoch. Obwohl auch schon bislang ein beträchtlicher Forschungsaufwand der Untersuchung von metallischen Werkstoffen gewidmet worden ist, die gegen die korrodierende Wirkung der Schwefelsäure beständig sind, so handelte es sich doch bei den meisten der hierbei gefundenen oder entwickelten Werkstoffe um reine Metalle oder um Stähle, die einen hohen Anteil kostspieliger Legierungsbestandteile enthielten, und billige Stahllegierungen, die eine geringe Menge von Legierungsbestandteilen enthalten, sind bisher noch nicht leicht zu erzeugen und stehen nicht in breitem Umfang zur Verfügung. Bei einer erschöpfenden Untersuchung hinsichtlich der Wirkung verschiedener Elemente in bezug auf die Korrosionsbeständigkeit unterschiedlicher Stahlsorten gegen Schwefelsäure oder korrodierende Gase des gleichen chemischen Typs wurden nun billige Stahllegierungen aufgefunden, die eine geringere Menge Legierungsbestandfeile enthalten und die unter den obenerwähnten Bedingungen eine äußerst hohe Beständigkeit gegen Schwefelsäure aufweisen.

Insbesondere wurden dabei umfangreiche Untersuchungen angestellt mit dem Ziel, billige Stahllegierungen zu schaffen, die eine geringe Menge Legierungsbestandteile enthalten und die beispielsweise für solche Bauteile geeignet sein sollten wie etwa Stahlrohre, wie sie im Niedertemperaturbereich von Schweröl verfeuernden Kesselanlagen benutzt werden, wobei das Vorhandensein oder die Bildung von Schwefelsäure zu den Betriebsbedingungen gehört. Wie nach dem Stand der Technik bekannt ist, gelten Elemente wie Chrom, Kupfer u. dgl. allgemein als geeignete Bestandteile, um Stahllegierungen eine Beständigkeit

ίο gegen Schwefelsäure zu vermitteln (vgl. österreichische Patentschrift 112 813).

Wenn jedoch Schweißnähte mit großer Festigkeit erzielt werden sollen, so muß der Gehalt an Cu und Sn möglichst niedrig sein (vgl. USA.-Patentschrift 2 810 818).

Es wurde nun festgestellt, daß durch das Zulegieren einer geeigneten Menge Antimon oder Zinn oder beider Elemente in einen Werkstoff auf Stahlbasis, der eine geringe Menge Chrom, Kupfer und Kohlenstoff enthält, eine Stahllegierung erhalten wird, die sich als Schweißstab oder Schweißdraht zum Herstellen von hinreichend schwefelsäurebeständigen Schweißnähten eignet. Es wurde ferner festgestellt, daß die Korrosionsbeständigkeit der Schweißnähte noch weiter eras höht werden kann, wenn man der zur Herstellung des Schweißstabs oder Schweißdrahts zu verwendenden Stahllegierung noch 0,30 bis 0,80% Nickel zusetzt.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Schweißstabs oder Schweißdrahts zum Herstellen von hinreichend schwefelsäurebeständigen Schweißnähten, der eine verhältnismäßig geringe Menge von Legierungsbestandteilen enthält.

Erfindungsgemäß wird eine Stahllegierung, bestehend aus weniger als 0,15 % Kohlenstoff, 0,20 bis 0,6 % Silicium, 0,30 bis 1,50% Mangan, weniger als 0,03% Phosphor, weniger als 0,03% Schwefel, 0,20 bis 0,60% Kupfer, 0,30 bis 0,90% Chrom, 0,05 bis 0,50% Antimon oder Zinn oder beider Elemente zusammen, 0,30 bis 0,80% Nickel, Rest Eisen und Verunreinigungen, als Schweißstab oder Schweißdraht zum Herstellen von hinreichend schwefelsäurebeständigen Schweißnähten verwendet.

