DE3207032A1 - Staehle mit niedrigen c-,cr-und mo-gehalten - Google Patents
Staehle mit niedrigen c-,cr-und mo-gehaltenInfo
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Description
Stähle mit niedrigen C-, Cr- und Mo-Gehalten
Die Erfindung ist auf einen neuen Stahl mit niedrigen Gehalten an Kohlenstoff, Chrom und Molybdän für Anwendung
unter Naßdampfbedingungen gerichtet, und betrifft insbesondere die Verbesserung eines Speisewassererwärmers
für ein Kernkraftwerk, worin ein solcher Stahl verwendet wird.
Der Ausdruck."Naßdampf" bezeichnet im Rahmen der Erfindung
einen nassen Dampf oder ein Kondensat auf hoher Temperatur. Werden unter Naßdampfbedingungen verwendete Vorrichtungen,
wie z.B. eine Oberfläche einer Schale eines geschlossenen Gefäßes, wie für einen Speisewassererwärmer des obengenannten
Kernkraftwerkes, einer Erosions-Korrosions-Beanspruchung
als Folge des Auftretens einer beträchtlichen Menge einer aus Dampf und Flüssigkeit bestehenden Doppelphase mit hoher Temperatur unterworfen, so werden die als
Folge der Erosions-Korrosions-Beanspruchung ausgebildeten erudierten Stoffe in ein Kernreaktorsystem eingebracht,
was das Problem zur Folge hat, daß das Gesamtsystem durch Strahlung beeinträchtigt wird. Außerdem entsteht das Pro-
blem, daß die Lebensdauer des Speisewassererhitzers selbst
als Folge dieser Erosions-Korrosions-Angriffe herabgesetzt
wird. Als Maßnahmen zum Überwinden dieser Probleme kann
5
zunächst für eine Verminderung des Durchflusses im Gesamtsystem gesorgt werden, was bedeutet, daß der Durchmesser
der Speisewassererwärmer-Schale sowie der Röhrendurchmesser des Röhrensysteraa vergrößert werden, um die Durchflußgeschwindigkeit
herabzusenken. Zweitens kann ins Auge gefaßt werden, Werkstoffe mit einer hohen Beständigkeit
gegen Erosions-Korrosionsbeanspruchungen (im folgenden: E.-K.-Widerstand) zu benutzen. Das erstgenannte Absenken
der Durchflußgeschwindigkeit der Flüssigkeit im System
führt zu einem Anstieg der Größe des Kraftwerkes sowie
Ib
zu einem höheren Verbrauch an Stahl und folglich zu beträchtlich,
gesteigerten Materialkosten und Herstellungskosten. . .
„_. Die Erfinder haben sich mit der Erosions-Korrosions-Erscheinung
gründlich beschäftigt und sind dabei auf die chemischen Normzusammensetzungsbereiche der Werkstoffe
gemäß japanischer Industrienorm (JIS) G4109, SCMV-3 (übliche Bezeichnung: 1 iM%Cr-1/2%Mo-3M%Si) gestoßen,
wie in Tafel 1 dargestellt. Aus diesem Zusammensetzungsbereich konnten Werkstoffe gefunden werden, die
im wärmebehandelten Zustand (normalisiert und angelassen) sowie im geglühten Zustand gute mechanische Eigenschaften
(Hochfestigkeitsbereich und Niedrigfestigkeitsbereich) bei den wärmebehandelten bzw. geglühten Stählen aufwiesen.
Dabei zeigten Stähle der Gattung 1 1/4%Cr-l/2%Mo-3/4%Si
mit Kohlenstoffgehalten von 0,15 bis 0,17%, also Kohlenstoffgehalten
im Bereich der oberen Grenze der Normzusaramensetzung
bei einer auf Normalisieren und Anlassen beschränkten Wärmebehandlung ausgezeichnete E.-K.-Beständigkeiten
mit Eignung für Speisewassererwärmer. Diese Eigenschaften wurden experimentell bestätigt, wobei gefunden
wurde, daß die hochgekohlten 1 1 M%Cr-1 /2%Mo-3M%Si-
Stähle ausgezeichnete Werkstoffe für die oben erwähnten Speisewassererwärmer darstellen, um die Sicherheit des Kernkraftwerkes
noch weiter zu steigern.
Cu O
to
ο
ο
cn
cn
Tafel 1 Norm gemäß JIS G41O9 SCMV-3
Chemische Zusammensetzung (Gew.-%) |
C | Si | Mn | Cr | Mo | Wärmebe hand lung |
Streck grenze (kg/mm2) |
Zug festig keit (kg/mm2) |
Dehnung | Bemerkung | |
SCMV-3 | £ 0,17 | 0,50 bis 0,80 |
0,40 bis 0,65 |
1,00 bis 1,50 |
0,45 bis 0,65 |
normali siert 'angelassen |
*32 | 53 bis 67 · |
Ξ 22 | ■ hochfester Stahl |
|
geglüht | i~ 24 | 42 bis 60 |
* 22 | Stahl mit niedriger Festigkeit . |
CO K) O
O CO K)
JS
Einer der Gründe, weshalb derartige Stähle mit Kohlenstoffgehalten
von nicht weniger als 0,15% verwendet werden,
ist darin zu sehen, daß es erforderlich ist, den Stählen 5
die erforderliche Härte zu geben, um ihnen die hohe
E.-K.-Beständigkeit zu geben. Ein anderer Grund besteht darin, daß es unter jenen Normstählen, insbesondere den
normalisierten und angelassenen Nqrmstählen hochfeste Stähle mit einer Zugfestigkeit von beispielsweise mehr
als 53 kg/mm2 gibt, was durch entsprechende Kohlenstoffgehalte
zu gewährleisten ist.
Werden jedoch die kohlenstoffreichen C-1 1/4%Cr-1/2%Mo-3M%Si-Stähle
verwendet, um die E.-K.-Beständigkeit
der Speisewassererhitzer für Kernkraftwerke zu erhöhen, so erweisen sich jene Stähle als schlech schweißbar, so
daß derartige Stähle eine Vielzahl von Problemen mit sich bringen.
Der obenbeschriebene Speisewasser-Erwärmer wird hauptsächlich durch Formen und Verschweißen von Stahlplatten
hergestellt, aber die kohlenstoffreichen C 1 1/4%Cr-1/2%Mo-3/4%Si-Stähle
erleiden rasch Schweißrisse, wie sich aus dem Umstand ergibt, daß der Schweiß-Härtbarkeitsindex
C, welcher gegeben ist durch (C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+
MoM+V/14) gleich 0,72% ist, beispielsweise, und daß
der Schweißriß-Sensitivitätsindex PqM>
welcher gegeben . ist durch (C+Si/SO+Mn/^O+Cu^O+Ni/öO+Cr/^O+Mo/ 15+V/ 10+
5B) gleich 0,32% ist, so daß es zwecks Vermeidung der Schweißbrüchigkeit erforderlich ist, eine besonders sorgfältige
Vorwärmung und eine besonders sorgfältig Nacherwärmung auszuführen, wobei ferner das Glühen (im allgemeinen
als "Spannungsfreiglühen" bezeichnet und mit den Buchstaben "SR" abgekürzt) zwecks Verminderung der Spannungen
im Werkstoff nach dem Schweißen von einer möglichst hohen Temperatur über einen langen Zeitraum durchgeführt werden
muß. Dieses sorgfältige Vorwärmen bedeutet jedoch, daß der
zu schweißende Bereich auf eine Temperatur um etwa 25O0C mittels eines Gasbrenners erwärmt wird, was die Umgebung
der Schweißung nachteilig beeinträchtigt, so daß die Schweißungseffizienz insgesamt vermindert wird, wobei
der Energiebedarf des Gasbrenners gleichfalls nicht übersehen werden darf.
Folglich ist es mit Rücksicht auf Energieeinsparungen,
10
auf möglichst geringe Beeinträchtigung der Schweißstelle
sowie auf Schweißungseffizienz beim Errichten des Speisewasser-Erwärmers
für ein Kernkraftwerk von Bedeutung, Cr-Mo-Stähle mit niedriger Schweißriß-Sensitivität zu entwickeln.
15
15
Folglich sind die wesentlichen Anforderungen (an einen solchen Stahl) darin zu sehen, daß eine hohe E.-K.-Beständigkeit
gegen Naßdampf gewährleistet ist und daß die Festigkeit und Zähigkeit des Materials geeignet sind für
Au
Speisewasser-Erwärmer. Was diese E.-K.-Beständigkeit angeht, so sind die früher verwendeten kohlenstoffreichen
C-1 iM%Cr-1/2%Mo-3/4%Si-Stähle nicht notwendigerweise
befriedigend, so daß unter dem Gesichtspunkt der Gefäß-Lebensdauer sowie der Betriebssicherheit eine Verbesserung
gefordert wird.
In einem Wärmekraftwerk oder einem Kernkraftwerk werden Mehrstufen-Speisewasser-Erwärmer verwendet, welche das
einem Kessel oder Reaktor zuzuführende Wasser erwärmen, um den Wärme-Wirkungsgrad der Gesamtanlage zu erhöhen.
Als Werkstoffe zum Herstellen der Speisewasser-Erwärraer
in Wärmekraftwerken und Kernkraftwerken werden in erster Linie Kohlenstoffstähle verwendet. Der üblicherweise benutzte
Kohlenstoffstahl ist im allgemeinen relativ hochbeständig gegen Erosions-Korrosions-Erscheinungen, wenn
der pH-Wert des kontaktierenden Mediums hoch ist, d.h.
mehr als 9,0 beträgt und wenn es sich bei dem kontaktierenden Medium um Trockendampf handelt. Ist jedoch der pH-Wert des
e kontaktierenden Mediums klein (niedriger als 9>0 oder
ο
neutral bei etwa 7,0), und ist der Dampf naß, so wird die Erosionsbeständigkeit vermindert und die Schale oder die
inneren Strukturen, beispielsweise die Verrohrung, kann erudiert und korrodiert werden. Außerdem werden durch
-Q hohe Strömungsgeschwindigkeiten bzw. hohe Durchflußmengen
des kontaktierenden Mediums die Erosion und Korrosion beschleunigt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen und unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser
zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Speisewasser-Erwärmer ,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines für
Erosions-Korrosions-Prüfungen verwendeten
Probekörpers,
Fig. 3 und 4 graphische Darstellungen der Beziehungen zwischen der Zugfestigkeit bei Raumtemperatur
und der Vorwärmungstemperatur zum Verhindern
von Schweißrxssen und dem Kohlenstoffgehalt,
Fig. 5 und 6 graphische Darstellungen des Einflusses des Kohlenstoff-Kupfer-Nickel- und Silicium-Gehaltes
auf die Beständigkeit gegen Erosions-Korrosions-Angriff,
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der im Rahmen der Erfindung benutzten
Korrosions-Prüfapparatur,
Fig. 8 und 9 graphische Schaubilder, die die mit Hilfe der in Fig. 7 dargestellten Prüfapparatur
erzielten Versuchergebnisse darstellen, und
Fig. 10 eine graphische Darstellung eines mit einer anderen Prüfapparatur erzielten Korrosions-Prüfer
gebnisses.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird das Speisewasser in eine Wasserkammer 1 über einen Speisewassereinlaß
2 eingebracht und durch die Wärmetauscherröhren 5 hindurchgeführt, um sodann aus einem Speisewasserauslaß
3.ausgetragen zu werden. Die Wärmetauscherröhren sind in einer großen Anzahl vorgesehen und bilden
eine Röhrengruppe, wobei sie sich durch eine Röhrenplatte 4 in die Wasserkammer 1 öffnen. Die Röhren sind mit Hilfe
von Röhrenstützplatten 6 sowie Spannstäben 7 an einer Schale 9 befestigt. Von einer Turbine abgezogener erwärmter Dampf wird in den Erwärmer durch einen Dampfeinlaß
10 eingebracht und ein Kondensat, welches die Erwärmungsfunktion in einem Erwärmer vollendet hat, der an
einer einen höheren Druck aufweisenden Seite' als der vorstehend erwähnte Erwärmer angeschlossen ist, wird in den
Erwärmer mittels eines Einlaufes 11 eingebracht. Diese Erwärmungsmedien gelangen in Kontakt mit der Oberfläche
einer jeden Röhre 5 der Röhrengruppe und bewirken den Wärmeaustausch mit dem die Röhren durchfließenden Speisewasser.
Die Medien kondensieren unter Bildung eines Austrages 12, welcher in einem Bodenabschnitt des Erwärmers
gesammelt und aus einer Austragsöffnung 14 über eine Austrags-Kühlzone
13 ausgetragen wird. Unkondensiertes Gas, welches mit den Erwärmungsmedien mitgeführt wurde und in
den Erwärmer gelangt ist, wird im Erwärmer zusammen mit den Strömungen 15 und 16 der Erwärmungsmedien mitgeführt,
während die Strömungsrichtung mit Hilfe der Röhrenhalterunga-
platten 6 gesteuert wird. Ein Austrag aus dem Erwärmer erfolgt durch einen Auslaß 8 für nichtkondensiertes Gas,
wobei dieser Auslaß im den öffnungen 3 und 2 gegenüber-5
liegenden Ende des Gefäßes (der Schale) vorgesehen ist.
