DE3612655A1

DE3612655A1 - Weichmagnetischer rostfreier stahl

Info

Publication number: DE3612655A1
Application number: DE19863612655
Authority: DE
Inventors: Yoshinobu Konan Aichi Honkura; Kouji Murata; Takashi Tokai Aichi Yokoyama
Original assignee: Aichi Steel Corp
Current assignee: Aichi Steel Corp
Priority date: 1985-04-16
Filing date: 1986-04-15
Publication date: 1986-10-16
Also published as: US4705581A; JPH0510419B2; JPS63125639A

Description

Die Erfindung betrifft einen weichmagnetischen rostfreien Stahl mit hervorragenden magnetischen Eigenschaften, elektrischen Eigenschaften, guter Schweißbarkeit, Warmbehandlungsfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, mechanischen Eigenschaften und Verformbarkeit. Der Stahl soll sich insbesondere als Material für stationäre und bewegte Kerne eines solenoid-betätigten Ventils oder dergleichen eignen.

Bislang wurden stationäre und bewegte Kerne von solenoidbetätigten Ventilen und dergleichen hergestellt aus weichmagnetischen rostfreien Stählen, die hervorragende magnetische Eigenschften wie beispielsweise maximale Permeabilität und Magnetflußdichte, sowie elektrischen Widerstand, Korrosionsbeständigkeit, mechanische Eigenschaften und dergleichen aufwiesen.

Im Hinblick auf die Nachfrage nach weichmagnetischen rostfreien Stählen mit noch besseren magnetischen und elektrischen Eigenschaften wurden in jüngster Zeit 0,06C-2,2Si-13 Cr-Stähle entwickelt (wobei der Si-Anteil bis zu 2,2% erhöht wurde). Ein Teil dieser Stähle wurde in der Praxis eingesetzt. Ein solcher weichmagnetischer rostfreier Stahl besitzt gute magnetische Eigenschaften, das heißt: eine maximale Permeabilität von nicht weniger als 2.000 und eine Magnetflußdichte von nicht weniger als 11.000 G. Außerdem besitzt ein solcher Stahl hervorragende elektrisehe Eigenschaften, zum Beispiel einen elektrischen Widerstand von 90 uß.-cm. Darüber hinaus besitzt der Stahl eine relativ gute Korrosionsbeständigkeit und gute mechanische Eigenschaften, und er läßt sich gut bearbeiten, wobei die einzelnen Qualitätsmerkmale gut ausgewogen sind.

Allerdings werden in jüngster Zeit solenoid-betätigte Ven-

tile benötigt, die noch kleiner als die bislang verwendeten Ventile sind, aber dennoch verbesserte Ausgangs- und Ansprech-Eigenschaften besitzen. Bezüglich dieser Anforderungen wurden die oben erwähnten weichmagnetischen rostfreien Stähle hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften und des elektrischen Widerstandes unzureichend, so daß der Bedarf besteht an einem weichmagnetischen rostfreien Stahl, der noch bessere magnetische Eigenschaften und einen noch besseren elektrischen Widerstand besitzt. Außerdem wird von einem solchen magnetischen rostfreien Stahl erwartet, daß er eine hohe Wechselfestigkeit nach Schweißen besitzt, da sich die Anzahl der Anwendungsgebiete mit Schweißen erhöht hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen weichmagnetischen rostfreien Stahl zu schaffen, der hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften spürbar verbessert ist und außerdem eine verbesserte Wechselfestigkeit nach Schweißen, eine verbesserte Warmbehandlungsfähigkeit, eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit, einen verbesserten elektrischen Widerstand, verbesserte mechanische Eigenschaften und eine gute Verarbeitbarkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst.

Durch die vorliegende' Erfindung wird ein weichmagnetischer rostfreier Stahl geschaffen, der hervorragende magnetische Eigenschaften besitzt, nämlich eine maximale Permeabilität von mindestens 4.400 und eine Magnetflußdichte von mindestens 12.000 G.

