DE2016882A1

DE2016882A1 - Precipitation hardenable stainless steel

Info

Publication number: DE2016882A1
Application number: DE19702016882
Authority: DE
Inventors: William Charles Baltimore Clarke jun., Md. (V.St.A.). C22c 39-20
Original assignee: Armco Inc
Current assignee: Armco Inc
Priority date: 1970-04-09
Filing date: 1970-04-09
Publication date: 1971-10-21

Abstract

Precipitation hardenable Cr-Ni stainless steel comprises 10.5-10.25% Cr, 7.5-9.5% Ni, 1-2.5% Mo, 12.5% Cu, 1-2% Al, less than 0.05% C, less than 0.015% N2, remainder essentially Fe. Ni can be partially replaced by up to 2% Co, the Ni content being greater than 6%. Up to 0.3% Nb and/or 0.15% Ti may be added.

Description

Ausscheidungshärtbarer rostreifer Chrom-Nickel-Stahl Die Erfindung betrifft rostfreie Chrom- Nickel-Stähle und bezieht sich insbesondere auf diejenigen Stähle die durch eine einfache Wärmebehandlung härtbar sind. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit martensitischen rostfreien Chrom-Nickel-Stählen, die durch einfache Alterungsbehandlung bei vergleichsweise tiefen Temperaturen gehärtet werden. Precipitation hardenable rustproof chromium-nickel steel. The invention concerns chromium-nickel stainless steels, and specifically relates to those Steels that can be hardened through a simple heat treatment. Particularly concerned the invention with martensitic stainless chromium-nickel steels, which by simple aging treatment can be hardened at comparatively low temperatures.

Der erfindungsgemässe Stahl enthält ungefähr 10,5 bis ungefähr 13,25 % Chrom, ungefähr 7,5 bis ungefähr 9,5 % Nickel, ungefähr 1 bis ungefähr 2,5 % Molybdän, ungefähr 1 bis ungefahr 2,5 % Kupfer, ungefähr 1 bis ungefähr 2 % Aluminium und zum Rest im wesentlichen Eisen. Die Kohlenstoff- und Stickstoffgehalte werden auf kritisch niedrigen Mengen gehalten, wobei der Gehalt an dem zuerst genannten Element nicht ungefähr 0,05 % und der Gehalt an dem zuletzt genannten Element nicht 0,015 % übersteigt. Kobalt in einer Menge bis zu ungefähr 2 % kann teilweise das Nickel ersetzen. Ferner kann Niob in Mengen bis zu ungefähr 0,3 % und/oder Titan in Mengen bis zu ungefähr 0,15 % zugesetzt werden.The steel of the invention contains about 10.5 to about 13.25 % Chromium, about 7.5 to about 9.5% nickel, about 1 to about 2.5% molybdenum, about 1 to about 2.5% copper, about 1 to about 2% aluminum, and the rest essentially iron. The carbon and nitrogen levels are on kept critically low levels, the content of the first-mentioned element not about 0.05% and the content of the latter element not 0.015 % exceeds. Cobalt in an amount up to about 2% can partially make up the nickel substitute. Furthermore, niobium can be used in amounts up to about 0.3% and / or titanium in amounts up to about 0.15% can be added.

Die Die Zahl der derzeit verfügbaren rostreifen Stähle ist sehr gross. Die vielleicht besten bekannten Stähle sind die austentischen Chrom-Nickel-Stähle, beispielsweise die AISI-Typen 301 und 302. Der erstgenannte Typ enthält ungefähr 17 % Chrom, ungefähr 7 % Nickel und zum Rest Eisen. Der zuletzt genannte Typ enthält ungefähr 18 % Chrom, ungefähr 9 p6 Nickel und zum Rest Eisen. Diese Stähle härten Jedoch während einer Kaltbearbeitung in merklichem Ausmaße. Der AISI-Typ 305 Jedoch, der ungefähr 18 7S Chrom, ungefähr 11 Nickel und zum Rest Eisen enthält, zeigt eine wesentlich geringere Verarbeitungshärtungsgeschwindigkeit. Keiner dieser Stähle kann durch eine Wärmebehandlung gehärtet werden.the The number of stainless steels currently available is very big. Perhaps the best known steels are the austenitic chrome-nickel steels, for example AISI types 301 and 302. The former type contains approximately 17% chromium, about 7% nickel and the remainder iron. The latter type contains about 18% chromium, about 9 p6 nickel and the remainder iron. Harden these steels However, to a noticeable extent during cold working. The AISI Type 305 However, which contains about 18 7S chromium, about 11 nickel and the remainder iron shows one significantly lower processing hardening speed. None of these steels can be hardened by heat treatment.

Es sind jedoch noch weitere rostfreie Chrom-Nickel-Stähle bekannt, die, obwohl sie die meisten der angestrebten Eigenschaften von Chrom-Nickel-Stählen, wie beispielsweise eine Korrosionsbeständigkeit, besitzen, und die sich sehr gut zum Bearbeiten und Verformen zu einer Vielzahl von Produkten eignen, durch Alterungsbehandlung gehärtet werden können.However, other stainless chromium-nickel steels are known, which, although they have most of the desired properties of chromium-nickel steels, such as corrosion resistance, and which are very good suitable for processing and shaping into a variety of products through aging treatment can be hardened.

Ein derartiger rostfreier Chrom-Nickel-Stahl wird in der US-Patentschrift 3 376 780 beschrieben. Der Stahl enthält in typischer Weise ungefähr 15 - 18 % Chrom, ungefähr 7 - 10 % Nickel, ungefähr 2 - 5 % Kupfer, ungefähr 0,75 - 1,50 ffi Aluminium und zum Rest Eisen. Gegebenenfalls kann Molybdän in Mengen bis zu 5 7S als teilweiser Ersatz ffir Chrom vorhanden sein. Dieser Stahl ist in lösungsbehandeltem Zustand halb-austenitisch. Obwohl er sich durch viele angestrebte Eigenschaften auszeichnet, eignet sich der Stahl, falls er einen grossen Querschnitt aufweist, d.h. falls er in Form von Platten, Stäben oder anderen Produkten verwendet wird, deren Dicke 25 oder 50 mm (1 oder 2 inches) übersteigt, nicht zu einem Härten, da eine Härtung am zweckmässigsten durch durch eine Kombination aus einem erheblichen oder sogar starken Kaltverformen mit anschliessender Wärmebehandlung erzielt wird. Stäbe, Platten, Schmiedestücke sowie andere Produkte mit merklichen Abmessungen, bei denen infolge ihrer Grösse oder aus anderen Erwägungen eine Kaltverformung nicht in Brage konnt, sind daher nicht in gehärtetem und verfestigtem Zustand verfügbar.Such a chromium-nickel stainless steel is disclosed in U.S. Patent 3 376 780. The steel typically contains around 15-18% chromium, about 7-10% nickel, about 2-5% copper, about 0.75-1.50% aluminum and the rest iron. Optionally, molybdenum can be used in amounts up to 5 7S as a partial Replacement for chrome will be available. This steel is in a solution-treated condition semi-austenitic. Although it has many desired properties, the steel is suitable if it has a large cross-section, i.e. if it in the form of plates, rods or other products, the thickness of which is 25 or 50 mm (1 or 2 inches) does not result in hardening as hardening most expediently through through a combination of a substantial or even strong cold forming with subsequent heat treatment is achieved. Bars, plates, forgings and other products with significant dimensions, for which, due to their size or other considerations, cold deformation is not possible in Brage are therefore not available in a hardened and solidified state.

Ein weiterer bekannter StS enthält in typischer Weise ungefähr 13 % Chrom, 8 % Nickel, 2 % Molybdän, 1 % Aluminium und kritische gen an restlichen Elementen und zum Rest Eisen.Another known StS typically contains about 13 % Chromium, 8% nickel, 2% molybdenum, 1% aluminum and critical genes of the remaining Elements and the rest iron.

Obwohl sich der Stahl selbst für eine Härtung durch Alterungsbehandlung eignet, reicht die Festigkeit für viele Anwendungszwecke nicht aus.Though the steel lends itself to hardening through aging treatment is suitable, the strength is insufficient for many purposes.

Die vorliegende Erfindung stellt einen rostfreien Chrom-Nickel-Stahl zur Verfügung, der sich in einfacher Weise für eine Verformung und Verarbeitung nach bekannten und häufig eingesetzten Methoden eignet, wobei dieser Stahl durch eine einfache Wärmebehandlung, d.h. ein blosses Erhitzen auf Alterungstemperaturen, und anschliessende Verformung oder Verarbeitung eine grosse Härte und Festigkeit entwickelt, wobei dieser Stahl gleichseitig vergleichsweise zäh und duktil ist.The present invention provides a chromium-nickel stainless steel available that can be easily deformed and processed suitable according to known and frequently used methods, this steel by a simple heat treatment, i.e. simply heating to aging temperatures, and subsequent deformation or processing of great hardness and strength developed, whereby this steel is comparatively tough and ductile at the same time.

Er eignet sich insbesondere für eine Verwendung in der Flugzeugindustrie sowie in anderen Industriezweigen, in denen es auf Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit sowie eine Beständigkeit gegenüber Schlag, Schock und Vibration ankommt.It is particularly suitable for use in the aircraft industry as well as in other industries where there is a need for corrosion resistance, strength as well as resistance to shock, shock and vibration are important.

Der erfindungsgemässe rostfreie Chrom-Nickel-Stahl besteht im wesentlichen aus den 5 Bestandteilen Chrom, Nickel, Molybdän, Kupfer und Aluminium in besonderen und kritischen Mengen, wobei ausserdem kritische Mengen an den weiteren Bestandteilen Kohlenstoff und Stickstoff eingehalten werden müssen. Diese beiden beiden Elemente finden sich in allen rostfreien Stählen. Die besten Ergebnisse werden dann ersielt, wenn der weitere Bestandteil Niob zugesetzt wird, und zwar in einer kleinen und kritischen Menge, wobei Titan teilweise das Niob ersetzen kann. Gegebenenfalls kann Kobalt teilweise das Nickel ersetzen. Der Stahl ist. in lösungsbehandeltem Zustand martensitisch.The stainless chromium-nickel steel according to the invention essentially consists from the 5 components chromium, nickel, molybdenum, copper and aluminum in particular and critical amounts, with also critical amounts of the further constituents Carbon and nitrogen must be complied with. These two both Elements can be found in all stainless steels. The best results will be then obtained when the additional component niobium is added, in a small amount and critical amount, whereby titanium can partially replace the niobium. Possibly cobalt can partially replace nickel. The steel is. in solution-treated Martensitic condition.

