DE2529799A1

DE2529799A1 - Schweissbarer gusstahl mit weiter elastizitaetsgrenze

Info

Publication number: DE2529799A1
Application number: DE19752529799
Authority: DE
Inventors: Robert H Geymond
Original assignee: Paris & Outreau Acieries
Current assignee: Paris & Outreau Acieries
Priority date: 1974-07-08
Filing date: 1975-07-03
Publication date: 1976-01-29
Also published as: NL7507796A; AR205390A1; BE830778A; ES439398A1; FR2277905A1; ATA520775A; CH614738A5; AT352769B; IT1036463B; GB1487462A; DE2529799B2; BR7504275A; SE7507720L; FR2277905B1; LU72912A1

Description

Societe Des Acieries De Paris & D'Outreau Paris / Frankreich

Schweißbarer Gußstahl mit weiter Elastizitätsgrenze

Die Erfindung betrifft einen schweißbaren Gußstahl mit weiter Elastizitätsgrenze und sein Herstellungsund thermisches Behandlungsverfahren sowie seine Verwendungen.

Das Verlangen nach einer erleichterten Herstellung einer metallischen Konstruktion, insbesondere bei Transportmaterial, hat die Konstrukteure zur Suche nach schweißbarem Gußstahl mit verbesserter Elastizitätsgrenze veranlaßt.

Zur Herstellung von Stahl mit weiter Elastizitätsgrenze verwendet man häufig einen Mangangehalt, der

v/bu 509885/0877 -2-

»(OW) 98 »272 8 München 80, Mauerkircherstraße 45 Banken: Bayerische Vereinsbank München 453100

9t 3310 TELEX: 0524560 BERG d Postscheck München 65343-808

bis zu 2 Gew.-% ausmachen kann, und einen Kohlenstoffgehalt von 0,25 Gew.-%.

Wenn diese Stähle im Vergleich zu gewöhnlichen Stählen auch überlegene Eigenschaften haben, so haben sie doch

eine Elastizitätsgrenze, die kaum 430 N/mm überschreitet, und eignen sich nicht zum Schweißen, so daß sie für verschiedene Verwendungen ungeeignet sind.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein schweißbarer Gußstahl mit weiter Elastizitätsgrenze, dadurch gekennzeichnet, daß er 0,09 bis 0,15 Gew.-% Kohlenstoff, 1,3 bis 1,8 Gew.-% Mangan, 0,15 bis 0,35 Gew.-% Molybdän, O,l bis 0,4 Gew.-% Silicium, 0,03 bis 0,06 Gew.-% Vanadium, 0,005 bis 0,05 Gew.-% Niob oder Tantal, O,O15 bis O,O5O Gew.-% Aluminium, 0,002 bis 0,040 Gew.-% Titan, 0,1 bis 0,3 Gew.-% Nickel, 0,1 bis O_f25 Gew.-% Chrom, Schwefel unterhalb oder gleich 0,02O Gew.-% und Phosphor unterhalb oder gleich 0,030 Gew.-% enthält und daß der Rest im wesentlichen Eisen ist, daß er einem Zyklus von thermischen Behandlungen unterworfen worden ist, die aus einer Homogenisierungsbehandlung bei hoher Temperatur, aus dem Abschrecken mit Wasser und dem Vergüten besteht, und daß er eine MikroStruktur mit sehr feinem Korn aufweist, die von Bainit mit geringem Kohlenstoffgehalt und von in Anwesenheit von feinen Niederschlagen von Carbonitrie-

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rungskomplexen, insbesondere Molybdän, Vanadium, und

gebildet wird Niob oder Tantal gehärtetem Ferrit daß dieser Stahl bei guter Schweißbarkeit eine weite Elastizitätsgrenze von oberhalb oder gleich 550 N/mm , ein Verhältnis von Elastizitätsgrenze/Bruchwiderstandsfähigkeit von oberhalb 0,85 und eine Bruchenergie bei -50°C auf V-gekerbtem Querstab oberhalb oder gleich 20 Joule aufweist. Die Erfindung bleibt gültig, wenn ein oder mehrere der oben erwähnten Elemente der 5. Kolonne des Periodensystems (Vanadium, Niob, Tantal,) durch ein oder mehrere andere Metalle ersetzt werden, die die gleichen Effekte auf die Struktur des Stahles haben. Solche Elemente werden dann aus der Gruppe der "seltenen Erden", wie Germanium, aenommen.

