-
Schweißeisen-Walzerzeugnisse und Verfahren zu deren Herstellung Vorstehende
Erfindung bezieht :ich auf warm ausgewalzte Schweißeisenerzeugnisse und deren Herstellung.
Insbesondere handelt es sich dabei um die Gewinnuni; eines qualitativ hochwertigen
Schweißeisenerzeugnisses sowie um ein neuartiges Walzverfahren zur fertigungsmäßigen
Herstellung desselben.
-
Im Verlauf der geschichtlichen Entwicklung der Herstellung von Schweißeisen
hat sich für dessen Verformung durch `#% armwalzeii in der Praxis das Verfahren
eingebürgert, das Schweißeisen nahezu gänzlich bei Temperaturen auszuwalzen, die
oberhalb derjenigen "Temperatur liegen, bei der die in dem Schweißeisen eingebetteten
Schlackenrückstände ihre l3ildsanikeitverlieren; dieseT.emperatur liegt bei etwa
1038 ` C. Man hielt dies für die Erzeugung eines qualitativ hochwertigen
Schweißeisens für notwendig, in derMeinung, die Schlackenrückstände zusammen mit
dem umgebenden Metall in feine Fäden ausziehen zu müssen, um dadurch dem Walzerzeugnis
die gewünschte Gefügestruktur zu geben.
-
Dadurch, daß der Warmwalzverformung von Schweißeisen bislang eine
bestimmte Temperaturgrenze gesetzt war, waren natürlich auch der Auswalzlänge der
hergestelltenWalzerzeugnisse, soweit dieselben ohne Wiedererwärmung gewalzt werden,
bestimmte Grenzen gezogen. Darüber hinaus ergibt sich bei gleichläufiger, d. h.
bei gleichgerichteter Bewegung des Walzgutes erfolgender Auswalzung von Schweißeisen,
wie eine solche normalerweise bislang üblich war, eine beachtliche Verschlechterung
der
in derQuerrichtung auftretenden Materialeigenschaften, so daß. dies eine weitere
Einschränkung der Auswalzlänge bedingt.
-
Man ging alsdann dazu über, Grob- und Feinbleche durch Schrägwalztlng
herzustellen, wobei das Auswalzen dieser Bleche quer zur Durchwalz, richtung der
Platinen oder Brammen erfolgt; hierdurch wurde angestrebt, die Materialeigenschaften
des Walzgutes (Zugfestigkeit und Kaltstreckbarkeit) möglichst gleichförmig zu gestalten.
Jedoch ist auch nach diesem Verfahren die Länge der dabei gefertigten Grob- und
Feinbleche äußerst begrenzt, da wirklich ausgeglichene Materialeigenschaften der
Bleche nur dann erreicht werden, wenn die Platinen oder Brammen stärkemäßig auf
etwa den zwölften Teil ihrer ursprünglichen Dicke reduziert werden. Bei weiterem
Schrägwalzen verschlechtern sich die Materialeigenschaften wieder im Sinne einer
erneut auftretenden uneinheitlichen Materialbeschaffenheit.
-
Durch vorstehende Erfindung wird ein Verfahren aufgezeigt, nach dem
Schweißeisen gleichläufig, d. h. bei gleichgerichteter Auswalzbewegung des Walzgutes
in jeder beliebigen Länge unter Verhältnissen ausgewalzt wird, bei denen die in
der Querrichtung sich zeigende Kaltstreckbarkeit erheblich größer ist, als dies
bei dem bisher üblichen Gleichlaufwalzverfahren für Schweißeisen der Fall war, während
andererseits die in der Längsrichtung erzielte Kaltstreckbarkeit etwa derjenigen
von Schweißeisen entspricht, das nach dem bisher üblichen Gleichlaufverfahren gewalzt
ist. Die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen haben gezeigt, daß sich
überraschende und unerwartete Ergebnisse erzielen lassen, wenn Schweißeisen bei
Temperaturen gewalzt wird., die unterhalb der Temperatur liegen, bei der die in
dem Eisen eingebetteten Schlackenrückstände ihre Bildsamkeit oder Plastizität verlieren.
