DE585261C

DE585261C - Zwischengussmetall zur Verschweissung von Eisenbahn- oder Strassenbahnschienen u. dgl.

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Publication number: DE585261C
Application number: DE1930585261D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-07-27
Filing date: 1930-07-02
Publication date: 1933-09-30
Also published as: BE585261A

Description

Die Erfindung betrifft die Verschweißung von Eisenbahn- oder Straßenbahnschienen u. dgl., insbesondere von Schienen aus einem legierten Stahl oder einem Kohlenstoffstahl, der einer Wärmebehandlung unterworfen wird oder nicht, jedoch eine ziemlich hohe Brinellhärte aufweist, die z. B. höher als etwa 220 liegt.

Bei den bekannten, z. B. dem aluminothermischen Zwischengußverfahren war es bisher nicht möglich, mit dem zwischen und gegebenenfalls auch um die zu verschweißenden Schienenenden gegossenen Metall eine solche Schweißung zu erzielen, daß das Me-

_ig tall der Schweißstelle in bezug auf Härte und Festigkeit die gleichen Eigenschaften besitzt wie der Schienenstahl.

Die Erfindung besteht in der Verwendung eines seiner Zusammensetzung nach bekannten, mehr oder weniger selbsthärtenden Stahles als Zwischengußmetall zur Verschweißung von Eisen- oder Straßenbahnschienen u. dgl., der nach dem Vergießen durch Wärmebehandlung vergütet wird und außer den üblichen Zusätzen Kohlenstoff, Mangan und Silicium noch Nickel bis zu 5 °/₀, Chrom bis zu 2 °/„, Molybdän bis zu ι °/₀ und Wolfram bis zu 1,5 °/o enthält, wobei der Kohlenstoffgehalt bis auf 0,7 °/₀ gesteigert

ist, wodurch ein gut selbsthärtender Stahl erzielt wird, der sehr hart und sehr widerstandsfähig gegen Abnutzung ist und nicht brüchig wird.
Es ist bekannt, zur Schweißung von Stählen Schweißstäbe zu verwenden, die einige der obengenannten Elemente, und zwar einzelne auch in den angeführten Mengen enthielten. Diese Schweißstäbe wurden jedoch entweder zur Lichtbogen- oder Gasschmelzschweißung verwendet, also zu Schweißungsarten, bei denen die Menge des Zusatzwerkstoffes verhältnismäßig gering ist und keine homogene Zusammensetzung und keine gleichartigen mechanischen Eigenschaften mit den zu schweißenden Stücken aufweist, da der 45, Zusatzwerkstoff iri einzelnen Schichten auf die zu schweißenden Stellen aufgebracht wurde. Diese Schweißungen sind daher grundsätzlich von der Zwischengußschweißung verschieden. 50'

Dem als Zwischengußmetall zu verwendenden Stahl kann bis zu 0,5 °/₀ einzelner oder mehrerer der Elemente Titan, Vanadium, Bor und gegebenenfalls bis zu 0,5 °/₀ Kupfer zugesetzt werden.

Ein derartiges Metall kann ohne Nachteil einen Aluminiumgehalt bis zu 1 °/₀ aufweisen, was nicht unwichtig ist, wenn der Stahl auf aluminothermischem Wege erzeugt wird.

Das Metallikann durch.irgendeinen Schmelz-Vorgang hergestellt werden, z. B. im Konvertermartinofen, elektrischen Ofen, Lichtbogenofen ο. dgl. Bevorzugt wird jedoch das aluminothermische Verfahren oder das .-Schmelzen im elektrischen Tiegel bei hoher, mittlerer oder niedriger Frequenz.

Das Metall kann auch durch ein gemischtes Verfahren erzeugt werden, indem auf irgendeine Weise geschmolzenes Metall bis _v. zu einer gewissen Höhe in eine Form einge-

füllt wird und indem die Füllung der Form mit Elektroden aus Metall von entsprechender Zusammensetzung oder mit Graphitelektroden behandelt wird.

In allen diesen Fällen kann der Zwischenguß bei Temperaturen zwischen etwa 1500 und 2.500⁰ C erfolgen.

Die Wärmebehandlung ist verschieden, je nach den Eigenschaften, welche die Schweißstelle aufweisen soll. Wird das Schweißen, wie es im allgemeinen der Fall sein wird, in einer Form vollzogen, so kann die Wärmebehandlung vorgenommen werden, indem die Form von der Schweißstelle nach Abkühlung auf zwischen der Umgebungstemperatur und etwa 1000⁰ C liegende Temperaturen entfernt wird. Auf diese Weise kann man den Grad der Selbsthärtung des Metalls der Schweißstelle und demgemäß die Härte des Metalls in der Schweißzone nach den Bedürfnissen des Einzelfalles regeln.