Chrom liegt in einer Menge von ungefähr 10,5 oder 11,5 % bis ungefähr 13,25 % und insbesondere 15 %, Nickel in einer Menge von 7,5 bis ungefähr 9 % oder sogar ungefähr 95 % und insbesondere ungefähr 8 bis ungefähr 9 % (oder ungefähr 6 bis ungefähr 9,5 % Nickel bis ungefähr 10,5 bis ungefähr 12,5 % Chrom), Molybdän in einer Menge von ungefähr 1 % oder ungefähr 1,3 % bis ungefähr 2,25 7S oder ungefähr 2,5 %, Kupfer Bn einer Menge von ungefähr 1 bis ungefähr 2,5 % und Aluminium in einer Nenge von ungefähr 1 % bis ungefähr 2 5S und insbesondere ungefähr 1,1 % bis ungefähr 1,4 % oder sogar ungefähr 1,8 % vor. Zur Ersiebung der besten Ergebnisse werden diese verschiedenen Bestandteile in begrenzteren Mengen gehalten.Chromium is in an amount from about 10.5 or 11.5 percent to about 13.25% and especially 15%, nickel in an amount of 7.5 to about 9% or even about 95% and especially about 8 to about 9% (or about 6 to about 9.5% nickel to about 10.5 to about 12.5% chromium), molybdenum in an amount from about 1% or about 1.3% to about 2.25% or about 2.5%, copper Bn in an amount from about 1 to about 2.5% and aluminum in an amount from about 1% to about 2 5S, and more preferably from about 1.1% to about 1.4% or even about 1.8%. To sift out the best results these various ingredients are kept in more limited quantities.

Wenn auch der Bestandteil Niob für den Stahl nicht wesentlich ist, so werden dennoch bestimmte Vorteile bei seinem Vorliegen in Mengen bis zu ungefähr 0,3 %, insbesondere in Mengen von ungefähr 0,1 bis ungefähr 0,3 , erzielt. Gegebenenfalls kann Titan teilweise an Stelle des Niob verwendet werden, Jedoch nur in einer Menge bis zu 0,15 %. Grössere Titanmengen haben einen Festigkeitsverlust zur Folge. Dieser Festigkeitsverlust wird der Schwierigkeit des Stahls zugeschrieben, grössere Lösungen an Titan infolge des hohen Aluminiumgehaltes aufzunehmen.Even if the constituent niobium is not essential for the steel, however, certain advantages will be obtained if it is present in amounts up to approximately 0.3%, in particular in amounts of about 0.1 to about 0.3, achieved. Possibly Titanium can partially be used in place of niobium, but only in an amount up to 0.15%. Larger amounts of titanium result in a loss of strength. This Loss of strength is attributed to the difficulty of the steel, greater solutions of titanium due to the high aluminum content.

Wie vorstehend erwähnt, kann Kobalt teilweise an Stelle deß Nickels eingesetzt werden, dies ist Jedoch nur in Mengen bis zu ungefähr ungefähr 2 % möglich. Zur Erzielung der besten Ergebnisse werden ungefähr 1 bis ungefähr 2 , Kobalt an Stelle von Nickel verwendet. Der Nickelgehalt wird bei der Zugabe von Kobalt herabgesetzt, Jedoch nur bis herab zu ungefähr 6 oder 6,5 . Wenigstens 6 % Nickel (auch dann, wenn Kobalt und Kupfer vorliegen) sind in dem erfindungsgemässen Stahl notwendig, um zu gewährleisten, das dieser Stahl im wesentlichen von Delta-Ferrit bei ist.As mentioned above, cobalt can be used in part in place of nickel However, this is only possible in amounts up to approximately approximately 2% possible. For best results, use approximately 1 to approximately 2, cobalt used in place of nickel. The nickel content is added depreciated by cobalt, but only down to about 6 or 6.5. At least 6% nickel (even if cobalt and copper are present) are in the inventive Steel is necessary to ensure that this steel is essentially made of delta ferrite at is.

Wie vorstehend erwähnt, werden die weiteren und in üblicher Weise vorliegenden Bestandteile Kohlenstoff und Stickstoff in einer kritisch niedrigen Menge eingesetzt. Der Kohlenstoff übersteigt nicht maximal ungefähr 0,05 *, während der Stickstoff ein Maximum von 0,015 % nicht überschreitet. Zur Erzielung der besten Kombination von Eigenschaften sollte Stickstoff eine Nenge von 0,01 % oder sogar 0,010 % oder 0,007 ffi nicht übersteigen. Der Stickstoffgehalt ist besonders kritisch. Bei einem zu hohen Stickstoffgehalt tritt ein Verlust der Bruchzähigkeit auf.As mentioned above, the further and in the usual way present constituents carbon and nitrogen at a critically low level Amount used. The carbon does not exceed a maximum of about 0.05 * while the nitrogen does not exceed a maximum of 0.015%. To achieve the best Combination of properties, nitrogen should be an amount of 0.01% or even Do not exceed 0.010% or 0.007 ffi. The nitrogen content is particularly critical. If the nitrogen content is too high, there is a loss of fracture toughness.

Eine bestimmte Kohlenstoffmenge ist für den erfindungsgemässen Stahl günstig, und zwar bietet eine solche Menge die Gewähr, dass der Stahl im wesentlichen frei von Delta-Ferrit ist. Delta-Ferrit wird unter einer Menge von 3 Volumen-% gehalten, da bei höheren Delta-Ferrit-Gehalten ein Festigkeitsverlust auftritt, insbesondere in Querrichtung. Zur Erzielung der besten Ergebnisse wird Kohlenstoff in einer Menge von ungefähr 0,025 bis ungefähr 0,045 % oder in einer Menge von ungefähr 0,02 bis ungefähr 0,05 % verwendet.There is a certain amount of carbon for the steel of the present invention cheap, and indeed such an amount guarantees that the steel is essentially is free of delta ferrite. Delta ferrite is kept below an amount of 3% by volume, because a loss of strength occurs with higher delta ferrite contents, in particular in the transverse direction. For best results, carbon is used in an amount from about 0.025 to about 0.045%, or in an amount from about 0.02 to about 0.05% used.

Die weiteren Bestandteile Mangan, Silicium, Phosphor und Schwefel werden ebenfalls niedrig gehalten. Mangan und Silicium werden bei Werten gehalten, die nicht 0,10 % übersteigen. Der Phoaphor liegt nicht in einer Menge von mehr als ungefähr 0,010 % vor vor, während der Schwefelgehalt eine Menge von ungefähr 0,005 % nicht überschreitet. Der Rest besteht natürlich aus Eisen, von zufällig vorliegenden Verunreinigungen abgesehen.The other components manganese, silicon, phosphorus and sulfur are also kept low. Manganese and silicon are kept at values which do not exceed 0.10%. The phoaphore does not lie in an amount greater than about 0.010% before, while the sulfur content a lot of about 0.005%. The rest is made of iron, of course, apart from random impurities.

Der Stahl wird vorzugsweise in einem Vakuumofen geschmolzen, damit er sauber wird und vom Oxydeinschlüssen oder anderen Verschnutzungen befreit wird. Ein einziges Induktionsvakuumschmelzen ist gewöhnlich ausreichend. Es wird Jedoch dann ein ausgezeichneter Block, der im Inneren keine Defekte aufweist, unter minimalen Ausschuss erhalten, wenn eine Doppelvakuumbehandlung durchgeführt wird, d.h wenn sich einem ersten Vakuumschmelzen in dem Induktionsofen ein erneutes Schmelzen in Vakuum unter Verwendung einer Opferelektrode anschliesst, Die auf diese Weise erzeugten blöcke sind sauber, frei von Defekten sowie frei von einer durch Wasserstoff bedingten Brüchigkeit.The steel is preferably melted in a vacuum furnace with it it becomes clean and is freed from oxide inclusions or other contaminants. A single induction vacuum melt is usually sufficient. It will, however then an excellent block with no defects inside, below minimal ones Reject received when performing double vacuum treatment i.e. when a first vacuum melting in the induction furnace is remelted in Vacuum using a sacrificial electrode that is created in this way blocks are clean, free from defects, as well as free from one caused by hydrogen Brittleness.

Das Metall lässt sich in ausgezeichneter Weise heisswalzen, so dass aus Blöcken Vorblöcke, Barren oder dergleichen hergestellt werden können. Ferner eignet sich das Metall in ausgezeichneter Weise für eine weitere Umwandlung in heiss- und kaltgewalzte Produkte, wie beispielsweise Platten, Bleche, Bänder, Stäbe, Stängen, Drähte oder dergleichen. Diese verschiedenen Walzprodukte lassen sich gut weiterverarbeiten, beispielsweise duroh eine maschinelle Bearbeitung, durch Gewindeschneiden, durch Kaltstauchen, durch Metallblechverformen und durch Schmieden, wobei beispielsweise mit Schraubengewinden versehene Betestigungsteile und Flugzeugteile, insbesondere Fahrgestelle, bei denen es auf ein hohes Verhältnis Festigkeit:Gewicht ankommt, hergestellt werden können. Wie vorstehend erwähnt, ist der Stahl in lösungsbehandeltem Zustand martensitisch.The metal can be hot-rolled in an excellent way, so that blooms, ingots or the like can be produced from blocks. Further the metal is ideally suited for a further transformation into hot and cold-rolled products, such as plates, sheets, strips, rods, bars, Wires or the like. These different rolled products are easy to further process, for example by machining, by thread cutting Cold heading, sheet metal forming and forging, for example screw-threaded fastening parts and aircraft parts, in particular Chassis where a high strength: weight ratio is important, can be produced. As mentioned above, the steel is solution treated Martensitic condition.

Das Härten des Stahls sowie der aus diesem Stahl hergestellten Produkte Produkte wird lediglich durch Erhitzen auf Alterungstemperaturen bewirkt, beispielsweise durch Erhitzen auf Temperaturen von 482 - 566°C (900 - 1050°F), und zwar aus dem lösungsbehandelten Zustand (Erhitzen auf etwa 760 - 945°C (1400 - 1750°F) und anschliessendes Abschrecken). Die besten und gleichmässigsten Ergebnisse werden dann erzielt, wenn fertige Produkte lösungsbehandelt und anschliessend bei den gewünschten Temperaturen gealtert werden. Auf diese Weise erhält man gleichmässige Produktge, wie sie durch Altern unmittelbar an die Herstellung nicht erzielt werden können.The hardening of the steel and the products made from this steel Products is only effected by heating to aging temperatures, for example by heating to temperatures of 482 - 566 ° C (900 - 1050 ° F) from the solution treated condition (heating to about 760 - 945 ° C (1400 - 1750 ° F) and then Scare off). The best and most consistent results are achieved when finished products solution-treated and then at the desired temperatures to be aged. In this way you get an even amount of product as it is through Aging immediately after manufacture cannot be achieved.

Zur Durchführung der Lösungsbehandlung, insbesondere nach der Herstellung der gewünschten Produkte, ist eine ziemlich niedrige Lösungsbehandlungstemperatur zweckmässig, d.h. eine Temperatur von ungefähr 760 - 81600 (1400 - 15000P), wobei diese Temperatur auf alle Fälle nicht oberhalb 954°C (1750°F) liegen darf, da übermässig hohe Temperaturen ein Kormwachstum begünstigen, das einen Zähigkeitsverlust sur, Folge hat.To carry out the solution treatment, especially after manufacture of the desired products, is a rather low solution treatment temperature expedient, i.e. a temperature of about 760-81600 (1400-15000P), where this temperature must in any case not be above 954 ° C (1750 ° F) as it is excessive high temperatures favor Korm growth, which leads to a loss of toughness, Consequence.

