DE767100C - Werkstoff fuer Gegenstaende, die hohe Dauerstandfestigkeit besitzen sollen - Google Patents

Description

• Werkstoff für Gegenstände, die hohe Dauerstandfestigkeit besitzen sollen In der Technik gibt es viele Verfahren, die bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden, bei denen unlegierte Stähle infolge ihrer verringerten Festigkeitseigenschaften den. Beanspruchungen nicht mehr genügten. Vor allem im Hochdruckdampfkesselbau und chemischen Apparatebau war eine Steigerung der Betriebsdrücke und Temperaturen erst möglich, als geeignete hochwarmfesbe Werkstoffe entwickelt waren. Die Anzahl der Werkstoffe, die man bisher in der Praxis für geeignet befunden hat und daher fast ausschließlich anwendet, ist außerordentlich klein. Zu Zeiten, in denen Molybdän in ausreichendem Maße zur Verfügung stand, hat der mollybdänhaltige Stahl den, Markt beherrscht. Obwohl es bekannt war, daß auch andere Elemente einen günstigen Einfluß auf die Dauerstandfestigkeit ausüben, ist es bisher nicht gelungen, einen vollwertigen Austauschwerkstoff für die molybdänhaltigen Stähle zur Verfügung zu stellen. Verwendet man im Kesselbau Werkstoffe ohne jeglichen Molybdänzusatz, so müssen die max. Dampftemperaturen auf 45o'' C und die Drücke auf 8o atü erniedrigt «erden. Nach den hisherigen Kenntnissen ist die Wirksamkeit der anderen Elemente auf die Dauerstandfestigkeit wesentlich geringer als die des l olybdäns. So wird z. B. die Dauerstandfestigkeit eines Stahles mit 0.o9 11/o Kohlenstoff und 0.6% -Mangan bei 50o" C durch 0,50/a 3To1v13-dän bzw. o,50/9 Titan wie folgt erhöht: Den Titangehalt weiter zu erhöhen zur Erreichung gleicher Daucrstandfestigkeiten wie die des o,5 0%igen llolvlrdänstaliles würde zu unverhältnismäßig Nahen Titangehalten führn, da die Wirkung des Titangehaltes liei höheren Temperaturen abklingt, wobei es überhaupt zweifelhaft ist, ob die Dauerstandfestigkeit mit Titan allein erreicht wird. Eine zu starke Erhöhung des Titangelialtes hat aber außerdem -Nachteile zur Folge, die eine Erzeugung derartiger Stähle im technischen Großbetrieb praktisch unmöglich machen.
• Es ist auch versucht worden, durch Zulegieren mehrerer Elemente die Dauerstandfestigkeit noch weiter zu verbessern, wobei aber festgestellt wurde, daß eine entsprechende Steigerung der Dauerstandfestigkeit nicht stattfindet. Da man durch eine Wärmebehandlung die Dauerstandfestigkeit in starkem 31a13; beeinflussen kann, köntivn auch solche Elemente, die die Vergütungsfähigkeit verbessern, eine Heraufsetzung der Dauerstandfestigkeit bewirken. Setzt man den Mol_ybdänstählen his 1% Chrom zu, so erreicht man durch die damit verbundene bessere Vergütungsfähigkeit einen geringen Anstieg der Dauerstandfestigkeit. Da mit einer Erhöhung des Chromgehaltes über 10/0 der günstige Einfluß auf das Gefüge aufhört. wirkt sich ein weiterer Zusatz von Chrom sogar nachteilig aus. Bei 5% Chrom muß bereits ein erheblich höherer --%lolvhdänant-:il vorhanden sein zur Erzielung gleicher Dauer-Gegenstände hrstellen. die bei Temperattir;#n Standfestigkeit wie bei 111/o Chrom. Dieser die Dauerstandfestigkeit verschlechternde Einfluß des Chroms ist auch bei einem Stahl mit 0,211/o Kohlenstoti. 0,9% Mangan und 111/o Kupfer 1@eobacht-et worden. Selbst die an sich schon niedrige Dauerstandfestigkeit von Kohlenstoffstählen wird durch einen Zusatz von mehr als 0,511/o Chrom hei Temperaturen von etwa 500' C noch geringfügig herabgesetzt.