Nachdem die Erwärmungsmedien in den Erwärmer vermittels
des Dampfeinlasses 10 und des Abzugseinlasses 11 eingebracht sind, strömt die gesamte Menge dieser Medien längs
einer schlangenförmigen Strömungsbahn, die mit Hilfe der Röhrenhalterungsplatten gebildet ist, so daß die Strömungsgeschwindigkeit
bzw. die Durchflußmenge nicht zu groß ist.
Handelt es sich bei der Dampf-Wasser-Mischung, die durch
15
den Austragseinlaß 11 eingebracht wurde und dem durch den Dampfeinlaß 10 eingebrachten Heißdampf um ein Medium mit
einem niedrigen pH-Wert, so schreiten Erosion und Korrosion fort und wird die Dicke der Schale, der Wärmetauscher-
on röhren sowie der Halterungsplatten herabgesetzt, weil das
Konstruktionsmaterial aus Kohlenstoffstahl besteht. Diese Dickenverminderung ist ein neuartiges Phänomen, welches
zuvor nicht aufgetreten ist. Da die Umgebungstemperatur im Bereich von etwa 100 bis 2000C liegt und der Angriff
auf die Dicke des Kohlenstoffstahls von der Oberfläche des Kohlenstoffstahls erfolgt, wird die Lebensdauer des
Erwärmers beträchtlich herabgesetzt, wenn ein Abtrag der Kohlenstoffstahldicke von 1,4 mm pro Jahr angenommen wird.
Im allgemeinen zeigt der Kohlenstoffstahl im Verlauf der Zeit ein Korrosionsphänomen, so daß der Plan besteht, eine
übermäßig starke Dicke der stählernen Komponenten vorzusehen, um diesen korrosionsbedingten Abtrag zu kompensieren.
Es ist auch vorgeschlagen worden, nichtrostenden Stahl zu diesem Zwecke zu verwenden, aber das oben beschriebene Dicken-Verminderungsphänomen
überschreitet bei. weitem die Über-
dimensionierung (üblicherweise circa 1ram) zum Kompensieren
der Korrosion, so daß ein neuartiges Gegenmittel erforderlich
ist. 5
Das Dickenverminderungsphänomen der Schale, der Wärmetauscheröhren
sowie der Halterungsplatten im Erwärmer ist ein im Inneren des Erwärmers auftretendes Phänomen, so
daß es schwierig ist, die Bedingungen von außerhalb zu überwachen. Es ist auch unmöglich, den Zustand an einem
Ort aus anderen Befunden abzuschätzen und wenn die Dickenreduzierung einmal aufgetreten ist, so ist eine Reparatur
sehr schwierig oder praktisch undurchführbar im Hinblick auf
-,_ die Konstruktion. Demzufolge muß ein Speisewasser-Erwärmer
lb
entworfen und hergestellt sein aus Werkstoffen, welche keine Diekenreduktion erleiden, um auf diese Weise ein zuverlässiges
Arbeiten der Anlage zu gewährleisten.
2Q Der Erosions-Korrosions-Angriff auf die äußere Oberfläche
der Wärmetauscherröhren tritt auf, wenn die Umgebungstemperatur etwa 100 bis 2000C beträgt und wenn Wassertropfen und
eine Dampfströmung vorliegen. Der Bereich, in welchem die
Erosion-Korrosion gebildet wird, ist am äußeren Umfangsabschnitt der Röhrengruppe zu bemerken, insbesondere am
unteren Abschnitt des äußersten Umfanges der Röhrengruppe. Weil der einlaßseitige Abschnitt des Speisewassers, wo
die Wassertemperatur in den Wärmetauscherröhren niedrig ist, hinsichtlich des DampfVerbrauchs auffällig ist, folgt,
daß eine schwere Erosion-Korrosion auftritt. Insbesondere konzentrieren sich die Erosions-Korrosions-Erscheinungen
im unteren Abschnitt des Außenumfanges der Röhrengruppe.
Die Erfindung verfolgt das Ziel, eine Stahlzusammensetzung
zu schaffen, die sowohl ausgezeichnet schweißbar ist als auch eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Erosions-Korrosions-Erscheinungen
bei Naßdampfeinwirkung aufweist. Ferner verfolgt die Erfindung das Ziel, einen Speisewasser-
48 *"'
Ή-
Erwärmer mit hoher Beständigkeit zu schaffen, welcher
aus dem erfindung3gemäßen Stahl hergestellt ist.
5
Es versteht sich aus der vorstehend angegebenen Formel des C-Äquivalentes sowie des P ,,..-Wertes, daß die Verbesserung
der Schweißbarkeit durch Verminderung des Kohlenstoffgehaltes erzielt werden kann, wobei jedoch
in einem solchen Fall natürlich die Härte des Stahl herabgesetzt wird, woraus gefolgert werden kann, daß die Beständigkeit
gegen Erosion-Korrosion vermindert wird. Es wird angestrebt, daß die E.-K.-Beständigkeit nicht
nur lediglich gesteigert wird, sondern daß gleichfalls
15 die Schweißbarkeit verbessert wird, anstelle daß die
Schweißbarkeit ohne Beeinträchtigung der E.-K.-Beständigkeit verbessert wird. Wegen dieser Forderungen besteht Überein-,
kunft in der Fachwelt, daß eine Verminderung des Kohlenstoffgehaltes nicht in Betracht kommt. Es gibt im Stand
der Technik keinen Hinweis , daß sich die E.-K.-Beständigkeit und die Schweißbarkeit durch Herabsetzen des Kohlenstoffgehaltes
verbessern lassen.
Es ist dargelegt worden, daß das zu .lösende Problem ein
schwieriges Problem ist, welches nicht anhand des gegenwärtigen technischen Wissens gelöst werden kann.
Die Erfinder haben systematisch und gründlich die Beziehungen des Kohlenstoffgehaltes zu geringen Mengen an Legierungs-
elementen in diesen Stählen mit Blick auf die E.-K.-Beständigkeit,
die Schweißbarkeit und die mechanischen Eigenschaften untersucht und haben unerwartet herausgefunden,
daß die E.-K.-Beständigkeit in diesen Cr-Mo-Stählen verbessert wird
1) durch Herabsetzen der oberen Grenze des Kohlenstoffhaltes
auf 0,14 % und
2) durch Zusatz geringer Mengen an Cu und Ni.
Ferner wurde gefunden, daß
3) die E.-K.-Beständigkeit bei niedrigem Siliciumgehalt höher ist und daß
4) die E.-K.-Beständigkeit ausgezeichnet ist, selbst wenn die Festigkeit gering ist, sofern die Fälle
1), 2), 3) vorliegen.
Diese Fakten sind die unerwartete Grundlage der Erfindung, welche dem Common sense bzw. dem technischen Sachverstand
der Fachwelt widerspricht.
Die Erfinder haben diese Ergebnisse auf die unter Naßdampfbedingungen
benutzten Stähle angewandt, wie auf den obenbeschriebenen Speisewasser-Erwärmer,und haben
eine Verbesserung sowohl der E.-K.-Beständigkeit als auch
der Schweißbarkeit gefunden, was sich, wie vorstehend 20
dargelegt, als ein sehr schwieriges Problem darstellt.
Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einem niedriggekohlten Cr-r-Mo-Stahl mit besonderer Eignung
zur Verwendung unter Naßdampfbedingungen. Dieser Stahl besteht zu 0,02 bis 0,14% aus Kohlenstoff, hat nicht mehr
als 0,9 % Silicium, enthält 0,3 bis 0,8% Mangan, 0,7 bis 1,6% Chrom, 0,4 bis 0,7% Molybdän, Rest im wesentlichen
Eisen. Sofern nichts anderes angegeben, beziehen sich im
or. Rahmen dieser Erfindung alle Prozentangaben auf Gewichtsprozent.
Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt den niedriggekohlten Chrom-Molybdän-Stahl, dessen
Zusammensetzung eine Basiskomponente umfaßt, worunter die vorstehend beschriebene Zusammensetzung des Stahls nach
og dem ersten Aspekt der Erfindung zu verstehen ist, und eine
zweite Komponente aus wenigstens einem der folgenden Gehalte von 0,5% Kupfer, nicht mehr als 0,5% Nickel und
nicht mehr als 0,005% Bor, wobei'diese Elemente zur Steige-
rung der Festigkeit des Stahls durch Fe3t~Flüssig-Härtung
(solid-solution hardening) dienen und die Härtbarkeit '
steigern. Der zweite Aspekt der Erfindung bezweckt eine 5
Steigerung der Festigkeit der Stähle nach dem ersten Aspekt der Erfindung, so daß die ausgezeichnete Schweißbarkeit
und die hohe E.-K.-Beständigkeit des Stahls als Folge seines niedrigen Kohlenstoffgehaltes noch stärker
gesteigert wird- Ferner bezweckt der zweite Aspekt der Erfindung eine gesteigerte E.-K.-Beständigkeit des Stahls
als Folge des Kupfer- und/oder Nickelgehaltes selbst.
Der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht aus
dem niedriggekohlten Cr-Mo-Stahl, dessen Zusammensetzung
15
besteht aus der Basiskomponente und einer dritten Komponente aus wenigstens einem der folgenden Gehalte von nicht mehr
als 0,05% Niob und nicht mehr als 0,08% Vanadium,.wobei
es sich bei diesen Elementen um Ausscheidungshärtungson
Elemente handelt. Der dritte Aspekt bezweckt eine Steigerung der Festigkeit des Stahls gemäß dem ersten Aspekt,
so daß die gute Schweißbarkeit und E.-K.-Beständigkeit des Stahls als Folge seines niedrigen Kohlenstoffgehaltes
noch weiter gesteigert werden kann.
Der vierte Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht aus dem niedriggekohlten Cr-Mo-Stahl, dessen Zusammensetzung
aus einer Basiskomponente und einer vierten Komponente aus wenigstens einem der Gehalte an Aluminium, Titan und
Zirkonium in einer Menge von jeweils 0,005 bis 0,08% bestehen, wobei diese Elemente zum Ausbilden eines feinen
Gefügeaufbaus im Stahl dienen. Der vierte Aspekt bezweckt eine Verbesserung der Zähigkeit des Stahls des ersten
Aspektes, so daß die Schweißbarkeit und E.-K.-Beständigkeit
35 des Stahls noch weiter gesteigert werden können.
Der fünfte Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht aus dem niedriggekohlten Cr-Mo-Stahl, der aus der Basiskom-
ponente, der zweiten Komponente und der dritten Komponente besteht.
Der sechste Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht aus
dem niedriggekohlten Cr-Mo-Stahl, dessen Zusammensetzung aus der Basiskomponente, der zweiten Komponente und der
vierten Komponente besteht.
10
Der siebente Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht aus dem niedriggekohlten Cr-Mo-Stahl, dessen Zusammensetzung
aus der Basiskomponente, der dritten Komponente und der vierten Komponente besteht.
Der achte Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht aus dem niedriggekohlten Cr-Mo-Stahl, dessen Zusammensetzung
aus der Basiskomponente, der zweiten Komponente, der dritten Komponente und der vierten Komponente besteht.
20
Kohlenstoff, Kupfer und Nickel sind wichtige Elemente im
erfindungsgemäßen Stahl und der Kohlenstoffgehalt ist auf 0,02 bis 0,13% beschränkt, wobei jeder der Kupfer-
und Nickelgehalte auf 0,16 bis 0,30% als bevorzugten ng Gehaltsbereich zur deutlichen Verbesserung des erfindungsgemäßen
Effektes im zweiten, fünften, sechsten und achten Aspekt unter den vorstehend beschriebenen Aspekten
der vorliegenden Erfindung beschränkt ist.
Der Grund zum Beschränken des Gehaltsbereiches von Legierungseleraenten
in den vorstehend genannten Aspekten der Erfindung liegt in folgendem.
Der Kohlenstoffgehalt ist in der folgenden Erfindung von besonderer Bedeutung und darf nicht mehr als 0,14% betragen, um die Schweiß-Härtbarkeit sowie die Schweißrißanfälligkeit
zu erniedrigen, um die Vorwärmtemperatur für das Schweißen zu erniedrigen, um das Nacherwärmen abzu-
kürzen, um die Glühtemperatur des Spannungsfreiglühens herabzusetzen, und um eine ausgezeichnete E.-K.-Beständigkeit
im Gegensatz zum herkömmlichen Stand der Technik zu er-5
reichen. Im Hinblick auf eine Verbesserung der Schweißbarkeit sind möglichst niedrige Kohlenstoffgehalte anzustreben.
