DE939693C

DE939693C - Process for achieving high yield strength and a high yield strength ratio in steeling without quenching treatment

Info

Publication number: DE939693C
Application number: DER2949A
Authority: DE
Inventors: Franz Dr-Ing Nehl
Original assignee: Phoenix Rheinrohr AG
Current assignee: Phoenix Rheinrohr AG
Priority date: 1950-07-04
Filing date: 1950-07-04
Publication date: 1956-03-01

Description

Verfahren zur Erzielung hoher Streckgrenze und eines hohen Streckgrenzenverhältnisses bei Stählen ohne Abschreckbehandlung Gegenstände aus Stahl, die bei normaler oder nur unwesentlich erhöhter Temperatur höheren statischen oder dynamischen Beanspruchungen unterliegen, werden üblichenvweise aus Vergütungsstählen gefertigt. Diese werden zur Erzielung einer hohen Streckgrenze und eines Stneckgrenzenverhältnisses von. etwa 7o bis. 8o1/9 bei ansreichendeT Zähigkeit durch Abschrecken gehärtet und darauf angelassen. Beim Härten besteht insbesondere bei ungleichmäßig geformten Teilen die Gefahr, daß sie sich verziehen und deshalb in besonders großem Umfange spanabhebend bearbeitet werden müssen. Außerdem enthalten Vergütungsstähle in der Regel die Härtb@arkeit erhöhende Elemente, wie Kohlenstoff, Mangan und Chrom, in solchen Mengen, daß beim Schweißen unerwünschte Härtungserscheinungen auftreten können.Process for achieving high yield strength and a high yield strength ratio in the case of steels without quenching treatment, items made of steel that are subjected to normal or only slightly increased temperature, higher static or dynamic loads are usually made of quenched and tempered steels. These will to achieve a high yield strength and a yield strength ratio of. about 7o to. 8o1 / 9 hardened by quenching at an adequate toughness and then hardened left on. When hardening, there is a particular problem with unevenly shaped parts the danger that they will warp and are therefore particularly large-scale cutting need to be edited. In addition, quenched and tempered steels usually contain the hardenability increasing elements, such as carbon, manganese and chromium, in such amounts that when Welding undesirable hardening phenomena can occur.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist es möglich, technologische Werte, die in ehva den Werten ölvergüteter Stähle entsprechen, zu erzielen, ohne eine Abschreckbehandlung vorzunehmen. Es werden nämlich eine hohe Streckgrenze und ein ä1-vergüteten Stählen entsprechendes Streckgrenzenverhältni:s erzielt, wenn erfindungsgemäß Stähle mit etwa o, i bis o,6 % Kohlenstoff, 0,4 biss i,5 0/0. Mangan, 0,3 bis 1,5% Kupfer, o,2 bis o,6% Silizium, o,15 bis 0,5 0/0. Molybdän, wirk4amen Spuren -bis etwa o,o60/a der Elemente Niob, Tantal, Zirkon, BOT, Titan sowie gegebenenfalls 0,3 bis 1,5 % Nickel, gegebenenfalls bis 0,3 % Chrom, Rest Eisen mit den üblichem Beimengungen von den Normalisierungstemperaturen oder entsprechenden WarmverfoTmungsendtemperaturen unter Vermeidung einer Abschreckung mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von etwa 25'/min bis etwa 211/min, z. B. an Luft, und zwar vorzugsweise bis auf eineTemperatur unter etwa 29o° abgekühlt und dann, auf eine zum Stabilglühen geeignete Temperatur (von etwa 69o bis 675°) wieder erwärmt und stabilgeglüht werden. Die Dauer des: Stabilglühens wird dabei um so länger bemessen, je niedriger die Stabilglühtemperatur liegt.With the method according to the invention, it is possible to achieve technological values which in ehva correspond to the values of oil-tempered steels without carrying out a quenching treatment. This is because a high yield strength and a yield strength ratio corresponding to 1-tempered steels are achieved if, according to the invention, steels with about 0.1 to 0.6% carbon, 0.4 to 1.5%. Manganese, 0.3 to 1.5% copper, 0.2 to 0.6% silicon, 0.15 to 0.5 0/0. Molybdenum, effective traces of up to about 0.060 / a of the elements niobium, tantalum, zirconium, BOT, titanium and optionally 0.3 to 1.5% nickel, optionally up to 0.3% chromium, the remainder being iron with the usual admixtures of the normalization temperatures or corresponding end temperatures of hot deformation while avoiding quenching with a cooling rate of about 25 '/ min to about 211 / min, e.g. In air, preferably cooled to a temperature below about 29o ° and then reheated and stabilized to a temperature suitable for stabilizing (from about 69o to 675 °). The duration of: stable annealing is calculated to be longer, the lower the stable annealing temperature.

