DE1924413A1 - Legierung - Google Patents

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D-8000 MÖNCHEN 80 · MARtA-THERESIA-STRASSEo - TELEFON (OSlIj 441061 '^Α4 \·3

republic £ teel Corporation, Cleveland, unto / Ui-A

Gegenstand der Erfinaung ist eine Legierung, bestehend aus OfUb bis 0,24% Kohlenstoff, ö bis 14% Nickel, υ bis ö% Kobalt, 0,1 bis 2,6% Chrom, 0_t1 bis 1,25% Molybdän, 0 bis 1,25/άMangan, 0 bis 0,40% Silizium und 0 bis 0,30/o Vanadin, Rest irr; wesentlichen Elisen, worin, falls aer [\i-üehait weniger als etwa 6,2% beträgt, das Verhältnis von Cr zu ΝΙΟ größer αΐώ 1 .: 1 ist.

Legierte Stähle finaen in AbhdngigKeit ihrer physikalischen Eigenschaften una der üebrauchsumgebung des Endprodukts zu einer

-2-

BAD

breiten Vielzahl von Anwendungszwecken Verwendung. Bei einer Serie von besonders zähen, hochfesten, belastungs- und korrosionsfesten legierten Stählen, die als HP ^-4-25 und HP 3-4-20 bekannt sind, liegen die Elemente in folgenden Konzentrationsbereichen vor: 0,1 bis 0,30% Kohlenstoff, 7,0 bis y,J% Nickel, 3,5 bis 4,5% Kobalt, 0,35 bis 1,1G/i jeweils von Chrom und Molybdän, 0,10 bis 0,35% Kangan, 0,06 bis 0,12% Vandin, bis zu 0,10% Silizium, bis zu 0,010% jeweils von schwefel uno Phosphor, Rest Eisen einschließlich üblicher Verunreinigungen.

Diese Stähle werden heiß bearbeitet, normalisiert, austenftisiert, abgeschreckt und bei etwa 538 G temperiert. Sie besitzen dann ausgezeichnete Duktilitätsefgenschaften una andere günstige mechanische Eigenschaften, von denen bei Platten beispielsweise die folgenden zu nennen sind: Endfestigkeit 13 400 bis 14100 kg/cm²} 0,2% Ausglefchs-Elastizitätsgrenze, 12 700 bis 13 400 kg/cm ί Zugdehnung bei 2,54 an 16%; r^zlächenreduktion 60%" und Schlagfestigkeit nach Charpy bei 21,1 C 4,9 bis 7,7 mkg und bei -02,2 G 4,2 bis5,6 mkg. Derartige Stähle, ihre Verarbeitung und Wärmebehandlung werden beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 366 471 beschrieben.

ihrer hohen t-estigkeit und Zähigkeit sind diese Stähle besonders zur Herstellung von großen, ungebrannten DruckgefäQen, z.b. hydraulischen Flaschen, die hohen Spannungen unterworfen werden, und aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit zur Herstellung bestimmter chemischer DruckgefäSe sowie zur Hersteilung von Rümpfen von Unterseebooten und dergleichen, die beim Gebrauch Seewasser ausgesetzt werden, geeignet.

Bei der Verbindung von Gegenständen aus diesen Stählen, beispielsweise von Platten, Blechen und aergleichen, durch das Verschweißen zu fluss igkeltsalchten Verbindungen ist man jedoch auf ernste Schwierigkeiten gestoßen. Es ist versucht worden, den Schwel3Vorgang in Abwesenheit einer darauffolgenden Wärmebehandlung zu verbessern, ohne daß die Festigkeit, die Duktilität und die Fähigkeit des Stahls an den Schweiß-

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BAD ORIGINAL

söur-en beeinträchtigt wird. Bei rranchen Anvendunciszwecken ist ein darauffolgendes Erwärmen dazu oeeignet, eine spannungsmindernde Behandlung der Verschweti3ung vorzusehen. Eine derartige Behandlung schließt üblicherweise eine bis zu 24 Stunden dauernde Temperierung bei erhöhten Te,ιiperaturen von etwa 538 C ein. Es wuroen jedoch nachteiliyervveise bei bestimmten Schwei3legierungen, die bis jetzt verwenaet und einer spannungsrhindernden Behandlung unterworfen worden waren, Schwierigkeiten festgestellt, ca das wärrnebehandelte Produkt im Schweiösaum extrem brüchig gemacht wurde una somit nur eine niedrige Schlagfestigkeit besaß. Dieser Versprüdungseffekt manifestiert sich in Unterschiedlichkeiten bei den Charpy-t-igenschaften, wobei sich beträchtliche Verrinyerungen der !schlagfestigkeit im Vergleich zu der ünbehandelten Verschwei-Juny gezeigt haben, was in zunehmendem l^iaße bei den spannungsmindernden Temperaturen der Fall war.

