DE681719C

DE681719C - Werkstoff fuer Schweissstaebe zur Herstellung nicht haertbarer, feinkoerniger und dehnbarer Schweissen bei Gegenstaenden aus ferritischen Chromstaehlen

Info

Publication number: DE681719C
Application number: DEE48347D
Authority: DE
Original assignee: ELECTRO METALLURG CO
Current assignee: ELECTRO METALLURG CO
Priority date: 1935-06-06
Filing date: 1936-05-15
Publication date: 1939-09-29
Also published as: FR806386A; US2113937A; GB475896A; AT153170B

Description

Ferritische Stähle, welche etwa 2 bis 160/0 Chrom und Kohlenstoff bis zu etwa o, 5 0/0 enthalten und auf etwa 900⁰ C erhitzt sind, härten beim Abschrecken oder Abkühlen an der Luft; diese Eigenschaft kann nahezu beseitigt werden, wenn man den Stählen Niob zusetzt in Mengen, die mindestens etwa das Achtfache, aber nicht mehr als das Dreißigfache des Kohlenstoffgehaltes be-ο tragen.

Die Chromniobstähle verlieren aber beim Erhitzen auf höhere Temperaturen, wie es beispielsweise beim Schweißen stattfindet, einen beträchtlichen Teil ihrer Dehnung und Zähigkeit. Diese Erscheinung hängt offenbar mit der Zunahme der Korngröße bei hohen Temperaturen zusammen, aber manche der bekannten Hilfsmittel zur Verringerung der mittleren Korngröße von Stählen versagen, wenn man die Dehnung und Zähigkeit der Chromniobstähle bei erhöhten Temperaturen zu verbessern sucht. So wird durch den Zusatz von etwa 10/0 Nickel oder Kupfer die Korngröße der Chromniobstähle weitgehend verfeinert, jedoch gleichzeitig die Weichheit und Dehnbarkeit verloren.

Zum Schweißen von Chromstählen mit etwa 2 bis 300/0 Cr oder Chromnickelstählen mit etwa 5 bis 300/0 Ni ist schon vorgeschlagen worden, einen Schweißstab zu verwenden, dem Niob und Silicium zugesetzt sind, und zwar Niob in Mengen von etwa dem Vier- bis Zehnfachen seines Kohlenstoffgehaltes und Silicium in Mengen zwischen etwa 0,5 bis 2,50/0. Zweck jenes älteren Vorschlages ist, nicht nur den Niobverlust beim Schweißen auf einem Mindestwert zu halten, sondern auch die mechanische Beschaffenheit, insbesondere die Weichheit und Dehnbarkeit der Schweißnaht zu verbessern und gleichzeitig die Widerstandsfähigkeit der Chrom-Nickel-Niob-Stähle gegen einen Rückgang ihrer Korrosionsbeständigkeit während des Schweißens und bei längerem Erhitzen auf höhere Temperaturen zu erhöhen.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schweißstabwerkstoff für Stähle der oben angegebenen Zusammensetzung und besteht darin, daß der Schweißstab neben ebenfalls etwa 2 bis 3 ο 0/0 Chrom und bis zu etwa 0,50/0 Kohlenstoff etwa o, 5 bis 2,5 0/0 Wolfram und/ oder Molybdän sowie Niob in einer Menge enthält, die mindestens das Achtfache, aber nicht mehr als 1,50/0 plus dem Zehnfachen des Kohlenstoffgehaltes des Schweißstabstahles beträgt. Die Erfindung stützt sich auf die

Erkenntnis, daß gewisse Zusätze von Wolfram oder Molybdän oder beider in erheblichem Maße die Korngröße von niobhaltigen Chromstählen verfeinern, ohne deren Härte wesentlieh zu erhöhen oder deren Zähigkeit herabzusetzen. Um wesentliche Wirkungen Z¹U 'erreichen, sind mindestens etwa 0,50/0 Wolfram erforderlich, während mehr als etwa 2,50/0 dieses Elements die Zähigkeit des Stahls vernichten. Der bevorzugte Wolframgehalt liegt

	afel A	Zusammensetzung	15 ^Cr	C	Nb	W	Izod-	Härte
	"/,.	%	%		Stoßfestigkeit	nach Brinell
Zahlern	5,62	0,09	1,04	.	l;gm	Grad
6,43	0,06	1,29	0,67	1,45	I43
²⁰ 6,40	0,10	1,07	1,18	1,37	I56
6,68	0,06	1,19	1,98	1,42	I43
6,56	0,06	1,19 .	■ 3,42	0,5	156
	0,41	159

zwischen etwa 1 und 1,5%. Falls das Wolfram durch Molybdän ersetzt wird, sollte es 20/0 nicht übersteigen.

