DE701818C

DE701818C - Verwendung korrosionsbestaendiger Verbundwerkstoffe

Info

Publication number: DE701818C
Application number: DE1938D0078190
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Robert Scherer
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1938-06-14
Filing date: 1938-06-14
Publication date: 1941-01-24

Description

Es ist bekannt, korrosionsbeständige Edelstahle mit den Eigenschaften der Säurebeständigkeit, Rostbeständigkeit oder Zunderbeständigkeit auf gewöhnliche Stähle vornehmlich durch Aufwalzen- auf zuplattier en. Auf diese Weise ist es möglich, einen korrosionsbeständigen Verbundwerkstoff herzustellen, der auf einer Fläche oder auch auf beiden Flächen die Eigenschaften des Edelstahles besitzt, wobei indes von dem verhältnismäßig kostspieligen Edelstahlwerkstoff nur geringe Mengen benötigt werden, weil die aufzuplattierende Schicht vergleichsweise dünn sein kann. Als Werkstoff, auf den der Edelstahlwerkstoff auf plattiert wird,. dem sog. Grundwerkstoff, werden je nach den verlangten mechanischen Eigenschaften, die der Verbundwerkstoff aufweisen soll, Baustähle der verschiedensten Art verwendet. Im allgemeinen handelt es

ao sich um unlegierte oder nur schwach legierte Baustähle, Kesselbaustähle o. dgl., die im allgemeinen einen Kohlenstoffgehalt von bis zu 0,50/0 aufweisen. Sofern es sich um schwach legierte Stähle handelt, enthalten sie in an sich bekannter Weise Chrom, Nickel, Molybdän, Vanadin, Kupfer einzeln oder zu mehreren. Als aufzuplattierender Werkstoff werden sowohl korrosionsbeständige austenitische als auch ferritische Stähle benutzt, deren Grundlage entweder Nickel, Chrom-Nickel oder Chrom ist mit den üblichen für diese Stähle bekannten Zusätze, wie Titan, Vanadin, Tantal, Niob, Molybdän, Silicium und Kupfer..

Das Plattieren an sich wird nach den .bekannten Verfahren durchgeführt, und zwar entweder durch Aufwalzen oder durch Umöder Aufgießen. Der so erzeugte Verbundwerkstoff wird zur Herstellung von Gegenständen aller Art, wie Bleche, Rohre, Behälter o. dgl., verwendet.

Für das Plattieren haben sich im Laufe der Zeit eine ganze Reihe Vorsichtsmaßnahmen entwickelt, die im wesentlichen darauf hinauslaufen, an den zu verschweißenden Flächen eine Oxydation, die den Schweißvorgang beeinträchtigen könnte, zu verhindern. Trotz

Anwendung dieser Vorsichtsmaßregeln haben sich bei dem erzeugten Verbundwerkstoff Unvollkommenheiten gezeigt, die für eine geordnete Erzeugung untragbar sind. In der Nähe der Schweißzone tritt häufig eine Veränderung des aufplattierten Edelstahlwerkstoffes ein, die sich sowohl in mechanischer als auch in chemischer Hinsicht schädlich auswirken. Diese Veränderung ist im allgemeinen um so stärker, je länger beispielsweise das Verbundpaket vor und während der Walzung auf erhöhten Temperaturen gehalten werden mußte. Wird ein solcher Verbundwerkstoff beispielsweise während der Her-'5 stellung der daraus zu fertigenden Apparaturen gebogen und sonstigen Zug- oder Biegebeanspruchungen unterworfen, sb tritt in der Schweißzone ein Aufreißen ein, das schließlich zur Trennung des aufplattierten Werkstoffes vom Grundwerkstoff führt.

Gegenstand der Erfindung ist es, die Verwendung eines Verbundwerkstoffes zur Herstellung von rost-, säure- oder zunderbeständigen Gegenständen vorzuschlagen, deren Werkstoff bei der Herstellung oder im Gebrauch Biege- und oder Zugbeanspruchungen unterworfen wird.

Untersuchungen haben ergeben, daß die Veränderungen in der Schweißzone auf eine Kohlenstoffaufnahme des aufplattierten Werkstoffes und der dadurch begründeten erhöhten Carbidbildung in der plattierten Schicht und einer Entkohlung des Grundwerkstoffes zurückzuführen ist. Diese Feststellung ist um so bemerkenswerter, als der carbidbildende Kohlenstoff, der nur dem Grundwerkstoff entstammen kann, auch dann in den aufplattierten Werkstoff wandert, wenn der Grundwerkstoff niedrigeren Kohlenstoffgehalt aufweist als der Plattierungswerkstoff.

