DE2517519C3 - Verwendung eines wärmebeständigen rostfreien austenitischen Stahls - Google Patents
Verwendung eines wärmebeständigen rostfreien austenitischen StahlsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Klasse von wärmebeständigen austenitischen rostfreien Stählen, die hohe
Beständigkeit gegenüber Oxydation, Stickstoffaufnahme und Aufkohlung bei hoher Temperatur haben und
die sich zur Verwendung in einer Atmosphäre hoher Temperatur oder unter Bedingungen eignen, unter
denen die Stähle der ständigen oder zyklischen
Gegenwärtig werden gesetzliche Bestimmungen fiber Automobilabgase erlassen und aus diesem Grund ist das
Interesse der Techniker auf rostfreie Stähle verschiedener Arten gerichtet, die als wärmebeständiges Stahlmaterial
für Abgasreinigungssysteme dienen können. Es wird angenommen, daß als Werkstoffe zur Herstellung
von Nachverbrennen!, thermischen Reaktoren u.dgl. die unter Abgasreinigungsvorrichtungen äußerst hohen
Temperaturen ausgesetzt sind, austenitische Stähle im Hinblick auf ihre Beständigkeit bei hohen Temperaturen
und ihre Bearbeitbarkeit bei Raumtemperatur die geeignetsten Werkstoffe darstellen.
Zu Werkstoffen, die im Hinblick auf den vorstehend genannten Zweck untersucht wurden, gehören ferrilisehe
Stähle, wie Fe-Cr-Al-Legierun^en. austenitische
rostfreie Stähle, wie Stähle vom Typ 310 und teurere Werkstoffe, wie Incolloy 800 (TM) u. dgl. Unter diesen
Werkstoffen haben die Fe-Cr-Al-Legierungen ausgezeichnete
Beständigkeit gegen Zunderbildung und überlegene Widerstandsfähigkeit gegen thermische
Ermüdung, sie haben jedoch schlechte Hochtcmperaiurfestigkeit und unterliegen daher leicht der Deformation
und zeigen schlechte Schweißbarkeil und Bearbeitbarkeit, so daß zur Zeit diese Werkstoffe als unverwendbar
angesehen werden. Andererseits sind Stähle des Typs 310 gegenwärtig wegen ihrer ausgezeichneten Eigenschaften
von großem Interesse, wenn sie auch im Hinblick auf Beständigkeit gegen Zunderbildung und
gegen thermische Ermüdung schlechter als Fe-Cr-Al-
Wenn jedoch austeniiische Stähle, wie Siähie des
Typs 310. an der Atmosphäre oder in Verbrennungsgasen
zyklischen Heizvorgängen unterworfen werden, bildet sich Zunder, der sich leicht abspaltet und abschält,
wobei die Dicke der Stähle rasch vermindert wird. Darüber hinaus unterliegen sie unter dem Einfluß des
Stickstoffes in der umgebenden Atmosphäre der Stickstoffaufnahme. Die Slickstoffaufnahme bewirkt die
Abscheidung einer großen Menge an Chromnitrid in den Stählen und vermindert daher die Zunderbeständigkeit
rasch durch Verminderung der Menge des wirksamen Chroms in dem Stahl, so daß die länger
dauernde Anwendung dieser Stähle unmöglich wird.
Es bestand daher ein dringendem Bedürfnis, leicht zugängliche und wirtschaftliche wärmebeständige austenitische rostfreie Stähle zu entwickeln, die befähigt sind, während langer Dauer unter Beibehaltung der Zunderbeständigkeit verwendet zu werden. Unter diesen Gesichtspunkten wurden erfindungsgemäß die Wirkungen der Zugabe von Si, Al, Ca und seltenen Erdmetallen zu austenitischen warmfesten Stählen untersucht, wobei gefunden wurde, daß durch Zugabe einer geringen Menge von Ca und seltenen Erdmctallcn in Kombination mit Si und Al zu diesen Stählen die Bildung eines homogenen inneren Oxids, das SiO? und AI2O3 enthält, in dem Substrat gefördert wird, wodurch Stähle mit ausgezeichneter Zunderbeständigkeit und Beständigkeit gegen Stickstoffaufnahme erhalten werden können. Diese Untersuchungen liegen der Erfindung zugrunde.