Der erfindungsgemässe Stahl besteht im wesentlichen aus 10,5 bis 13,25 % Chrom, 7,5 - 9,5 % Nickel, 1 - 2,5 % Molbydän, 1 - 2,5 % Kupfer, 1 - 2 % Aluminium, nicht mehr als 0,05 % Kohlenstoff, nicht mehr als ungefähr 0,10 % Mangan, nicht mehr als ungefähr 0,10 % Silicium, nicht mehr als 0,015 5G Stickstoff und zum Rest aus Eisen. ie beste Kombination von Eigenschaften wird Jedoch bei einer Verwendung von Stählen mit engeren Zusammensetzungsbereichen erzielt. Ein derartiger Stahl enthält beispielsweise 11,50 - 12,25 % Chrom, 8,40 - 8,90 % Nickel, 1,35 - 1,60 % Molybdän, 1 - 1,5 % Kupfer, 1,50 - 1,75 % Aluminium, bis zu ungefähr 0,05 % Kohlenstoff und insbesondere 0,025 - 0,045% % Kohlenstoff, bis su ungefähr 0,10 % Jeweils Mangan und Silicium, bis zu 0,010 % Stickstoff und zum Rest Eisen.The steel according to the invention consists essentially of 10.5 to 13.25 % Chromium, 7.5 - 9.5% nickel, 1 - 2.5% molybdenum, 1 - 2.5% copper, 1 - 2% aluminum, no more than 0.05% carbon, no more than about 0.10% manganese, no more than about 0.10% silicon, no more than 0.015% nitrogen and the remainder made of iron. However, the best combination of properties will be achieved in one use achieved by steels with narrower composition ranges. Such a steel contains, for example, 11.50 - 12.25% chromium, 8.40 - 8.90% nickel, 1.35 - 1.60% % Molybdenum, 1-1.5% copper, 1.50-1.75% aluminum, up to about 0.05% carbon and in particular 0.025-0.045% carbon, up to about 0.10% manganese in each case and silicon, up to 0.010% nitrogen and the remainder iron.

Eisen. Bestimmte günstige Vorteile werden dann erzielt, wenn in den Stahl Niob in einer Menge von 0,1 - 0,2 % eingemengt wird.Iron. Certain beneficial benefits are obtained when in the Steel niobium is mixed in in an amount of 0.1-0.2%.

Ein weiterer erfindungsgemässer Stahl besteht im wesentlichen aus 11,85 - 12,75 % Chrom, 8,20 - 8,65 % Nickel, 1,50 - 1,85 % Molybdän, 1 - 1,5 % Kupfer, 1,3 - 1,65 % Aluminium, nicht mehr als ungefähr 0,05 % Kohlenstoff und zweckmässigerweise 0,025 - 0,045 % Kohlenstoff, nicht mehr als ungefähr jeweils 0,10 und vorzugsweise ungefähr 0,050 % Mangan und Silicium, nicht mehr als 0,010 % und insbesondere nicht mehr als ungefähr 0,007 % Stickstoff und zum Rest aus Eisen.Another steel according to the invention consists essentially of 11.85 - 12.75% chromium, 8.20 - 8.65% nickel, 1.50 - 1.85% molybdenum, 1 - 1.5% copper, 1.3-1.65% aluminum, no more than about 0.05% carbon and conveniently 0.025-0.045% carbon, no more than about 0.10 each, and preferably about 0.050% manganese and silicon, no more than 0.010% and especially not greater than about 0.007% nitrogen and the remainder iron.

Auch in diesem Falle wird Niob in vorteilhafter Weise in Men gen von ungefähr 0,3 und insbesondere von ungefähr 0,1 bis ungefähr 0,2 % zugesetzt.In this case too, niobium is advantageously used in quantities of about 0.3 and especially from about 0.1 to about 0.2% added.

Ein anderer Stahl enthält im wesentlichen 12,5 - 13 % Chrom, 8 - 8,4 % Nickel, 1,75 - 2 % Molybdän, 1 - 1,5 % Kupfer, 1,15 - 1,4 % Aluminium, bis zu ungefähr 0,050 % Kohlenstoff und insbesondere 0,025 - 0,045 % Kohlenstoff, nicht mehr als jeweils ungefähr 0,10 % und insbesondere nicht mehr als ungefähr 0,05 % Mangan und Silicium, nicht mehr als 0,010 % Stickstoff, insbesondere nicht mehr als ungefähr 0,007 % Stickstoff, und als Rest Eisen. Auch in diesem Falle wird vorzugsweise Niob zulegiert, und zwar in einer Me nge von 0,1 - 0,2 %.Another steel contains essentially 12.5-13% chromium, 8-8.4 % Nickel, 1.75 - 2% molybdenum, 1 - 1.5% copper, 1.15 - 1.4% aluminum, up to about 0.050% carbon and especially 0.025-0.045% carbon, not more than about 0.10% each and in particular no more than about 0.05% Manganese and silicon, not more than 0.010% nitrogen, especially not more than about 0.007% nitrogen and the remainder iron. In this case, too, is preferred Niobium is added in an amount of 0.1-0.2%.

In dem erfindungsgemässen Stahl sind die Mengen der Bestandtgeile Chrom, Nickel, Molybdän, Kupfer und Aluminium in jeder Hinsicht kritisch, wie vorstehend bereits erwähnt wurde. Erfolgt ein merkliches Abweichen von den Zusammensetzungsbereichen dieser verschiedenen Bestandteile, und zwar entweder ein Über- oder ein Unterschreiten dieser Bereiche, dann gehen gehen einer oder mehrere der angestrebten Eigenschaften verloren oder werden in nachteiliger Weise beeinflusst. Liegt beispielsweise ein Chromgehalt von weniger als ungefähr 10,5 % (der niedrigsten zulässigen Grenze) vor, dann leidet die Korrosionsbeständigkeit. Desgleichen tritt ein Festigkeitsverlust auf. Bei einem Chromgehalt von mehr als 13,25 % wird die Härtbarkeit in nachteiliger Weise beeinflusst. Bei einem Nickelgehalt von weniger als ungefähr 7,5 % enthält der Stahl eine zu grosse Menge an Delta-Ferrit, wobei ausserdem die Heissverarbeitbarkeit leidet und die Festigkeit, insbesondere in Querrichtung zu der Verarbeitungsrichtung, verloren geht.In the steel according to the invention, the quantities of the constituent parts are Chromium, nickel, molybdenum, copper and aluminum are critical in all respects, as above has already been mentioned. There is a noticeable deviation from the compositional ranges these various components, either exceeding or falling below these areas, then go go one or more of the targeted Properties are lost or adversely affected. For example a chromium content of less than approximately 10.5% (the lowest allowable limit) before, then the corrosion resistance suffers. There is also a loss of strength on. If the chromium content is more than 13.25%, the hardenability becomes disadvantageous Way influenced. Contains a nickel content of less than approximately 7.5% the steel too large an amount of delta ferrite, and also the hot workability suffers and the strength, especially in the transverse direction to the processing direction, get lost.

Ferner neigt der Stahl dazu, vorzeitig su härten. Übersteigt der Nickelgehalt ungefähr 9,5 %, dann wird das Metall zu stabil und eignet sich nicht mehr ohne weiteres für eine Härtung durch Wärmebehandlung.Furthermore, the steel tends to harden prematurely. Exceeds the nickel content about 9.5%, then the metal becomes too stable and no longer suitable easily for hardening by heat treatment.

Molybdän ist ein wesentlicher Bestandteil in dem Stahl. Dieser Bestandteil trägt nicht nur wesentlich zu der Korrosionsbeständigkeit des Metalls bei, sondern inhibiert auch eine Lochfrassbildung. Ferner ist dieses Element für die Festigkeit des Stahls verantwortlich. Insbesondere verhindert das Molybdän ein Überaltern, d.h. einen Verlust der gewünschten Festigkeit, der dann auftritt, wenn die Härtungswärmebehandlung in unbeabsichtigter Weise bei etwas höheren Temperaturen durchgeführt wird.Molybdenum is an essential component in the steel. This component not only contributes significantly to the corrosion resistance of the metal, but also inhibits pitting. Furthermore, this element is responsible for strength of steel. In particular, the molybdenum prevents overaging, i.e., a loss of desired strength that occurs when the hardening heat treatment is carried out inadvertently at slightly higher temperatures.

Ferner trägt der Kupfergehalt des Stahls zur Festigkeit bei.The copper content of the steel also contributes to the strength.

Wird Niob verwendet, so wird eine etwa vorhandene Neigung zum Überlatern unterbunden.If niobium is used, there is a tendency, if any, to overlay prevented.

In der nachfolgenden Tabelle I(a) ist eine Reihe von rostfreien hitzehärtbaren Chrom-Nickel-Stählen zusammengefasst, wobei wobei einige dieser Stähle eine erfindungsgemässe Zusammensetzung besitzen und die gewünschten Eigenschaftskombinationen aufweisen. Zu Vergleichszwecken sind Stähle aufgeführt, die nicht in dem Rahmen der Erfindung fallen. Diesen Stählen fehlen eine oder mehrere der angestrebten Eigenschaften. Die mechanischen Eigenschaften der Stähle in Tabelle I(a) in alterungsgehärtetem Zustand sind in der Tabelle I(b) zusammengefasst.In Table I (a) below are a number of stainless thermoset Chromium-nickel steels summarized, whereby being some of these Steels have a composition according to the invention and the desired combinations of properties exhibit. For comparison purposes, steels are listed that are not in the frame fall of the invention. These steels lack one or more of the desired properties. The mechanical properties of the steels in Table I (a) in age hardened Condition are summarized in Table I (b).