Die Notwendigkeit, den Gehalt an Wolfram oder Molybdän in solchen Stählen zu beschränken, wird aus der nachstehenden Zahlentafel A 'ersichtlich, welche die Stoßfestigkeiten von einigen Stählen in gewalztem und wärmebehandeltem (vollständig weichgemachtem) Zustand angibt.

Die günstigen Wirkungen bestimmter Zusätze von Wolfram- auf die schweißtechnischen. Eigenschaften werden durch die nachstehende Zahlentafel B veranschaulicht. Dieser Zahlentafel liegen Biegeversuche zugrunde, die mit durch Verschweißen der Kanten, von Stahlplatten von 3,175 mm Dicke, Wegschleifen des überschüssigen Füllmetalls, welches über die Oberflächen der Platten vorstand, und Abschneiden eines Streifens von etwa 203,20 mm Länge und 50,8 mm Breite hergestellten Probestäben, bei welchen die Schweißnaht sich etwa in der Mitte des Streifens befand und quer zu seiner längeren Achse verlief, in der Weise vorgenommen wurden, daß das eine Streifenende in einen schweren Schraubstock eingespannt und der Streifen durch Hammerschläge auf 'das freie Streifenende so weit gebogen wurde, bis die Schweißnaht gerade zu reißen begann. In der Zahlentafel B sind die Biegewinkel in der mit »Biegeproben« überschriebenen Spalte angegeben; unter A erscheinen diejenigen Winkel, welche bei den lediglich geschweißten, jedoch nicht wärmebehandelten Proben erhalten wurden, während unter B die Biegewinkel verzeichnet sind, welche mit Proben erhalten wurden, die nach dem Schweißen mit dem Schweißbrenner ι bis 3, Minuten lang auf etwa 900⁰ C erhitzt und dann an der Luft abgekühlt worden waren.

Zahlentafel B

Zusammensetzung	C %	des Schweißstabes	W %	Zusammensetzung des Bleches	C %	Ti %	Biegeproben	B Grad
Cr %	0,07 0,06	Nb ■ %	i,55	Cr %	0,12 0,12	0,90 0,80	A Grad	160 180 *)
6,34 6,52	0,07 0,09	i,55 1,65	1,01	5,93 5,95	0,11 0,11	0,85 0,85	90 160	ISO 18O*)
13,19 13,24	0,10 0,09	2,17 1,66	o,88	13,35 13,35	0,12· 0,12	0,70 0,70	85 180	90 120
25,40 . 24,80	2,11 1,94	25,6o 25,6o	SO 70

Schweiße zeigte keine Risse nach dem Abbiegen um i8o°»

Die Erfindung ist zum Schweißen von Stählen verwendbar, welche etwa 2 bis 3ο 0/0 Chrom und bis zu etwa o, 5 0/0 Kohlenstoff enthalten; sie ist jedoch von besonders hohem Wert beim Schweißen von Stählen mit etwa bis 200/0 Chrom und bis zu etwa 0,300/0 Kohlenstoff. Der zu schweißende Stahl enthält vorzugsweise hinreichend Titan, um die Härte und Härtbarkeit des Stahls herabzusetzen. Der Schweißstabwerkstoff muß einen

Niobgehalt von wenigstens dem· Achtfachen des Kohlenstoffgehaltes, jedoch nicht mehr als dem Zehnfachen des Kohlenstoffgehalts plus 1,50/0 aufweisen. Vorzugsweise übersteigt der Überschuß des Niobs über das Zehnfache .das Kohlenstoffgehaltes nicht den Wert von etwa 0,750/0. Die Schweißstäbe der Erfindung eignen sich sowohl für die Gasschmelz- als auch für die elektrische Lichtbogenschweißung.

Claims

Patentansprüche:

i. Die Verwendung einer ferritischen Stahllegierung mit bis zu etwa o, 5 0/0 Kohlenstoff, etwa 2 bis 300/0 Chrom, etwa 0,5 bis 2,50/0 Wolfram und/oder Molybdän, Niob in einer Menge, die mindestens das Achtfache, aber nicht mehr als 1,5 °/o plus dem Zehnfachen des Kohlenstoffgehaltes beträgt, Rest im wesentlichen Eisen, als .Werkstoff für Schweißstäbe zur Herstellung nicht härtbarer, feinkörniger und dehnbarer Schweißen bei Gegenständen aus ferritischen Chromstählen mit bis zu 0,50/0 Kohlenstoff und 2 bis 30O/0 Chrom.
2. Die Verwendung einer ferritischen Stahllegierung mit bis zu etwa 0,3 0/0 Kohlenstoff, etwa 4 bis 2 ο 0/0 Chrom, etwa 0,5 bis 1,50/0 Wolfram und/oder Molybdän, Niob in einer Menge, die mindestens das Achtfache, aber nicht mehr als 0,75 0/0 plus ' dem Zehnfachen des Kohlenstoffgehaltes beträgt, Rest im wesentlichen Eisen für den in Anspruch 1 angegebenen Zweck.