DE2028831A1

DE2028831A1 - Durch Aluminium beruhigter Stahl

Info

Publication number: DE2028831A1
Application number: DE19702028831
Authority: DE
Inventors: Kiminari; Jamagishi Shizuano Fukuyama-Seitetsu-syo Kawakami (Japan)
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1969-06-12
Filing date: 1970-06-11
Publication date: 1970-12-23
Also published as: NL7008576A; ZA704007B; CH513249A; FR2046713A1; FR2046713B1; CA932990A; US3681057A; GB1312666A

Description

Die Erfindung betrifft einen durch Aluminium beruhigten Stahl von hervorragender Qualität und insbesondere einen durch Aluminium beruhigten Stahl mit einer verbesserten Zusammensetzung.

In den letzten Jahren ist der Bedarf an Leitungsrohren für den Transport von Roherdölprodukten, Naturgas und ähnlichem über weite Entfernungen immer mehr angewachsen und der Durchmesser dieser Leitungsrohre wird zunehmend größer. Es ist bekannt, daß aus Blechen hergestellte geschweißte Rohre in großem Umfang als solche Rohrleitungen verwendet werden. Größe und Qualität dieser Materialien entsprechen dem bekannten API-Standard, zum Beispiel API-5LX-60, API-5LX-65 usw. Bei diesen Stählen werden an die Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit wie

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auch an die mechanischen Eigenschaften Anforderungen gestellt, die der Qualität dieser Rohrleitungen entsprechen» Besonderer Wert sollte auf die Kerbschlagzähigkeit dieser Stähle Bei^: niedrigen Temperaturen gelegt werden, wenn an eine Verwendung in den kältesten Gebieten gedacht ist. Selbstverständlich ist' die chemische Zusammensetzung dieser API-Standards noch ungenügend, da diese Standards noch im Versuchsstadium sind und Platz für Entwicklung lassen. Bekanntlich sollen die Zusammensetzungen der API x-Serien Standards mit chemischen Anforderungen übereinstimmen, auf die si'ch Erzeuger und Abnehmer einigten«

Die Erfindung besitzt mechanische Eigenschaften, die in diesen API-Standards festgelegt sind. Die Merkmale liegen .in der Zugabe von wenig Silizium Si, gelöstem Aluminium Al und einem höheren Gehalt von Niobium Nb, ohne Zusatz von kostspieligem Vanadium V, Titan Ti und ähnlichem.

Ziel der Erfindung ist ein durch Aluminium beruhigter Stahl

2 mit einer hohen Streckgrenze von mehr als 4600 kg/cm

(65 000 psi), der einfach und zuverlässig" hergestellt werden kann. Außerdem soll er eine ausgezeichnete Zähigkeit bei Verwendung bei niedrigen Temperaturen besitzen. Weitere Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen

Fig. 1 eine graphische Darstellung der Oberflächenqualität eines gewöhnlichen -Stahls ist.

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung eines kalt bearbeiteten Gußbarrens; ,"""""■

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gußbarrens.

Erfindungsgemäßer Stahl wird als durch Aluminium beruhigter ' Stahl hergestellt· Im allgemeinen werden an einer Bramme, die

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aus diesem durch Aluminium beruhigten Gußbarren geformt ist, Oberflächenrisse beobachtet. Solche Risse werden durch Abscheiden von AlN erzeugt, das sich beim Abkühlen der Oberflächenschicht des heißen Gußbarrens bildet. Dieses Abscheiden nimmt zu, wenn die Zeit, in der sich Risse bilden, langer wird. Aufgrund vieler Experimente wurde festgestellt, daß diese Rißbildung durch Zugabe von geringen Mengen Si, anstelle der Kaltbearbeitung des Gußstücks, das auf Zimmertemperatur abgekühlt und dann in den Wärmeofen gebracht wird, vermieden werden kann. Das heißt, ein geringer Gehalt von Si verhindert das Abscheiden von AlN während des Abkühl ens dieses Gußbarrens.

Ein Siliziumgehalt von mehr als 0,15% hat wenig Einfluß auf das Verhindern des Abscheidens von Aluminiumnitrid im Gußbarren. Ist der Siliziumgehalt geringer als O,O2S6, so nehmen die Einschlüsse im Stahl zu und ein unreiner Stahl ist die Folge. Eine Verringerung der Ausbeute ist unvermeidlich.

Der Kohlenstoffgehalt ist erfindungsgemäß auf 0,13 bis 0,23% beschränkt. Der Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,13% ist er-

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forderlich, um die Zugfestigkeit von mehr als 60 kg/mm zuverlässig einzuhalten. Wenn der Kohlenstoffgehalt jedoch über 0,23% liegt, wird die Schweißbarkeit des Stahls verringert. Ein solcher Stahl ist unerwünscht, da die Schweißbarkeit des Stahls ein wichtiger Teil der Erfindung ist.

Ein Mangangehalt von mehr als 1,5% verschlechtert im Zusammenhang mit dem Kohlenstoffgehalt die Schweißbarkeit des Stahls. Die Zugfestigkeit des Stahls mit einem Mangangehalt von weniger als 1,2%. wird im Zusammenhang mit dem Kohlenstoffgehalt: ungenügend· Demgemäß beträgt der erfindungsgemäße Mangangehalt . 1,2 'bis 1,5%.

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Die Wirkungen von dem Stahl zugefügtem Niobium liegen im Abscheiden von Ferritkörnern und in der Kornverfeinerung durch Niobiumcarbit. Der geeignetste Niobiumgehalt des erfindungsgemäßen Stahls beträgt 0,01 bis 0,05%. Aüqh wenn mehr als 0,05% Niobium zugefügt wird, können unmöglich stärkere Wirkungen erwartet werden, da diese Wirkungen Sättigungsbedingungen erreichen. Weniger als 0,01% Niobium hat keinen Einfluß.