Wenn Schweißeisen bei derart niedrigen Temperaturen gewalzt wird, dann brechen die
Schlackenfäden auseinander, und das Muttereisen des Schweißeisens füllt die zwischen
den aufbrechenden Schlackenfragmenten sich bildenden Lücken aus, wodurch die in
der Querrichtung vorhandene Festigkeit und Kaltstreckbarkeit des Schweißeisens beträchtlich
erhöht wird. Dies läuft allerdings allen bisherigen fachlichen Begriffsvorstellungen
zuwider.
-
Gemäß vorstehendem Verfahren kann ein Schweißeisen-Walzerzeugnis von
hochwertiger Qualität dadurch erhalten werden, daß das Schweißeisen gleichläufig
bei Temperaturen ausgewalzt wird, die unterhalb der Temperatur liegen, bei der die
in dem Schweißeisen eingebetteten Schlackenrückstände ihre Plastizität verlieren.
Hierbei wird vorzugsweise ein vorgewalzter Schweißeisenknüppel oder eine Platine
aus Schweißeisen auf die übliche Warmwalztemperatur von 1315 bis 1371° C erhitzt
und dann gleichläufig durchgewalzt, wobei der Walzvorgang auch dann noch fortgesetzt
wird, nachdem die Temperatur des Schweißeisens unter diejenige Temperatur abgefallen
ist, bei der die in dem Eisen eingebetteten Schlackenrückstände ihre Plastizität
verlieren. Wie bereits im vorausgehenden festgestellt, ist letzteres immer dann
der Fall, wenn die Temperatur des Schweißeisens unterhalb etwa 10380'C absinkt.
Wenn unterhalb dieser Temperatur die Walzverformung fortgesetzt wird, dann ist das
die Schlackenrückstände umgebende Metall noch relativ bildsam, während dagegen die
Schlackenfäden aufbrechen oder sich in Fragmente zerteilen, wobei dann das Muttereisen
sich ausfüllend in die zwischen diesen Schlackenfragmenten entstehenden Lücken hineinarbeitet
und dadurch quer verlaufende Materialgefügebrücken bildet, die die in der Querrichtung
auftretenden Materialeigenschaften des Schweißeisens beträchtlich verbessern. Es
ließ sich feststellen, daß der Grad des Aufbrechens der Schlackenfäden jeweils von
dem Grad der unterhalb der Temperatur von 1o38° C stattfindenden Auswalzung abhängt;
weiterhin konnte festgestellt werden, daß die Schlackenfäden in einem beträchtlichen
Ausmaße aufgebrochen werden, wenn die Dicke des Schweißeisens am Ende des Durchwalzprozesses
nicht größer ist als etwa die Hälfte der Schweißeisendicke, wie sie im Beginn des
unterhalb 1038° C stattfindenden Durchwalzvorganges vorhanden ist. Die auf diese
Weise gebildeten relativkleinen Schlackenmassen besitzen mindestens ebenso wirksame
Korrosionsbeständigkeitseigenschaften, wie solche die Schlackenfäden in den nach
dem bisher üblichen Verfahren hergestellten Schweißeisenerzeugnissen aufweisen.
Gleichzeitig beeinflussen die relativ kleinen Schlackenmasseteilchen die in der
Querrichtung sich zeigenden physikalischen Eigenschaften des Schweißeisens viel
weniger in schädlicher Weise, als dies die relativ langen faserigen Schlacken-'
fäden tun, welch letztere für das nach den bisherigen Verfahren gewalzte Schweißeisen
charakteristisch sind.
-
Entsprechend der gemäß Erfindung entwickelten Verfahrensweise, wie
sie im vorausgehenden erläutert ist, kann jeweils ein Schweißeisenerzeugnis zur
Herstellung gelangen, bei dem in dem Eisen Schlackenmasseteilchen in fluchtlinienartiger
Ausrichtung eingebettet sind, wobei dieselben in der Fluchtlinienrichtung eine Abmessung
aufweisen, die jeweils einem kleineren Bruchteil der Länge der relativ langen faserigen
Schlackenfäden gleichkommt, welch letztere Schlackenfäden für Schweißeisen, das
nach dem bisher üblichen Verfahren gewalzt ist, typisch sind. Die Schlackenmasseteilchen
sind dabei nichts anderes, als Fragmente von ursprünglich langen Schlackenfäden.