Die Wahl der Stahlzusammensetzung innerhalb der artgegebenen Grenzern, richtet sich nach dem jeweiligen Zweck, lern gewünschten Festigkeitseigenschaften u. dgl. mehr. So ist z. B. für zu schweißende Teile ein entsprechend geringerer Kohlenstoffgehalt, vorzugsweise von o,1 bis ö,25 0/0, vorzusehen. Ein Nickelgehalt muß vor allem dann vorhanden sein, wenn besondere Anforderungen an die Zähigkeit gestellt werden bzw. wenn die bei steigenden Kupfergehalten verstärkt in Erscheinung tretende Lotbrüchigkeit, d. h. die bei Warmverformung an der Oberfläche sich zeigende Ri.ssigkeit, durch einen entsprechendem: Nickelgehalt in bekannter Weise verhindert werden soll. Dies kommt insbesondere für Teile in Frage, die nicht allseitig spanabhebend bearbeitet werden. Zu diesem Zweck wird durchwegs ein Nickelgehalt gewählt, der etwa 5o bis 8o % des jeweiligen Kupfergehaltes beträgt. Ein Chromgehalt bis zu etwa 0,311/o, der nach den bisherigen Erkenntnissen keinen nennenswerten Einfluß auf die Festigkeits- und Schweißeigenschaften hat, ist zulässig. Solche Gehalte an Chrom können. vor allem dann in den Stahl gelangen, wenn zu seiner Herstellung sonderkarbidhaltiger Chromsitahlschrott verwendet wird, um die darin enthaltenen Karbidbildner, z. B. Tantal-Ni.ob, auszunutzen. Es ist vom besonderem Vorteil, daß die SOnderkarbidbildner nur in, sehr geringen Mengen zulegiert zu werden brauchen, so daß die Kosten dadurch nur unwesentliohbeeinflußtwerden. Allerdings ist ein Überschreiten der Grenze von o,o6% bei den Sonderkarbidbildnern bis. zu etwa 0,3 % in besonderen Fällen zulässig. , Das Verfahren gemäß der Erfindung, solche Stähle schon bei langsamer Abkühlungsgeschwindigkeit von der Normalisier- oder Warmverformungsatemperatur durch eine Stabilglühung auf ein hohes S treckgrenzenverhältnis bei ausreichender Zähigkeit zu bringen, ohne daß dabei eine Über führung in die Martevsitstufe,stattfindet, hart den. besonderen Vorteil, daß keine nennenswerten Volumenän.derungen im Gegensatz zu den starken Volumenänderungen bei M:artensitbildung auftreten. Solche Stähle lasisen sich auch vor dem Stabilglühen hervorragend schweißet, wobei allerdings derKohlenstoffagefialt nicht zu hoch sein darf, und erreichen trotzdem Steckgrenzen- und Festig--wie sie: sonst nur durch Ölaibschreckung von Vergütungsistählen erreicht werden könnten. Die bisher bekannten Vergütungsstähle mit einer Festigkeit von etwa 65 bis 75 kg/mm2 lassen sich aber praktisch nicht schweißen.The choice of the steel composition within the given limiters depends on the respective purpose, learns the desired strength properties and the like. So is z. B. for parts to be welded a correspondingly lower carbon content, preferably from 0.1 to 0.25 0/0, to be provided. A nickel content must be present above all if special requirements are placed on the toughness or if the solder brittleness, which becomes more apparent with increasing copper content, ie. H. the crack that appears on the surface during hot deformation, should be prevented in a known manner by a corresponding: nickel content. This is particularly useful for parts that are not machined on all sides. For this purpose, a nickel content is chosen that is approximately 50 to 80% of the respective copper content. A chromium content of up to about 0.311 / o, which according to previous knowledge has no significant influence on the strength and welding properties, is permissible. Such levels of chromium can. especially get into the steel when special carbide-containing chromium steel scrap is used to produce the carbide formers contained therein, e.g. B. tantalum ni.obium to exploit. It is of particular advantage that the special carbide formers only need to be added in very small amounts, so that the costs are only insignificantly influenced. However, the limit of 0.06% for the special carbide formers is exceeded. 0.3% is permitted in special cases. The method according to the invention to bring such steels even at a slow cooling rate from normalization or hot deformation temperature by means of stabilizing to a high yield strength ratio with sufficient toughness, without a transition to the martevsite stage taking place, hard the. The particular advantage is that there are no significant changes in volume in contrast to the strong changes in volume in the case of M: speciesensite formation. Such steels can be welded excellently even before the stabilizing anneal, whereby the carbon offset must not be too high, and still achieve plug limits and strength - as they: could otherwise only be achieved by quenching the heat treatment steels with oil. The previously known heat-treatable steels with a strength of around 65 to 75 kg / mm2 cannot be welded in practice.