Um jedoch einen Stahl mit ausreichend hoher Festigkeit und Zähigkeit innerhalb des Temperaturbereiches von Raumtemperatur
bis etwa 25O0C bei Beaufschlagung mit Naßdampf
in einem Speisewasser-Erwärmer für ein Kernkraftwerk oder dergleichen zu erzielen, muß ein Kohlenstoffgehalt von
wenigstens 0,02% im Stahl vorgesehen sein. Aus diesem -,·■ Grunde ist die untere Grenze des Kohlenstoffgehaltes fe.stgelegt
auf 0,02%.
Der Cr-Mo-Stahl mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
hat eine derart ausgezeichnete Eigenschaft, daß die Schweißrißanfälligkeit beträchtlich durch eine sehr geringe Herab-
2Q setzung des Kohlenstoffgehaltes gesteigert werden kann.
Wird der Kohlenstoffgehalt von 0,14% auf 0,13% verringert,
so kann die Schweißrißanfälligkeit beträchtlich vermindert werden, ohne daß eine merkliche Herabsetzung der Festigkeit
erfolgt. Demzufolge beläuft sich die bevorzugte obere Grenze des Kohlenstoffgehaltes auf 0,13%, noch mehr bevorzugt
auf 0,11%.
• Silicium ist ein wirksames Element zum Steigern der Festigkeit
des Stahl bei Raumtemperatur und bei hoher Temperatur.
In der vorliegenden Erfindung besteht die Gefahr des Herabsetzens
der Festigkeit als Folge der strikten Begrenzung des Kohlenstoffgehaltes zum Zwecke der vollständigen Gewährleistung
des erwarteten Effektes. Aus diesem Grunde muß Silicium im Stahl in einer Menge von nicht mehr als
0,9% vorliegen, um eine vorgegebene Festigkeit kostengünstig aufrechtzuerhalten, ohne die Anwendung gesteigerter
Menge an kostspieligen Elemente wie Mangan, Chrom, Molybdän und dergleichen. Ein höherer Siliciumgehalt ist wirksamer
23 "
zum Steigern der Festigkeit. Übersteigt der Siliciumgehalt
jedoch 0,9%, so wird die Zähigkeit der von der Schweißwärme beeinflußten Zone herabgesetzt. Aus diesem
Grunde darf der Siliciumgehalt nicht mehr als 0,9% betragen.
Ferner haben die Erfinder herausgefunden, daß dann, wenn der Siliciumgehalt begrenzt ist auf nicht mehr als
0,45%,die E.-K.-Beständigkeit des Stahls merklich ver-
J^q bessert wird, unabhängig von dem niedrigen Kohlenstoffgehalt.
Aus diesem Grunde ist es ganz besonders vorteilhaft, den Siliciumgehalt auf nicht mehr als 0,45% in den
Stählen nach dem ersten bis sechsten Aspekt der Erfindung zu begrenzen. Diese Begrenzung ist eine der wichtigen
jg Erfordernisse nach dem siebenten und achten Aspekt nach
der Erfindung. Im Stahl nach der Erfindung ist es möglich, die erforderliche Festigkeit durch Wirkung der festigkeitssteigernden
Elemente Mangan, Chrom, Molybdän und dergleichen selbst dann zu gewährleisten, wenn der Siliciumgehalt
auf das vorstehend beschriebene niedrige Niveau abgesenkt wird. Diese Tatsache wird später noch erläutert.
Insbesondere ist ein Siliciumgehalt von 0,1 bis 0,35% bevorzugt.
Mangan is.t in einer Menge von wenigstens 0,3% erforderlich, um dem Stahl Festigkeit und Duktilität zu verleihen. Der
Grund äafür, daß nicht mehr als 0,05% Niob oder nicht mehr
als 0,08% Vanadium allein oder gemeinschaftlich im erfindungsgemäßen
Stahl vorgesehen sind, ist folgender:
Sowohl Niob als auch Vanadium haben eine Ausscheidungs-Härtungswirkung
und dienen zur Verfestigung des Stahls. So dient insbesondere Niob zur Stahlverfestigung vermittels
der Ausbildung feiner Körner. Demzufolge dient die Verwendung dieser Elemente zur Steigerung der Festigkeit
des Stahls, wodurch es möglich wird, den Kohlenstoffgehalt
im Stahl herabzusetzen, ohne die Festigkeit des Stahls zu beeinträchtigen. Ferner setzen diese Elemente
die Schweißhärtbarkeit und die Schweißanfälligkeit des
Stahls herab, überschreitet jedoch die Niobmenge 0,05%
bzw. die Vanadiummenge 0,08%, so wird die Rißanfälligkeit
der geschweißten Verbindung während des Spannungsfrei-5
glühens gesteigert und wird die Zähigkeit der von der
Schweißwärme beeinflußten Zone herabgesetzt. Demzufolge ist der Niobgehalt auf nicht mehr als 0,05% beschränkt
und ist der Vanadiumgehalt auf nicht mehr als 0,08% beschränkt. Vorzugsweise liegen Niob und Vanadium jeweils
10
in einer Menge von w-enigstens 0,005% vor.
Außerdem ist wenigstens eines der Elemente Aluminium, Titan und Zirkonium im erfindungsgemäßen Stahl in einer
Menge von jeweils 0,005 bis 0,08% vorhanden. Der Grund 15
ist der folgende:
Aluminium, Titan und Zirkonium liegen in Form feiner Partikel aus AlN, TiN und ZrN vor und diese feinen Partikel
fördern die Zähigkeit des Stahls durch Feinkorn. Die
Wirkung dieser Elemente erscheint deutlich bei Gehalten 20
von wenigstens 0,005% und vergrößert sich spürbar in Abhängigkeit von steigenden Gehaltsmengen dieser Elemente.
Bei Gehalten von etwa 0,08% ist jedoch ein Maximum der Wirkung erreicht. Demzufolge ist der Gehalt an jedem der
2g Elemente Aluminium, Titan und Zirkonium begrenzt auf
0,005 bis 0,08%;
Tn den Stählen gemäß den vorstehend beschriebenen bevorzugten
Ausführungsformen der Erfindung ist der Kohlenstoffgehalt auf 0,02 bis 0,13% beschränkt, wobei zugleich die
Gehalte an Kupfer und Nickel auf 0,16 bis 0,3% beschränkt
sind. Der Grund dafür ist der folgende:
Es ist vorteilhaft, Kupfer oder Nickel im Stahl in Mengen von wenigstens 0,16% vorliegen zu haben, um die E.-K.-Beständigkeit
des Stahls zu verbessern. Höhere Kupfer- oder Nickelgehalte wirken sich intensiver aus. Die Anwendung
geringerer Kupfer- bzw..Nickelmengen ist jedoch im Hinblick auf die Schweißrißanfälligkeit des Stahls vorzu-
ziehen, so daß es vorteilhaft ist, jeweils nicht mehr als 0,3% Kupfer und Nickel zu verwenden. Demzufolge enthält
der Stahl nach der Erfindung vorzugsweise Kupfer in 5
einer Menge von nicht mehr als 0,13% zusammen mit wenigstens einem der Elemente Kupfer und Nickel in einer Menge von
0,16 bis 0,3% je Element.
Der Stahl nach der Erfindung kann zufällige (herstellungsbedingte)
Verunreinigungen aufweisen, die bei der Stahlerzeugung verursacht worden sind. Das bedeutet, daß Schwefel
und Phosphor eine die Warmrißanfälligkeit der geschweißten Teile fördernde Wirkung entfalten, weshalb es erforderlich
ist, die Gehalte an Schwefel und Phosphor auf nicht mehr als 0,025% zu begrenzen, wobei diese Menge innerhalb des
Gehaltsbereiches liegen, der bei der üblichen Stahlerzeugung eingehalten wird. Demgegenüber wirkt Stickstoff bei
Vorliegen von Aluminium in Richtung auf eine Verfeinerung
2Q des Kristallkorns, so daß die Zähigkeit des Stahls gesteigert
wird. Folglich ist Stickstoff wirksam bei einem Stickstoffgehalt im Stahl von 0,002 bis 0,015%, wobei sich
diese Menge innerhalb des bei der üblichen Stahlerzeugung eingehaltenen Gehaltsbereiches bewegt. Übersteigt der Stickstoffgehalt
jedoch 0,015%, so ist der hergestellte Stahlblock nachteilig beeinträchtigt, als Folge der Bildung von
Poren (blow holes) und anderer Gründe, so daß die Schweißbarkeit des Stahls gering wird. Demzufolge sollte der
Stickstoffgehalt auf 0,002 bis 0,15% begrenzt sein.
Der Stahl mit der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung zeigt die obengenannte ausgezeichnete E.-K.-Beständigkeit,
Schweißbarkeit, Festigkeit, Zähigkeit und dergleichen bei Verwendung unter Naßdampf-Beaufschlagung. Demzufolge ist
der Stahls sehr wertvoll und von hohem Handelswert, wenn der Stahl für Anwendungsgebiete verwendet wird, welche
die vorstehend angegebenen Stahleigenschaften verlangen. Mit anderem Worten zeigen die erfindungsgemäßen Stähle
außergewöhnlich hervorragende Stahleigenschaften in Verbindung
mit einem hohen kommerziellen Wert, lediglich dann, wenn die Stähle auf Anwendungsgebieten verwendet werden,
welche die vorstehend beschriebenen Stahleigenschaften verlangen.
Die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Stähle sowie
deren Verwendung und dergleichen sind im vorstehenden erläutert worden. Der Stahl nach der Erfindung wird auf
folgende Weise hergestellt:
Es wird eine Stahlschmelze mit der oben angegebenen Zusammensetzung
hergestellt und sodann auf herkömmliche ■
Weise (nach dem Abgießen) ausgewalzt bzw. ausgeschmiedet, 15
worauf der gewalzte oder geschmiedete Stahl einer Normalisierungsbehandlung
mit nachfolgendem Anlassen unterworfen wird. Stattdessen kann der Stahl einer Glühbehandlung
unterworfen werden, wonach der angestrebte Stahl vorliegt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Wärmebehandlung 20
auf die beiden vorstehend genannten Arten der Wärmebehandlung
beschränkt.
Der Ausdruck "normalisieren" bedeutet eine Wärmebehandlung,
bei welcher ein Stahl auf eine Temperatur erwärmt wird, 25
die nicht niedriger ist als der Ac^-Punkt, woran sich ein
Abkühlen an Luft anschließt ( eine Stahlplatte mit einer Dicke von weniger als 100 mm wird beispielsweise lediglich
an Luft gekühlt, wohingegen eine Stahlplatte mit einer
Q0 sehr großen Dicke von nicht weniger als 100 mm an Luft
abgekühlt oder auf beschleunigte Weise abgekühlt wird). Der Ausdruck "anlassen" bedeutet eine Wärmebehandlung,
während welcher ein Stahl auf eine Temperatur erwärmt wird, welche nicht höher ist als der Ac..-Punkt, woran
sich ein Abkühlen an Luft anschließt. Der Ausdruck "Glühbehandlung" bzw. "Glühen" bezeichnet eine Wärmebehandlung,
während welcher ein Stahl auf eine Temperatur erwärmt wird, welche nicht niedriger ist als der Ac^-Punkt, woran sich
ein langsames Abkühlen anschließt. Der normalisierte und angelassene Stahl besitzt ein- im wesentlichen aus
_ Ferrit und Perlit bestehendes Feingefüge, welches gelegento
lieh Bainit enthält. Der geglühte Stahl besitzt ein im
wesentlichen ferritisch-perlitisches Feingefüge.
Als typische Ausführungsform der unter Naßdampfbedingungen in zu verwendenden Apparatur ist ein Speisewasser-Erwärmer
für Kernkraftwerke bekannt. Die Verwendung des Stahls nach der Erfindung in dem Speisewasser-Erwärmer wird im folgenden
erklärt: .
Es ist eine sehr wichtige Eigenschaft des erfindungsgej^g
mäßen Stahls, daß er bei beabsichtigter Verwendung als Stahl für Speisewasser-Erwärmer "geglüht" werden kann,
im Gegensatz zur herkömmlichen Wärmebehandlung, welche ein solches "Glühen" niemals benutzt hat. Demzufolge
besitzt der Stahl nach der Erfindung besonders wertvolle Eigenschaften, wie noch beschrieben wird.
