DE741459C - Stahllegierung fuer Gegenstaende mit hoher Kerbzaehigkeit bei niedrigen Temperaturen - Google Patents

Description

• Stahllegierung für Gegenstände mit hoher Kerbzähigkeit bei niedrigen Temperaturen Die Kältetechnik hat in deff letzten Jahren große Fortschritte gemacht. Besonders der Temperaturbereich - zwischen - 40' und - 8o' C ist für eine Reihe von Kälteverfahren von Bedeutung. Bei diesen Temperaturen sind nun bekanntlich die üblichen unlegierten Stähle, aber auch die meisten legierten Stähle außerordentlich kerbspröde. In dem Bericht von Krisch und Haupt >,Festigkeitseigenschaften legierter Stähle bei tiefen Temperaturen« (Archiv für das Eisenhüttenwesen, Januar 1940, Heft 7) zeigen die neuesten Forschungen auf diesem Gebiet, daß bei den hochlegierten Stählen nur die austenitischen Chrom-Nickel-Stähle und die austenitischen Chrom-Mangan-Stähle als Baustoffe für tiefe Temperaturen ift Frage kommen. Diese hochlegierten Stähle fallen aber für den Bau von Apparaten u. dgl. häufig wegen ihres außerordentlich hohen Gehaltes an Legierungselementen (immer üb-er 250/,) und dernentsprechend hohen Preises aus. Außerdem sind sie in man£h-er Beziehung infolge ihres austenitischen Charakters schwierig zu verarbeiten, wobei insbesondere die spanabliebende Bearbeitung Schwierigkeiten machen kann und beim Schweißen besondere Maßnahmen zu beachten sind. Hinzu kommen für Deutschland die angespannte Devisenlage und das Fehlen von Rohstoffen als weitere Schwierigkeiten, um gerade dasjenige Element, nämlich Nickel, das ganz aus dem Ausland eingeführt werden muß, und bei den Chrom-Mangan-Stählen kohlenstoffarmes Mangan und kohlenstoffarmes Chrom zu beschaffen.
• Auch bei den mittel-undniedriglegierten perlitischen Stählen ist es wiederum das ElernenL Nickel, das allein dem Stahl in ausgeprägter Form bei tiefen Temperaturen seine hohe Kerbzähigkeit verleiht, weshalb man auch zur Herstellung von Apparaten u. dgl. für tiefe Temperaturen, wenn austenitische Stähle aus irgendwelchen Gründen ausscheiden, 3- bis 5'/,ige Nickelstähle verwendet. Selbst diese Nickelgehalte sind jedoch heute unerwünscht, und man hat dementsprechend versucht, die Nickelstähle durch anders legierte niedrig- bis mittellegierte Stähle zu ersetzen.
• Sowohl die Untersuchungen anderer Forscher als auch ausgedehnte eigene Untersuchungen der jüngsten Zeit haben zunächst gezeigt, daß der Austausch von Nickel iiii« Gebiet der perlitischen Stähle, d. h. also. d « er, n-iedrig# und mittellegierten Nickelstähle, fast. aussichtslos ist. Überraschenderweise- wurde bei diesen Untersuchungen schließlich gefunden, daß sich beim Zusammenwirken, der Eleniente Aluminium und Mangan bei tiefen Temperaturen noch hohe Kerbzähigkeiten ergeben, wenn man bestimmteLegierungsgehalte einhält.
• Gegenstand der Erfindung ist daher, für Gegenstände mit hoher JZerbschlag7älii,-1,eit bei tiefen Temperaturen von mindestens - 4o' C. Stahliegiertinge-n zu verwenden, die folgende Zusammensetzung aufweisen: bis o.3#'o Kohlenstoff, 0,4 - i,5().o Aluminium., o,6 - 1,4#'o Mangan, - -o-,3#!o Silizium, Vorzugsweise möglichst niedrigen Gehalt an Silizium, und Rest Eisen mit den üblichen V erunreinigungen. Es hat -;ich als zweckmäßig ellviesen, diese Stahl-.egierungen im Elektroofen herzustellen.
• Als besonders vorteilhafte Stahllegierungen ergaben sich solche mit o,4 bis o,8 (1/0 Alumiiliulii und o,8 bis j,:2 01, Mangan, die bei C noch K-erbschlagwerte von über 15 inlzg/cin-', gemessen an der kleinen Charp# - Probe, aufwiesen.
• . , Es ist vorteilhaft, wenn der Kohlenstoffgehalt der Legierungen n.i5"/, nicht über->teigt.
• Die Erhöhung der Gehalte sowohl an Alutninium als auch an Mangan läßt die Kerbzähig-I#cit in dem Gebiet der tiefen Temperaturen, also zwischen etwa - 4o und - 8o#,. wieder absinken, so daß man offenbar bei den vorgenannten Gehalten die optimalen Werte gefunden hat. E#s ist cline iveiteres verständlich, daß die Erfindung von großer Bedeutung ist, da die Elemente Mangan und Aluminium, noel-i dazu in verhältnismäßig kleinen Mengen, leicht und preiswert zu beschaffen sind und eine unerwartet große Wirkung ausüben.
• Atis der beiliegenden Tafel, die das Ergebnis von Versuchen an über i.5o Schmelzen zeigt, geht deutlich hervor. daß der Legierungsbereich der hohen Kerbzähigkeit durch die Erfindun.. genau abgegrenzt wird.