Es bestent daher ein Becürfnis nach einarj^erbrauchbaren Füllstoff oder einem Schweiöaraht mit einer solchen Zusammensetzung, daß eine Verschwei3ung gebildet wird, die in erster Linie eine Festigkeit, Zähigkeit und üuktilltat aufweist, die den entsprechenaen Werten des Qrundmetalls mindestens gleich it>t, die diese Eigenschaften aucn nach einer darauffolgenden V/ärmebehandlung zur bpannungsminderung beibehält und die dem- normalerweise bei der Wärmebehandlung als Ergebnis auftretenden Versprodungseffekt wiuerstent.

uiesen Anforderungen kann aann Genüge getan werden, wenn man beim öchmelz-iachwetöen einen verbrauchbaren Füllstoff oder einen Schweißdraht mit der später angegebenen Zusammensetzung verwendet. Oer 5 chweiiä Vorgang selbst kann beispielsweise im VVoI f ran .-Bogen, uer in aer Atmosphäre oder in einem Inertgas, wie Argon, betrieben wird una der im allgemeinen als "Gas-Vvolfram-ßogen" bezeichnet wird, oder im"TIG^M-wChwei33n durchgeführt worden.

uie neuen BchwerSlegierungen der Erfindung, die eine hohe Wiüerstandsfähigkeit gegen die Verspröoung nach einer spannungsiHindernden Behandlung besitzen, weisen die folgende Zusammensetzung aufs

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BAD ORSGINAL

%C

0,08-0,24 0-1,25 0-0,40 5,0-14,0

% CO % Cr % Mo % V

0-8,0 · 0,1-2,50 0,1-1,25 0-0,30

Rest im wesentlichen Eisen, worin das Verhältnis von Qr : Mo größer als 1 : 1 ist,, wenn der Anteil des Ni weniger als ö,2% beträgt, und worin vorzugsweise oas Verhältnis von Cr : Ko so ist, dao das Verhältnis von /oMo (%Cr + /oMo)//-OCr im wesentlichen gleich oder weniger als 1 ist. Auf aieses hierin als "Versprödungsfaktor" bezeichnete Verhältnis soll später noch genauer Bezug genommen werden· Die Legierungen der Erfindung enthalten vorzugsweise auch mindestens 0,1% jeweils von Mn und Si.

Es hat sich herausgestellt, daS aie Versprddungswlaerstandsfähigkeit bis zu einen! großen Ausma3 von den relativen und gesamten Mengen des vorhandenen Chroms und Molybdäns, jeweils in Bezug zueinander, und von der Menge des anwesenden Nickels innerhalb der oben angegebenen Bereiche abhängig ist. So führen beispielsweise bsi Nickel-Konzentrationen im unteren Teil dieses Bereiches, d.h. bis zu etwa 8,2%, Cr:Mo-Verhältnisse von 1 ouer weniger im ail gemeinen zu beträchtlich versprodeten, spannungsgeminderten Verschweißungen, wobei Verringerungen der Charpy-V-Notch (CVN)-Werte von soviel wie 60% oder mehr festgestellt werden. i\ach der Erfindung können diese Versprödungsfaktoren jedoch weitgehend verringert oder eliminiert werden, wenn man ein Cr:Mo-Verhältnis von mindestens 1,2 i 1 und vorzugsweise von 1,5 bis 3 s verwendet. Bei NickeIgehalten oberhalb 8,2% können die CnMo-Verhältnisse 1 oder weniger sein, doch v/ird auch hier der Bärieb bei 1,2 bis 3 ! und vorzugsweise von 1,5 - 2,5 s 1 bevorzugt.

Hinsichtlich der obigen Legierung sind einige Punkte, die sich mit den tatsächlichen Gehalten der verwendeten Elemente innerhalb der genannten Bereiche befassen, bemerkenswert, während die genannten Gehalte

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die zulässigen Bereiche für die Mischungen angeben, kann die jeweilige Menge eines einzelnen Εΐυπ entes, die tatsächlich eingesetzt wird, uen Effekt, aen aie anderen Elemente ausüben, beeinflussen. Die Gehalte stehen somit zusammen etwas in 'Wechselwirkung in dem _iinne, üa8 die Verwertung einiger an ihren Extremwerten am besten von den anderen Elementen am gegenüberliegenden Extrem beim Gebrauch begleitet wird. Die Metalle, die hinsichtlich der Endeigenschaften die meiste Empfindlichkeit zeigen, sind Nickel, Chrom, Miolybdän und Silizium sowie zu einem geringeren Grade Mangan und Kobalt. So wiro beispielsweise der Betrieb bei hohen Nickelgehalten zweckmäßigerweise von einer größeren Toleranz für Chrom und Molybdän begleitet, jedoch nur dann, wenn sie von niederen Kobaltgehalten begleitet werden. Auf der anderen Seite ist bei niederen Nickelgehalten der Effekt von Miangan und Silizium am höheren Ende ihrer jeweiligen Bereiche besonders nachteilig. Innerhalb der mittleren Teile der verschiedenen Bereiche ist die Empfindlichkeit aller Elemente weniger stark ausgeprägt,