Diese Zusammensetzung und diese MikroStruktur des Stahles verleiht ihm die verbesserten mechanischen Eigenschaften, erlaubt eine Erhöhung der Qtrerschnittsvenninderung und ermöglicht eine Erleichterung der Konstruktionen;der Stahl bleibt trotzdem ohne Vorerhitzen schweißbar und ohne spätere thermische Behandlungen .

Die erwähnten Elemente (V - Nb - Ta) bilden feine Niederschläge und verteilen sich gleichmäßig in der Masse und heben so die Dislokalisationen auf und führen - wenn sie eingeführt worden sind - selbst in

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geringen Anteilen in einem Stahl von ähnlicher Zusammensetzung wie der eines gewöhnlichen Stahles zu verbesserten mechanischen Eigenschaften, die mit den mit einem durchschnittlich legierten Stahl erhaltenen vergleichbar sind.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung dieses erfindungsgemäßen Stahles durch thermische Behandlungszyklen.

Dieser Stahl wird durch Verschmelzen des Gemisches seiner Bestandteile unter Bedingungen hergestellt, die ermöglichen, einen Restgehalt an Verunreinigungen, insbesondere Schwefel und Phosphor,durch geeignete Desoxydation des geschmolzenen Gemisches und Gießen dieses Gemisches bei einer Temperatur von 1600 bis 169O°C zu erhalten.

Man kann in einem Ofen arbeiten, wie einem elektrischen Ofen, beispielsweise mit basischem Bogen oder mit Induktion, oder nach einem anderen bekannten metallurgischen Verfahren,(beispielsweise einem "metallurgisches Schnellverfahren" bezeichneten Verfahren), das ermöglicht, im obigen Temperaturbereich zu arbeiten und einen Stahl mit einem Restgehalt an Verunreinigungen, insbesondere an Schwefel und Phosphor und eine» kontrollierten Gehalt an Elementen, wie Alumi-

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nium und Titan zu erhalten, wenn es der elektrische Ofen ermöglicht. Der Zyklus der thermischen Behandlungen führt zum oben definierten Gußstahl mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, insbesondere einer weiten Elastizitätsgrenze, und einer guten Eignung zum Schweißen. Dieser Zyklus besteht aus einer Ilomogenisierungsbehandlung bei hoher Temperatur, dem Abschrecken in Wasser und dem Vergüten und verleiht diesem Stahl eine große Duktilität unter gleichzeitiger Beibehaltung einer sehr großen Elastizitätsgrenze. Die Behandlung bei hoher Temperatur homogenisiert das Metall. Sie wird bei einer Temperatur von 900 bis 1O5O°C mit allmählichem Temperaturanstieg und Beibehaltung der Temperatur für einige Stunden durchgeführt und ist abhängig von der Stärke des Stückes (man muß die gewünschte Temperatur bis in den Kern des Stahlstückes vordringen lassen, ohne daß dabei die Bildung einer Querschnittsminderung auftritt). Das Abschrecken, das mit Wasser auf Umgebungstemperatur vorgenommen wird, macht das Korn des Metalles affin, indem die Bildung einer bainitigen Masse hervorgerufen wird, die durch die Härte des Stahls bedingt ist. Es umfaßt ein vorheriges Erhitzen auf eine Temperatur von 875 bis 95O°C innerhalb von einer Stunde mit allmählichem Temperaturanstieg in der Größenordnung von einigen Stunden. Das Vergüten, das bei einer Temperatur von 550 bis 68O°C durchgeführt

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wird, erhöht die Duktilität des Metalles (macht es weniger brüchig), ohne daß damit praktisch seine Widerstandsfähigkeit Schaden nimmt (das Metall behält eine hohe elastische Grenze). Der allmähliche Temperaturanstieg und das Beibehalten der Temperatur liegen in der Größenordnung von einigen Stunden. Die Temperatur-Stufe dauert lange.genug, beispielsweise 3 bis 5 Stunden.

