DE19533229C1

DE19533229C1 - Steel alloy used to make pressure gas containers

Info

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

Abstract

Steel alloy which can be hardened by annealing in a protective gas consists of in %:- 0.2-0.3C; 0.1-3 Si; 1.4-2 Mn; max. 0.02P; max. 0.028; 1.8-2.2 Cr; 0.4-0.7 Mo; 0.5-1.5 Ni; 0.02-0.061Al; plus Fe and used impurities.

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. The invention relates to the use of a steel alloy for compressed gas container. These are usually not ver acceptable carbon steel, such as B. St 52-3 or STE 460, used in the normalized state. Exists alongside the Requirement pressure height the requirement to save weight, liquid hardenable tempering steels are used. In this context, tubing is usually used cuts so hot that the necks of the Pressurized gas containers and the floors are formed. The The ground center is then closed. To the booth The technology also counts with compressed gas tanks feed welded floors. Be independent of it the pressurized gas container then oil or water tet, then sandblasted and finally a pressure test subjected.

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.This procedure is based on the fact that both with oil as well as the water inside the compressed gas container scaled. Consequently, the tinder must be in one comparatively complex operation by sandblasting len are removed. Furthermore, the health damage point out the effects of oil cooling. It also forms a peculiarity of the well-known classic Steels according to EN 10083 (formerly DIN 17200), such as B. 41 cr 4, 34 Cr Mo 4 or 42 Cr Mo 4, their strength of maxi times 1,200 N / mm². Furthermore, liquid hardening because of the geometric shape of the hollow body with a right relatively large scatter of hardness values.

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.The invention is based on the prior art Task to propose a steel alloy on the basis of which is a compressed gas tank, in particular a compressed gas bottle with less material and easier can be produced.

Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung im An spruch 1 gesehen.The solution to this problem is according to the invention in An seen saying 1.

Die Luftvergütung eines derartigen Stahls ist mit dem Vorteil behaftet, daß das Flüssigkeitshärten nunmehr ent fallen kann.The air quality of such a steel is with the Advantageous that the liquid hardening now ent can fall.

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. This is already for the proposed alloy known from DE 37 28 476 C1. The manufacturing effort is ge lowers. Furthermore, with the air tempering under protective gas the advantage achieved that no more scale build up can, so that the complex removal of the scale not applicable. Another advantage results from the fact that maintain the shape and dimensional accuracy when air conditioning remains. So it is no longer necessary to use a pressurized gas to calibrate the container.

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.With the steel according to the invention, depending on the occasion temperature strengths 1,100 N / mm² and yield strengths 800 N / mm² with an elongation at break of 14% the.

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.Due to this high and even strength and yield strength values result from the Erfin the relevant advantage that comparatively thin Wall thicknesses can be designed so that this material and weight savings achieved in particular then becomes particularly important when the pressurized gas containers as mass products, e.g. B. as a fire extinguisher container, Reaction tank for airbag systems or compressed gas fla in beverage preparation machines, who are manufactured the. Internal tests have shown that the fiction steel has a notched impact strength at -40 ° C 27 Joule / cm².

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.When manufacturing a pressurized gas container from one seam loose precision steel tube with an analysis according to the Er the hot-rolled seamless exit pipe first annealed and then pickled, phosphated and soaped. Then drag and repeat The precision steel tube is straightened and soft annealed an examination, in particular an ultrasound and / or Subjected to eddy current testing. After the following Each pipe section is cut to length by thermoforming first the bottom and neck of the pressure vessel testifies and this then air-tempered under protective gas tet. The finishing touches on the air remuneration development of the compressed gas tank.

Statt eines nahtlosen Ausgangsrohrs kann auch ein längs nahtgeschweißtes Ausgangsrohr eingesetzt werden.Instead of a seamless exit tube, you can also use a lengthwise one seam-welded outlet pipe can be used.

Ein vorteilhaftes Beispiel einer erfindungsgemäßen Legie rung ist in den Merkmalen des Anspruchs 2 gekennzeichnet.An advantageous example of an alloy according to the invention tion is characterized in the features of claim 2.

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.The air tempering of a pressurized gas container under protective gas sets itself according to the features of the Claim 3 with an air hardening under protective gas a temperature between 880 ° and 930 ° C and at closing tempering, also under protective gas a temperature between 550 ° and 650 ° C together.

Claims

1. Using a steel alloy that consists of:
0.20-0.30% carbon,
0.10-0.30% silicon,
1.40-2.00% manganese,
Max. 0.020% phosphorus,
Max. 0.020% sulfur,
1.80-2.20% chrome,
0.40-0.70% molybdenum,
0.50-1.50% nickel,
0.020-0.060% aluminum and iron
and the usual impurities as the rest,
as a material for compressed gas containers air-tempered under protective gas.

2. Using a steel alloy that consists of:
0.22-0.24% carbon,
0.15-0.25% silicon,
1.60-1.80% manganese,
Max. 0.020% phosphorus,
Max. 0.020% sulfur,
1.90-2.10% chromium,
0.45-0.55% molybdenum,
0.95-1.05% nickel,
0.030-0.060% aluminum and iron
and the usual impurities as the rest,
as a material for compressed gas containers air-tempered under protective gas.

3. Use of a steel alloy according to claim 1 or 2 in a Ver drive to the production of air gas under protective gas Teten compressed gas tanks, the air remuneration of made of seamless or welded precision steel tubes manufactured compressed gas container from an air hardening under protective gas with a temperature between 880 ° C-930 ° C and then starting, also under Shielding gas, at a temperature between 550 ° C-650 ° C.