DE2305952A1 - Herstellungsverfahren zur verbesserung des verhaltens von geschweissten teilen aus hitzebestaendigen staehlen - Google Patents

Herstellungsverfahren zur verbesserung des verhaltens von geschweissten teilen aus hitzebestaendigen staehlen

Info

Publication number
DE2305952A1
DE2305952A1 DE2305952A DE2305952A DE2305952A1 DE 2305952 A1 DE2305952 A1 DE 2305952A1 DE 2305952 A DE2305952 A DE 2305952A DE 2305952 A DE2305952 A DE 2305952A DE 2305952 A1 DE2305952 A1 DE 2305952A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat
manufacturing
steels
parts made
welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE2305952A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean Bellot
Roger Hubert
Michel Hugo
Jacques Thuillier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Societe des Acieries de Pompey
Original Assignee
Societe des Acieries de Pompey
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe des Acieries de Pompey filed Critical Societe des Acieries de Pompey
Publication of DE2305952A1 publication Critical patent/DE2305952A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/50—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
    • B23K35/3086—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent containing Ni or Mn
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12347—Plural layers discontinuously bonded [e.g., spot-weld, mechanical fastener, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12951—Fe-base component
    • Y10T428/12958—Next to Fe-base component
    • Y10T428/12965—Both containing 0.01-1.7% carbon [i.e., steel]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

