DE19533229C1

DE19533229C1 - Verwendung einer Stahllegierung

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Publication number: DE19533229C1
Application number: DE1995133229
Authority: DE
Original assignee: Benteler Deustchland GmbH
Current assignee: Benteler Deustchland GmbH
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1995-09-08
Publication date: 1996-12-05
Anticipated expiration: 2015-09-09

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Stahllegierung für Druckgas behälter. Diese werden in der Regel aus einem nicht ver gütbaren Kohlenstoffstahl, wie z. B. St 52-3 oder STE 460, im normalgeglühten Zustand eingesetzt. Besteht neben der Anforderung Druckhöhe die Forderung Gewicht einzusparen, werden flüssigkeitshärtbare Vergütungsstähle eingesetzt. In diesem Zusammenhang werden üblicherweise Rohrab schnitte so warm umgeformt, daß hierbei die Hälse der Druckgasbehälter und die Böden ausgebildet werden. Das Bodenzentrum wird anschließend verschlossen. Zum Stand der Technik zählt es darüber hinaus, Druckgasbehälter mit angeschweißten Böden aus zuführen. Unabhängig davon werden die Druckgasbehälter anschließend öl- oder wasservergü tet, dann gesandstrahlt und schließlich einer Druckprü fung unterzogen.

Diese Verfahrensweise beruht darauf, daß sowohl beim Öl als auch beim Wasservergüten der Innenraum des Druckgas behälters verzundert. Folglich muß der Zunder in einem vergleichsweise aufwendigen Arbeitsgang durch Sandstrah len entfernt werden. Ferner ist auf die gesundheitsschä digenden Auswirkungen einer Ölabkühlung hinzuweisen. Außerdem bildet eine Eigenart der bekannten klassischen Stähle nach EN 10083 (früher DIN 17200), wie z. B. 41 Cr 4, 34 Cr Mo 4 oder 42 Cr Mo 4, ihre Festigkeit von maxi mal 1.200 N/mm². Desweiteren ist beim Flüssigkeitshärten wegen der geometrischen Form der Hohlkörper mit einer re lativ großen Streuung der Härtewerte zu rechnen.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Stahllegierung vorzuschlagen, auf deren Basis Druckgasbehälter, insbesondere Druckgasfla schen, mit geringerem Materialaufwand sowie einfacher hergestellt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung im An spruch 1 gesehen.

Die Luftvergütung eines derartigen Stahls ist mit dem Vorteil behaftet, daß das Flüssigkeitshärten nunmehr ent fallen kann.

Dies ist für die vorgeschlagene Legierung bereits aus DE 37 28 476 C1 bekannt. Der Herstellungsaufwand wird dadurch ge senkt. Ferner wird mit der Luftvergütung unter Schutzgas der Vorteil erzielt, daß sich kein Zunder mehr bilden kann, so daß auch das aufwendige Entfernen des Zunders entfällt. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß die Form und Maßhaltigkeit beim Luftvergüten erhalten bleibt. Es ist also nicht mehr notwendig, einen Druckgas behälter zu kalibrieren.

Mit dem erfindungsgemäßen Stahl können je nach Anlaßtem peratur Festigkeiten 1.100 N/mm² und Streckgrenzen 800 N/mm² bei einer Bruchdehnung 14% eingestellt wer den.

Bedingt durch diese hohen und gleichmäßigen Festigkeits- und Streckgrenzenwerte ergibt sich im Rahmen der Erfin dung der relevante Vorteil, daß vergleichsweise dünne Wanddicken konzipiert werden können, so daß die hierdurch erzielte Material- und Gewichtseinsparung insbesondere dann eine besondere Bedeutung erlangt, wenn die Druckgas behälter als Massenprodukte, z. B. als Feuerlöschbehälter, Reaktionsbehälter für Airbag-Systeme oder Druckgasfla schen in Getränkezubereitungsautomaten, hergestellt wer den. Interne Versuche haben gezeigt, daß der erfindungs gemäße Stahl eine Kerbschlagzähigkeit bei -40°C 27 Joule/cm² besitzt.

Bei der Fertigung eines Druckgasbehälters aus einem naht losen Präzisionsstahlrohr mit einer Analyse gemäß der Er findung wird das warmgewalzte nahtlose Ausgangsrohr zunächst weichgeglüht und dann gebeizt, phosphatiert und beseift. Nachdem anschließenden Ziehen und nochmaligem Weichglühen wird das Präzisionsstahlrohr gerichtet und einer Prüfung, insbesondere einer Ultraschall- und/oder Wirbelstromprüfung unterzogen. Nach dem darauffolgenden Ablängen wird aus jedem Rohrabschnitt durch Warmformen zunächst der Boden und der Hals des Druckbehälters er zeugt und dieser anschließend unter Schutzgas luftvergü tet. An die Luftvergütung schließt sich die Fertigstel lung des Druckgasbehälters an.

Statt eines nahtlosen Ausgangsrohrs kann auch ein längs nahtgeschweißtes Ausgangsrohr eingesetzt werden.

Ein vorteilhaftes Beispiel einer erfindungsgemäßen Legie rung ist in den Merkmalen des Anspruchs 2 gekennzeichnet.

Die Luftvergütung eines Druckgasbehälters unter Schutzgas setzt sich erfindungsgemäß entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 3 aus einer Lufthärtung unter Schutzgas mit einer Temperatur zwischen 880° bis 930°C und an schließendem Anlassen, ebenfalls unter Schutzgas, bei einer Temperatur zwischen 550° und 650°C zusammen.

Claims

1. Verwendung einer Stahllegierung, die aus:
0,20-0,30% Kohlenstoff,
0,10-0,30% Silizium,
1,40-2,00% Mangan,
max. 0,020% Phosphor,
max. 0,020% Schwefel,
1,80-2,20% Chrom,
0,40-0,70% Molybdän,
0,50-1,50% Nickel,
0,020-0,060% Aluminium und Eisen
sowie den üblichen Verunreinigungen als Rest besteht,
als Werkstoff für unter Schutzgas luftvergütete Druckgasbehälter.

2. Verwendung einer Stahllegierung, die aus:
0,22-0,24% Kohlenstoff,
0,15-0,25% Silizium,
1,60-1,80% Mangan,
max. 0,020% Phosphor,
max. 0,020% Schwefel,
1,90-2,10% Chrom,
0,45-0,55% Molybdän,
0,95-1,05% Nickel,
0,030-0,060% Aluminium und Eisen
sowie den üblichen Verunreinigungen als Rest besteht,
als Werkstoff für unter Schutzgas luftvergütete Druckgasbehälter.

3. Verwendung einer Stahllegierung nach Anspruch 1 oder 2 bei einem Ver fahren zur Herstellung von unter Schutzgas luftvergü teten Druckgasbehältern, wobei die Luftvergütung der aus nahtlosen oder geschweißten Präzisionsstahlrohren gefertigten Druckgasbehälter aus einer Lufthärtung unter Schutzgas mit einer Temperatur zwischen 880°C-930°C und anschließendem Anlassen, ebenfalls unter Schutzgas, bei einer Temperatur zwischen 550°C-650°C besteht.