Das bedeutet, ein geglühter Stahl ist weniger anfällig für Wärmezyklen, wie ein Spannungsfreiglühen nach dem
Schweißen und dergleichen und besitzt eine geringere Schwankungsbreite des Feingefüges und der mechanischen
Eigenschaften als ein normalisierter und angelassener
Stahl. Ist demzufolge eine beträchtlich große Temperaturschwankung vorgesehen, wie beispielsweise im Falle eines
Spannungsfreiglühens eines großdimensionierten (large-size) · geschweißten Struktur, so ist es vorteilhaft einen geglühten
Stahl anstelle eines normalisierten und angelassenen Stahls zu verwenden, um die Güte der Strukturteile
so gleichmäßig wie möglich zu erhalten. Trotz eines solchen Vorteils des geglühten Stahls ist bisher lediglich
normalisierter und angelassener Stahl für Speisewasser-Erwärmer für Kernkraftwerke verwendet worden, wohingegen
ein geglühter Stahl bisher nicht für einen solchen Er- ·.
wärmer benutzt wurde. Dafür ist in erster Linie der folgende
Grund verantwortlich. Es ist angenommen worden, daß der geglühte Stahl eine geringere Festigkeit sowie eine merklich
niedrigere E.-K.-Beständigkeit aufweist als der 5
normalisierte und angelassene Stahl. Die Erfinder haben jedoch zahlreiche Untersuchungen auf der Grundlage einer
von der herkömmlich fixierten Vorstellung gänzlich verschiedenen technischen Vorstellung durchgeführt und dabei
gefunden, daß, entsprechend der vorliegenden Erfindung,
ein Stahl mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt und einer hochgradigen Schweißbarkeit hergestellt werden kann.
Ferner wurde gefunden, daß ein Stahl mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung eine sehr hohe E.-K.-Beständigkeit
je selbst dann besitzt, wenn der Stahl einer Glühung als
Wärmebehandlung unterworfen wurde. Ferner wurde gefunden, daß der Stahl über geeignete Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften verfügt, um als Stahlwerkstoff für Speisewasser-Erwärmer
von Kernkraftwerken verwendet zu werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung und die
mit deren Hilfe erzielbaren Vorteile noch näher.
Die chemischen Zusammensetzungen der Stahl-Prabekörper sind in den folgenden Tafeln 2 und 3 zusammengestellt.
In diesen Tafeln sind alle Probekörper außer den Probekörpern Nr. 4-3, 4-4, 6-11, 6-12, 16-10, 16-11 und 16-12
Stähle, welche den in den entsprechenden Patentansprüchen definierten chemischen Zusammensetzungen nach der Erfindung
genügen. Bei den Probekörpern 4-3 und 4-4 handelt es sich um Vergleichsbeispiele handelsüblicher kohlenstoffreicher
1 1/4%Cr-1/2%Mo-Stähle, wie diese üblicherweise
für Speisewasser-Erwärmer von Kernkraftwerken benutzt werden und zwar als typisches Beispiel eines solchen
Materials bei Verwendung unter Naßdampfbedingungen in Japan
Dieser herkömmliche Stahl enthält 0,16 bis 0,17% Kohlen-
• *·· · fr
stoff, was oberhalb der erfindungsgemäföen Kohlenstoff-Höchstgrenze
von 0,14% liegt.
Auch die Probekörper 6-12 und 16-10 sind sogenannte Vergleichsstähle
, welche zeigen, daß die Erosions-Korrosions-Beständigkeit
unzureichend entwickelt wird, wenn der Kohlenstoffgehalt außerhalb des 'erfindungsgemäß definierten
Gehaltsbereiches liegt. Die Probekörper 6-11, 16-11 und 16-12 sind Vergleichsstähle, die in der Schweißbarkeitsprüfung verwendet werden.
Alle diese Stähle mit Ausnahme der handelsüblichen Stähle gemäß Probekörpern 4-3 und 4-4 sind Stahlplatten (Stahlbleche)
jeweils hergestellt durch'Auswalzen eines 100 kg-Stahlblockes, welcher hergestellt ist unter Verwendung eines kleindimensionierten Hochfrequenz-Induktions-Vakuumofens,
wobei eine 30 ram dicke Stahlplatte mit Hilfe einer kleindimensionierten Walzeinrichtung hergestellt
wurde. Nach dem Walzen wurde die Stahlplatte einer Glühbehandlung wie auch einer Normalisierungs-Anlaß-Behandlung
unterworfen, wie diese an Stahlplatten durchgeführt wird, die für Speisewasser-Erwärmer an Kernkraftwerken ver-
25 wendet werden.
Die Normalisierungsbehandlung wird ausgeführt, indem die Stahlplatte 1 Stunde lang in einem Erwärmungsofen auf
93O0C belassen und dann an Luft abgekühlt wird. Zum Anlassen
wird eine einstündige Glühung bei 660°C vorgenommen. Außerdem wird die Glühbehandlung ausgeführt , indem die
Stahlplatte 1 Stunde lang in einem Erwärmungsofen auf
93O0C belassen und sodann langsam mit einer mittleren
Abkühlgeschwindigkeit (Temperaturwechselgeschwindigkeit) von 0,8°C/rain über einen Temperaturbereich von 800 bis
4000C abgekühlt wird.
Weil die Stahlplatte stets einem Spannungsfreiglühen nach dem Zusammenschweißen unterworfen wird, werden die normalisierte
und angelassene Platte und die geglühte Platte ferner einem einstündigen Spannungsfreiglühen bei 6450C
vor der Versuchsdurchführung unterworfen. Die für die Schweißbarkeitsprüfung verwendeten Probekörper werden
jedoch nicht dem Spannungsfreiglühen unterzogen.
10
Um zu zeigen, daß die erfindungsgemäßen Stähle über geeignete Festigkeits-und Zähigkeitseigenschaften zur Verwendung
als Werkstoff für Speisewasser-Erwärraer von Kernkraftwerken verfügen, wurden Zugversuche bei Raumtemperatur
und 25O0C durchgeführt und wurden zunächst an diesen
15
Probekörpern Kerbschlagversuche (V-Charpy-Probe) durchgeführt. Unter dem hier benutzten Ausdruck "geeignete
Festigkeitswerte" ist zu verstehen, daß die Zugfestigkeit mehr als circa 40 kg/mm2 bei Raumtemperatur beträgt, wobei
angestrebt ist, daß dieser Wert von mehr als 40 kg/mm2 selbst bei 25O0C beibehalten bleibt, wobei die Erwärmungstemperatur des Speisewasser-Erwärmers von etwa 1500C in
Betracht genommen ist. Der hier benutzte Begriff "geeignete Zähigkeit" bedeutet, daß die (beim Kerbschlagversuch)
absorbierte Energie bei Raumtemperatur mehr als etwa 2,1 kg-m beträgt, unter Berücksichtigung der Verwendungsbedingungen
.
Für den Zugversuch wird eine Zugprobe mit 6 mm Durch-· QQ messer, einer Parallel-Teillänge von 30 mm und einer
Meßlänge von 25 mm verwendet, während für den Kerbschlagsversuch eine V-Charpy-Probe mit einer 2 mm-V-Nut verwendet
wird.
Die von der Erfindung angestrebte verbesserte Schweißbarkeit wird anhand der typischen Stahlproben geprüft.
Beim Schweißbarkeitstest wird die Y-Nut-Riß-Verhinderungstestmethode
gemäß JIS Z-3158 angewendet, um eine Vor-
Wärmtemperatur zu messen, die zur Verhinderung von
Schweißrissen führt.
Sodann werden die dafür vorgesehenen Probekörper dem Versuch zur Prüfung der Erosions-Korrosions-Beständigkeit
unterzogen, wobei hochtemperiertes Wasser mit hoher Geschwindigkeit
auf die Probekörper gespritzt wird. In diesem Fall handelt es sich beim Probekörper um eine
scheibenförmige Platte mit 9 mm Durchmesser und einer Dicke von 10 mm, die mit einer Kreuznut versehen ist,
welche eine Breite von 3 mm und eine Tiefe von 5 mm aufweist,
entsprechend der Darstellung in Fig. 2. Der Gewichtsverlust des Probekörpers als Folge des Erosions-Korrosions-Angriffes
wird dadurch bestimmt, daß ein hochtemperiertes und hochreines Wasser, welches ein nicht
mehr als 5 ppb Sauerstoff enthaltendes Reaktorwasser simuliert und auf 15O0C erwärmt ist auf den Kreuzungsbereich
der Kreuznut gesprüht wird und zwar mittels einer Düse mit einem Düsendurchmesser von 1 mm, wobei diese
Düse in einer Höhe oberhalb der Nut angeordnet ist, daß eine hohe Strömungsgeschwindigkeit von 10 m/sek. erreicht
wird. Die Testdauer beträgt 500 Stunden.
Die Versuchsergebnisse der vorstehend beschriebenen Versuche sind in den folgenden Tafeln 4 und 5 zusammengestellt
und in den Figuren 3 bis 6 veranschaulicht.
In den Tafeln 4 und 5 ist die jeweils angewandte Wärmehandlung
mit den Symbolen N; T; A und SR bezeichnet. Dabei bezeichnet N das Normalisieren, bezeichnet T das Anlassen,
bezeichnet A das Glühen und bezeichnet SR das Spannungsfreiglühen.
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Zusainnensetzung Ansprüchen1 und |
gemäß 13 |
Tafel | 11 | 2 | (a) | 60 | (Gew.-%) | 51 | P | 0. | S | Cu | 20 | Ni | 20 | Cr | 02 | Mo | 57 | V | 0 | Al | |
Probe Nr. |
Zusammensetzung Ansprüchen2 und |
gemäß 9 |
C | 11 | Si | 60 | Mn | 51 | 0.014 | 0. | 003 | - | - | 1. | 42 | 0. | 57 | - | 0. | - | |||
1 | Zusammensetzung Ans pn ι ph ^ |
gemäß | 0. | 11 | 0. | 64 | 0. | 55 | 0.015 | 0. | 004 | 0. | 0. | 1. | 38 | 0. | 56 | - | - | ||||
2 | Zusammensetzung Ansprüchen*! und |
gemäß 14 |
0. | 10 | 0. | 70 | 0. | 61 | 0.013 | 0. | 006 | - | - | 1. | 46 | 0. | 58 | 0.016 | - | ||||
3 | Zusammensetzung Ansprüchen2+ und |
gemäß 14 |
0. | 13 | 0. | 70 | 0. | 62 | 0.012 | 0 | 007 | - | - | 1. | 40 | 0. | 55 | - | 016 | ||||
4-1 | Vergleichsstahl | 0. | 17 | 0. | 68 | 0 | 62 | 0.014 | 0 | 008 | - | - | 1. | 32 | 0. | 51 | - | 0 | 018 | ||||
4-2 | Vergleichsstahl | .0. | 16 | 0. | 61 | 0 | .51 | 0.013 | 0 | 008 | - | 22 | 1 | 44 | 0. | 57 | - | 0 | - | ||||
4-3 | Zusammensetzung AnsDrüchen5 und |
gemäß 10 |
0. | 13 | 0 | .64 | 0 | .55 | 0.014 | 0 | .005 | - | 11 | 11 | 1 | .44 | 0 | .53 | - | 0 | - | ||
4-4 | Zusammensetzung Ansprüchen 6 und |
gemäß 15 |
0. | 10 | 0 | .65 | 0 | .60 | 0.012 | 0 | .007 | - | 20 | 0. | 20 | 1 | .42 | 0 | .57 | 0.025 | 0 | - | |
5 | Zusammense tzung Ansprüchen 6 und |
gemäß 15 |
0. | 14 | 0 | .69 | 0 | .61 | 0.012 | 0 | .008 | 0. | 20 | 0 | .19 | 1 | .43 | 0 | .56 | - | .017 | ||
6-1 | Zusammensetzung Anspruch en 6,11, |
gemäß 15 u..19 |
0. | 12 | 0 | .70 | 0 | .62 | Ü.013 | 0 | .007 | 0. | 19 | 0 | .21 | 1 | .44 | 0 | .57 | - | .014 | ||
6-2 | Zusaicmense tzung Ansprüchen 6, 11 |
gemäß , 15 u.19 |
ü. | 13 | 0 | .69 | 0 | .61 | 0.013 | 0 | .007 | 0. | 0 | 1 | .11 | 0 | .56 | - | .014 | ||||
6-3 | 0 | 0 | 0 | 0.012 | .008 | 0. | 0 | 1 | 0 | - | .014 | ||||||||||||
6-4 | 0 | 0 | 0 | ||||||||||||||||||||
CD CO K)
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Tafel 2(b) (Gew.-%)
Probe Nr. |