Die Schläckenmasseteilchen liegen parallel zur Walzrichtung in Fluchtlinie, jedoch
tritt jeweils dort, wo vor dem Aufbrechen der Schlackenfäden ein einzelner, langer,
faseriger Schlackenfaden vorhanden war, nunmehr eineAnzahl relativ kurzer Schlackenmasseteilchen
von im allgemeinen klotzartigem Querschnitt in Erscheinung, wenn dieser Querschnitt
parallel zur Walzrichtung genommen ist.
-
Weiterhin haben die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen
gezeigt, daß beim Auswalzen von Schweißeisen nach vorstehendem Verfahren,
wenn
das Schweißeisen nach dem Walzvorgang bei einer Temperatur ausgeglüht wird, bei
der die in dem Schweißeisen eingebetteten Sehlackenmasseteilchen ihre. Plastizität
verlieren, jeweils diese Masseteilchen in sich verschmelzen und dabei mehr oder
weniger große körnige oder kugelige Formen bilden. Dieses Insichverschmelzen der
Schlackenmasseteilchen erhöht weiterhin die günstigen _l-Iaterialeigenschaften des
Schweißeisens, da die in sich verschmolzenen Schlackenmasseteilchen hinsichtlich
ihrer Korrosionsbeständigkeit noch voll wirksam sind, während andererseits deren
schädliche Auswirkung auf die Materialbeschaffenheit des Herstellungserzeugnisses
verringert ist.
-
Durch das Auswalzen bei den vorerwähnten niedrigen Temperaturen wird
das Schweißeisen bis zu einem gewissen Grade gehärtet, und um diesem Härteprozeß
entgegen zu arbeiten, ist es zweckmäßig, das in der beschriebenen Weise gewalzte
Schweißeisen auszuglühen. Durch Ausglühen bei Temperaturen unter 1o38° C wird das
Eisen, abgesehen von den darin eingebetteten Schlackenrückständen, in wünschenswerter
Weise weichgeglüht, und in einigen Fällen reicht ein derartiges Weichglühen bei
niedrigen Temperaturen, d. h. bei Temperaturen von wenigstens 593° C, praktisch
aus. Wenn jedoch das Ausglühen bei 1o38° C oder darüber durchgeführt wird, dann
wird nicht nur das Eisen in wünschenswerter Weise weichgeglüht, sondern es verschmelzen
dann auch die in dem Eisen eingebetteten Schlackenmasseteilchen in der im vorausgehenden
beschriebenen Weise, wobei die erwähnten Vorteile in Erscheinung treten.
-
Es ist bekannt, daß auf breiter Grundlage Anregungen für ein Fertigbearbeitungsverfahren
gemacht worden sind, das unter Mitheranziehung von Kaltwalzvorgängen auf Schweißeisen
und Stahl anwendbar sein soll; keines dieser Verfahren ist jedoch im Hinblick auf
Schweißeisen jemals praktisch in Gebrauch gekommen, und die Auswirkung von Kaltwalzvorgängen
auf die in Schweißeisen eingebetteten Schlackenrückstände sowie die für den Walzvorgang
selbst und für die Warmbehandlung gesetzten Temperaturgrenzen, wie sie hierin angegeben
sind, konnten vor dieser Erfindung nicht beherrscht werden.