Bei dem vorliegenden Zyklus der thermischen Behandlungen versteht man unter "Zeit in der Größenordnung von einigen Stunden" einen Zeitraum von im allgemeinen 2 bis 6 Stunden. Für das Anlassen und das Vergüten läßt man die Abkühlung im Anschluß an die Temperaturstufe mit unbewegter Luft folgen.

Die Erfindung hat auch die industriellen Verwendungen des erwähnten Stahles zum Gegenstand und insbesondere die Konstruktionen von Gegenständen aus einem Stück oder Gegenständen,die aus mehreren Stücken miteinander verschweißt sind.

Eine bevorzugte Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Stahles ist die folgende in Gew.-%: Kohlenstoff 0,09 bis 0,15; Mangan 1,30 bis 1,8; Molybdän 0,15 bis O,25j Silicium 0,1 bis 0,35; Vanadium 0,03 bis 0,05; Niob 0,025 bis 0,05; Schwefel

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unterhalb oder gleich 0,020; Phosphor unterhalb oder gleich 0,020 ; Aluminium 0,020 bis 0,050; Titan 0,020 bis 0,040; Nickel 0,10 bis 0,30; Chrom 0,10 bis 0,35. Der Rest ist Eisen.

Eine andere Zusammensetzung, die ebenfalls ausgezeichnete mechanische Eigenschaften bringt, ist die folgende: Kohlenstoff 0,09 bis 0,12 Gew.-%, Mangan 1,45 bis 1,60 Gew.-%, Molybdän 0,25 bis 0,35 Gew.-%, Silicium 0,25 bis 0,40 Gew.-%, Vanadium 0,035 bis 0,055 Gew.-%, Niob 0,005 bis 0,015 Gew.-%, Aluminium 0,015 bis 0,035 Gew.-%, Titan 0,002 bis 0,010 Gew.-%, Nickel 0,20 bis 0,30 Gew.-%, Chrom 0,10 bis 0,15 Gew.-%, Schwefel unterhalb oder gleich O,020 Gew.-% und Phosphor unterhalb oder gleich 0,030 Gew.-%. Der Rest ist im wesentlichen Eisen.

Der geringe Gehalt an Kohlenstoff ist besonders interessant in dem Falle einer geschweißten Konstruktion. Die leichte Erhöhung des Mangangehaltes im Verhältnis zu klassischen Stählen mit Mangan verzögert die Umwandlung von Austenit in Ferrit-Perlit. Das Molybdän begünstigt die bainitische Umwandlung, die in das Kornfeinen eingreift, und erhöht die Härtung durch Niederschlagen von Carbonitrlerungskomplexen. Das Vanadium fördert den Manganeffekt, indem es die Struktur durch Kornfeinen von Perlit modifiziert und indem es die Ela-

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stizitätsgrenze durch seine Anwesenheit in den gleichmäßig verteilten Endniederschlägen verbessert. Was Niob anbetrifft, so unterstützt es die Wirkung des Vanadiums, besonders hinsichtlich des Kornfeinens. Vanadium und Niob werden in geringen Mengen verwendet, um jedes schädliche Phänomen bei den späteren Operationen, wie dem Schweißen zu vermeiden. Diese Stahlart bringt verbesserte mechanische Eigenschaften mit sich und insbesondere eine weite Elastizitätsgrenze nach dem oben definierten Zyklus von thermischen Behandlungen .