Zusammensetzung gemäß Ansprüchen6 und 15 |
C | Si | Mn | P | S | Cu | Ni | Cr | Mo | V | Al |
6-5 | Zusammensetzung gemäß An- sprüchen6, 11, 15 u. 19 |
0.14 | 0.70 | 0.61 | 0.011 | 0.008 | 0.20 | 0.20 | 1.09 | 0.57 | 0.015 | |
6-6 | Zusammensetzung gemäß An- sprüchenö, 11, 15 und 19 |
0.10 | 0.69 | 0.61 | 0.013 | 0.007 | 0.20 | 0.21 | 1.46 | 0.56 | - | 0.015 |
6-7 | Zusammensetzung gemäß Ansprüchen 6 und 15 |
0.09 | 0.69 | 0.61 | 0.013 | 0.007 | 0.20 | 0.20 | 1.46 | 0.56 | - | 0.016 |
6-8 | Zusammensetzung gemäß Ansprüchen6 und 15 |
0.12 | 0.69 | 0.62 | 0.013 | 0.007 | 0.20 | 0.50 | 1.43 | 0.56 | - | 0.017 |
6-9 | Zusammensetzung gemäß An sprüchen 6, 11, 15 und 19 |
0.07 | 0.65 | 0.60 | 0.013 | 0.008 | 0.35 | 0.35 | 1.43 | 0.55 | - | 0.014 |
6-10 | Vergleichsstahl | 0.07 | 0.69 | 0.61 | 0.012 | 0.007 | 0.20 | 0.20 | 1.44 | 0.56 | . - | 0.017 |
! 6-11 I |
Vergleichsstahl | 0.15 | 0.70 | 0.61 | 0.012 | 0.008 | 0.20 | 0.50 | 1.08 | 0.57 | - | 0.016 |
\ 6-12 | Zusammensetzung gemäß Anspruch 7 |
0.16 | 0.56 | 0.55 | 0.004 | 0.006 | 0.14 | 0.14 | 1,37 | 0.53 | - | 0.023 |
Zusammensetzung gemäß Ansprüchen8, 12, 16 und 19 |
0.13 | 0.64 | 0.61 | 0.012 | 0.006 | - | - | 1.41 | 0.57 | 0.047 . | 0.014 | |
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! |
Zusammensetzung gemäß Ansprüchen6 und 15 |
0.11 | 0.69 | 0.61 | 0.012 | 0.007 | 0.20 | 0.21 | 1.43 | 0.55 | 0.034 | 0.01S |
< 9 | 0.12 | 0.63 | 0.61 | '0,012 | 0.005 | - | - | 1.40 | 0.57 | B: 0.0013 | 0.060 | |
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Tafel 3(a) (Gew.-%)
Probe Nr. |
Zusammensetzung sorüchen 1 und 1' |
gemäß | gemäß 15, 18 |
An- | C | 13. | Si | 20 | Mn | 60 | 0. | P | 0 | S | Cu | 0 | 18 | Ni | 22 | Cr | 81 | Mo | 55 | V | 0 | Al |
11 | Zusammensetzung Sprüchen 2 und 9 |
gemäß | gemäß 15, 18 |
An- | 0. | 12 | 0. | 25 | 0. | 62 | 0. | 014 | 0 | .004 | - | 0 | - | 0. | 98 | 0. | 55 | - | 0 | - | ||
12 | Zusammensetzung Anspruch 3 |
gemäß | gemäß 15, 18 |
0. | 12 | 0. | 23 | 0. | 58 | 0. | 013 | 0 | .007 | 0. | 0 | 0. | 0. | 05 | 0. | 54 | - | - | ||||
13 | Zusammensetzung Ansprüchen1*, 14 |
gemäß und 17 |
0. | 10 | 0. | 25 | 0. | 61 | 0. | 014 | 0 | .006 | - | 0 | - | 1. | 10 | 0. | 53 | 0.026 | 0 | - | ||||
14-1 | Zusammensetzung gemäß sprüchm 4, 14 und 17 |
An- | 0. | 06 | 0. | 25 | 0. | 62 | 0 | 012 | 0 | .008 | - | - | 22 | 1 | 10 | 0. | 53 | - | 0 | .016 | ||||
14-2 | Zusammensetzung gemäß Sprüchen 5 und 10 |
An- | 0. | 12 | 0 | 28 | 0 | 62 | 0 | 012 | 0 | .008 | 10 | 12 | 1 | 00 | 0 | 53 | - | 0 | .015 | |||||
15 | Zusammensetzung gemäß sprüchenö, 15 und 18 |
An- | 0. | 13 | 0 | 26 | 0 | 60 | 0 | 014 | 0 | .008 | 19 | 0. | 20 | 1 | .12 | 0 | .54 | 0.020 | 0 | - | ||||
16-1 | Zus ammensetzung sprüchenö, 11, und 19 |
An- | 0. | 13 | 0 | .25 | 0 | .61 | 0 | .014 | 0 | .008 | .20 | 0 | .20 | 1 | .11 | 0 | .5Λ | - | .020 | |||||
16-2 | Zusammensetzung sprüchenö, 11, und 19 |
An- | 0 | .13 | 0 | .25 | 0 | .62 | 0 | .0.13 | 0 | .008 | .20 | 0 | .21 | 1 | .11 | 0 | .54 | - | .016 | |||||
16-3 | Zusammensetzung sprüchenö, 11, und 19 |
An- """■ | 0 | .10 | 0 | .25 | 0 | .61 | 0 | .013 | 0 | .007 | 0 | 1 | .11 | 0 | .53 | - | .017 | |||||||
16-4 | 0 | 0 | 0 | .011 | .008 | 0 | 1 | 0 | - | .016 | ||||||||||||||||
O CO K3
Tafel 3(b) (Gew.-%)
Probe Nr. |
Zusammensetzung gemäß An- sprüchenö, 11, 15, 18 und JW |
C | Si | Mn | P | S | Cu | Ni | Cr | Mo | V | Al |
16-5 | Zusammensetzung gemäß An- sprüchenö, 11, 15, 18 und 1Q |
0.10 | 0.25 | 0.61 | 0.012 | 0.007 | 0.20 | 0.20 | 1.10 | 0.53 | - | 0.016 |
16-6 | Zusammensetzung gemäß An sprüchen 6, 15 und 18 |
0.11 | 0.25 | 0.62 | 0.012 | 0.008 | - | 0.20 | 1.09 | 0.53 | - | 0.015 |
16-7 | Zusammensetzung gemäß An- sprüchen6, 11, 15, 18 und 19 |
0.12 | 0.26 | 0.59 | 0.009 | 0.007 | 0.20 | 0.50 | 1.12 | 0.53 | - | 0.015 |
16-8 | Zusammensetzung gemäß An spruch en 6, 15 und 18 |
0.08 | 0.25 | 0.62 | 0.012 | 0.006 | 0.20 | 0.21 | 1.10 | 0.53 | - | 0.016 |
16-9 | Vergleichsstahl | 0.08 | 0.28 | 0.60 | 0.014 | 0.008 | 0.35 | 0.35 | 1.08 | 0.56 | - | 0.022 |
16-10 | Vergleichsstahl | 0.15 | 0.25 | 0.57 | 0.005 | 0.002 | 0.04 | 0.21 | 1.07 | 0.56 | - | 0.014 , |
16-11 | Vergleichsstahl | 0.15 | 0.25 | 0.62 | 0.014 | 0.006 | 0.20 | - | 1.05 | 0.54 | - | 0.016 ' |
16-12 | Zusammensetzung gemäß An spruch 7 |
0.15 | 0.26 | 0.60 | 0.010 | 0.006 | 0.42 | 0.32 | 1.04 | 0.54 | - | 0.016 |
17 | Zusammensetzung gemäß An- sprüehen8, 12 und 16 |
0.13 | 0.40 | 0.62 | 0.016 | 0.009 | - | - | 1.08 | 0.55 | 0.025 | 0.022 |
18 | Zusammensetzung gemäß An- sprüchen6, 15 und 18 |
0.11 | 0.26 | 0.62 | .0.012 | 0.008 | 0.20 | 0.20 | 1.09 | 0.54 | 0.034 | 0.017 |
10 | 0.10 | 0.25 | 0.60 | 0.010 | 0.004 | - | ■ - | 0.99 | 0.56 | B: 0.0012 | 0.066 | |
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O OO NJ
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Tafel
Probe Nr. |
Zusammensetzung gemäß Ansprüchen 1 und 13 |
Wärme behand lung* |
A-SR | Zugversuch bei Raum temperatur |
Zug festig keit (kg/mm2) |
Dehnung | Zugversuch bei 25O0C |
Zug festig keit (kg/mm2) |
V-Charpy- Schlag- versuch |
Y-Nut-Riß- test |
rüfung auf jrosions- torrosions- >eständigkeit |
1 | Zusammensetzung gemäß Ansprüchen 2 und 9 |
A-SH | Streck grenze (kg/mm2) |
47,3 | 35 | Streck grenze (kg/ran2) |
42,0 | absorbier te Energie (kg.m) |
\?orwärmtem- oeratur zum Verhindern von Schweiß rissen (0O |
}ewichtsaus- ^leich (mg/500h) |
|
2 | N-T-SR | N-T | 30,9 | 51,6 | 23,3 | 45,? | 13,5 | 100 | 5,7 | ||
3 | N-T-SR | N-T | 33,5 | 30 | 25 0 | 47,0 | 11,?. | 100 | r | ||
-TwT | Zur?ammense t^.ung gemäß Anspruch 3JN-T-SR |
34, ö | 49,1 | 40 | 27,2 | 44,4 | ö,2 | 1U0 | 5,υ | ||
4-2 | Zusammensetzung gemäß Ansprüchen 4 und 14 |
30,9 | 51,2 | 3H | 24,2 | 4υ,υ | 18,0 | 75 | |||
4-3 | Zusammense t^ung gemäß Ansprüchen 4-14 |
31,5 | 55,2 | 34 | ·-·- υ | 48,0 | 20 2 | ||||
4"-λ" | n/ergleichsstahl | ^u, 6 | 54,6 | 35 | 27 ,T | 47,0 | ö,2 | 150 | ό,2 | ||
"j | Vergleichsstahl | 36,0 | 56,6 | 32 | 27,2 | 51,6 | 7,4 | 200 . | - | ||
Zusammen se tsung gemäß Ansprüchen 5 und 10 |
33,2 | ' 30,6 | 7,5 | ||||||||
co cn |
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O |
ω to cn , ο Tafel 4(b) |
Zug festig keit (kg/na?) |
Dehnung | ι-· cn |
Zug festig keit (kg/mma) |
1—1 O |
Y-Nut-Riß- test |
Jl M | • · 4 • W 9 9 * · · |
|
Probe Nr. |
ifärme- jehand- lung* |
Zugversuch bei Raum temperatur |
50,2 | 33 | Zugversuch bei 2500C |
48,0 | V-Charpy- Schlag- versuch |
tforwärmtem- peratur zum Verhindern von Schweiß rissen (0O |
'rüfung auf Srosions- Corrosions- beständigkeit |
1 * | |
6-1 | Zusammense tzung gemäß Ansprüchen ό bis 15 |
Streck grenze (kg/mm2) |
59,4 | 29 | Streck grenze (kg/mm2) |
5215 | absorbier te Energie (kg.m) |
3'ewichtsaus- (mg/500h) |
* · | ||
6-2 | Zusammense tzung iemäß Ansprüchen ι und 15 |
A-SR | 31,2 | 53,? | 36 | 28,2 | 48 ? | 20,5 | • * · I * |
||
6-2 | Zusammensetzung gemäß Ansprüchen 5 und 15 |
N-T-SR | 38,0 | 28,2 | 15,0 | 5,2 | • 3207032 | ||||
ü-3 | Zusammensetzung gemäß Ansprüchen i,11,15 und 19 |
A-SR | 30,9 | 55,4 | 31 | 24_,3 | 48,8 | H,4 | 100 | ||
O- ί | iusammense tzung remäß Ansprüchen 3,11,15 und 19 |
N-T | 52,3 | 35 | 47,a | ||||||
Zusammensetzung remäß Ansprüchen 3,11,15 und 19 |
N-T-SR | 37,1 | 28,1 | 17,5 | |||||||
A-SR | 33,0 | 26,0 | 11,1 | ||||||||
ω
ο
bo
to
O
Tafel 4(c)
Probe 1 Nr. |
Zussamense tzung gemäß Ansprüchen 3,11,15 und 19 |
(iärrne- 3ehand- urig* |
Zugversuch bei Raum temperatur |
Zug festig keit (kg/mm2) |
Dehnung (%2) |
Zugversuch bei 25O0C |
Zug festig keit (kg/mm2) |
V-Charpy- Schlag- versuch |
Y-Nut-Riß- test |
¥üfung auf ^rosions- torrosions- seständigkeit |
100 |
Zusaamense tzung TßvcäSs Anspruch e η 5^11,15 und 19 |
N-T | Streck grenze (kg /mm2) |
Streck grenze (kg/mm2) |
absorbier te Energie (kg.m) |
forwärmtem- Deratur zum Verhindern von Schweiß rissen (0O |
Sewichtsaus- jleich (mg/500h) |
125 | ||||
6-5 !Zusammensetzung gemäß Ansprüchen |6 und 15 |
iusanmense tzung ^ernäS Ansprüchen 3j11j15 und 19 |
N-T-SR | 54,7 | 35 | 48,1 | 125 | 100 | ||||
6-6 | iu.'ianrnenset'/.ung gemäß Ansprüchen ρ und 15 |
A-SR | 34,0 | 51,4 | 35 | 25,3 | 46,0 | 20j7 | I L |
||
ü-6 | 6-9 jZusa:nr.ensetzung gemää Ansprüchen ρ und 15 |
N-T | 33,1 | 26,5 | 17,3 | I 5,0 | |||||
0-7 | N-T-SR | 59,6 | 30 | 52,6 | |||||||
b-8 | N-T-SR | 38,1 | 55,2 | 32 | 31,9 | 49,4 | 14,0 . | ||||
34,0 | 28jO | 18,4 |
O CO K)
Cu O
to CJi
CJi
Tafel 4(d>
Probe Nr. |
Zusammensetzung gemäß Ansprüchen 6,11,15 und 19 |
Wärme behand lung* |
Zugversuch bei Raum temperatur |
Zug festig keit (kg/mn?) |
Dehnung | Zugversuch bei 25O0C |
Zug festig keit (kg/mm2) |
V-Cnarpy- Schlag- versuch |
Y-Nut-Riß- test |
'rüfung auf Srosions- Korrosions- beständigkeit |
I | 5,6 |
6-10 | Vergleichsstahl | A-SR | Streck grenze (kg/mm2) |
47,7 | 40 | Streck grenze (kg/mma) |
43,2 | absorbier te Energie (kg.m) |
Vorwärmtem peratur zum Verhindern von Schweiß rissen (0C) |
jewichtsaus- ijleich (mg/500h) |
||
6-11 | Vergleichsstahl | N-T-SR | 31,1 | 01,9 | 28 | 24,8 | 54,8 | 27,0 | 75 | |||
6-12 | Vergleichsstahl | N-T | 40,9 | 56,Ö | 32 | 34,3 | - | 12 L8 | 150 | — i | ||
6-12 | Zusammensetzung gemäß Anspruch 7 |
A-SR | 38,2 | 52,1 | 33 | - | - | 11,0 | - | 6,7 | ||
7 | Zusammensetzung gemäß Ansprüchen 8,12,16 und 19 |
N-T-SR | 31,5 | 62,6 | 25 | - | 54,2 | 4,2 | - | b,ö | ||
8 | Zusammense tzung ger.äß Ansprüchen 6 und 15 |
N-T-SR | 40,3 | 60,4 | 28 | 36,0 | 53,4 | 15,8 | ||||
9 | N-T-SR | 37,0 | •23 | 32,9 | 53,5 | 10,4 | ||||||
46,2 | 40,0 | 19,5 | 125 |
*: N= Normalisieren, T = Anlassen, A = Glühen, SR = Spannungsfreiglühen
GO K) CZ)
cn
GO O
to Cn
cn
Tafel 5(a)
ärmeihand-.ung*
Zugversuch bei Raumtemperatur
Streckgrenze (kg/mm2)
Zugfestig keit (kg/mm2 )
Dehnung tt?)
