DE4017973C2 - - Google Patents
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- DE4017973C2 DE4017973C2 DE4017973A DE4017973A DE4017973C2 DE 4017973 C2 DE4017973 C2 DE 4017973C2 DE 4017973 A DE4017973 A DE 4017973A DE 4017973 A DE4017973 A DE 4017973A DE 4017973 C2 DE4017973 C2 DE 4017973C2
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- room temperature
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von AFP-Stählen für erhöhten
Temperaturen ausgesetzte Bauteile.
Im Schrifttum¹)-⁷) liegen zahlreiche Untersuchungen zum Zeitstandverhalten
warmfester Stähle vor, die den Vorteil von Härtungsgefügen
hoher Bildungstemperatur wie z. B. oberer Bainit aufzeigen. Ein Nachteil
im Vergleich zu Härtungsgefügen niedrigerer Bildungstemperatur wie
z. B. unterer Bainit oder Martensit ist die geringere Zähigkeit bei
Raumtemperatur. In einer Untersuchung⁸) über 1% CrMoV-Stähle wurde
sogar nachgewiesen, daß Mischgefüge aus Ferrit und Perlit, die also
bei noch höherer Bildungstemperatur entstehen, gleich hohe Zeitstandfestigkeitseigenschaften
aufweisen wie ein auf gleiche Festigkeit
angelassenes bainitisches Gefüge. Ein Nachteil des Mischgefüges aus
Ferrit und Perlit ist die geringe Kerbschlagzähigkeit von rd. 10 J bei
Raumtemperatur, so daß angestrebt wird, ein derartiges Gefüge durch
geeignete Stahlauswahl oder durch geeignete Wahl des Abschreckmediums
zu vermeiden.
Die Erfindung bezieht sich nun auf die Verwendung von ausscheidungshärtbaren
ferritisch-perlitischen Stählen, nachfolgend kurz "AFP-Stähle"
genannt, mit der in den Ansprüchen angegebenen Zusammensetzung für
warmfeste Bauteile, die vorzugsweise durch Umformen, wie Walzen und
Schmieden bei hohen Temperaturen, erhalten werden. Zur Erhöhung der
Feinkornbeständigkeit und damit Zähigkeit kann insbesondere Titan bis
0,05% zulegiert werden.
Es hat sich gezeigt, daß bei derartigen Stählen mit entsprechender
Feinkörnigkeit des ferritisch-perlitischen Gefüges ohne Wärmebehandlung,
nur durch kontrollierte Abkühlung aus der Umformwärme (Zustand BY)
eine Verbesserung der Kerbschlagarbeitswerte bei Raumtemperatur auf
mindestens 25 J, teilweise noch mehr erreicht werden kann. Für Bauteile,
die bei erhöhten Temperaturen von 300 bis 560°C
eingesetzt werden, sind derartige Werte ausreichend hoch.
Die chemischen Zusammensetzungen einiger beispielhafter erfindungsgemäß
zu verwendender Stähle sind in Tafel 1 aufgeführt.
Tafel 2 enthält dazu die Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften bei
Raumtemperatur. Es sind die Eigenschaften von Vergleichsstählen mit
aufgeführt. Es zeigt sich, daß gegenüber unlegierten oder niedriglegierten
warmfesten Stählen höhere Festigkeitseigenschaften erzielt werden,
obwohl diese normalgeglüht werden, während die erfindungsgemäß zu
verwendenden im abgekühlten (BY-)Zustand vorlagen, also ohne jede
Wärmebehandlung diese Eigenschaften erreichen.
Tafel 3 enthält in gleicher Weise wie Tafel 2 die Festigkeitseigenschaften
bei erhöhten Temperaturen. Auch hier zeigen die erfindungsgemäß zu
verwendenden Stähle etwa gleich hohe oder höhere Werte wie die zum
Vergleich herangezogenen Normstähle.
Tafeln 4a bis 4c enthalten die Ergebnisse der Zeitstandversuche der
erfindungsgemäß zu verwendenden Stähle. Diese Ergebnisse sind für 450°C
in Fig. 1, für 500°C in Fig. 2 und für 550°C in Fig. 3 als Zeitstand-
Isotherme dargestellt.
Tafel 5 enthält die aus den Fig. 1 bis 3 ablesbaren Kennwerte für
die Zeitstandfestigkeit der erfindungsgemäß zu verwendenden Stähle für
1000, 10 000 und 100 000 Stunden Beanspruchungsdauer. Zum Vergleich
sind Anhaltswerte der Vergleichsstähle aus den entsprechenden Normen
mit angegeben. Die erfindungsgemäß zu verwendenden Stähle weisen höhere
Werte auf. In Fig. 4 sind die Kennwerte der AFP-Stähle in Abhängigkeit
von der Prüftemperatur aufgetragen. Die gemeinsame Darstellung von 0,2%-
Dehngrenzen und Zeitstandfestigkeiten in Abhängigkeit von der Prüftemperatur
in Fig. 5 macht deutlich, daß zeitabhängig oberhalb von sogenannten
Schnittpunkttemperaturen nicht mehr mit der Warmstreckgrenze,
sondern mit Kennwerten aus dem Zeitstandversuch gerechnet werden muß.