Durch die Erfindung wird außerdem ein weichmagnetischer rostfreier Stahl zur Verfugung gestellt, der eine hervorragende Wechselfestigkeit nach Schweißen von mindestens 120 kgf/cm² aufweist, und der seine magnetischen Eigen-

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schäften selbst dann noch hat, nachdem er bei einer hohen Temperatur von 92O⁰C einer Warmbehandlung ausgesetzt war. Dies gestattet die Behandlung des Stahls in einem Durchlaufofen im Gegensatz zu einem bislang verwendeten Chargen-Ofen. Diese Besonderheit führt zu einer spürbar verbesserten Produktivität. Der erfindungsgemäße Stahl besitzt hervorragende Eigenschaften hinsichtlich des elektrischen Widerstands, der Korrosionsbeständigkeit, der mechanischen Eigenschaften und der Verformbarkeit.

Der erfindungsgemäße weichmagnetische rostfreie Stahl ist besonders gut geeignet, wenn es darum geht, die Größe von solenoid-betätigten Ventilen zu reduzieren und deren Ausgangs- und Ansprech-Verhalten zu verbessern.

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Insbesondere wird bei dem im Anspruch 2 angegebenen Stahl die Verformbarkeit spürbar verbessert. Bei dem Stahl nach Anspruch 3 wird insbesondere die Korrosionsbeständigkeit spürbar verbessert.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm, welches die Beziehungen

zwischen dem C + N-Anteil und der

maximalen Permeabilität bzw. der Magnetflußdichte veranschaulicht,

Fig. 2 ein Diagramm, welches die Beziehungen

zwischen dem Cr-Anteil und der maxi

malen Permeabilität bzw. der Magnetflußdichte veranschaulicht,

Fig. 3 ein Diagramm, welches die Beziehungen

zwischen der Warmbehandlungs-Tempe

ratur und der maximalen Permeabili-

Λ /C / C

tat bzw. der Magnetflußdichte veran

schaulicht,

Fig. 4 ein Diagramm, welches die Beziehungen

zwischen dem Si-Gehalt und der maxi

malen Permeabilität bzw. der Magnetflußdichte zeigt, und

Fig. 5 ein Diagramm, welches die Beziehung

zwischen dem C + N-Anteil und der

Korrosionsbeständigkeit, angegeben als Ausmaß der Verrostung, darstellt.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die Auswirkungen verschiedener Legierungselemente auf die magnetischen Eigenschaften, die Wechselfestigkeit nach Schweißen, die Warmbehandlungsfähigkeit und die Korrosionsbeständigkeit von 12Cr-Stählen untersucht. Es wurden folgende Ergebnisse herausgefunden: (1) Die magnetischen Eigenschaften lassen sich spürbar dadurch verbessern, daß man den Cr-Anteil im Bereich von 10 bis 13% einstellt, Ti und Si hinzugibt und den C + N-Anteil absenkt; (2) die Wechselfestigkeit (Dauerschwingfestigkeit) nach Schweißen läßt sich dadurch verbessern, daß man den Al-Anteil ebenso wie den C + N-Anteil absenkt und Ti hinzugibt; (3) die Warmbehandlungsfähigkeit läßt sich durch Zugabe von Ti und durch Verringerung des C + N-Anteils verbessern; (4) die Korrosionsbeständigkeit läßt sich verbessern durch Beigabe von 10 bis 13% Cr, durch Hinzufügen von Ti und durch Absenken

30 des C + N-Anteils.

Wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, lassen sich in 10-Cr-Stählen die magnetischen Eigenschaften wie beispielsweise die maximale Permeabilität und die Magnetflußdichte, verbessern durch eine Reduzierung des C + N-Anteils und durch Zugabe von Ti und Si. Durch Einstellen des

6/7

C + N-Anteils auf nicht mehr als 0,05% und durch Zugabe von 0,1% Ti und nicht weniger als 2% Si, ist es möglich, eine maximale Permeabilität von nicht weniger als 4.400 und wenigstens doppelt so gute magnetische Eigenschaften zu erzielen wie bei einem herkömmlichen Stahl (0,06C-2,2 Si-13Cr). Die Wechselfestigkeit nach Schweißen von 120 kgf/cm² (doppelt so hoch wie die bei dem erwähnten herkömmlichen Stahl) läßt sich erreichen durch Absenken des Al-Anteils auf 0,010% oder weniger, um das Eindringen der Schweißzone in das Material zu erhöhen, außerdem durch Zugabe von etwa 0,1% Ti und durch Reduzierung des C + N-Anteils auf 0,05% oder weniger, um die Festigkeit der Schweißzone zu verbessern. Außerdem wird durch die Zugabe von etwa 0,1% Ti sichergestellt, daß die magnetischen Eigenschaften selbst nach der Warmbehandlung bei einer hohen Temperatur von 920⁰C nach dem Schweißen nicht beeinträchtigt sind, wie aus Fig. 4 hervorgeht, und daß die Vergröberung der Kristallkörner bei hohen Temperaturen unterdrückt wird, so daß Dehnbarkeit und Zähigkeit verbessert sind. Deshalb läßt sich die herkömmliche Warmbehandlung bei 850⁰C über 4 Stunden in einem Chargen-Ofen ersetzen durch die Warmbehandlung bei einer höheren Temperatur während einer Zeit von etwa 30 Minuten in einem Durchlaufofen. Die Verwendbarkeit des Durchlaufofens verbessert deutlich die Produktivität und trägt bei zu einer Reduzierung der Warmbehandlungs-Kosten.

Wie Fig. 5 zeigt, läßt sich außerdem die Korrosionsbeständigkeit verbessern durch die Reduzierung des C + N-Anteils und die Zugabe von etwa 0,1% Ti.

Auf der Grundlage der oben geschilderten Ergebnisse schlägt die Erfindung vor, den C + N-Anteil eines 12Cr-Stahls auf nicht mehr als 0,05% einzustellen, den Si-Anteil in den Bereich von 2,0 bis 3,0% zu erhöhen, 0,05 bis 0,2% Ti und 0,015 bis 0,050% S einzubauen, den Al-Anteil

auf 0,010% oder niedriger zu begrenzen, um dadurch die magnetischen Eigenschaften spürbar zu verbessern und außerdem die Wechselfestigkeit nach Schweißen, die Warmbehandlungsfähigkeit, die Korrosionsbeständigkeit, den elektrischen Widerstand, die mechanischen Eigenschaften und die Verformbarkeit zu verbessern.

Die Gründe für die Beschränkungen bzw. Grenzwerte der Stahlzusammensetzungen gemäß der Erfindung sind unten angegeben.

C ist ein Element, welches sich nachteilig auswirkt auf die mechanischen Eigenschaften, die Wechselfestigkeit nach Schweißen, die Warmbehandlungsfähigkeit und die Korrosionsbeständigkeit. Deshalb ist erfindungsgemäß der C-Anteil so niedrig wie möglich, die Obergrenze beträgt 0,03%. Für eine weitere Verbesserung der magnetischen Eigenschaften, der Schweißbarkeit und der Warmbehandlungsfähigkeit ist es wünschenswert, den C-Anteil auf 0,015%

20 oder darunter zu begrenzen.

Si ist ein Element, welches die magnetischen Eigenschaften wie beispielsweise die maximale Permeabilität und die Magnetflußdichte verbessert und den elektrischen Widerstand erhöht. Deshalb ist Si ein wichtiger Bestandteil von weichmagnetischem Stahl und sollte in einer Menge von nicht weniger als 2% enthalten sein. Allerdings verspricht ein Si-Anteil von über 3,0% keine deutliche Verbesserung der magnetischen Eigenschaften, beeinträchtigt aber die Dehnbarkeit und die Zähigkeit. Folglich beträgt die Obergrenze für den Si-Anteil 3,0%.