Zugversuch bei 2500C
Streckgrenze (kg /mm2)
Zugfestig keit (kg/mm2)
V-Charpy-
Schlag-
versuch
absorbierte Energie (kg.m)
Vorwärmten;-peratur zum Verhindern von Schweiß-
'issen
(0C)
Y-Nut-Rißtest
Prüfung auf ! Srosions-Korrosions-Deständigkeit
jewichtsaus- ^leich
(mg/500h)
Zusammensetzung gemäß Ansprüchen
1 und 13
S-T-SR
29,0
43,6
38
20,5
38,5
12,0
100
5,0
Zusammense tsung gemäß Ansprüchen 2 und 9
S-T-SR
34,0
49,8
25,6
39,8
8,8
100
4,3
Zusammense tzung gemäß Anspruch 3
N-T-SR
36,2
51,2
28,0
43,2
11,8
100
4,7
Zusammen se tzung gemäß Ansprüchen 4,14 und 17
/V-SR ■
28,3
43,3
21,0
40,9
28,5
75
Zusammense tzung gemäß Ansprüchen 4,14 und 17
A-SR
25,4
40,4
JLiL
33,8
4,ü
Zusammense tzung
gemäß Ansprüchen 5 und 10
>J-T-SR
36,0
51,8
27,8
46,0
12,6
O CO N)
to
ο
Ol
Tafel 5(b)
Probe Nr. |
Zusammensetzung gemäß Ansprüchen 6,15 und 18 |
Wärme behand lung* |
Zugversuch bei Raum temperatur |
Zug festig keit (kg /mm2) |
Dehnung | Zugversuch bei 25O0C |
Zug festig keit (kg/ran2) |
V-Charpy- Schlag- versuch |
Y-Nut-Riß- test |
'rüfung auf Srosions- <orrosions- beständigkeit |
I I |
16-1 | Zusammensetzung gemäß Ansprüchen 6,11,15,18 und 1ξ |
!J-T-SR | Streck grenze (kg/mm2) |
51,0 | 38 | Streck grenze (kg/ran2) |
45,0 | absorbier te Energie (kg,m) |
Vorwärmtem peratur zum Verhindern von Schweiß rissen (0C) |
3ewichtsaus- gleich (mg/500h) |
|
.16-2 | Zusammense tzung gemäß Ansprüchen 6,11,15,18 und 1S |
N-T-SR | 34,5 | 51,4 | 37 | 24,5 | 45,7 | 25,2 | n,5 | ||
16-2 | Zusammense tzung gemäß Ansprüchen 6,11,15,18 und 19 |
<WSR | 35,5 | 48,0 | 38 | 25,3 | 44,9 | 24,7 | 3,4 | ||
10-3 | Zusammense tzung u;emäß Ansprüchen 6,11,15,18 und ic |
N-T | 30,3 | 23,1 | 14,3 | ||||||
16-4 | N-JT-SR | 47,9 | 40 | 41,9 | 100 | ||||||
33,2 | 25,0 | 34,0 |
CO K) CD
CD CO K)
Cu
O
to
σι
to
ο
CJl
Tafel 5(c)
Probe Nr. |
Zusammensetzung gemäß Ansprüchen 6,11^15,18 u. 19 |
■grme- Ähand- lung* |
Zugversuch bei Raum temperatur |
Zug festig keit (kg/mm2) |
Dehnung (%2) |
Zugversuch bei 2500C |
Zug- ' festig keit (kg/rcm2) |
V-Charpy- Schlag- versuch |
Y-Nut-Riß- test |
3TUfUrIg auf Zrosions- (orrosions- Deständigkeit |
i | 3,2 |
16-4 | Zusammensetzung gemäß Ansprüchen 6,11,15,18 u. 19 |
A-SR | Streck grenze (kg/mm2) |
45,4 | 38 | Streck grenze (kg/mm2) |
42,3 | absorbier te Energie (kg.m) |
tforwärmtem- oeratur zum Verhindern von Schweiß rissen (0C) |
Sewichtsaus- ^leich (mg/500h) |
||
16-5 | Zusammense tzung gemäß Ansprüchen 6,11,15,18 u.19 |
N-T | 29,3 | 22,8 | 25,2 | 3,9 | ||||||
16-6 | Zusammensetzung gemäß Ansprüchen 6,15 und 18 |
A-SK | 44,9 | 40 | 41,7 | 5,0 | ||||||
16-7 | Zusammensetzung gemäß Ansprüchen 6,11,15,18 u. 19 |
N-T-SR | 29,3 | 50,8 | 36 | 22,0 | 44,5 | 24,9 | ||||
10-0 | A-SR | 35,6 | 42,8 | 40 | 27,2 | 40,2 | 29,8 | 125 | ||||
28,5 | 20,3 | 32,2 | 75 |
CO K) O
co
to
cn
Tafel 5(d)
Probe Nr. |
Zusammensetzung gemäß Ansprüchen 6j15 und 18 |
fJärme- 5ehand- lung* |
Zugversuch bei Raum temperatur |
Zug festig keit (kg/mn?) |
Dehnung (%=) |
Zugversuch bei 25O0C |
Zug festig keit (kg/ran2) |
V-Charpy- Schlag- versuch |
Y-Nut-Riß- test |
'rüfung auf . Srosions- Corrosions- beständigkeit |
16-9 | Vergleichsstahl | N-T | Streck grenze (kg/mm2) |
Streck grenze (kg/ran2) |
absorbier te Energie (kg.m) |
Vorwärmtem- peratur zum Verhindern von Schweiß rissen (0C) |
Gewichtsaus gleich (mg/500h) |
|||
16-10 | Vergleichsstahl | N-T | 52,5 | - | - | 100 | ||||
16-10 | Vergleichsstahl | A-SR | 36,5 | 48,1 | 39 | - | - | 32,7 | - | 6,0 |
■16-11 | Vergleichsstahl | N-T | 30,8 | 51j8 | 36 | - | - | 11,7 | - | 3,9 |
16-12 | Zusasmensetzung gemäß Anspruch 7 |
A-SR | 36,6 | 50,0 | 38 | - | - | 26,6 | 175 | |
17 | Zusairmense tzung gemää Ansprüchen 8, 12 und 16 |
N-T-SR | 32,6 | 52,6 | 34 | - | 44,2 | 10,8 | 150 | - |
10 | Zusarraense tzung genäS Ansorüchen 6, 15 und 18 |
N-T-SR | 37,4 | 52,4 | • 34 | 29,0 | 46,9 | 18,2 | ||
10 | N-T-SR | 36,8 | 56,0 | 28 | 28,0 | 27,1 | ||||
44,7 | 3,6 | 125 | 3,8 |
Fig. 3 veranschaulicht die Beziehungen zwischen der Zugfestigkeit bei Raumtemperatur und der Vorwärmterr.peratur
zum Verhindern von Schweißrissen in der Schweißstelle,
sowie dem Kohlenstoffgehalt der Stahlproben, welche den
5
chemischen Zusammensetzungen der Patentansprüche 4, 6, 8, 11 und 12 sowie der Vergleichsstahlprobekörper entsprechen.
Fig. 4 veranschaulicht die gleichen Beziehungen wie Fig. 3, wobei jedoch der Siliciumgehalt auf nicht
mehr als 0,45% beschränkt ist. In den Figuren 3 und 4 bezeichnet das schwarz ausgefüllte Dreieckssyrnbol normalisierte
und angelassene Stahlprobekörper, die weder Kupfer noch Nickel enthalten. Das weiße Dreieckssymbol
bezeichnet normalisierte und angelassene Stahlproben, welche Kupfer und Nickel enthalten. Das schwarz ausgefüllte
Kreisflächensymbol bezeichnet geglühte Stahlprobekörper, die weder Kupfer noch Nickel enthalten und
das weiß belassene Kreisflächensymbol bezeichnet geglühte Stahlproben, welche Kupfer und Nickel enthalten.
Den in den Tafeln 4 und 5 zusammengestellten Versuchsergebnissen ist deutlich zu entnehmen, daß alle erfindungsgemäßen
Stahlprobekörper bei Raumtemperatur sowie bei 25O0C über hinreichend hohe Zugfestigkeiten und Zähigkeiten
für den vorstehend diskutierten Verwendungszweck verfugen und daß es außerdem keinerlei Schwierigkeiten hinsichtlich
der Festigkeit gibt, selbst wenn der Kohlenstoffgehalt
zwecks Steigerung der Beständigkeit gegen Erosion-Korrosion sowie zwecks verbesserter Schweißbarkeit herabgesetzt ist.
Ferner besteht ein überraschendes Ergebnis darin., daß selbst bei Anwendung der Glühbehandlung, welche die Festigkeit
kaum zu erhöhen vermag, anstelle des Normalisierens und Anlassens, wie es üblicherweise auf Stähle für Speisewasser-Erwärmer
angewendet wird, der Kohlenstoffgehalt beträchtlich hinsichtlich der Festigkeit herabgesetzt werden
kann, wie sich aus dem Vergleich mit den Vergleichsstahlproben 4-3 und 4-4 ergibt. Insbesondere wird aus den in
Tafel 5 zusammengestellten Ergebnissen deutlich, daß
die Abnahme des Siliciumgehaltes die Zugfestigkeit bei
25O0C etwas herabsetzt, ohne daß jedoch die anderen Werk-
._ stoff eigenschaften verändert werden. Die Erosions-Korrosionso
Beständigkeit wird sogar verbessert.
Im folgenden werden die Beziehungen zwischen dem Kohlenstoffgehalt
und der Schweißrißanfälligkeit unter Bezug auf Fig. 3 beschrieben. Die Vorwärmtemperatur zum Verhindern des Auftretens von Schweißrissen beträgt für
die Vergleichsstahlproben 4-3, 4-4 und 6-11, deren Kohlenstoffgehalt
jeweils oberhalb der erfindungsgemäßen Höchstgrenze liegt, 150 bis 2000C. Im Gegensatz dazu kann im
je Rahmen der Erfindung die Vorwärratemperatur auf nicht
mehr als 1250C erniedrigt werden, indem der Kohlenstoffgehalt
auf nicht mehr als 0,14% begrenzt wird. Durch Begrenzen des Kohlenstoffgehaltes auf nicht mehr als 0,13%
kann die Vorwärmtemperatur, bei welcher keine Schweißrisse auftreten, sogar auf nicht mehr als 1000C abgesenkt werden,
wobei die Kupfer- und Nickelgehalte jeweils auf nicht mehr als 0,3% beschränkt sind.