Tabelle I(a) Chemische Zusammensetzung einer Reihe von rostfreien Chrom-Nickel-Stählen Schmelze % % % % % % % % Nr. C Cr Ni Mo Cu Al Cb/Ti N 153 0,039 12,57 8,24 2, 16 0,02 1,04 0,10 Ti 0,001 143 0,036 12,35 8,26 2, 15 0,01 0,99 0,20 Ti 0,003 156 0,036 12,47 8,24 2, 15 0,01 1,08 0,17 Cb 0,003 *159 0,031 12,63 8,33 2, 15 1,05 1,18 - 0,004 Mangan weniger als 0,01 %, Silicium 0,05 %, Phosphor 0,002 %, Schwefel 0,005 % *Erfindungsgemässer Stahl Die mechanischen Eigenschaften der in der Tabelle I(a) zusammengefaasten Stähle sind in der folgenden Tabelle I(b) aufgeführt. Diese Stähle werdern in Form von 13,6 kg (30 pounds)-Blöcken bei einer Temperatur von 1177°C (2150°F) während einer Zeitspanne von 4 Stunden durchgewärmt und an der Luft abgekühlt, bei einer Temperatur von 1177°C (2150°F) ausgeglichen und zu 50 x 50 mm-Abschnitten (2 x 2 inches) geschmiedet, worauf ein Heisswalzen zu Stangen erfolgt. Aus diesen Stangen werden Probestücke zur Bestimmung der Zugfestigkeit festigkeit, der Feinstruktur sowie der Schlagfestigkeit ausgeschnitten. Die Proben werden bei einer r Temperatur von 9279Q (1700°F) während einer Zeitspanne von 1/2 Stunde lösungsbehandelt und annschliesend in Öl abgeschreckt, worauf eine Alterungshärtung durch Erhitzen auf 510°C (950°F) während einer Zeitspanne von 4 Stunden erfolgt. Anschliessend wird an der Luft gekühlt. Die Bestimmung der Zugfestigkeit erfolgtg in kg/cm², die 0,2 %-Streckgrenze in kg/cm², die Flächenverminderung in %, der Prozentsatz der Dehnung in 50 mm (2 inches), die Rockwell-Härte auf der C-Skala und die Charpy-V-Kerbschlagfestigkeit in m-kg. Table I (a) Chemical composition of a number of stainless steel Chrome-nickel steels melt%%%%%%%% No. C Cr Ni Mo Cu Al Cb / Ti N 153 0.039 12.57 8.24 2.16 0.02 1.04 0.10 Ti 0.001 143 0.036 12.35 8.26 2.15 0.01 0.99 0.20 Ti 0.003 156 0.036 12.47 8.24 2.15 0.01 1.08 0.17 Cb 0.003 * 159 0.031 12.63 8.33 2, 15 1.05 1.18-0.004 manganese less than 0.01%, silicon 0.05%, phosphorus 0.002 %, Sulfur 0.005% * Steel according to the invention The mechanical properties of the The steels summarized in Table I (a) are shown in Table I (b) below listed. These steels come in the form of 13.6 kg (30 pound) blocks at a Warmed to a temperature of 1177 ° C (2150 ° F) for a period of 4 hours and air cooled, equilibrated at a temperature of 1177 ° C (2150 ° F) and forged into 50 x 50 mm (2 x 2 inches) sections, followed by hot rolling made into rods. These rods are made into test pieces for determining the tensile strength strength, the fine structure and the impact resistance. The samples are at solution treated at a temperature of 9279Q (1700 ° F) for a period of 1/2 hour and then quenched in oil, followed by aging hardening by heating to 510 ° C (950 ° F) over a period of 4 hours. Afterward is cooled in the air. The tensile strength is determined in kg / cm², the 0.2% yield strength in kg / cm², the area reduction in%, the percentage of Elongation in 50 mm (2 inches), the Rockwell hardness on the C scale, and the Charpy V-Notched Impact Strength in m-kg.

Tabelle I(b) Mechanische Eigenschaften der Stähle der Tabelle I(a) Schmel- Alte- Zug- Streck- % Flä- % Deh- Härte, Schlagze Nr. rungs- festig- grenze, chen- nung C-Rock. festigtemp., keit, kg/cm² ver- keit, °C kg/cm² minde- m-kg rung 153 510 16 400 14 900 58,7 14,0 49,7 0,84 154 510 15 900 15 000 56,4 13,2 48,5 0,70 156 510 16 300 15 000 54,3 13,0 49,7 1,68 *t59 510 17 000 15 600 44,9 11,0 51,0 0,98 *Erfindungsgemässer Stahl Vergleicht man die vorstehend angegebenen Werte, so sieht man deutlich, dass diejenigen Stähle, in welchen Kupfer fehlt (die Schmelzen Nr. 153, 154 und 156), keine ausreichende Zugfestigkeit besitzen. In jedem Falle beträgt die Zugfestigkeit ungefähr 16 100 kg/om2 (230 000 psi), in jedem Fälle liegt sie jedoch merklich unterhalb des gewünschten Wertes von 16 800 kg/cm² (240 000) 00 (240 000 psi). Setzt man Kupfer zu (Schmelze Nr. 159), dann wird die gewünschte Festigkeit erzielt. Die Schlagfestigkeit dieses Stahls ist für viele Verwendungszwecke etwas zu gering. Man sieht also, dass Kupfer ein wesentlicher Bestandteil des erfindungsgemässen Stahls ist. Table I (b) Mechanical properties of the steels in Table I (a) Melting age tensile elongation% area% elongation hardness, impact no. Called C-Rock. setting temp., speed, kg / cm² speed, ° C kg / cm² reduction in m-kg 153 510 16 400 14 900 58.7 14.0 49.7 0.84 154 510 15 900 15 000 56.4 13.2 48.5 0.70 156 510 16 300 15 000 54.3 13.0 49.7 1.68 * t59 510 17 000 15 600 44.9 11.0 51.0 0.98 * Steel according to the invention If one compares the values given above, so one can clearly see that those steels in which copper is missing (the melts No. 153, 154 and 156), do not have sufficient tensile strength. In any case the tensile strength is approximately 16,100 kg / om2 (230,000 psi) in each case however, they are well below the desired value of 16,800 kg / cm² (240,000) 00 (240,000 psi). If you add copper (melt no. 159), then the desired strength is achieved. The impact resistance of this steel is for many uses a little too little. So you can see that copper is an essential Is part of the steel according to the invention.

Eine weitere Reihe hitzehärtbarer rostfreier Chrom-Nickel-Stähle mit einer etwas modifizierten chemischen Zusammensetzung wird in der folgenden Tabelle II(a) angegeben. Die Eigenschaften dieser Stähle, die bei 482 und 510°C (900 und 950°F) gealtert wurden, sind in der Tabelle IItb) zusammengefasst.Another range of heat-hardenable stainless chromium-nickel steels with A slightly modified chemical composition is given in the following table II (a). The properties of these steels, which are produced at 482 and 510 ° C (900 and 950 ° F) are summarized in Table IItb).

Tabelle II(a) Chemische Zusammensetzung einer weiteren Reihe von rostfreien Chrom-Nickel-Stählen Schmelze % % % % % % % % Nr. C Cr Ni Mo Cu Al Cb N *186 0,025 13,19 8,19 1,54 1,06 1,34 0,16 0,003 *187 0,023 12,96 8,39 2,15 2,10 1,15 0,16 0,001 188 0,029 13,15 8,36 2,13 3,15 1,21 0,18 0,003 Mangan 0,01 %, Silicium 0,02 % Phosphor 0,003 %, Schwefel 0,005 X *Erfindungsgemässe Stähle Die mechanischen Eigenschaften von 3 Stählen der Tabelle II(a) sind in der Tabelle IIgb) zusammengefasst, wobei Proben jeweils durch Behandlung bei 482 und 510°C (900 und 950°F) alterungsgehärtet wurden. Table II (a) Chemical composition of another series of stainless chrome-nickel steels melt%%%%%%%% No. C Cr Ni Mo Cu Al Cb N * 186 0.025 13.19 8.19 1.54 1.06 1.34 0.16 0.003 * 187 0.023 12.96 8.39 2.15 2.10 1.15 0.16 0.001 188 0.029 13.15 8.36 2.13 3.15 1.21 0.18 0.003 Manganese 0.01%, silicon 0.02% phosphorus 0.003%, sulfur 0.005 X * Steels according to the invention The mechanical Properties of 3 steels in Table II (a) are summarized in Table IIgb), with samples age hardened by treatment at 482 and 510 ° C (900 and 950 ° F), respectively became.

Tabelle II(b) Tabelle II(b) Mechanische Eigenschaften der Stähle der Tabelle II(a) Schmel- Alte- Zug- Streck- % Flä- % Deh- Härte, Schlagze Nr. rungs- festig- grenze, chen- nung C-Rock. festigtemp., keit, kg/cm² ver- keit, °C kg/cm² minde- m-kg rung * 186 482 16 900*** - - - 51,0 0,56 * 186 510 17 900 - 33,8 16,0 52,0 0,56 *187 482 16 900 - 27,6 . 9,8 50,5 0,84 *187 510 16 80o - 43,4 12,0 50,0 1,26 188 482 15 400 - 40,8 13,5 48,0 1,72 188 510 15 200 - 43,9 14,0 48,0 2s52 *Erfindungsgemässe Stähle ***Vorzeitiges Versagen Aus den Tabellen II (a) und II(b) ist zu ersehen, dass diejenigen rostfreien Chrom-Nickel-Stgähle, welche ungefähr 13 % Chrom und ungefähr 8 % Nickel enthalten, bei einem Gehalt von ungefähr 1,5 % Molybdän und ungefähr 1 % Kupfer (Schmelze Nr. 186) oder bei einem Gehalt von 2 % Molybdän und 2 % Kupfer (Schmelze Nr. 187) eine gute Kombination aus Festigkeit und Duktilität besitzen. Auch in diesem Falle ist jedoch die Schlagfestigkeit für einige Anwendungsgebiete gering. Bei einer Alterung bei 482 oder 51000 (900 oder 950°F) liegt die Zugfestigkeit beider Stähle oberhalb 16 800 kg/cm² (240 000 psi), während die Dehnungswerte 11 % übersteigen. Der Stahl mit 2 % Kupfer und 2 % Molybdän (Schmelze Nr. 187) besitzt eine Schlagfestigkeit, die für die meisten Zwecke ausreicht. Der Stahl, welcher ungefähr 2 % Molybdän Molybdän und ungefähr 3 % Kupfer enthält (Schmelze Nr. 188) besitzt jedoch keine ausreichende Festigkeit. Die Festigkeit beträgt nur etwa 15 400 kg/cm² (220 000 psi), wenn eine Alterung bei 482°C (900°F) erfolgt. Die Festigkeit liegt noch niedriger, wenn die Alterung bei 510°C (950°F) durchgeführt wird. Dieser Stahl besitzt jedoch eine gute Schlagfestigkeit. Table II (b) Table II (b) Mechanical Properties of the steels of Table II (a) Schmel Alte- Tensile- Elongation-% Area-% Deh- Hardness, impact No. Strength limit, called C-Rock. setting temp., speed, kg / cm² speed, ° C kg / cm² min- m-kg * 186 482 16 900 *** - - - 51.0 0.56 * 186 510 17 900 - 33.8 16.0 52.0 0.56 * 187 482 16 900 - 27.6. 9.8 50.5 0.84 * 187 510 16 80o - 43.4 12.0 50.0 1.26 188 482 15 400 - 40.8 13.5 48.0 1.72 188 510 15 200 - 43.9 14.0 48.0 2s52 * Steels according to the invention *** Premature failure From Tables II (a) and II (b) it can be seen that those stainless chromium-nickel steels which are approximately Contains 13% chromium and approximately 8% nickel, at a level of approximately 1.5 % Molybdenum and approximately 1% copper (melt no. 186) or at a content of 2% molybdenum and 2% copper (melt no. 187) a good combination of strength and possess ductility. In this case too, however, the impact resistance is for some areas of application low. If aged at 482 or 51000 (900 or 950 ° F) the tensile strength of both steels is above 16,800 kg / cm² (240,000 psi), while the elongation values exceed 11%. The steel with 2% copper and 2% molybdenum (Melt No. 187) has an impact strength that is sufficient for most purposes. The steel, which is about 2% molybdenum Molybdenum and approximately Contains 3% copper (melt no. 188) but does not have sufficient strength. The strength is only about 15,400 kg / cm² (220,000 psi) when aged occurs at 482 ° C (900 ° F). The strength is even lower when aging at 510 ° C (950 ° F). However, this steel has good impact resistance.