-
Die Zeichnungen sind mikrophotographischeAufnahmen von ausgewalzten
Schweißeisen, das nach dem bisher üblichen Verfahren hergestellt ist, und weiterhin
von solchem, das nach dem hierin beschriebenen verbesserten Verfahren zur Herstellung
gelangte. Hierbei ist Fig. 1 eine in hundertfacher Vergrößerung wiedergegebene mikrophotographische
Aufnahme eines Schnittes von in bisher üblicher Weise ausgewalztem Schweißeisen,
wobei dieser Schnitt parallel zur Walzrichtung genommen ist, Fig.2 eine in tausendfacher
Vergrößerung wiedergegebene mikrophotographische Aufnahme eines Schnittes von in
bisher üblicher Weise ausgewalztem Schweißeisen, wobei dieser Schnitt parallel zur
Walzrichtung genommen ist, Fig. 3 eine in hundertfacher Vergrößerung wiedergegebene
mikrophotographische Aufnahm° eines Schnittes von Schweißeisen, das in Übereinstimmung
mit dem hierin angegebenen verbesserten Verfahren durch Auswalzen verarbeitet ist,
wobei das Schweißeisen bei einer Temperatur ausgeglüht wurde, die oberhalb der Temperatur
liegt, bei der die in dem Schweißeisen eingebetteten Schlackenrückstände ihre Plastizität
verlieren; der Schnitt ist dabei parallel zur Walzrichtung genommen, Fig. q. eine
in tausendfacher Vergrößerung wiedergegebene mikrophotographische Aufnahme eines
Querschnittes von Schweißeisen, das in Übereinstimmung mit dem hierin angegebenen
verbesserten Verfahren durch Auswalzen verarbeitet ist, wobei das Schweißeisen bei
einer Temperatur ausgeglüht wurde, die oberhalb der Temperatur liegt, bei der die
in dem Schweißeisen eingebetteten Schlackenrückstände ihre Plastizität verlieren;
der Schnitt ist dabei parallel zur Walzrichtung genommen, Fig. 5 eine in tausendfacher
Vergrößerung wiedergegebene mikrophotographische Aufnahme eines Schnittes von Schweißeisen.,
das in Übereinstimmung mit dem hierin angegebenen verbesserten Verfahren durch Auswalzen
verarbeitet ist, wobei jedoch die Ausnahme besteht, daß das hierin gezeigte Schweißeisen
nicht bei einer Temperatur ausgeglüht wurde, die oberhalb derjenigen liegt, bei
der die in dem Eisen eingebetteten Schlackenrückstände ihre Plastizität verlieren;
der Querschnitt ist dabei parallel zur Walzrichtung genommen.
-
Fig. 1 ist, wie bereits gesagt, eine in hundertfacher Vergrößerung
wiedergegebene mikrophotographische Aufnahme eines Schnittes von in bisher üblicher
Weise ausgewalztem Schweißeisen, wobei der Schnitt parallel zur Walzrichtung genommen
ist. Es handelt sich dabei um einen typischen Schnitt von stark gewalztem Schweißeisen,
das nach dem bisher üblichen Walzverfahren walztechnisch verarbeitet wurde, d. h.
von Schweißeisen, das fast gänzlich gleichläufig bei Temperaturen gewalzt ist, die
oberhalb der Temperatur liegen, bei der die in dem Eisen eingebetteten Schlackenrückstände
ihre Plastizität verlieren. Diese Temperatur liegt, wie bereits festgestellt, bei
ungefähr 1o38° C. Als bisher üblich wird für die vorstehende Erläuterung ein Walzvorgang
angesehen, bei dem mindestens 9o% der Stärkeverringerung bei einer Temperatur oberhalb
1o38° C herbeigeführt werden. Zuweilen mag auch bei Walzvorgängen nach dem bisher
üblichen Verfahren für die letzten roo/o oder weniger der Stärkereduzierung des
Schweißeisens die Temperatur leicht unterhalb 1o38° C abfallen, jedoch werden durch
diese geringe Auswalzung unterhalb einer Temperatur von 1o38° C die durch die Erfindung
erzielten Resultate keinesfalls erreicht.
-
Ein Ausschnitt von Fig. 1 ist in dem unter dem Titel: »Fertigung,
Verformung und Behandlung von Stahl«, 5. Ausgabe, herausgegebenen Handbuch der Amerikanischen
Stahlvereinigung (U. S. Steel
Corporation: »The Making, Shaping
and Treating of Steel«) auf S. 327 unter Abschnitt d gezeigt. Das in vorstehendem
Handbuch unter dem Kapitel »Schweißeisen« gebrachte Material ist von dem Erfinder
vorstehender Erfindung beigebracht. In Fig. r der hierin vergrößert beigefügten
mikrophotographischen Aufnahmen ist dagegen eine größere Flächenzone des betreffenden
Prüfgegenstandes gezeigt, als dies in dem erwähnten Handbuch der Fall ist, wodurch
einige relativ lange Schlackenfäden, die in Nähe des unteren Randes von Fig. r zu
sehen sind, mit in Erscheinung treten. Die in Fig. r besonders markant erkennbaren
Schlackenfäden sind dort mit der Bezugsziffer 2 bezeichnet. Es sind dies relativ
lange faserige Schlackenmassen, deren Formgebung jeweils im Zuge der Warmwalzverformung
des Schweißeisens zustande kommt. Die in Fig. r zu sehenden Schlackenmassen sind
nicht aufgebrochen; in einigen Fällen sind dieselben durch den Warmwalzvorgang abgehalst,
d. h. dieselben sind so dünn ausgewalzt, daß sie praktisch getrennt sind, während
sie sich jedoch noch plastisch in einzelne lange faserige Fäden ausziehen., die
fluchtlinienartig ausgerichtet sind.