Mn ist, ähnlich wie Si, ein für die Deoxydation bei der Stahlherstellung notwendiges Element, und der Mn-Gehalt wird auf einen Bereich eingestellt, bei dem keine Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften erfolgt. Die

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1 Obergrenze beträgt 0,40%.

Cr ist ein Primärelement, welches die Korrosionsbeständig keits-Kennlinie von rostfreiem Stahl bestimmt. Dieses EIe ment sollte in dem Stahl in einer Menge von mindestens

10% enthalten sein. Allerdings beeinträchtigt eine Zunahme des Cr-Anteils die magnetischen Eigenschaften wie beispielsweise die Magnetflußdichte. Daher wird die Obergren ze des Cr-Anteils auf 13% festgelegt. 10

Ti verbessert spürbar die magnetischen Eigenschaften wie die maximale Permeabilität und die Magnetflußdichte. Außerdem verbessert es die Wechselfestigkeit nach Schweißen, sowie die Warmbehandlungsfähigkeit. Außerdem verbessert Ti die Korrosionsbeständigkeit, und es ist ein höchst wichtiges Element im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Um diese Vorteile zu erzielen, sollte in dem Stahl mindestens ein Anteil von 0,05% Ti enthalten sein. Deshalb wird die Untergrenze für den Ti-Anteil auf 0,05% festgelegt. Allerdings führt eine Zugabe von mehr als 0,20% Ti nur zu einer "Sättigung" der genannten Vorteile, so daß die Obergrenze für den Ti-Anteil auf 0,20% festgelegt wird.

N ist ein Element, welches die magnetischen Eigenschaften, die Wechselfestigkeit nach Schweißen und die Warmbehandlungsfähigkeit abträglich beeinflußt. Deshalb sollte der N-Anteil so niedrig wie möglich sein. Die Obergrenze für den N-Anteil beträgt 0,03%.

Sowohl C als auch N sind Elemente, die die magnetischen Eigenschaften, die Wechselfestigkeit nach Schweißen und die Warmbehandlungsfähigkeit abträglich beeinflussen. Im Rahmen der Erfindung sollte deshalb der C + N-Anteil so niedrig wie möglich sein. Die Obergrenze beträgt 0,05%.

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S ist ein Element, welches die Korrosionsbeständigkeit abträglich beeinflußt, die (spanabhebende) Verformbarkeit dagegen verbessert. Um eine hervorragende Verformbarkeit zu erhalten, sollte deshalb der Anteil von S in dem Stahl nicht weniger als 0,015% betragen. Deshalb beträgt die Untergrenze für den S-Anteil 0,015%. Allerdings führt ein S-Anteil von mehr als 0,050% zu einer Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit, so daß die Obergrenze für den S-Anteil 0,050% beträgt.
10

Al ist ein Element, das die Wechselfestigkeit nach Schweißen abträglich beeinflußt. Gleichzeitig aber gestattet Al eine Zunahme des Eindringens der Schweißzone und eine Verbesserung der Wechselfestigkeit durch eine Reduzierung seines Anteils. Erfindungsgemäß ist der Al-Anteil so niedrig wie möglich, die Obergrenze beträgt 0,010%.

Se, Te, Ca und Pb sind Elemente, die die Verformbarkeit verbessern. Um eine hervorragende Verformbarkeit zu erzielen, sollten in dem Stahl nicht weniger als 0,010% Se oder Te, nicht weniger als 0,001% Ca und nicht weniger als 0,015% Pb enthalten sein. Die Untergrenzen betragen für Se nd Te 0,010%, 0,001% für Ca und 0,015% für Pb. Allerdings werden die magnetischen Eigenschaften beeinträchtigt durch eine Zugabe von mehr als 0,050% Se, von mehr als 0,050% Te, von mehr als 0,045% Pb und mehr als 0,010% Ca. Deshalb betragen die Obergrenzen für Se 0,050%, für Te 0,050%, für Ca 0,010% und für Pb 0,045%.