Man kann auch das Metall der Schweißzone einmal oder mehrmals auf etwa 850⁰ C und darüber hinaus erwärmen, worauf gegebenenfalls ein Abschrecken durch Luft, in Wasser oder in öl und gegebenenfalls auch ein Anlassen auf eine Temperatur von 750⁰ C oder niedriger oder nur die letztgenannte Behandlung folgt.

Beispiel I

Der zu schweißende Stahl habe die folgende Zusammensetzung:

C = 0,3 bis o,4%

Mn = 0,5 bis 0,7% Ti < 0,1%
Ni =2,5 bis 3% Si = 0,2 bis 0,5% •⁴⁰ Cr = 0,7 bis 1%

Mo > 0,1%
W<o,5%.

Dem Zwischengußmetall wird dann ungefähr die folgende Zusammensetzung gegeben:

C = 0,3 bis 0,4% Mn = 0,5 bis 0,7% Ti < O₁I⁰Z₀
Ni =2 bis 3%

■ si < 0,5%

Cr = 0,3 bis o,8% Mo < 0,075%
W < 0,25%.

Wird die Form, wenn die Schweißstelle erkaltet ist, abgenommen, so kann die Härtezahl Brinell etwa 250 erreichen oder darüber hinausgehen, eine Zahl, die sehr nahe der Härtezahl des zu schweißenden, gegossenen oder gewalzten Stahles ist, der jedoch nicht durch Abschrecken gehärtet ist.

Wird die Form von der Schweißstelle bei Abkühlung auf 900 ° C entfernt, so kann die Härtezahl Brinell der Schweißstelle etwa 285 erreichen oder darüber hinausgehen, eine Zahl, die sehr nahe der Härtezahl des zu schweißenden Metalls liegt, das in ruhender Luft gehärtet ist.

Beispiel II

Der zu schweißende Stahl habe ungefähr die folgende Zusammensetzung:

C = 0,3 bis 0,4% Mn = 0,3 bis 0,5%

Ni = 3 bis 4%

Si = 0,1 bis 0,4%

Cr =1,2 bis 1,5% Mo > ₀₎i%

Ti < o,i%

W<o,5%.

Das Zwischengußmaterial erhält dann ungefähr die folgende Zusammensetzung:

C = 0,3 bis 0,4% Mn = 0,3 bis 0,6 % Ni = 3 bis 3,5%

Si < o,5%

Cr = 0,8 bis 1,2%

Mo = 0,075%
Ti < 0,1%
W < 0,25%.

Wird von der Schweißstelle die Form nach vollständiger Abkühlung abgenommen, so kann die Brinellzahl der Schweißstelle etwa 290 Brinell erreichen oder darüber hinausgehen.

Wird die Form von der Schweißstelle bei etwa 900⁰ C abgenommen, so kann die Brinellzahl der Schweißstelle etwa 365 Brinell erreichen oder darüber hinausgehen.

Wird die Form von der Schweißstelle bei etwa 900 ° C abgenommen und die Schweißstelle dann auf etwa 6oo° C erwärmt, so kann die Brinellhärte etwa die Zahl 300 erreichen und darüber hinausgehen.

Ebenso wird die Widerstandsfähigkeit gegen wiederholte Stöße in der Schweißzone sehr nahe bei derjenigen des zu schweißenden Stahles liegen, manchmal ist sie sogar höher.

Man kann also, je nachdem man die Zusammensetzung und die Wärmebehandlung des Zwischengußmetalls in bezug auf die zu schweißenden Stähle abstimmt, in jedem einzelnen Falle zu dem oben als erstrebenswert bezeichneten Ziele gelangen.

Claims

Patentansprüche:

i. Zur Verschweißung von Eisenbahn- oder Straßenbahnschienen u. dgl. die Verwendung eines mehr oder weniger selbst-

härtenden Stahles, der außer den üblichen Zusätzen (Mangan und Silicium)

bis· zu 0,7 °/₀ Kohlenstoff,

bis zu 5,0 °/₀ Nickel, bis zu 2,0 °/₀ Chrom, bis zu 1,0 °/₀ Molybdän und

bis zu 1,5 °/₀ Wolfram

besitzt, als Zwischengußmetall, das nach dem Zwischenguß durch Wärmebehandlung vergütet wird.
2. Die Verwendung eines Stahles, der neben den in !Anspruch 1 genannten Zusätzen noch bis zu 0,5 °/₀ eines oder mehrerer der Elemente Titan, Vanadium oder Bor und gegebenenfalls bis zu 0,5 °/₀ Kupfer enthält, für den Zweck nach Anspruch ι.