Die Wirkung des. Verfahrens. gemäß der Erfindung soll an dem nachstehenden Beispiel dar@gedegt werden: Ein Stahl der Zusammensetzung o,150/9 KohlenstOff, 0,43% Silizium, o,960/9 Mangan, 9,98% Kupfer, 9,79% Nickel, 0,309/o Chrom, 0,22% Molybdän und 0,013% Tantal-Niob wurde bei 88o° normalisiert und 8 Stunden bei 625° stabilgeglüht. Die Abkühlungsgeschwindigkeit von der Normalisierungstemperatur betrug im Umwandlungs@gebiet 7°/min. Es ist dies. eine Abkühlungsgeschwindigkeit, die etwa der eines. .besonders schweren Stückes ,an der Luft entspricht. Nach dem Normalisieren zeigte der Stahl folgerlde Festigkeitswerte: Streckgrenze . .. .. .. .. .. .. . 51 kg/mm2 Festigkeit ....... . . . . . . . . . 9o kg/mm2 Streckgrenzenverhältnis .... 57% Dehnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 % Nach .dein Stabilglühen hatte der Stahl folgende Werte: Streckgrenze ... . . . . . . . . . . . 52 kg/mm2 Festigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . 68 kg/mm2 Streckgrenzenverhältnis. .. . 78% Dehnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Die Verwendungsmöglichkeit .der erfindungsgemäß zusammengesetzten und behandelten. Stähle ist .@u:ßerordentlich vielseitig. Allgemein kann gesagt werden, daß sie sich grundsätzlich an Stelle von durch Abschrecken und Anlassen vergüteten Stählen entsprechender Festigkeitsstufe verwenden lassen, z. B. für Maschinenteile. Achsen, Wellen, Zahnräder, Bohrrohre und Bohrgestänge sowie für geschweißte Druckrohre, vergütete Rohre gemäß API-Vorschrift (Grad E N 89), wobei man statt 0,40% Kohlen!stofF .mit etwa o,15 bis- o,2o% Kohlenstoff auskommen würde. Auch sind die Stähle insbesondere für Turbinenrohre geeignet. Ein besonderer Vorteil liegt, wie bereits: erwähnt, vor allem in der Möglichkeit, solcheTeile in geschweißter Ausführung herzustellen, etwa durch Schweißen mit ähnlich zusammengesetzter Elektrode.The effect of the. Procedure. According to the invention, the following example should be used to illustrate: A steel with the composition 0.150 / 9 carbon, 0.43% silicon, 0.960 / 9 manganese, 9.98% copper, 9.79% nickel, 0.309 / o Chromium, 0.22% molybdenum and 0.013% tantalum-niobium was normalized at 880 ° and stabilized at 625 ° for 8 hours. The cooling rate from the normalization temperature in the conversion area was 7 ° / min. It is this. a cooling rate about that of one. .pecially heavy piece, corresponds to the air. After normalization, the steel showed the following strength values: Stretch limit . .. .. .. .. .. ... 51 kg / mm2 Strength ........ . . . . . . . . 9o kg / mm2 Yield strength ratio .... 57% Strain . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12% After its stabilization, the steel had the following values: Yield strength .... . . . . . . . . . . 52 kg / mm2 Strength. . . . . . . . . . . . . . . . 68 kg / mm2 Yield ratio. ... 78% Strain . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 The possibility of using the .composed and treated according to the invention. Steels is. @ U: extremely versatile. In general, it can be said that they can basically be used instead of quenched and tempered steels of the appropriate strength level, e.g. B. for machine parts. Axles, shafts, gears, drill pipes and drill rods as well as for welded pressure pipes, tempered pipes in accordance with API regulations (grade EN 89), where about 0.15 to 0.2o% carbon can be used instead of 0.40% carbon would. The steels are also particularly suitable for turbine tubes. As already mentioned, a particular advantage lies in the possibility of producing such parts in a welded design, for example by welding with a similarly composed electrode.

