DE742030C

DE742030C - Hitzebestaendiger Chrom-Mangan-Silicium-Stahl

Info

Publication number: DE742030C
Application number: DEST57443D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Hengler; Dipl-Ing Fritz Rakoski; Dipl-Ing Richard Rollett
Original assignee: Stahlwerke Roechling Buderus AG
Current assignee: Buderus Edelstahl GmbH
Priority date: 1938-05-14
Filing date: 1938-05-14
Publication date: 1944-06-02

Description

Hitzebeständiger Chrom-Mangan-Silicium-Stahl Hitzebeständige Chrom-Mangan-S täh.le sind bekannt. Um bei der Erwärmung eine Versprödung .durch Ausscheiden der intermetallischen Verbindung Eisen-Chrom zu vermeiden, darf aber der Chromgehalt in diesen Stählen praktisch nicht mehr als höchstens 15 °)o betragen, denn derartige Chrom-Mangan-Stähle (ohne weitere Zusätze) besitzen bei 15 % Chrom nur bis etwa 850° C befriedigende Zunderbeständigkeit. Höhere Chromgehalte, wie sie für höhere Temperaturen zum Erreichen ausreichender Zunderbeständigkeit notwendig wären, z. B. 18 °/o für 90o° C und 2o und mehr Prozent für 10000 C, können wegen der auftretenden Versprödung nicht verwendet werden. Durch den Zusatz von Silicium wird bei der bekannten Legierung das Gammagebiet der Chrom-Mangan-Stähle eingeengt, so daß der Chromgehalt von 15 ojo vermindert werden muß, um im rein austenitischen Gebiet zu bleiben. Außerdem nimmt mit steigendem Siliciumgehalt die Warmverformbarkeit ab.
Chrom-Mangan-Stähle mit io bis 45 % Chrom, 3 bis 25 °/o Mangan, o bis 3 0/a Silicium und o bis 3 ojo Kohlenstoff sind als hitze- und zunderbeständig bei Temperaturen bis i ooo und i ioo° C bekannt. . Derartige Legierungen haben sich in dem Falle als besser bearbeitbar und schmiedbar gezeigt, daß der Mangangehalt niedrig und der Chromgehalt höher gewählt wird. Demgegenüber hat es sich erfindungsgemäß herausgestellt, 4aß austenitische Legierungen, bestehend aus

o,oi bis o,25 % Kohlenstoff,

8,oo - i5,oo % Chrom,

i5,oo - 2o,oo % Mangan,

2,00 - 2,80 % Silicium,

Rest Eisen und die üblichen Verunreinigungen stets für solche Zwecke verwendbar sind, die Hitzebeständigkeit, Zunderbeständigkeit bis io5o° C, gute mechanische Be- und Verarbeitbarkeit, hohe Warmfestigkeit und Formbeständigkeit und auch Beständigkeit gegen -Versprödung erfordern, wenn die Summe des Chrom- und Siliciumgehaltes unter 17 0/0 bleibt und gleichzeitig der Mangangehalt den Chromgehalt übersteigt.

Es wurden folgende Stähle untersucht:

Schmelze C AIn si Cr Ni Si +Cr

I...... 0,26 22,65 I,32 20,0I - 23,97

2 ...... o,26 I5,04 ' I,27 I7,06 - I8,33

3..... O,26 24,50 I,22 25,50 - 26,72

4..... 0,I2 o,-76 2,24 23,1:2 I9,26 25,36

5...... 0,08 I8,18 2,32 I1,47 - I3,79

Der Stahl i ist zunderbeständig bis; io5o° C. Die Kerbzähigkeit betrug nach einer Zähhärtung (Abkühlung von i ioo° C in Wasser) i,8,m/kg pro Quadratzentimeter. Nach einer Glühurig bei 7oo° C über die Zeit von 2 Stunden erwies sichidieLegieru.nigzufolgesehrhoher Versprödung als unbearbeitbar. Kerbschlagversuche usw. waren wegen der hohen Festigkeit nicht durchführbar. Demnach würde auch bei einer Schweißurig in der Schweißzone eine Versprödung auftreten, die den Werkstoff unbrauchbar machen würde.

