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Wärmebehandlung von Chrom-Nickel-Stählen, die interkristallin beständig
sein müssen Auf der Basis Chrom-Nickel aufgebaute rast- und säurebeständige Stähle
haben bekanntÄch die Eigenschaft, nach einer Erwärmung in. dem Temperaturgebiet
von etwa 5oo bis goo° C unter Einwirkung chemischer Mittel interkristallin zu korrodieren.
Die Anfälligkeit zur interkristallinen Korrosion tritt bei, Gegenständen, die aus
diesen Stählen hergestellt sind, entweder schon infolge des bei der Herstellung
erforderlichen- Schweißens auf oder aber auch dadurch, daß der betreffende Gegenstand
während seiner Verwendung derartigen Temperaturen ausgesetzt werden muß. Zur Vermeidung
der durch , die Neigung zur interkristallirnen Korrosion hervorgerufenen Schwierigkeiten
sind die verschiedensten Vorschläge bekannt. Der älteste Vorschlag besteht darin,
den aus einem derartigen Stahl. angefertigten Gegenstand nach dem Schweißen auszuglühen
und abzuschrekken. Abgesehen davon, daß diese Maßnahme nur die durch das Schweißen
hervorgerufene Neigung zu interkristalliner Korrosion beseitigen, nicht aber den
betreffenden Gegenstand für mehr oder weniger lange Dauerbeanspruchungen bei -erhöhten
Temperaturen geeignet machen konnte, verbrot sich diese Maßnahme von selbst, weil
die Erhaltung der Form der Gegenstände bei den hohen Glühtemperaturen von iooo°
C und mehr nicht möglich war und sich außerdem bei großen Gegenständen oft überhaupt
nicht oder nur unter großen Schwierigkeiten durchführen ließ.
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Ein weiterer Vorschlag besteht darin, Chrom-Nickel-Stähle zu verwenden,
deren Kohlenstoffgehalt unter o,07% liegt. Es bietet indes gewisse schm@eiztechnische
SchwIerigkeiten, derart niedrige Kohlenstoffgehalte
einzuhalten.
Es ist dann ferner vorgeschlagen worden, solche Chrom-Nickel-Stähle zu verwenden,
deren Kohlenstoffgehalt über o,o7oro liegt und die außerdem noch Carbidbildner,
wie Titan, Vanadin, Niob, Tantal und andere in solchen Mengen enthalten, daß aller
Kohlenstoff als Carbid gebunden ist. Durch den, Gehalt *an derartigen Carbidbildnern
wird i;tt des der Stahl nicht unerheblich verteuert' und in gewissen Fällen ergeben
sich auch. bei' der Herstellung schmelztechnische Schwierig= keiten.
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Aus allerneuester Zeit stammt ein Vor-= schlag, solche austenitischen
Chrom-Nickel-Stähle zu verwenden, die einen weit über das normale Maß erhöhten Phosphorgehalt
aufweisen. Der an sich in bezug auf die Verhinderung der interkristallinen Korrosion
wirksame Phosphorgehalt 'hat indes gewisse schmelztechnische Nachteile, die mit
der Wiederverwendung des anfallendes Schrottes zusammenhängen.
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Es sind auch. Vorschläge bekanntgeworden, gemäß welchen Stähle verwendet
werden sollen, . die Zusätze beispielsweise an Silicium enthielten und gleichzeitig
einer Glühbehandlung bei etwa goo° unterworfen werden sollten. Dieser Maßnahme war
indes ein besonderer Erfolg nicht beschieden.
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Für Zwecke, bei :denen es in erster Linie auf die Erhöhung der Schwingungsfestigkeit
von Chrom-Nickel-Stählen ankam, ist auch schon vorgeschlagen worden, durch eine
besondere Wärmebehandlung und einen gleichzeitigen Zusatz gewisser Elemente in dem
an sich austenitischen Stahl ein Sondergefiigebestandteil aus S-Eisen zu erzeugen.