-
Um die Strukturbeschaffenheit der bei herkömmlich gewalztem Schweißeisen
auftretenden Schlackenfäden noch deutlicher zu_ zeigen, ist die Fig.2 mit beigefügt;
dieselbe ist, wie bereits erwähnt, eine in tausendfacher Vergrößerung wiedergegebene
mikrophotographische Aufnahme eines Schnittes von in herkömmlicher Weise ausgewalztem
Schweißeisen, wobei dieser Schnitt parallel zur Walzrichtung genommen ist. Die in
Fig.2 gezeigten Schlackenfäden sind wieder mit der Bezugsziffer 2 bezeichnet. Dieselben
stellen lange faserige Schlackenmassen dar, die im allgemeinen parallel zur Walzrichtung
verlaufen. Diese langen faserigen Schlackenfäden setzen die in der Querrichtung
vorhandene Materialfestigkeit und Kaltstreckbarkeit des Schweißeisens beträchtlich
herab. Schweißeisen, das nach der bisher üblichen Weise im Gleichlaufverfahren gewalzt
ist, zeigt bei einer in der Querrichtung angesetzten Zerreißprobe eine Kaltstreckbarkeit
oder Bruchdehnung von etwa 5 %. Der dabei erreichbare Bestwert für herkömmlicherweise
im Gleichlaufve.rfahren gewalztes Schweißeisen liegt unterhalb 70/0.
-
Fig.3 ist eine in hundertfacher Vergrößerung wiedergegebene mikrophotographische
Aufnahme eines Schnittes von Schweißeisen, das in Übereinstimmung mit dem gemäß
Erfindung verbesserten Verfahren walztechnisch verarbeitet ist, wobei das Schweißeisen
bei einer Temperatur ausgeglüht wurde, die oberhalb der Temperatur liegt, bei der
die in dem Eisen eingebetteten Schlackenrückstände ihre Plastizität verlieren; der
Schnitt ist dabei parallel zur Walzrichtung genommen. Die Stärkereduzierung des
in Fig. 3 gezeigten Schweißeisens wurde in weitem Ausmaß bei Temperaturen herbeigeführt,
die unterhalb der Temperatur liegen, bei der die Schlackenfäden ihre Plastizität
verlieren, d. h. bei Temperaturen weit unter 1o38° C. Um die durch die Erfindung
bezweckten Resultate zu erhalten, müssen mehr als ro% der stärkemäßigen Reduzierung
des Schweißeisens bei einer Temperatur herbeigeführt werden, die unterhalb der Temperatur
liegt, bei der die Schlackenfäden ihre Plastizität verlieren. Vorzugsweise wird
bei dem Verfahren nach vorstehender Erfindung die Hälfte der Reduzierung des Schweißeisens
oder noch mehr als die Hälfte bei Temperaturen unter 1o38° herbeigeführt.
-
Wenn Schweißeisen hei einer Temperatur unterhalb 1o38° C derart ausgewalzt
wird, daß dasselbe dadurch in seiner Dicke wenigstens um ro% und vorzugsweise wenigstens
um 5o% reduziert wird, dann brechen die Schlackenfäden, die bei Temperaturen unterhalb
1o38° C nicht länger bildsam bleiben, auf und zerteilen sich in eine Reihe von Schlackenmasseteilchen,
die in Richtung des Walzganges fluchtlinienartig in Ausrichtung liegen. Ein einzelner
bei 1038' C noch zusammenhängend bestehender Schlackenfaden bricht dabei,
wenn der Walzvorgang bei einer Temperatur unterhalb 1o38 °C fortgesetzt wird, in
eine beträchtliche Anzahl kleiner, in Ausrichtung liegender Masseteilchen auf.
