DE2555919A1

DE2555919A1 - Kette und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2555919A1
Application number: DE19752555919
Authority: DE
Inventors: Sten Lennart Prof Bergh; Barbro Marie Rohlin; Gustav Nils Herman Westerbergh
Original assignee: Stora Kopparbergs Bergslags AB
Current assignee: Stora Enso Oyj
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1975-12-12
Publication date: 1976-06-24
Also published as: NL7514935A; FR2296017A1; NO754302L; NO142432B; NO142432C; FR2296017B3; US4002509A; JPS5188421A; SE382830B; GB1525618A

Description

Priorität; v.23.Dezember 1974 in Schweden Anm.No.: 74-16252-0

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stahlketten, d.h. von Ketten hoher Festigkeit und hoher Zähigkeit für die Verwendung als Ankerkette für sehr große Fahrzeuge, wie Supertanker und schwimmende Ölbohrungsplattformen .

Mit dem Auftreten groß dimensionierter Träger machte es die ständig zunehmende Größe solcher Fahrzeuge erforderlich, die Abmessungen von Akerketten, die in herkömmlicher Weise hergestellt wurden, derart zu vergrößern, daß die Kette wegen ihrer Größe und ihres Gewichtes schwierig zu handhaben wurde. Daher wurden Versuche unternommen, die Festigkeit der Kette durch Legierungszusätze und durch Abschrecken und Tempern zu steigern,

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im Bestreben, die Größe der Kette zu vermindern. Diese Versuche führten jedoch entweder zu gesteigerten Rohmaterialkosten oder zu einem komplizierten Herstellungsverfahren, welches beides die Kette teurer machte.

Nach der Erfindung bekommt man eine Kette mit hoher Festigkeit und mit einem hohen Schlagfestigkeitswert unter Verwendung einer vergleichsweise billigen Stahllegierung sowie ein hierauf gerichtetes Herstellungsverfahren. Auf diesem Gebiet bedeutet "hohe Festigkeit" Festigkeit durch Bestimmung in Zugfestigkeits- oder Zerreißfestigkeitsversuchen und der hohe Schlagfestigkeitswert ist durch Charpy-V-Tests definiert. In diesem Begleittext versteht man unter einer Kette mit "hoher" Festigkeit eine Kette mit einer Zugfestigkeit von wenigstens

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880 Newton/mm (90 kg/mm ) und gleichzeitig mit einem Schlagfestigkeitswert bei -O⁰C von wenigstens 27 Joule (2,8 kgm) .

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Ausgangsmaterial ein Stahlbarren aus

C 0,004 - 0,10 Gew.-%

Al (säurelöslich) Nb (Cb) oder V und Fe mit normalen Verunreir Mn + Cr vorzugsweise

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o,	1	- 1,2	Il
2,	2	- 3,0	Il
Ir	5	- 3,0	Il
1,	10	- 0,60	Il
0,	005	- 0,020	Il
0,	015	- 0,10	Il
0		- o,i	Il
un	gen,	wobei
4		- 5,5	" ausmachen.

Unter säurelöslichem Al versteht man den Aluminiumgehalt in dem Stahl mit Ausnahme dessen, der an Sauerstoff gebunden ist.

Der Barren wird in üblicher Weise bei gewöhnlich heißen WaIztemperaturen, wie bei 1250 bis 85O°C, die im Austenitbereich liegen, heiß zu einer Stange einer geeigneten Abmessung für die Kettenherstellung gewalzt, wie zu einem Durchmesser von 50 mm bis 150 mm. Die Stange, die man gewöhnlich in Luft abkühlen läßt, während sie zu der Kettenherstellung transportiert wird, wird zu Stücken von vorbestimmter Länge zerschnitten, welche dann nach Widerstandserhitzung auf die Arbeitstemperatur von 700 bis 900⁰C gebogen und einer Abbrennschweißung unterzogen werden, um die Kettenglieder in einer Kette miteinander zu verbinden. Abbrennschweißung ist ein Widerstandsschweißverfahren> in welchem zwischen den Verbindungsgliedern ein Lichtbogen geschlagen und gehalten wird, bis die Schweißhitze erreicht ist. Der Strom wird dann abgeschaltet, und das Schweißen erfolgt, indem man die Teile zusammenbringt .

Die Kette wird dann auf eine Temperatur von 700 bis 900 C, vorzugsweise von 750 bis 86O°C erhitzt, und dann läßt man sie in Luft abkühlen. Diese Herstellung erfordert keine spezielle ■Einrichtung für die Härtung oder dergleichen.

In der folgenden Tabelle sind einige Beispiele der Anwendung der Erfindung gezeigt. In der Tabelle bezeichnen die

Proben A Stahlballen mit der Zusammensetzung 0,07 Gew.-% C,

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2,45 Gew.-% Mn, 2,10 Gew.-% Cr, 0,20 Gew.-% Mo und 0,06 Gew^-% Al. Die Proben B enthalten zusätzlich 0,03 Gew.-% Nb (Cb), während die Proben C anstelle von Nb (Cb) zusatz-⁴ lieh 0,09 Gew.-% V enthalten. Die Probe D besitzt Analysenwerte gerade äußerhalb des nach der Erfindung bezeichneten metallurgischen Bereiches, nämlich 0,05 GewV-% C, 0,24 d'ew.-% Si, 2-,43 Gew.-%' Mn, 3,9 Gew.-% Cr,-' 0,32 Gew.-% Mo, 0,04 Gew.-% Nb (Gb) und 0,090 Gew.-% Al. Die Proben A, B und C haben mit anderen Worten eine Zusammensetzung gemäß der· Erfindung. ■■ ' " ■ ■ -_:

Unter den Proben A wurde I nach der Erfindung behandelt, was nicht für die Proben II und III zutrifft. Alle Proben B und C sind Legierurigsbarren, die in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt wurden.

