Stahl für nahtlose Rohre, welche hohe Zu nderbeständigkeit und gute
Festigkeitseigenschaften besitzen Es ist bekannt, zur Herstellung von Gegenständen
mit hohem elektrischem Widerstand Eisenlegierungen zu verwenden, die Zusätze von
Aluminium und Chrom enthalten. Nach diesen Vorschlägen soll z. B. Aluminium in Mengen
von o bis 30 °/o und Chrom in Meng--n von o bis 6o °% Anwendung finden. Bei einigen
dieser Legierungen ist auch auf die Hitzebeständigkeit hingewiesen worden; dieses
ist z. B. insbesondere der Fall bei Legierungen mit 5 bis 30 % Cr und 3 bis
io °/o Al.Steel for seamless tubes, which have high change resistance and good strength properties. It is known to use iron alloys containing additions of aluminum and chromium for the production of articles with high electrical resistance. According to these proposals, z. B. aluminum in quantities of 0 to 30% and chromium in quantities of 0 to 60% can be used. Some of these alloys have also been referred to as being heat-resistant; this is z. B. in particular the case with alloys with 5 to 30 % Cr and 3 to 10% Al.
Wie Versuche gezeigt haben, fallen unter die angegebenen Grenzen auch
solche Legierungen, die zwar hochhitzebeständig, aber nur unter ganz bestimmten
Bedingungen zu nahtlosen Rohren warm verformbar sind. Auch die Kaltverformbarkeit,
welche ebenfalls in Abhängigkeit von den Gehalten an Legierungselementen steht,
ist bei nahtlosen Rohren, für deren Herstellung die genannten Legierungen verwendet
sind, wesentlich. Endlich kommt es auch darauf an, solche Festigkeitswerte zu erhalten,
die bei der beanspruchten Verwendung der Legierung _lotwendig sind.As tests have shown, fall under the specified limits as well
those alloys that are highly heat-resistant, but only under very specific conditions
Conditions to seamless tubes are thermoformable. The cold formability,
which is also dependent on the content of alloy elements,
is used for seamless pipes, for the manufacture of which the alloys mentioned are used
are essential. Finally, it is also important to obtain such strength values,
which are necessary for the claimed use of the alloy.
Frühere Veröffentlichungen über Stahllegierungen besonders hoher Zunderbeständigkeit
gingen von der Annahme aus, daß es zur Erzielung einer hohen Hitzebeständigkeit
von chrom- und aluminiumhaltigen Legierungen eines hohen Aluminiumgehaltes bedürfe.
So findet sich in der Literatur die Angabe, es müsse hierbei ein Aluminiumgehalt
von mindestens io bis z2 °/o eingehalten werden. An anderer vorveröffentlichter
Stelle wird für elektrische Widerstandselemente und andere Gegenstände, die hohen
Temperaturen ausgesetzt sind, eine Legierung mit 5 bis 30 °/o Chrom und 3 bis io
% Aluminium und als besonders geeignete Zusammensetzung eine solche mit 12
% Chrom, 5 °,1o Aluminium, Rest Eisen empfohlen. Legierungen dieser Zusammensetzung
leiden züx ihrem größeren Teil an dem Übelstand, daß sie sich schwer verformen lassen
und daß sie insbesondere nicht mehr zu nahtlosen Röhren, z. B. nach dem Stiefelverfahren,
ausgewalzt werden können.Earlier publications on steel alloys with particularly high scaling resistance were based on the assumption that chromium and aluminum-containing alloys need a high aluminum content in order to achieve high heat resistance. In the literature there is a statement that an aluminum content of at least 10 to z2% must be adhered to. At another previously published point, an alloy with 5 to 30% chromium and 3 to 10% aluminum and a particularly suitable composition with 12 % chromium, 5 °, 10%, is used for electrical resistance elements and other objects that are exposed to high temperatures Aluminum, the remainder iron is recommended. Alloys of this composition suffer for the greater part from the disadvantage that they are difficult to deform and in particular that they no longer become seamless tubes, e.g. B. after the boot process, can be rolled out.