Mo, Ni, Cu und S sind Elemente, durch die die Korrosionsbeständigkeit gemäß der Erfindung verbessert wird.

Allerdings beeinträchtigt eine Zugabe von mehr als 3% Mo oder mehr als 0,5% Ni oder Cu die magnetischen Eigenschäften, so daß die Obergrenzen für Mo 3% und für Ni und für Cu jeweils 0,5% sind.

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Obschon S die Verformbarkeit verbessert, verringert es die Korrosionsbeständigkeit. Um eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit des Stahls zu erreichen, sollte der S-Anteil auf 0,005% oder niedriger gesenkt werden. Die

5 Obergrenze des S-Anteils beträgt daher 0,005%.

Die charakteristischen Merkmale des erfindungsgemäßen Stahls werden deutlich anhand eines Vergleichs mit herkömmlichen Stählen und Vergleichsstählen gemäß nachfolgend beschriebenen Beispielen.

Tabelle 1 zeigt die chemische Zusammensetzung der Prüfstähle.

CM O

ro ο

cn

Tabelle 1

Stahle

Chemische Zusammensetzung (6ew.-%)

C

Sl

Η»

S

Cr.

Tl

N

At

Se

Te

•

Ca

Pb

Ho

Ni

Cl!

ClN

A

0.010

2.52

0.2.1

0.02(1

11.71}

0.10

0.010

0.002

0.020

13

0.007

2.21

0.18

0.020

12.72

0.07

0.08

0.003

•

0.015

C

0.021

2. t«

0.35

0.037

11.02

0.11)

0.015

0.002

.

0.03G

• D

0.012

2:40

0.25

0.012

11.02

0.10

omi2

0.002

0.015

0.024

Ii

0.011

2.53

0.27

0.021

11.75

0.07

0.017

0.004

0.020

0.021)

. F

O.(X)l)

2.67

0.21

0.017

11.57

0.11 ■

0.013

0.002

0.0070

0.021

G

0.010

2.31

0.31

0.020

12.1!)

0.15

0.013

0.002

0.023

H

0.010

2.75

0.20

0.025

12.37

0.12

0.0M

0.003

0.010

0.030

J
K

0.(KK)

2.50

0.27

0.010

11.09

0.11

0.012

0.002

1.20

0.021

0.007

2.6Ö

0.23

0.00Ü

12.13

0.09

0.012

0.002

0.25

0.024

CN

NJ
O

Cn

cn

Tabelle 1 (Fortsetzung)

Stähle	C	Si	Mn	Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)	S	Cr^-	Tl	N	Al	So	Te	Ca	PU	•	Mo	Hi	Cu	C+ N.
Iv	0.007	2.72	0.25	0.008	12.20	0.11	0.009	0.002								0.27	0.016
M 1	0.010	2. Ίί)	0_s 2!)	0.001	11.72	0.13	0.011	0.003									0.021
N	0.012	2.25	0.31	0:027	11.59	0.12	0.012	0.025								0.024
I'	0.025	2.28	0.29	0.026	11.47	0.00	0.017	0.01								0.012
Q	0.052	2.41	0.25	0.01(1	11.(18	0.11	0.021_	0.02								0.073
Il	0.012	1.7«	0.26	0.027	11.93	0.11	0.011	0.02								0.023
S	0.0Gl	2!21	0.27	0.021	13. Il	0.00	0.021	0.012							0.0(W
.T	0.012	0.45	0.45	0.007	16.10	0.00	0.017	0.011							0.059
U	0.03H	0.65	0.40	0.005	13.01	0.00	0.010	0.013							0.056

hO CD Cn

In Tabelle 1 sind die Stähle A bis M erfindungsgemäße Stähle, die Stähle N bis R sind Vergleichsstähle, und die Stähle S bis U sind herkömmliche Stähle.