Die Tabelle I unten gibt die nac h dem oben erwähnten Zyklus von thermischen Behandlungen erhaltenen mechanischen Eigenschaften für alle Stähle an, die in die Bereiche der speziellen Zusammensetzungen fallen.

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Tabelle I

mechanische Eigenschaften	minimale	fließende
W (in N/mm²)	650	700
E (in N/mm²)	550	600
E/W	0,85	0,88
A (in %)	18	22

Bruchenergie auf
V-gekerbten Querstab bei -50°C (in Joule)

20

Bruchenergie auf V-gekerbten Querstab bei Umgebungstemperatur (in Joule)

80

100

W: Bruchwiderstandsfähigkeit

E: Elastizitätsgrenze

N: Newton

A: Bruchdehnung

Beispiel 1

Ein Gußstück A wird in einem elektrischen Ofen mit basischem Bogen mit einem Fassungsvermögen von 3 to

hergestellt.

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Die Herstellungsprinzipien von Qualitätsstählen im basischen Bogenofen sind bekannt; jedoch unterscheidet sich die Behandlung des erfindungsgemäßen Gußstückes von der klassischen Art durch die Notwendigkeit/ einen Stahl zum Gießen mit einem relativ niedrigen Kohlenstoffgehalt, richtig entgast und desoxydiert, zu erhalten .

Hierfür wird die Bad-"Arbeit" durch Verschmelzen einer recarbonitrierten Charge und einem kontrollierten Mangangehalt in Anwesenheit eines Oxydationsmittels und unter einer Schlacke auf der Basis von Kalk erhalten. Die Bad-Arbeit wird dann durch Einblasen von gasförmigem Sauerstoff bei 6hbar innerhalb eines Zeitraumes in der Größenordnung von 2 Minuten beendet.

Die Entfernung der oxydierten Schlacke ist notwendig für eine gute Desphosphorierung.

Eine künstliche Schlacke läßt sich prinzipiell auf der Basis von Kalk aus Kalkstein und Flußspat herstellen. Eine Zugabe von Silico-Mangan, die 0,20 Gew.-% Mangan entspricht, wird vorgenommen, um den Gehalt an Kohlenstoff in diesem Stadium der Operation auf die gewünschte Höhe zu bringen.

Ein kurzes Einleiten von Sauerstoffgas mit 6 hbar innerhalb von 55 Sek. mit einem 21/27 mm Rohr wird

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5 Min. nach der Einlieferung unter dem Druck des Ofens vorgenommen. Diese Einleitung ermöglicht einerseits ein flüssiges und entgastes Stahlbad zu erhalten, obwohl sie während der Entfernung der oxydierten Schlacke und der Kalkzugabe aus Kalkstein freiliegt, so daß man nicht sicher sein kann, daß sie keine Feuchtigkeit aufnimmt, und ermöglicht andererseits eine flüssige und bedeckte Schlacke, die leicht durch Zugabe von Desoxydationsmitteln in Pulverform, wie Silico-Calcium, aktiv gemacht werden kann.

Die Zugabe von Molybdän erfolgt in Form von Eisenmolybdän, z.T. in die Charge, z.T. auf die weiße Schlacke, (d.h. der vollständig desoxydierten), zur Korrektion nach dem Analysenergebnis.

Der gewünschte Mangangehalt wird durch fortschreitende Zugaben von Silico-Mangan und Ferro-Mangan erhalten als Folge des Ergebnisses von schnellen Analysen im Verlaufe der Herstellung.

Vanadium und Niob werden in Form von Eisenlegierungen gegen Ende der Operation im Ofen zugefügt auf vollkommen desoxydierter Schlacke, die daran erkennbar ist, daß eine Entnahme, die mit einem mit Wasser abgeschreckten Schürhaken am Ausgang des Ofens vorgenommen wird, sehr klar, weiß-cremeartig erscheint und sich

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anschließend.schnell in Pulver umwandelt.

