DE2027676A1

DE2027676A1 - Nichtmagnetisierbarer Stahl

Info

Publication number: DE2027676A1
Application number: DE19702027676
Authority: DE
Inventors: Karl Prof Dr Ing 4130Kre feld Dietrich Hermann Dr Ing 4156 Wilhch Lennartz Gustav Dr Ing Arntz Hans Egon Dr Ing 4150 Krefeld P Bungardt
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1970-06-05
Filing date: 1970-06-05
Publication date: 1972-02-03
Also published as: GB1294429A; BE767771A; US3698889A; FR2095643A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen nichtmagnetisierbaren Stahl, der hohe Festigkeit, gute Zähigkeit bis zu tiefen Temperaturen, Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion und Spannungsrißkorrosion in Seewasser aufweist und schweißbar ist, wie es insbesondere für den Schiffbau und kaltzähe Baustähle gefordert wird.

Es sind bereits Stähle bekannt, die einzelne dieser Eigenschaften besitzen. So ist z.B. ein Stahl mit 0,3 bis 1 $ Kohlenstoff, 7 bis 17 # Mangan, 0,5 bis 3 # Nickel, 0,3 bis 2 # Kupfer, 0,3 bis 1,5 # Silizium, 0,2 bis 0,5 # Zirkon, Rest Eisen sowie mögliche Zusätze von 0,5 bis 18 $ Chrom und/oder 0,2 bis 0,5 $ Vanadin, Tantal oder Titan als Werkstoff für durch Sehweißen herzustellende Schiffs-, Bergwerks- und Lastketten bekannt (deutsche Patentschrift 663 46l). Dieser bekannte Stahl soll eine Zugfestigkeit von 130 kg/mm² bei etwa 80 $ Dehnung und über kO rakg/cm Kerbzähigkeit erreichen. Derartig hohe Festigkeits- und Zähigkeitswerte können aber, wenn überhaupt, nur erreicht werden, wenn der Stahl mit verhältnismäßig hohen Gehalten an Ghrom und aushärtenden Elementen legiert ist. Stähle mit hohem Ghromgehalt sind aber für den Zweck der vorliegenden Erfindung ungeeignet, weil Chrom die Spannungsrißkorrosionsempfindlichkeit der Stähle ungünstig

109886/0650

beeinflußt. Ein für den Zweck der vorliegenden Erfindung geeigneter Stahl muß daher möglichst chromfrei sein bzw. darf nur ganz geringe Mengen an Chrom enthalten. Über die Tieftemperatureigenschaften dieses bekannten Stahls ist nichts bekannt.

Ein weiterer bekannter Manganstahl als Werkstoff für bei Temperaturen zwischen etwa -13o und ~19o°C hoch beanspruchte Teile von Maschinen und Apparaten der Kältetechnik besteht aus o,25 bis o,5 $> Kohlenstoff, bis 2 % Silizium, 19 bis 27 % Mangan, bis 2 % Chrom, Nickel und Kupfer, Rest Eisen (deutsche Patentschrift 917 673). Von diesem Stahl ^ ist bekannt, daß er bei -l8o°C eine Kerbschlagzähigkeit

(DVM-Probe) von 6 bis 7 mkg/cm^aufweist, gut schweißbar, gut kalt- und warmverformbar und gut bearbeitbar ist. Angaben über die Festigkeit und Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion und Spannungsrißkorrosion in Seewasser für diesen Stahl sind nicht bekannt.

Als Werkstoff für Schweißkonstruktionen, die der Einwirkung von Salzlösungen, See-, Leitungs-, Fluß- oder Schwitzwasser ausgesetzt sind, ist ein Stahl mit o,o5 bis 1,2 <ß> Kohlenstoff, 12 bis 3o # Mangan, bis 1 % Silizium, Rest Eisen sowie gegebenenfalls bis zu je 2 $ Kupfer, Molybdän und Nickel einzeln octer zu mehreren bekannt (deutsche Auslegeschrift fc 1 213 125)· Dieser bekannte Stahl besitzt zwar eine gute Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion und eine gewisse Beständigkeit gegen Spannungsrißkorrosion und ist nichtmagnetisierbar und schweißbar, besitzt aber nur eine niedrige Festigkeit und Zähigkeit bei Raumtemperatur und tieferen Temperaturen,

109886/0650

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nun die Verbesserung der Festigkeit»- und Zähigkeitseigenschaften bei Raumtemperatur und tieferen Temperaturen eines Stahls des zuletzt genannten Typs.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein nichtmagnetisierbarer Stahl vorgeschlagen, der aus

o,45 bis 0,80 $> Kohlenstoff

1,2 bis 3,o # Silizium bis 26 # Mangan

o,l bis 0,7 # Vanadin

ο bis 3 # Kupfer

ο bis 0,3 # Stickstoff Rest Eisen

mit den üblichen erschmelzungsbedingten Verunreinigungen, wie beispielsweise Chrom, Nickel, phosphor und Schwefel,

besteht.

