DE2423193A1

DE2423193A1 - Austenitischer rostfreier stahl

Info

Publication number: DE2423193A1
Application number: DE2423193A
Authority: DE
Inventors: William Joseph Schumacher; Harry Tanczyn
Original assignee: Armco Inc
Current assignee: Armco Advanced Materials Corp (ndgesdstaates
Priority date: 1973-05-14
Filing date: 1974-05-14
Publication date: 1974-12-05
Also published as: US3912503A; ZA743060B; FR2229776A1; JPS5030727A; BR7403886D0; DE2423193C2; IT1015984B; CA1095746A; SE411558B; JPS5632387B2; FR2229776B1; ES426307A1; GB1459255A; YU131674A

Description

AEMCO STEEL CORPORATION
703 Curtis Street
Middleto'vm. Ohio /V.St.A-.

Unser Zeichen: A 1700

Äustenitischer rostfreier Stahl

Die Erfindung betrifft einen neuen austenitischen rostfreien Stahl mit einer ausgezeichneten Beständigkeit gegen Verschleiß durch Festfressen (Verschweißung) in der üblichen geschmiedeten Form, einer guten Verschleißfestigkeit, einer guten Korrosionsbeständigkeit in einer chloridhaltigen Umgebung, einer ausgezeichneten Hochtemperaturoxydationsbeständigkeit und einer hohen Kalthärtungsrate (-geschwindigkeit); sie betrifft insbesondere eine neue Stahllegierung, die mittels einer üblichen Einrichtung leicht zu Platten, Blechen, Streifen, Stäben, Stangen und dgl. verarbeitet werden kann und über einen breiten Temperaturbereich eine im wesentlichen austenitische Struktur beibehält.

Der erfindungsgemäße Stahl eignet sich insbesondere für solche Anwendungszwecke, bei denen ein Metall-Metall-Bewegungskontakt in Kombination mit einem korrosiven Angriff auftritt. Der erfindungsgemäße Stahl eignet sich, jedoch nicht ausschließlich, insbesondere für die Herstellung von Rollenketten, Gelenkglie-

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von Förderbändern, Ventilen, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, gewebten Metallbändern für Durchiauf-Wärmebehandlungsöfen, Befestigungselementen, Bolzen (Stiften) und Laufbüchsen.

Obgleich der Verschleiß durch Festfressen (Verschweißen) und der normale Verschleiß (Abrieb) unter ähnlichen Bedingungen auftreten können unterscheiden sich diese beiden Verschleißarten voneinander. Der Verschleiß durch Festfressen (Verschweißen) kann als Entwicklung eines Zustandes auf einer reibenden Oberfläche des einen oder beider Kontaktmetallteile definiert werden, bei dem eine übermäßige Reibung zwischen sehr kleinen hohen Stellen auf den Oberflächen zu einer lokalen Verschweißung der Metalle an diesen Stellen führt. Bei einer weiteren Oberflächenbewegung führt dies zur Bildung von noch mehr Schweißverbindungen, die ggf. in eine der Grundmetalloberflächen abgesondert werden. Dies führt zu einer Anreicherung von Metall auf einer Oberfläche, in der Regel am Ende einer tiefen Oberflächenrille. Der Verschleiß durch Festfressen bzw. Verschweißen tritt somit in erster Linie bei einem Metall-Metall-Bewegungskontakt auf und führt zu einem plötzlichen katastrophalen Versagen durch Festfressen bzw. Verschweißen der Metallteile.

Andererseits ist der normale Verschleiß synonym mit Abrieb und" er kann bei einem Metall-Metall-Kontakt oder bei einem Metall-Nichtmetall-Kontakt auftreten, wie z.B. der Abrieb an einer Stahl-Bergwerksanlage durch Steine und ähnliche Mineralablagerungen. Dieser Verschleiß ist charakterisiert durch einen verhältnismäßiggleichmäßigen Metallverlust auf der Oberfläche im

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"³ " 2Λ23193

Gegensatz zu der lokalen Rillenbildung als Folge der Metallanreicherung, der auftritt als Folge des Reibens einer viel härteren Metalloberfläche an einer weicheren Metalloberfläche. Der Unterschied zwischen dem Verschleiß durch Festfressen und dem normalen Verschleiß kann am besten durch die Tatsache illustriert werden, daß der Verschleiß durch Festfressen (galling) dadurch eliminiert werden kann, daß man eine sehr harte Metalloberfläche mit einer viel weicheren Metalloberfläche paart oder kuppelt, während der normale Verschleiß (wear) oder Abrieb beim Metall-Metall-Kontakt durch Paaren bzw. Kuppeln einer sehr harten Oberfläche mit einer viel weicheren Oberfläche erhöht würde.

In einem Artikel von Harry Tanczyn, "Stainless Steel Galling Characteristics Checked" in "STEEL", 20. April 1954, wird darauf hingewiesen, daß Abschnitte aus rostfreiem Stahl mit einer verhältnismäßig hohen Härte oder mit einer beträchtlichen Härtedifferenz eine bessere Beständigkeit gegen Verschleiß durch Festfressen aufweisen als eine Kombination aus zwei weichen Teilen. Dies kann theoretisch dadurch erklärt werden, daß die gehärteten Abschnitte sich in der Nähe der Kontaktpunkte unter der Belastung elastisch verformen, während die weicheren Teile für eine beträchtliche Strecke unterhalb der Kontaktpunkte plastisch nachgeben. Während der Bewegung erholen sich die gehärteten Oberflächen offenbar elastisch mit abnehmendem Druck und diese Bewegung bewirkt eine Trennung einer Metallverschweißung. In diesem Artikel ist auch angegeben, daß eine gute Beständigkeit gegen Verschleiß durch Verschweißen auf die Kombination eines geeigneten Oxydoberflächenfilmes mit einer harten Unterlage zurückzuführen sein kann. Es wurde festgestellt, daß Oxydfilme die Verschleißeigenschaften von Metallen durch Fest-

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fressen (Verschweißung) beeinflussen; so erhöht beispielsweise ein Film aus Fe,O, die Beständigkeit von Flußstahl gegen Verschleiß durch Festfressen, während ein Film aus FeJD^ die Beständigkeit gegen Verschleiß durch Festfressen nicht fördert.