25.1. 1973 t /γ
SOCIETE DES ACIERIES DU MANOIR-POMPEY " ' tiJ' -""'^ 62, Boulevard Victor Hugo
92 200 - NEUILLY-SUR-SEINE/ FRANKREICH
"Herstellungsverfahren zur Verbesserung des Verhaltens von geschweissten Teilen aus hitzebeständigen Stählen,"
Die vorliegende Erfindung betrifft im wesentlichen ein Herstellungsverfahren zur Verbesserung des Verhaltens von geschweissten Teilen aus hitzebeständigen Stählen bei Betriebstemperaturen in der Grössenordnung von 900° bis 1 0500C.
Es ist bekannt, dass bei hohen Betriebstemperaturen in der Grössenordnung von 900 bis 1 05O0C in der Industrie austenitische, hitzebeständige Stähle verwendet werden, die eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und insbesondere eine Oxydationsbeständigkeit sowie eine sehr gute Dauerstandsfestigkeit bei diesen Betriebstemperaturen aufweisen.
Derartige hitzebeständige Stähle werden besonders in den Einheiten zur Durchführung des Krackverfahrens oder zur Reformierung verschiedener Petroliumfraktionen verwendet. Diese Einheiten verwenden thermische Austauschrohre, die aus diesen Stählen bestehen und auf Betriebstemperaturen in der Grössen-
409827/0560
" - 2 Ordnung von 900 bis 1 0500C erhitzt werden.
Es ist andererseits bekannt, dass austenitische Stähle dieser Art gute Schweisseigenschaften besitzen. Die Rohre werden insbesondere stumpf miteinander, bei Verwendung eines Zusatzmetalles, verschweisst, das in der zwischen den beiden benachbarten Enden der beiden zu verschweissenden Rohre ausgebildeten Kehle oberhalb einer Hohl .kehle abgelagert wird, die den Boden der Schweissstelle bildet und als erste in der Innenwand der einander gegenüberliegenden Enden der beiden miteinander zu verbindenden Rohre ausgeführt wird.
Es ist weiterhin bekannt, dass die austenitischeh Stähle dieser Art keiner Wärmebehandlung, wie insbesondere Glühbehandlungen, unterzogen werden, die ihrer Verbindung durch Schweissen nicht förderlich ist und beträchtlich die Augenblicksdehnungswerte herabsetzen.
Bei der Verwendung derartiger austenitischer Stähle stösst man auf bedeutende Schwierigkeiten hinsichtlich ihrer Anwendung, die daher rühren, dass die Schweissstellen verhältnismässig spröde sind und in den Verbindungen vorzeitige Bruchstellen bilden. Dies trifft besonders zu bei Austauschrohren, die in den Einheiten zur Ausführung der Krackverfahren und zur Reformierung verschiedener Petroliumfraktionen verwendet werden und ist umso eher zu erwarten, je grosser der Durchmesser und die! Wandstärke der Rohre sind. '
Die Sprödigkeit der Schweissstellen hat eine verkürzte Lebensdauer der Teile zur Folge, was "erhöhte Reparätuirkosten und gleichfalls höhere Herstellungskosten, wegen der Immobilisierungszeit des Materiales, verursacht. !
Die Sprödigkeit der Schweisszonen der Teile aus h'itzebeständigen Stählen, bei Gebrauchstemperaturen in der*Grössenordnung von 900 bis 1 0500C, wird bei Verwendung des erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens vermieden. Bei diesem Verfahren,
409827/0560
sofern es sich um hitzebeständige, austenitische Stähle handelt, die stark mit Chrom, Nickel und/oder Kobalt legiert sind, und weniger als 60% Eisen und bis 0,5% Kohlenstoff mit schwachen Konzentrationen zusätzlicher Elemente wie Mangan und insbesondere Silizium enthalten, werden diese Stähle nach dem Schweissen einer thermischen Homogenisierungsbehandlung,bei einer Temperatur zwischen ungefähr 1 100 und 1 2000C, während einer Zeitdauer unterzogen, die von mehreren Minuten bis zu einigen Stunden reichen kann, wobei auf diese Behandlung eine kontrollierte Abkühlung folgt. Wird in dieser Weise verfahren, erhält man vollständig unerwartet und entgegen der allgemeinen technischen Lehren eine bedeutend erhöhte Haltbarkeit ,insbesondere gegen den Bruch durch Pliessen ,bei den hohen erwähnten Arbeitstemperaturen der miteinander verschweissten Teile aus hitzebeständigen (Stahl) Legierungen der oben genannten Zusammensetzung. Die Schweissungen haben nach dieser Behandlung eine Haltbarkeit gegen Bruch erworben, die wenigstens gleich der des Grundmetalles ist, aus dem die Teile bestehen. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass dann, wenn das erfindungsgemässe Verfahren angewendet wird, eine Regenerierung der Erstarrungsfront der Schweissstelle durch Auflösen der Karbide, Wiederlösen des Kohlenstoffes und durch homogene Wiederfällung der Karbide in der Umschmelzzone, während der Abkühlung stattfindet. Dadurch wird insbesondere die physikalische und chemische Fehlstellenhaftigkeit unterbunden, die sonst insbesondere in der Erstarrungsfront der Schweissstelle beobachtet werden kann.