Bei dem erfinciungsgemäßen Stahl kann vorzugsweise der Vanadiumgehalt ganz oder teilweise durch bis 1,5 $> Niob ersetzt werden.

Eine bevorzugte Legierung aus dem beanspruchten Bereich umfaßt

o,45 bis 0,65 # Kohlenstoff 1,2 bis 2,o # Silizium 19 bis 22 # Mangan · o,15 bis o,3 ήο Vanadin ο bis o,3 # Chrom ο bis o,2 # Stickstoff Rest Eisen.

Nach einer Wärmebehandlung, bestehend aus Glühen bei etwa looo°C für eine halbe Stunde und anschließendem Abschrecken in Wasser, besitzt der erfindungsgemäße Stahl neben guter

109886/0650

Schweißbarkeit eine gute Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion und Spannungsrißkorrosion in Seewasser_>weist eine ο,2 ^-Dehngrenze von mindestens 35 kp/nrai2, vorzugsweise mehr als '+o kp/mni2 sowie niedrige Kriechdehnung im Bereich u« Raumtemperatur auf und eignet eich daher sehr gut als Werkstoff für den Schiffbau.

Aufgrund seiner guten Tieftemperatur-Festigkeitseigenschaften sowie seiner vorteilhaften Kerbschlagzähigkeiteeigenschaften von mindestens Io mkp/cin2 bei -196⁰C kann der erfindungsgemäße Stahl auch als kaltzäher Baustahl Verwendung finden.

In der nachfolgenden Tabelle sind die Featigkeits- und Zähigkeitswerte von Stählen aus dem erfindungsgemäß beanspruchten Bereich bei Raumtemperatur und tiefen Temperaturen angegeben. Beachtlich sind dabei insbesondere die Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften bei tiefen Temperaturen. Insgesamt läßt sich feststellen, daß alle für den Zweck der Erfindung erforderlichen Eigenschaften bei dem erfindungsgemäßen Stahl besser sind als bei den bekannten Stählen, bei denen zwar einzelne Eigenschaften eventuell besser sein mögen, jedoch dann auf Kosten der anderen Eigenschaften.

109866/0650

TABELLE

	Meßtemp.	0,54C-1,6Si-2o,94Mn- -ο,26V-O,ο4Ν-Ρβ	0,73C-I,49Si- -2ο,35Mn-O,17V-Pe
Zugfestigkeit (kp/mm²)	RT -196⁰C	1ο3,9 13ο, 2	loo, 2 n.b.
ο , 2-Dehngrenze (kp/eni2)	RT -196⁰C	42,8 72, ο	42,1 n.b.
Dehnung (%)	RT	6ο	68,5
Einschnürung (%)	RT	53,9	56,8
Kerbschlagzähigkeit (»kp/cm²) (DVM-Probe)	RT -78«C -196⁰C	21,4 17.6 Ιο,3	25,6 22,ο 15,9

n.b. — nicht bestimmt

Alle Werte wurden an wärmebehandelten Proben (3o min bei looo°C, Abschreckung in Wasser) gemessen.

Claims

Patentansprüche

mit den üblichen erschmelzungsbedingten Verunreinigungen, wie beispielsweise Chrom, Nickel ,Phosphor und Schwefel.
2. Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vanadiumgehalt ganz oder teilweise ersetzbar ist durch bis 1,5 $ Niob.

3· Stahl nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Gehalte von

O Λ5 bis. 0,65 % Kohlenstoff 1 ,2 bis 2,o # Silizium 19 bis 22 $> Mangan O ,15 bis o,3 # Vanadin O bis o,3 % Chrom O bis o,2 % Stickstoff Rest Eisen.

k. Vorwendung eines Stahls gemäß einem der Ansprüche 1
bis 31 der nach einer Wärmebehandlung, Glühen bei etwa 1qoo°C - 1/2 Stunde - Abschrecken In Wasser, gut schweißbar, beständig gegen interkristalline Korrosion und
Spannungsrißkorrosion in Seewasser ist und eine o,2 $- Dehngrenze von mindestens 35 kp/mm<2_t vorzugsweise mehr als ko kp/mm² sowie niedrige KriecMlehnung im Bereich
um Raumtemperatur aufweist,,für den Schiffbau.

5« Verwendung eines btahls nach einem der Ansprüche 1 bis 3» mit einer Kerbschlagzähigkeit bei -196⁰C von mindestens Io mkp/cm^ als kaltzäher Baustahl.,

109886/0650 5 ^J