Tabelle 2 zeigt die maximale Permeabilität, die Magnetflußdichte, den elektrischen Widerstand, die Härte, die Bruchdehnung, die Korrosionsbeständigkeit, die Verformbarkeit und die Wechselfestigkeit nach Schweißen der Teststähle A bis ü, die 2 Stunden lang einer Wärmebehandlung unter 900⁰C ausgesetzt wurden und anschließend mit einer Geschwindigkeit von 100°C/h abgekühlt wurden. Hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften wurden maximale Permeabilität und Magnetflußdichte mit Hilfe eines Gleichstrom-BH-Geräts und mit Ringform-Proben mit 24 mm Außendurchmesser, 16 mm Innendurchmesser und 16 mm Dicke gemessen. Der elektrische Widerstand wurde mit Hilfe einer Wheatstone-Brücke anhand von Drahtproben mit 12 mm Durchmesser und 500 mm Länge gemessen. Die Bruchdehnung wurde an Proben gemessen, wobei Proben gemäß der japanischen Industrienorm JIS Nr. 4 verwendet wurden. Zum Prüfen der Korrosionsbeständigkeit wurden 60-Minuten-Salzsprüh-Tests mit einer 3,5%igen wässrigen NaCl-Lösung durchgeführt, und es wurde das Ausmaß der Verrostung bestimmt. Die Proben mit den jeweiligen Verrostungen wurden nach fol-

25 genden Kriterien eingestuft:

Ausmaß der Verrostung Stufe weniger als 1% 5

1% bis 10% (ausschließlich) 4 30 10% bis 30% (ausschließlich) 3

30% bis 60% (ausschließlich) 2 60% bis 100% 1.

Die Verformbarkeit wurde ermittelt durch Messen der Gebrauchslebensdauer eines Bohrers. Die Wechselfestigkeit nach Schweißen wurde dadurch bestimmt, daß Druckwechsel-

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Prüfungen mit Proben durchgeführt wurden, die gemäß SUS 304 unter Plasmabedingungen von 53 A und 100 V geschweißt wurden, und zwar mit t = 2 mm .

10 15 20 25 30 35

CM O

cn

Tabelle 2

	Maximale Permeabi lität	Magnet fluß- dichte B1O (G)	Elektri scher Wi derstand (μΩ -cm)	Härte (Hv)	Bruch deh nung (%)	orrosions- eständig- keit (Stufe)	Verform barkeit (mm)	Wechselfe stigkeit nach Schweißen (kgf/cm*)
	.Ii)OO	12400	97	KJ2	37	.5	640	150
	5100	125(X)	02	.»⁵ ι	·, 30	5	500	140
	<M00	12000	103	191	36	5	t(XX)	150
	'IGOO	12200	00	. 101	36	5	1200	120
Stähle	4500'	12000	ί)7	100	35	4	1000	120
Λ	'Ki(X),	12200	90	1Ü3	34	4	1600	120
I)	4(MX)I	12000	91	100	•35	, 5	14(X)	120
C	4-100 j	12(KX),	100	105	31	5	15(X)	120
D	4Ü00	12200	96	102	37	5	—	150
E	44(X)	12(X)O	97	107	36	5	—	130
F
G
I! _. . j
J ·
K - ·,»

CM CTI

CM O

NJ

On

Tabelle 2 (Fortsetzung)