Unter den zahlreichen bekannten Stählen, die derzeit zur Verfügung stehen, eignet sich der austenitische Stahl vom AISI-Typ 304 für die verschiedensten Verwendungszwecke, bei denen eine Verschweißung und ein Zusammenbau auftritt, die Beständigkeit dieses Stahls gegen Verschleiß durch Festfressen und gegen normalen Verschleiß ist jedoch gering und der Stahl versagt, wenn er solchen Bedingungen ausgesetzt wird. Ein unter dem eingetragenen Warenzeichen ARMCO 17-4 PH vertriebener ausscheidungsgehärteter rostfreier Stahl (etwa 16,5 % Chrom, etwa 4,0 % Nickel, etwa 4,0 % Kupfer, etwa 1,0 % Mangan, etwa 1,0 % Silicium, bis zu 0,07 % Kohlenstoff, 0,35 % Niob und Rest Eisen) weist zwar eine hohe Festigkeit und Härte im gehärteten Zustand auf, er besitzt jedoch nur eine mäßige Beständigkeit gegen Verschleiß durch Festfressen und gegen normalen Verschleiß (Abrieb).

In der US-Patentschrift 3 663 215 ist ein Stahl mit einer verbesserten Verschleißfestigkeit beschrieben, der gleichzeitig schweißbar, bearbeitbar und/oder verarbeitbar (zerspanbar) und durch Wärmebehandlung ausscheidungshärtbar ist unter Erzielung einer großen Härte. Es wurde festgestellt, daß dieser Stahl eine gute Beständigkeit gegen Verschleiß durch Festfressen (Verschweißung) besitzt. Er enthält jedoch große Mengen an teuren Legierungselementen und ist mit den üblichen Stahlwerkeinrichtungen nur schwer zu bearbeiten. Die breiten Zusammensetzungsbereiche betragen etwa 10 bis etwa 22 % Chrom, etwa

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14 bis etwa 25 % Nickel, etwa 5 bis etwa 12 % Silicium, eines oder mehrere der Elemente: bis zu etwa 10 % Molybdän, bis zu etwa 8 % Wolfram, bis zu etwa 5 % Vanadin, bis zu etwa 5 % Niob und bis zu etwa 5 % Titan, wobei die Summe dieser zusätzlichen Elemente irisgesamt etwa 3 bis etwa 12 % beträgt. Kohlenstoff ist in einer Menge von bis zu etwa 0,15 % und Stickstoff in einer Menge bis zu etwa 0,05 % vorhanden. Es ist angegeben, daß in dieser Legierung das Silicium Silicide von Molybdän, Wolfram und dgl. in fein dispergierter Form in der Matrix des ausscheidungsgehärteten Stahls bildet. Diese Silicide weisen eine extreme Härte auf, wodurch eine gute Verschleißfestigkeit erzielt, wird.

Ein bekannter Stahl, der derzeit die beste Beständigkeit gegen normalen Verschleiß und Verschleiß durch Festfressen aufweist, ist der reine (gewöhnliche) Chromstahl vom AISI-Typ 440C, der etwa 16 bis 18 % Chrom, höchstens etwa 1 % Mangan, höchstens etwa 1 % Silicium, höchstens etwa 0,75 % Molybdän, etwa 0,95 bis 1,20 % Kohlenstoff und als'Rest Eisen enthält. Dieser Stahl ist durch Wärmebehandlung härtbar, weist jedoch eine schlechte Korrosionsbeständigkeit und eine schlechte Verformbarkeit auf. Es ist schwierig, ihn zu Platten, Streifen, Blechen, Stäben oder Stangen auszuwalzen,und wenn er in Form von Platten, Blechen, Streifen, Stäben "oder Stangen vorliegt, ist es nicht leicht, daraus Gebrauchsgegenstände herzustellen.

In der britischen Patentschrift 1 301 339 (sowie in der entsprechenden belgischen Patentschrift 757 633 und in der entsprechenden französischen Patentschrift 70 38 204) ist ein austenitischer rostfreier Stahl mit einer ausgezeichneten

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Spannungskorrosionsrißbildungsbeständigkeit, einer guten Verschweißbarkeit, einer guten kryogenen Festigkeit und Zähigkeit und einer hohen Festigkeit bei Raumtemperatur als Folge einer hohen Kalthärtungsrate beschrieben. Es hat sich gezeigt, daß diese Legierung jedoch nur eine mäßige Beständigkeit gegen Verschleiß durch Festfressen und gegen normalen Verschleiß aufweist. Ihr breiter Zusammensetzungsbereich beträgt etwa 15,5 bis etwa 20 % Chrom, etwa 11 bis etwa 14 % Mangan, etwa 1,1 bis etwa 3,75 % Nickel, etwa 0,01 bis etwa 0,12 % Kohlenstoff, etwa 0,20 bis etwa 0,38 % Stickstoff, bis zu etwa 1 % Silicium, bis zu etwa 0,06 % Phosphor, bis zu etwa 0,04 % Schwefel und als Rest im wesentlichen Eisen.

Auf dem Hintergrund des vorstehend erläuterten Standes der Technik wird klar, daß derzeit keine Legierung mit einer ausgezeichneten Beständigkeit gegen Verschleiß durch Festfressen in der geschmiedeten (gehämmerten) Form, einer guten Normalverschleißbeständigkeit (Abriebsbeständigkeit), einer guten Korrosionsbeständigkeit in chloridhaltiger Umgebung und einer guten Hochtemperaturoxydationsbeständigkeit zur Verfügung steht, die leicht zu Platten, Blechen, Streifen, Stäben, Stangen oder ähnlichen geschmiedeten Produkten verarbeitet werden kann.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen austenitischen rostfreien Stahl mit der oben angegebenen Kombination von Eigenschaften anzugeben, der gleichzeitig eine verhältnismäßig geringe Menge an den teuren Legierungselementen enthält.

Gegenstand der Erfindung ist ein neuer austenitischer rostfreier Stahl mit einer ausgezeichneten Beständigkeit gegen Verschleiß

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durch Festfressen (Verschweißung), der dadurch gekennzeichnet ist, daß er aus 10 bis 25 Gew.-% Chrom, 3 bis 15 Gew.-% Nickel, 6 bis 16 Gew.-% Mangan, 2 bis 7 Gew.-% Silicium, 0,001 bis 0,25 Gew.-% Kohlenstoff, 0,001 bis 0,4 Gew.-% Stickstoff, 0 bis 4 Gew.-% Molybdän, 0 bis 4 Gew.-% Kupfer, höchstens etwa 0,09 Gew.-% Phosphor, höchstens etwa 0,25 Gew.-% Schwefel, höchstens etwa 0,50 Gew.-% Selen und zum Rest aus Eisen besteht mit zufälligen Verunreinigungen, wobei der Nickelgehalt direkt proportional zu dem Siliciumgehalt variiert.