Die Barren aus den oben bezeichneten Legierungen wurden zu Stangen mit einem Durchmesser von 78 mm bei einer Endwalztemperatur von etwa 1000°C gewalzt. Die Stangen wurden dann bei einer Temperatur von etwa 800 C zu Kettengliedern gebogen und einer Äbbrennschweißung unterzogen, und die Kettenglieder wurden nach dem Kühlen auf eine Temperatur von 680 bis 97O°G^erhitzt, worauf man sie in Luft abkühlen ließ. Die

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Zugfestigkeit in Newton/mm (kg/mm ), die Dehnung in %, der Schlagfestigkeitswert in Joule (kgm) und die Brüchigkeitsübergangstemperatur (brittle transition temperature) in C wurden für den Körper des Kettengliedes (G) und auch für die Schweißverbindung (S) des Kettengliedes bestimmt. Unter dem Begriff der Brüchigkeitsübergangstemperatur versteht man

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die Temperatur in ⁰C, wo der Schlagfestigkeitswert, bestimmt in einem Charpy-V-Test, 27 Joule (2,8 kgm) beträgt.

Wie aus der nachfolgenden Tabelle klar ersichtlich ist, ergibt eine zu hohe Hitzebehandlungstemperatur (d.h. oberhalb 900°C) in der Probe A II eine zu geringe Zähigkeit, d.h. von weniger als 27 J (2,8 kgm) der Schweißverbindung, während eine zu niedrige Hitzebehandlungstemperatur in A III (d.h.

von weniger als 700⁰C) zu einer zu niedrigen Festigkeit, d.h.

2 2 von weniger als 880 Newton/mm (90 kg/mm ) bereits in dem Körper des Kettengliedmaterials führt.

Die Probe D mit einem übermäßig hohen Gehalt an Cr (größer als 3,0 %) führt zu einem zu niedrigen Schlagfestigkeitswert der Schweißverbindung.

Gemäß der Erfindung vriegt eine Kette mit vergleichbaren Eigenschaften (Bruchbelastung 650 000 kg) aus einer herkömmlichen Kettenlegierung von C = 0,29 Gew.-%, Si = 0,50 Gew.-%, Mn = 1,6 Gew.-% und V = 0,09 Gew.-% bei einer Länge von 100 m 23 000 kg {Kettendurchmesser 100 mm), während eine Kette nach der vorliegenden Erfindung mit den gleichen Eigenschaften bei der gleichen Länge nur 15 000 kg wiegt (Kettendurchmesser 80 mm).

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Tabelle

Probe Hitze-Ur. behandlungs- temperatur,

Zerreißfestigkeit Dehnung, N/miti2 (kg/miti2) %

Schlagfestigkeitswert
bei °C C, J(kgm)

Brüchigkeitsübergangs temperatur,

	AI	775	G 960	(98)	19	100	(10)
CT>			S 950	(97)	13	60	( 6)
O CD	A II	970	G 1100	(112)	14	40	( 4)
OO			S 1080	(110)	11	25	( 3)
on	A III	680	G 840	(86)
O	B I	800	G 970	(99)	18	160	(16)
ro			S 920	(94)	12	43	(4,3)
	B II	780	G 990	(101)	20	150	(15)
			S 970	(99)	11	35	(3,5)
	C I	775	G 940	(96)	18	135	(14)
			S 930	(95)	11	40	( 4)
	C II	800	G 930	(95)	16	180	(18)
			S 940	(96)	12	100	(10)
	D	765	G 930	(95)	14	150	(15)
			S			25	(2,5)

-90

-100 -90 -90 -120

cn cn co

Claims

- 7 Patentansprüche

y^N : . 2

/1.)Stahlkette mit hoher Zugfestigkeit von wenigstens 880 N/mm (90 kg/mm ) und einer Schlagfestigkeit bei -OC von wenigstens 27 J (2,8 kgm), dadurch gekennzeichnet, daß sie; * , _
0,04 bis 0,10 Gew.-% C, , i

0,1. bis 1,2 Gew.-% Si, ' . [

2,2; bis 3,0 Gew.-% Mn, '.

1,5 bis 3,0 Gew.-% Cr, ;

0,10 bis 0,60 Gew.,-% Mo, . :

O,OO5 bis 0,020 Gew.-% N, > j

0,03.5 bis 0,060 Gew.-% säurelösliches Aluminium,
bis zu 0,1 Gew.-% Nb (Cb) und Fe mit normalen Verunreinigungen enthält. '
2. Kette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 4 bis 5,5 Gew.-% Mn + Cr enthält.
3. Kette naah Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
sie 0,015 bis 0,10 Gew.-% säurelösliches Aluminium enthält.
4. Verfahren zur Herstellung einer Kette nach Anspruch 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Stahlbarren der
in den Ansprüchen 1 bis 3 angegebenen Zusammensetzung zu
einer Stange einer für die Verwendung in einer Kette geeigneten Abmessung heißwalzt, die Stange auf vorbestimmte Längen in Stücke zerschneidet, nach einem Widerstandserhitzen dieser

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Stücke auf 700 bis 900⁰C sie unter Verbindung zu Gliedern einer Kette biegt und einer Abbrennschweißung unterzieht, die Kette dann durch Erhitzen auf eine Temperatur von
700 bis 900°C normalisiert und schließlich in Luft abkühlt.
5. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kette einer Temperatur von 750 bis 86O°C normalisiert.

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