■ Unter den vorstehenden Zusammensetzungen werden diejenigen bevorzugt, bei welchen eines oder mehrere der Elemente, insbesondere der Elemente Kohlenstoff, Nickel, Mangan, Chrom und Molybdän, bei Gehalten verwendet werden, die innerhalb der folgenden Zusarnmensetzungsgrenzen I legen:

%C °/oMn %S\ %Ni

0,12-0,20 0,40-0,90 0,15 - Cß5 8,0-12,0

%Co %Cr %Mo %V

2,0-6,0 0,50-1,20 0,30-0,80 0,06-0,24

Rest im wesentlichen Eisen. Derartige Zusammensetzungen führen Im allgemeinen zu einer wesentlichen Gleichförmigkeit der Versprödungswiderstandsfählgkelt, obwohl deren tatsächliches Ausma3 variieren kann. Die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn die Elemente Mangan, Silizium und Kohlenstoff an den unteren Enden ihrer jeweiligen Bereiche eingesetzt werden. Im allgemeinen zeigen die erhaltenen Verschweißungen gute mecha-

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nische Eigenschaften sowohl in der Form, wie sie abgeschieden werden," als auch näcn dem Aussetzen einer Spannungsminaerungsbehancilung bei 538 ο für Zyklen bis zu 24 Stunden, wobei jedoch für eine besondere Auswahl der Variablen gewünschtenfalls eine Verbesserung der Schfagfestigkeit dann oftmals erzielt werden kann, wenn man bei der opannungsminderungsbehandlung etwas kürzere Heizzyklen verwendet.

Die Elemente cjhrorn und Molybdän werden mit Gehalten verwendet, die ausreichend sind, um iJr:Mo-Verhältnisse zu ergeben, die vorzugsweise über 1 , mit einem Optimum zwischen 1,2 und 3 : 1 liegen. Eine gute Festigkeit wird jedoch selbst bei den 1:1-Verhältnissen, insbesondere wenn der Kohlenstoffgehalt in der Nähe des unteren Endes des Bereiches liegt, festgestellt. Bei Gahalten, für die Cr:Mo-Verhä!tnisse nahe bei 1 ™ liegen, ist die Versprödungswiderstandsfähigkeit etwas von eiern Kobalt-

Gehalt abhängig. Es wird aaher bei solchen Verhältnissen bevorzugt, das Kobalt mit Gehalten im unteren oaer mittleren Bereich ansteile im oberen Bereich einzusetzen.

Weitere Konzentrationsbereichs, aie bei Durchführung der Erfindung am meisten bevorzugt werden, sind die folgenden:

%C %Mn %Si %Ni

0,20-0,30 9,5-10,5

% Mo % V

0,40-0,50 0,12-0,18

Bei den Legierungen der Erfindung wird von diesen Gehalten gewünschtenfalls Gebrauch gemacht, obwohl genauso gut für ein oder mehrere der Elemente einer der zuvor definierten Bereiche Anwendung fin den kann. Es wird jedoch bevorzugt, daß die Elemente Kohlenstoff, Nickel, Chrom und Molybdän bei diesen Gehalten angewendet werden. Derartige Legierungen zeigen die beste Versprödungswiderstandsfählgkeit, wobei in manchen Fällen keine Veränderung der CVN-Werte auftritt und in manchen Fällen sogar eine tatsächliche Zunahme der Schlagfestigkeit erfolgte

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O,	14	- 0,18	0	,50	- 0	,60
		% Co		/O	Cr
3,	5 -	4,0	o,	75	-o,	95

BAD ORIGiNAL

Innerhalb dieser Bereiche erstrecken sich die Cr:Mo-Verhältnisse von 1,5 bis 2,4 : 1 , wobei die besten Ergebnisse bei Verhältnissen um 1 ,3 bis 2,2 : 1 herum erzielt werden. Eine weitere Verbesserung im Hinblick auf die Spannungsminderung wird dann erhalten, wenn der Gehalt des Siliziums zwischen 0,20 bis 0,25 gehalten wird, wenn die Elemente C, Mn, Co, Or und Ko in der oberen Gegend ihrer jeweiligen Bereiche liegen·

