DE897422C

DE897422C - Hochwertiger Baustahl fuer den Hoch- und Brueckenbau

Info

Publication number: DE897422C
Application number: DED1840D
Authority: DE
Inventors: Roland Dr-Ing Habil Wasmuht
Original assignee: Dortmund Hoerder Huettenunion AG
Current assignee: Dortmund Hoerder Huettenunion AG
Priority date: 1940-12-19
Filing date: 1940-12-19
Publication date: 1953-11-19

Description

Hochwertiger Baustahl für den Hoch- und Bräckenbau Für den Hoch- und Brückenbau werden Stähle mit Festigkeitseigenschaften verlangt, die bei einem guten Streckgrenzenverhältnis eine Mindestfestigkeit von etwa 48 kg/MM2 erreichen. Derartige Stähle besitzen im allgemeinen einen Kohlenstoffgehalt bis zu 0,3 %, Mangangehalte bis zu 2 Ofo, Siliziumgehalte bis 1,5 0/, und weitere Zusätze an Chrom Kupfer, Molybdän usw.
Die Frage der Schweißbar#eit bei gleichzeitig ausreichenden Festigkeitseigenschaften führte bei den Stählen dazu, für die einzelnen Legierungselemente gewisse zulässige Grenzen einzusetzen, beispielsweise für den Kohlenstoffgehalt o,2 0/" für den Mangangehalt 1,5 0/,), Chrom 0,4 0/0. Diese Stähle werden allgemein nach dem Siemens-Martin-Verfahren hergestellt. Außerdem ist nach den derzeit geltenden Vorschriften ein Phosphorgehalt von höchstens o,o6 0/, zulässig und ein ebenso hoher Schwefelgehalt.
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Stahles, insbesondere Thomasstahles, mit folgender Zusammensetzung: 0,05 bis o,i5 0/, Kohlenstoff, 0,05 bis 0,30 0/, Silizium, o,o8 bis o,25 0/, Phosphor, o,6 bis 1,2 0/" vorzugsweise i,o "/" Mangan, max. o,oS % Schwefel als hochwertiger Baustahl für den Hoch- und Brückenbau.
Als besonders günstig hat sich erwiesen, den Kohlenstoffgehalt unter o,i8 0/, zu halten und die Mangangehalte 1 0/, nicht übersteigen zu lassen.

Mit Stählen der vorgenannten Zusammensetzung lassen sich ohne Schwierigkeit Festigkeitsstufen erreichen, die beispielsweise einem Stahl St 48 entsprechen. So zeigte ein mit Aluminium beruhigter Thomasstahl mit o,o80/0 Kohlenstoff, 0,14% Silizium, o,810/, Mangan, 0,130/, Phosphor, 0,0407, Schwefel und o,oi:20/, Stickstoff Festigkeitswerte in folgenden Grenzen:

Streckgrenze Festigkeit Dehnung Einschnürung Nerbzähigkeit

L=5 d DVMR-Probe

Anlieferung .... 32 bis 36 48 bis 52 27 bis 33 65 bis 7o 12

Normalisiert ... 32 bis 36 48 bis 52 29 bis 35 68 bis 73 20

Der gleiche Stahl zeigte bei den verschiedensten Stahlprofilen gute Schweißeigenschaften, wobei insbesondere auch die Schweißraupenbiegeprobe ohne weiteres erfüllt werden konnte. Es hat sich herausgestellt, daß bei Mangangehalten, die zwischen oß und etwa i0/, liegen, zweckmäßig die Kohlenstoffgehalte und Phosphorgehalte so abgestimmt werden, daß beispielsweise einem Kohlenstoffgehalt von 0,15% etwa o,o80/, Phosphor, einem Kohlenstoffgehalt von o,io 0/, etwa o, 12 04 Phosphor, einem Kohlenstoffgehalt von o,o8 0/() etwa o,i5 010 Phosphor, einem Kohlenstoffgehalt von 0,05 "/o etwa o,2o 0/, Phosphor entsprechen.