Es bestand daher ein dringendem Bedürfnis, leicht zugängliche und wirtschaftliche wärmebeständige austenitische rostfreie Stähle zu entwickeln, die befähigt sind, während langer Dauer unter Beibehaltung der Zunderbeständigkeit verwendet zu werden. Unter diesen Gesichtspunkten wurden erfindungsgemäß die Wirkungen der Zugabe von Si, Al, Ca und seltenen Erdmetallen zu austenitischen warmfesten Stählen untersucht, wobei gefunden wurde, daß durch Zugabe einer geringen Menge von Ca und seltenen Erdmctallcn in Kombination mit Si und Al zu diesen Stählen die Bildung eines homogenen inneren Oxids, das SiO? und AI2O3 enthält, in dem Substrat gefördert wird, wodurch Stähle mit ausgezeichneter Zunderbeständigkeit und Beständigkeit gegen Stickstoffaufnahme erhalten werden können. Diese Untersuchungen liegen der Erfindung zugrunde.
Vor dem Anmeldetag waren wärmebeständige austenitische rostfreie Stähle mit hohem Si-Gehalt
bekannt und diese Stähle waren in den Industricstan-
dards verschiedener Länder beschrieben, wie AISI302B
(«8 Cr-9 Ni-23Si), AISI314 (25 Cr- 20Ni- 2Si). DIN
4828 (20 Cr-12 Ni-2 Si), u. dgL Obwohl diese bekannten
Siähle ausgezeichnetes Verhalten zeigen, wenn sie ständig auf hohe Temperatur erhitzt werden, und
überlegene Beständigkeit gegen Stickstoffaufnahme haben, sind sie insofern nachteilig, als sich oxydischer
Zunder abspaltet und ablöst, wenn sie zyklischen Meizvorgängen unterworfen werden, so daß auch dabei
die Stickstoffaufnahme leicht vonstatten geht
Die wärmebeständigen austenitischen rostfreien Stähle, die Al in Mengen bis mehrere % und eine
geringe Menge Ca und seltener Erdmetalle enthalten,
haben etwas verbesserte Zunderbeständigkeit; die Beständigkeit gegen Stickstoffaufnahme wird jedoch
bei einem Si-G ehalt dieses Werts nicht verbessert. Die Zunderbeständigkeit dieser Stähle wird daher abrupt
vermindert.
Durch die Verwendung des anmeldungsgemäöen Stahles, der in Kombination als Zusätze Si, AI und eine
geringe Menge an Ca und seltenen Erdmetaiien enthält,
wird die Zunderbeständigkeit von Vorrichtungen zur Behandlung des Abgases aus Verbrennungskraftmaschinen
merklich verbessert indem die Stähle Heizzyklen bei hohen Temperaturen unterworfen werden, und
gleichzeitig wird ihre Beständigkeit ge^en Stickstoffaufnahme
erhöht
Gegenstand der Erfindung sind somit die Verwendung austenitischer rostfreier Stähle, die im wesentlichen
nicht mehr als 0,15% Kohlenstoff, 1,5 bis 4,0% so
Silicium, nicht meh* als 2,0% Mangan, 17,0 bis 30,0%
Nickel, mehr als 25 bis 32% Chrcm, 0,5 bis 2j5Vo
Aluminium. 0,001 bis 0,100% Olcium, 0,001 bis 0,100%
mindestens eines seltenen Erdmctalls -;nd zum restlichen
Anteil Eisen und Verunreinigungen, die unvermeidbar bei der Siäh'ihcfsicüüng süftretsr·, enthalten,
als Werkstoff zur Herstellung von Vorrichtungen zur Behandlung des Abgases aus Verbrennungskraftmaschinen.
Die verwendeten Stähle können außerdem bis 1,0% mindestens eines der Metalle Titan, Zirkonium, Hafnium.
Niob und Tantal enthalten.
Der in der erfindungsgemäß verwendeten Stahlzustimmensetzung
vorliegende Kohlenstoff (Q ist ein Austenitbildner und stellt gleichzeitig ein Element dar,
das wesentlich zum Erzielen von Hochtemperaturbeständigkeit ist Ein zu hoher Gehalt an Kohlenstoff
erschwert jedoch das Erzielen einer guten Kalt- und Warmbearbeitbarkeit des Stahls. Der Kohlenstoffgehalt
ist daher auf einen Wert von nicht mehr als 0,15% so beschränkt.