Der in den am meisten bevorzugten Konzentrationsbereichen angegebene Bereich für das Silizium von 0,20 bis 0,30% dient zur Verbesserung der Fließfähigkeit und der Entoxyaierüngseigenschaften des Schweißmetalls nach der Abscheidung. Für optimale mechanische Eigenschaften bei Schlagbedingungen und für optimale nicht-versprödende Eigenschaften wurden geringere Kennen von Silizium wie im Bereich von 0 bis 0,20% vorzuziehen sein. Ferner fällt auch die Verwendung- anderer Entoxydierungsmittel, wie Ti, Zr, Al oder Cb, bzw. anderer solcher Elemente anstelle von LJ in den Rahmen der vorl legenden Erfindung, um die Schweißbarkeit der Legierungen zu verbessern,,

bei Verwendung von Legierungen mit Bereichen für die einzelnen Elemente, wie sie oben angegeben worden sind, können nach der Spannungsminderung wesentlich verbesserte GVN-Eigenschaften erhalten werden. Man kommt daher zu geschweis3ten Gegenstanden, die mechanische Eigenschaften aufweisen, die im allgemeinen mindestens so gut sind wie die der Ausgangs-Grund-Metalle, sowohl vor als auch nach der Spannungsminderung. Auf diese Weise kann eine beträchtliche Verbesserung der ■Schlagfestigkeit erhalten werden, ohne daß die anderen physikalischen Eigenschaften nennenswert, wenn überhaupt aufgegeben weraen müssen. So besitzen beispielsweise derartige Legierungen sowohl gleich nach der Abscheidung als auch nach der Spannungsminderung eine gute Schweißbarkelt, eine hohe r-estigkeit, gewöhnlieh mit einer Elastizitätsgrenze in der Gegend von 2ö Kg/cm , und im allgemeinen < keit, die gewöhnlich bei 7,0 mkg oder höher liegt.

in der Gegend von 2ö Kg/cm , und im allgemeinen eine hohe Schlagfestig-

In den nachstehenden Tabellen sind die Charpy-Schlagfestigkeltswerte einer Verschweißung in der abgeschiedenen Fornt mit den entsprechenden Vverten nach einer 24-stündigen (wenn nicht eine geringere Zeit

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BAD ORIGINAL

angegeben ist) Spannungsm inderungsbehandlung bei 538 C verglichen. Es wurden unter Verwendung der angegebenen Schrnelzrnethode Schmelzdrahterhitzungen gemacht und quadratische Streifen mit 0,32 cm daraus gebildet. Die Verschweißungen wurden auf einer 2,54 cm dicken Platte in einer einzigen U-nutenartigen Form durchgeführt. Testmuster wurden aus den Mittelteilen der unverdünnten Frontseiten der Verschweißungen herausgeschnitten. Bei den Schlagversuchen nach Charpy (V-Notch) wurden die Muster senkrecht zu der Oberseite der Vorschweißung gekerbt. Die Versuche wurden bei den angegebenen Temperaturen durchgeführt.

In jedem Fall lag die Zusammensetzung des Grundmetalls innerhalb
der nachstehend angegebenen Bereiche:

%G % Mn % Si % N i

0,17-0,30 0,10-0,35 0,01-0,10 7,0-9,5

% Co % Or % Mo % V

3,5-4,5 0,35-1,10 0,35-1,10 0,01-0,12

Die nachstehenden Tabellen 1 bis V zeigen SchweißrnetaI!mischungen, die eine Versprödung ergeben, sowie solche, die sprödigkeitsfrei sind.

Tabelle I Schweißung Nr. HP 211 Charge Nr. 3888748 Vakuum geschmolzen

C Mn Si P S Ni Co Or Mo V 0,19 1,09 0,33 0,010 0,0057,3 3,5 0,51 0,98 0,03

Schweißmeta11-E igenschaften

Elast.Gr. Zugf. K.Av./i Dehnung Charpy V-Kerbe
(kg/cm ) (kg/cm ) % in 2,54 mkg

cm -62,2° C -1,1° C

wie abgeschieden 2b,7 32,4 55 16 5,5 6,2

nach Spannungsminderung - - - ' - 0,7

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BAD. ORIGINAL

Daraus wird ein ausgeprägter Vs-rsprödungseffekt in der VerschweiiSung ersichtlich, der sich in einer beträchtlichen Verringerung (etwa 89/6) des cVN-vvertes ,,,anifestiert und der in erster Linie auf das Cr:N.o-Verhältnis zurückzuführen ist, welches bei einer NickeI-Konzentration am unteren Ende des oben angegebenen Bereiches und relativ hohen Gehalten an Mn und Si wesentlich waniger als 1 ist. Aus der Tabelle geht weiter hervor, daß der Versprüdungsfaktor - ^Mo (%Gr + %Mo)//oCr in diesem Beispiel 2,86, d.h. wesentlich mehr als 1 beträgt. Durch dieses Kriterium kann schon vor dem Test bestimmt werden, daß bei Durchführung der spannungsmindernden wärmebehandlung mit der relativ Nickelarmen Legierung dieses Tests eine Versprödung auftritt.

üer Versprödungseffekt kann etwas verringert werden, wenn man die Gehalte an Mn und Si erniedrigt, wodurch gleichzeitig die Schlagfestigkeit verbessert wird, uies geht aus aer nachstehenden Tabelle II hervor .