-
Fig.4 ist eine in tausendfacher Vergrößerung wiedergegebene mikrophotographische
Aufnahme eines Schnittes von Schweißeisen, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, nur daß
hierin die durch das Aufbrechen der langen faserigen, nicht länger plastisch bleibenden
Schlackenfäden gebildeten Schlackenmasseteilchen in ihrem Trennungs- und Ausrichtungszustand
noch deutlicher dargestellt sind. Das in den Fig.3 und ,4 gezeigte Schweißeisen
wurde einer Warmbehandlung bei einer Temperatur unterzogen, die oberhalb der Temperatur
liegt, bei der die in dem Eisen eingebetteten Schlackenrückstände ihre Plastizität
verlieren; diese Temperatur liegt nach dem vorausgehenden oberhalb 1o38° C und kann
beispielsweise 1o93° C betragen. Durch das Warmbehandeln schmelzen die durch das
Aufbrechen der ursprünglich langen faserigen Schlackenfäden entstehenden Schlackenmasseteilchen
einzeln in sich zusammen oder bilden Masseteilchenknoten. Derartige Knoten nehmen
im allgemeinen eine runde oder kugelige Form an, wie dies in Fig. 3 und 4 und besonders
in der letzteren Figur zu sehen ist. Diese Schlackenknoten sind in Fig. 3 und 4
mit der Bezugsziffer 3 bezeichnet.
-
Fig.5 ist eine in tausendfacher Vergrößerung wiedergegebene mikrophotographische
Aufnahme eines Querschnittes von Schweißeisen, das in Übereinstimmung mit dem hierin
angegebenen verbesserten Verfahren walztechnisch verarbeitet ist, wobei jedoch die
Ausnahme besteht, daß das hierin gezeigte Schweißeisen nicht bei einer Temperatur
ausgeglüht ist, die oberhalb derjenigen liegt, bei der die. in dem Eisen eingebetteten
Schlackenrückstände ihre Plastizität verlieren; der Querschnitt ist dabei parallel
zur Walzrichtung genommen. Die aufgebrochenen Schlackenmasseteilchen sind deutlich
in Fig.5 zu sehen, jedoch nehmen dieselben im vorstehenden Fall eine Form
an,
die im Querschnitt mehr rechteckig oder klotzartig als kugelig ist. Diese Schlackenmasseteilchen
sind in F ig. 5 mit der Bezugsziffer 3 bezeichnet. Wenn das in Fig. .3 gezeigte
Schweißeisen bei einer Temperatur von mehr als 1o38° C ausgeglüht worden wäre, dann
hätte dasselbe das Aussehen des in Fig. .4 gezeigten Schweißeisens angenommen.
-
Während bei dein Verfahren gemäß vorstehender Erfindung das Schweißeisen
vorzugsweise 1>e1 einer Temperatur oberhalb 1o38° C warmbehandelt oder ausgeglüht
wird, wodurch die aufgebrochenen Schlackenmasseteilchen in der vorausgehend l;eschriebenen
Weise in sich zusammenschmelzen oder Knoten bilden. ist es keineswegs immer erforderlich,
daß das Schweißeisen in dieser Weise durch Nachglühen behandelt wird, und es lassen
sich auch ohne diese Warmbehandlung erheblich verbesserte Dehnungs- und Festigkeitseigelischaften
des -.Materials in der Ouerrichtung derselben erzielen. So kann beispielsweise,
falls gewünscht, das Schweißeisen auch bei eileer Temperatur unterhalb 1o38° C warmbehandelt
werden, wodurch die körnige Struktur des Metalls verfeinert wird, ohne daß es dabei
zu einer Knotenbildung der Schlackenmasseteilchen kommt: es wird hierbei ein %-erbessertes
Schweißeisenerzeugnis erhalten, obgleich dessen Quermaterialeigenschaften nicht
in demselben Maße verbessert werden, wie dies bei einer Knotenbildung der Schlackenmasseteilchen
der Fall ist.
-
Bei den der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen hat sich gezeigt,
daß überhaupt keine Warmbehandlung nötig ist, wenn der Walzvorgang 1>e1 einer Temperatur
abgestoppt wird, die nicht wesentlich unterhalb 871° C liegt. Wenn das Schweißeisen
beim Auswalzen zwischen Temperaturen von 1038 und 87i° C um mehr als loo/o und vorzugsweise
um nahezu 5o% oder mehr stärkemäßig reduziert wird, dann brechen die langen faserigen
Schlackenfäden auf oder zerteilen sich, wie vorausgehend beschrieben, in fluchtlinienartig
ausgerichtete Massenteilchen, während die körnige Struktur des Metalls dabei nicht
so weit beeinflußt wird, daß dadurch die Materialbeschaffenheit des Schweißeisens
ernsthaft gefährdet wird: in diesem letzteren Fall ist kein Ausglühen erforderlich.