Es ist zweckmäßig, den Stickstoffgehalt der Stähle, die durch Windfrischen (basisch oder sauer) hergestellt werden, o,oi2 0/, nicht übersteigen zu lassen. Maßnahmen, die zu derartig niedrigen Stickstoffgehalten bei der Stahlherstellung in der Birne führen, sind z. B. folgende: Das Roheisen, welches im Mischer verhältnismäßig warmgehalten wurde, wird zu Beginn des Blasens mit Kühlmitteln, wie Schrott od. dgl., und einem weiteren wesentlichen Anteil an Kühlmitteln unmittelbar vor Beendigung der Kohlenstoffverbrennung versetzt. Dann liegt die Temperatur des Stahles dicht über der niedrigst möglichen Gießtemperatur. Durch dieses verhältnismäßig kalte Erschmelzen wird die sonst übliche Stickstoffaufnahme weitgehend verringert. Einfluß auf eine Verringerung des Stickstoffgehaltes haben auch Birnenformen, die es gestatten, die Metallsäule über den Blasdüsen niedrig zu halten, z. B. solche, bei denen im Birnenraum seitlich der blasenden Querschnitte Ausweitungen vorgesehen sind. Diese Maßnahmen sind an sich nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Als besonders vorteilhaft hat sich in den gemäß der Erfindung zu verwendenden Stählen ein geringer Vanadingehalt erwiesen, der jedoch o,i5 0/0 nicht zu übersteigen braucht.
Obwohl es in fast allen Fällen unnötig -ist, dem Stahl weitere Legierungselemente zuzusetzen, kann es zuweilen zweckmäßig sein, noch unter 0,5 0/,) Chrom, unter o,2 "/, Molybdän, unter 0,3 0/, Nickel und unter 0,3 0/0 Kupfer, einzeln oder zu mehreren, hinzuzufügen.
Die gemäß der Erfindung zu verwendenden Stähle werden. vorteilhaft bei ihrer Herstellung mit Aluminium beruhigt. Diese Beruhigung kann so weit getrieben werden, daß Aluminium im Stahl analytisch nachweisbar wird bis zu Gehalten von etwa o,i0/,.
Wenn die Stähle im wärmebehandelten Zustand verwendet werden sollen, so empfiehlt es sich, sie normalisierend zu glühen oder sie nach dem normalisierenden Glühen einer beschleunigten Abkühlung mit nachfolgendem Anlassen, gegebenenfalls bis zu Temperaturen von 7So'C, zu unterwerfen. Eine Wärinebehandlung wirkt sich besonders günstig bei den mit Aluminium beruhigten Stählen aus.
Wie bereits oben erwähnt, hat man es bisher für i unzulässig gehalten, Stähle mit mehr als o,o6 0/, Phosphor als hochwertigen Baustahl für den Brücken- und Hochbau zu verwenden. Phosphorgehalte, die über dieser Grenze liegen, werden im Ausland in Hochbausiählen mit besonderer, von den erfindungsgemäß zu i verwendenden Stähle abweichenden Zusammensetzung benutzt.

Die praktisch verwendete Zusammensetzung der Stähle ist folgende:

Bezeichnung C M. Si P Cu Ni Cr M, 1 Al

Corten .............. o,io o,ibiso,3 0,5bisi o,ibiso,2 0,3bis0,5 - 0,5bisI,5

Inland Hi-Steel ...... o,io 0,50 0,15 0,12 1,0 0,5

Armcö HT 50 ....... OJ2 o,6o - 0,1 0,5 0,5 0,25 -

P-Cu-Cr-Al .......... 0,17 0,54 o,16 0J59 0,44 - o,54 - 012

Gegenüber diesen Stählen zeichnen sich die erfindungsgemäß zu verwendenden insbesondere dadurch aus, daß sie keine kostspieligen Legierungselemente zu enthalten brauchen oder diese gegebenenfalls nur in erheblich geringeren Mengen enthalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHIE-i. Die Verwendung eines Stahles, vorzugsweise Thomasstables, folgender Zusammensetzung: 0,05 bis 0,15 0/, Kohlenstoff, o,o5 bis 0,30 Silizium, o,o8 bis o,25 0/, Phosphor, o,6 bis 1,2 vorzugsweise i,o 0/" Mangan, bis 0,05 0/, Schwefel, Rest Eisen - als hochwertiger Baustahl für den Hoch-und Brückenbau.
2. Die Verwendung eines Stahles, insbesondere Thomasstahles, der außer den im Anspruch i genannten Elementen noch bis 0,15 0/0 Vanadin enthält, für den Zweck nach Anspruch i. 3. Die Verwendung eines Stahles, insbesondere Thomasstahles, der außer den in den Ansprüchen i bis ?, genannten Elementen noch unter 0,5 % Chrom, unter o,2 0/, Molybdän, unter 0,3 0/,) Nickel und unter o,3 % Kupfer einzeln oder zu mehreren enthält, für den Zweck nach Anspruch i. 4. Die Verwendung von Stählen mit der in den Ansprüchen i bis 3 genannten Zusammensetzung, die jedoch nach besonderen Verfahren mit Stickstoffgehalten unter o,oi-, 0/, erschmolzen sind, für den Zweck nach Anspruch i. 5. Die Verwendung von Stählen nach den Ansprüchen 1 bis 4, die mit Aluminium beruhigt sind, für den Zweck nach Anspruch i. 6. Die Verwendung von Stählen gemäß den Ansprüchen i bis 5 im normalisierend geglühten Zustand für den Zweck nach Anspruch i. 7. Die Verwendung von Stählen nach den Ansprüchen i bis 5, die nach normalisierendem Glühen einer beschleunigten Abkühlung mit nachfolgendem Anlassen, gegebenenfalls bis zu Temperaturen von 750'C, unterworfen wurden, für den Zweck nach Anspruch i. Angezogene Druckschriften: Metals and Alloys, Vol 6, Okt. 1935, S. 2,8o bis 283, NOv. 1935, S. 3o7 bis 310; Metals and Alloys, 1936, S. 9 bis 13, 51 bis 56 und 69 bis 73; Werkstoff-Handbuch »Stahl und Eisen« 1937, Bl. G i, S. i; deutsche Patentschrift Nr. 486 956; österreichische Patentschrift Nr. 133 712.