Der Stahl :2 ist zunderbeständig bis 95o° C. Die Kerbzähigkeit nach einer Zähhärtung von . 1100' C in Wasser betrug 2I,2 ,m/kg pro Quadratzentimeter, nach einer Glühurig von 500 Stunden bei 700° C jedoch nur noch o,5 in/kg pro Quadratzentimeter. Auch bei dieser Probe ist eine erhebliche Versprödung eingetreten, die eine Verwendung des Werkstoffes ausschließt.
Der Stahl 3 ließ sich überhaupt nicht schmieden, so daß jede weitere Erprobung unmöglich war. Es ließ sich lediglich eine Zunderbeständigkeit bis i i 5o° C ermitteln.
Der Stahl4 ist ein Chrom-Nickel-Stahl. Die Kerbzähigkeit desselben betrug nach einer Zähhärtung bei einer Abkühlung von i ioo° C in Wasser pro Quadratzentimeter, nach einer Glühurig von 500 Stunden bei 7oo° C nur noch o,4 m/kg pro Ouadratzentimeter. Zunderbeständig ist dieser Stahl Ibis I I50° C.
Der Stahl 5 ist die einzige Legierung der Versuchsreihe, die den erfindungsgemäßen Bedingungen entspricht. Er w'iies nach einer Zähhärtung eine Kerbschlagzähigkeit von 20,7 IM/kg pro Quadratzentimeter, nach einer Glühurig von 500 Stunden bei 700° C eine Solche von 9,2 in/kg pro 0uadratzenti:meter auf. Diese Legierung ließ sich einwandfrei verschmieden, gut schweißen (Klie T,iefung der Schweißnaht ergab nach Erichsen ii,i mm), .gut kalt bearbeiten durch Ziehen, Hobeln @u. dgl. und gut kalt walzen. Die Legierung ist völlig zunderbeständig bis 95o° C, gegebenenfalls noch höher, und erwies sich als völlig beständig gegen die "#l-ersprödung, die durch Ausscheidung einer intermetallischen Verbindung von Eisen und Chrom bedingt ist.
Es zeigt sich hieraus, daß den erfindungsgemäß zu verwendenden Stählen selbst hochlegierte Chrom-Nickel-Stähle unterlegen sind. Sie bewähren sich besonders für Brennspitzen in der Emaillierindustrie und zu allen solchen Zwecken, wo besonders hohe Anforderungen an die Formbeständigkeit gestellt werden. Die vorliegenden neuen Chrom-Mangan-Silicium-Stähle besitzen gegenüber vielen Chrom-Nickel-Stählen außerdem noch den Vorteil, daß sie in ihrem Anwendungsbereich versprödungsfrei und unempfindlich gegen den Angriff schwefelhaltiger Gase sind.

Claims

PATENTANSPRUCH: Die Verwendung eines austenitischen Chrom- Mangan- Silicium- Stahles, bestehend aus o,oi bis o,25 % Kohlenstoff, 8.oo - i 5,oo 0% Chrom, i5,oo - 2o,oo 0% Mangan, 2,00 - 2,80 % Silicium,

Rest Eisen und die üblichen Verunreinigungen, in welchem die Summe des Chrom- und Siliciumgehaltes unter 17 % bleibt und der Mangangehalt den Chromgehalt übersteigt, für solche Zwecke, wo neben guter Hitzebeständigkeit, Zunderbeständigkeit bis io5o° C, gute mechanische Be- und Verarbeitbarkeit, hohe Warmfestigkeit und Formbeständigkeit undauch Beständigkeit .gegen Versprödung gefordert Nferde-n. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: französische Patentschrift . . Nr. 790 471; USA.- - 1333 151