DE743476C - Austenitischer Manganstahl fuer Gegenstaende mit glatter Brennkante - Google Patents

Description

• Austenitischer Manganstahl für Gegenstände mit glatter Brennkante Austenitische Manganstähle besitzen bekanntlich eine hohe Verschleißfestigkeit, eine Eigenschaft, die eine breite Verwendung dieser Stähle veranlaßt hat, und zwar dort, wo hoher Widerstand gegen mechanische Abnutzung unter Beanspruchungen, die eine Kalthärtemg mit sich bringen, gefordert wird. Weitere Anwendung haben die unmagnetischen austenitischen Manganstähle gefunden in Fällen, in denen eine Störung des magnetischen Erdfeldes vermieden werden muß, so, z. B. für gewisse Zwecke der Elektrotechnik, im Schiffsbau: und im Flugwesen.
• Die außerordentlich schwierige spanabliebende Bearbeitbarkeit der austenitischen Manganstähle, die vor allem bei Verwendung als Werkstoff für verschleißfeste Gegenstände in Kauf genommen werden muß, ist aber in den meisten Fällen unerwünscht und steht oft der Verwendung hindernd im Wege.
• Man hat auch bereits versucht, durch Erniedrigung des Kohlenstoffgehaltes und Erhöhung des Mangangeh,altes, und zwar derart, daß der Kohlenstoffgehalt '/.,o des Mangan-Mehalte,s nicht übierschreitet"eine hesseie spanabhebende Bearbeitbarkeit zuerzielen. Ebenso soll durch den Zusatz von Aluminium eine Verbesserung in gleicher Richtung erreicht werden.
• Trotz dieser Erkenntnisse, die s ermöglichen, die spanabhebende Bearbeitung zu crleichtern, bietet die Verarbeitung der austenitischen Manganstälile eine Fülle von Schwierigkeiten, von denen besonders bei der spanabhebenden Bearbeitung der hohe Werkzeugverschleiß zu erwähnen ist. Werden an das Werkstück besondere Anforderungen beziiglich seines Verschleißwiderstandes gestellt, so mu@ß der Kohlenstaffgehalt möglichst hoch sein, so daß die bekannten Maßnahmen zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit nicht durchgeführt «-erden können. Um die spanabhebende Bearbeitung so weit wie möglich auszuschalten, mußten andere Wege gesucht mPQr= den, die Fertigung des Werkstückes durch. führen. So wird vielfach die endgültige Form' geisung durch Gießen vorgenommen. Vor allem bei gewalztem Material, wie Bleche. Stabeisen, Profileisen, Rohre usw., ist eine nachträgliche Materialtrennung nicht zu umgehen.
• Wenn man versucht, das autogene Brennschneiden auf die Stahllegierungen anzuwenden, so stellt sich heraus, daß die üblichen austenitischen Manganstahllegierungen bei diesem Trennverfahren dadurch sehr große Schwierigkeiten bereiten, daß sie keinen glatten Schnitt ergeben. Beim Brennschneiden setzen sich auf der ganzen Länge der Brennkante Schlackenteile und Metalltropfen fest, die mehrere Zentimeter lang und breit sein können. Außerdem ist die eigentliche Brennkante vollkommen =uneben und besitzt überhöhüngen und Vertiefungen wie eine unbearbeitete Schweißraupe. Nur durch eine langwierige Nachbearbeitung durch Schleifen sind diese Fehler notdürftig zu entfernen. Das Schleifen ist aber zeitraubend und kostspielig und führt letzten Endes doch nicht zu einer einwandfreien sauberen Kante. Sind schräge Schweißkanten notwendig, so ist die Folge ungleicher und unsauberer Brennkanten eine s c 'hlecbte und ungieichmäßige II Sch-weißverbindune, so daß besonders bei hoch beanspruchten Werkstücken die Anwendung des Schweißverfahrens überhaupt in Frage gestellt ist.
• Durch eine einfache metallurgische Maßnahme ist es möglich, die oben beschriebenen Nachteile restlos zu beseitigen, und zwar dadurch, daß der Siliciumgehalt der austenitischen Manganstähle auf über o,4%, vorzugsweise über o,6oi'a, gehalten wird.
• Gegenstand der Erfindung ist demnach die Verwendung austenitischer Stähle mit o bis 2,5 0lo Kohlenstoff, i o bis 250/0 Mangan und o,4o,'o, vorzugsweise über o,60"'o bis zu ao;o Silicium als Werkstoff für Gegenstände, die mindestens eine der kennz:ichn@enden mechanischen und physikalischen Eigenschaften der austenitischen Manganstähle und eine durch Brennschneiden erzeugte glatte Schnittkante besitzen sollen. Die Stahllegierungen können außerdem noch weitere Legierungselemente, wie Chrom, Nickel, Aluminium, Kobalt, Titan, Niob, Tantal, Zirkon, 1Iolybdän, Wolfram, - Vanadin einzeln oder zu mehreren in Mengen bis zu i 0'o enthalten. Die an diesen Stählen hergestellten Brennkanten weisen keine Schlakkenteile und Metalltropfen auf; sie sind vielmehr völlig eben und maßhaltig. Schräge Schweißkanten können unmittelbar durch Brennschneiden in jeder gewünschten Form, rund oder gerade, für X- oder V-Naht bergerichtet werden.