Die chemische Zusammensetzung von 5 weiteren rostfreien Chrom-Nickel-Stählen ist in der folgenden Tabelle III(a) zusammengefasst.The chemical composition of 5 other stainless chrome-nickel steels is summarized in Table III (a) below.

Tabelle III(a) Chemische Zusammensetzung einer weiteren Reihe von rostfreien Chrom-Nickel-Stählen Schmelze s % Nr. C Cr Ni Mo Cu Al Cb/Ti N **206 0,035 12,08 8,15 1,55 1,09 1,36 0,16 Cb 0,004 **207 0,033 12,07 8,19 1,54 1,09 1,56 0,15 Cb 0,010 *208 0,029 11,96 8,10 1,54 1,10 1,30 0,09 Ti 0,004 209 0,026 12,12 6,01 - 2,10 1,52 0,14 Cb 0,004 *211 0,021 13,00 6,27 1,55 1,26 1,26 0,16 Ob 0,004 Co 1,85 Mangan 0,01 %, Silicium 0,01/0,02 %, Phosphor 0,001 %, Schwefel 0,002/0,004 % *Erfindungsgemässe Stähle **Erfindungsgemässe Stähle, welche die besten Eigenschaftskombinationen aufweisen Die mechanischen Eigenschaften der Stähle der Tabelle III(a) sind in der folgenden Tabelle III(b) zusammengefasst. Die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Proben wurden wurden durch Wärmebehandlung bei 538°C (1000°F) (eine Charge) sowie bei 566°C (1050°F) (eine andere Charge) gealtert. Table III (a) Chemical Composition of Another Series of Stainless chrome-nickel steels melt s% No. C Cr Ni Mo Cu Al Cb / Ti N ** 206 0.035 12.08 8.15 1.55 1.09 1.36 0.16 Cb 0.004 ** 207 0.033 12.07 8.19 1.54 1.09 1.56 0.15 Cb 0.010 * 208 0.029 11.96 8.10 1.54 1.10 1.30 0.09 Ti 0.004 209 0.026 12.12 6.01 - 2.10 1.52 0.14 Cb 0.004 * 211 0.021 13.00 6.27 1.55 1.26 1.26 0.16 Whether 0.004 Co 1.85 manganese 0.01%, silicon 0.01 / 0.02%, phosphorus 0.001%, sulfur 0.002 / 0.004 % * Steels according to the invention ** Steels according to the invention which have the best combinations of properties The mechanical properties of the steels of Table III (a) are given in the Table III (b) below. The in the manner described above samples were produced were by heat treatment at 538 ° C (1000 ° F) (one batch) and aged at 566 ° C (1050 ° F) (another batch).

Tabelle III(b) Mechanische Eigenschaften der Stähle der Tabelle III(a) Schmel- Alte- Zug- Streck- % Flä- % Deh- Härte, Schlagze Nr. rungs- festig- grenze, chen- nung C-Rock. festigtemp., keit, kg/cm² ver- keit, °C kg/cm² minde- m-kg rung **206 538 17 200 16 000 47,2 11,7 49,5 1,68 *206 '566 15 900 15 100 54,1 13,0 47,5 4,90 **207 538 18 000 16 600 33,0 11,5 49,5 2,68 *207 566 16 700 15 700 50,8 12,0 49,5 2,68 *208 538 17 400 16 200 44,9 11,7 49,5 0,70 *208 566 15 700 14 900 59,1 13,5 47,5 1,82 209 538 16 400 16 100 - - 49,5 5,60 209 566 15 800 15 100 3,2 3,2 48,0 4,20 *211 538 16 900 39,4 10,5 49,0 0,70 *211 566 15 700 14 900 48,1 11,5 47,0 0,98 *Erfindungsgemässe Stähle **Erfindungsgemässe Stähle, welche die beste Eigenschaftskombination aufweisen Untersucht man die mechanischen Eigenschaften sowie die chemischen Zusammensetzungen der in den Tabellen III(a) und III(b) zusammengefassten Stähle, so sieht man, dass diejenigen Stähle, welche ungefähr 12 % Chrom, ungefähr 8 % Nickel, ungefähr 1,5 % Molybdän und ungefähr 1 % Kupfer enthalten (die Schmelzen Nr. Table III (b) Mechanical properties of the steels of Table III (a) Melting age tensile elongation% area% elongation hardness, impact no. Called C-Rock. setting temp., speed, kg / cm² speed, ° C kg / cm² reduction in m-kg ** 206 538 17 200 16 000 47.2 11.7 49.5 1.68 * 206 '566 15 900 15 100 54.1 13.0 47.5 4.90 ** 207 538 18 000 16 600 33.0 11.5 49.5 2.68 * 207 566 16 700 15 700 50.8 12.0 49.5 2.68 * 208 538 17 400 16 200 44.9 11.7 49.5 0.70 * 208 566 15 700 14 900 59.1 13.5 47.5 1.82 209 538 16 400 16 100 - - 49.5 5.60 209 566 15 800 15 100 3.2 3.2 48.0 4.20 * 211 538 16 900 39.4 10.5 49.0 0.70 * 211 566 15 700 14 900 48.1 11.5 47.0 0.98 * Steels according to the invention ** Steels according to the invention which have the best combination of properties If one examines the mechanical properties as well as the chemical compositions of the steels summarized in Tables III (a) and III (b), it can be seen that those steels containing about 12% chromium, about 8% nickel, about 1.5 % Molybdenum and approximately 1% copper (the melts no.

206. 206

206, 207 und 208) eine gute Xombinalion aus Festigkeit, Duktilität und Schlagfestigkeit besitzen. Besonders gute Ergebnisse werden bei den Stählen (Schmelzen 206 und 207) erhalten, die zusätzlich Niob in einer Menge von 0,15 % enthalten. Von diesen beiden legierungen zeichnet sich die eine (Schmelze Nr.206, 207 and 208) a good combination of strength, ductility and have impact resistance. Particularly good results are achieved with steels (Melts 206 and 207) obtained which additionally contain niobium in an amount of 0.15% contain. Of these two alloys, one (melt no.

206) mit einem Aluminiumgehalt von 1,4 %, obwohl sie eine geringere Zugfestigkeit als der Stahl mit einem Aluminium gehalt von ungefähr 1,6 s (Schmelze Nr. 207-) besitzt, durch eine merklich höhere Schlagfestigkeit und durch eine etwas bessere Duktilität aus.206) with an aluminum content of 1.4%, although it is lower Tensile strength than the steel with an aluminum content of approximately 1.6 s (melt No. 207-) has a noticeably higher impact resistance and a somewhat better ductility.

Wenn auch Titan in wirksamer Weise an Stelle von Niob in diesen Stählen verwendet werden kann, so hat dennoch dieser Ersatz einen geringfügigen Schlagfestigkeitsverlust zur Folge, wie man aus einem Vergleich der Schlagfestigkeitswerte ersehen kann. Der Titan enthaltende Stahl (Schmelze 208) besitzt eine Schlagfestigkeit von ungefähr 0,70 m-kg (5 ft.-lbs.), während der Niob enthaltende Stahl (Schmelze Nr. 206) eine Schlag festigkeit von wenigstens 1,68 m-kg (12 ft.-lbs.) aufweist.Albeit titanium effectively replaces niobium in these steels can be used, this substitute will still have a slight loss of impact strength result, as can be seen from a comparison of the impact resistance values. The steel containing titanium (melt 208) has an impact strength of approximately 0.70 m-kg (5 ft.-lbs.), While the niobium-containing steel (Heat No. 206) has a Has an impact strength of at least 1.68 m-kg (12 ft.-lbs.).

Die Zugfestigkeiten beider Stähle liegen oberhalb 16 800 kg/cm² 240 000 psi), falls eine Alterung bei 538°C (1000°F) durchgeführt wird.The tensile strengths of both steels are above 16,800 kg / cm² 240 000 psi) if aging is performed at 538 ° C (1000 ° F).

Bei allen drei Stählen werden die besten Ergebnisse dann erzielt, wenn die Alterung bei 538°C (1000°F) durchgeführt wird.With all three steels, the best results are achieved when aging is performed at 538 ° C (1000 ° F).

Die höhere Alterungstemperatur von 566°C (1050°F) hat zwar eine grössere Schlagfestigkeit zur Folge, ergibt jedoch eine geringere Zugfestigkeit. Dies wird insbesondere bei dem Stahl mit dem geringeren Aluminiumgehalt (Schmelze Nr. 206) festgestellt. Der Temperaturunterschied von 28°C (50°F) hat einen Zugfestigkeitsunterschied von etwa 1410 kg/cm² (20 000 psi) zur Folge, obwohl die Schlagfestigkeit ungefähr verdreifacht wird.The higher aging temperature of 566 ° C (1050 ° F) has a greater one Impact resistance results, however, results in a lower tensile strength. this will especially for the steel with the lower aluminum content (heat no.206) established. The 28 ° C (50 ° F) temperature difference has a tensile strength difference of about 1410 kg / cm² (20,000 psi), although the impact strength is about is tripled.

wird. Den besten Ausgleich zwischen Zugfestigkeit und Schlagfestigkeit erzielt man bei dem Stahl mit einem etwas hdheren Aluminiumgehalt (Schmelze 207). Bei diesem Stahl ist die Zugfestigkeit gleichmässig hoch, wobei ausserdem eine gute Schlagfestigkeit festgestellt wird.will. The best balance between tensile strength and impact resistance is achieved with steel with a somewhat higher aluminum content (melt 207). The tensile strength of this steel is consistently high, with a good one as well Impact resistance is determined.

In dem erfindungsgemässen Stahl wird der Bestandteil Molybdän als wesentlich angesehen. Wird Molybdän weggelassen und sogar der K'upfergehalt erhöht und der Nickelgehalt vermindert, um die Zusammensetzung (Schmelze Nr. 209) auszugleichen, dann werden sowohl die Zugfestigkeit als auch die Schlagfestigkeit direkt nachteilig beeinflusst, und zwar gleichgültig, ob bei 538°C oder bei 566°C (1000 bzw. 1050°F) gealtert wird. Die I»iktilität des Stahls leidet dabei noch mehr als die Schlagfestigkeit.In the steel according to the invention, the component molybdenum is used as considered essential. If molybdenum is omitted and the copper content is even increased and the nickel content decreased to balance the composition (heat no. 209), then both tensile strength and impact strength become directly disadvantageous regardless of whether at 538 ° C or 566 ° C (1000 or 1050 ° F) is aged. The ictility of the steel suffers even more than the impact resistance.