Die Elemente Chrom, Nickel, Mangan, Silicium und Stickstoff und die Abstimmung zwischen ihnen sind in jedem Sinne kritisch. Das Weglassen eines dieser Elemente oder ein Über- oder Unterschreiten der oben angegebenen Bereiche dieser kritischen Elemente führt dazu, daß eine oder mehrere der gewünschten Eigenschaften verlorengehen. Aus den nachfolgend angegebenen Gründen wird das Nickel direkt proportional zu dem Siliciumgehalt variiert.

Der Siliciumgehalt des erfindungsgemäßen Stahls ist besonders kritisch. Ohne an diese Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß das Silicium innerhalb des Bereiches von 2 bis 7, insbesondere innerhalb des Bereiches von 3 bis 5 Gew.-% eine Doppe!funktion ausübt. Erstens scheint es die Zusammensetzung des Oberflächenoxydfilmes des Stahls zu modifizieren und diesen beständiger und fester haftend zu machen. Zweitens übt das Silicium einen beträchtlichen Einfluß auf die Kalthärtungsrate des Stahls aus. Eine Erhöhung des Siliciumgehaltes innerhalb der oben angegebenen Grenzen führt zu einer Erhöhung der Kalthärtungsrate (Kaltverfestigungsgeschwindigkeit).

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Im Gegensatz zu dem in der oben erwähnten US-Patentschrift 3 663 215 beschriebenen Stahl bildet das Silicium kein SiIicid von Molybdän, Wolfram, Vanadin, Niob und/oder Titan, auf welches die Verschleißfestigkeit des in dieser Patentschrift beschriebenen Stahls zurückgeführt wird. Statt dessen wird angenommen, daß das in dem Oberflächenoxydfilm des erfindungsgemäßen Stahls enthaltene Silicium als substitutionelles Atom in dem Oxydgitter dispergiert ist, wodurch ein Oxydfilm mit einer niedrigen Scherfestigkeit erhalten wird, der fest an der Oberfläche haftet. Darüber hinaus bildet sich nach der Entfernung des Oberflächenoxydfilmes, beispielsweise durch Abrieb, schnell bei gewöhnlichen Temperaturen ein anderer Oxydfilm, so daß die Oberfläche tatsächlich "selbst-heilend" ist.

Bevorzugte und besonders bevorzugte Zusairanensetzungsbereiche des erfindungsgemäßen Stahls sind die nachfolgend angegebenen Bereiche:

bevorzugter Bereich besonders bevorzugter

Bereich

Chrom	12 -	19 Gew.-%
Nickel	4 -	12 Gew.-%
Mangan	7 -	13 Gew.-%
Silicium	3 -	5 Gew.-%
Kohlenstoff	0,01 -	0,12 Gew.-%
Stickstoff	0,03 -	0,3 Gew.-%
Phosphor	max.	0,09 Gew.-%
Schwefel	max.	0,05 Gew.-%

15 - 17 Gew.-%
6-10 Gew.-7o
7,5 - 8,5 Gew.-7o
3,7 - 4,2 Gew.-%
0,05 - 0,10 Gew.-% 0,10 - 0,20 Gew.-% max. 0,07 Gew.-% max. 0,03 Gew.-%

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Molybdän max. 0,75 Gew.-% max. 0,5 Gew.-%

Kupfer max. 0,75 Gew.-% max. 0,5 Gew.-%

Eisen Rest Rest

Wenn eine gute Bearbeitbarkeit (Spanbearbeitbarkeit) erwünscht ist, können die oben angegebenen Zusammensetzungen modifiziert werden durch Zugabe von Schwefel in Mengen von etwa 0,15 bis etwa 0,25 Gew.-% und/oder von Selen in Mengen von etwa 0,25 bis etwa 0,50 Gew.-%.

Zur Erzielung einer guten Korrosionsbeständigkeit sind mindestens 10 % Chrom erforderlich. Mehr als 25 % Chrom führen zu extremen Schwierigkeiten bei der Verarbeitung und stören das austenitische Gleichgewicht der Legierung. Für viele Anwendungszwecke sollte ein Maximum von 19 % oder sogar von 17 % Chrom eingehalten werden, um eine im wesentliche!vollständige austenitische Struktur zu gewährleisten.

Nickel ist .. ein Austenitbildner und zur Gewährleistung einer austenitischen Struktur sind mindestens 3 % Nickel erforderlich. Für diesen Zweck werden vorzugsweise 4 %, insbesondere 6 % Nickel zugegeben. Da Silicium ein Ferritbildner ist, wird Nickel direkt proportional zu dem Siliciumgehalt zugegeben, d.h. wenn der Siliciumgehalt niedrig ist, ist auch der Nickelgehalt niedrig. Es muß ein Maximalwert von 15 Gew.-%, oder noch besser, von 13 Gew.-% Nickel eingehalten werden, da die Warmbearbeitbarkeit des Stahls nachteilig beeinflußt wird, wenn Nickel in Mengen von mehr als etwa 13 X vorhanden ist, mit Sicherheit dann, wenn es in Mengen von mehr als 15 % vorhanden ist. Es ist natürlich auch klar, daß durch

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große Mengen Nickel die Kosten für die Legierung stark erhöht werden. Vorzugsweise wird für einen bevorzugten maximalen Siliciumgehalt von 5 % ein maximaler Nickelgehalt von 12 % eingehalten, während für den besonders bevorzugten maximalen Siliciumgehalt von 4,2 % ein Maximalgehalt von 10 % Nickel eingehalten wird.

Wie oben angegeben, ist Silicium wesentlich in einer Menge von mindestens 2 % wegen seines Effektes, die Oberflächenoxydschicht beständiger und fester haftend zu machen. Darüber hinaus wurde gefunden, daß durch eine Erhöhung des Siliciumgehaltes die KaIthärtungsrate des erfindungsgemäßeh Stahls zunimmt. Dieser Effekt wird jedoch dadurch etwas abgeschwächt, daß der Nickelgehalt direkt proportional zu dem erhöhten Siliciumgehalt erhöht werden muß (zum Ausgleich des Ferritbildungspotentials des Siliciims) und daß durch die Erhöhung des Nickelgehaltes die Kalthärtungsrate des Stahls etwas verringert wird. Der Gesamteffekt ist jedoch eine Erhöhung der Kalthärtungsrate, wenn der Siliciumgehalt erhöht wird. Aus diesen Gründen ist ein Siliciumgehalt von mindestens 3 % bevorzugt, während der besonders bevorzugte Minimalgehalt 3,7 % Silicium beträgt. Da jedoch Silicium ein Ferritbildner ist, können jedoch bei den hier betrachteten Nickelgehalten nicht mehr als 7 % Silicium toleriert werden, um eine im wesentlicheaustenitische Struktur zu gewährleisten. Darüber hinaus wird durch einen Siliciumgehalt von mehr als 7 % die Warmverarbeitbarkeit nachteilig beeinflußt und zur Erzielung der besten Kaltverformbarkeit sollte der Siliciumgehalt den Wert von 5 % nicht übersteigen. Zur Erzielung optimaler Eigenschaften sollte der maximale Siliciumgehalt etwa 4 % betragen.