Dies wird besonders klar, wenn man unter dem Mikroskop die Erstarrungsfront bei einer Vergrösserung oberhalb von 10 000, -d.h. bei Anwendung elektronischer Mikroskopie, betrachtet. Eine derartige Untersuchung zeigt deutlich, dass in der Höhe der Erstarrungsfront eine mikroskopische Struktur vorhanden ist, die hinsichtlich der Verteilung und Ausrichtung der Karbide und der chemischen Analyse letzterer grundsätzlich anders ist als die, die vor der Behandlung beobachtet werden konnte.
409827/0560
-A-
Die praktische Ausführung und die Reichweite der Erfindung werden im Folgenden anhand beigefügter Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt schematisch eine der Stumpfverschweissung zweier Teile aus hitzebeständigen Stählen vorangehende Phase ;
Fig. 2 zeigt die beiden durch Schweissung miteinander verbundenen Teile der Fig. 1 und veranschaulicht schematisch die allgemeine Ausrichtung der Kristalle in den betreffenden Zonen ;
Fig. 3 und 4 zeigen in logarithmischer Teilung Kurven, die die Bruchbeständigkeit, in kg/m auf der Ordinate aufgetragen, als Funktion der in Stunden auf der Abzisse aufgetragenen Zeitdauer darstellen, während der die Teile der Fliesswirkung bei einer gegebenen Gebrauchstemperatur, z.B. in der Grössenordnung von 95O°C, ausgesetzt werden, wobei die Kurven verschiedene Bereiche der Teile vor und nach der Behandlung erfassen ; ■ . ■
Fig. 5 veranschaulicht eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung zur Verschweissung zweier Rohre.
Es wird zunächst auf die Fig. 1 Bezug genommen, in der schematisch die stumpfe Verbindung zweier Teile 10, 11, aus austenitischem, hitzebeständigen Stahl,der oben genannten Zusammensetzungen vdargestellt ist. Diese Teile können z.B. Platten oder Rohre sein. Bei Rohren - dieser Fall ist häufiger -stellen die Wände 10a, 11a. die Innenwand der Rohre dar,und 10b, 11b die Aussenwand.
Wenn die Teile verhältnismässig dick sind,wird die Schweissung unter Zuhilfenahme eines Zusatzmetalles ausgeführt, wobei zunächst eine Kehle 12 gebildet wird, die zwischen den abgeschrägten Stirnseiten 10c, 11c der genannten Rohre mit Öffnung zur Aussenwand ausgebildet ist. Die Rohre liegen mit ihren Absätzen 1Od, 11d auf ihrer Innenseite stumpf gegeneinander.
409827/0560
Wie schematisch in der Fig. 2 gezeigt ist, wird die Schweis'sung in zwei Arbeitsschritten durchgeführt.
Bei dem ersten Arbeitsschritt wird eine Bodenschweisslage ausgeführt, die eine Kehlnaht 13 in dem Bereich der Absätze 1Od, 11d, darstellt. Diese Schweisslage kann durch einfaches Miteinanderverschmelzen der Absätze 10d, 11d oder durch Ablage eines Metalles erreicht werden, das eine ähnliche chemische Zusammensetzung hat oder stärker legiert ist.
Ist die Kehlnaht 13 gebildet wird die Schweissung durch Füllen der Kehle 12 beendet, indem das Metall in aufeinanderfolgenden Schweisslagen aufgetragen wird, wodurch die Füllnaht 14 entsteht.
Die Schweissung kann nach jeder beliebigen bekannten Technik ausgeführt werden, z.B. als Lichtbogenschweissung von Hand, automatisch unter Fluss oder unter inertem Gas, durch elektronische Bombardierung, durch Reibung, automatisch mit oder ohne Zusatzdraht, usw....
Welche Lösung man auch gewählt hat, man stellt schliesslich fest, dass sowohl in der industriellen Anwendung als auch im Labor, die Bodennaht 13 sehr spröde ist. Diese Sprödigkeit ist umso grosser je grosser die Wandstärke des Rohres ist. Dies wirkt sich in Form von verfrühten Rissen und einer Beständigkeit gegen Bruch durch Fliessen aus, die beseutend geringer ist als die der Füllnaht 14.
Wenn die zu schweissende Wandstärke zunimmt und ungefähr 12mm überschreitet, ist die Abkühlungsgeschwindigkeit des wieder geschmolzenen Metalles der Bodennaht 13 sehr gross. Darüber hinaus ist die Verfestigung (allgemeine Ausrichtung der Kristalle), wie in der Fig. 2 schematisch dargestellt, ausgerichtet. Die Kristallisationsrichtung der Bodennaht 13 verläuft im wesentlichen senkrecht zu der der Rohre 10 und 11 und der der Füllnaht 14. Man stellt in dem mittleren Bereich der Bodennaht 13
409827/0560
eine Verfestigungsfront 15 fest, die von einer bandförmigen Um- ' randung aus karbitfreiem Austenit gebildet wird. Diese ehemische Fehlstelle bildet den Ort vorzeitiger Brüche in Betrieb und von .Probestäben für Bruch durch FIi es sen, indem sie Risse auslöst.
Dieses Phänomen verstärkt sich beträchtlich, wenn die Dicke der zu schweissenden Teile 30 mm überschreitet.
