DE737678C

DE737678C - Herstellung von Gegenstaenden, die hohen Gasdruecken ausgesetzt sind und gegen bei Druckaenderungen auftretende Beanspruchungen hohe Widerstandsfaehigkeit besitzen

Info

Publication number: DE737678C
Application number: DE1930K0005130
Authority: DE
Inventors: Dr Fritz Rittershausen
Original assignee: Krupp Stahl AG
Current assignee: Krupp Stahl AG
Priority date: 1930-09-21
Filing date: 1930-09-21
Publication date: 1943-07-21
Also published as: FR722872A

Description

Herstellung von Gegenständen, die hohen Gasdrücken ausgesetzt sind und gegen bei Druckänderungen auftretende Beanspruchungen hohe Widerstandsfähigkeit besitzen Es ist vorgeschlagen worden; für solche Gegenstände, die gegen Wasserstoff bei hohen Drücken und Temperaturen widerstandsfähig sein müssen, nickelarme oder nickelfreie Stahllegierungen zu verwenden, die Chrom, Wolfram, Vanadium, Molybdän usw. enthalten. Es ist auch schon füi- diesen Verwendungszweck eine vergütete Stahllegierung mit 0,5 bis 4°/a Nickel, o,5 bis z°% Chrom und o. i bis o,.I°/o Kohlenstoff vorgeschlagen worden. Ferner ist es bekamst, daß Molybdänstähle eine größere Warmfestigkeit besitzen als Kohlenstoffstähle.
Für die Herstellung von Gegenständen, z. B. Hochdruckdampfkessel, Hochdruckgasbehälter, druckführende Apparate für die ehemische Industrie, Geschützrohre, Gewehrläufe und sonstige Schußwaffenteile, die durch-Explosionen und Detonationen zersprengt werden können, wurden bisher vorzugsweise Nickelstahl- bzw. Chromnickellegierungen verwendet. Bei letzteren lag jedoch der Chromgehalt üblicherweise zwischen 0,5 und 1,51/0 und war durchweg geringer als der Nickelgehalt. Seltener angewendet, aber ebenfalls als bekannt vorauszusetzen ist ein Molybdänzusatz zum Chromnickelstahl, wobei durch diesen Zusatz eine Erleichterung der Wärmebehandlung und eine Verringerung der Gefahr der Anlaßsprödigkeit erzielt werden. Alle diese Stahllegierungen genügen jedoch nicht mehr den gesteigerten Ansprüchen an höchste Zähigkeit, die für die obengenannten Gegenstände jetzt gefordert werden. Man könnte nun daran denken, austenitische Stahllegierungen, die bekanntlich ein höchstes Maß von Zähigkeit und Formänderungsfähigkeit besitzen, zu verwenden; diese Stahllegierungen haben aber den Nachteil einer im Verhältnis zu ihrer Zugfestigkeit niedrigen Streckgrenze und scheiden aus diesem Grunde sowie aus Gründen ihrer zu hohen Preise aus. Es wurde nämlich auf Grund umfassender Versuche eine Gruppe von Stahllegierungen ausfindig gemacht, die bei verhältnismäßig billigem Preisie eine große überraschende Eignung für die eingangs ,angegebenen Zwecke besitzen.
Die Erfindung bezweckt dementsprechend, Gegenstände, z. B. Hochdruckdampfkessel, Hochdruckgasbehälter, druckführende Appa-.rate für die chemische Industrie, Geschützrohre, Gewehrläufe und sonstige Schußwaffenteile, die hohen Gasdrücken ausgesetzt sind und besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegen die bei Druckänderungen auftretende Beanspruchung erfordern, zu schaffen, bei denen die zur Verwendung gelangende Stahllegierung sich durch großes Formänderungsvermögen und besonders hohe dynainische Festigkeit bei gleichzeitig hoher statischer Festigkeit auszeichnet und die zufolge ihrer Zusammensetzung nicht teuer ist. Dieser Zweck wird der Erfindung gemäß dadurch erreicht, daß zur Herstellung der angegebenen Gegenstände eine Stahllegierung verwendet, wird, die mehr als 2 und bis etwa 4,5'/, Chrom, etwa o, i 5 bis 0,71/o Molybdän und höchstens 0,31/o Kohlenstoff enthält und der gegebenenfalls bis zu etwa .211o Nickel zugesetzt sind. Das wesentliche dieser Stahllegierungen besteht darin, daß derbisher stets im Nickel gesuchte Vermittler höchster Zähigkeit im Chrom gefunden wurde. Der Nickelzusatz dient nur zur Erleichterung der Wärmebehandlung bei starken Querschnitten: er kann also z. B. bei Wandstärken bis etwa 150 mm von hohlgeschmiedeten Körpern auch ganz fortgelassen werden. Unbedingt erforderlich ist dagegen ein Molybdänzusatz von mindestens etwa 1,i5 bis o,71/0, der durch einen Wolfrainzusatz von etwa dein doppelten Betrag ersetzt werden kann. Die für die Herstellung der angegebenen Gegenstände vorgeschlagenen Stahllegierungen erreichen ihre besten Eigenschaften durch eine Vergütungsbehandlung, d.li. durch ein Abschrecken mit nachfolgendem Anlassen. Hierdurch lassen sich sehr hohe ,Festigkeitswerte (Bruchgrenze und Streckgrenze) bei ungewöhnlich hoher Zähigkeit erreichen. Die angegebenen Stahllegierungen besitzen jedoch auch nach dem Normalglühen eine ebenfalls sehr hohe Zähigkeit, allerdings bei geringeren Festigkeitswerten.

