DE2750623A1

DE2750623A1 - Ferritischer edelstahl

Info

Publication number: DE2750623A1
Application number: DE19772750623
Authority: DE
Inventors: Hyogo Amagasaki; Hisao Fujikawa; Isamu Koizumi; Hirofumi Makiura; Taishi Moroishi; Yuji Shoji
Original assignee: Nippon Stainless Steel Co Ltd; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Stainless Steel Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1976-11-12
Filing date: 1977-11-11
Publication date: 1978-05-24
Also published as: GB1547070A; JPS5621824B2; CA1086538A; DE2750623C2; US4140526A; FR2370799B1; FR2370799A1; JPS5360814A

Description

Die Erfindung betrifft einen ferritischen Edelstahl mit erhöhtem Wärmewiderstandswert und verbesserter Schweißbarkeit. Derartige Edelstahle werden insbesondere bei Gegenständen verwendet, die eine verbesserte Schweißbarkeit sowie Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen erfordern. Als derartige Beispiele können ein Recuperator oder ein Abgasspeicherofen eines Abgaskonverters von Automobilen und andere Arten von Gasverbrennungseinrichtungen angegeben

werden. 30

Ferritische Edelstahle, wie Stahl mit der Typenbezeichnung JIS SUS 430 entsprechend der Typenbezeichnung AISI 430, werden in großem Maße beispielsweise für Baumaterialien, Küchengeräte und Automobile verwendet, da sie billiger als austenitische Edelstahle sind. Der ferritische Edelstahl weist jedoch im Temperaturbereich

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von 900 bis 1000⁰C keinen guten Wärmewiderstand auf. Beim wiederholten Erhitzen und Abkühlen dieses Edelstahls erfolgt erhebliches Absplittern von Zunder selbst bei Temperaturen von etwa 800 bis 900⁰C. Daher wird der ferritische Stahl als gut geeignet zur Verwendung bei Abgaskonvertern von Automobilen angesehen, da der erwähnte Zunder eine derartige Vorrichtung verstopfen kann.

Austenitische Edelstahle, beispielsweise vom Typ JIS SUS 30*1 (AISI 304), sind im Hinblick auf ihren Wärmewiderstandswert den ferritischen Edelstahlen überlegen. Wenn jedoch der austenitische Edelstahl zusammen mit einem Kohlenstoffstahl oder einem niedrig legierten Stahl verwendet wird, so besteht die Gefahr, daß die so hergestellte Vorrichtung im Betrieb zusammenbricht, und zwar aufgrund der großen Unterschiede in ihren thermischen Expansionskoeffizienten. Da der thermische Expansionskoeffizient des ferritischen Edelstahls dem des Kohlenstoffstahls sehr ähnlich ist, so ist es beispielsweise im Falle eines Abgaskonverters eines Automobils mit einem inneren Zylinder aus Wärmewiderstandsfähigem Stahl und einem äußeren Zylinder aus Kohlenstoffstahl wünschenswert, den inneren Zylinder aus ferritischem Edelstahl herzustellen. Wie jedoch bereits ausgeführt, weist der bisher bekannte ferritische Edelstahl einen geringeren V/ärmewiderstandswert auf. Außerdem ist die Schweißbarkeit bei dem bekannten ferritischen Edelstahl unbefriedigend, so daß er zur Herstellung komplizierter Gegenstände ungeeignet ist. Daher ist angenommen worden, daß die Verwendung ferritischer Edelstahle für derartige Zwecke

nicht geeignet ist. 30

Ausder JA-OS 3927/1973 ist eine Wärmewiderstands fähige Eisenlegierung bekannt , die 15 bis 30 Gewichtsprozent Cr und 2 bis 7 Gewichtsprozent Al, Rest Ee enthält. Die Legierung kann zusätzlich mindestens eines der Elemente Ti, Zr, Ce oder Y in einer Gesamtmenge von nicht mehr als ein Gewichtsprozent aufweisen. Da die Legierung in einer Atmosphäre

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^Γ . r- 2 V b Ü b -ί 3 ^Π

mit Bleioxid (PbO) verwendet werden soll, weist sie bis zu 2 bis 7 Gewichtsprozent Al auf. Ein derartig großer Al-Gehalt macht die Legierung so hart, daß sie nur sehr schwer bearbeitet werden kann. Darüber hinaus ist die Schweißbarkeit sehr schlecht Daher kann die Legierung nicht für solche Zwecke verwendet v/erden, wo nicht nur eine gute Bearbeitung und Handhabung sondern auch eine gute Schweißbarkeit erwünscht sind. Da Y und die Seltenen Erdmetalle , beispielsweise Ce, leicht oxidierbar sind, ist es außerordentlich schwierig, diese Elemente in die Stahlschmelze einzubringen . Deshalb ist die Herstellung der Legierung nicht praktikabel.