In der USA.-Patentschrift 2 810 818 ist ein niedriglegierter Stahl, z. B. für Panzerplatten beschrieben, bei welchem zur Erzielung von festen Schweißnähten ein Stahldraht mit einem Gehalt von 1,20 bis 1,50% Mn, 1,10 bis 1,30% Ni, 0,10 bis 0,20% V und 0,30 bis 0,55% Mo als Schweißdraht angewandt wird. Im Gegensatz zu dem erfindungsgemäß zu verwendenden Stahl ist der Gehalt an Cu, Sn und Pb bei diesem Schweißdraht auf weniger als 0,20% beschränkt.

Bei der Erfindung dienen dagegen Cu und Sn sowie Sb als wesentliche Elemente zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit des Stahls. Der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl ist also durch einen Gehalt an geeigneten Mengen dieser Elemente gekennzeichnet.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Ausführungen und den Zeichnungen und Bildern weiter erläutert; es bedeutet

F i g. 1 die Beziehungen zwischen der Brennschneidtemperatur und der maximalen Abtragung, ausgedrückt als Prozentanteil des nicht abgetragenen Teils der Probe,

F i g. 2 die Ergebnisse von Korrosionsversuchen, die unter Anwendung von heißer Schwefelsäure mit der erfindungsgemäß zu verwendenden Stahllegierung sowie mit Gegenproben durchgeführt wurden,

F ί g. 3 Bilder, welche die an dem Gegenprobenmaterial durch Brennschneidversuch bewirkte Makrogefüge wiedergeben,

F i g. 4 Bilder, welche die an dtr erfindungsgemäß zu verwendenden Stahllegieruny durch Brennschneidversuch bewirkten Makrogefüge wiedergeben, und

F i g. 5 Bilder zur Darstellung der Ergebnisse von Vergleichsversuchen unter Verwendung heißer Schwefelsäure, durchgeführt an Schweißungen, die mit dem erfuidungsgemäßen Schweißdraht bzw. mit konventionellem Schweißdraht hergestellt worden waren.

Hinsichtlich der einzelnen Bestandteile, die in dem erfindungs.gemäßen Schweißstab oder Schweißdraht in Anwendung kommen, ist zu erwähnen: Wird Kohlenstoff in größeren Mengenanteilen als 0,15% angewandt, so verschlechtert sich nicht nur die Korrosionsbeständigkeit, sondern es tritt auch eine unerwünschte Erhöhung der Festigkeit bei gleichzeitiger Anwesenheit anderer Elemente ein. Die oberen Gehaltsgrenzen von weniger als 0,03 % für Phosphor und weniger als 0,03 % für Schwefel bezeichnen diejenigen Grenzen, über die hinaus es in der Technik der Stahlherstellung schwierig ist, die vorhandene Gesamtmenge dieser Elemente zu reduzieren. Da Phosphor außerdem dazu neigt, die Korrosion zu fördern, so ist es wesentlich, seinen Anteilsbereich nach oben hin auf den vorgenannten Wert zu begrenzen. Obwohl es sich beim Kupfer um ein Element handelt, das im Sinne der Vermittlung größerer Korrosionsbeständigkeit wirkt, bleibt ein Zusatz von weniger als 0,2% unwirksam, und Kupfermengen über 0,6% hinaus führen zu Schwierigkeiten beim Vorgang der Stahlherstellung. Chrom bewirkt in einem Gehaltsbereich von 0,3 bis 0,9% bei gleichzeitiger Anwesenheit von Kupfer Korrosionsbeständigkeit, aber ein Chromanteil von weniger als 0,3% vermittelt die Eigenschaft der Korrosionsbeständigkeit nicht mehr. Ein Chromanteil von mehr als 0,9% verursacht dagegen eine schlechte Bearbeitbarkeit. Wie bereits erwähnt, ist für den erfindungsgemäßen Schweißstab oder Schweißdraht ein Zusatz von Antimon oder Zinn oder von beiden Stoffen zum Zwecke einer erheblichen Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit kennzeichnend. Ein Antimongehalt von über 0,5% erniedrigt den Schmelzpunkt des Materials und beeinträchtigt damit dessen Warmformbarkeit, während ein Antimongehalt von weniger als 0,05% keine Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit bewirkt. Der Gehaltsbereich für Zinn von 0,05 bis 0,5 % erfährt seine Bestimmung auf Grund der gleichen Tatsachen wie der für Antimon. So beeinträchtigt ein Zinngehalt von über 0,5% die Warmverformbarkeit erheblich, während ein Zinngehalt von weniger als 0,05% nicht mehr zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit beiträgt. Die gleichzeitige Anwesenheit von Zinn und Antimon in dem Gehaltsbereich von 0,05 bis 0,5 % dient daher gleichfalls der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit des erfindungsgemäßen Schweißstabs bzw Schweißdrahts.

