DE651785C - Verwendung von Chrom-Aluminium-Staehlen zur Herstellung von Gegenstaenden, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM
20.0KT0BER 1937

i8d G 6i. 30

Unter zunderfestem Stahl versteht man im üblichen Sinne einen Stahl, dessen Oberfläche zwar nicht wie beim säurefesten Stahl völlig blank bleibt, dessen Verzunderung aber gering ist und mit der Dauer des Angriffs infolge Bildung einer besonderen Oberflächenhaut rasch noch weiter verringert wird, so daß der Angriff nach einiger Zeit praktisch zum Stillstand kommt.

Diese an die Zunderbeständigkeit zu richtende Forderung erfüllt der auf reinen Eisen-Chrom-Legierungen mit bis etwa 3 ο o/o Chrom entstehende Zunder, der im wesentlichen aus Fe₃O₄ unter steigendem Ersatz des Eisens durch Chrom besteht, nur unvollkommen. Hierbei ändern auch geringe Al-Zusätze zunächst nichts, da die Form des schwarzen, sammetartig glänzenden Fe₃O₄ auch dann erhalten bleibt, wenn ein Teil der Eisenatome durch Chrom oder Aluminium ersetzt werden kann.

Wendet man jedoch höhere Zusätze von Al an, so tritt neben dem schwarzen ein weißlicher Zunder auf, der hauptsächlich aus Aluminiumoxyd besteht und mit Fe₃O₄ keine Mischkristalle bildet. Wie Versuche gezeigt haben, schützt dieser weißliche Zunder den Stahl ganz erheblich vor weiterem Angriff. Die Wirksamkeit des weißen Zunders erkennt man besonders gut bei Einhaltung eines Konzentrationsbereichs, in dem neben weißem auch schwarzer Zünder auftritt. Bei diesem Stahl werden die mit schwarzem Zunder bedeckten Stellen verhältnismäßig stark angegriffen, so daß diese .Stähle noch nicht als hochzunderbeständig anzusprechen sind. Ein sicherer Schutz wird erst erzielt, wenn man so viel Aluminium zusetzt, daß ein reinweißer Zunder entsteht. Wie aus dem beiliegenden Diagramm entnommen werden kann, wird bei Überschreitung eines gewissen Aluminiumgehalts, der etwa bei 8 °/o liegt, eine sehr erhebliche Erhöhung der Zunderbeständigkeit erzielt, und zwar bei verhältnismäßig niedrigen Chromgehälten.

Nach den angestellten Versuchen besteht eine bestimmte Beziehung zwischen dem Aluminiumgehalt,· der mindestens zur Erzielung einer wirksamen Zunderbeständigkeit angewendet werden muß, und dem Chromgehalt, der in Verbindung mit diesem Aluminiumgehalt angewendet werden muß. Während zur Erzielung einer Zunderbeständigkeit bis zu etwa gob° bei einem Aluminiumgehalt von 5 °/₀ die Anwesenheit des Chroms in einer Menge von 6% notwendig ist, genügt bei einem Aluminiumgehalt von 6,5% ein Chromgehalt von 4°/₀, bei einem Aluminiumgehalt von 8% ein Chromgehalt von 3%> bei einem Aluminiumgehalt von 9°/_Q ein Chromgehalt von 2 % und bei einem Aluminiumgehalt von 11 °/₀ ein Chromgehalt von 1 °/o-

Soll die Zunderbeständigkeit bis auf etwa 1200⁰ gesteigert werden, so sind der Chrom-

gehalt und der Aluminiumgehalt in der Weise aufeinander abzustimmen, daß einem Chromgehalt von unter 5 % ein Aluminiumgehalt von etwa 8%, einem Chromgehalt von 54% ein Aluminiumgehalt von etwa einem Chromgehalt von etwa 3% ^e/n minmmgehalt von etwa 8,5 °/o_; einem Chiσί&* gehalt von etwa 2°/o ein Aluminiumgehalt von etwa 9% und einem Chromgehalt von etwa ι % ein Aluminiumgehalt von etwa 11 °/'_o ent- - spricht.

Auf der beiliegenden Zeichnung sind die Anteile an Aluminium und Chrom für Zunderbeständigkeiten bis zu 900⁰ und bis zu 1200⁰ kurvenmäßig dargestellt. .

Bei höheren Aluminium- und Chromgehalten hört die Zunderbeständigkeit erst auf, wenn die Legierung bei der Glühtemperatur zu schmelzen beginnt, "also bei reinen Eisen-ÄlumMum-Legierungen mit etwa 40 0/0 Aluminium bei etwa 11 oo^o. Aus wirtschaftlichen Gründen -wird man jedoch mit dem Aluminiumgehalt nicht über 18 % hinausgehen. Daher ist ein Gehalt von 18 °/o Aluminium als die praktisch einzuhaltende obere Grenze des Aluminiumgehaltes anzusehen.

Um den Stahl schmiedbar zu machen, ist es

notwendig, den Kohlenstoff unter 0,1% zu halten. Legierungen, deren Kohlenstoffgehalt sich in dieser Höhe hält, lassen sich ohne größere Schwierigkeiten bearbeiten.

Bei der Herstellung_ der Legierungen ist es wichtig, das Auftreten eines zu hohen Schlakkengehalts zu vermeiden. Ist der Schlackengehalt verhältnismäßig hoch, so bildet sich an gewissen Stellen schwarzer Zunder, in dessen Umgebung der Stahl rißartig angegriffen wird. Es hat sich gezeigt, daß diese Erscheinung nicht auftritt, wenn der Stahl im Hoch-4.0 frequenzöfen erschmolzen wird. Diese Herstellungsweise ist daher für die Erzeugung von zunderfesten Legierungen von erheblicher Bedeutung. .

Man kann den Aluminiumgehalt 6is etwa zur Hälfte durch Silicium, Beryllium, Titan oder Vanadin und den Chromgehalt bis etwa zur Hälfte durch Wolfram, Nickel, Molybdän, Mangan oder Kobalt ersetzen. Durch diese Abänderung werden zwar die Grenzen des Gebietes der Zunderfestigkeit verschoben; es kommt aber auch bei Verwendung der gekannten Metalle im wesentlichen darauf an,

ta Gebiet des weißen Zunders zu bleiben. '■0?In den bei 'etwa 900⁰ zunderbeständigen ^Legierungen mit 8,9 und 11 °/₀ Aluminium ist der teilweise Ersatz des Aluminiums durch Vanadin in Mengen von 0,5 bis weniger als ι % nicht Gegenstand der Erfindung.

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   I. Die Verwendung von Chrom-Aluminium-Stählen mit etwa S bis 11% Aluminium und etwa 6 bis etwa 1 % Chrom, bei denen die Aluminium- und Chromgehalte auf einer Kurve liegen, welche durch folgende Punkte bestimmt ist:

   zur Herstellung von solchen Gegenständen, die bis etwa 900⁰ C zunderbeständig sein müssen. -.
2. 2. Die Verwendung von- Chrom-Aluminium-Stählen mit etwa 8 bis 11 % Aluminium und unter 5 bis etwa 1 % Chrom, bei denen die Aluminium- und Chromgehalte auf einer Kurve liegen, welche durch folgende Punkte 'bestimmt ist:
3. Chrom Aluminium /0 ' /0 6 5 4 ^; 3 8 2 ^; 9 I II
4. Chrom
5. /0 ■ 5 '
6. Aluminium
7. 0/ /0
8. 8,5
9. 9 11

   zur Herstellung von solchen Gegenständen, die bis etwa 1200° zunderbeständig sein müssen.

   Hierzu 1 Ülatt Zeichnungen