  Stahl I-Zerbschlagzähigkeit (kl. Charpy-Probe

  Chargen- Analyse in mlg,lem-

  Typ

  Nr. so 0 C

  C Mn Al +20'C#-40'Cl-5o0C -6o0C.-750C

  23,6 18,7 - 23,0 - 24,8

  1035 0,095 o,98 0,49 22,9 20,2 - 24,7 - ig,8

  1

  23,4 25,2 - 21,()5 - 16,6

  Mn- o,o6 17,5 16,o - 27,5 - 17,7

  Al 1076 0,77 0,45 21,7 28,0 - 17,5 - 23,6

  25,2 28,5 - 17,2 - 21,7

  19,7 20,4 17,9

  1078 OJI 0,89 0,805 21,05 23,6

  19,6

  24,2 18,1 23,6

  942 0,08 Iji - 19,6 - - 5 8

  Mn 999 0,08 1,52 - 16 8,8 - 3,6

  1000 0,075 2J5 - 9,2 4,3 2,1"

  gio o,o6 0139 0155 IIS,7 UI

  AI g18 o,03 OJ5 1,04 22,2 2193 i - < 1

  go8 o,o6 o,35 1,62 18,7 i,o6 - < I

  Die gcliiäß der Erfindung zu verwendenden .#lurnininni-Mangan-Stähle sind an sich be- kannt und besitzen auch bei Raumtemperatur ausgezeichnete Festigkeitseigenschaften und gute Schweiffbarkeit. Der Aluminiumgehalt liegt immerhin noch so niedrig, daß die Stähle eine ausgeprägte A,-T-Traw##dIung besitzen und infolgedessen auch nach dem Schweiben durch eine Glühbehandlung feinkörnig und zäh erhalten werden; können. Die Ac,- bis Ac,-IJ1-nwandlungen liegen bei den in der Tafel angegebenen Stählen bei Temperaturen von 76o bis 925' C. Die Proben wurden nach dem Schmieden io Minuten normalisierend geglüht und 2o klinuten angelassen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Die Verwendung einer Stahllegierung folgender Zusammensetzung: , bis 0,3 Kohlenstoff, 0,4 - 1,5 Aluminium, o,6 - 1..4 lf, Mangan, - 0,3 0/, Silizium, Re.st Eisen mit den üblichen Verunreinigungen als Werkstoff für Gegenstände, die bei niedrigen Temperaturen von mindestens -4oIC hohe Kerbzähigkeit besitzen sollen.
2. 2. Die'Verwendung einer Stalillegierung folgender Zusammensetzung: bis o,3 0/, Kohlenstoff, o,4 - o,8 0/, Aluminium, o,8 - 152 1/0 Mangan, - 0,3'/, Silizium, Rest Eisen mit den üblichen, Verunreinigungen für den Zweck nach Anspruch i. 3. Die Verwendung der im Anspruch:2 genannten Stafillegierung, die unter o, 15 11[0 Kohlenstoff besitzt, für den Zweck nach Anspruch i. 4. Die Verwendung der in den Ansprüchen i bis 3 genannten z> Stahllegierungen, deren Siliziumgehalt möglichst gering ist, für den Zweck nach Anspruch i. Zur Abgrenzung des Anmel,dungsgegenstandes vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Grützen, »Eisen- und Stahllegierungen« (1935), S. 14.