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Zweck der Erfindung ist @es, die Herstellung von Gegenständen, die
bei ihrer Herstellung beispielsweise durch Schweißen oder im Betriebe zeitweilig
oder länger andauernd erhöhten Temperaturen, insbesondere solchen Temperaturen zwischen
5oo und goo' C, ausgesetzt werden und einem interkristallinen Angriff nicht unterliegen
dürfen, aus einem Chrom-Nickel-Stahl zu ermöglichen, der bei einem über o,o7a!o
liegenden Kohlenstoffgehalt eines Gehaltes an irgendwelchen Sonderelementen nicht
bedarf. Die erforderliche interkristalline Beständigkeit des Werkstoffes soll durch
eine Wärmebehandlung erzielt werden, die im Gegensatz zu den bekannten ältesten
Vorschlägen vor der Herstellung der Gegenstände beispielsweise durch Schweißen erfolgen
soll. Der Stahil; der bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet wird, ist
an sich bekannt; er enthält über 0,07 bis etwa o, 2o o%o Kohlenstoff,
19 bis 30()/'o Chrom, und der Nickelgehalt, der sich in den Grenzen von 7
bis 2o0;`o bewegen soll, ist so einzustellen, daß das Gefüge des Stahles unabhängig
von einer etwa durchgeführten Wärmebehandlung stets neben Austenit 5 bis q.oofo
Ferrit aufweist. Der Eisenrest enthält die im Stahl üblichen Verunreinigungen an
Silicium, Phosphor, Mangan und Schwefel wobei insbesondere der Phosphorgehalt etwa
o,o5% nicht übersteigt. Vor der Herstel-"engeines Gegenstandes aus diesem Stahl
ist gemäß der Erfindung eine Wärmebehandlung durchzuführen, die zunächst, wie bei
derartigen Stählen auch sonst üblich, aus einem Abschrecken von i ooo bis 1150'
C in Wasser oder an Luft besteht. Anschließend wird der Stahl bei Temperaturen von
6oo bis 8oo° C angelassen und bei der Anlaßtemperatur eine gewisse Zeit gehalten.
Die Anlaßdauer beträgt beispielsweise bei 6oo° C etwa 5 Stunden und nimmt mit steigender
Temperatur ab. Sie beträgt beispielsweise für 700° C nur noch etwa i Stunde.
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Gegenstände, die unter Verwendung eines derart wärmebehandelten Stahles
der genannten Zusammensetzung .hergestellt sind, weisen auch bei Dauerbeanspruchungen
in dem besonders kritischen Gebiet von 35o bis 8oö C vollkommen interkristalline
Beständigkeit auf. So zeigte beispielsweise ein gemäß der Erfindung zu verwendender,
entsprechend wärmebehandelter Stahl mit o,io% Kohlenstoff, 22,5 ojo Chrom, i o,2
% Nickel, Rest Eisen und den üblichen Verunreinigungen nach einer Dauerglühung-
von 5o Stunden bei einer Temperatur von 6oo° C bei nachfolgender Zoostündiger Kochprobe
in der üblichen Kupfer-Sulfat-Schwefelsäure-Lösung nicht den geringsten interkristallinen
Angriff. Das Gefüge des Stahles bestand aus 120/6 Ferrit neben Austenit und war
vor dem Versuch von io5o° C in Wasser abgeschreckt und i o Stunden bei 6oo° C angelassen
worden. 'Das gleiche Ergebnis war zu verzeichnen bei einer Anlaßdauer von i Stunde
bei 700° C.
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Die Erfindung bietet den bekannten Vorschlägen gegenüber den Vorteil,
daß für den Chrom - Nickel - Stahl zusätzliche Elemente ebensowenig erfo@rderlich
sind wie eine Erhöhung der sog. Stahlbegleiter und die erforderliche Wärmebehandlung,
abgesehen von dem bisher für diese Stähle bereits üblichen Abschrecken in einer
einfach auszuführenden und zu überwachenden Anlaßbehandlung besteht, die vor der
Herstellung der hetreffenden Gegenstände durchzuführen ist.