Der Nickelzusatz von 0,30 bis 0,80% beeinflußt die

ίο Korrosionsbeständigkeit des Schweißstabs bzw. Schweißdrahts nicht. Nickel verhindert aber das Anhäufen der anderen Zusatzelemente zwischen den Korngrenzen der Kristallite, das durch die selektive Oxydation der Eisenkomponente bei der Warmver-

formung hervorgerufen wird, und wirkt daher im Sinne der Vermittlung der erwünschten Korrosionsbeständigkeit. Zur Gewährleistung von befriedigenden Warmveiformungseigenschaften auch unter schwierigen Betriebsbedingungen ist es erforderlich, eine untere

Gehaltsgrenze von 0,30% zu wählen, wohingegen bei einem Überschreiten der oberen Gehaltsgrenze von 0.80% die Korrosionsbeständigkeit der erfindungsgemäß zu verwendenden Stahüegierung alimählich fortschreitend abnimmt. Dieser Bereich des Nickelanteils ist auch geeignet, ein angemessenes Gleichgewichtsverhältnis zu den Anteilsbereichen der anderen zulegierten Elemente auszubilden.

Werden Elemente wie Cu, Sb und Sn zulegiert, so bilden diese Elemente eine feste Lösung im Ferrit, und wenn dann die Eisenkomponente vorrangig vor diesen Elementen einem OxydationsVorgang unterliegt, so erhöht sich die Konzentration der festen Lösung an Cu, Sb und Sn, was schließlich zur Ausscheidung und Anhäufung dieser Elemente an den Korngrenzenflächen führt. Es wird angenommen, daß hierdurch an diesen Grenzflächen Phasen mit erniedrigtem Schmelzpunkt auftreten, wodurch es dort dann zu einer Rißbildung kommt und schlechte Warmverformungseigenschaften verursacht werden. Dagegen hat ein Nickelzusatz die Wirkung, die rasche Oxydation des Eisens zu verhindern. Auch mischt sich das ausgeschiedene und an den Korngrenzflächen zusammengeballte Kupfer, Antimon und Zinn mit dem Nickel und bildet dabei Phasen von hohem Schmelzpunkt, was zur Erhaltung der guten Warmverformungseigenschaften und dem hohen Grad von Schweißbarkeit beiträgt.

Chemische Zusammensetzungen von typischen Proben der erfindungsgemäß zu verwendenden Stahllegierung und von Kontrollproben sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1

Chemische Zusammensetzung von typischen Proben der erfiiidungsgemäß zu verwendenden Stahllegierung

und von Kontrollproben

Probe

Mn

Cu

Cr

Ni

Sb

Sn

A (Kontrollprobe)

B (erfindungsgemäße Probe)
C (erfindungsgemäße Probe)

D (Kontrollprobe)

E (erfindungsgemäße Probe)
F (erfindungsgemäße Probe)

G (Kontrollprobe)

H (Kontrollprobe)

I (Kontrollprobe)