Wie aus dem Vergleich der Probe 6-8 mit der Probe 6-3 und der Probe 6-9 mit der Probe 6-10 hervorgeht, hat eine
geringfügige Erhöhung der Kupfer- und Nickelgehalte einen starken Einfluß auf die Schweißrißanfälligkeit, was ganz
im Gegensatz steht, zu den Erwartungen der Fachwelt. Das bedeutet, daß die Vorwärmtemperatur zum Verhindern von
Schweißrissen auf 250C herabgesetzt werden kann, wenn die
Kupfer- und Nickelgehalte jeweils auf nicht mehr als 0,3% beschränkt werden, im Gegensatz Stählen, welche
Kupfer und Nickel jeweils in Mengen von mehr als 0,3 bis nicht mehr als 0,5% enthalten.
35
Um das Auftreten von Schweißrissen zu verhindern, erfordern die Vergleichsstahlproben eine Vorwärmung auf eine er-
höhte Temperatur von wenigstens 150 bis 2000C, wohingegen
die in den Patentansprüchen 4 und 6 angegebenen Stähle lediglich eine maximale Vorwärmtetr.peratur von
1250C erfordern. Insbesondere braucht die Vorwärmtemperatur
für den Stahl gemäß Patentanspruch 11 nicht höher zu sein als 1000C. Das bedeutet, daß die Schweißarbeit
(weld working) bei den erfindungsgemäßen Stählen beträchtlich verbessert werden kann.
In gleicher Weise ergibt sich aus Fig. 4, daß die in den Patentansprüchen 17 und 18 angegebenen Stähle keine
höheren Vorwärmtemperaturen als 1250C benötigen, wobei
insbesondere eine Vorwärmtemperatur von maximal 1000C
15
für die Stähle gemäß Patentanspruch 19 hinreichend ist.
Die Beziehungen der Gehalte an Kohlenstoff, Kupfer und Nickel zur Erosions-Korrosions-Beständigkeit werden im
folgenden anhand von Fig. 5 erörtert. Wie sich aus dem Vergleich der Vergleichsstahlprobe 4-3 mit dem Probekörper
4-1 gemäß Anspruch 4 ergibt, hat die Herabsetzung des Kohlenstoffgehaltes einen sehr starken Einfluß auf
die Verbesserung der Beständigkeit gegen Erosions-Korrosions-
2g Angriffe. Ferner wird aus dem Vergleich der Probe 4-1
mit den Proben 6-1; 6-6 und 6-2 gemäß Patentanspruch 6 deutlich, daß Zusätze von Kupfer und Nickel wirksam sind
im Hinblick auf die Verbesserung dieser Eigenschaften,
wobei mit höheren Zusatzmengen höhere Verbesserungswirkungen erreicht werden. Ferner ergibt sich aus dem Vergleich
der Proben 4-3 und 6-12 mit der Probe 6-2, daß es erforderlich ist, den Kohlenstoffgehalt auf nicht mehr als
0,14% zu beschränken, um die angestrebte Steigerung dieser Eigenschaft infolge Zusatz geringer Kupfer- und Nickelmengen
zu entwickeln. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Erosions-Korrosions-Beständigkeit dieser Gattung
von Cr-Mo-Stählen beträchtlich gesteigert werden kann
durch Herabsetzung der Kohlenstoffgehaltes, d.h. durch
Begrenzung des Kohlenstoffgehaltes in einem Stahl für
Speisewasser-Erwärmer auf nicht mehr als 0,14% bei
gleichzeitigem Zusatz geringer Kupfer- und Nickelmengen,
5
vorzugsweise von jeweils nicht weniger als 0,16%.
Probe Nr. 9 gemäß Tafel 2 ist ein hochzäher borhaltiger
Stahl, der unter den Patentanspruch 6 fällt und eine ausgezeichnete Schweißbarkeit sowie Erosions-Korrosions-Beständigkeit
aufweist, wie aus Tafel 4 hervorgeht.
Fig. 6 illustriert die gleichen Zusammenhänge wie Fig. 5, wobei jedoch der Siliciumgehalt auf nicht mehr als
!§ 0,45% beschränkt ist. Wie sich aus Fig. 6 ergibt, wird eine
gesteigerte Verbesserung der Erosions-Korrosions-Beständigkeit dadurch erreicht, daß der Siliciumgehalt auf nicht
mehr als 0,45% beschränkt ist.
Die Erosions-Korrosions-Beständigkeit der chromhaltigen
legierten Stähle wird unter Verwendung einer Korrosions-Prüfvorrichtung unter Verwendung von hocherhitztem und
unter hohen Druck gesetztem Wasser ermittelt, wie in Fig. 7 dargestellt.
Die Korrosions-Prüfvorrichtung umfaßt einen Behälter 31 für reines Wasser, einen Entlüfungsbehälter 32, Kühleinrichtungen
33 j 34; einen Entmineralisator 35, einen Surge-Behälter 36, einen Vorwärmer 37, eine Prüfschleife
38 und eine Probenkammer 39.
Als zu untersuchende Probe wird ein Kohlenstoffstahl gemäß Werkstoffbezeichnung SS41, ein Stahl gemäß Werkstoffbezeichnung
SB46 mit etwa 0,5% Kupfer, ein Stahl gemäß Werkstoffbezeichnung SB49M mit 0,5% Molybdän und ein
niedriggekohlter 1Cr-O,5Mo-Stahl sowie ein niedriggekohlter 1 1/4Pr-0,5Mo-Stahl nach der Erfindung verwendet, wie
in der vorliegenden Tafel 6 zusammengestellt.
JM
HZ
Tafel 6
Stahlsorte | 0 | C | 0 | Si | 0 | Mn | Cr | Mo | Cu |
Kohlenstoff stahl SS41 |
0 | ,11 | 0 | ,25' | 0 | ,81 | |||
Cu-haltiger Stahl SB46 |
0 | ,27 | 0 | ,24 | 0 | ,83 | 0,19 | ||
Stahl SB49M |
0 | ,31 | 0 | ,27 | 0 | ,83 | |||
niedrigge- gekohlter 1Cr-O,5Mo- Stahl |
0 | ,14 | 0 | ,35 | 0 | ,45 | 1 ,01 | 0,51 | - |
niedrigge kohlter 1 1/4Cr-O,5Mo- ■ Stahl |
,13 | ,55 | ,50 | 1 ,24 | 0,55 | - | |||
In der Versuchsappartur wird ein auf etwa 15O0C erwärmtes
gesättigtes Wasser in einem StröKungskreislauf an der Probe entlanggeführt, anstelle des aus Dampf und
Wassertropfen bestehenden strömenden Mediums in einer erosiven und korrosiven Atmosphäre. Im Hinblick auf die
Strömungsgeschwindigkeiten und Durchflußmengen von Dampf und Wassertropfen wird ein Durchfluß des gesättigten
Wassers mit 0,3 m/sek. und 2 m/sek. vorgegeben. Die
in Fig. 8 dargestellten Versuchsergebnisse beziehen sich auf den Durchfluß von 0,3 m/sek., wohingegen die in
Fig. 9 dargestellten Versuchsergebnisse sich auf den Durchfluß von 2 m/sek. beziehen.
Wie sich aus den Versuchsergebnissen gemäß Fig. 8 und ergibt, gelingt es, mit den Cr-Mo-Stählen nach der Erfindung
das Sättigungsphänomen des Gewichtsverlustes unter Kontrolle zu bekommen. Es zeigt sich, daß das Vor-
32G7032
liegen von Chrom unverzichtbar ist, um eine Verbesserung
der Erosions-Korrosions-Beständigkeit zu erzielen und daß die Stähle nach der Erfindung eine ausgezeichnete
•Eroslons-Korrosions-Beständigkeit aufweisen. Werden die
Versuchsergebnisse gemäß Fig. 8 graphisch aufgetragen, so ergibt sich für die Zeitabhängigkeit des mittleren
Gewichtsverlustes der in der folgenden Tafel 7 angegebene Verlauf. Es zeigt sich, daß die erfindungsgemäßen Stähle
eine weitaus höhere Erosions-Korrosions-Beständigkeit aufweisen, als der herkömmliche Kohlenstoffstahl.
20 25
Tafel r | 1 | Verlauf des Ge wichtsver lustes |
Gewichtsver lust (mir./30 Jahren) |
|
linear | 57,8 | |||
Stahlsorte | Gewichtsver lust (mg/dm2) |
linear | 23,7 | |
Kohlenstoff stahl SS41 |
2300 | parabolisch | 1,67 | |
Cu-haltiger Stahl SB46 |
940 | logarith misch |
0,0082 | |
Stahl SB49M |
900 | |||
niedrigge kohlter 1Cr- 0,5Mo-Stahl |
300 |
30 35
Fig. 10 veranschaulicht die Versuchsergebnisse einer Korrosionsprüfung unter Naßdampf, ähnlich der obenbeschriebenen
Korrosionsprüfung mit einem heißen Druckwasser, Bei dieser Prüfung besteht die erosive und korrosive
Atmosphäre aus einem Dampf mit mitgerissen Wassertropfen, was den tatsächlichen Bedingungen im Inneren
des Speisewasser-Erwärmers mehr entspricht als die Bedingungen der erstgenannten Versuchseinrichtung.
Die Ergebnisse gemäß Fig, 10 liegen sehr dicht an den
Ergebnissen der mittels warmem Druckwasser durchgeführten Prüfung und zeigen, daß der niedriggekohlte 1 1/4Cr-O,5Mo-Stahl
nach der Erfindung über eine ausgezeichnete Erosions-Korrosions-Beständigkeit
verfügt. Ferner ist die gute Erosions-Korroslons-Beständigkeit des erfindungsgemäßen
Stahles durch die praktische Verwendung bestätigt worden,
wobei eine identische Probe, wie bei der Prüfung mittels 10
heißem Druckwasser verwendet, in einer Naßdampfrohrleitung geprüft wurde.
Durch Anwendung des erfindungsgemäßen 0,7 bis 1,60%
Chrom, 0,4 bis 0,7% Molybdän und nicht mehr als 0,14% · ·
enthaltenden Stahls zur Herstellung des Körpers, des
Speisewasser-Erwärmers, der Röhren und der Halterungsplatten für diese Röhren kann die Gefahr der eorsiven-Korrosion
an diesen Teilen weitgehend vermieden werden und kann ein Speisewasser-Erwärmer mit hoher Lebenserwartung
verwirklicht werden.
Erfindungsgemäß kann die Vorwärmtemperatur der Schweißstelle 1250C oder weniger betragen, so daä die Gefahr
„ρ- der nachträglichen Beeinflussung der Schweißstellenumgebung
klein wird und gleichfalls auch nur eine geringe Energiemenge zur Vorwärmung benutzt wird, was wiederum
die Energiekosten senkt. Außerdem ist die Erosions-Korrosions-Beständigkeit
gegen Naßdampf des erfindungsgemäßen Stahls beträchtlich ausgezeichnet, so daß die Lebensdauer von
aus einem solchen Stahl hergestellten Gefäßen verlängert werden kann. Insbesondere können vorteilhafte Effekte
dadurch erreicht werden, daß der erfindungsgemäße Stahl auf Speisewasser-Wärmer für Kernkraftwerke angewendet
35 wird.
Claims (19)
1. Niedriggekohlte Cr-Mo-Stähle zur Verwendung in
Naßdampf, bestehend im wesentlichen aus (Gewichtsprozent) 0,02 bis 0,14% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,9% Silicium, 0,3 bis 0,8% Mangan, 0,7 bis 1,6% Chrom, 0,4 bis 0,7%
Molybdän, Rest im wesentlichen Eisen.
Naßdampf, bestehend im wesentlichen aus (Gewichtsprozent) 0,02 bis 0,14% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,9% Silicium, 0,3 bis 0,8% Mangan, 0,7 bis 1,6% Chrom, 0,4 bis 0,7%
Molybdän, Rest im wesentlichen Eisen.
2. Niedriggekohlte Cr-Mo-Stähle zur Verwendung unter
Naßdampf ,bestehend aus (Gewichtsprozent) 0,02 bis 0,14%
Kohlenstoff, nicht mehr als 0,9% Silicium, 0,3 bis 0,8% Mangan, 0,7 bis 1,6% Chrom, 0,4 bis 0,7% Molybdän, nicht
mehr als 0,5% Kupfer und/oder nicht mehr als 0,5% Nickel sowie nicht mehr als 0,005% Bor, Rest im wesentlichen
Eisen.
Eisen.