F.s ist zu betonen, daß in dieser Beschreibung und den Patentansprüchen eile %-Angabcn Gew.-% bedeuten,
wenn nicht ausdrücklich etwas anderes gesagt ist Vorzugsweise liegt Kohlenstoff in einer Menge von
nicht mehr als 0,12%, insbesondere von nicht mehr als
0.1% vor.
Silicium (Si) ist ein wichtiges Element welches die Hochtemperaturoxydationsbeständigkeit und Widerstandsfähigkeit
gegenüber Stickstoff aufnahme und so Aufkohlung oder Karburierung verbessert Um die
Wirkung der Kombination mit Al zu erzielen, ist ein Siliciumgehalt von mindestens 1,5% erforderlich. Si im
Oberschuß von 4,0% führt jedoch zu keiner Verbesserung,
die zu der Menge in Relation steht und verschlechtert die Warm- und Kaltbearbeitbarkeit Der
bevorzugte Si-Gehalt beträgt daher 1,5 bis 3,5% und
insbesondere 1.5 bis 3%.
Mangan (Mn) ist ein Austenitbildner und sein Zusatz führt daher zu Einsparungen an NL Dieses Element
Verschlechtert jedoch die Oxydationsbeständigkeit des Stahls bei hohen Temperaturen. In dem erfindungsgemäß
verwendeten Stahl liegt daher Mn in der Menge vor, die gewöhnlich is üblichen wärmebeständigen
Stählen zu finden ist, d. h. in einer Menge von nicht mehr
als 2%. Der bevorzugte Mangangehalt beträgt nicht mehr als 1,5% und insbesondere ist Mangan in euier
Menge von nicht mehr als 1,0% vorhanden.
Nicke! (Ni) ist eines der wesentlichen Elemente von austenitischen rostfreien Stählen. Dieses Element hat
ebenfalls die Wirkung, die Stickstoffaufnahme während
des Erhitzens des Stahls zu verhindern. Nickel muß in einer Menge von nicht mehr als 17,0% vorhanden sein,
damit die austenitische Struktur in Gegenwart der geeigneten Menge von Si und Al in Kombination
erhalten wird. Der obere Grenzwert des Nickelgehalts liegt jedoch aufgrund wirtschaftlicher Gesichtspunkte
bei 30,0%. Der bevorzugte Bereich für den Nickelgehalt beträgt 15 bis 27%, insbesondere 2i bis 25%.
Chrom (Cr) ist das grundlegendste Element eines rostfreien Stahls, welches dem Stahl Hochtemperatur-Oxydationsbeständigkeit
verleiht Bei einer Menge von weniger als 25,0% Cr wird diese Wirkung nicht in
ausreichendem Maß erzielt wenn jedoch der Chromgehalt
mehr als 32% beträgt wird eine große Menge an Delta-Ferrit in Gegenwart von Si und Al gebildet und
aus diesem Grund wird ein erhöhter Anteil an Ni benötigt um die Zusammensetzung auszugleichen, was
den Stahl verteuert Der bevorzugte Cr-Gehalt liegt daher im Bereich von 25 bis 30%. Stärker bevorzugt
wird ein Bereich von 25 bis 27%.
Aluminium (Al) ist ein wichtiges Element welches dem Stahl ausgezeichnete Beständigkeit gegen Zunderbüdung
verleiht Um diese Wirkung zu «reichen, äst
eine Mindestmenge von 0,5% Al erforderlich. Wenn jedoch dieses Element in einer groß??, Menge vorliegt
wird die Bearbeitbarkeit des Stahls beevoerächtigt und
es wird ein weiterer Zusatz von Nickel erforderlich, um eine ausgeglichene Zusammensetzung zu erhalten.
Aluminium liegt daher in einer Menge im Bei eich von 0,5 bis 2£% vor. Der bevorzugte Bereich für den
Al-Gehalt beträgt O^ bis 23%, noch stärker bevorzugt
wird ein Bereich von 0,5 bis 2,0%.