Um die Abkühlung des Metalles der Bodennaht 13 nach dem Schweissen zu verlangsamen, können die zu schweissenden Teile auf eine Temperatur vorerhitzt werden, die weder die Ausfällung des Kohlenstoffes in feste Lösung in dem Bett , noch die Umwandlung der primären Karbide M7C^ —-—> Mp^(L- hervorruft. Die Vorerhitzung wird zwischen 500 und 600°C durchgeführt ; sie ermöglicht es, die Schweissung einfacherer durchzuführen, verhindert jedoch nicht die Warmsprödigkeit der Erstarrungsstirn der Bodennaht 13. Durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens hingegen kann diese Sprödigkeit vermieden werden.
ErfindungsgemäsSjWie bereits ausgeführt,werden die Stähle, bei denen es sich um hitzebeständige, austenitische stark mit Chrom, Nickel und/oder-Kobalt legierte Stähle mit weniger als 60% Eisen und bis zu 0,5% Kohlenstoff mit geringen Konzentrationen zusätzlicher Elemente wie Mangan und insbesondere Silizium handelt, nach dem Schweissen einer Wärmebehandlung zur Homogenisierung bei einer Temperatur zwischen ungefähr 1 100 und 1 200°C während einer Zeitdauer unterzogen, die von einigen Minuten bis zu einigen Stunden reichen kann, worauf eine kontrollierte Abkühlung folgt. '..- . - ■ ■ ·_:.-"—fvi-■
Die Temperatur, bei. der die Homogenisierungsbehandlung vorgenommen wird, muss ausreichend hoch sein, damit sich die. während der Verfestigung ausgefällten Karbide lösen. Der somit wieder in feste Lösung gegangene Kohlenstoff verteilt sich gleichförmig in dem Bett des geschmolzenen Metalles der■Bodenlage.
Die Wärmebehandlung unterdrückt die chemische Heterogenität
409827/0580
- 7 der Verfestigungsstirn 15.
Die Behandlungstemperatur muss grosser als 1 05O0C sein und vorteilhafterweise zwischen 1 100 und 1 2000C liegen. Sie hängt selbstverständlich von der chemischen Zusammensetzung des der Schweissstelle zugeführten Metalles und des Grundmetalles ab.
Die Zeitdauer, während der die Behandlungstemperatur von 1 100 bis 1 2000C aufrecht erhalten werden muss, liegt zwischen einigen Minuten und einigen Stunden je nach der Stärke der Rohre und dem Kohlenstoffgehalt der Stoffe. In der Praxis liegt sie in der Grössenordnung von einer Stunde bis zu einigen Stunden.
Die Vorteile, die man durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens der thermischen Homogenisierung erhält, werden anhand der folgenden Beispiele deutlicher herausgestellt werden.
BEISPIEL 1
Das Grundmetall ist eine Legierung mit folgender chemischer Zusammensetzung :
C 0,41 Mn 0,97 Si 1,03 Cr 24,9 Ni 21,2 ; t
die Schweissung wird an einem Rohr von 28 mm Stärke durchgeführt, das die oben genannte Zusammensetzung aufweist und ein Zusatz(-metall gleicher chemischer Zusammensetzung verwendet, wobei die Bodenlage (Bodennaht 13) durch einfaches Verschmelzen der Absätze 10d, 11d verwirklicht wird.
Im Folgenden werden die Bruchzeiten bei unterschiedlichen Temperaturen von Fliessproben verglichen, die der Schweissstelle entnommen worden sind aus :
- der Zone der Füllnaht 14,
- der Refusionszone oder der Bodennaht 13.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle eingetragen.
409827/0560
TAFEL 1
Temperatur
Probenahme
Behandlung
Belastung
Bruchzeit
in ■; Stunden '
95O0C
Füllung (14):
Bodennaht (13):
Bodennaht (13)!
unbehandelt unbehandelt 1 150°C/2h
1,5
1,5
1,5
1 620 h
790 h
1 348 h
0000C
Bodennaht (13)!
Bodennaht (13)"
unbehandelt 1 150°C/2h .
0,9
0,9
870 h 6 084 h
050(
Bodennaht (13)!
Bodennaht (13):
unbehandelt 1 150°C/2h
0,9
0,9
223 h 1 805 h
Die erzielten Verbesserungen werden in der folgenden Tafel II zusammengefasst, wobei ^ R die Fliessspannung bei Bruch bei der geplanten Temperatur und Versuchsdauer angibt.
TAFEL II
) Untersuchungs-
: gegenstand
_
: Grundmetall
\unbehandelte Bodennaht \
:behandelte Bodennaht :
;unbehandelte Füllung . ]
!behandelte Füllung :
: . g-R 9500C in kg/mm2
:103h
1
1
2,9 .
1,45
1,55
1,60 ;
1,80 :
: 10^h
ι
I
i 1,65
■
I .
I
: 0,78
■ 1,15
0,98 .
1,10' :
■
5
: 10^h
I
I
I
! 0,95
j 0,43 .
• 0,82
0,60 j
.0,70 :
i
I
: · % '..
!bezogen
|auf Grund-
Imetall
I
: 45
! 86 .
63 j
■ 73 :
■
! % ':
: Ver- :
jbesse.rung *
: 91 . i
16 :.
•
•
•
·-
0 9 82 7/0560
In diesem Beispiel bewirkt die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens eine sehr deutliche Verbesserung der Fliesseigenschaften der Bodennaht 13 der Schweissstelle und eine leichte Verbesserung des Verhaltens beim Fliessen der Füllnaht 14. Die erzielte Verbesserung ist umso deutlicher, je länger die Betriebsdauer währt.
