DE917673C

DE917673C - Stahllegierungen fuer tiefe Temperaturen

Info

Publication number: DE917673C
Application number: DED1368D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hermann-Josef Schiffler
Original assignee: RHEINISCHE ROEHRENWERKE AG
Current assignee: RHEINISCHE ROEHRENWERKE AG
Priority date: 1942-04-05
Filing date: 1942-04-05
Publication date: 1954-09-09

Description

Stahllegierungen für tiefe Temperaturen Die Verfahren zur Verflüssigung der Luft und eine Anzahl anderer neuerer chemischer Verfahren setzen die Verwendung von Stählen voraus, die bei sehr tiefen Temperaturen, z. B. in einem Gebiet von -13o bis -igo° C, noch ausreichende Festigkeitseigenschaften, insbesondere ausreichende Zähigkeit, aufweisen. Bisher sind hierfür Stahllegierungen verwendet worden, die wie die bekannten austenitischen hochlegierten Chrom-Nickel-Stähle und Chrom-Mangan-Stähle hohe Chrom- und Nickelgehalte besitzen. Aus dem Schrifttum ist es auch bekannt, daß Stahllegierungen mit unter i % Kohlenstoff, 0,8 bis 5'10 Mangan und 40 bis 70% Nickel gute mechanische Eigenschaften bei Temperaturen bis -200° aufweisen (britische Patentschrift 127 2q.3). Die für die bisher verwendeten Stahllegierungen notwendigen Legierungselemente Chrom und Nickel stehen jedoch nicht immer in unbeschränktem Maße zur Verfügung. Ein vollwertiger Austauschwerkstoff; der nur eine möglichst geringe Menge von schwierig zu beschaffenden Legierungselementen enthält, konnte bisher nicht gefunden werden, obwohl ausgedehnte Untersuchungen an den verschiedensten Forschungsstellen durchgeführt worden sind.
Erfindungsgemäß werden als Werkstoff für bei Temperaturen zwischen etwa -13o bis -1g0° C hochbeanspruchte Teile von Maschinen und Apparaten der Kältetechnik Stähle verwendet mit etwa 0,25 bis 0,5% Kohlenstoff und i9 bis 27% Mangan, Rest Eisen.
Falls es erwünscht sein sollte, können den Stahllegierungen auch noch bis etwa 2% Silizium, Chrom, Nickel oder Kupfer, einzeln oder zu mehreren, Silizium vorzugsweise bis zu i 0/0, zulegiert werden.
Schon aus dem Grunde, die Verwendung kohlenstoffarmen Ferromangans möglichst zu beschränken, wird man mit dem Mangangehalt zweckmäßig nicht über 24% hinausgehen, so daß der vorzugsweise einzuhaltende Manganbereich zwischen 2o und 24% bei Kohlenstoffgehalten von 0,25 bis 0,45 0/0 liegt. Senkt man nämlich dabei den Kohlenstoffgehalt auf z. B. 0,2 oder o, 15 %, so geht die Sicherheit, für den vorgeschlagenen Verwendungszweck geeignete Stähle zu erhalten, weitgehendst verloren.
Die Einhaltung der angegebenen Richtlinien, d. h. also eines Mangangehaltes von etwa i9 bis 270/0 und eines Kohlenstoffgehaltes von o,25 bis o,5 %, ergibt die Möglichkeit, mit größter Sicherheit kerbzähe und gut verarbeitbare sowie gut kalt- und warmverformbare und gut schweißbare Legierungen zu erhalten. Die Untersuchungen an einer Reihe solcher Stahllegierungen haben ergeben, daß die für den Apparatebau notwendigen Eigenschaften, nämlich gute Kalt- und Warmverformbarkeit, gute Bearbeitbarkeit und gute Schweißbarkeit, bei diesen Stahllegierungen vorhanden sind. Es wurde außerdem festgestellt, daß nach dem Schweißen mit entsprechend kerbzähen und austenitischen Elektroden bei den erfindungsgemäß zu verwendenden Stählen auch die Schweißzonen mit guter Kerbzähigkeit bei tiefen Temperaturen erhalten werden können.
Wie die praktische Erprobung erweist, wird durch den Vorschlag gemäß der Erfindung einem dringenden Bedürfnis der Technik abgeholfen.
Nachstehend ist die Kerbschlagzähigkeit bei -i80° C zweier Mn-Stähle und eines bekannten kerbzähen Cr-Mn-Stahles mit hohem Cr-Gehalt angegeben. Alle Proben wurden gleich behandelt, und zwar bei z050° C geglüht und an der Luft abgekühlt:

Stahl C Mn Cr Prüf-

Kerbschlagzähigkeit

temperatur DVM-Probe

Nr. o :o oro o;o °C mkg/cm2

1 0,q.2 I6 ,I - -i80 0;6 o,6 o,6

o,38 2I,2 - -180 6,1 7,o

3 0,I2 i7,7 I2,8 -180 3,8 2,9

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Die Verwendung von Manganstählen mit etwa o,:25 bis 0,5% Kohlenstoff, i9 bis 270/0 Mangan, Rest Eisen als Werkstoff für bei Temperaturen zwischen etwa -130 und - i 90° hochbeanspruchte Teile von Maschinen und Apparaten der Kältetechnik.
2. Die Verwendung von Stählen mit 0,25 bis 0,45% Kohlenstoff, 2o bis 24% Mangan, Rest Eisen für den Zweck nach Anspruch i.
3. Die Verwendung von Stählen mit der in Anspruch i oder 2 angegebenen Zusammensetzung, die jedoch noch bis 2%, vorzugsweise bis i % Silizium enthalten, für den Zweck nach Anspruch i.
4. Die Verwendung von Stählen mit einer in einem der Ansprüche i bis 3 angegebenen Zusammensetzung, die jedoch noch bis etwa 2% Nickel enthalten, für den Zweck nach Anspruch i.
5. Die Verwendung von Stählen mit einer in einem der Ansprüche i bis 4 angegebenen Zusammensetzung, die jedoch noch bis 2 07o Chrom enthalten, für den Zweck nach Anspruch i.
6. Die Verwendung von Stählen mit einer in einem der Ansprüche i bis 5 angegebenen Zusammensetzung, die jedoch noch bis etwa 2% Kupfer enthalten, für den Zweck nach Anspruch i. Angezogene Druckschriften: Archiv f. Eisenhüttenwesen, 13 (i939/40), S. 299 bis 3o8.