Wenn auch unter bestimmten Umständen Kobalt an Stelle eines Teils des Nickels verwendet werden kann, so ist dies Jedoch gewöhnlich nicht zu empfehlen. Wie aus einem Vergleich der Stähle der Schmelzen 211 und 186 zu ersehen ist, enthalten beide Stähle ungefähr 13 % Chrom, ungefähr 1,5 % Molybdän und ungefähr 1 % Kupfer, wobei ungefähr 2 V Kobalt in der Schmelze 211 an Stelle von 2 % des Nickels in der Schmelze Nr. 186 verwendet werden. Der Kobalt enthaltende Stahl besitzt zwar eine etwas verbesserte Schlagfestigkeit, seine Zugfestigkeit ist Jedoch geringer, Eine beste Kombination aus Festigkeit und Schlagfestigkeit wird dann erzielt, wenn der Kobalt enthaltende Stahl bei 538°C (1000°F) gealtert wird, Acht weitere rostfreie Chrom-Nickel-Stähle mit einer modifixierten chemischen Zusammensetzung sind in der Tabelle TV(a) zusammengefasst.Even if under certain circumstances cobalt instead of a part of nickel can be used, however, this is usually not recommended. As can be seen from a comparison of the steels from heats 211 and 186, included both steels about 13% chromium, about 1.5% molybdenum and about 1% copper, with approximately 2V cobalt in melt 211 instead of 2% of the nickel in the Heat No. 186 can be used. The steel containing cobalt has a slightly improved impact resistance, however, its tensile strength is lower, a The best combination of strength and impact resistance is achieved when the Cobalt-containing steel is aged at 538 ° C (1000 ° F), eight more stainless steel Chromium-nickel steels with a modified chemical composition are in the Table TV (a) summarized.

zusammengefasst. Alle Stähle enthalten ungefähr 12 % Chrom, 9 % Nickel sowie Niob.summarized. All steels contain approximately 12% chromium, 9% nickel as well as niobium.

Tabelle IV(a) Chemische Zusammensetzung einer weiteren Reihe von rostfreien Chrom-Nickel-Stählen Schmelze % % % % % % % % Nr. C Cr Ni Mo Cu Al Cb N **243 0,035 12,10 8,78 2,02 0,92 1,28 0,18 0,009 *236 0,031 12,13 9,17 1,55 0,97 1,50 0,18 0,007 237 0,025 12,23 8,75 - 0,91 1,78 0,17 0,007 244 0,033 12,23 8,94 - 1,00 1,62 0,16 0,009 238 0,035 12,22 8,88 - 0,91 1,78 0,16 0,010 240 0,032 12,16 7,64 1,51 3,08 1,09 0,18 0,005 *241 0,039 12,19 8,56 2,22 1,14 1,86 0,18 0,005 *242 0,030 12,33 8,96 1,56 0,94 1,53 0,18 0,005 Mangan 0,01/0,02 %, Silicium 0,08/0,14 %, Phosphor 0,002/0,003 %, Schwefel 0,005/0,008 % *Erfindungsgemässe Stähle **Erfindungsgemässe Stähle, bei denen die beste Eigenschaftskombination festgestellt wird Testproben der 8 Stähle der Tabelle IV(a) werden in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt, wobei durch eine Wärmebehandlung bei 538°C und 566°C (1000 bzw. 1050°F) geaötert wird. Die mechanischen Eigenschaften (ermittelt als Durchschnitt von 2 Proben) der bei zwei verschiedenen Wärmebehandlungen erhaltenen Stähle sind in der folgenden Tabelle IV(b) zusammengefasst. Table IV (a) Chemical Composition of Another Series of stainless chrome-nickel steels melt%%%%%%%% No. C Cr Ni Mo Cu Al Cb N ** 243 0.035 12.10 8.78 2.02 0.92 1.28 0.18 0.009 * 236 0.031 12.13 9.17 1.55 0.97 1.50 0.18 0.007 237 0.025 12.23 8.75 - 0.91 1.78 0.17 0.007 244 0.033 12.23 8.94 - 1.00 1.62 0.16 0.009 238 0.035 12.22 8.88 - 0.91 1.78 0.16 0.010 240 0.032 12.16 7.64 1.51 3.08 1.09 0.18 0.005 * 241 0.039 12.19 8.56 2.22 1.14 1.86 0.18 0.005 * 242 0.030 12.33 8.96 1.56 0.94 1.53 0.18 0.005 manganese 0.01 / 0.02%, silicon 0.08 / 0.14 %, Phosphorus 0.002 / 0.003%, sulfur 0.005 / 0.008% * steels according to the invention ** according to the invention Steels for which the best combination of properties is found Test specimens of the 8 steels of Table IV (a) are produced in the manner described above, with a heat treatment at 538 ° C and 566 ° C (1000 and 1050 ° F) respectively will. The mechanical properties (determined as the average of 2 samples) of the The steels obtained from two different heat treatments are as follows Table IV (b) summarized.

Tabelle IV(b) Tabelle IV(b) Mechanische Eigenschaften der Stähle der Tabelle IV(a) Schmel- Alts- Zug- Streck- % Flä- % Deh- Härte, Schlagze Nr. rungs- festig- grenze, chen- nung C-Rock. festigtemp., keit, kg/cm² ver- keit, °C kg/cm² minde- m-kg rung **243 538 17 000 15 600 43,0 11,7 - 1,82 243 566 15 300 14 400 53,8 12,9 - 5,59 *236 538 17 400 16 100 35,9 10,7 - 0,84 236 566 15 700 14 900 50,2 12,5 - 4,06 237 538 18 000 16 500 - - - 0,42 237 566 16 200 15 600 39,3 10,3 - 0,42 244 538 17 200 16 600 - - - 0,42 244 566 15 900 15 100 39,0 1G,7 - 0,42 238 538 16 000 - - - - 0,42 238 566 16 900 16 100 55,4 10,0 - 0,42 240 538 16 600 15 300 42,2 10,7 - 2,05 240 566 14 700 13 800 52,7 12,1 - 6,71 *241 538 17 900 16 300 41,7 11,0 - 0,98 241 566 15 900 15 000 55,6 13,2 - 2,80 *242 538 17 900 16 300 31,0 9,6 - 0,56 242 566 15 900 15 200 51,8 12,9 - 2,24 *Erfindungsgemässe Stähle **Erfindungsgemässe Stähle, welche die beste Eigenschaftskombination in sich vereinigen Sogar in den Stählen, die ungefähr 12 % Chrom und ungefähr 9 % Nickel enthalten, ist, wie aus den vorstehenden Werten hervorgeht. Table IV (b) Table IV (b) Mechanical Properties of the steels of Table IV (a) Schmel Alts- Tensile- Yield-% Area-% Deh- Hardness, Impact No. Strength limit, called C-Rock. setting temp., speed, kg / cm² speed, ° C kg / cm² min- m-kg ** 243 538 17 000 15 600 43.0 11.7 - 1.82 243 566 15 300 14 400 53.8 12.9 - 5.59 * 236 538 17 400 16 100 35.9 10.7 - 0.84 236 566 15 700 14 900 50.2 12.5 - 4.06 237 538 18 000 16 500 - - - 0.42 237 566 16 200 15 600 39.3 10.3 - 0.42 244 538 17 200 16 600 - - - 0.42 244 566 15 900 15 100 39.0 1G, 7 - 0.42 238 538 16 000 - - - - 0.42 238 566 16 900 16 100 55.4 10.0 - 0.42 240 538 16 600 15 300 42.2 10.7 - 2.05 240 566 14 700 13 800 52.7 12.1 - 6.71 * 241 538 17 900 16 300 41.7 11.0 - 0.98 241 566 15 900 15 000 55.6 13.2 - 2.80 * 242 538 17 900 16 300 31.0 9.6 - 0.56 242 566 15 900 15 200 51.8 12.9 - 2.24 * Steels according to the invention ** Steels according to the invention which combine the best combination of properties Even in the steels that contain about 12% chromium and about 9% nickel, is as can be seen from the above values.

vorgeht, Molybdän ein notwendiger und wesentlicher Bestandteil.is going on, molybdenum is a necessary and essential component.

Vergleicht man die Stähle, die ungefähr 12 % Chrom, ungefähr 9 % Nickel und ungefähr 1 % Kupfer enthalten, wobei 1,3 - 1,8 % Aluminium vorhanden ist, und wobei diese Stähle frei von Molybdän sind (die Schmelzen Nr. 237, 244 und 238),mit den Molybdän enthaltenden Stählen mit ähnlichen, Nickel-, Kupfer- und Aluminiumgehalten (die Schmelze Nr.243 mit ungefähr 2 % Molybdän und die Schmelze Nr, 236 mit ungefähr 1,5 % Molybdän), so stellt man fest, dass alle 3 Stähle, die frei von Molybdän sind, ziemlich schlechte Schlagfestigkeiten besitzen. In diesen Fällen beträgt die Schlagfestigkeit nur ungefähr Oj42 m-kg (3 ft.-lbs.). Wenn auch die Zugfestigkeiten der bei ungefähr 538°C (1000°F) gelaterten Stähle im allgemeinen zufriedenstellend zu sein scheinen, so macht dennoch die schlechte Schlagfestigkeit diese Stähle wenig geeignet.If you compare the steels that have about 12% chromium, about 9% nickel and about 1% copper, with 1.3-1.8% aluminum being present, and these steels are free of molybdenum (the heats No. 237, 244 and 238), with the molybdenum-containing steels with similar nickel, copper and aluminum contents (The melt No. 243 with about 2% molybdenum and the melt No. 236 with about 1.5% molybdenum), it is found that all 3 steels that are free of molybdenum have rather poor impact strengths. In these cases, the impact strength is only about Oj42 m-kg (3 ft.-lbs.). Even if the tensile strengths of at about 538 ° C (1000 ° F) lathe steels appear generally satisfactory, nevertheless, the poor impact resistance makes these steels unsuitable.

Die Stähle, welche ungefähr 12 % Chrom, ungefähr 9 % Nickel, ungefähr 1 % Kupfer sowie ungefähr 1,5 % Molybdän (die Schmelzen Nr. 236 und 242), ungefähr 2 % Molybdän (die Schmelze Nr.The steels containing about 12% chromium, about 9% nickel, about 1% copper and approximately 1.5% molybdenum (melt # 236 and # 242), approximately 2% molybdenum (the melt no.