Die Fig. 3 und 4 geben die Ergebnisse der vorangehenden Tafeln I und II in Kurven wieder. Aus der Fig. 4 wird ersichtlich, dass bei verwendeten, vorher nicht behandelten, Teilen die Betriebsbrüche sich nach ungefähr 25 000 Stunden einstellen, d.h. nach 3 Jahren, dass jedoch bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens die Haltbarkeit der Teile, unter gleichen Betriebsbedingungen, 100 000 Stunden weit überschreiten.
Die an den Prüfstäben ausgeführten Beständigkeitsversuche zeigen, dass nach Anwendung einer erfindungsgemässen thermischen Homogenisierungsbehandlung die Betriebsbrüche sich nicht in der Schweissstelle sondern in dem Grundmetall einstellen, da die Schweissstellen nicht mehr die schwachen Punkte der Verbindung darstellen.
BEISPIEL 2
Das Grundmetall ist eine Legierung folgender Zusammensetzung :
C 0,39 Mn 0,92 Si 0,94 Cr 23,2 Ni 34,5 Nb 0,71.
Die Röhrstärke und die Schweissbedingungen sind mit denen des ersten Beispieles identisch. Die Bruchversuche durch FIiessen werden bei 9500C durchgeführt. Die Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tafel III zusammengefasst.
409827/0660
TAFEL III
a
•
•
*Probenahme
•
•		 Belastung
-
•
:Füllung
•
\Bodennaht
:Bodennaht :
\Bodennaht
:Bodennaht		 2
2
2 :
1,5 :
1,5 !
I
\ Behandlung.		 I ■ Bruchzeit ]
unbehandelt :
unbehandelt \
1 150°C/2h :
unbehandelt \
1 1-5O°C/2h :		 8 507 h :
4 466 h !
•
8 980 h :
8 652 h · j
•
64 940 h :
•
In der Fig. 5 wird eine Stumpf ve rs chwe is sung zweier Rohre 16, 17 gezeigt, die ohne Zusatzmetall durch elektronische Bombardierung ausgeführt wurde. In diesem Fall durchläuft die Erst arrungs st irn 18 vor der Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens die gesamte Rohrdicke. Insbesondere aus diesem Grund wurde diese Schweissart bisher nicht ausgeführt, weil die Schweissungen für die in Frage kommenden hitzebeständigen Legierungen zu schwach waren.
Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens wird jedoch aus den oben genannten Gründen die Fliessfestigkeit und die thermische Schockbeständigkeit derartiger Schweissungen verbessert.
Zu dieser Schweissart ist noch-zu vermerken, dass die Elektrode der elektronischen Bombardierung nach der Schweissung zur Ausführung des erfindungsgemässen thermischen Homogenisierungsverfahrens verwendet werden kann.
Das folgende Beispiel 3 veranschaulicht die erhaltenen Ergebnisse.
409827/0560
BEISPIEL 3
Es handelt sich um Rohre von 17,5mm Stärke, die durch elektronische Bombardierung verschweisst worden sind. Die sich durch die schnelle Abkühlung einstellende Verfestigungsstirn erstreckt sich in diesem Beispiel über die gesamte Dicke der Schweissstelle, d.h. sie durchläuft die gesamte Rohrdicke.
Das Grundmetall hatte folgende chemische Zusammensetzung : C 0,42 Mn 0,89 Si 0,91 Cr 25, 1 Ni 21, 4.
Die ausgeführten Fliessversuche werden in der folgenden Tafel IV wiedergegeben.
TAFEL IV .-
i$R 9500C Mittelwert Grundmetall : SCHW E ISSUNG |
I 1 000 :
: 10 000
I 25 000		 2,5
1 j ^T
1,1		 : unbehandelt : 1 150°C/2h :
• ·
• ■
2,2 j 2,2 :
. 0,9 i 1,4 :
I o,5 : 1,1 :
Hier liegt die Verbesserung der Schweissnaht 18 in derselben Grössenordnung wie die der Bodennaht 13 in den beiden vorangehenden Beispielen.
• Das erfindungsgemässe thermische Homogenisierungsverfahren kann in jeder geeigneten Weise ausgeführt werden.
Die Behandlung kann lediglich die Schweisszone der Stücke oder eventuell das gesamte Stück betreffen.
409827/0560
Einem Beispiel zur- Ausführung der erfindungsgemässen thermischen Behandlung gemäss, gültig für ein Rohr von 25 mm Stärke und ausgehend von der Umgebungstemperatur, wird die Erhitzung des Rohres bis zur Behandlungstemperatur von 1 15O°C durch Temperaturerhöhung von 300°C je Stunde ausgeführt. Dann wird 2 Stunden lang die Temperatur bei 1 150°C gehalten. Danach folgt eine Abkühlung auf 8000C, wobei die Temperatursenkung 1000C pro Stunde beträgt. Die spätere Abkühlung erfolgt in freier Luft.
Von weiteren austenitisehen verwendbaren Legierungen werden als Beispiele die folgenden genannt :
A.S.T.M. - Stahl, HK-Grad, d.h. insbesondere mit 25% Chrom und 20% Nickel. ■
ASTM, Grad HT oder HU, d.h. mit 15% -Chrom und 35% Nickel. ASTM, Grad HX, d.h. mit 15% Chrom und 65% Nickel. MANURITE 36X mit 35% Nickel, 25% Chrom und mit Niobium,
Legierungen mit Nickel, Chrom, Kobalt und Wolfram, die im Handel unter den Namen ■
22 H, Super 22 H.Blaw-Knox und Supertherm Abex bekannt sind,
Legierungen,bekannt unter dem. Namen Incoloy 800 und 802, mit Nickel, Chrom, Aluminium, Titan.
409827/0560