Tabelle II SchweJ3ung Nr.- HP 242 Charge Nr. 60320 Vakuumsinduktionsschrnelze

C Mn Si P S Ni Co Cr Mo V Q,1ü 0,80 0,23 0,003 0,005 7,3 3,4 0,47 0,98 0,09

Schweißmetal !eigenschaften;

Elast.Gr. Zugf. _? R.A. % Dehnung Charpy V-Kerbe (kg/cm ) (kg/c,i ) % in mkg

2,54 cm -62,2 C -1,1 C

wie abgeschieden 30,3 31,7 . 63 22 7,8 9,4

nach Spannungsminderung - - 4,3 3,5

Auch hier Ist das Cr;Mo-Verhältnis wesentlich kleiner als 1 und dementsprechend Ist der Versprödungsfaktor großer als 1. Dies führt bei der Spannungsnilnderungswärmebehandlung zu einem Verlust an Zähigkeit. Der Unterschied soll hierin alsZ_A-CVN bezeichnet werden. In diesem Fall Ist das Verhältnis CrsMo 0,47. üer mit /\.-CVN gleichgestellte Versprödungsfaktor, der nachstehend als x\ -CVN-Verhältnis bezeichnet werden soll, ist 3,02.

209011/0747 ~¹⁰~

BAD ORIGINAL

Wenn das CnNo-Verhältnis über 1 erhöht und aer Versprödung:— faktor dementsprechend unter 1 erniedrigt wird una wenn der Gehalt an Kn und Si weiter verringert wird, dann wird selbst bei einem relativ niedrigen Gehalt an Ni eine nicht-versoroaete Legierung erhalten, was mit einem simulierten Schweißn-.uster mit Untergröße bestin.mt wurde. t_s lag diefolgende Zusammensetzung vor:

Charge Kr. P976

C Mn Si i\ i ^o or ι- ο V

0,19 Ο,οΟ 0,1ο 7,9 4,2 0_ffa9 ü,o1 G, 12.

— chlagfestigkelt mkg 21,1 (J

wie gegossen d,D

538° o, 24 Stunden 1ü,4

In diesem KaII ist dai> Vernültnis iJr ·. No 1,75 und aas/^/\.-CVi\i-\/e.rhaltnis 0,802.

Die Tabelle LU zeigt eine Verschwenkung ,τ,it"eine.Vi ur:N.o-Verhältnis von etwa 1,8 : 1 una relativ niedrigen Gehalten an N.n und Si. Die Verschwei8üng hat gute mechanische Eigenschaften und wird nach einer Spannungsminderung nicht versprodet.

Tabelle III

Schweiüung Nr. HH 240 charge Kr. V 459 Vakuumsinduktionsschrf_telze

C Mm Si PS Ni Oo Cr ιό V

0,14 0,45 0,08 - - 9,6 2,0 0,74 0,40 0,16

SchweiSmetal I eigenschaften:

Elast.Gr. Zugf. H.A.% Dehnung Charpy V-Kerbe

(kg/cm ) (kg/crn ) . % in ' mkg

2,54 cm -62,2°C -1,1 C

wie abgeschieden ■ 9,9

nach Spannungs-

mJnderung 28,3 29,5 £3 18 9,9 10,5"

Das ot:Mq-Verhältnis Ist 1,85. Das/X-CVN-Verhäitnis ist 0,616.

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■ ' BAD ORIGINAL

Ahnliche Ergebnisse weruen bei etwas höheren, zur Verbesserung der Schweißbarkeit zugesetzten Si-Gehalten una bei einen! zur Verbesserung der i-estigkeit gewählten höheren Co-Gehait erhalten« Uies ist in "FabelIe iV gezeigt.

Tabelle IV

■.cnweiSung Nr. HH 308 Charge Nr. 6QbO9 Vakuums induktionsschmel ze

l; Mn Si H -S Ni Co Or Mo V

0,15 0,41 0,20 0,008 0,005 10,1 3,7, 1,07 0,47 0,07

jchweiiimetal !eigenschaften:

.yr. /lugf. ρ R.Ä.% Dehnung Charpy V-Kerbe

(kg/crn ) (kg/crr ) % in mkg

2,54 cm -62,2 C -1 ,1 C

wie abgeschieden 28,6 31,7 64 15 8,0 9,2

nach Spannungsminderung

8 Stunaen - - - - 7,4 9,9

24 Stunuen 29,6 30,1 66 18 8,1 10,9

Hierin beträgt aas Gr:l· o-Verhältnis 2,28. uas i/j^-CVN-Verhältnis ist 0,676.

l abelle V zeigt die A'irkung eines Cr:N,o-Verhältnisses von unterhalb 1 in Gegenwart eines hohen M-Gehaltes, um eine praktisch nichtversprödete Verschweiöung zu erhalten.