0,12 0,09 0,11 0,13 0,13 0,09 0,13 0,07 0,07

0,21 0,24 0,28 0,30 0,31 0,24 0,19 0,42 0,55 0,40
0,38
0,35
0,38
0,42
0,46
0,45
0,50
0,98

0,017
0,017
0,018
0,020
0,019
0,016
0,012
0,083
0,036

0,015
0,015
0,015
0,017
0,014
0,015
0,015
0,010
0,010

0,34
0,41
0,30
0,42
0,41
0,39

0,29

0,54
0,68
0,48
0,53
0,53
0,52

0,53
18,68

0,58 0,64

0,54 0,40

8,48

0,48 0,25 0,42 0,15 0,17 0,20

0,11 0,12 0,11

Jede dieser Proben wurde in einer Korrosionstestreihe jeweils für eine Zeitspanne von 5 Stunden in Schwefelsäuren unterschiedlicher Konzentrationen und unterschiedlicher Temperaturen eingetaucht. Die Untersuchungsergebnisse sind in die nachstehende Tabelle 2 eingegangen. Wie aus dieser Tabelle zu entnehmen ist, zeigten die Proben der erfindungsgemäß zu verwendenden Stahllegierung, nämlich die Proben B, C, E und F, die sämtlich Nickel enthielten, eine geringere Korrosion als die Kontrollproben. In der Tabelle 5 bezeichnen die Prozentangaben jeweils die Konzentration der Schwefelsäure, die Angaben »°C« beziehen sich auf die Schwefelsäureiemperaturen, und die anderen Zahlenangaben liefern ein Maß für den Grad der Korrosion, ausgedrückt in mg/cm^a/5 Std.

Tabelle 2

Tauchkorrosionsversuche, durchgeführt an Proben der erfindungsgemäß zu verwendenden Stahllegierung

und an Kontroilproben

Probe

	20%	40%	Versuchs bedingungen	60%	70%	80%	90% 160° C
0,49%	30⁰C	50° C	50%	75°C	100⁰C	13O⁰C	44,7
3O⁰C	2,1	17,5	60° C	13,2	8,2	12,4	45,4
0,7	1,6	12,1	37,5	15,0	7,4	13,7	48,1
0,6	2,4	19,7	33,4	14,3	8,2	15,6	35,9
1,1	2,8	16,0	42,2	18,4	7,0	14,8	32,0
0,7	3,2	19,1	40,6	15,6	6,9	10,3	37,6
1,0	2,4	17,2	50,2	17,0	9,2	18,0	60,2
0,8	12,6	19,3	48,1	13,5	7,0	14,5	65,2
2,2	15,3	248,0	241,2	20,6	8,3	20,5	42,7
19,5	2,0	05,7	380,6	176,2	179,6	208,7
0,04		229,6

A (Kontrollprobe)

B (erfindungsgemäße Probe)
C (erfindungsgemäße Probe)

D (Kontrollprobe)

E (erfindungsgemäße Probe)
F (erfindungsgemäße Piobe)

G (Kontrollprobe)

H (Kontrollprobe)

I (Kontrollprobe)

Diese Ergebnisse sind graphisch in F i g. 2 dargestellt.