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Obgleich Mangan ein schwacher Austenitbildner ist, ist es in erster Linie deshalb vorhanden, weil es die Austenitstruktur

fester des Stahls stabilisiert und den Stickstoff in /Lösung hält. Für diese Zwecke ist ein Mangangehalt von mindestens etwa 6 % wesentlich. Mehr als etwa 16 % Mangan wurden das Gleichgewicht der Zusammensetzung aufheben und die generelle Korrosionsbeständigkeit des Stahls verringern. Innerhalb der oben angegebenen Bereiche für Chrom, Nickel und Silicium wird vorzugsweise ein Maximalgehalt von 13 %, besonders bevorzugt ein Maximalgehalt von 8,5 % Mangan eingehalten.

In dem erfindungsgemäßen Stahl ist auch Stickstoff vorhanden, wobei die Minimalmenge etwa 0,01 % beträgt, und eine zweckmäßige Zugabe erfolgt vorzugsweise deshalb, weil er ein Austenitbildner ist und den Stahl verfestigt und kalt-härtet. Zu niedrige Stickstoffgehalte haben keinen feststellbaren Nutzeffekt, während ein Maximalgehalt von 0,4 % Stickstoff eingehalten werden muß, um ein Überschreiten der Löslichkeitsgrcnzen des Stickstoffs in dem Stahl zu vermeiden. Optimale Vorteile werden erzielt, wenn der Stickstoff innerhalb des Bereiches von 0,03 bis.0,3, oder vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 0,10 bis 0,20 % vorhanden ist.

Molybdän und/oder Kupfer können jeweils in einer Menge von bis zu höchstens 4 % vorhanden sein zur Verbesserung der Hochtemperatureigenschaften und der Korrosionsbeständigkeit. Wenn solche verbesserten Eigenschaften nicht erforderlich sind, wird ein bevorzugtes Maximum von 0,75 %, vorzugsweise ein Maxi·

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mum von 0,5 % für jedes Element eingehalten.

Kohlenstoff ist natürlich als Verunreinigung vorhanden und sein Gehalt beträgt normalerweise mindestens etwa 0,001 %. Der Kohlenstoffgehalt sollte auf einen Maximalwert von etwa 0,25 %, vorzugsweise von etwa 0,12 %, besonders bevorzugt von etwa 0,10 % beschränkt werden, da ein übermäßiger Kohlenstoffgehalt die Korrosionsbeständigkeit und die Verschweißbarkeit nachteilig beeinflußt.

Der Phosphorgehalt wird aus Gründen.der Verschweißbarkeit und der Warmverarbeitbarkeit auf einem Maximum von 0,09 % gehalten. Zur Erzielung einer guten Verarbeitbarkeit (Spanbearbeitbarkeit) kann Schwefel in einer Menge von bis zu höchstens 0,25 % (und/oder Selen in einer Menge bis zu höchstens 0,50 %) vorhanden sein.

Obgleich der erfindungsgemäße Stahl eine gute Normalverschleißfestigkeit aufweist, ist seine außergewöhnliche und Haupteigenschaft in seiner Beständigkeit gegen Verschleiß durch Festfressen (Verschweißung) zu sehen.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Beispiel 1

Es wurde eine beispielhafte Charge hergestellt, die im wesentlichen bestand aus 16 % Chrom, 7,4 % Nickel, 8 % Mangan, 4 %

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Silicium, 0,09 % Kohlenstoff, 0,14 % Stickstoff, 0,010 % Phosphor, 0,014 % Schwefel, 0,02 % Molybdän, 0,04 % Kupfer und zum Rest aus Eisen. Die Charge wurde in einem Induktionsofen geschmolzen, zu einem Block vergossen, auf einem konventionellen Walzwerk bis auf eine mittlere Stärke warm ausgewalzt und auf die Endstärke von 2,54 cm (1 inch) warm ausgewalzt, 1/2 Stunde lang bei 1010°C (185O°F) geglüht und mit Wasser abgeschreckt.

Das geglühte Blockausgangsmaterial des Beispiels 1 wurde Tests zur Bestimmung der Beständigkeit gegen Verschleiß durch Festfressen und gegen normalen Verschleiß unterworfen. Die Ergebnisse zur Bestimmung der Beständigkeit gegen Verschleiß durch Festfressen (galling resistance) sind in der folgenden Tabelle I zusammengefaßt. Zum Vergleich wurde eine Anzahl von bekannten Legierungen unter den gleichen Bedingungen getestet und die dabei erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in der folgenden Tabelle I angegeben.

Beispiel 2

Eine andere beispielhafte Legierung der Erfindung enthielt 16 % Chrom, 4,0 % Nickel, 13 % Mangan, 4,0 % Silicium, 0,05 % Kohlenstoff, 0,010 % Phosphor,· 0,010 % Schwefel, 0,10 % Molybdän, O,io% Kupfer und als Rest Eisen.

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Tabelle I

Festfressverschleiß-Eigenschaften

Tests_ohne_Verwendung_eines_ SchmiemitteIs

Paar und Brinell-Härte Festfressverschleiß·

Belastung

10³kg/cm² (ksi)

Beispiel 1 (20O)* v.(gegen) Beispiel 1 (216)* 4,43 (63**)

Beispiel 1 (216)* v. AISI 304 (140) 3,80 (54)

Beispiel 1 (200)* v. AISI 430 (190) 2,53 (36)

Beispiel 1 (200)* v. AISI 440C (555) 4,50 (64**)

Beispiel 1 (200)* v. AISI 4337 (283) 4,50 (64**)

AISI 304 (140) v. AISI 304 (140) 0,21 ( 3)

AISI 316 (152) v. AISI 316 (152) 0,28 ( 4)

AISI 410 (375) v. AISI 410 (375) 1,41 (20)

AISI 440C (555) v. AISI 440C (555) 2,53 (36)

AISI 430 (156) v. AISI 430 (156) 0,28 ( 4)

britische Patentschrift (235) v. britische Patentschrift 1 301 339 (235) 1,55 (22)

britische Patentschrift 1 301 399 (235)

v. AISI 304 (140) 0,42 ( 6)