Tabelle V

bchwelSung Nr. HP 263 Charge Nr. B 137 Luft-IndUKtions-Schmelze

C Mn .ui P £ Ki Co Cr Mo V

.0,15 0,74 0,19 - - 11,2 3,9 0,57 1,00 0,09

Schwelßmetalleigenschaftent

* Elast.Gr. Zugf. _? ft.A.% Dehnung Charpy V-Kerbe

(kg/cm ) (kg/cm ) % in mkg

2,54 cm -62,2 C -1,1 C

wie abgeschieden	26,	3	32,4	62	19	6,	6	7,3
nach Spannungs- rnlnderung	29,	O	31 ,4	65	19	5,	7	7,0
	20	9	811/07Ϊ7					-12-
				Il "ι *

BAD ORIGINAL

Obwohl in diesem Fail das Or:Mo-Verhäitnls 0,57 und das Z_^-CVN—Verhältnis 2,76 beträgt, gleicht doch der hohe Nickel-üehait der Legierung die sonst durch diese Verhältnisse bei Legierungen wit NickeI-Gehalten unter 8,2% angegebene Versprödungsne igung vieoer ous. Selbst jedoch bei höheren NI ekel-Gehalten ist es nichts desto weniger vorteilhaft, das Cr:Mo-Verhältnls bei 1 oaer höher zu halten.

Die Tabelle VI enthalt eine Anhäufung verschiedener Schwei-3-legierungen und die vor und nach dem : .pannungsmindem erhaltenen uViNi— Werte. Wenn für die verschiedenen VerschweiBungen Zugfestigskeitsdaten ermittelt wurden, dann zeigten in Jeden. Fall aie spannungsgemlnderten Verschweii3ungen keine wesentlichen Abweichungen von den Schweifungen, wie sie niedergeschlagen wuraen, was in Tabelle VII gezeigt wird. Alle in Tabelle VI mit einer "B"-Zahi angegebenen SchweiSmetalIchargen wurden als Num.ner 150 Luft-Induktions-Schmelzen geschmolzen. Etnlge davon waren Teile gespaltener Chargen, die somit gescnmolzen wurden,, um zu Ver— gleichszwecken die wirkung der verschieaenen bjemente auf fhre Eigenschaften zu bestimmen.

ORiQfNAL

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Tabelle VI

	Verschweiaung Nr.	Charge r *
	HP 231	B17
	HP 232	B16
	HP 233	B15
PO O φ	HP 235 HP 237	B18 B21
—Ik, O	HP 262	B127
"•«A; *■*	HP 270	B126
	HP 272	B128
	HP 274	B130
	HP 275	B 135
	HP 279	B129

Analyse des· Fülldrahtes
C Mn Si Ni cjo er Mo CVN mkg
V -62,2 c -1,1⁰C

SchweiS-

metall-

Bedingung

0,16 0,62 0,26 8,4 4,1 0,59, 0,ö0 0,07

0,22 0,5o 0,18 8,5 4,1. 0,56 0,60 0,07

0,21 0,57 0,21 8,5 4,1 0,60 0,60 -

0,15 1,23 0,26 8,4 4,0 0,59 0,61 0,08 0,19 0,56 0,21- 8,7 4,1 <Ü,1 <Ü,1 0,09

0,12 0,75 0,22 8,4" 4,U 1,0 0,60 0,08

0,13 0,69 0,18 8,5 3,9 0,60 0,60 0,08

0,14 0,79 0,26 8,5 4,0 1,90 0,ü0 0,08

0,15 0,78 0,24 8,3 5,9 0,64 0,59 0,08

0,15 0,73 0,19 8,3 3,8 1,40 0,26 0,08

0,15 0,76 0,23 8,3 4,1 1,90 0,90 0,08 3,1
4,1

3,5
3,4

7,6

6,2
ο, 2

5,9

4,8

6,7

3,8

7,3

3,9

8,4
6,7

5,6
3,9

ö,7

4,2

4,6 5,0

5,6 4,6

4,5

4,6

10,3

9,8

6,6 6,3

6,6 6,9

7,8 6,3

8,4 4,6

10,5 10,5

7,0 6,2

1 2

1 2

1 2

1 2

1 2

1 2

1 2

-14-

VerschweiSung
Nr.

Charge Nr.

C Mm

Fortsetzung Tabelle VI

Analyse des Fülldrahtes Si Ni Co Or Mo

OVN mkg
-62,2°C -1,1

SchweiS-

rnetall-

Beaingung

HP 281

HP 282

HP 283

B133

B134

t/l3fc>

^k- 1 · wie abgeschieüen

,, 2. nach Spannungsrr.inderung

0,Mb 0,82 0,21 11,6 6,5 2,00 1,00 0,ü9 5,0

0,15 0,75 0,22 ö,5 3,9 1,00

0,15 0,78 0,24 8,9 3,9 - 0,99 0,08 4,2

Ü,Ü8 7,0
0,8

5,7

4,6

8,5
1,5

7,7

1 2

1 2

1 2

bezüglich der oben angegebenen Logierungen kann festgestellt weraen, öa,i bei HP 282, worin Kolybaän fehlt, und bei HP 283, worin Chrom fehlt, bei -1,1° C eine Verringerung der CVN-Werte von 82 bzw. 65% erfolgt. Dies deutet auf eine ausgedehnte Versprödung hin.