Claims (9)

- 13 PATENTANSPRÜCHE
1. - Herstellungsverfahren zur Verbesserung des Verhaltens von
geschweissten Teilen aus hitzebeständigen Stählen mit Betriebstemperaturen in der Grössenordnung von 900 bis 1 0500C, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle von austenitischen, hitzebeständigen Stählen, die stark mit Chrom, Nickel und/oder Kobalt legiert sind und weniger als 60% Eisen und bis zu 0,5 % Kohlenstoff bei schwachen Konzentrationen zusätzlicher Elemente, wie Mangan und insbesondere Silizium, enthalten, diese Stähle nach der Schweissung einer thermischen Homogenisierungsbehandlung bei einer Temperatur zwischen ungefähr 1 1000C und 1 2000C während einer Zeitdauer von mehreren Minuten bis zu einigen Stunden unterzogen werden, wobei dieser Behandlung eine kontrollierte Abkühlung folgt.
2. - Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hitzebeständigen Stähle ausserdem Molybdän, Wolfram und/oder Niobium enthalten.
3. - Herstellungsverfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die hitzebeständigen Stähle wenigstens ungefähr 40% Gewichtsanteile Chrom und Nickel in Kombination enthalten.
4. - Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Kohlenstoff in der Grössenordnung von 0,4 % liegt.
5. - Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schweissen in an sich bekannter Weise das Grundmetall auf Temperaturen in der Grössenordnung von 500 bis 6000C vorerhitzt wird.
409827/0580
6. - Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,'
dadurch gekennzeichnet, dass es auf rohrförmige Teile angewendet wird,, die stumpf unter Zuhilfenahme eines Zusatzmetalles verschweisst werden, das in der Kerbe (12), zwischenden beiden Enden der Rohre über der Schweissnaht der Bodenlage, aufgetragen wird. ■
7. - Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Homogenisierungsbehandlung während einer Zeitdauer in der Grössenordnung von einer bis zu mehreren Stunden ausgeführt wird.
8. - Teile aus hitzebeständigem Stahl, mit der, in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4 beschriebenen Zusammensetzung, und insbesondere Rohre, die aus diesen Stählen geformt sind, geschweisst und nach dem in irgendeinem der vorangehenden Ansprüche beschriebenen Fertigungsverfahren behandelt worden sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine, Dauerstandsfestigkeit bei hohen Temperaturen, insbesondere zwischen 90O0C und 1 05O0C besitzen, die um mehrere Male grosser ist als die der aus den gleichen Legierungen bestehenden Teile, die keiner erfindungsgemässen thermischen Homogenisierungsbehandlung unterzogen worden sind.
9. - Teile aus hitzebeständigem Stahl nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mikroskopische Bild bei Vergrösserungen oberhalb von 10 000, d.h. in elektronischer Mikroskopie, im Bereich der Erstarrungsfront (15)eine mikroskopische Struktur zeigt, die sich grundsätzlich von der unterscheidet, die hinsichtlich der Verteilung und Ausrichtung der Karbide und deren Analyse vor der Behandlung vorhanden ist.
409827/0560
DE2305952A 1972-12-15 1973-02-07 Herstellungsverfahren zur verbesserung des verhaltens von geschweissten teilen aus hitzebestaendigen staehlen Ceased DE2305952A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7244814A FR2210666B1 (de) 1972-12-15 1972-12-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2305952A1 true DE2305952A1 (de) 1974-07-04