Andererseits ist ein ferritischer Edelstahl mit Zr in der JA-OS 1^586/1963, in dem Konferenzprotokoll "Electric Furnace Conference Proceedings", Bd. 19 (1961), AIIlI, Seiten 70 bis 83, und in der JA-OS 35^18/1970 offenbart. Gemäß der JA-OS 1^586/1968 wird Zr zugegeben, um eine Wulstbildung bei den ferritischen Edelstahlen zu verhindern, doch wird nichts über den Einfluß des Zr auf den Wärmewiderstand und auf die Schweißbarkeit offenbart. Außerdem ist bei dem offenbarten Ausführungsbeispiel das prozentuale Verhältnis von Zr (in Prozent) zu der Summe C (in Prozent) + N (in Prozent) sehr klein , Deshalb kann bei der Lehre dieser Druckschrift keine Verbesserung des Wärmewiderstandswertes

²⁵ erwartet werden. Der erwähnte Konferenzbericht "Electric

Furnace Conference Proceedings", Seiten 70 bis 88, lehrt ebenfalls die Zugabe von Zr, um die Wulstbildung zu verhindern. In dieser Vorveröffentlichung wird nichts erwähnt über die Verbesserung des Wärmewiders tandswertes und der

30 Schweißbarkeit. Die JA-OS 35^13/1970 offenbart einen

Automatenstahl vom Typ des ferritischen Edelstahls mit 0,2 bis 0,55 Gewichtsprozent Schwefel. Außerdem ist Zr zusammen mit Ho in einer Gesamtmenge von nicht mehr als 2,0 Gewichtsprozent enthalten, um die Dehnbarkeit und Biegsamkeit

³⁵ bei hoher Temperatur zu verbessern.

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Dem Anmeldung gegenstand am nächsten kommt die JA-OS 146512/

1975. Diese JA-OS offenbart einen ferritischen Edelstahl mit 11,0 bis 20,0 Gewichtsprozent Cr, 0,01 bis 0,10 Gewichtsprozent C, höchstens 1,5 Gewichtsprozent Si, höchstens 1,5 Gewichtsprozent Mn, 0,10 bis 1,5 Gewichtsprozent Zr, Rest Eisen. Der Zusatz von Zr dient zur Verbesserung des Oxidationswiderstandes, der Kaltbearbeitungseigenschaften und der Schweißbarkeit. Diese JA-OS lehrt jedoch nichts

über die technische Bedeutung hinsichtlich der Einhaltung des 10

prozentualen Verhältnisses von Zr (in Prozent) zu C (in Prozent) + N (in Prozent) auf einem Wert gr3ßer als 7. Das Verhalten sowie der Einfluß von C und N auf die Eigenschaften der sich daraus ergebenden Stahllegierung wurden nicht untersucht oder festgestellt. Tatsächlich ist der H-Gehalt nicht beschränkt und ist bis zu einer Menge zulässig wie bei den bekannten, ferritischen Edelstahlen (d.h. etwa 0,02 bis 0,03 Gewichtsprozent) .