Bei allen anderen Chargen waren mit Ausnahme von HP 274 und HP 231 Verringerungen von 0 bis 20% festzustellen. Bei HP 231 ist aie VersprödunnswiderstandiJuhigkeit nicht eo gro,3 wie bei HP 232, 233, 235 und 237, bei welchen immer Cr:Kso-Verhältnisse von 1 oder in der f\ähe oavon b&i i\i-Gehaiten von o,4bis o,7 vorliegen. Ute bei HP selbst bei einem Cr:N.o-Verhältnfs von gröiier als 1 gezeigte, relativ gro-Je Verminuerung ist wahrscheinlich auf den relativ hohen Co-Gehalt zurUckzuführen,

Bei HP 27ö bringt eine steigerung des Cr:Mo-Verhältnisses auf etwa a : 1 bei einem etwas niedrigeren Co-Gehalt bei -1,1 C keine Versprödung mit sich. Ahnliche Effekte von Cr:l^vio-Verhältnissen, öle größer als 1 sind, können bei HP 262, wo ein Nickel-Genalt von 3,4 vorliegt, beobachtet werden. Bei HP 272, bei honerern Cr-Gehalt (1,9) und höherem Li-Gehalt (ö,26) im Vergleich zu HP 270 zeigen die erhaltenen Ergebnisse eine tragbare Verringerung der Schlagfestigkeit und eine leicht niedrigere Zugfestigkeit.

Viele der vorstehend uufgefünrten Legierungen, die einen gewis*- sen Grad der Versprödung zeigen, können den spannungsmindernden Temperaturen kürzere Zeit ausgesetzt werden und sind dann für eine Anzahl praktischer Anwendungszwecke im wesentlichen nicht versprödet.

Die Tabelle VII zeigt die wichtige Abwesenheit des Effekts auf andere mechanische Eigenschaften nach einer 24-stündigen Spannungsminderungsbehandlung bei 538 C.

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BAD ORIGINAL

	hllast.Gr. (kg/cm )	Tabelle	VII	Dehnung % in 2,54 cm	Schweii3-Be- dingung
Verschwei- f3ung Nr.	27, k	Zugf. (kg/cm")	ri · Ak · /ο	19	1 +)
HP 231	29,0	31,2	55	18	2 ++)
	30,4	30,4	50	17	1
HP 232	29,5	33,5	58	15	2
	28,4	30,6	44	17	1
HP 233	26,7	31,2	58	21	2
	26,0	28,0	62	15	1
HP 262	27, b	29,7	5S	18	2
	26,7	28,1	64	18	1
HP 270	27,8	29,0	59	19	2
	26,9	28,9	62	16	1
HP 274	28,4	30,7	64	18	2
	27,2	29,8	61	16	1
HP 275	25,6	30,9	53	22	■ 2
	?·7,3	26,9	69	16	1
HP 279	28,7	31,9	65	17	2
	25,7	32,4	64	17	1
HP 281	25,0	33,5	59	17	2
	25,2	32,4	62	17	1
HP 282	25,5	29,3	65	18	2
	2ö,1	29,5	61	17	1
HP 233	31,2	31,2	S6	15	2
	31,4	57

+) wie niedergeschlagen ++) nach der Spannungsrainderung

-17-

209811/07Af

- "17 -

Tabelle VIII zeigt die h.rgebnisse der Versuche bei sirr.ul ierten
SchweiBrnetall-Legierungsmaterial ien mit verschiedenen Konzentrationen der einzelnen Elemente. Daraus geht hervor, daß \n uen meisten Fällen
im wesentlichen keine Versprodung stattfindet, während in anderen geringe, aber tolerierbare Verringerungen der Schlagfestigkeit erhalten werden. Daraus geht die hohe Beständigkeit gegen eine Versprödung hervor.