Die Enddesoxydationsmittel, Aluminium und Titan-Aluminium- Legierung, werden in der Gießpfanne zugesetzt. Die Füllung der Pfanne wird derartig vorgenommen, daß der Stahl zuerst in der Pfanne ankommt. (Gießtemperatur 165O⁰C).

Die für diesen Guß A erhaltene Analyse war folgende (in Gew.-%, der Rest war Eisen mit üblichen Verunreinigungen) :

C Mn Si _S P Ni Cr Mo

0,097 1,75 0,15 0,013 0,018 0,11 0,19 0,21

V Nb Ti Al

0,035 0,029 0,024 0,031

Die folgenden mechanischen Eigenschaften sind auf einem vertikal gegossenen Probequerstab eines 40 χ 40 mm-Abschnittes nach den angegebenen thermischen Behandlungen erhalten worden.

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TAbelle II

cn ο co co co cn

Homogenisierungsbehandlung AL =» Abkühlung in unbewegter Luft 5h

Abschrecken mit Wasser auf Umgebungstemperatur 5h

Vergüten

95O°C

AL

9 2 S⁰C

95O°C
~2h

925°C

95O°C

V ^5h
AL

/~2ΪΓ

AL

925°C

/lh

lh

/lh\ 5h' V

Wasser

600⁰C
3h

65O°C

3h

4h

AL

Mechanische Eigenschaften des Stahles

unabgeschreckt

nach beendetem nach beendetem Zyklus Zyklus

Bruchwiderstandsfähigkeit (W) ^x Elastizitätsgrenze (E) Verhältnis von E/W Bruchdehnung (%) Querschnittsverminderung (%)

Brinell-Härte

675	650
606	581
0,90	0,895
20	23
68,6	70,6
208	196

Fortsetzung Tabelle II

Bruchenergie*bei umgebungstemperatur

bei -50°C

128
34,4

139
35,9

cn ο co OO OO «Π

X

W und E in Newton/mm

Bruchenergie auf V-gekerbten Querstab (in Joule)

CD --J CD CD

Beispiel 2

Ein anderer Guß B wurde auf die gleiche Art hergestellt und ergab einen Stahl mit folgender Zusammensetzung in Gew.-%:

Kohlenstoff 0,111; Mangan 1,47; Molybdän 0,26; Silicium 0,32; Vanadium 0,046; Niob 0,013; Schwefel 0,016; Phosphor 0,019; Nickel 0,23; Chrom 0,15; Titan O,OO4; Aluminium 0,033; Rest Eisen und übliche Verunreinigungen.

Die folgenden mechanischen Eigenschaften dieses Stahles sind an einem vertikal gegossenen Querstab an einem 40 χ 40 mm-Abschnitt nach den angegebenen thermischen Behandlungszyklen erhalten worden.

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Tabelle III

GD (D OO

Homogenisierungsbehandlung AL = Abkühlung in unbewegter Luft

Abschrecken mit Wasser auf Umgebungstemperatur

Vergüten

Mechanische Eigenschaften

Zyklus 1

Zyklus 2

Zyklus 3

95O°C 95O°C 95O°C

^2h

5h -y 5h ^ 5h

AL AL AL

925°C 925°C 925°C

^lh

Wasser"

Wasser

ohne

600°C 65O°C '

3h

4h ^ 4h

AL AL

Zyklus 1

Zyklus 2

Zyklus 3

unabgeschreckt vergütet bei vergütet bei

600°C

65O°C

σι ι

Bruchwiderstands (W) fähigkeit

Elastizitätsgrenze (E) Verhältnis von E/W Bruchdehnung (%) 815
653
0,80
14

765
675
0,88
20

720 658 0,91 21

ro cn ro

Fortsetzung Tabelle III

Querschnittsverminderung (%) 42 65 66

Brinell-Härte 252 239 225

XX

Bruchenergie

bei Umgebungstemperatur 56 82 98

bei -50⁰C 16 30 42

CD

⁰⁰ x 2

σο W und E in Newton/mm

ο ^xx Bruchenergie auf einem V-gekerbten Querstab in Joule.
co

Die verschiedenen Eigenschaftswerte zeigen, daß der erfindungsgemäß hergestellte Stab in mehrerer Hinsicht bemerkenswert ist.