Obwohl zirkonhaltige Edelstahle 20

bekannt waren, um mit der Zugabe von Zr die Bearbeitbarkeit und den Oxidationswiderstand zu verbessern, wurden keinerlei Überlegungen hinsichtlich der Beziehung des Zr-Gehalts zu dem Gehalt an C plusII gemacht . Es wurde aber durch die Zugabe von Zr keine zufriedenstellende Verbesserung des Oxidations-ο

Widerstandes bei hoher Temperatur, der Bearbeitbarkeit und der Schweißbarkeit erhalten. Schließlich offenbart die US-PS 3 992 193 einen ferritischen Edelstahl mit 19 bis 35 Gewichtsprozent Cr, in dem der Gehalt an N plus C begrenzt ist. Diese bekannte Legierung enthält außerdem Ti und Al, jedoch kein Zr. Obwohl hier der Anteil an ΪΙ und C begrenzt ist, ist diese Beschränkung vorgenommen worden, um die Brüchigkeit nach dem Schweißen zu vermelden und um den Widerstand gegen Feuchtigkeitskorrosion (d.h. interkristalline Korrosion) zu verbessern. Dies besagt nichts über die sog. Trockenkorrosion (d.h. den Widerstand gegen Oxidation bei hoher Temperatur).

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- JOf -

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen ferritischen Edelstahl zu schaffen, der bei verbesserten Kaltbearbeitungseigenschaften und verbesserter Schweißbarkeit einen erhöhten Oxidationswiderstand bei hohen Temperaturen aufweist; ein derartiger Edelstahl ist insbesondere zur Herstellung von Gegenständen geeignet, die bei hohen Temperaturen verwendet werden sollen, beispielsweise bei einem Abgaskonverter für Automobile.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die anliegende Ί0 Zeichnung näher erläutert. Die Fig. 1 und 2 zeigen Diagramme der Versuchsergebnisse der Beispiele 2 und 3.

Der erfindungsgemäße, ferritiache Edelstahl hat im wesentlichen folgende Zusammensetzung:
15

Cr 11,0 bis 20,0 Gewichtsprozent,

C weniger als 0,10 Gewichtsprozent,

Si weniger als 1,5 Gewichtsprozent,

Hn weniger als 1,5 Gewichtsprozent,

²⁰ Zr v/eniger als 1,5 Gewichtsprozent,

wobei das prozentuale Verhältnis von (Zr(S)) / (C(%) + N(%))

"größer als 7 ist,

Rest Fe und übliche Verunreinigungen, und wobei der Stickstoffgehalt auf weniger als 0,015 Gewichtsprozent

begrenzt ist.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es erforderlich ist, den M-Gehalt so niedrig wie möglich zu halten, um all die vorgenannten gewünschten Eigenschaften zu erhalten, und daß ein nachteiliger Einfluß von N und C erfolgreich verhindert werden kann, indem eine geeignete Menge von Zr hinzugefügt wird, so daß ein verbesserter, ferritischer Edelstahl mit unerwartet guten Eigenschaften erhalten

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¹ wird.

Entsprechend den im Rahmen der Erfindung durchgeführten Untersuchungen bezüglich des nachteiligen Einflusses des N und C auf den Oxidationswiderstand von Stahl ergibt sich, daß der in der Stahllegierung enthaltene C und N sich beim Erhitzen auf eine Temperatur um 100O⁰C in Gase umwandelt, wodurch der schützende Oberflächenfilm des Stahls aufgebrochen wird. Da außerdem N und C erhebliche Austenitblldner sind, bilden sie bei relativ großem Lösungsanteil in der Stahlzusammensetzung eine austenltlsche Phase bei einer Temperatur oberhalb etwa 85O°C, was zu einer austenitischen und ferritischen Duplexphase führt, die keinen zufriedenstellenden Oxidationswiderstand bei hohen Temperaturen zeigt. Dies liegt daran, daß die Diffusionsrate von Cr in der austenitischen Phase verglichen zu der in der ferritischen Phase bemerkenswert niedrig ist, so daß eine ausreichende Zufuhr von Cr zur Oberfläche durch die Diffusion von Cr nicht erwartet werden kann. Daher wird in diesem Fall keine Ausbildung eines Crreichen Oberflächenoxidfilms gefunden. Daher ist es wünschenswert, den N- und C-Gehalt des ferritischen Edelstahls so gering wie möglich zu halten.