Family

ID=9108788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2305952A Ceased DE2305952A1 (de) 1972-12-15 1973-02-07 Herstellungsverfahren zur verbesserung des verhaltens von geschweissten teilen aus hitzebestaendigen staehlen

Country Status (9)

Country Link
US (1) US3865639A (de)
JP (1) JPS4990240A (de)
BE (1) BE794848A (de)
DE (1) DE2305952A1 (de)
ES (1) ES411334A1 (de)
FR (1) FR2210666B1 (de)
GB (1) GB1424621A (de)
IT (1) IT978915B (de)
NL (1) NL7301991A (de)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT350881B (de) * 1977-08-19 1979-06-25 Voest Ag Verfahren zur verbindung von ausmanganhart- stahlguss bestehenden herzstuecken mit aus kohlenstoffstahl bestehenden schienen
US4336083A (en) * 1980-04-24 1982-06-22 Asko, Inc. Method of producing knife for cutting hot metal
JPS58176095A (ja) * 1982-04-07 1983-10-15 Mitsubishi Metal Corp 耐溶接割れ性のすぐれた硬質肉盛溶接用Ｃｏ基合金
AT395122B (de) * 1990-07-20 1992-09-25 Voest Alpine Eisenbahnsysteme Verfahren zur verbindung von aus manganhartstahlguss bestehenden weichenteilen bzw. manganstahlschienen mit einer schiene aus kohlenstoffstahl
US5217158A (en) * 1992-07-14 1993-06-08 Brush Wellman, Inc. Process for thermodynamically treating a region joining two members
DE19621017C1 (de) * 1996-05-24 1998-01-08 Butzbacher Weichenbau Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Gleisoberbauteils sowie Gleisoberbauteil
SE514816C2 (sv) * 2000-03-02 2001-04-30 Sandvik Ab Duplext rostfritt stål
US6333484B1 (en) * 2000-03-17 2001-12-25 Chromalloy Gas Turbine Corporation Welding superalloy articles
WO2005024071A1 (en) * 2003-09-03 2005-03-17 Fluor Technologies Corporation Post weld heat treatment for chemically stabilized austenitic stainless steel
US7371988B2 (en) * 2004-10-22 2008-05-13 Electric Power Research Institute, Inc. Methods for extending the life of alloy steel welded joints by elimination and reduction of the HAZ
ITMI20131271A1 (it) * 2013-07-29 2015-01-30 D G Weld S R L Metodo per il rivestimento in materiale metallico di corpi in ghisa sferoidale e piani per stampi per macchine della pressofusione di alluminio realizzato con tale metodo
ES2627220T3 (es) 2014-05-09 2017-07-27 Gestamp Hardtech Ab Métodos para la unión de dos formatos y los formatos y los productos obtenidos
DE102016012907A1 (de) * 2016-10-26 2018-04-26 Schmidt + Clemens Gmbh + Co. Kg Tieflochbohrverfahren sowie Werkzeug für eine Tieflochbohrmaschine und Tieflochbohrmaschine
EP3664256B1 (de) * 2017-08-03 2021-09-29 LG Innotek Co., Ltd. Motor mit einem rotor
DE102022105659A1 (de) 2022-03-10 2023-09-14 Vdm Metals International Gmbh Verfahren zur Herstellung eines mit Schweißnähten versehenen Bauteils aus einer Nickel-Chrom-Aluminium-Legierung
DE102022105658A1 (de) 2022-03-10 2023-09-14 Vdm Metals International Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus dem Halbzeug einer Nickel-Chrom-Aluminium-Legierung