-18-

20 9811/074ί

BAD

Tabelle VIII

Analyse . , Schlagfestigkeit (mkg)

Charge Nr. C Mn Si NI Co Cr Νιο V wie gegossen 538° C (24 Stunden)

P 977 0,17 0,92 0,16 10,3 4,2 0,90 0,54 0,16 7,5 6,4

P 978 0,17 0,49 0,15 10,<4 4,3 ■ 0,86 0,51 0,10 7,4 9,2

P 98P 0,17 0,49 0,15 10,4 2,1 0,89 0,44 0,16 o,4 11,3

P 987 0,18 0,62 0,35 10,4 1,9 0,94 0,43 0,09 6,9 7,2

P 988 0,18 0,80 0,16 10,6 3,5 0,81 0,47 0,09 8,5 7,y

P 989 0,19 0,71 0,14 8,7 4,0 0,79 0,44 0,09 7,5 ·■ 9,3 NJ

O P 990 ,0,13 0,57 ,0,36 10,4 5,8 0,84 0,45 0,09 7,-1 υ,Ί

^, P 991 0,17 0,57 0,37-11,8 3,8 0,84 0,43 0,09 9,2 - 5,8

^ P 994 * 0,18 0,54- 0,34 10,4 4,1 0,78 0,40 - 9,1 7,3

*·*■ P 995 0,1d 0,54 0,14 10,3 3,9 0,78 0,40 - 8,6 1ϋ,1

<! P 996 0,18 0,54 0,14 10,4 3,8 0,78 0,43 0,06 . 9,1 ' Q,6

Jj, S8 0,16 0,59 0,15 10,3 3,9 0,83 0,43 0,12 y,1 9,1

SIO 0,15 0,62 0,32 10,0 1,9 0,82 0,45 - 11,3 1ü,3

b 11 0,15 0,62 0,32 10,0 1,9 0,62 0,45 0,10 9,6 11,3

S 12 0,15 0,62 0,32 10,0 1,9 0,82 0,45 ü,16 y,£ 10,6

S 13 0,1.4 0,60 0,31 9,9 3,7 0,80 0,44 0,16 9,6 y,0

S 26-3 0,15 0,58 0,2ö 10,3 4,4 0,82 0,40 0,08 7,0 7,d

-19- —*

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1 . Legierung, bestenenä aus O₁Ou bis Q,2<4> Kohlenstoff, 5 bis 14%

   Nickel, 0 bis ö% Kobalt, υ,1 bis 2,5% Chrom-,. 0,1 bis 1,25% Molybdän, 0 bis l,Lb% Mangan, 0 bis 0,<40% Siliziu'.i und ü bis 0,30% Vanadin, Kest im wesentlichen E_isen, worin, falls oer Ni-Laehält weniger als etwa c>,2% beträgt, das Verhältnis von or zu Ho großer als 1 : 1 ist.

   Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet , ie mindestens 0,1% jeweils von Mn und Si enthält.

   3. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 8,0 bis 12,0% Nickel enthält.

   4. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dai sie 0,5 bis 1,2% Chrom und 0_t3 bis 0,8% Molybdän enthält.

   5. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da .3 sie 0,12 bis ΰ,ί-0% Kohlenstoff, 2,0 bis 6,0% Kobalt, 0,5 bis 1,2% Chrom, 0,3 bis 0,8% Molybdän, 0,4 bis ü,^% Mangan, 0,15 bis 0,35% Silizium, 0,06 bis 0,24% Vanadin, rtest Eisen und übliche Verunreinigungen entnält.

   G. Legierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

   daß sie 9,ü bis 10,5% Nickel enthält.

   7. Legierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dad sie 0,14 bis 0,18% Kohlenstoff enthält.

   8. Legierung nach Anspruch 5_r dadurch gekennze i chnet , da3 sie 0,75 bis 0,95% Chrom' und 0,4 bis 0,5% Molybdän enthält.

   9. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daS sie 0,14 bis 0,18% Kohlenstoff, 9,5 bis 10,5% Nickel, 3,5 bis 4,0% Kobalt, 0,75 bis 0,95% Chrom, 0,4 bis 0,5% Molybdän, 0,5 bis 0,6%

   -20-

   20981 1/07-47

   ' BAD QRSGiNAL

   Mangan, 0,2 bis 0,3% Lilizium, 0,12 bis 0,18% Vanadin, Rest Eit>en und. übliche Verunreinigungen enthält.

   io« Legierung nach Anspruch S, daaurch gekennzeichnet, du3 aas Verhältnis von ur : Mo 1,2:1 bis 3,0 : 1 beträgt.

   11. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich n'e t , daß das Verhältnis Mo (%Cr + %Μό)/%Ογ Im wesentl ichen 1 beträgt oder Darunter I iegt.

   12. Geschweißter Gegenstand aus einem Grundmetall, bestehend aus einer i^tahllegierung aus im wesentlichen 0,17 bis 0,30% Kohlenstoff, 7 bis y,5%' Nickel, 3,5 bis 4,5% Kobalt, 0,35 bis 1 ,10% jeweils von Chrom und Molybdän, 0,1 bis 0,35% Mangan, bis zu 0,1270 Vanadin, bis zu 0,10% Silizium, Rest im wesentlichen Eisen, daaurch gekennzeichnet , ciao er durch eine Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zusammenner-chweiiit ist.

   BAD ORIGINAL

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