1) Hinsichtlich einer weiten Elastizitätsgrenze.

2) Hinsichtlich des hohen EA^-Verhältnisses.

3) Hinsichtlich des sehr guten Bruchenergiewertes auf der V-gekerbten Querstabprobe und das sogar bei -5O°C, was für einen Baustahl eine sehr tiefe Temperatur ist.

4). Hinsichtlich der sehr geringen Differenz zwischen der Harte nach dem Abschrecken mit Wasser und der nach dem Vergüten.

Diese letztere Eigenschaft ist sehr günstig für die Eignung zum Schweißen. Tatsächlich würden gleichwertige Elastizitätseigenschaften, die mit einem durchschnittlich legierten Stahl erhalten werden, zu einer notwendigen Abschreckbarkeit des Stahles führen, die sich durch einen Bereich hoher Härte in der durch Schweißen bedingten thermischen Zone ausdrückt. Diese gehärtete Zone unter den Schweißraupen ist in der Hauptsache verantwortlich für die Zerbrechlichkeit von verschweißten Konstruktionen und macht in den meisten Fällen eine thermische Behandlung erforderlich.

Im Gegensatz dazu - und das ist einer der gewünsch-

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Seitenzahl übersprungen

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ten Eigenschaften der vorliegenden Stahlart - tritt keine nennenswerte Erhöhung der Härte unterhalb der Schweißraupe bei dem erfindungsgemäßen Stahl auf.

Andere Versuche haben ergeben, daß der erfindungsgemäße Stahl bei den üblichen Schweißtests völlig befriedigt.

I. Praktische Auftragsschweißungsversuche

Die Schwelle der Schweißnahtrißigkeit beim Biege/Metallauf tragsschweißung-Test, die im Gegensatz zu der mit einem stärker legierten Stahl steht, zeigt die äquivalenten mechanischen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der weiten Elastizitätsgrenze,

II. Implantationsversuche des Schweißinstitutes Paris, Frankreich

Ein erfindungsgemäßes Metallprobestück wurde mit Erfolg diesem Test unterworfen.

Ein Implantat, das unter einer Beanspruchung von

ο
550 N/mm stand, zeigte keine Spur von Rißigkeit.

Ill· Mechanische Eigenschaften einer aus mehreren

Stücken bestehenden und verschweißten Konstruktion aus dem erfindungsgemäßen Stahl.

Die im Rahmen eines praktischen Versuches erhaltenen

mechanischen Ergebnisse waren folgende:

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Zugversuche

Que^_zur_S£hwei.ßung_ und zum Bajsismetall

Bruchwiderstandsfähigkeit (W) Elastizitätsgrenze (E) Bruchdehnung (A) Bruchkontraktion (£) I_n_der_S£hwejLßun£ Bruchwiderstandsfähigkeit (VJ) Elastizitätsgrenze (E) Bruchdehnung (A) Bruchkontraktion (£) Im_Basd.smeta]Ll_ Bruchwiderstandsfähigkeit (W) Elastizitätsgrenze (E) Bruchdehnung (A) Bruchkontraktion (£) Bruchenergi_e_auf_el₁nem_V^g£kerbten_Querstab bei ^50⁰C, der geringste erhaltene Wert: die der Hitze ausgesetzte Zone 24 Joule in der Schweißung (niedergeschlagenes Metall) 44 Joule
im Basismetall 26 Joule

Alle oben angeführten Ergebnisse rühren von Proben her, die im Zustand "brut de soudure" gezogen, d.h. ohne daß die spätere thermische Behandlung erfolgt

war.