Außerdem ist herausgefunden worden, daß der Einfluß von N auf die Eigenschaften der Edelstahle stärker als erwartet ist, und daß die Auswirkung von N stärker ist als die von C. Zusätzlich zu dem Einfluß des N auf den Oxidationswiderstand hat dies Auswirkungen auf die Bearbeitbarkeit, da sich mit steigendem N-Gehalt mehr Nitride ausbilden, die die Reinheit

dss Stahls mindern, was zu einer schlechteren Bearbeitbarkeit führt. Falls ein großer Anteil von N in dem Stahl enthalten ist, ist auch ein höherer Anteil an Zr erforderlich, urn die nachteilige Wirkung des II auszuschalten. Ein übermäßiger Anteil an Zr führt Jedoch nicht nur dazu, daß die

Matrix porös wird, sondern auch zu einer Erhöhung der Herstellungskosten.

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Daher wird erfindungsgemäß der N-Gehalt so gering wie möglich gehalten, und zwar durch sorgfältige 3ehandlung der Schmelze, beispielsweise in einem Vakuumschmelzprozeß, in einem VOD-Prozeß, einem AOD-Prozeß usw., wobei der maximal zulässige Gehalt an N 0,015 Gewichtsprozent beträgt, der wesentlich geringer ist als bei bekannten, ferritischen Edelstahlen.

Es ist bekannt, daß Zr dazu neigt, mit C und M Carbide bzw. Nitride zu bilden. Das dem Legierungsgemisch zugefügte Zr

bildet leicht Carbide und Nitride, um den nachteiligen Einfluß von N und C auszuschalten, die in dem Legierungsgemisch im freien Zustand enthalten sind. Im Rahmen der Erfindung ist außerdem herausgefunden worden, daß freies Zr die Adhäsion des Cr-reichen, oxidischen Oberflächenschutzfilms verbessern kann. Daher muß Zr in einer "!enge vorhanden sein, die größer ist als die stjchiometrische Menge von Zr, die mit dem gesamten, in der Legierungsmischung enthaltenen C und N reagiert.

Daher besteht ein wesentliches Merkmal der Erfindung darin, daß der Zr-Gehalt nicht größer ist als 1,50 Gewichtsprozent und daß das prozentuale Verhältnis von (ZrC?)) / (C(%) + N (%)) auf mehr als 7 eingestellt wird, während der N-Gehalt so niedrig wie möglich gehalten wird.

Folgende Gründe sind zur Begrenzung des Gehalts jedes Legierungsbestandteils des erfindungsgemäßen Edelstahls maßgeblich:

Ein Chromgehalt von mehr als 11 % ist erforderlich, um den Oxidations- und Xorrosionswiderstand sicherzustellen, die bei dem erfindungsgemäßen Edelstahl im wesentlichen erwünscht sind. Die Verformbarkeit des Stahls wird verschlechtert, wenn der Cr-Gehalt 20 Gewichtsprozent übersteigt. Der Cr-Gehalt ist daher auf 11 bis 20 Gewichtsprozent beschränkt.

35 Während der Stahlherstellung wird Silicium der Schmelze als Desoxidationsprodukt hinzugefügt. Ein Si-Gehalt von mehr als

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1,5 Gewichtsprozent verstärkt die Härte der erhaltenen Legierung, und außerdem nehmen die Kaltbearbeitungseigenschaften,
die durch die Dehnungseigenschaften gekennzeichnet sind, ab.

Um die Desoxidaticaiswirkung von Si zu unterstützen, wird Mangan hinzugefügt. Mn bewirkt eine erwünschte Modifizierung nichtmetallischer Einschlüsse bis zu einem gewiesen Grade, wenn es zusammen mit Si hinzugefügt wird. Wenn mehr als 1,5 Gewichtsprozent Mn hinzugefügt werden, so wird die erhaltene Legierung hart und ist durch Kaltbearbeitung nur schwer zu handhaben.

Dagegen beeinflußt Kohlenstoff den Widerstand gegen Korrosion und Oxidation sowie die Schweißbarkeit. Daher ist es wünschenswert, den C-Gehalt so niedrig wie möglich zu halten. Aus technischen Gründen ist es möglich, den Kohlenstoffgehalt auf etwa 0,001 Gewichtsprozent abzusenken. Wird erfindungsgemäß Zr
hinzugefügt, so können maximal 0,10 Gewichtsprozent Kohlenstoff vorhanden sein, da durch das hinzugefügte Zr ein nachteiliger Einfluß des C- und N-Gehalts ausgeschlossen wird, was im fol-

²⁰ genden näher erläutert wird.