Andererseits kann jedoch auch, falls gewünscht, .ein Ausglühen des Schweißeisens
stattfinden. Ein Ausglühen bei einer Temperatur unterhalb 1039 C, beispielsweise
1>e1 927 bis 982 C. verfeinert in wünschenswerter Weise die körnige Struktur des
Eisens, bedingt jedoch keine Knotenbildung der Schlackenmasseteilchen, während dagegen
eine Warmbehandlung 1>e1 einer Temperatur oberhalb 1o38° C, beispielsweise hei 1093
C. sowohl die körnige Struktur des Eisens verbessert als auch eine Knotenbildung
der Schlackenmasseteilchen herbeiführt.
-
Wenn das Warmwalzen des Schweißeisens bei einer Temperatur unterhalb
871° C zu Ende geführt wird, dann muß in den meisten Fällen das Schweißeisen ausgeglüht
werden. Das Ausglühen kann dann entweder bei Temperaturen unterhalb 103K C durchgeführt
werden, wodurch die körnige Struktur des Eisens ohne Knotenbildung der Schlackenfäden
in wünschenswerter Weise verbessert wird, oder das Ausglühen kann auch bei Temperaturen
oberhalb 1o38° C erfolgen, wodurch sowohl die körnige Struktur des Eisens in @:
;;iischenswerter Weise verbessert, als auch eine Knotenbildung der Schlackenfäden
herbeigeführt wird.
-
1>1e in der Querrichtung .erzielte Kaltstreckbarkeit des nach vorstehendem,
verbessertem Verfahren walztechnisch bearbeiteten Schweißeisens ist erheblich größer
als diejenige von Schweißeisen, das nach dem bisher üblichen Verfahren gleichläufig
gewalzt ist, wobei die Kaltstreckbarkeit im ersteren Fall mehrmals größer als bei
den früheren Verfahren ist. Ein typisches Probestück Schweißeisen, wie es in Fig.3
dargestellt ist, zeigt in der Querrichtung eine Bruchdehnung von etwa 170/0. was
etwa dem Dreifachen der in der Querrichtung erzielbaren Bruchdehnung von sehr gutem
Schweißeisen entspricht, welch letzteres nach dem bisher üblichen Verfahren gleichläufig
gewalzt ist. Das gemäß vorstehender Erfindung verbesserte Schweißeisen zeigt in
der Querrichtung eine Bruchdehnung, die im Minimum etwa 7% beträgt und damit besser
ist als die beste Querrichtungsbruchdehnung von Schweißeisen, das nach dem bisherigen
Verfahren gleichläufig gewalzt ist. Die Kaltverformungsänderungen sind durch die
prozentuale Bruchdehnung eines Probestückes in einem normalen Zerreißversuch gemessen,
wobei dem Versuch die Benutzung eines Probestückes von normalem Querschnitt und
etwa 20 cm Meßlänge zugrunde gelegt ist und der Zerreißversuch in der Querrichtung
des Probestückes erfolgt. Die Querschnittsabmessungen des Probestückes können beispielsweise
die Größenanordnung von 38 X 25,4mm aufweisen.
-
`Während bei vorstehendem Verfahren die in der Querrichtung erzielbare
Materialbeschaffenheit des Schweißeisens erheblich verbessert wird, bleiben die
in der Längsrichtung vorhandenen Materialeigenschaften angenähert die gleichen,
wie sie sich bei Schweißeisen zeigen, das nach dem bisherigen Verfahren gleichläufig
gewalzt ist. Die Materialbeschaffenheit wird dabei in der Querrichtung um das Dreifache
verbessert.
-
Bei dem hierin bevorzugten Verfahrensvorgang wird jeweils ein Schweißeisenknüppel
auf etwa l71° C erhitzt und dann so lange durchgewalzt, bis die Temperatur des Schweißeisens
wesentlich unter 1038°'C abgefallen ist. Sobald sich das Schweißeisen bis unterhalb
dieser letzteren Temperatur abgekühlt hat, verlieren die in dem Eisen eingebetteten
Schlackenrückstände ihre Plastizität und werden bei weiterem Durchwalzen aufgebrochen
oder, wie vorausgehend beschrieben, in Masseteilchen auseinandergesprengt, von denen
jedes in der Fluchtrichtungslinie dieser Masseteilchen eine Abmessung aufweist,
die einem kleineren Bruchteil der ursprünglichen Schlackenfadenlänge entspricht.