• Es ist daher besotid@ers überraschend, da13 Chrom ein Mittel ist, in titanhaltigen molvbdänfreien Stählen die Dauerstandfestigkeit zu erhöhen.
• Die Erfindung betrifft die Verwendung von molybdänfrei-en Stählen mit weniger als 0,2%, vorzugsweise weniger als o.1 °/o Kohlenstoff und o,2 bis 1,z11% Titan sowie 1 bis 3. 5 °/o Chrom als Werkstoff für t:;egenstätide, die eine höhere Dauerstandfestigkeit besitzen sollen als Gegenstände aus entsprechenden Titanstählen ohne den angegebenen Chromg@halt. Durch den Zusatz von Chrom zu titanhaltigen Stählen wird die Dauerstandfestigkeit der Stähle ohne Anwendung einer Vergütung in einem 11aße gesteigert, daß die Werte der warmfesten -'llolybdäncliromstählz erreicht und sogar übertroffen werden. Wie gegensätzlich die Wirkung des Zusatzes von Chrom beim titanhaltigen und beim niolybdänhaltigen Stahl ist, zeigen die folgenden. Beispiele: Der Kohlenstoffgehalt lag in allen Fällen unter o,i% und der-Mangan- und Siliciumgaialt betrug 0,3 bis o,40/0 Es sind zwar dauerstandfeste Stähle bekannt, die bei gleichen Kohlenstoff-, Silicium-und Mangangehalteen wie nach der Erfindung einen Chromgehalt von .1. bis 1o0% aufweisen und denen noch bis 1% Titan zugesetzt werden kann. Es ist jedoch nicht beekamitgeworden, daß durch den Titanzusatz die Dauerstandfestigkeit erhöht wird. da neben Titan Zusatzelemente als gleichwertig aufgeführt sind, die keine oder sogar eine verschlechternde Wirkung auf die Dauerstandfestigkeit ausüben. Durch die erfindungsgemäße Erkenntnis wird eine so hohe Dauerstandfestigkeit schon bei Chromgehalten bis zu 3,50.70 erreicht, daß gegenüber den bekannten Stahlmit mehr als 4% Chrom auch eine Ersparnis erzielt wird. Zn dem als Anlage beigefügten Schaubild sind zwei Kurven dargestellt, die für die Dauerstandfestigkeit von 14 kg/mm2 bei 500° C die ungefähr notwendigen Legierungsgehalte sowohl für den Titanchrom- als auch für den Molybdänchromstah,l erkennen lassen. Die erfindungsgemäß eintretende Steigerung der Dauerstandfestigkeit durch den Zusatz von Chrom zu Titan.stählen wird auch dann noch erreicht, wenn den Stahllegierungen. bis zu 2% Silicium und/oder bis .2% Aluminium zugesetzt werden.
• Durch die Erfindung wird erstmalig ein sicherer Weg gezeigt, dauerstandfeiste Malyb dänstähle durch molybdänfreie Stähle zu ersetzten. Gemäß der Erfindung lasisen sich oberhalb 48o° C beansprucht werden und deren tragender Querschnitt gleich oder sogar geringer bemessen ist als bei Verwendung der warmfesten Molybdänchromstähle. Die Stähle lassen sich anstandslos warm, z. B. zu nahtlosen Überhitzerröhren, und kalt verformen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verwendung molybdänfreier Stähle mit weniger als o,20/0, vorzugsweise unter 0,I0/0 C, 0,2 bis I,20/0 Ti sowie I bis 3,5% Cr als Werkstoff für Gegenstände, die eine höhere Dauerstandfestigkeit besitzen sollen als Gegenstände aus mitsprechenden Titanstählen ohne den angegebenen Chromgehalt. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden.: Österreichische Patentschrift 1\Tr. 143 62o; britische Patentschrift Nr. 350048.