Stähle	Maximale Permeabi lität	Magnet- . fluß dichte B10 (G)	Elektri scher Wi derstand ( μιΩ -cm)	Härte (Hv) ·■	Bruch deh nung (%)	Korrosions beständig- keit (Stufe)	- Ver form barkeit (mm)	Wechselfe stigkeit nach Schweißen (kgf/cm²)
. L	4400	J 2000	08. ,	_ 106	35	5	—	120
M	4400	12000	94	104	39	5	' —	, 150
N	4500	12300	• 92.	17fl	34	5	510	40
P	3200	11200	93	177.	33	4	450	110
Q	3000	11400	94	100	31	3	3Oi)	100
R	3(100	. UGOO	05 .	169 .	37	5 "	470	120
S	2300	11200	92	10Π	30	3	400	90
T	9(X)	7800	62	150	31	5	150	40
U	700	5100	60	.145	33.	4	140	100

CO CJ)

Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, sind bei dem herkömmlichen Stahl S, obwohl er einen hervorragenden elektrischen Widerstand von 92 μβ-cm und eine hervorragende Härte von Hv 188 besitzt, die magnetischen Eigenschaften unzureichend, was durch eine maximale Permeabilität von 2.300 und einer Magnetflußdichte von 11.200 G deutlich wird, und zwar deshalb, weil der Ti-Anteil unzureichend ist und der Stahl einen hohen C + N-Anteil und einen hohen Al-Anteil besitzt. Außerdem weist der Stahl S eine geringe Wechselfestigkeit nach Schweißen (90 kgf/cm²) auf. Der Stahl besitzt eine unzureichende Bruchdehnung, unzureichende Korrosionsbeständigkeit und Verformbarkeit. Der herkömmliche Stahl T, der gekennzeichnet ist durch einen geringen Si-Anteil (0,45%), den unzureichenden Ti-Anteil und die hohen Anteile von Al, C + N und Cr, besitzt sehr schlechte magnetische Eigenschaften, die durch die maximale Permeabilität von 900 und einer Magnetflußdichte von 7.800 G deutlich wird. Der Stahl besitzt einen geringen elektrischen Widerstand von 62 μΙΖ-cm, und er ist schlecht hinsichtlich der Wechselfestigkeit nach Schweißen, der Härte, der Bruchdehnung und der Verformbarkeit. Der herkömmliche Stahl U, der gekennzeichnet ist durch einen geringen Si-Anteil, den unzureichenden Ti-Anteil und die hohen Anteile von Al und C + N, besitzt schlechte magnetische Eigenschaften, schlechten elektrischen Widerstand, schlechte Härte und schlechte Verformbarkeit.

Der Vergleichsstahl N besitzt nach Schweißen eine niedrige Wechselfestigkeit von 40 kgf/cm², und zwar wegen des hohen Al-Anteils. Der Vergleichsstahl P, der kein Ti enthält, besitzt eine niedrige maximale Permeabilität von 3.200 und eine niedrige Magnetflußdichte von 11.200 G, außerdem eine geringe Wechselfestigkeit nach Schweißen. Der Vergleichsstahl Q, gekennzeichnet durch hohe C- sowie C + N-Anteile, besitzt eine niedrige maximale Permeabilität von 3.000 und eine niedrige Magnetflußdichte von

19/20

11.400 G, ebenso eine geringe Wechselfestigkeit nach Schweißen von 100 kgf/cm² und schließlich schlechte Korrosionsbeständigkeit, Bruchdehnung und Verformbarkeit. Der Vergleichsstahl R mit unzureichendem Si-Anteil besitzt eine niedrige maximale Permeabilität von 3.800 und eine niedrige Magnetflußdichte von 10.600 G, außerdem einen geringen elektrischen Widerstand von 81uil-cm².