Abmessung: 46 mm Dmr.
Probenlage: längs D/6
Zustand: BY
Probenlage: längs D/6
Zustand: BY
Wärmebehandlung: 950°C 10′→660°C 20′/L
Abmessung: 65 mm Dmr.
Probenlage: längs D/6
Abmessung: 65 mm Dmr.
Probenlage: längs D/6
Zustand: BY / gezogen / geschliffen
Prüfung am Vollquerschnitt
Abmessung: 9,32 mm Dmr.
Prüfung am Vollquerschnitt
Abmessung: 9,32 mm Dmr.
Claims (5)
1. Verwendung ausscheidungshärtbarer ferritisch-perlitischer (AFP-)Stähle,
bestehend aus
- 0,2 bis 0,5% Kohlenstoff
0,4 bis 1,0% Silizium
0,8 bis 1,8% Mangan
0,008 bis 0,2% Schwefel
0,004 bis 0,04% Stickstoff
0,05 bis 0,20% Vanadium und/oder Niob
Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen
für Bauteile, die bei erhöhten Temperaturen von 300 bis 560°C beansprucht
werden.
2. Verwendung eines Stahls nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
er zusätzlich Chrom bis 0,7%, Aluminium bis 0,1%, Titan bis 0,05%
enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
3. Verwendung eines Stahls mit 0,20 bis 0,35% C, 0,5 bis 0,8% Si, 1,0
bis 1,7% Mn, 0,01 bis 0,09% S, 0,2 bis 0,5% Cr, 0,015 bis 0,06%
Al, 0,015 bis 0,030% N, 0,05 bis 0,15% V und/oder 0,02 bis 0,10% Nb,
0,01 bis 0,04% Ti, Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter
Verunreinigungen, der bis zu Verformungstemperaturen oder Glühtemperaturen
von 1300°C eine hohe Feinkornbeständigkeit aufweist, bei Raumtemperatur
eine Zugfestigkeit von mindestens 800 N/mm², eine 0,2%-Dehngrenze
von mindestens 550 N/mm², eine Bruchdehnung von mindestens 15%, eine
Brucheinschnürung von mindestens 45% und bei Raumtemperatur eine
Kerbschlagarbeit von mindestens 35 Joule an DVM-Proben erreicht, für
den Zweck nach Anspruch 1.
4. Verwendung eines Stahls mit 0,35 bis 0,45% C, 0,5 bis 0,8% Si, 1,0
bis 1,7% Mn, 0,01 bis 0,09% S, 0,2 bis 0,5% Cr, 0,015 bis 0,06%
Al, 0,015 bis 0,030% N, 0,05 bis 0,15% V und/oder 0,02 bis 0,10%
Nb, 0,01 bis 0,04% Ti, Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter
Verunreinigungen, der bis zu Verformungstemperaturen oder Glühtemperaturen
von 1300°C eine hohe Feinkornbeständigkeit aufweist und eine Zugfestigkeit
von mindestens 850 N/mm², eine 0,2%-Dehngrenze von mindestens
600 N/mm², eine Bruchdehnung von mindestens 12% und eine Brucheinschnürung
von mindestens 40% bei einer Kerbschlagarbeit bei Raumtemperatur
von mindestens 25 Joule an DVM-Proben erreicht, für den Zweck nach
Anspruch 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4017973A DE4017973A1 (de) | 1989-06-09 | 1990-06-05 | Verwendung von afp-staehlen fuer erhoehten temperaturen ausgesetzte bauteile |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3918869 | 1989-06-09 | ||
DE4017973A DE4017973A1 (de) | 1989-06-09 | 1990-06-05 | Verwendung von afp-staehlen fuer erhoehten temperaturen ausgesetzte bauteile |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4017973A1 DE4017973A1 (de) | 1990-12-13 |
DE4017973C2 true DE4017973C2 (de) | 1993-06-17 |
Family
ID=25881759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4017973A Granted DE4017973A1 (de) | 1989-06-09 | 1990-06-05 | Verwendung von afp-staehlen fuer erhoehten temperaturen ausgesetzte bauteile |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4017973A1 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4137240A1 (de) * | 1991-11-13 | 1993-05-19 | Thyssen Edelstahlwerke Ag | Verwendung von afp-staehlen fuer die herstellung von werkzeugen |
EP1700925B1 (de) * | 2005-03-09 | 2009-09-09 | Ovako Bar Oy Ab | Hochfester luftgekühlter Stahl und daraus resultiertes warmverformte Produkt. |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT295571B (de) * | 1969-11-28 | 1972-01-10 | Voest Ag | Vergüteter, schweißbarer Baustahl |
DE3719569C2 (de) * | 1986-07-05 | 1988-06-23 | Thyssen Edelstahlwerke Ag | Mikrolegierte Stähle. |
-
1990
- 1990-06-05 DE DE4017973A patent/DE4017973A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4017973A1 (de) | 1990-12-13 |
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