243) und ungefähr 2,25 % Molybdän (die Schmelze Nr. 241) enthalten, besitzen beim Altern bei ungefähr 538°C (1000°F) nicht nur eine Zugfestigkeit von mehr als 16 900 kg/cm² (240 000 psi), sondern auch eine annehmbare Schlagfestigkeit. Die beste Kombination aus Zugfestigkeit und Schlagfestigkeit wird bei einem Stahl erzielt, der Molybdän in einer Menge von ungefähr 2 % (Schmelze Nr.243) enthält. Die etwas bessere Zugfestigkeit be sitzt der Stahl der Schmelze Nr. 242. Diese wird dem etwas höheren Chrom- und Aluminiumgehalt sowie dem etwas niedrigeren Nickel- und Kupfergehalt zugeschrieben (12,33 % Chrom und 1,53 % Aluminium mit 8,96 % Nickel und 0,94 % Kupfer im Falle.243) and contain approximately 2.25% molybdenum (the melt No. 241), not only have a tensile strength of about 538 ° C (1000 ° F) when aged greater than 16,900 kg / cm² (240,000 psi) but also an acceptable impact strength. The best combination of tensile strength and impact resistance is found on a steel which contains molybdenum in an amount of approximately 2% (melt number 243). The steel from melt no. 242 has the somewhat better tensile strength the slightly higher chromium and aluminum content and the slightly lower nickel and attributed to copper content (12.33% chromium and 1.53% aluminum with 8.96% nickel and 0.94% copper in the case.

der Schmelze Nr. 242 im Vergleich zu 12,13 % Chrom, 1,50 % Aluminium, 9,17 % Nickel und 0,97 % Kupfer im Falle der Schmelze Nr. 236).of melt No. 242 compared to 12.13% chromium, 1.50% aluminum, 9.17% nickel and 0.97% copper in the case of melt No. 236).

Der Der Stahl mit einem Chromgehalt vin ungefähr 12 % und einem Nickelgehalt von nur ungefähr 7,5 % mit einem Molybdängehalt von ungefähr 1,5 und einem Kupfergehalt von ungefähr 3 %, wobei das Kupfer teilweise an Stelle des in kleinerer Menge eingesetzten Nickels verwendet wird (Schmelze Nr. 240). Of the The steel with a chromium content vin approximately 12% and a nickel content of only about 7.5% with a molybdenum content of about 1.5 and a copper content of about 3%, the copper being partially is used instead of the nickel used in smaller quantities (melt no. 240).

ist nicht zufriedenstellend. Wenn auch die Schlagfestigkeit hoch ist, so ist dennoch die Zugfestigkeit unzureichend, da sie merklich unterhalb 16 900 kg/cm2 (240 000 psi) in geal, tertem Zustand abfällt, und zwar auch bei einem Altern bei 538°C (1000°F).is not satisfactory. Even if the impact resistance is high, so the tensile strength is still insufficient, since it is noticeably below 16,900 kg / cm2 (240,000 psi) in the gelled, tertiary state drops, even with aging at 538 ° C (1000 ° F).

Es wird ein Stahl erschmolsen, der die in der Tabelle V(a) angegebene Zusammensetzung besitzt. Es handelt sich dabei um die tatsächliche chemische Analyse des Stahls. Diesem Stahl kommt eine ausgezeichnete Kombination an Festigkeit, Duktilität und Schlagfestigkeit zu.A steel is melted which has that given in Table V (a) Composition owns. It is the actual chemical analysis of steel. This steel has an excellent combination of strength and ductility and impact resistance too.

Tabelle V(a) Chemische Zusammensetzung eines ausgezeichneten erfindungsgemässen Stahls % % % % % % % % C Cr Ni Mo Cu Al Cb N Zusammen- 0,025/ 11,50/ 8,40/ 1,35/ 1,00/ 1,50/ 0,12/ 0,010 setzung 0,045 12,25 8,90 1,60 1,50 1,75 0,17 max. Table V (a) Chemical composition of an excellent one according to the invention Steel%%%%%%%% C Cr Ni Mo Cu Al Cb N together 0.025 / 11.50 / 8.40 / 1.35 / 1.00 / 1.50 / 0.12 / 0.010 settlement 0.045 12.25 8.90 1.60 1.50 1.75 0.17 max.

Schmelse Nr.**60689 0,036 12,07 8,81 1,61 1,21 1,64 0,20 0,009 *Mangan 0,01 %, Silicium 0,05 %, Phosphor 0,007 %, Schwefel 0,003 % **Erfindungsgemässer Stahl mit einer ausgezeichneten Eigenschaftskombination Aus Aus dem Stahl werden Probestücke zur Bestimmung der Zugfestigkeit und der Schlagfestigkeit ausgeschnitten, und zwar aus einem heisegewalzten Stab mit einem Durchmesser von 22,2 mm (7/8 inches). Jeweils 2 Proben werden bei 816°C, 871°C und 927°C (1500, 1600 und 1700°F) lösungsbehandelt, in Öl abgeschreckt, maschinell verarbeitet und unter den in der folgenden Tabelle V(b) angegebenen Bedingungen haltert. Die Zugfestigkeitswerte sind in kg/cm² und die Werte der 0,2 yw Streckgrenze ebenfalls in kg/cm² angegeben. Ferner wird die Flächenverminderung, sowie die Dehnung (%) (das Vierfache des Durchmessers) angegeben. Ausserdem werden die Charpy-V-Kerbschlagfestigkeitswerte in m-kg aufgeführt.Schmelse No. ** 60689 0.036 12.07 8.81 1.61 1.21 1.64 0.20 0.009 * Manganese 0.01%, silicon 0.05%, phosphorus 0.007%, sulfur 0.003% ** According to the invention Steel with an excellent combination of properties the end specimens are placed on the steel to determine tensile strength and impact strength cut out from a hot-rolled rod with a diameter of 22.2 mm (7/8 inches). 2 samples each are at 816 ° C, 871 ° C and 927 ° C (1500, 1600 and 1700 ° F) solution treated, quenched in oil, machined and holds under the conditions given in Table V (b) below. The tensile strength values are given in kg / cm² and the values of the 0.2 yw yield point are also given in kg / cm². Furthermore, the area reduction and the elongation (%) (four times the diameter) specified. In addition, the Charpy V-notch impact strength values are listed in m-kg.

Tabelle V(b) Mechanische Eigenschaften des Stahls der Tabelle V(a) bei verschiedenen Lösungsbehandlungstemperaturen Probe % Flä- % Deh- Zug- Streck- Schlagfestig-Nr. chenver- nung festig- grenze, keit, minde- keit, kg/cm² m-kg rung kg/cm² 1 46,7 9,3 18 400 17 400 0,98 2 47,5 10,7 18 500 t7 600 1,12 3 49,2 11,4 18 400 17 200 0,98 4 46,2 10,7 18 300 - a,05 5 46,9 12,1 17 900 16 300 1,12 6 49,2 12,1 17 900 16 100 1,82 Proben 1 und 2 - 816°C. 1 1/2 Stunden, Ölabschreckung, maschinelle Verarbeitung, 53800, 4 Stunden, Abkühlen an der Luft Proben 3 und 4 - 871°c, 1 1/2 Stunden, Ölabschreckung, maschinelle Verarbeitung, 538°C, 4 Stunden, Abkühlen an der Luft Proben Proben 5 und 6 - 927°C, 1 1/2 Stunden, Ölabschreckung und Abkühlen auf 16°C, maschinelle Verarbeitung, 538°C, 2 Stunden, Abkühlen au9 Zimmertemperatur, 538°C, 2 Stunden, Abschrecken in Wasser Aus den vorstehenden Ergebnissen ist zu ersehen, dass eine ausgezeichnete Kombination aus Zugfestigkeit, Duktilität und Schlagfestigkeit ersielt wird, Wenn auch eine etwas grössere Festigkeit bei einer Lösungsbehandlungstemperatur von 816°C (1500°F) erzielt wird, so wird dennoch auch dann eine gute Festigkeit erzielt, wenn der Stahl bei 871°C oder sogar 927°C (1600 bzw. Table V (b) Mechanical properties of the steel in Table V (a) at different solution treatment temperatures sample% area% tensile tensile elongation Impact no. computation strength limit, speed, min- imity, kg / cm² m-kg kg / cm² 1 46.7 9.3 18 400 17 400 0.98 2 47.5 10.7 18 500 t7 600 1.12 3 49.2 11.4 18 400 17 200 0.98 4 46.2 10.7 18 300 - a. 05 5 46.9 12.1 17 900 16 300 1.12 6 49.2 12.1 17 900 16 100 1.82 Samples 1 and 2 - 816 ° C. 1 1/2 hours, oil quenching, mechanical Processing, 53800, 4 hours, cooling in air Samples 3 and 4 - 871 ° C, 1 1/2 Hours, oil quenching, machining, 538 ° C, 4 hours, cool down on the air samples Samples 5 and 6 - 927 ° C, 1 1/2 hours, oil quench and cool down to 16 ° C, machine processing, 538 ° C, 2 hours, cool down au9 Room temperature, 538 ° C, 2 hours, quenching in water From the above results it can be seen that an excellent combination of tensile strength, ductility and impact resistance is obtained, albeit with a slightly greater strength a solution treatment temperature of 816 ° C (1500 ° F) is achieved, nevertheless A good strength is achieved even if the steel is at 871 ° C or even 927 ° C (1600 resp.

1700°F) lösungsbehandelt wird. Eine etwas grössere Duktilität und Schlagfestigkeit werden bei Einhaltung der 927°C-Lösungsbehandlungstemperatur erzielt. In jedem Falle erfolgt das Altern bei 538°C (1000°F), und zwar unabhängig davon, ob 4 Stunden kontinuierlich gealtert wird oder 2 Alterungen mit einer Dauer von jeweils 2 Stunden durchgeführt werden Die Zugfestigkeit liegt in allen Fällen deutlich oberhalb 16 900 kg/cm2 (240 000 psi).1700 ° F) is solution treated. A slightly greater ductility and Impact resistance is achieved when the 927 ° C solution treatment temperature is maintained. In either case, aging occurs at 538 ° C (1000 ° F) regardless of whether 4 hours of continuous aging or 2 aging periods with a duration of are carried out for 2 hours each. The tensile strength is clear in all cases above 16,900 kg / cm2 (240,000 psi).

Auch bei Proben, die anschliessend an Lösungsbehandlungen bei 816 und 87100 gealtert wurden, übersteigt die Zugfestigkeit 16 900 kg/cm2 (240 000 psi).Even with samples that are subsequently subjected to solution treatments at 816 and 87,100 have been aged, the tensile strength will exceed 16,900 kg / cm2 (240,000 psi).

Bei dem erfindungsgemässen Stahl wird durch eine Erhöhung der Dauer der Alterungsbehandlung über ungefähr 4 Stunden hinaus eine gewisse Verbesserung erzielt. Jeweils 2 Proben des Stahls der Schmelze 60689, die bei 816°C (1500°F) während einer Zeitspanne von 1 Stunde lösungsbehandelt, in Öl abgeschreckt, maschinell verarbeitet und bei 538°C während einer Zeitspanne von 8 Stunden und 12 Stunden gelagert und an der Luft abgekühlt worden sind, werden getestet, wobei die in der folgenden Tabel-1e V(c) zusammengefassten Ergebnisse erhalten werden.In the case of the steel according to the invention, an increase in the duration some improvement in aging treatment beyond about 4 hours achieved. 2 samples each of 60689 melt steel, which are heated at 816 ° C (1500 ° F) solution treated for 1 hour, quenched in oil, machined processed and at 538 ° C for a period of 8 hours and 12 hours stored and air-cooled are tested with those in the Results summarized below in Table-1e V (c) can be obtained.