3. Niedriggekohlte Cr-Mo-Stähle zur Verwendung unter
Naßdampf, bestehend aus (Gewichtsprozent) 0,02 bis 0,14% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,9% Silicium, 0,3 bis 0,8%
Mangan, 0,7 bis 1,6% Chrom, 0,4 bis 0,7% Molybdän, nicht mehr als 0,05% Niob und/oder nicht mehr als 0,08%
Vanadium, Rest im wesentlichen Eisen.
Vanadium, Rest im wesentlichen Eisen.
•
9 ψ
tf«Vv «···
4- Niedriggekohlte Cr-Mo-Stähle zur Verwendung unter
Naßdampf, bestehend aus (Gewichtsprozent) 0,02 bis 0,14% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,9% Silicium, 0,3 bis
0,8% Mangan, 0,7 bis 1,6% Chrom, 0,4 bis 0,7% Molybdän, wenigstens eines der Elemente Aluminium, Titan und
Zirkonium in einer Menge von 0,005 bis 0,08% je Element, Rest im wesentlichen Eisen.
5. Niedriggekohlte Cr-Mo-Stähle zur Verwendung unter
Naßdampf, bestehend aus (Gewichtsprozent) 0,02 bis 0,14% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,9% Silicium, 0,3 bis 0,8%
Mangan, 0,7 bis 1,6% Chrom, 0,4 bis 0,7% Molybdän, 1(- nicht mehr als 0,5% Kupfer und /oder nicht mehr als 0,5%
Nickel und/oder nicht mehr als 0,005% Bor, sowie nicht mehr als 0,05% Niob und/oder nicht mehr als 0,08%
Vanadium, Rest im wesentlichen Eisen.
2Q
6. Niedriggekohlte Cr-Mo-Stähle zur Verwendung unter
Naßdampf, bestehend aus (Gewichtsprozent) 0,02 bis 0,14% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,9% Silicium; 0,3
bis 0,8% Mangan, 0,7 bis 1,6% Chrom, 0,4 bis 0,7% Molybdän, nicht mehr als 0,5% Kupfer und/oder 0,5%
Nickel und/oder 0,005% Bor; wenigstens eines der Elemente Aluminium, Titan und Zirkonium in einer Menge von 0,005
bis 0,08% je Element, Rest im wesentlichen Eisen.
7. Niedriggekohlte Cr-Mo-Stähle zur Verwendung unter Naßdampf, bestehend aus (Gewichtsprozent) 0,02 bis
0,14% Kohlenstoff; nicht mehr als 0,9% Silicium,0,3 bis 0,8% Mangan; 0,7 bis 1,6% Chrom; 0,4 bis 0,7% Molybdän;
nicht mehr als 0,05% Niob und/oder nicht mehr als 0,08% Vanadium, wenigstens eines der Elemente Aluminium, Titan
und Zirkonium in einer Menge von 0,005 bis 0,08% je Element, Rest im wesentlichen Eisen.
8. Niedriggekohlte Cr-Mo-Stähle zur Verwendung unter
Naßdampf, bestehend aus (Gewichtsprozent) 0,02 bis 0,14% Kohlenstoff; nicht mehr als 0,9% Silicium; 0,3
bis 0,8% Mangan; 0,7 bis 1,6% Chrom; 0,4 bis 0,7% Molybdän; nicht mehr als 0,5% Kupfer und/oder nicht
mehr als 0,5% Nickel und/oder nicht mehr als 0,005% Bor; außerdem 0,05% Niob und/oder 0,08% Vanadium, wenigstens
!0 eines der Elemente Aluminium, Titan und Zirkonium in
einer Menge von jeweils 0,005 bis 0,08%, Rest im wesentlichen Eisen.
9. Stähle nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Kohlenstoffgehalt nicht mehr
als 0,13% Gewichtsprozent beträgt und daß der Kupfer- und Nickelgehalt jeweils 0,16 bis 0,3 Gewichtsprozent
beträgt.
10. Stähle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Kohlenstoffgehalt nicht mehr
als 0,13 Gewichtsprozent beträgt und daß die Kupfer- und
Nickelgehalte jeweils 0,16 bis 0,3 Gewichtsprozent betragen.
11. Stähle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Kohlenstoffgehalt nicht mehr
als 0,13 Gewichtsprozent beträgt und daß die Kupfer- und Nickelgehalte jeweils 0,16 bis 0,3 Gewichtsprozent be-
30 tragen.
12. Stähle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Kohlenstoffgehalt nicht mehr
als 0,13 Gewichtsprozent beträgt und daß die Kupfer- und Nickelgehalte jeweils 0,16 bis 0,3 Gewichtsprozent betragen.
13. Speisewasser-Erwärmer mit einer mit Ein- und Auslaß für das durch den Erwärmer strömende Speisewasser
versehenen Wasserkammer, Wärmetauscherröhren, in welchen das durch den Einlaß in den Erwärmer eingebrachte Speisewasser
wärmetauschend zum Auslaß des Erwärmers strömt, Halterungsplatten, welche die Wärmetauscherröhren in geeigneter
Beabstandung halten, und mit einem Gehäuse, in welches Erwärmungsmedien zum Erwärmen des die Wärmetauscherröhren
durchströmenden Speisewassers eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens
eine der obengenannten Wärmetauscherröhren, und/oder die Halterungsplatten und/oder das Gehäuse aus einem niedriggekohlten
Cr-Mo-Stahl besteht, welcher aus (Gewichtsprozent) 0,02 bis 0,14% Kohlenstoff; nicht mehr als 0,9 % Silicium;
0,3 bis 0,8% Mangan; 0,7 bis 1,6% Chrom; 0,4 bis 0,7% Molybdän; Rest im wesentlichen Eisen, besteht.
14. Speisewasser-Erwärmer mit einer Kit Einlaß und
20
Auslaß für den Erwärmer durchströmende Speisewasser versehenen Wasserkammer, Wärmetauscherröhren, in welchen
das über den Einlaß in den Erwärmer eingebrachte Speisewasser wärmetauschend zum Auslaß strömt, Halterungsplatten,
zum Lagern der Wärmetauscherröhren unter geeigneter Beab-
standung und mit einem Gehäuse, in welches Erwärmungsmedien zum Erwärmen des in den Wärmetauscherröhren strömenden
Speisewassers eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmetauscherrohre^
O0 und/oder die Halterungsplatten und/oder das Gehäuse aus
einem niedriggekohlten Cr-Mo-Stahl bestehen, welcher (Gewichtsprozent) aus 0,02 bis 0,14% Kohlenstoff; nicht
mehr als 0,9% Silicium; 0,3 bis 0,8% Mangan; 0,7 bis 1,6% Chrom; 0,4 bis 0,7% Molybdän; wenigstens einem der
Elemente Aluminium, Titan und Zirkonium in einer Menge von jeweils 0,005 bis 0,08%, Rest im wesentlichen Eisen,
besteht.
15. Speisewasser-Erwärmer mit einer mit Ein- und Auslaß für das durch den Erwärmer strömende Speisewasser
versehenen Wasserkammer, Wärmetauscherröhren, in welchen 5
das durch den Einlaß in den Erwärmer eingebrachte Speisewasser wärmetauschend zum Auslaß des Erwärmers strömt,
Halterungsplatten, welche die Wärmetauscherröhren in geeigneter Beabstandung halten, und mit einem Gehäuse, in
welches Erwärmungsmedien zum Erwärmen des die Wärmetauscherröhren durchströmenden Speisewassers eingebracht
werden, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine der Wärmetauscherröhren und/oder die
Halterungsplatten und/oder das Gehäuse aus einem niedriggekohlten Cr-Mo-Stahl besteht, welcher (Gewichtsprozent)
aus 0,02 bis 0,14% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,9% Silicium, 0,3 bis 0,8% Mangan, 0,7 bis 1,6% Chrom, 0,4 .
bis 0,7% Molybdän, nicht mehr als 0,5% Kupfer und/oder nicht mehr als 0,5% Nickel und/oder nicht mehr als
2Q 0,005% Bor sowie wenigstens einem der Elemente Aluminium,
Titan und Zirkonium in einer Menge von jeweils 0,005 bis 0,08%, Rest im wesentlichen Eisen, besteht.
16. Speisewasser-Erwärmer mit einer mit Ein- und
Auslaß für das durch den Erwärmer strömende Speisewasser
versehenen Wasserkammer, Wärmetauscherröhren, in welchen das durch den Einlaß in den Erwärmer eingebrachte Speisewasser
wärmetauschend zum Auslaß des Erwärmers strömt, Halterungsplatten, welche die Wärmetauscherröhren in geeigneter
Beabstandung halten, und mit einem Gehäuse, in welches Erwärmungsmedien zum Erwärmen des die Wärmetauscherröhren
durchströmenden Speisewassers eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet , daß
wenigstens eine der Wärmetauscherröhren und/oder die
Halterungsplatten und/oder das Gehäuse aus einem niedriggekohlten Cr-Mo-Stahl besteht, der aus (Gewichtsprozent)
0,02 bis 0,14% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,9% Silicium,. 0,3 bis 0,8% Mangan, 0,7 bis 1,6% Chrom, 0,4 bis 0,7%
Molybdän, nicht mehr als 0,5% Kupfer und/oder nicht mehr
als 0,5% Nickel und/oder nicht mehr als 0,005% Bor, ferner nicht mehr als 0,05% Niob und/oder 0,08% Vanadium, wenigstens
einem der Elemente Aluminium, Titan und Zirkonium in einer Menge von jeweils 0,005 bis 0,08%, Rest im wesentlichen
Eisen, besteht.
17- Speisewasser-Erwärmer mit einer mit Ein- und
Auslaß für das durch den Erwärmer strömende Speisewasser versehenen Wasserkammer, Wärmetauscherröhren, in welchen das durch den Einlaß in den Erwärmer eingebrachte Speisewasser wärmetauschend zum Auslaß des Erwärmers strömt,
Auslaß für das durch den Erwärmer strömende Speisewasser versehenen Wasserkammer, Wärmetauscherröhren, in welchen das durch den Einlaß in den Erwärmer eingebrachte Speisewasser wärmetauschend zum Auslaß des Erwärmers strömt,
Halterungsplatten, welche die Wärmetauscherröhren in ge-15
. eigneter Beabstandung halten, und mit einem Gehäuse, in welches Erwärmungsmedien zum Erwärmen des die Wärmetauscherröhren
durchströmenden Speisewassers eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine der Wärmetauscherröhren und/oder die
Lagerungsplatten und/oder das Gehäuse aus einem niedriggekohlten Cr-Mo-Stahl zusammengesetzt ist, welcher aus
(Gewichtsprozent) 0,02 bis 0,14% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,45% Silicium, 0,3 bis 0,8% Mangan, 0,7 bis 1,6%
nt_ Chrom, 0,4 bis 0,7% Molybdän, wenigstens einem der EIe-
Lagerungsplatten und/oder das Gehäuse aus einem niedriggekohlten Cr-Mo-Stahl zusammengesetzt ist, welcher aus
(Gewichtsprozent) 0,02 bis 0,14% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,45% Silicium, 0,3 bis 0,8% Mangan, 0,7 bis 1,6%
nt_ Chrom, 0,4 bis 0,7% Molybdän, wenigstens einem der EIe-
mente Aluminium, Titan und Zirkonium in einer Menge von
jeweils 0,005 bis 0,08%, Rest im wesentlichen Eisen,
besteht.
QQ
18. Speisewasser-Erwärmer mit einer mit Ein- und
Auslaß für das durch den Erwärmer strömende Speisewasser versehenen Wasserkammer, Wärmetauscherröhren, in welchen
das durch den Einlaß in den Erwärmer eingebrachte Speisewasser wärmetauschend zum Auslaß des Erwärmers strömt,
Halterungsplatten, welche die Wärmetauscherröhren in geeigneter Beabstandung halten, und mit einem Gehäuse, in
welches Erwärmungsmedien zum Erwärmen des die Wärmetauscherröhren durchströmenden Speisewassers eingebracht
werden, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine der Wärmetauscherröhren und/oder die
Halterungsplatten und/oder das Gehäuse aus einem niedriggekohlten Cr-Mo-Stahl besteht, welcher aus (Gewichtsprozent)
0,02 bis 0,14% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,45% Silicium, 0,3 bis 0,8% Mangan, 0,7 bis 1,6% Chrom,
0,4 bis 0,7% Molybdän, nicht mehr als 0,5% Kupfer und/oder nicht mehr als 0,5% Nickel und/oder nicht mehr als 0,005%
Bor, wenigstens einem der Elemente Aluminium, Titan und Zirkonium in einer Menge von jeweils 0,005 bis 0,08%,
Rest im wesentlichen Eisen, besteht.
19. Speisewasser-Erwärmer nach Anspruch 15, 16 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kohlenstoffgehalt nicht mehr als 0,13% beträgt und daß die Kupfer- und Nickelgehalte 0,16 bis 0,3% betragen
(jeweils Gewichtsprozent).
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