Demgegenüber ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung eines Stahles
mit verhältnismäßig engen einzuhaltenden Grenzen für den Chrom- und Aluminiumgehalt,
die zwischen 16 bis 2o90 für das Chrom und zwischen 2,5 und q. °/o für das Aluminium
liegen, zur Herstellung von nahtlosen Rohren, die eine sehr hohe, und zwar bis i2oo°
C reichende Zunderbeständigkeit und gute Festigkeitseigenschaften besitzen müssen.
Überschreitet man den angegebenen oberen Aluminiumgehalt von q. °/a, so tritt eine
solche Verschlechterung der Verformbarkeit ein, daß die Herstellung von nahtlosen
Rohren nicht mehr möglich ist. Der Kohlenstoffgehalt der Legierungen wird dabei
mit Rücksieht
auf die Verformbarkeit niedriggehalten und kann-
bis etwa o,20/,- -betragen. Außer den genannten Elementen können die Legierungen
noch etwa 0,3 bis o,8 °j° Molybdän zur Erhöhung der Warmfestigkeit enthalten.
Mäi#I kann ferner einen Teil des Aluminiums, und zwar nicht mehr als die Hälfte,
durch Silicium ersetzen, ohne die Zunderbeständigkeit wesentlich zu vermindern.
, Geht man .mit dem Siliciumgehalt höher, so wird die Härte. in unerwünschtem Grade
gesteigert.In contrast, the subject of the invention is the use of a steel with relatively narrow limits to be observed for the chromium and aluminum content, between 16 and 2090 for the chromium and between 2.5 and q. ° / o are for the aluminum, for the production of seamless tubes, which must have a very high, up to 1200 ° C, scale resistance and good strength properties. If the specified upper aluminum content of q is exceeded. ° / a, the deformability deteriorates to such an extent that the manufacture of seamless pipes is no longer possible. The carbon content of the alloys is kept low with a view to deformability and can be up to about o.20 / -. In addition to the elements mentioned, the alloys can also contain about 0.3 to 0.8 ° molybdenum to increase the high-temperature strength. Mäi # I can also replace a part of the aluminum, namely not more than half, with silicon without significantly reducing the scale resistance. If you go higher with the silicon content, the hardness will be. increased to an undesirable degree.
Die Auffindung der zur Erzielung der erwähnten Eigenschaften einzuhaltenden
Aluminiumgrenzen besitzt große technische Bedeutung, da, wie sich gezeigt hat, beim
Verlassen dieser Grenzen unerwünschte Änderungen in den Eigenschaften der Legierung°_n
eintreten. Unter einer Erhöhung des Alttminiumgehaltes leidet die Warmverformbarkeit,
ferner die Zähigkeit und die Dehnbarkeit. Eine Erniedrigung des Gehaltes an Aluminium
führt zu schneller Abnahme der Zunderbeständigkeit. So ist z. B. ein nahtlos gewalztes
Rohr aus einem Stahl mit 16 °/° Chrom und sehr geringen Aluminiummengen nur bis
etwa 8oo° zunderbeständig. Andererseits wird durch ein Überschreiten des Chromgehaltes
oder auch des Aluminiumgehaltes keine nennenswerte Erhöhung der Zunderbeständigkeit
der Rohre mehr erzielt. Vielmehr ändern sich - die Warmverformbarkeit zu nahtlosen
Rohren und die Festigkeitseigenschaften in unerwünschter Weise. Es ist also, wie
diese Angaben erkennen lassen, möglich gewesen, durch Auffindung der genannten Grenzen
ein Legierungsgebiet vorzuschlagen, innerhalb dessen die Stahllegierung den an sie
für-den beanspruchten Zweck zu stellenden Anforderungen in besonders günstiger Weise
entspricht.-Die Bedeutung des Fortschritts, der sich .bei der Verwendung der erwähnten
Legierungen zur Herstellung von nahtlosen Rohren erzielen läßt, erhellt besonders
bei einem Vergleich des gemäß der Erfindung zu verwendenden Werkstoffes mit anderen
Werkstoffen ähnlicher Eigenschaften. Die Zunderbeständigkeit der innerhalb der angegebenen
Grenzen liegenden Chrom- und Aluminium-Legierung ist derjenigen der bekannten hochhitzebeständigen
austenitischen Werkstoffe .- gleich, die mehr als :2o 0/0 Cr und mehr als