Im Hinblick auf die Ermittlung der besonders spezifischen Eigenschaften der als Schweißstab oder Schweißdraht zu verwendenden Stahllegierung wurde ein Verfahren zur Bestimmung des maximalen Ausschmelzens beim Brennschneiden, ausgedrückt als Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen Teils der Probe, angewendet, bei dem das Probestück ohne Zuhilfenahme eines Spanndorns in eine Mannesmann-Bohrmaschine eingebracht und das Verhältnis desjenigen Längenanteils des Probestücks, in dem keine Rißbildung zu bemerken war, zur Gesamtlänge des Probestücks ermittelt und als maximale Ausschmelzung, ausgedrückt als Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen Teils, bestimmt wurde. Bei einer Einstellung des Walzenzwischenraums der Mannesmann-Bohrmaschine auf 20 mm wurde ein kegelstumpfförmiges Probestück, das an dem einen Ende einen Durchmesser von 25 mm, an dem gegenüberliegenden Ende einen Durchmesser von 30 mm und eine Länge von 150 mm hatte, in den Walzenzwischenraum eingeführt und bearbeitet. Der Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen Teils wurde beim Ausbleiben einer Rißbildung gleich 100% gesetzt. Die maximale Ausschmelzung ergibt sich, indem man die Differenz zwischen der Gesamtlänge des Probestücks und der Länge desjenigen Teils, in dem eine Rißbildung auftrat, durch die Gesamtlänge der Probe dividiert und den so erhaltenen Quotienten in Prozent angibt. Gemäß diesem Verfahren wurden die in Tabelle 1 aufgeführten Proben C und F der erfindungsgemäß zu verwendenden Stahllegierung sowie die Kontrollproben A und I bei Temperaturen von 1150 bzw. 1200°C durchbohrt und so ihre Eigenschaften hinsichtlich der Warmbearbeitbarkeit untersucht

Die Ergebnisse der Versuche sind in Tabelle 3 und in F i g. 1 wiedergegeben.

Tabelle 3

Maximale Ausschmelzung, ausgedrückt als Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen Teils der Probe

Probe

A (Kontrollprobe)

C (erfindungsgemäße Probe)
F (erfindungsgemäße Probe)
I (Kontrollprobe)

Versuchstemperaturen, ⁰C

1150 I 1200 I 1250

32%

55%
54%
26%

37%
61%
60%
34%

Diese Ergebnisse zeigen deutlich, daß durch einen Zusatz von Nickel zu der erfindungsgemäß als Schweiß-So stab oder Schweißdraht zu verwendenden Legierung, welche verschiedene korrosionsverhindernde Elemente einschließlich Antimon enthält, eine wesentlich verbesserte Warmverformbarkeit erhalten wird.

Makrogefüge von Probestücken, die dem oben aufgeführten Prüfungsverfahren unterworfen worden waren, sind in den Bildern gemäß F i g. 3 und 4 wiedergegeben, aus denen klar die hervorragende Beschaffenheit des Gefüges der erfindungsgemäß als Schweißstab oder Schweißdraht zu verwendenden Stahllegierung hervorgeht. Die Flexibilität des Gefüges eines jeden der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Probestücke verliert sich mit abnehmender Temperatur des Probestücks, wobei die Grenzflächen zwischen den Körnern verwischt werden. Dieser Zustand ist deutlicher ausgeprägt in den in F i g. 3 dargestellten Kontrollproben, besonders bei dem rostfreien 18/8-Stahl (Fig. 3b). Das in Fig. 3a gezeigte, Antimon enthaltende, Probestück weist bei einer Temperatur von

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1250°C, der zum Bohren geeigneten Temperatur, eine recht gute Beschaffenheit des Gefüges auf, doch belief sich hier die Ausschmelzung, ausgedrückt als Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen Teils der Probe, auf 50 %. Demgegenüber zeigt F i g. 4 das Gefüge der Probestücke C und F, die gemäß der Erfindung neben Antimon auch Nickel enthalten. Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, sind hier sowohl das Gefüge als auch die Ausschmelzung, ausgedrückt als Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen Teils, stark verbessert. Die prozentuale Ausschmelzung beträgt für die Proben C und F 90 bzw. 63 %.

Die erfindungsgemäß als Schweißstab oder Schweißdraht zu verwendende Stahllegierung eignet sich zum Schweißen von Stahlrohren oder Stahlplatten im Niedertemperaturbereich von Schweröl verfeuernden Kesselanlagen, bei welchen sich Betriebsbedingungen ergeben, in denen es zu einer Korrosion durch Schwefelsäure kommen kann.

Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäß zu verwendende Nickel enthaltende Stahllegierur.g für die Anwendung als Schweißstäbe oder -draht beim Sauerstoff- oder Acetylengasschweißen geeignet ist. Ein solcher Schweißstab oder -draht kann auch bei Schweißverfahren mit selbstverzehrender Elektrode oder solchen mit nicht selbstverzehrender Elektrode, beispielsweise beim Schutzgas-Lichtbogenschweißen mit Wolframelektroden, Verwendung finden. Die Korrosion von Stahl oder Stahllegierungen, die durch die Einwirkung von Schwefelsäure oder auch durch eine Atmosphäre, die ein Schwefelsäure bildendes, korrodierendes Gas enthält, hervorgerufen wird, äußert sich besonders heftig an Schweißstellen, was in der Hauptsache auf deren Gefüge und ihre Anordnung zurückzuführen ist. Nach dem Stand der Technik war es bisher unmöglich, auf niedriglegierte Schweißstäbe oder -drähte zurückzugreifen, mit deren Hilfe man hätte Schweißstellen erzeugen können, die gegen die korrodierende Wirkung der Schwefelsäure Beständigkeit zeigten.

Die erfindungsgemäßen Schweißstäbe oder -drähte sind besonders geeignet für die gegenseitige Verschweißung von Grundwertestoffen, die eine hohe Beständigkeit gegen die durch Schwefelsäure verursachte Korrosion aufweisen, wozu beispielsweise diejenigen Werkstoffe zu rechnen sind, die eine Zusam-

mensetzung entsprechend der erfindungsgemäß zu verwendenden Stahllegierung haben, wobei die Schweißerzeugnisse dann eine gleiche Zusammensetzung aufweisen. Hierdurch wird die Herstellung geschweißter Erzeugnisse, wie beispielsweise Stahlplatten, Baustähle, Stahlrohre u. dgl., ermöglicht. Diese Produkte können in der gleichen Weise geschweißt und bearbeitet werden, wie es in anderen Fällen unter Verwendung handelsüblicher Schweißstäbe geschieht.

Tabelle 4 veranschaulicht eine bevorzugte Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Schweißstabes.

Tabelle 4
Chemische Zusammensetzung des Schweißstabes

Element	Prozentanteil
C	0,10
Si	0,34
Mn	0,54
P	0,013
S	0,012
Cu	0,45
Cr	0,65
Ni	0,52
Sb	0,10
Sn
Fe	Rest

Zur Untersuchung der Leistungseigenschaften und Korngrößen des erfindungsgemäßen Schweißstabs wurden zwei Arten von Schweißstäben hergestellt, nämlich einmal ein Gasschweißstab GA 43 mit einer Zugfestigkeit von mehr als 44 kg/mm² und einer Bruchdehnung von über 20% für Flußstähle gemäß der japanischen Industrienorm (Japanese Industrial Standards, JIS, Nr. Z 3201 von 1963), und zum anderen der erfindungsgemäße Schweißstab, wobei jeder der Schweißstäbe einen Durchmesser von 3,2 mm hatte.

Die Zusammensetzung dieser Schweißstäbe ist in

der folgenden Übersicht zusammengestellt.

Erfindungsgemäßer Schweißstab (vgl. Tabelle 4).

Mn

Cu

Cr

Ni

Sb

Schweißstab gemäß Stand der Technik (GA 43)