Der Zirkongehalt liegt im Bereich von weniger als 1,5 Gewichtsprozent. Das prozentuale Verhältnis von (Zr(?)) / (C(?) + U(%)) muß auf einem Wert größer als 7 gehalten werden. Wenn der Zr-Gehalt größer als 1,5 Gewichtsprozent ist, so scheidet sich eine intermetallische Verbindung in der Legierungsmatrix ab, was zu einer Verringerung von deren Festigkeit führt.
Die Zugabe von Zr verbessert weiterhin den Korrosions- und
Wlrmevflderstand soifie die Schweißbarkeit, was im wesentlichen dadurch erreicht worden ist, daß der C- und der N-Gehalt so
stark wie möglich verringert worden sind. Eine sehr geringe
Restrr.enge an C und M reagiert mit dem hinzugefügten Zr, um
stabile Verbindungen zu bilden, so daß die nachteiligen Wirkungen von II und C vollständig ausgeschlossen sind.

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ίο

Außerdem ist es außerordentlich wichtig, den Zr-Gehalt im Verhältnis zu den C- und N-Anteilen zu bestimmen. Da das Zr der Legierung hinzugefügt wird, um Carbide (ZrC)₁

Nitride (ZrN) und Car'oonnitride (Zr(C₁N)) zu bilden, wird der ninzugefügte Zr-Anteil so bestimmt, daß der gesamte enthaltene Kohlenstoff und Stickstoff mit einem Teil des hinzugefügten Zr reagiert, um Carbide, Nitride und Carbonnitride zu bilden. Aus stöchiometrischen Gründen sollte der Anteil an Zr mindestens 7mal so groß sein wie die Gesamtmenge an C und N. D.h. das prozentuale Verhältnis von (Zr(I)) / (CU) + N(JS)) muß größer als 7 sein. Dieses Verhältnis ist vorzugsweise großer als 10. Eine restliche überschußmenge von Zr, die nicht mit N oder C reagiert, dient dazu, die Adhäsion des schützenden Oberflächenoxidfilms an der Matrixphase zu er-

höhen, so daß der Oxidationsv/iderstand des erfindungsgemäßen Edelstahls bei hohen Temperaturen weiter verbessert werden kann.

Die zufälligen Verunreinigungen, beispielsweise S und P, kön-20

nen im gleichen Umfang wie bei bekannten, ferritischen Edelstahlen vorhanden sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Bei diesem Beispiel wird der Oxidationswiderstand des erfindungsgemäßen Edelstahls untersucht,

Eine Reihe von Stählen mit den Zusammensetzungen gemäß der folgenden Tabelle I wurden mit einem Vakuumschmelzprozeß mit verringertem Stickstoffgehalt hergestellt. Die Stähle wurden heiß una kalt auf Platten mit einer Dicke von 1,5 mm gewalzt. Nach einer Wärmebehandlung wurden die plattenförmigen Versuchsstücke weiterbearbeitet.

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Diese Versuchsstücke wurden mit Schmirgelpapier Nr. O poliert, entfettet und gewaschen.

Die Versuche wurden in Luft bei einer Temperatur von 900⁰C für die Legierungen mit 11 Gewichtsprozent Cr und bei einer Temperatur von 1000⁰C für die Legierungen mit 18 Gewichtsprozent Cr durchgeführt. Die Untersuchungen umfaßten ¹IOO Zyklen mit Aufheizen für 30 Minuten bei der angegebenen Temperatur und Abkühlen auf Raumtemperatur. Durch diese Untersuchung kann nicht nur der Oxidationswiderstand bei hoher Temperatur sondern auch die Adhäsion des Zunders bestimmt werden. Die Untersuchungsergebnisse im Hinblick auf die Gewichtszunahme sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.