Eine normalisierende Glühung vor dann Stabilglühen ist nicht erforderlich, wenn durch Einhalten von Walzend- bzw. Schmiedeendtempesraturen (Endtemperaturen der Warmverformung) untemhalb 95o° Grabkorn vermieden wird.Normalizing annealing before stabilizing is not required, if by observing the final rolling or forging temperatures (final temperatures hot deformation) below 95o ° grave grain is avoided.

Es ist bekannt, daß .bei Stählen mit einem Cu-Gehalt von über 9,6% die Streckgrenze erhöht und das SitreckgrenizenveThältnis dadurch verbessert wird, daß sich bei Luftabikühlung aus der Walzhitze bzw. nach NOTmalglühung Kupferteilchen in hochdisperser Form ausscheiden, Die Ursache der Erhöhung der Streckgrenze und Festigkeit ist die durch - die Kupferteilchen hervorgerufene Gleithemmung. Während normalerweise das Streckgrenzen: verhältnis von unilegierten schweißbaren Stählen mit einem Kohlenstoffgehalt unter o,a% nach Luftabkühlung Werte von 55 bis 65% aufweist, liegt es bei Kupferstählen im gewalzten bzw. normalisierten Zustand zwischen 63 und 700/0. Eine stärkere Erhöhung tritt nicht ein, weil nur ein kleiner Teil des gelösten Kupfers zurAusischeidung gelangt. Auf Grund dieser Verbesserung sind Kupferstähle ails Baustahl sowie auch für Kesselbleche vorgeschlagen worden., weil das hoheStreckgrenzenverhältnis auch in der Wärme erhalten bleibt (s. »Stahl und Eisen« 193o, Heftao). Eine weitgehendere Erhöhung des Streckgrenzenverhältnisses kann bei Kupferstählen durch eine Ausscheidungshärtung beim Anlassen erzielt werden. Man kann bei diesen bekannten Verfahren, Streckgrenzenver:hältni.s-se von 70 bis 85 % erreichen, d. h. Werte, wie sie! sonst nur bei einer Ölvergütung zu erzielen sind.It is known that in steels with a Cu content of over 9.6% the yield strength is increased and the elastic limit ratio is improved as a result, that with air cooling from the rolling heat or after EMERGENCY mallow annealing copper particles excrete in highly dispersed form, the cause of the increase in the yield point and Strength is the sliding inhibition caused by - the copper particles. While usually the yield strength: ratio of unalloyed weldable Steels with a carbon content below o, a% after air cooling values from 55 to 65%, it is copper steels in the rolled or normalized state between 63 and 700/0. A greater increase does not occur because only a small one Part of the dissolved copper is separated out. Because of this improvement Copper steels have been proposed as structural steel as well as for boiler plates., because the high yield strength ratio is also retained in the heat (see »Steel and Eisen'1930, Heftao). A more extensive increase in the yield strength ratio can be achieved with copper steels by precipitation hardening during tempering. You can use these known methods, Yield limits ratio: from 70 to Reach 85%, d. H. Values like her! otherwise only to be achieved with an oil remuneration are.