Zur Herstellung der in Betracht kommenden Gegenstände eignet sich z. B. folgende Stalille.gierung

(' Cr 1I1 1i

0,1,90/" :2,49,4 0,43% _'

Beispiel i Ein geschmiedeter Rundstab von r51 mm Durchmesser aus einem Stahl dieser Zusaniinensetzung ergab folgende Werte:

Kerbzähigkeit

Proberichtung Streckgrenze Bruchgrenze Dehnung L - 5,1 Einschnitt Normale 1Iesnager-

Charpy-probe Probe

kg,'mni= k@/mrri= ;'" mk;;'cni-

a) nach einer normalisierenden Glühbehandlung

Längs , . . . . . . . . 40 61,i 27,0 77 42 i -

Otter . . . . . . . . . .

42 61,5 i8,8

64

- 21

b) nach einer Vergütungsbehandlung

L än s . . . . . . . . . 68 82,2 20,3 2 3-2 -

Quer . . . . . . . . . . 68 Si,i

ig,o

64

- j 17

Beispiel 2 Ein geschmiedeter Hohlzylinder von i 86o mm Länge, S51 mm lichtem Durchmesser und i21 min Wandstärke aus Stahl derselben Zusammensetzung wie unter 1 ergab nach Vergütungsbehandlung folgende Werte:

Normale

Proberichtung Streckgrenze Bruchgrenze Dehnung I - 5 @l Einschnitt Charpyprobe

Kerbzähigkeit

kgjmm= k@(mm= '@@,@ '@' mkg'cni=

Axial............ 5d,8 68,1 2o,8 75 41,3

Tangential......... 92,0 67,2 21,3 75 40,8

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Herstellung von Gegenständen, z. B. Hochdruckdampfkessel, Hochdruckgasbehälter, druckführende Apparate für die chemische Industrie, Geschützrohre, Gewehrläufe und sonstige Schußwaffenteile. die hohen Gasdrücken ausgesetzt sind und besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegen die bei Druckänderungen auftretende Beanspruchung erfordern, dadurch gekennzeichnet, daß vergütete Stahllegierungen verwendet werden, die mehr als und bis etwa _J,5 1/0 Chrom, etwa o,15 bis 0,71/0 1Zolvlidän, höchstens 0,301, Kohlenstoff und Eisen als Rest enthalten. Herstellung von Gegenständen aus vergüteten Stahllegierungen nach Anspruch i, die zusätzlich noch unter = "/0 Nickel enthalten.