o °/° Ni enthalten. Diesen Werkstoffen sind ,;;tie gemäß der Erfindung zu verwendenden
Stähle nicht nur dadurch überlegen, daß sie .Stähle der Vermeidung hoher Nickelzusätze
billiger herzustellen sind, sondern sie lassen sich zum Unterschied von den nickelhaltigen
Legierungen auch besser zu nahtlosen Röhren walzen, da sie keine Hitzeempfindlichkeit
besitzen, die sich z. B. bei hochlegierten Chrom-Nickel-Stählen durch Heißbruch
äußert. Diese Eigenschaft chromnickelhaltiger austenitischer Stähle ist besonders
bei der Herstellung von Röhren nach dem Stiefelverfahren hinderlich, bei welchem
wegen der hohen Warmfestigkeit der Legierung hohe Lochtemperaturen angewendet werden
müssen. Dadurch eignen sich die beschriebenen Chrom-Aluminium-Legierungen für die
Verarbeitung nach dem Stiefelverfahren ausgezeichnet. Weiterhin besitzen die Rohre
vorzügliche Festigkeitseigenschaften und, lassen sich besser mit spanabhebenden
Werkzeugen bearbeiten als Rohre aus austenitischen, hochhitzebeständigen, chromnickelhältigen
Legierungen.Finding the aluminum limits to be adhered to in order to achieve the properties mentioned is of great technical importance, since, as has been shown, undesired changes in the properties of the alloy occur when these limits are exceeded. An increase in the old minium content affects hot formability, as does toughness and ductility. A decrease in the aluminum content leads to a rapid decrease in the scale resistance. So is z. B. a seamlessly rolled tube made of a steel with 16 ° / ° chrome and very small amounts of aluminum only up to about 8oo ° scale resistant. On the other hand, if the chromium content or the aluminum content is exceeded, no significant increase in the scale resistance of the pipes is achieved. Rather, the hot formability to seamless tubes and the strength properties change in an undesirable way. As this information shows, it has been possible, by finding the limits mentioned, to propose an alloy area within which the steel alloy meets the requirements to be placed on it for the claimed purpose in a particularly favorable manner can .be achieved when using the alloys mentioned for the production of seamless tubes, is particularly clear when comparing the material to be used according to the invention with other materials with similar properties. The oxidation resistance of the chromium lies within the specified limits and aluminum alloy is that of the known highly heat-resistant austenitic materials .-, equal to more than: 0/0 2o contain Cr and more than o ° / ° Ni. These materials are not only superior to steels to be used according to the invention in that they are cheaper to produce steels that avoid high nickel additions, but they can also be better rolled into seamless tubes, unlike nickel-containing alloys, since they do not have any Have heat sensitivity that z. B. expresses itself in high-alloy chrome-nickel steels by hot fracture. This property of chromium-nickel-containing austenitic steels is a hindrance particularly in the manufacture of tubes by the Stiefel method, in which high hole temperatures have to be used because of the high heat resistance of the alloy. As a result, the chromium-aluminum alloys described are ideally suited for processing using the boot process. Furthermore, the tubes have excellent strength properties and can be machined better with cutting tools than tubes made of austenitic, highly heat-resistant, chromium-nickel alloys.
Es wird bemerkt, daß unter Eisen nicht chemisch reines Eisen, sondern
technisches Eisen verstanden wird, also ein Eisen mit den üblichen Gehalten an Mangan,
Silicium, Phosphor und Schwefel.It is noted that, among iron, it is not chemically pure iron, but
technical iron is understood, i.e. iron with the usual manganese content,
Silicon, phosphorus and sulfur.