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Ul

co

OO on

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Tabelle I

	Chemische Zusammensetzung (Gewichts-%)	Si	Mn	Cr	N	I	Zr	Zr/(C+N)	Gewichts zunahme + +)	1000°C	/	/	/	/ /	I	I	-42.16	vergleich bar
Stahl Nr.	C	0.39	0.54	12.45	0.009	-	-	900⁰C	/	/	I-⁸⁵·⁴¹		-3.05	ii
1	0.013	0.76	0.58	11.82	0.013	0.15	2.7	-13.92	/	\	2.06
2	0.042	1.42	0.53	11.33	0.009	0.18	7.5	-1.10		2.54
3	0.015	0.94	0.57	11.71	0.009	0.36	10.0	1.16		2.61
4	0.027	1.31	0.50	11.76	0.015	0.42	12.0	1.78		2.49
5	0.020	0.49	0.56	11.09	0.008	0.71	14.8	1.54		2.51	vergleich bar
6	0.040	1.11	0.31	17.22	0.007	-	-	1.89		Il
7	0.005	0.69	0.48	17.91	0.008	0.16	3.6		Il
8	0.036	0.67	0.65	17.60	0.015	0.40	6.2
9	0.050	1.42	0.42	19.01	0.015	0.65	7.6
10	0.071	1.01	1.32	17.50	0.008	0.83	10.2
11	0.082	1.38	0.58	18.72	0.009	1.16	10.9
12	0.097	0.64	0.55	16.98	0.012	0.32	11.9
13	0.015	0.77	0.32	17.92	0.011	0.41	12.4
14	0.012

cn co

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Tabe1le I - Fortsetzung

	Chemische Zusammensetzung (Gewichts-?)	C	Si	Mn	Cr	N	Zr	Zr/(C+N)	Gewichts zunahme ++)	/	1000⁰C	ergleich-
Stahl Nr.	0.041	0.47	0.66	18.08	0.012	0.70	13.2	900⁰C	/	3.01	Il
15	0.081	0.41	0.48	18.24	0.015	1.41	14.7	/	2.87	Il
16	0.040	0.51	0.54	16.34	0.006	0.75	16.3		2.49
17	0.042	0.60	0.57	17.99	0.007	0.93	19.0	/	2.41
18	0.004	0.51	1.41	16.58	0.005	0.21	23.3		2.53
19	0.031	0.47	0.56	18.61	0.013	1.11	25.2		2.28
20	0.031	0.86	0.45	16.85	0.012	Ti 0.15	3.5		-62.43'
21	0.035	0.72	0.51	18.05	0.012	Ti 0.35	7.5*		-39.15
22	0.027	0.99	0.52	17.10	0.007	Ti 0.41	12.0*	-12.26
23

+) (Ti(In %)) / (C(in %) + N(in %))

2
++) mg/cm

cn σ σ κ; co

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Aus den Ergebnissen in der obigen Tabelle ergibt sich, daß bei der erfindungsgemäßen Legierung, bsi der das prozentuale Verhältnis von (Zr(S)) / (C(S) + N(5O) größer als 7 ist, wobei der N-Gehalt kleiner als 0,015 Gewichtsprozent ist, die BiI-dung und Absplitterung von Zunder erfolgreich verringert ist. Dies wird durch die kleinen, positiven Zahlen der Oxidationsergebnisse im Vergleich zur Gewichts zunähme der Proben bestätigt.

Außerdem sind die vergleichbaren Stahlzusammensetzungen mit Ti (Versuchs-Nr. 21 bis 23) mit ihrem Oxidationswiderstand und mit der Adhäsion des Zunders wesentlich schlechter als die erfindungsgemäße Stahllegierung, selbst wenn das prozentuale Verhältnis von (Tl(S)) / (C(S) + N(S)) über 7 ist. Dies ergibt sich daraus, daß Ti sich von Zr bezüglich seiner Wirkung auf den Oxidationswiderstand und auf die Adhäsion des Zunders des ferritischen Edelstahls unterscheidet.

Beispiel 2

Fig. 1 der anliegenden Zeichnung zeigt die Untersuchungsergebnisse bezüglich der Auswirkung des Zr-Gehalts und des prozentualen Verhältnisses von (Zr(S)) / (C(S) + M(S)) auf die Schweißbarkeit. Die Untersuchung wurde an den Proben Nr. 7, 3, 9, 11, 13, 15, 17, 18, 19, 21, 22 und 23 des Beispiels durchgeführt. Die Proben wurden mit einem TIG-Schweißverfahren geschweißt, und zwar bei einem Strom von 50 A und einer Schweißgeschwindigkeit von 30 cm/min ; danach wurden die Proben mit einem Krümmungsdurchmesser von 2 t (t = Dicke) um l30 gebogen. Die Schweißbarkeit wurde für jeweils H Versuchsstücke bestimmt, und zwar im Hinblick auf das Verhältnis der Anzahl gebrochener Versuchsstücke zur Anzahl der untersuchten Versuchsstücke.