Calcium (Ca) hat wenn es in geringer Menge dem Stahl einverleibt wird, die Wirkung, die Ausbildung
einer homogenen inneren Oxidschicht die SKh und
AI2O3 enthält im Inneren des Substrats zu fördern, wenn
der Stahl in einer oxydierenden Atmosphäre auf hohe Temperaturen erhitzt wird. Als Ergebnis davon wird die
Diffusion von Metallkationen nach außen gehemmt und somit die Oxydationsbeständigkeit merklich verbessert.
Gleichzeitig wird die Stickstoffaufnahme ebenfalls behindert Es ist erforderlich, Ca in einer Menge von
nicht weniger als 0,001 % zuzugeben, jedoch eine Menge von mehr als 0,100% Ca wird praktisch in dem Stahl
nicht gelöst Der bevorzuge Bereich für die Menge an Ca beträgt 0,001 bis 0,06%, stärker bevorzugt wird ein
Bereich von 0,001 bis 0,03%. Wenn auch gewöhnlich Ca verwendet wird, so kann dieses doch durch Magnesium
(Mg), Strontium (Sr) oder Barium (Ba) ersetzt werden.
Die Zusammensetzung der Stähle mit hohem Siliciumgehalt wie der erfindungsgemäß verwendeten
Stähle, ist so abgestimmt daß mehrere VoL-% Delta-Ferrit in den Schweißraupen gebildet werden, um
die Empfindlichkeit des Stahls gegenüber der Warmrißbildung beim Schweißen zu vermindern. Es verbleibt
daher eine geringe Menge Ferrit, die eine Rißbildung
während der Heißbearbeitung verursacht Durch Zugabe mindestens eines der seltenen Erdmetalle, wie
Yttrium (Y), Cer (Ce), Lanthan (La) u. dgL wird daher in
wirksamer Weise diese Art der Rißbildung verhindert Seltene Erdmetalle sind auch ebenso wie Ca zur
Verbesserung der Hochtemperatur-Oxydationsbeständigkeit wirksam. So sind sie speziell wirksam für eine
Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Stickstoffaufnahme und zum Verhindern der Stickstoff aufnähme.
Um diese Wirkungen zu erzielen, müssen sie in
dem Stahl in einer Menge von 0,001 bis 0,100% vorliegen. Der bevorzugte Bereich beträgt 0,005 bis
0,1 %, stärker bevorzugt werden 0,005 bis 0,08%.
Titan (Ti), Zirkonium (Zr), Hafnium (Hf), Niob (Nb)
und Tantal (Ta) bilden stabiie Carbide und Nitride und bewirken daher eine Erhöhung der Hochtemperaturbeständigkeit
Diese Elemente bilden beständige Nitride und verhindern daher die Bildung von AlN, so daß sie Al
in dem wirksamen Zustand einer festen Lösung erhalten.
Diese Elemente sollten in einer Menge bis l,00Gew.-% vorliegen. Der bevorzugte- Bereich liegt
bei 0,05 bis 0,7%, insbesondere 0,05 bis 0,5%.
Natürlich enthalten die erfindungsgemäßen Stähle unvermeidbar zufällige übliche Verunreinigungen. Unter
diesen Verunreinigungen darf Schwefel (S) nicht in einer Menge von mehr als 0,04% vorliegen. Der
Schwefelgehalt soll vorzugsweise nicht mehr als 0,03%, insbesondere nicht mehr als 0,02% betragen. Phosphor
(P) darf in einer Menge von nicht mehr als 0,05% vorliegen, vorzugsweise von nicht mehr als 0,04%,
insbesondere nicht mehr als 0,035%.
Die erfindungsgemäß verwendeten Stähle sind im Hinblick auf Zunderbildungsbeständigkeit gegenüber
den bekannten austenitischen rostfreien Stählen mit hohem SüiciuRigehalt außerordentlich verbessert und
sind darüber hinaus dadurch gekennzeichnet, daß die Stickstoffaufnahme nicht leicht eintritt Auch sind die
erfindungsgemäß verwendeten Stähle wirtschaftlicher im Vergleich mit bekannten Stählen der gleichen Art
Die Erfindung wird nachstehend durch Ausführungsbeispiele verdeutlicht Dabei wurden Proben einiger
handelsüblicher Stähle (nachstehend als handelsübliche Stähle bezeichnet), von Vergleichsstählen (nachstehend
als Vergleichsstähle bezeichnet) und von erfindungsgemäßen Stählen (nachstehend als erfindungsgemäße
Stähle bezeichnet) in der nachstehend beschriebenen Weise hergestellt und zu Prüfkörpern verarbeitet
Weichstahl-Schrott wurde mit Ferrochorm, Ferronikke!