• `Darüber hinaus ergibt sich die erstaunk ;1'cche Tatsache, daß die Brenngeschwindigkeit ganz erheblich, z. B. vohn 8o mm/Min. auf igo mm/Min., heraufgesetzt «-erden kann.
• Es ist bekannt, daß Mangan die AutogenscIn@-eißbarkeit erhöht. Hierbei handelt es sich aber um den Einfluß eines erhöhten Mangangehaltes in b@ezug auf gleichartige, aber mangaiiarme Stähle. Auf den hervorragenden Einfluß eines erhöhten Siliciumgehaltes gemäß der Erfindung ist aus dieser bekannten Tatsache nicht zu schließen, zumal Manganharts!tahl gemäß einer Angabe des Werkstoffhandbuches Stahl und Eisen (i937) Blatt o 95-1, einen Siliciumgehalt unter 0.350'o besitzen soll. Derartige Stähle lassen sich zwar brennschneiden, ergeben aber raube und unsaubere Schnittflächen.
• Weiterhin sind siliciumhaltige Manganstahllegierungen mit o,oi bis o,3o% Kohlenstoff, 15 bis 30 % Mangan und über 3 bis i o % Silicium als Werkstoff für zunderbeständige Gegenstände vorgeschlagen worden. Nach einem weiteren bekannten Vorschlag sollen Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt bis o,250!0 und einem Mangangehalt von o,8 bis ioo!o, die gegebenenfalls Zusätze von Nickel, Chrom, Wolfram, Molybdän. Vanadin, Silicium und Kupfer, insgesamt 50'0, enthalten. für durch Schmelzschweißung geschweißte Bauteile von Luftfahrzeugen und anderen Fahrzeugen mit mehr als 6o kg/mm= Festigkeit verwendet werden. Das Kennzeichen dieser Stähle soll sein, daß sie geschweißt werden können, ohne daß ein sprödes Härtungsgefüge , entsteht. Die vorliegende Erfindung dagegen bezieht sich auf die Verwendung bestimmter austenitischer Manganstähle als Werkstoff für solche Gegenstände, denen durch Brennschneider völlig glatte Schnittkanten gegeben werden sollen. Schweißen und Brennschneiden sind aber zwei vollkommen getrennt voneinander zu behandelnde Begriffe. Das geht schon daraus hervor, daß man beim Schweißen darauf bedacht ist, einen Metallfluß zu erzeugen, wobei möglichst eine Oxydation der im Stahl vorhandenen Legierungskomponenten vermieden «-erden soll und zu diesem Zweck bei legierten Stählen möglichst mit ncutralcr Flamme gearbeitet wird, während beim Brennschneiden eine Verbrennung des Eisens und seiner Legiertmgsl)esta:idteile #-urg,°no:nnx@n wird. Dabei tvird das Werkstück durch eine Heizflamme auf etwa i i oo° C vorgewärmt und dann der Schneidsauerstüff angestellt, ;der das Eisen und seine Begleitelemente verbrennt und mit den Oxyden aus der Schnittfuge herausbläst. Die gute Schweißbarkeit von Stahllegierungen kann demnach kein Anzeichen dafür sein, daß beim Brennschneiden glatte Schnittkanten entstehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Die Verwendung von austenitischen Manganstählen mit o bis 2, 5 % Kohlenstoff, io bis 25% Mangan und über a,¢%, bis zu 2,o% Silicium, Rest Eisen und die üblichen Eisenbegleiter, als Werkstoff für Gegenstände, die mindestens eine der kennzeichnenden mechanischen und physikalischen Eigenschaften der axistenitischen Manganstähle und eine durch Brennschneiden erzeugte glatte Schnittkante besitzen sollen. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand er Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden deutsche Patentschrift .... Nr. 577 769e österreichische Patentschriften - 140 041, 150 829, 152 702; britische Patentschrift 366326; USA.- 1815464; S:chimpke-Ho:rn, )Trakt. Handb. d. ges. Schweißtechnik« 1 (1938), S.255 »Das autogene Schneiden v. Baustählen«, Mitt. a. d. Forsch.-Labor. d. Werkes Autogen der 1. G. Farbenindustrie A. G.. Frankfurt/M., Nr.174 (1929), S.32.