Wie sich aus den Daten gemäß Fig. 1 ergibt, 1st die Schweißbarkeit wesentlich verbessert, wenn das prozentuale Verhältnis von (Zr(S)) / (C(S) + M(S)) größer als 7, vorzugsweise

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größer als 10 1st (Proben Nr. 11, 13, 15, 17, 18 und 19). Die vergleichbaren Stähle mit Tl (Proben Nr. 21, 22, 23) zeigen
keinerlei Verbesserung der Schweißbarkeit, selbst dann, wenn das prozentuale Verhältnis von (Ti(Z)) / (C(I) + N(Z)) größer

5 als 7 ist.

Beispiel 3

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die
Proben die chemischen Zusammensetzungen wie in Tabelle II aufweisen und daß die Versuchsstücke auf die angegebenen Temperaturen während 250 Stunden erhitzt wurden. Der Hochtemperaturwiderstand des erfindungsgemäßen Stahls wurde im Hinblick auf die Gewichtszunahmen bestimmt. Die Untersuchungsergebnisse
sind in Fig. 2 dargestellt. Der erfindungsgemäße Stahl, bei

dem das prozentuale Verhältnis von (Zr(Z)) / (C(Z) + N(Z))

nicht kleiner als 7 ist, kann einen erhöhten Widerstand gegen Hochtemperaturoxidation aufweisen.

Tabelle II

	Chemische Zusammensetzung (Gewichts-Z)	Si	Mn	Cr	Zr	N	Zr/(C+N)	vergleich bar
Stahl Nr.	C	0.69	0.48	17.91	0.18	0.008	4.1	η
1	0.036	0.69	0.48	17.77	0.21	0.008	5.8
2	0.028	0.73	0.51	18.07	0.37	0.007	8.4
3	0.037	0.70	0.49	18.06	0.34	0.006	9.7
4	0.029	0.89	0.48	17.80	0.58	0.007	15.3	vergleich bar
5	0.031	0.47	0.57	16.16	-	0.021
SUS 430 (AISI 430)	0.06

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Zusammenfassend ist festzustellen, daß der erfindungsgemäße ferritische Edelstahl einen unerwartet guten Oxidationswiderstand bei hoher Temperatur, eine verbesserte Adhäsion des Zunders sov/ie eine verbesserte Schweißbarkeit im Vergleich zu be kannten, ferritischen Edelstahlen aufweist. Aufgrund des verbesserten Oxidationswiderstandes kann der erfindungsgemäße Stahl auch unter erschwerten Bedingungen eingesetzt werden, wie sie beispielsweise bei Abgaskonvertern in Automobilen angetroffen werden. Zusätzlich kann der erfindungsgemäße Stahl in verschiedenen Anwendungsgebieten eingesetzt werden, beispielsweise zur Verwendung in HeizSfen oder Heizgeräten, Verbrennungsgeräten oder bei anderen Anwendungen, die kompliziertes Bearbeiten und Schweißen sowie einen hohen Temperaturwiderstand erfordern.

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Claims

1 Patentansprüche

1. Ferritischer Edelstahl, insbesondere mit verbesserter Schweißbarkeit und mit erhöhtem Oxidationswiderstand bei hohen Temperaturen, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

11,0 bis 20,0 Gewichtsprozent Cr, weniger als 0,10 Gewichtsprozent C, weniger als 1,5 Gewichtsprozent Si, weniger als 1,5 Gewichtsprozent Mn und weniger als 1,5 Gewichtsprozent Zr, wobei das prozentuale Verhältnis von (Zr(S)) / (C(S) + N(JS)) größer als 7 ist, Rest Fe und übliche Verunreinigungen, wobei der Stickstoff-Gehalt weniger als 0,015 Gewichtsprozent beträgt.

2. Edelstahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das prozentuale Verhältnis von (Zr(S)) / (C(S) + N(S)) größer als 10 1st.

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ORIGINAL INSPECTED