u. dgL zusammengeschmolzen und in einem Heroult- so Lichtbogenofen entkohlt Calcium und seltene Erdmetalle
wurden in der Abstichstufe in Form von Calcium-Silicium und seltenen Erdmetallen-Calcium Silicium
und/oder in Form eines Seltenerdgemisches zugesetzt wie Mischmetall. Die wirksame Zus?tzrate
betrug etwa 10% für Ca und 20 bis 40% für seltene Erdelemente. Bei der großtechnischen Produktion kann
der erfindungsgemäße Stahl mit Hilfe des Vakuum-Sauerstoffentkohlungsverfahrens
oder des Argon-Sauersioffentkohlungsverfahrens
unter Verwendung eines Konverters hergestellt werden. Bei jedem Verfahren werden Calcium und die seltenen Erdmetalle
in der letzten Abstichstufe zugesetzt
Der geschmolzene Stahl wurde in Kokillen gegossen, wobei 7-t-Biöcke erhalten wurden. Die Blöcke wurden
einer Glühbehandlung unterworfen und mit Hilfe eines Walzwerkes zu Brammen verformt Aus den Brammen
wurden dann Oberilächenfehler ausgeschliffen und in
einem Stoßofen 5 Stunden auf 1150 bis 12500C erhitzt
und durch Warmwalzen in Warmbandbunde übergeführt Die Bunde wurden geglüht, gebeizt und danach bis
zu einer Dicke von 2 mm kaltgewalzt Das kaltgewalzte Blech wurde schließlich 1 bis 5 Minuten bei 1010 bis
1150°Cgeglüht und abgeschreckt
Testproben für die Prüfung der Zugfestigkeit wurden aus dem so erhaltenen Blech herausgeschnitten. Sie
hauen eine Dicke von 2 mm, eine Breite von 124 mm und eine MeBlänge von 50 mm. Probekörper für die
Prüfung der Dauerstandfestigkeit (Kriechtest) wurden aus den Blechen hergestellt, die etwa 1 Stunde auf 1010
bis U50°C erhitzt und danach abgeschreckt worden
waren. Die Prüfkörper für die Dauerstandfestigkeit hatten einen Durchmesser von 6 mm und eine Meßlänge
von 30 mm mit einem Kopfdurchmesser von 124 mm.
Die Zusammensetzung dieser Stahlproben entsprechend der chemischen Analyse ist in Tabelle I
angegeben.
Die Vergleichsstähle 1 bis ?, haben die gleiche
Zusammensetzung wie die erfäniiungsgemäßen Stählek
mit der Abänderung, daß sie kein Calcium und keine seltenen Erdmetalle enthalten. Der Vergleichsstahl 4
enthält zwar Ca und seltene Erdmetalle, sein Si-Gehait ist Jedoch niedrig.
Diese Proben wurden 500 Zyklen einer Behandlung durch Erhitzen auf 1100 oder 12000C während 25
Minuten und der anschließenden Luftkühlung während 5 Minuten unterworfen und der Gewichtsverlust durch
Oxydation (in mm/cm2) wurde bestimmt Außerdem
wurde der Stickstoffgehalt der Stähle quantitativ analysiert wobei die prozentuale Stickstoffaufnahme
erhalten wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt
Wie aus dieser Tabelle ersichtlich ist sind die Vergleichsstähle 2 und 3 den handelsüblichen Stählen
darin überlegen, daß sie einen niedrigeren Gewichtsverlust durch Oxydation haben und ihre Widerstandsfähigkeit
gegen Zunderbildung besser ist Das heißt die Vergleichsstähle 2 und 3, die ziemlich hohe prozentuale
Anteile an Si und Al enthalten, zeigen bessere Zunderbeständigkeit Vergleichsstahl 4, der einen relativ
niederen Gehalt an Si, einen ziemlich hohen Gehalt an Al und eine geringe Menge 2η Cs und seltenen
Erdmetallen aufweist, zeigt beträchtlich hohe Zunderbildungsbeständigkeit
Jedoch sowohl die handelsüblichen Stähle als auch die Vergleichsstahle erleiden während des Erhitzens merkliche Aufstickung und eine
große Menge an Cr2N (oder CrN), AlN u.dgl. wird
abgeschieden. Somit vermindert sich die Menge an Cr und Al, die zum Verhindern der Zunderbildung wirksam
ist rasch und auf diese Weise wird die Zunderbeständigkeit rasch verschlechtert Die erfindungsgemäß verwendat;n
Stähle, in denen Si und Al in ziemlich hohen Anteilen gemeinsam mit einer geringen Menge an Ca
und seltenen Erdmetallen vorliegen, hüben verbesserte Zunderbeständigkeit im Vergleich mit handelsüblichen
Stählen und Vergleichsstählen und der Fortschritt der Aufstickung wird merklich verzögert Die erfindungsgemäß
verwenueten Stähle behalten daher beständige Widerstandsfähigkeit gegen Zunderbildung während
langer Gebrauchsdauer.