Auf dieser Erkenntnis fußend wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, für den angegebenen Zweck Verbundwerkstoffe zu verwenden, bei welchen ein korrosionsbeständiger Edelstahlwerkstoff auf der Grundlage Nickel, Chrom-Nickel oder Chrom mit den üblichen Gehalten an Zusatzelementen auf unlegierte oder schwach legierte Bau- oder Kesselbaustähle aufplattiert ist, wobei dieser Grundwerkstoff einen Kohlenstoffgehalt geringer Wanderungsgeschwindigkeit aufweist. Die Neigung des Kohlenstoffes zu wandern wird vermindert oder ganz ausgeschaltet, wenn der Grundwerkstoff Carbidbildner enthält. Hervorragend geeignet für diesen Zweck sind die Carbidbildner Titan, Tantal, Niob, Vanadin. Auch die Carbidbildner Zirkon, Molybdän und Wolfram sind für diesen Zweck geeignet und in einem gewissen Umfang auch ■>o das Chrom. Die jeweils erforderliche Menge an Carbidbildnern, die der Grundwerkstoff enthalten muß, ergibt sich aus der Tatsache, daß es zunächst erforderlich erscheint, den gesamten Kohlenstoffgehalt des Grundwerkstoffes abzubinden, und aus diesem Grunde muß der Carbidbildner in so vielfacher Menge des Kohlenstoffgehaltes vorliegen, als dem Bindungsverhältnis des Carbidbildners mit Kohlenstoff entspricht. Bei der Verwendung des Titans muß somit der Titangehalt in etwa der vierfachen Menge des Kohlenstoffgehaltes vorliegen, während bei der Verwendung von Niob etwa die zehnfache Menge erforderlich ist. Es ist indes nicht unbedingtes Erfordernis, daß die Carbidbildner den Kohlenstoffgehalt des Grundwerkstoffes vollkommen abbinden; es genügt vielmehr im allgemeinen, daß ein wesentlicher Teil abgebunden wird, weil offenbar die auf diese Weise gebildeten Carbide im Grundwerkstoff die. Diffusion des restlichen, nicht gebundenen Kohlenstoffes wirksam behindern. Da der Kohlenstoffgehalt der für Plattierungszwecke verwendeten, an sich bekannten Baustähle verhältnismäßig gering ist, wird die Wirkung der Verhinderung der Diffusion bereits durch vergleichsweise geringen Gehalt an Carbidbildnern erreicht, so daß durch diese Maßnahmen die Kosten für den Grundwerkstoff nicht wesentlich erhöht werden. In- 9<> Sonderheit ist dies der Fall bei einem Gehalt an solchen Carbidbildnern, deren Bindungsverhältnis zum Kohlenstoff niedrig ist. Hieraus ergibt sich auch die besondere Eignung gerade des Titans, das bereits' den gesamten ^9S Kohlenstoff abbindet, wenn es in etwa der vierfachen Menge des Kohlenstoffgehaltes vorliegt.

Demgemäß wird die Verwendung eines Verbundwerkstoffes vorgeschlagen, bei welchem der Kohlenstoffgehalt des Grundwerkstoffes ganz oder zum wesentlichen Teil durch einen Carbidbildner abgebunden ist, wobei als Carbidbildner vorzugsweise Titan in Frage kommt. Jedoch auch andere Carbidbildner können Anwendung finden, und zwar Niob, Tantal, Vanadin, Zirkon, Molybdän und Chrom, deren Eignung in der angegebenen Reihenfolge bis zum Chrom abnimmt.

Für Verbundpanzerplatten ist zwar schon ^l>o vorgeschlagen worden, für die Rückseite der Platte einen Stahl zu verwenden, der den Carbidbildner Vanadin enthält; einerseits handelt es sich bei dem bekannten Vorschlag jedoch nicht um korrosionsbeständige Ver- ^M5 bundwerkstoffe, und andererseits wird der Vanadingehalt in dem Werkstoff für die Panzerplattenrückseite vorgeschlagen, um in allgemein bekannter Weise die für Panzerplatten erwünschten mechanischen Eigenschaften ^X20 zu erzielen. Es war daher nicht möglich, dem Vorbekannten Anregungen zu entnehmen,

die für die Erzeugung rostsäure- und zunderbeständiger Gegenstände dienen sollen, deren Werkstoff bei der Herstellung oder dem Gebrauch des Gegenstandes Biege- und/oder Zugbeanspruchungen unterworfen wird, ohne daß in der Schweißzone ein Aufreißen auftreten darf, das schließlich zur Trennung des aufplattierten Werkstoffes vom Grundwerkstoff führt.

Claims

Pa tentanspe üche:

i. Verwendung korrosionsbeständiger Verbundwerkstoffe, bei welchen ein korrosionsbeständiger Edelstahlwerkstoff auf der Grundlage Nickel, Chrom-Nickel oder Chrom mit den üblichen Gehalten an Zusatzelementen auf unlegierte oder schwach legierte Bau- oder Kesselbaustähle aufplattiert ist und bei welchen der Grundwerkstoff einen Kohlenstoffgehalt geringer Wanderungsgeschwindigkeit aufweist, zur Herstellung von rost-, säure- oder zunderbeständigen Gegenständen, deren Verbundwerkstoff bei der Herstellung oder im Gebrauch. Biege- und/oder Zugbeanspruchungen unterworfen wird.
2. Verwendung eines Verbundwerkstoffes nach Anspruch 1, bei welchem der Kohlenstoffgehalt des Grundwerkstoffes ganz oder zum wesentlichen Teil durch einen Carbidbildner abgebunden ist, für den Zweck nach Anspruch 1.
3. Verwendung eines Verbundwerkstoffes nach Anspruch 2, dessen Grundwerkstoff als Carbidbildner Titan enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
4. Verwendung eines Verbundwerkstoffes nach Anspruch 2, dessen Grundwerkstoff als Carbidbildner Niob, Tantal, Vanadin, Zirkon, Molybdän, Wolfram und Chrom einzeln oder zu mehreren enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.