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705	N/mm
603	N/mm2
18	%
65	^%
739	N/mm
629	N/mm²
19	%
46	^%
714	N/mm²
631	N/mm²
20	%
70	_%

Das Interesse an dieser neuen Stahlart, die den erwähnten thermischen Behandlungen unterworfen wurde, besteht darin, daß

1. die mechanischen Eigenschaften genügend hoch sind, um den Stahl bei Verwendung gegenüber Beanspruchungen, insbesondere bei tiefer Temperatur, widerstandsfähig zu machen.

2. die Duktilitätseigenschaften ermöglichen, die Verformung unter den Gesamtbedingungen der Instandhaltung bei der Verwendung vorzunehmen.

3. die gute Schweißbarkeit ermöglicht - neben der Herstellung von verschweißten Konstruktionen - Reparaturen oder Auftragsschweißung bei der Verwendung ohne besondere Vorkehrungen.

Die industriellen Anwendungen sind sehr verschieden. Die hohe Elastizitätsgrenze, das E/W-Verhältnis und die gute Schweißbarkeit lassen sich auch gut für Konstruktionen aus einem Stück verwenden sowie zur Herstellung von verschweißten Konstruktionen aus mehreren Stücken, wobei die wichtigen mechanischen und Duktilitätseigenschaften mit guter Eignung zum Schweißen beibehalten werden.

Die Anwendungsgebiete dieses Stahles sind folgende:

1. der Bausektor

2. der Schiffsbau - 23 -

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3. der Automobilbau

4. der Eisenbahnbau, insbesondere die Verwendung für automatische Kupplungen aus einem Stück oder aus mehreren miteinander verschweißten Stücken für Eisenbahnwagen und Eisenbahnwaggons.

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Claims

Patentansprüche

1. Schweißbare:Gußstahl mit weiter Elastizitätsgrenze, dadurch gekennzeichnet, daß er 0,09 bis 0,15 Gew.-% Kohlenstoff, 1,3 bis 1,8 Gew.-% Mangan, 0,15 bis 0,35 Gew.-% Molybdän, 0,10 bis O,4O Gew.-% Silicium, 0,03 bis 0,06 Gew.-% Vanadium, 0,005 bis 0,05 Gew.-% Niob oder Tantal, 0,015 bis 0,050 Gew.-% Aluminium, 0,002 bis 0,040 Gew.-% Titan, 0,1 bis 0,3 Gew.-% Nickel, 0,1 bis 0,25 Gew.-% Chrom, Schwefel unterhalb oder gleich 0,020 Gew.-% und Phosphor unterhalb oder gleich 0,030 Gew.-% enthält und daß der Rest Eisen ist, daß er einem Zyklus von thermischen Behandlungen unterworfen worden ist, die aus einer Homogenisierungshehandlung bei hoher Temperatur, dem Abschrecken in Wasser und der Vergütung bestehen, daß er eine Mikröstruktur von sehr feinem Korn aufweist, die von Bainit mit einem geringen Kohlenstoffgehalt und von durch Anwesenheit von feinen Niederschlägen von Carbonitrierungskomplexen, insbesondere von Molybdän, Vanadium und Niob oder Tantal gehärtetem Ferrit gebildet wird und daß dieser Stahl bei guter Schweißbarkeit eine weite Ela-

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stizitatsgrenze von oberhalb oder gleich 550 N/irm , ein Verhältnis von Elastizitätsgrenze zu Bruchwiderstandsfähigkeit von oberhalb 0,85 und einer Bruchenergie bei -50°C auf einem V-gekerbten Querstab von oberhalb oder gleich 20 Joule.

2. Gußstahl gemäß Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daßer 0,09 bis 0,15 Gew.-% Kohlenstoff, 1,3 bis 1,8 Gew.-% Mangan, 0,15 bis 0,25 Gew.-% Molybdän, 0,10 bis 0,35 Gew.-% Silicium, 0,03 bis 0,05 Gew.-% Vanadium, 0,025 bis 0,05 Gew.-% Niob, 0,02 bis 0,05 Gew.-% Aluminium, 0,02 bis 0,04 Gew.-% Titan, 0,1 bis 0,3 Gew.-% Nickel, 0,10 bis 0,25 Gew.-% Chrom, Schwefel unterhalb oder gleich 0,02 Gew.-% und Phosphor unterhalb oder gleich 0,02 Gew.-% enthält und daß der Rest Eisen ist.