Der erfindungsgemäß verwendete Stahl kann außerdem
eine geeignete Menge mindestens eines der Elemente Ti, Zr, Hf, Nb und Ta enthalten, um die
Hochtemperaturiestigkeit des Stahls zu erhöhen. Die Ergebnisse des Zugfestigkeitstests (bei 800 und 1000° C)
und des Dauerstandfestigkeitstests (während 300 und 1000 Stunden) sind in Tabelle 3 gezeigt. Wie aus dieser
Tabelle ersichtlich ist, sind die erfindungsgemäß verwendeten Stähle 2 und 3, die Elemente der Gruppe
Ti, Zr, Hf, Nb und Ta enthalten, den anderen
erfindungsgemäß verwendeten Stählen und den handelsüblichen Stählen im Hinblick auf die Hochtemperaturfestigkeit
überlegen.
| C Si | 11000C | Mn | Ni | Ci | Stickstoff | Al | Ca | Seltene | gehalt | Andere | |
| Gewichtsver | aufnahme·) | Erd | Elemente | ||||||||
| lust durch | metalle' | W | |||||||||
| Typ 310 | 0.07 0,79 | Oxydation | 1,58 | 19,50 | 24,85 | - | - | - | 0,416 | - | |
| Incolloy 800 | 0,04 0,65 | (mg/cm1) | 0,95 | 31,26 | 19,71 | 5,6 | 0,46 | - | - | - | Ti 0,46 |
| Veraleichsstahl | 78,5 | 6,8 | |||||||||
| I | 0.06 3,30 | 30,5 | 0,85 | 15,04 | 23,05 | - | - | - | 0,208 | - | |
| 2 | 0.06 1,61 | 0,95 | 18,05 | 23,24 | 1,4 | 1,46 | - | - | 0482 | - | |
| 3 | 0,06 2,18 | 884 | 1,00 | 20,79 | 25,15 | 3,0 | 0,96 | - | - | 0476 | - |
| 4 | 0,07 0,61 | 324 | 1,44 | 23,35 | 24,06 | 24 | 2,15 | 0,009 | 0,037 | 0470 | - |
| ErfindungsgemäB | 454 | 10 | |||||||||
| verwendeter Stuhl | '*) | ||||||||||
| I | 0,08 2,14 | 0,95 | 20,10 | 25,65 | 5,85 | 0,010 | 0.047 | 0,175 | - | ||
| 2 | 0.10 1,66 | 0,97 | 24,00 | 26,52 | 0,4 | 2,25 | 0,010 | 0,044 | 0,181 | Ti=0,10 | |
| **) | 1,0 | 0,185 | Nb=0,12 | ||||||||
| 3 | 0,06 2,18 | **) | 0,99 | 23,70 | 26,21 | 0,4 | 1,37 | G.013 | 0,052 | Ti=O1Il | |
| **) | Nb=0,10 | ||||||||||
| *) Gesamtmenge. | |||||||||||
| Tabciic 2 | |||||||||||
| Gewichtsverlust durch Oxydation, | Stickstoffanalyse und prozentuale | Stickstoffaufnahme | |||||||||
| nach dem zyklischen Erhitzen | |||||||||||
| 1200°C | |||||||||||
| Stickstoff | Gewichtsver- Stickstoff- | Stickstoff | |||||||||
| gehalt | lust durch | aufnahme*) | |||||||||
| Oxydation | |||||||||||
| <%> | (nWcmJ) | ||||||||||
| Typ 310 | 0,126 | 280,0 | 19,8 | ||||||||
| incolloy 800 | 0,093 | - | - | ||||||||
| Vergleichsstahl | |||||||||||
| 1 | 0,077 | 295,0 | 53 | ||||||||
| 2 | 0,231 | 130^ | 8,1 | ||||||||
| 3 | 0,215 | 1294 | 7,2 | ||||||||
| 4 | 0,228 | 130,0 | 7,1 | ||||||||
| ErfindungsgemäS | |||||||||||
| verwendeter Stahl | |||||||||||
| 1 | 0,087 | 15,2 | 1,8 | ||||||||
| 2 | 0,122 | 20,4 | 2,1 | ||||||||
| 3 | 0,104 | 194 | 14 | ||||||||
*) Prozentuale StickstofTaufnahme
' (Stickstoffgehalt nach dem Test - Stickstoflgehalt vor dem Test/Stickstoffgehalt vor dem Test).