Die Ausscheidungshärtung der Kupferstähle hat aber nur eine geringe technischeBedeutung erlangt, weil sie gleichzeitig mit einem weitgehenden Abfall der Zähigkeitseigenschaften verknüpft ist. Die Kupferstähle bzw. KupfeT-Nickel-Stähle, die man in Amerika als Baustahl, in Deutschland wegen der hohen Warmfes:tigke:itseigenschaften als Kesselstahl verwendet, werden daher ausschließlich im gewalzten bzw. normal geglühten. Zustand oder aber im Kesselbau nur im stabi'lgeglühien Zustand eingesetzt. Bei der S,tabilglühung werden dieStähle einer längerenAnlaß.behandlung unterzogen, so daß die Ausscheidungshärtung und der damit verknüpfte Abfaill der Zähigkeitseigentschaften wieder aufgehoben wird. Das Streckgrenzenverhältnis dieser Stähle liegt aber bei den stabilgeglühten Kupfer- bzw. Kupfer-Nickel-Stälhlen nur in der gleichen Höhe wie bei den Stählen im gewailzten und normal geglühten Zustand. DieseStabilglühung ist wichtig, wenn eine Beanspruchung der Konstruktionselemente in der Wärme in Frage kommt, da nach der Stabilglühung eine Ausscheidungshärtung mit gleichzeitiger Versprödunig im Temperaiturgebiet zwischen 350 und 55o° nicht mehr eintreten kann.Precipitation hardening of copper steels has only achieved minor technical importance, because it is also associated with an extensive decrease in toughness properties. The copper steels or copper-nickel steels, which are used in America as structural steel and in Germany as boiler steel because of their high heat resistance properties, are therefore exclusively rolled or normally annealed. Condition or in boiler construction only used in stable annealed condition. In S, stable annealing, the steels are subjected to a longer tempering treatment, so that precipitation hardening and the associated decrease in toughness properties are reversed. However, the yield strength ratio of these steels is only the same for the stable annealed copper or copper-nickel steels as for the steels in the rolled and normally annealed condition. This stable annealing is important when the structural elements are exposed to heat, since precipitation hardening with simultaneous embrittlement in the temperature range between 350 and 55o ° can no longer occur after the stable annealing.