0,12 0,30 0,60

0,010

0,10

0,05 0,06

Es wurden zwei, eine hohe Beständigkeit gegen Schwefelsäure aufweisende, Stahlbleche der Abmessungen 5 · 100 · 200 mm hergestellt, deren jedes 0,08 % Kohlenstoff, 0,19% Silicium, 0,47% Mangan, 0,012% Phosphor, 0,013% Schwefel, 0,42% Kupfer, 0,50% Chrom, 0,35% Nickel und 0,11% Antimon enthielt. Diese Bleche wurden dann nach dem Verfahren des einmaligen Überschweißens von Hand unter Verwendung von Sauerstoff und Acetylengas in Stumpfschweißung verbunden, wobei in ihrer Mitte eine 60^c-V-Naht entstand. Die so erhaltenen Probestücke der Abmessungen 3-20-40 mm wurden maschinell nachbearbeitet, und ihre Korrosionsanfälligkeit wurde durch fünfstündiges Eintauchen in Schwefelsäuren verschiedener Konzentrationen, die auf unterschiedlichen Temperaturen gehalten wurden, geprüft. Die Versuchsergebnisse sind in der untenstehenden Tabelle 5 und in den Lichtbildaufnahmen der F i g. 5

dargestellt. Aus dieser Tabelle und aus den Lichtbildern geht hervor, daß die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Schweißstabes erhaltenen Schweißstücke eine hinreichende Korrosionsbeständigkeit haben.

309 548/160

ίο

Tabelle 5
Tauchkorrosionsversuche an Schweißstücken

Probe

0,49% 30° C	20% 30° C	40% 5O⁰C	Versuchs be 50% 6O⁰C	dingungen 60% 75° C	70% 100⁰C	80% 130⁰C
5,2	2,6	9,8	18,5	22,0	9,0	17,8
(D	(4)	(6)	(11)	(13)	(15)	(18)
5,8	2,4	14,8	47,0	18,8	7,8	16,0
d')	(3)	(5)	(12)	(14)	(16)	(17)

90% 160° C

Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Schweißstabes erhaltene Schweißstücke ,,

Dazu Nummer des Lichtbildes in F i g. 5

Unter Verwendung eines konventionellen Gasschweißstabes für Flußstahl erhaltene Schweißstücke

Dazu Nummer des Lichtbildes in Fig. 5

Anmerkung: Die Prozentangaben im Kopf der Tabelle 5 beziehen sich auf die jeweiligen Schwefelsäurekonzentrationen, wobei die betreffende Schwefelsäure auf die darunter angegebene Temperatur erhitzt wurde, und die nicht eingeklammerten Zahlenangaben der Tabelle beztehen sich auf den Gewichtsverlust der Probestücke infolge Korrosion, ausgedrückt in mg/cm²/5 Std.

Im allgemeinen zeigen Stahllegierungen des hier benutzten Typs unter den Versuchsbedingungen: as 40%ige Schwefelsäure, Temperatur von 5O⁰C, und 50%ige Schwefelsäure, Temperatur von 60⁰C, hohe Korrosionswerte, so daß die Korrosionserscheinungen, die unter diesen Versuchsbedingungen erhalten werden, äußerst wichtig sind. Konventioneller Flußstahl zeigt im allgemeinen unter diesen Versuchsbedingungen Korrosionswerte von annähernd 100 bis 400 mg/cm */ 5 Std., so daß aus den in der obigen Tabelle 5 aufgeführten Zahlenangaben hervorgeht, daß die erfindungsgemäße Schweißelektrode einen erheblichen Fortschritt auf dem Gebiet der Schweißtechnik anzeigt.

Hierbei soll klar verstanden werden, daß sich die oben aufgeführten Zahlenangaben auf den Gesamtkörper des jeweiligen Probestücks beziehen und daß die Werte für die Schweißstelle selbst höher liegen als die in der Tabelle 5 aufgeführten Werte.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verwendung einer Stahllegierung, bestehend aus weniger als 0,15% Kohlenstoff, 0,20 bis 0,6% Silicium, 0,30 bis 1,50% Mangan, weniger als 0,03% Phosphor, weniger als 0,03% Schwefel, 0,20 bis 0,60% Kupfer, 0,30 bis 0,90% Chrom, 0,05 bis 0,50% Antimon oder Zinn oder beiden Elementen zusammen, 0,30 bis 0,80% Nickel, Rest Eisen und Verunreinigungen, als Schweißstab oder Schweißdraht zum Herstellen von hinreichend schwefelsäurebeständigen Schweißnähten.