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2200229A (en) * 1929-01-04 1940-05-07 Nirosta Corp Welded construction
FR928763A (fr) * 1941-12-17 1947-12-08 Mond Nickel Co Ltd Perfectionnements aux articles et pièces soumis à des tensions aux températures élevées
US2544336A (en) * 1949-05-02 1951-03-06 Armco Steel Corp Weld composition

Also Published As

Publication number Publication date
JPS4990240A (de) 1974-08-28
BE794848A (fr) 1973-05-29
FR2210666B1 (de) 1975-07-04
ES411334A1 (es) 1975-12-01
GB1424621A (en) 1976-02-11
US3865639A (en) 1975-02-11
IT978915B (it) 1974-09-20
FR2210666A1 (de) 1974-07-12
NL7301991A (de) 1974-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2305952A1 (de) Herstellungsverfahren zur verbesserung des verhaltens von geschweissten teilen aus hitzebestaendigen staehlen
DE69832190T2 (de) Verfahren zur herstellung eines heizofenrohres mit einem zwischenelement
DE69924951T2 (de) Niedrig legierter Stahl für röhrenförmige Gegenstände in der Ölindustrie
DE2211229C3 (de) Verfahren zur Verbesserung der Zeitstandfestigkeit bei Temperaturen über 750 Grad C eines austenitisehen Chrom-Nickel-Stahlhalbzeuges
DE2809081C3 (de) Verwendung einer Legierung des Eisen-Nickel-Chrom-Molybdän-Systems
DE3224865A1 (de) Verfahren zur herstellung von hochbelastbaren verrohrungen fuer tiefbohrungen oder dergleichen
DE60100884T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Legierung auf Nickel-Basis mit verbesserter Hochtemperatursulfidierungs-Korrosionsbeständigkeit
DE1527877A1 (de) Verfahren zum Homogenisieren des Gefueges eines durch Stumpfschweissung hergestellten duennwandigen Rohres
AT394058B (de) Hochmolybdaenhaltige legierung auf nickelbasis
DE4240288A1 (de)
DE69629552T2 (de) Verfahren zum herstellen von stahlröhren grosser durchmesser mit einer hochfestigkeit und einer hochbeständigkeit
DE3407305C2 (de)
DE2828196A1 (de) Stahl mit hoher zugfestigkeit und geringer rissbildung sowie verfahren zu dessen herstellung
DE102020102124A1 (de) Verfahren zum verbinden von ungleichen materialien
DE2532744B2 (de) Mehrschichten-Stumpfschweißverfahren
DE3427206A1 (de) Superlegierungssysteme auf nickelbasis
DE2705344C2 (de)
DE3130179A1 (de) Ferritischer, waermebestaendiger stahl mit hervorragender zaehigkeit
DE3336221A1 (de) Fueller fuer gegen schweisshitze bestaendige legierungen auf nickelbasis
DE2018770C3 (de) Aus einem polyvarianten System gerichtet erstarrter, faserverstärkter Verbundwerkstoff aus hochwarmfesten Legierungen sowie Verfahren zu seiner Herstellung
WO1999002298A1 (de) Verfahren zum schweissen von formkörpern aus aufgekohltem, hitzebeständigem stahl
DE2146308A1 (de) Gegen Wasserstoffversprödung resistente Stahlrohre hoher Streckgrenze und Stähle zur Herstellung solcher Rohre
DE1964751B2 (de) Lichtbogen-SchweiBverfahren mit hoher Kerbschlagzähigkeit in der Nahtübergangszone und Elektrode hierfür
AT391484B (de) Hochwarmfeste, austenitische legierung und verfahren zu ihrer herstellung
EP4022105A1 (de) Austenitische stahllegierung mit verbesserter korrosionsbeständigkeit bei hochtemperaturbeanspruchung und verfahren zur herstellung eines rohrkörpers hieraus

Legal Events

Date Code Title Description
8131 Rejection