AISI 4337 (509) v. AISI 4337 (509) 0,21 ( 3)

erfindungsgeraäßer Stahl

** kein Festfress-Verschleiß.überstieg die Grenzwerte der Testvorrichtung

Das zur Erzielung der in der vorstehenden Tabelle I angegebenen Daten angewendete Testverfahren bestand darin, daß ein polier-

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- is - . 2A23193

ter zylindrischer Abschnitt oder Knopf einmal unter Druck gegen eine polierte Blockoberfläche in einer üblichen Brinell-Härte testvorrichtung gedreht wurde. Eine Knopfprobe wurde hergestellt durch Bohren einer lochförmigen Vertiefung zur Aufnahme des am meisten exponierten Brinellhärteballs, die Probe wurde dann in Bakelit befestigt und in einer Buehler-Automet-Einheit bis auf ein 600 Grit-Finsih poliert zur Erzielung einer verhältnismäßig ebenen Testoberfläche mit schwach abgerundeten Kanten. Der Knopf wurde dann aus dem Bakelit herausgebrochen und die Kanten wurden von Hand entgratet. Eine Blockprobe wurde auf zwei Seiten parallel geschliffen und von Hand bis auf ein 3/0 Schmirgel-Grit-Finish entsprechend einem 600 Grit-Finish poliert. Sowohl die Knopfprobe als auch die Blockprobe wurden durch Benetzen mit Aceton entfettet und die Härtekugel wurde unmittelbar vor dem Test geschmiert. Der Knopf wurde von Hand langsam bei einer vorher festgelegten Belastung einmal gedreht und bei 10-facher Vergrößerung auf den Festfress-Verschleiß hin untersucht. Wenn kein Festfress-Verschleiß zu beobachten war (d.h. wenn eine Metallanreicherung, in der Regel am Ende einer Rille, fehlte, wurde ein neues Knopf-Blockflächen-Paar bei zunehmend höheren Belastungen getestet, bis der erste Festfress-Verschleiß beobachtet wurde. Eine Bestätigung wurde erhalten durch Testen eines weiteren Paars oder einer weiteren Kombination bei einer höheren Belastung. Da geringe Belastungen wegen der abgerundeten Knopfkanten nicht zu einem Vollflächenkontakt führten, wurde die tatsächliche Kontaktfläche für die Umwandlung in die Festfress-Verschleiß-Beanspruchung bei 10-facher Vergrößerung gemessen.

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In der vorstehenden Tabelle I handelt es sich in jedem Paar bei der zuerst genannten Legierung um die Knopfprobe und bei der zweiten Legierung um die Blockprobe. Der Doppelstern neben der Festfress-Verschleißbeanspruchung zeigt an, daß der Test an diesem Punkte abgebrochen wurde, weil die Grenzwerte der Testeinrichtung überschritten wurden.

Die Daten der vorstehenden Tabelle I zeigen, daß bei dem erfindungsgemäßen Stahl bei der Drehung desselben gegen sich

3 2 selbst bei Belastungen von bis zu 4,43 χ 10 kg/cm (63 ksi) kein Festfress-Verschleiß auftrat, selbst wenn die Brinell-Härte nur etwa 200 betrug. Im Gegensatz dazu trat beim Reiben der Stähle vom AISI-Typ 410 und vom AISI-Typ 437 aufeinander mit Brine11-Härtewerten von 375 bzw. 509 bei Belastungen von nur 1,41 χ 10 kg/cm² (20 ksi) bzw. 0,21 χ 10 kg/cm (3 ksi) ein Festfress-Verschleiß auf. Die beste bekannte, derzeit verfügbare Legierung, d.h. der Stahl vom AISI-Typ 440C, ergab beim Reiben gegen sich selbst bei einer Be-

3 2

lastung von 2,53 χ 10 kg/cm (36 ksi) einen Festfress-Verschleiß trotz der extremharten Brinell-Härte von 555. Der in der britischen Patentschrift 1 301 339 beschriebene Stahl (die Analyse der Testprobe betrug: 18,0 % Chrom, 1,60 % Nickel, 12,0 % Mangan, 0,10 % Kohlenstoff, 0,34 % Stickstoff und Rest Eisen) ergab beim Drehen gegen sich selbst bei einer Be-

3 2

lastung von nur 1,55 χ 10 kg/cm (22 ksi) einen Festfress-Verschleiß, obgleich die Brinell-Härte (235) etwa die gleiche war wie diejenige des erfindungsgemäßen Stahls.

Dies zeigt die außerordentliche Überlegenheit des erfindungsgemäßen Stahls in bezug auf die Festfress-Verschleißfestigkeit

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beim Drehen auf sich selbst.

Ein anderes hochbedeutsames Merkmal der Daten der vorstehenden Tabelle I ist die Tatsache, daß konventionelle Legierungen wie z.B. solche vom AISI-Typ 304, 430, 440C und 4337, viel höhere Festfress-Verschleißbeanspruchungen aushalten können, wenn sie mit dem erfindungsgemäßen Stähl anstatt mit sich selbst gepaart sind (gegeneinander reiben). Unter den oben erwähnten Standardlegierungen zeigten nur die Typen 430 und 304 einen tatsächlichen Festfress-Verschleiß, wenn sie mit dem erfindungsgemäßen Stahl gepaart oder gekuppelt wurden und selbst in diesem Falle trat der Festfress-Verschleiß

3 2 bei einer Belastung von 2,53 χ 10 kg/cm (36 ksi) bzw. 3,80 χ 10 kg/cm (54 ksi) auf im Vergleich zu einer Be-

3 2

lastung von 0,28 χ 10 kg/cm (4 ksi), wenn der Typ 430

3 2

gegen sich selbst gedreht wurde, und von 0,21 χ 10 kg/cm (3 ksi), wenn der Typ 304 gegen sich selbst gedreht wurde. Es ist ferner wichtig darauf hinzuweisen, daß der in der britischen Patentschrift 1 301 339 beschriebene Stahl zur Verhinderung des Festfress-Verschleißes des Stahls vom AISI-Typ 304 bei einer ;
unwirksam war.