Tabelle V(c) Tabelle V(c) Mechanische Eigenschaften des Stahls der Tabelle V(a), der während verschiedener Zeitspannen gealtert worden ist Probe Zugfestig- Streck- % Flä- % Deh- Schlagfestig-Nr. keit, grenze, chenver- nung keit, kg/cm² kg/cm² minde- 4 x m-kg rung Durchm. Table V (c) Table V (c) Mechanical Properties of table V (a) steel that has been aged for various periods of time is sample Tensile Strength Stretch% Area% Deh Impact Strength No. ability, limit, relationship capacity, kg / cm² kg / cm² min- 4 x m-kg dia.

11 17 700 16 900 50,8 11,4 1,96 12 17 900 17 300 50,4 11,4 1,82 13 17 400 16 900 52,0 11,4 14 17 300 16 800 51,6 11,4 Proben 11 und 12 - 816°C, 1 Stunde, Abschrecken in Öl, maschinelle Verarbeitung, 538°C, 8 Stunden, Abkühlen an der Luft Proben 13 und 14 - 816°C, 1 Stunde, Abschrecken in Öl, maschinelle Verarbeitung, 538°C, 12 Stunden, Abkühlen an der Luft Wie bereits erwähnt, wird durch ein längeres Altern ein gewisser Vorteil erzielt. Bei einem verlängerten Altern fällt die Festigkeit etwas ab, wie aus einem Vergleich der mechanischen Eigenschaften der Proben 11-12 und 13-14 mit den Proben 1-2 der Tabelle V(b) zu ersehen ist. Mit dem Festigkeitsverlust, d.h. von durchschnittlich 18 400 kg/cm2 (262 800 psi) bei den Proben 1-2 bis durchschnittlich 17 800 kg/cm² (254 500 psi) bei den Proben 11-12 und bis herab zu t7 400 kg/cm2 (248 700 psi) bei den Proben 13-14, -geht eine Verbesserung der Duktilität, einher, wobei die Dehnung von durchschnittlich 9,6 % bei den Proben 1-2' auf 11,4 % bei den Proben 10-11 und 13-14 ansteigt. Ausserdem wird die Schlagfestigkeit festigkeit erhöht, und zwar von 0,98 oder 1,12 m"kg bis 1,82 oder i,96 m-kg (7 oder 8 ft.-lbs. bis 13 oder 14 ft.-lbs.). 11 17 700 16 900 50.8 11.4 1.96 12 17 900 17 300 50.4 11.4 1.82 13 17 400 16 900 52.0 11.4 14 17 300 16 800 51.6 11.4 Samples 11 and 12 - 816 ° C, 1 hour, Quenching in oil, machine processing, 538 ° C, 8 hours, air cooling Samples 13 and 14 - 816 ° C, 1 hour, quenching in oil, machine processing, 538 ° C, 12 hours, cooling in the air As already mentioned, a longer There is some benefit to aging. With prolonged aging, the strength falls somewhat as from a comparison of the mechanical properties of samples 11-12 and 13-14 can be seen with Samples 1-2 of Table V (b). With the loss of strength, i.e. from an average of 18,400 kg / cm2 (262,800 psi) for samples 1-2 to average 17,800 kg / cm² (254,500 psi) for samples 11-12 and down to t7 400 kg / cm2 (248 700 psi) for samples 13-14, there is an improvement in ductility, the elongation from an average of 9.6% for samples 1-2 'to 11.4% samples 10-11 and 13-14 increases. In addition, the impact resistance strength increased, from 0.98 or 1.12 m "kg to 1.82 or 966 m-kg (7 or 8 ft.-lbs. up to 13 or 14 ft.-lbs.).

Zusammenfassend ist festzustellen, daes durch die Erfindung ein ausscheidungshärtbarer rostfreier Chrom-Nickel-Molbydän-Kupfer-Stahl zur Verfügung gestellt wird, der mehrere wextvolle Eigenschaften in sich vereinigt. Dieser Stahl besitzt eine grosse Festigkeit in alterungsgehärtetem Zustand, d.h. In summary, it can be stated that the invention provides a precipitation hardenable Stainless chromium-nickel-molybdenum-copper steel is made available, of which several Wextensive properties united in itself. This steel has great strength in age hardened condition, i.e.

eine Festigkeit von mehr als 16 900 kg/cm2 (240 000 psi) zusammen mit einer hohen Zähigkeit und einer ausgezeichneten Schlagfestigkeit.combined a strength greater than 16,900 kg / cm2 (240,000 psi) with high toughness and excellent impact resistance.

Der Stahl lässt sich sowohl heiss- als auch kaltwalzen und kann bei einer Vielzahl von Methoden verarbeitet werden. Beispielsweise kann er maschinell verarbeitet werden, gezogen werden, gewalzt werden, geschmiedet werden oder dergleichen, worauf er sich durch einfache Wärmebehandlung härten lässt, d.h. durch blosses Altern bei mässigen Temperaturen. Auf diese Weise wird eine ausgezeichnete Kombination aus Festigkeit und Zähigkeit erzielt.The steel can be hot-rolled as well as cold-rolled and can with a variety of methods can be processed. For example, it can be done by machine processed, drawn, rolled, forged or the like, whereupon it can be hardened by simple heat treatment, i.e. by simple aging at moderate temperatures. This way it becomes an excellent combination obtained from strength and toughness.

Bei der Herstellung von Maschinenschrauben sowie anderen Befestigungsmitteln wird eine maximale Gleichmässigkeit der Eigenschaften, wie sie vorstehend angegeben wurden, erzielt, und zwar durch erneutes Erhitzen der Befestigungsmittel auf eine Lösungsbehandlungstemperatur (etwa 766 - 9540d (1400 bis 1750°F)), worauf bei einer Temperatur von 482 - 566°C (900 bis 1050°F) gealtert wird. Diese Behandlung erfolgt in zweckmässiger Weise chargenweise. Die Lösungsbehandlungsstufe beseitigt die Spannungen, die bei der Herstellung eingeführt werden. Bei der anschliessenden Alterungsbehandlung werden den Werkstücken Eigenschaften verliehen, die über die ganze Charge hinweg gleichmässig sind.In the manufacture of machine screws and other fasteners becomes a maximum uniformity of properties as indicated above were achieved by reheating the fasteners to a Solution treatment temperature (approximately 766-9540d (1400 to 1750 ° F)) followed by a Aged at a temperature of 482 - 566 ° C (900 to 1050 ° F). This treatment is done in an expedient manner in batches. The solution treatment stage removes the tensions, which are introduced during manufacture. During the subsequent aging treatment the workpieces are given properties that apply throughout the entire batch are uniform.

Claims

1. Precipitation hardenable stainless chromium-nickel steel, thereby characterized in that it consists essentially of about 10.5 to about 13.25% chromium, about 7.5 to about 9.5% nickel, about 1 to about 2.3% molybdenum, about 1 to about 2.5% copper, about 1 to about 2% aluminum, no more than about 0.05% carbon, not more than 0.015% nitrogen, and for The remainder consists essentially of iron.

2. Steel according to claim 1, characterized in that it is substantially from about 10.5 to about 12.5% chromium, about 8 to about 9.5% nickel, about 1.3 to about 2.25% molybdenum, about 1 to about 2.5% copper, about 1.1 to about 1.8% aluminum, no more than about 0.05% carbon, no more than about ORO1% nitrogen and the remainder essentially iron consists.

3. Steel according to claim 1, characterized in that it is at least Niobium in an amount up to about 0.3% or titanium in an amount up to about Contains 0.15%.

4. Steel according to claim 1, characterized in that approximately 2 % Cobalt are included instead of nickel, with the nickel content at least 6%.

5. Steel according to claim 1, characterized in that it lim essentially made of 11.85 - 12.75% chromium, 8.20 - 8.65% nickel, 1.50 - 1.85% molybdenum, 1 - 1.5 % Copper, 1.3-1.65% aluminum, up to about 0.3% niobium, no more than about 0.05% carbon fuel, not more than 0.01% nitrogen and the rest consists essentially of iron.

6. Steel according to claim 1, characterized in that it is substantially made of 11.50 - 12.25% chromium, 8.40 - 8.90% nickel, 1.35 - 1.60% molybdenum, 1 - 1.5 % Copper, 1.50 - 1.75% aluminum, 0.1 - 0.2% niobium, 0.025 - 0.045% carbon, no more than 0.010% nitrogen and the remainder essentially consists of iron.

7. Steel according to claim 1, characterized in that it is substantially made of 12.5 - 13% chromium, 8 - 8.4% nickel, 1.75 to 2% molybdenum, 1 - 1.5% copper, 1.1-1.4% aluminum, 0.025 %-0.045% carbon, no more than approximately each 0.04% manganese and silicon, no more than 0.010% nitrogen and the remainder essentially is made of iron.

8. Flat-rolled products made from a precipitation hardenable stainless Chromium-nickel steel, characterized in that it consists essentially of approximately 11.5 to about 13.25% chromium, about 7.5 to about 9% nickel, about 1 to about 2.5% molybdenum, about 1 to about 2.3% copper, about 1.1 up to about 1.8% aluminum, up to about 0.3% niobium, no more than about 0.05% carbon, no more than 0.01% nitrogen and the remainder essentially consist of iron.

9. Products of appreciable dimensions made from a precipitation hardenable stainless chromium-nickel steel, characterized in that it is essentially from about 10.5 to about 13.25% chromium, about 7.5 to about 9.5% nickel, about 1 to 2.5% molybdenum, about 1 to about 2.5% copper Copper, about to about 2% aluminum, no more than about 0.05% carbon, not more than 0.15% nitrogen and the remainder consisting essentially of iron.

10. Precipitation hardenable stainless chromium-nickel-steel forgings according to claim 9, characterized in that it consists essentially of 11.5-13 % Chromium, 7.5 - 9% nickel, 1 - 2.25% molybdenum, 1 - 2.5% copper, 1.1 - 1.8% aluminum, no more than about 0.05% carbon, no more than about 0.10 each Manganese and silicon, no more than 0.01% nitrogen and the remainder essentially consist of iron.

11. Process for the manufacture of a product from a thermoset stainless chrome-nickel steel, characterized in that a steel is used consisting essentially of about 10.5 to about 13.25% chromium, approximately 7.5 to about 9.5% nickel, about 1 to about 2.5% molybdenum, about 1 to about 2.5% copper, about 1 to about 2% aluminum, no more than about 0.05% carbon, no more than about 0.10% each of manganese and silicon, consists of no more than 0.015% nitrogen and the remainder essentially of iron, the steel is processed into the desired product, the product to a temperature heated and quenched from about 760 to about 954 ° C (1400-1750 ° F) and then reheated to a temperature of 482 - 566 ° C (900 - 1050 ° F) and is cooled.