DE603104C - Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften aluminogenetischen Eisens fuer Schweisszwecke - Google Patents

Description

• Bei dem bekannten amminothermischen Schweißverfahren wurde früher ,auf die mechanisch-technischen Eigenschaften des bei dem Prozeß gewonnenen Eisens kein besonderer Wert gelegt, da vorzugsweise die sogenannte Stumpfschweißung angewandt wurde, wobei die Enden der zu verschweißenden Schienen dicht aneinandergelegt, mit dem Schmelzprodukt der aluminothermischen Reaktion/ Eisen und Schlacke, umgössen und hierauf alsbald zusammengepreßt wurden, so daß also lediglich der hohe Wärmegrad des Reaktionsprodukts ausgenutzt wurde, um die Schienen auf die erforderliche Temperatur zu bringen und sie miteinander zu verschweißen. Nach Einführung anderer Schweißverfahren, insbesondere des sogenannten Zwischengusses, mußte auch den Eigenschaften des aluminogenetischen Eisens erhöhte Beachtung zugewandt werden, da bei manchen dieser Verfahren das aluminogeneüsche Eisen den Raum zwischen den verschweißten Schienen ausfüllt und somit einen Bestandteil der Schiene bildet. Die Anforderungen an das aluminothermisch erzeugte Eisen sind in dem Maße, wie das Schienenmaterial selbst verfestigt wurde, gestiegen. Um eine einwandfreie Schweißung mit Zwischenguß zu erzielen, muß das Eisen derart beschaffen sein, daß es hinsichtlich seiner mechanischen Festigkeitswerte nach erfolgter Schweißung dem Schienenmaterial möglichst gleichkommt.

Es ist bekannt, daß man durch Zugabe von Kohlenstoff das Eisen weitgehend verfestigen kann, jedoch sind der Menge des zuzusetzenden Kohlenstoffes bestimmte Grenzen gezogen, weil bei Zugabe von Kohlenstoff die Sprödigkeit des aluminogenetischen Eisens erhöht wird, die sich besonders bei der Schlagbeanspruchung der aluminothermisch geschweißten Stöße ungünstig auswirkt. Auch hat man bereits versucht, durch Zugabe von Mangan und auch geringer Mengen von Silicium das aluminogenetische Eisen zu verbessern, ohne jedoch zu der erstrebten weitgehenden Verbesserung zu gelangen.

Untersuchungen haben nun ergeben, daß eine sehr bemerkenswerte Verfestigung des aluminogenetischen Eisens für die Verschweißung von Schienen durch die Zugabe von Molybdän, Wolfram und Vanadium, einzeln oder zu mehreren, im Gesamtbetrag von höchstens 20/0 in Verbindung mit Titan in Mengen von höchstens 3 0/0 erhalten wird.

Das Titan verfestigt hierbei das aluminothermisch gewonnene Eisen nur in geringem Maße, da es in der Hauptsache als überaus wirksames Desoxydationsniittel verbraucht wird. Hierdurch wird eine günstige Vorbedingung geschaffen für die Aufnahme der Metalle Molybdän, Wolfram und Vanadium, die nunmehr in größeren Mengen in das durch das Titan gereinigte Eisen eingehen können, während sie anderenfalls selbst in beträchtlichen Mengen zur Desoxydation des Eisens verbraucht werden würden.

Die Zusatzmenge dieser Metalle schwankt in den angegebenen Grenzen. Sie hängt ab

von dem Gehalt des aluminogenetischen Eisens an Kohlenstoff, aber auch an Aluminium, das im aluminothermisch gewonnenen Eisen stets in geringen Mengen vorhanden ist. Auch, ist die Qualität der zu verschweißenden Schienen ausschlaggebend. An Hand von Vorversuchen ist jeweils für den betreffenden Schienenwerkstoff die günstigste Zusammensetzung zu ermitteln. Allgemein

ίο gilt, daß die Metalle Molybdän, Wolfram und Vanadium bei der gegenwärtigen Beschaffenheit des Schienenwerkstoffes in Mengen von insgesamt etwa ι bis 2 o/o zugesetzt werden. Die Menge des zuzugebenden Titans beträgt höchstens 3%, wobei nur ein Bruchteil des Titans als Legierungsbestandteil in das Eisen übergeht, während der Rest für die Desoxydation verbraucht wird und, wie oben ausgeführt, dadurch günstige Vorbedingungen für die Aufnahme der Metalle Molybdän, Wolfram und Vanadium schafft.

Die Zusatzmetalle können auf verschiedene Weise in das Eisen eingeführt werden, beispielsweise in metallisch reiner Form zusammen mit der aluminothermischen Mischung (Eisenoxyd und Aluminiumpulver). Man kann jedoch auch von Vorlegierungen, z. B. Ferro-Legierungen, wie Ferro-Wolfram, Ferro-Vanadium und Ferro-Vanadium-Wolfram, ausgehen, die, falls erwünscht, auch granuliert sein können. Auch andere Bestandteile kann man diesen Legierungen zusetzen, wie z. B.

Mangan, Kohlenstoff und Silicium. Schließlich kann man diese Metalle auch in Form ihrer Oxyde der aluminothermischen Mischung zugeben.

Man hat bereits das Zwischengußmetall aus einer Grundlegierung von Eisen, Mangan, Silicium, Kohlenstoff, Nickel, Chrom, Molybdän und Wolfram hergestellt und diese Legierung durch Zusätze von geringen" Mengen eines oder mehrerer der Elemente Titan, Vanadium, Bor oder Kupfer verbessert.

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich hiervon dadurch, daß die Zwischengußlegierung weder Chrom noch Nickel enthält und daß bei der Schweißung stets Titan verwendet werden muß, und zwar immer in Verbindung mit den Elementen Molybdän, Wolfram und/oder Vanadium.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften aluminogenetischen Eisens für Schweißzwecke durch Zusatz von veredelnd wirkenden Legierungsbestandteilen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Zähigkeit, Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit und Dichte Molybdän, Wolfram und/ oder Vanadium einzeln oder zu mehreren im Gesamtbetrage von höchstens 2 0/0 in Verbindung mit Titan in Mengen bis etwa 3 0/0 zugesetzt werden.