3 2 304 bei einer Belastung oberhalb 0,42 χ 10 kg/cm (6 ksi)

In bezug auf die angegebene Härte der Stahloberflächen ist zu berücksichtigen, daß die Härte bestimmt wurde, bevor die Proben einer Drehung (Rotation) unter Belastung unterworfen wurden. Da der erfindungsgemäße Stahl eine hohe Kaltaushärtungs· rate (Kaltaushärtungsgeschwindigkeit) aufweist, trat als Folge der angelegten Belastung (Spannung) eine Härtung auf, so daß die Endhärte nach einer Umdrehung als wesentlich höher als den

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angegebenen Werten einsprechend angesehen werden muß, soweit es den erfindungsgemäßen Stahl betrifft. Es ist natürlich klar, daß der gleiche Effekt erzielt wird, wenn ein Gebrauchsgegenstand einer Spannung oder Belastung unterworfen wird, d.h. der Gegenstand würde kalt—aushärten, wenn er in einer Metall-Metall-Kontaktsituation in Betrieb gesetzt wird.

Wie bereits oben angegeben, ist ferner zu berücksichtigen, daß sich ein Silicium enthaltender Oxydoberflächenfilm schnell wieder bildet, nachdem die Probe für den Test poliert worden ist· Dementsprechend wirken der Oberflächenfilm und die schnelle kalte Aushärtung zusammen unter Erzielung der außergewöhnlich guten Beständigkeit des erfindungsgemäßen Stahls gegen Verschleiß durch Festfressen.

In der folgenden Tabelle II sind die Ergebnisse von Abriebstests (normalen Verschleißtests) und Härtetests angegeben. Auch in diesem Falle wurden zu Vergleichszwecken eine Reihe von bekannten Legierungen unter den gleichen Bedingungen getestet. In der folgenden Tabelle II wurde der Verschleißindex von 1,00 für" den AlSI-Stahl vom Typ 316 als Vergleichsbasis genommen. Höhere Werte als 1,00 weisen eine schlechtere Verschleißfestigkeit als der Typ 316 auf und Werte unterhalb 1,00 weisen eine bessere Verschleißfestigkeit als der Typ 316 auf.

In der folgenden Tabelle II wurde die Metall-Metall-Abriebsverschleißbeständigkeit auf der LFW-1-Verschleißtestvorrichtung unter den folgenden Bedingungen bestimmt:

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Rockwell C-Härte 64 carburierter Ring, Wasser-Schmiermittel, 13,6 kg (30 pounds)-Belastung, 1000 m (3300 feet), 300 UpM.

Tabelle II

Abriebsversch]	Probe	Leißeigenschaften	Verschleiß index
Beispiel 1	Rockwel1-Härte	0,30
AISI 440C	Rb 96	0,003
britische Patentschrift 1 301 339**	Rc 59	0,30
Armco 17-4PH	Rb 92	0,51
AISI 316	Rc 42	1,00
AISI 304	Rb 78	1,00
Armco 17-4PH	Rb 78	1,09
AISI 416	Rc 32	3,69
Rc 38

* erfindungsgemäßer Stahl

gleiche Analyse wie die Proben in der Tabelle I

Aus der vorstehenden Tabelle II geht hervor, daß der erfindungsgemäße Stahl eine außergewöhnlich gute Verschleißfestigkeit aufweist, die derjenigen der Stähle vom AISI-Typ 416, 304, 316 und Armco 17-4PH überlegen ist, während die Verschleißfestigkeit des in der britischen Patentschrift 1 301 339 beschriebenen Stahls die gleiche ist wie diejenige des erfindungsgemäßen Stahls. Obgleich der Stahl vom AISI-Typ 440C eine bessere

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Verschleißfestigkeit aufweist als der erfindungsgemäße Stahl, hat diese bekannte Legierung den Nachteil, daß sie nur schwer zu einer Platte, einem Streifen, einem Blech, einem Stab oder einer Stange, d.h. zu einer üblichen geschmiedeten Form, ausgewalzt werden kann und er weist eine verhältnismäßig schlechte Korrosionsbeständigkeit auf.

Alle in den Tabellen I und II angegebenen Tests wurden bei Umgebungstemperatur durchgeführt. Der erfindungsgemäße Stahl behält jedoch seine stark überlegene Festfress-Verschleißfestigkeit bei viel höheren Temperaturen bei. So wurden beispielsweise Tests mit einem Kreiskolbenmotor (einem cyclischen Verbrennungsmotor) bei Temperaturen bis zu 760 C (1400 F) von einem Automobilhersteller durchgeführt und dabei wurde beobachtet, daß sämtliche rostfreien Standard-Stähle innerhalb von weniger als 6 Stunden durch Festfressen und Verschweissungs"Verschleiß katastrophal versagten. Im Gegensatz dazu wies der erfindungsgemäße Stahl während der gesamten Testdauer von 200 Stunden keinen Festfress-Verschleiß auf.

Die Korrosionsbeständigkeit des erfindungsgemäßen Stahls wurde mit derjenigen des AISI-Typs 304 verglichen, der allgemein als ein solcher angesehen wird, der für die meisten Anwendungszwecke eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit aufweist. Diese Vergleiche sind in der folgenden Tabelle III angegeben.

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Tabelle III

65 %ige siedende HNO₃ IPM

1 % HCl bei 35°C IPY

2 % H₂SO₄ bei 8O⁰C IPY

10 % Fe Cl₃ bei RT gm/6,45cm² (Räumt emp.;( Loch- ( inch*) fraßtest)

Beispiel 1*

0,006 0,038 1,40
0,050

AISI-Typ 304

0,0010 0,240 0,480 0,310

erfindungsgemäßer Stahl

Aus den vorstehenden Daten geht hervor, daß der erfindungsgemäße Stahl eine Korrosionsbeständigkeit aufweist, die mit derjenigen des Stahls vom Typ 304 in siedender 65 %iger Salpetersäure vergleichbar ist. In 2 %iger Schwefelsäure weist der erfindungsgemäße Stahl nur eine geringfügig schlechtere Korrosionsbeständigkeit als der Stahl vom Typ 304 auf. In chloridhaltiger Umgebung, insbesondere in einer solchen, die einen Lochfraß verursacht, weist der erfindungsgemäße Stahl eine beträchtlich höhere Beständigkeit gegen Angriff auf als derjenige vom Typ 304. Diese stark erhöhte Beständigkeit gegen Angriff durch Chloride ist wahrscheinlich auf den Silicium enthaltenden Oxydfilm auf dem erfindungsgemäßen Stahl zurückzuführen.

Vergleichsdaten in bezug auf die Hochtemperaturoxydationsbe-

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" ²² " 2Ä2319.3

ständigkeit sind in der folgenden Tabelle IV angegeben.