··) Diese Proben zeigten eine Gewichtszunahme durch Oxydation von 2 bis 4 mg/cm2.
ίο
Tabelle 3
Hochtemperaturbeständigkeit
Hochtemperaturbeständigkeit
| Test der Zugfestigkeit bei 8000C |
Dehnung | Test der Zugfestigkeit bei 10000C |
Dehnung | Daucrstandfestigkeit bei 800°C |
1(XX) Std. | |
| Zugfestigkeit | (%) | Zugfestigkeit | (%) | 300 SId. | (kg/cm?) | |
| (kg/cm2) | (kg/cm2) | (kg/cm2) | ||||
| Erfindungsgemäß verwendeter Stahl |
100 | 151 | 3.7 | |||
| 1 | 19,1 | 68 | 6,3 | 62 | 4,6 | 5,1 |
| 2 | 24,3 | 65 | 10,5 | 64 | 5,8 | 4,9 |
| 3 | 23,4 | 10,0 | 5,5 |
Typ 310
22,3
54
8,5
73
4,9
4,2
Claims (4)
1. Verwendung eines wärmebeständigen rostfreien austenitischen Stahles, bestehend aus
nicht mehr als 0,15% C,
13 bis 4,0% Si,
nicht mehr als 2% Mn,
17,0 bis 30.0% Ni,
mehr als 25,0 bis 32,0% Cr,
03 bis 2,5% M
0,001 bis 0,100% Ca,
0,001 bis 0,100% mindestens eines seltenen
Erdmetalls,
0 bis 1,0% mindestens eines der Elemente Tu Zr,
Hf. Nb und Ta,
Rest Fe,
als Werkstoff zur Herstellung von Vorrichtungen zur Behandlung des Abgases aus Verbrennungskraftmaschinen.
2. Verwendung eines austenitischen Stahls nach Anspruch 1. bestehend aus
nicht mehr als 0,12% C
1.5 bis 33% Si,
nicht mehr als 13% Mn,
19 bis 27% Ni.
mehr als 25.0 bis 30,0% Cr.
03 bis 23% Al.
0.001 bis 0,05% Ca,
0.005 bis 0,1% mindestens eines seltenen
Erdmetalls,
Rest Eisen,
für den Zweck nach Anspruch 1.
3. Verwendung eines austenitischen Stahles nach Anspruch 1 oder 2, mit der Maßgabe, daß er
zusätzlich 0,05 bis 0,7% mindestens eines der Elemente ti. Zr, Hf, Nb und Ta enthält, für den
Zweck nach Anspruch 1.
4. Verwendung eines austenitischen Stahles nach Anspruch 2 oder 3, bestehend aus
nicht mehr als 0,1% C,
13 bis 3.0% Si,
nicht mehr als 1.0% Mn,
mehr als 22,0 bis 25,0% Ni.
25 bis 27% Cr.
03 bis 23% Al,
0.001 bis 0.03% Ca,
0,005 bis 0,08% mindestens eines seltenen
Erdmetalls,
0,05 bis 03% mindestens eines der Elemente Ti,
Zr, Hf. Nb und Ta und
Rest Fe,
fQr den Zweck nach Anspruch 1.
Applications Claiming Priority (1)
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