Der Gehalt an gelöstem Al liegt zwischen 0,02 und 0,05% und hat die größte Kornverfeinerungswirkung. Wenn jedoch dieser Gehalt über 0,05% liegt, ergibt sich keine diesem Gehalt entsprechende Wirkung. Ist der Gehalt an gelöstem Aluminium geringer als 0,02%, kann diese Kornverfeinerungswirkung unmöglich erwartet werden.

Die mechanischen Eigenschaften bei einer Verwendung bei niedrigen Temperaturen, zum Beispiel die Kerbschlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen, können durch die oben erwähnte Kornverfeinerung swirkung des Gehalts an Niobiumcarbit und gelöstem Aluminium garantiert werden.

Im folgenden sind Beispiele des erfindungsgemäßen Stahls aufgeführt;

Anzahl der Stähle: 4

Zusammensetzung des Rohstahls: in Tabelle 1

Stahlofen: basischer Frischofen

Gußbarrengewicht, Branunengröße

und Blechabmessungen: in Tabelle I

Mechanische Eigenschaften: in Tabelle II

Der erfindungsgemäße Stahl besitzt folgende Vorteile, die in den obigen Untersuchungen festgestellt wurden:

1· Eine Kaltbearbeitung des Gußbarrens ist nicht erforderlich. Dementsprechend wächst die Kapazität

des Wärmeofens um 6t/Stunde. 009852/1575

Tabelle I

Zusammensetzung des RohStahls

j -^el· en Stahl\	C ;	0.14	Mn	P	S	■	Nb	gel. Al	Gewicht	Brammen größe	Abmessungen des Bleches
A	0.212	0.15	1.34	O. 019	0.019	0.018	0.039 0.040		I '» 245 Dicke	12.7 Dicke
'''Β ■ '.. ■	0.206	0.15	1.35	0.017	0.022	0.019	0.025 0.028	23.000t	χ 1.600 Brei te	χ 3.308 Breite χ 12.340 Länge
	0.197	0.15	1.36	0.017	0.018	0.022	0.033 0.032	29.000t	205 Dicke	12.1 Dicke χ 3.152 Breite
'D	i · i 0.199	0.15 oder ■weniger	1.32	0.014	0.017	0.017	• 0.030 0.026			χ 12.340 Länge
E rf in-.	J-Si¹J ;	1.20 -1.50		0.0 10 -0.050	0.020 -0.050

ro ο ro co

/SS860Q

- 4b -

Tabelle II
Mechanische Eigenschaften

Pr.üfungs- ^-,droß er Stahl"--·...	Streck grenze Kg/mm	Zugfestig keit- Kg/mm	Dehnung ^%	Schiagprü fungs- wert Kg-m *EV-I8
A	46.7 46.4 45.7	62.8 61.7 61.9 ¹	34.0 35.0 29.0	2.29 2.22 2.22
''.:. B	47.7 48.0 · 49.0	65.7 ' j 32.5 63.6 ■ 32.0 65.5 { 30.5	2.39 2.39 . 2.36
\' C	45.9 45.3. 44. 7	62.8 \ 31.8 61.8 j 34.0 61.8 J 36.0	3.12 3.41 3.39 ¹
?:·■ D	44.2 43.3 42.6	60.1 { . 36.0 60.2 j 38.Q 59.5 ■ ( 38.0, ·	3.19 3.27 3.08
■ Richtwert	größer als 43	größer alsj 55 i	¹ 2.07

• Kerbschlagprüfung nach Charpy mit 2 mm V-Kerbe
Prüfungstemperatur -18°C

2. Die bramme zeigt wenig Oberflächenrisse.

3. Die Reinheit des Gußbarrens und die Zähigkeit des Stahls bei niedrigen Temperaturen sind merklich verbessert.

4. Die Widerstandsfähigkeit gegen Wasserstoffversprödung nimmt zu und die Zahl der weißen Flecken bei bramme und Blech nimmt ab.

5. Defekte, die an geschweißten Teilen entstehen können, können geprüft werden.

Jede der beigefügten Zeichnungen ist eine graphische Darstellung der Oberflächenqualität der Brammen. Die Abszisse in diesen Zeichnungen gibt den Gewichtsverlust an, der auf dem Nacharbeiten beruht. Mit 1 ist ein Gewichtsverlust von weniger als 0,5%, mit 2 von 0,5 bis 1,0%, mit 3 von 1,0 bis 2,0%, mit 4 von 2,0 bis 2,5%, mit 5 von mehr als 2,5% und mit 0 ist der Anteil bezeichnet, der nicht nachgearbeitet werden kann und zum Schrott genommen wird.

Aus den obigen graphischen Darstellungen ist zu erkennen, daß die Oberflächenqualität des erfindungsgemäßen Stahls im Vergleich zu anderen bekannten Stählen ausgezeichnet ist.

Der erfindungsgemäße Stahl kann in großem Umfange als Baumaterial und außerdem als Material für Rohrleitungen verwendet werden.

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Claims

Patent an s ρ r u c h

Durch Aluminium beruhigter Stahl gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,13 bis 0,23% Kohlenstoff C, 0,0)2 Ms 0,15% Silizium Si, 1,20 bis 1,50% Mangan Mn, 0,02 bis 0,05% gelöstem Aluminium Al, 0,01 bis 0,05% Niobium Nb, Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen.

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