Tabelle IV

Oxydationseigenschaften

Gewichtsverlust in mg/cm

	1038°C (1900⁰F)	1093 C (2000⁰F)	1149°C (2100°C)	1204°C (22OO°F)	-	13,0
Beispiel 1	-	11,0	13,7	15,8	12,9
AISI 304	270	-	880,0
AISI 310*	-	9,7	9,9
RA 333**		5,7	8,4

* Werte der Schmelze: höchstens 0,25 % Kohlenstoff, 24 bis 26 % Chrom, 19 bis 22 % Nickel, höchstens 2 % Mangan, höchstens 1,5 % Silicium, Rest Eisen

** Analyse der Testprobe: 0,05 % Kohlenstoff, 25 % Chrom, 45 % Nickel, 1,5 % Mangan, 1,25 % Silicium, 3,0 % Kobalt, 3,0 % Wolfram, 3,0 % Molybdän, 18 % Eisen

Die Testergebnisse in bezug auf die Festfress-Verschleißfestigkeit und die Oxydationsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen zeigen, daß der erfindungsgemäße Stahl ausgezeichnet brauchbar ist zur Verarbeitung zu Komponenten und Teilen bei einer Energie liefernden Vorrichtung mit einer Treibstoffzündung (z.B, für die Abgasventile in Innenver-

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brennungsmotoren), deren Umgebung eine ausgezeichnete Festfress-Verschleißfestigkeit, eine ausgezeichnete Oxydationsbeständigkeit und eine hohe Fest:
(1400⁰F) aufweisen muß.

keit und eine hohe Festigkeit bei Temperaturen bis zu 760 C

Die Erfindung betrifft daher einen austenitischen rostfreien Stahl mit einer ausgezeichneten Festfress-Verschleißfestigkeit, einer guten Abriebsverschleißbeständigkeit, einer guten Korrosionsbeständigkeit gegen chloridhaltige Umgebung, insbesondere in einer Lochfraß erzeugenden Umgebung, und eine ausgezeichnete Hochtemperaturoxydationsbeständigkeit. Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Stahl mit einer üblichen Vorrichtung leicht zu Platten, Blechen, Streifen, Stäben oder Stangen verarbeitet werden und diese geschmiedeten Produkte können leicht zu Endverbrauchsprodukten verarbeitet werden·

Im geglühten Zustand sind die geschmiedeten Produkte aus dem erfindungsgemäßen Stahl ausreichend weich und duktil, um eine leichte Verarbeitung derselben zu Ketten, Ventilen, gewebten Metallbändern, Befestigungselementen der verschiedenen Typen und anderen Gegenständen für den Endverbrauch zu erlauben, bei denen ein Metall-Metall-Kontakt unter Spannung oder Belastung auftritt. Der erfindungsgemäße Stahl kann leicht geschweißt oder hartgelötet werden und er kann geschnitten, gebohrt, mit einem Gewinde versehen und auf andere Weise verarbeitet werden zur Herstellung von Gegenständen für den Endverbrauch.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist

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jedoch für den Fachmann klar, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielerlei Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

AÜ98/₊9/Ü809

Claims

Patentansprüche

1. Austenitischer rostfreier Stahl mit einer ausgezeichneten Beständigkeit gegen Verschleiß durch Festfressen, einer guten Korrosionsbeständigkeit in chloridhaltiger Umgebung und einer hohen Kaltverfestigungsrate, dadurch gekennzeichnet, daß er aus 10 bis 25 Gew.-% Chrom, 3 bis 15 Gew.-% Nickel, 6 bis 16 Gew.-% Mangan, 2 bis 7 Gew.-% Silicium, 0,001 bis 0,25 Gew.-% Kohlenstoff, 0,001 bis 0,4 Gew.-% Stickstoff, 0 bis 4 Gew.-% Molybdän, 0 bis 4 Gew.-% Kupfer, höchstens etwa 0,09 Gew.-% Phosphor, höchstens 0,25 Gew.-% Schwefel, höchstens 0,50 Gew.-% Selen und zum Rest aus Eisen besteht mit Ausnahme von zufälligen Verunreinigungen, wobei der Nickelgehalt direkt proportional zu dem Siliciumgehalt variiert wird.

2. Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus 12 bis 19 Gew.-7o Chrom, 4 bis 12 Gew.-% Nickel, 7 bis 13 Gew.-% Mangan, 3 bis 5 Gew.-% Silicium, 0,01 bis 0,12 Gew.-% Kohlenstoff, 0,03 bis 0,3 Gew.-% Stickstoff, höchstens etwa 0,75 Gew.-% Molybdän, höchstens etwa 0,75 Gew.-% Kupfer, höchstens etwa 0,09 Gew.-% Phosphor, höchstens etwa 0,05 Gew.-% Schwefel und zum Rest aus Eisen besteht mit Ausnahme von zufälligen Verunreinigungen.

3. Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus 15 bis 17 Gew.-% Chrom, aus 6 bis 10 Gew.-% Nickel, 7,5 bis 8,5 Gew.-% Mangan, 3,7 bis 4,2 Gew.-% Silicium, 0,05 bis 0,10 Gew.-% Kohlenstoff, 0,10 bis 0,20 Gew.-% Stickstoff, höchstens etwa 0,5 Gew.-% Molybdän, höchstens etwa

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0,5 Gew.-% Kupfer, höchstens etwa 0,07 Gew.-% Phosphor, höchstens etwa 0,03 Gew.-% Schwefel und zum Rest aus Eisen besteht mit Ausnahme von zufälligen Verunreinigungen.

4. Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus etwa 16 Gew.*% Chrom, etwa 7,4 Gew.-% Nickel, etwa 8 Gew.-% Mangan, etwa 4 Gew.-% Silicium, etwa 0,09 Gew.-% Kohlenstoff, etwa 0,14 Gew.-% Stickstoff, etwa 0,010 Gew.-% Phosphor, etwa 0,014 Gew.-% Schwefel, etwa 0,02 Gew.-% Molybdän, etwa 0,04 Gew.-% Kupfer und zum Rest aus Eisen besteht.

5. Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in Form eines geglühten, geschmiedeten Produkts mit einer ausgezeichneten Beständigkeit gegen Verschleiß durch Festfressen vorliegt und besteht aus 10 bis 25 Gew.-% Chrom, 3 bis 15 Gew.-% Nickel, 6 bis 16 Gew.-% Mangan, 2 bis 7 Gew.-% Silicium, 0,001 bis 0,25 Gew.-% Kohlenstoff, 0,001 bis 0,4 Gew.-% Stickstoff, 0 bis 4 Gew.-% Molybdän, 0 bis 4 Gew.-% Kupfer, höchstens etwa 0,09 Gew.-% Phosphor, höchstens 0,25 Gew.-% Schwefel, höchstens 0,50 Gew.-% Selen und zum Rest aus Eisen mit Ausnahme von zufälligen Verunreinigungen und daß das Produkt einen Silicium enthaltenden Oberflächenoxydfilm aufweist.