3. Gußstahl gemäß Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß er 0,097 Gew.-% Kohlenstoff, 1,75 Gew.-% Mangan, 0,21 Gew.-% Molybdän, 0,15 Gew.-% Silicium, 0,035 Gew.-% Vanadium, 0,029 Gew.-% Niob, 0,013 Gew.-% Schwefel, 0,018 Gew.-% Phosphor, 0,11 Gew.-% Nickel, 0,19 Gew.-% Chrom, 0,024 Gew.-% Titan, 0,031 Gew.-% Aluminium enthält und daß der Rest Eisen mit üblichen Verunreinigungen ist.

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4. Gußstahl gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 0,09 bis 0,12 Gew.-% Kohlenstoff, 1,45 bis 1,60 Gew.-% Mangan, 0,25 bis 0,35 Gew.-% Molybdän, 0,25 bis 0,40 Gew.-% Silicium, 0,035 bis 0,055 Gew.-% Vanadium, 0,005 bis 0,015 Gew.-% Niob, 0,015 bis 0,035 Gew.-% Aluminium, 0,002 bis 0,010 Gew.-% Titan, 0,2 bis

O,3 Gew.-% Nickel, 0,1 bis 0,15 Gew.-% Chrom, Schwefel unterhalb oder gleich 0,020 Gew.-%, Phosphor unterhalb oder gleich 0,030 Gew.-% enthält und daß der Rest im wesentlichen Eisen ist.

5. Gußstahl gemäß Anspruch 4,dadurch gekennz eichnet, daß er 0,111 Gew.-% Kohlenstoff, 1,47 Gew.-% Mangan, 0,26 Gew.-% Molybdän, 0,32 Gew.-% Silicium, 0,046 Gew.-% Vanadium, 0,013 Gew.-% Niob, 0,016 Gew.-% Schwefel, 0,019 Gew.-% Phosphor, 0,23 Gew.-% Nickel, 0,15 Gew.-% Chrom, O,OO4 Gew.-% Titan, 0,033 Gew.-% Aluminium enthält und daß der Rest Eisen mit üblichen Verunreinigungen ist.

6. Verfahren zur Herstellung von Gußstahl gemäß Anspruch 1 bis 5 durch Verschmelzen des Gemisches der Bestandteile, durch Zusetzen von Deeoxydationsmitteln zum geschmolzenen Gemisch und durch Gießen dieses Gemisches bei einer Temperatur von

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16OO bis 169O°C und durch sich daran anschließendem Zyklus von thermischen Behandlungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklus der thermischen Behandlungen aus einer Homogenisierungsbehandlung bei einer Temperatur von 900 bis 1050⁰C mit allmählichem Temperaturanstieg und aus dem Beibehalten der Temperatur für einige Stunden, aus dem Abschrecken mit Wasser auf Umgebungstemperatur, aus dem anschließenden 1-stündigen Erhitzen etwa auf einer Temperatur von 875 bis 95O°C mit allmählichem Temperaturanstieg von einigen Stunden und aus dem Vergüten bei einer Temperatur von 550 bis 68O°C mit allmählichem Temperaturanstieg und dem Beibehalten der Temperatur von einigen Stunden besteht.

7. Verwendung des Gußstahls gemäß Anspruch 1 bis 6 zur Herstellung von Gegenständen aus einem Stück und von Gegenständen aus mehreren Stücken durch Verschweißen und insbesondere zur Herstellung von automatische Kupplungen aus einem Stück oder mehreren Stücken durch Verschweißen für Eisenbahnwagen und Eisenbahnwaggons.

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