Die Schlackenmasseteilchen liegen in
der Walzrichtung in Fluchtlinie
und behalten durchlaufend die Richtung der ursprünglichen Schlackenfadenlänge bei.
Die Schlackenmasseteilchen haben im Querschnitt gesehen eine im allgemeinen klotzartige
Form, wenn der Schnitt parallel zur Walzrichtung gelegt ist, wie dies in Fig. 5
gezeigt ist. Der Walzvorgang wird zweckmäßigerweise so lange fortgesetzt, bis die
Dicke des Schweißeisens nicht mehr viel größer als die Hälfte der Dicke ist, die
das Schweißeisen im Beginn desjenigen Abschnittes des Walzvorganges aufweist, der
auf die Abkühlung des Schweißeisens bis auf 1038"C folgt. Hierdurch wird das Aufbrechen
einer möglichst großen Anzahl von Schlackenfäden sichergestellt. Das auf diese Weise
ausgewalzte Schweißeisen wird vorzugsweise durch Erhitzen auf 1o38° C oder eine
etwas höhere Temperatur ausgeglüht, wodurch die Schlackenbruchteilchen unter Herbeiführung
der ,zuvor erwähnten Vorteile in sich verschmelzen.
-
hach dem Verfahren gemäß vorstehender Erfindung wird durch gleichläufiges
Auswalzen ohne Wiedererwärmung ein Schweißeisen erhalten, dessen Kaltstreckbarkeit
in der Querrichtung bei weitem größer ist als die in der Querrichtung erreichte
Kaltstreckbarkeit von Schweißeisen, das nach den bisher üblichen Verfahren gleichläufig
gewalzt ist; im Verhältnis zu schräg gewalztem Schweißeisen, dessen Kaltstreckbarkeit
in beiden gegenseitig unter einem rechten Winkel erfolgenden Abwalzrichtungen ungefähr
die gleiche ist, entspricht die nach dem hierin erläuterten Verfahren erzielte .Querrichtungskaltstreckbarkeit
mindestens derjenigen, wie sie in jeder dieser Schrägwalzrichtungen erreicht wird.
Die in der Längsrichtung erzielte Kaltstreckbarkeit des gemäß Erfindung verbesserten
Schweißeisens ist dagegen um sehr viel größer als diejenige von schräg gewalztem
Schweißeisen in den entsprechenden Schrägwalzrichtungen, -und dieselbe ist mindestens
ebenso groß wie die in der Längsrichtung erzielte Kaltstreckbarkeit der meisten
nach dem bisherigen Verfahren gleichläufig ausgewalzten Schweißeisensorten. Das
Walzerzeugnis kann dabei jede beliebige gewünschte Länge haben, wobei der Wahl der
Länge keine anderen Grenzen gesetzt sind, als sich solche durch die natürliche Größe
der herstellbaren und auswalzbaren Schweißeisenknüppel ergeben.
-
Die gemäß vorstehendem Verfahren hergestellten Schweißeisen-Walzerzeugnisse
zeigen eine vielseitige Verwendbarkeit und Brauchbarkeit. Beispielsweise eignen
sich dieselben geradezu ideal für dünnwandige Wärmeaustauschrohre, deren Enden durch
in. Rohrblechen vorgesehene Bohrungen hindurchgehen und dann gegen die Bleche zurückgewalzt
werden. Bei Anwendung des hierin beschriebenen verbesserten Verfahrens können Wärmeaustauschrohre
von beliebiger Länge hergestellt und ohne die Gefahr eines Aufsplitterns über dem
Rohrblech aufgewalzt werden.
-
Während im vorstehenden eine bevorzugte Anwendungsart der Erfindung
und ein bevorzugtes Verfahren zur Durchführung desselben aufgezeigt und beschrieben
wurden, mag noch erwähnt werden, daß die Erfindung keineswegs hierauf beschränkt
ist, sondern daß im Rahmen des Erfindungsgedankens auch noch andere Anwendungsarten
einschließlich des Verfahrens zur Durchführung derselben möglich sind.