6. Produkt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es aus

12 bis 19 Gew.-% Chrom, 4 bis 12 Gew.-% Nickel, 7 bis

13 Gew.-% Mangan, 3 bis 5 Gew.-% Silicium, 0,01 bis 0,12 Gew.-% Kohlenstoff, 0,03 bis 0,3 Gew.-% Stickstoff, höchstens etwa 0,75 Gew.-% Molybdän, höchstens etwa 0,75 Gew.-%

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Kupfer, höchstens etwa 0,09 Gew.-% Phosphor, höchstens etwa 0,05 Gew.-% Schwefel und zum Rest aus Eisen besteht mit. Ausnahme von zufälligen Verunreinigungen.

7. Produkt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 15 bis 17 Gew.-% Chrom, 6 bis 10 Gew.-% Nickel, 7,5 bis 8,5 Gew.-% Mangan, 3,7 bis 4,2 Gew.-% Silicium, 0,05 bis 0,10 Gew.-% Kohlenstoff, 0,10 bis 0,20 Gew.-% Stickstoff, höchstens etwa 0,5 Gew.-% Molybdän, höchstens etwa 0,5 Gew.-% Kupfer, höchstens etwa 0,07 Gew.-% Phosphor, höchstens etwa 0,03 Gew.-% Schwefel und zum Rest aus Eisen besteht mit Ausnahme von zufälligen Verunreinigungen.

8. Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in Form eines Gegenstandes vorliegt, der aus dem Stahl in geglühtem Zustand hergestellt woden ist und eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Verschleiß durch Festfressen aufweist, der besteht aus 10 bis 25 Gew.-% Chrom, 3 bis 15 Gew.-% Nickel, 6 bis 16 Gew.-% Mangan, 2 bis 7 Gew.-% Silicium, 0,001 bis 0,25 Gew.-% Kohlenstoff, 0,001 bis 0,4 Gew.-% Stickstoff, 0 bis 4 Gew.-% Molybdän, 0 bis 4 Gew.-% Kupfer, höchstens etwa 0,09 Gew.-% Phosphor, höchstens etwa 0,25 Gew.-% Schwefel, höchstens etwa 0,50 Gew.-% Selen und zum Rest aus Eisen mit Ausnahme von zufälligen Verunreinigungen, wobei der Gegenstand einen Silicium enthaltenden Oberflächenoxydfilm aufweist.

9. Gegenstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß er aus 12 bis 19 Gew.-% Chrom, 4 bis 12 Gew.-% Nickel, 7 bis 13 Gew.-% Mangan, 3 bis 5 Gew.-% Silicium, 0,01 bis 0,12 Gew.-% Kohlenstoff, 0,03 bis 0,3 Gew.-% Stickstoff, höchstens etwa 0,75 Gew«~% Molybdän, höchstens etwa 0,75 Gew.-%

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Kupfer, höchstens etwa 0,09 Gew.-% Phosphor, höchstens etwa 0,05 Gew.-% Schwefel und zum Rest aus Eisen besteht mit Ausnahme von zufälligen Verunreinigungen.

10. Gegenstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß er aus 15 bis 17 Gew.-% Chrom, 6 bis 10 Gew.-% Nickel, 7,5 bis 8,5 Gew.-% Mangan, 3,7 bis 4,2 Gew.-% Silicium, 0,005 bis 0,10 Gew.-% Kohlenstoff, 0,10 bis 0,20 Gew.-% Stickstoff, höchstens etwa 0,5 Gew.-% Molybdän, höchstens etwa 0,5 Gew.-% Kupfer, höchstens etwa 0,7 Gew.-% Phosphor, höchstens etwa 0,03 Gew.-% Schwefel und zum Rest aus Eisen besteht mit Ausnahme von zufälligen Verunreinigungen.

11. Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in Form von Komponenten und Teilen einer Energieerzeugungseinrichtung vorliegt, die Umgebungsbedingungen ausgesetzt ist, die eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Verschleiß durch Festfressen, eine ausgezeichnete Oxydationsbeständigkeit und eine hohe Festigkeit bei hoher Temperatur erforderlich machen, die aus dem Stahl in geglühtem Zustand hergestellt worden sind und bestehen aus 10 bis 25 Gew.-% Chrom, 3 bis 15 Gew.-% Nickel, 6 bis 16 Gew.-% Mangan, 2 bis 7 Gew.-% Silicium, 0,001 bis 0,25 Gew.-% Kohlenstoff, 0,001 bis 0,4 Gew.-7o Stickstoff, 0 bis 4 Gew.-% Molybdän, 0 bis 4 Gew.-% Kupfer, höchstens etwa 0,09 Gew.-% Phosphor, höchstens 0,25 Gew.-% Schwefel, höchstens 0,50 Gew.-% Selen und zum Rest aus Eisen mit Ausnahme von zufälligen Verunreinigungen, wobei die Komponenten und Teile einen Silicium enthaltenden Oberflächenoxydfilm aufweisen.

12. Komponenten und Teile nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 12 bis 19 Gew.-% Chrom, 4 bis 12 Gew.-%

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Nickel, 7 bis 13 Gew.-% Mangan, 3 bis 5 Gew.-% Silicium, 0,01 bis 0,12 Gew.-% Kohlenstoff, 0,03 bis 0,3 Gew.-% Stickstoff, höchstens etwa 0,75 Gew.-% Molybdän, höchstens etwa 0,75 Gew.-% Kupfer, höchstens etwa 0,09 Gew.-% Phosphor, höchstens etwa 0,05 Gew.-% Schwefel und zum Rest aus Eisen bestehen mit Ausnahme von zufälligen Verunreinigungen.

13. Komponenten und Teile nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 15 bis 17 Gew.-% Chrom, 6 bis 10 Gew.-% Nickel, 7,5 bis 8,5 Gew.-% Mangan, 3,7 bis 4,2 Gew.-% Silicium, 0,05 bis 0,10 Gew.-% Kohlenstoff, 0,10 bis 0,20 Gew.-% Stickstoff, höchstens etwa 0,5 Gew.-% Molybdän, höchstens etwa 0,5 Gew.-% Kupfer, höchstens etwa 0,07 Gew.-% Phosphor, höchstens etwa 0,03 Gew.-% Schwefel und zum Rest aus Eisen bestehen mit Ausnahme von zufälligen Verunreinigungen.

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