Im Gegensatz zu den oben erwähnten Stählen sind die erfindungsgemäßen Stähle A bis M gekennzeichnet durch verringerte C + N- sowie Al-Anteile, einen Ti-Anteil von 0,05 bis 0,20%, einen Si-Anteil von 2,0 bis 3,0%, einen S-Anteil von 0,015 bis 0,050% und einen Cr-Anteil von 10 bis 13%. Als Folge einer solchen Zusammensetzung besitzen diese Stähle hervorragende magnetische Eigenschaften, was zum Ausdruck kommt durch eine maximale Permeabilität von nicht weniger als 4.400 und eine Magnetflußdichte von nicht weniger als 12.000 G, hervorragende elektrische Eigenschaften und gute Schweißbarkeit, was zum Ausdruck kommt durch einen elektrischen Widerstand von nicht weniger als 92 u-GL-cm und eine Wechselfestigkeit nach Schweißen von 120 kgf/cm². Die Stähle besitzen hervorragende Korrosionsbeständigkeit, mechanische Eigenschaften und Verformbarkeit, was sich zeigt an einem Verrostungs-Ausmaß von nicht mehr als 10%, einer Härte von mindestens Hv 180, einer Bruchdehnung von mindestens 35% und einer Verformbarkeit von mindestens 500 mm.

Wie oben erläutert wurde, besitzt der erfindungsgemäße weichmagnetische rostfreie Stahl magnetische Eigenschaften, die durch den reduzierten C + N-Anteil, den geeigneten Anteil von Ti und den erhöhten Si-Gehalt spürbar verbessert sind. Aufgrund des begrenzten Al-Anteils und des reduzierten C + N-Gehalts zeigt der Stahl eine verbesserte Wechselfestigkeit nach Schweißen, außerdem eine hervorragende Warmbehandlungsfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit,

mechanische Eigenschaften und Verformbarkeit. Der erfindungsgemäße weichmagnetische rostfreie Stahl eignet sich daher insbesondere als Material für die ortsfesten Kerne und die bewegten Kerne von solenoid-betätigten Ventilen
oder dergleichen, läßt sich in der Praxis gut einsetzen, entspricht besonders gut dem Wunsch, die Bauteil-Größe
zu reduzieren sowie die Ausgangs- und Ansprech-Kennlinien von solenoid-betätigten Ventilen zu verbessern.

Claims

Patentansprüche

1. Weichmagnetischer rostfreier Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß er, in Gew.-%, im wesentlichen besteht aus bis zu 0,03% C, 2,0 bis 3,0% Si, bis zu 0,40% Mn, 0,015 bis 0,050% S, 10 - 13% Cr, 0,05 bis 0,20% Ti, bis zu 0,03% N, bis zu 0,010% Al und, neben unvermeidlichen Verunreinigungen, im übrigen aus Fe, wobei der der C + N-Anteil nicht mehr als 0,050% beträgt.

2. Weichmagnetischer rostfreier Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß er, in Gew.-%, im wesentlichen besteht aus bis zu 0,03% C, 2,0 bis 3,0% Si, bis zu 0,40% Mn, 0,015 bis 0,050% S, 10 - 13% Cr, 0,05 bis 0,20% Ti, bis zu 0,03% N, bis zu 0,010% Al, mindestens einem Anteil aus der Gruppe 0,010 bis 0,050% Se, 0,010 bis 0,050% Te, 0,0010 bis 0,0100% Ca und 0,015 bis 0,045% Pb, und, neben unvermeidlichen Verunreinigungen, im übrigen aus Pe, mit der Maßgabe, daß der C + N-Anteil nicht mehr als 0,05% beträgt.

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3. Weichmagnetischer rostfreier Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß er, in Gew.-%, im wesentlichen besteht aus bis zu 0,03% C, 2,0 bis 3,0% Si, bis zu 0,40% Mn, 10 bis 13% Cr, 0,05 bis 0,20% Ti, bis zu 0,03% N, bis zu 0,010% Al, mindestens einem Element aus der Gruppe von bis zu

3% Mo, bis zu 0,50% Ni, bis zu 0,50% Cu und bis zu 0,005% S, und, neben unvermeidlichen Verunreinigungen, im übrigen aus Fe, mit der Maßgabe, daß der C + N-Anteil nicht
mehr als 0,05% beträgt.
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