Das in der P.atentsahri.ft beschriebene Verfahren ermöglicht es dagegen., ohne Abnahme jeglicher Zähigkeitseigenschaften Festigkeitseigenschaften zu erzielen, die denen ölvergüteter legierter Stähle vollauf entsprechen. Es hat außerdem den Vorteil, daß die Schweißbarkeit in keiner Weise beeinträchtigt wird und bei den Kupfer-Nickel-Stählen voll erhalten bleibt. Das VeTfaihren besteht darin, daß durch Zusatz vom Molybdän und Spurenelementen, selbst bei langsamer Ofenabkühlung, die: Bildung eines Mis cbgelüges, bestehend aus Zwischenstufe mit Martensiteinlagerungem, erreicht wird. Dies. ist aber nur dann möglich, wenn die, in der Patentschrift angegehenenSpurenelemente zugegebenwerden. Sie sind also eineVoraussetzurng für dieWirksamkei.t des Verfahrens. Daß es möglich ist, durch derartig geringfügige Zusätze bei Kupfer-Nickel-.#Ialybdän-Stählein mit Sicherheit auch bei langsamster Abkühlung die Bildung von Zwischenstufengefüge zu erreichen, war hisber nicht bekannt. Die in der Zwisehenstufe umgewandelten Stähle besitzen infolge des gleichzeitigen Auftretens von Martensit eine; hohe- Festigkeit bei niedrigem Streckgrenzenverhältnis. Trotz der hohen Festigkeit im Walz- bzw. normaliisierten Zustand lassen sich diese Stähle einwandfrei verschweißen. Dieses ist auf eine bisher unbekannte Tatsache zurückzuführen, die im Gegensatz zu allen bisher bekanntem steht. Stähle der angegebenen Zusammensetzung haben die Eigenschaft, daß bei beschleunigter Abkühlung die Marten:sitbildung unterbleibt und reines auftritt, das sich bei wesentlich höheren Temperaturen als der Martensit bildet. Eine derart rasche Abkühlung findet aber stets innerhalb der Schweißzone statt. Es ist aber- bekannt, daß gerade der Martensit die Schweißempfindlichkeit und die Neigung zur Rißbildung außerordentlich erhöht. Die Unterbindung vom. Martensitbildung in der Schweißzone ist die Ursache, da,ß bei diesen Stählen trotz der hohen Festigkeit keine Schwierigkeiten beim Schweißen auftreten. Die zur Herstellung geschweißter - Konstruktionselemente dienenden Stähle von der (im Hauptanspruch) angegebenen Zusammensetzung müssen nach Luftabkühlung aus der Walzhitze oder nach der noTmalisierenden Glühung sowie gegebenenfalls der daran anschließenden Schweißung noch einer Stabilglühung unterwarfen werden. Durch die Stabilglühung wird der Martensitanteil in dem im übrigen überwiegend aus Zwischenstufe hestehendenGefüge zum Zerfall gebracht, und. es bilden sich, ähnlich Nvie beiimAn:laisSen ölvergüteter Stähle, feinste Karbideinlagerungen. Die Festigkeit, die im Wälzzustand bz.w. nach Normalglühung bei 8o bis 9o kg/mm2 liegt, sinkt hierbei auf 6o bis 7o kg/mrn2 ab, während die Streckgrenze in unveränderter Höhe erhalten bleibt.In contrast, the method described in the P.atentsahri.ft makes it possible., to achieve strength properties without reducing any toughness properties, which fully correspond to those of oil-quenched and tempered alloyed steels. It also has the Advantage that the weldability is not impaired in any way and with the Copper-nickel steels is fully preserved. The misery is that by Addition of molybdenum and trace elements, even with slow furnace cooling, which: Formation of a miscible lie, consisting of an intermediate stage with martensite inclusions, is achieved. This. but is only possible if the trace elements addressed in the patent be admitted. They are therefore a prerequisite for the effectiveness of the procedure. That it is possible with such minor additions to copper-nickel -. # Ialybden-steels Certainly the formation of an intermediate structure even with the slowest cooling to achieve was not known until now. The steels transformed in the intermediate stage have due to the simultaneous occurrence of martensite a; high-strength with a low yield strength ratio. Despite the high strength in the rolling or In a normalized state, these steels can be perfectly welded. This is due to a previously unknown fact that is contrary to all previously known. Steels of the specified composition have the property that with accelerated cooling the marten: silt formation does not occur and pure occurs, which forms at significantly higher temperatures than martensite. One of those however, rapid cooling always takes place within the welding zone. But it is- known that it is martensite that increases the sensitivity to sweat and the tendency to Cracking increased extremely. The ligation of. Martensite formation in the The weld zone is the cause of these steels despite their high strength no welding difficulties arise. The one used to manufacture welded - Structural elements serving steels of the (in the main claim) specified Composition must be after air cooling from the rolling heat or after the noTmalizing Annealing and, if necessary, the subsequent welding or stabilizing annealing to be subjugated. As a result of the stabilization, the proportion of martensite in the rest of the predominantly from an intermediate stage brought to disintegration, and. make it up Similar to Nvie at imAn: there are oil-quenched and tempered steels, the finest carbide deposits. The strength that is in the rolling condition or. after normal annealing at 8o to 9o kg / mm2 falls to 6o to 7o kg / mrn2, while the yield point remains unchanged Height is maintained.

In Verbindung mit der schon bekannten Wirkung der Kupferteilchen wird noch eine zu,sätzlicheGleithemmung durch die Karbidteilchen hervorgerufen. Infolgedassen werden hinsichtlich der Streckgrenze und des Streckgrenzenverhältnisses sowie der Zähigkeitseigenschaften sowohl bei Raum- wie auch bei erhöhter Temperatur Werte erzielt, wie sie bisher nur durchÖlvergütung zu erreichen waren. Die Ölvergütung kann bei Schweißkonstruktionen schon wegen das Verzugs und aus dem Grunde nicht durchgeführt werden, weil die für alleNergütungsstähle erforderliche Legierungshöhe ein Schweißen erschwert bzw. unmöglich macht. Alle- bisher bekannten Vergütungsstähle führen infolge der raschen Abkühlung der Schweißzone zur Martensitbildung. In der Patentschrift sind zum erstenmal hochfeste Stähle angegeben, die bei der raschen Abkühlung in der Schweißzone keinen oder nur geringe Mengen Martensit bilden und daher eine vorzügliche Scb:weißbarkeit .aufweisen. Die geschweißtenKonstruktionselemente brauchen keinerlei Abschreckhehandlung unterworfen zu werden. da bei Luftabkühlung, d. h. bei geringer Abkühlungsgeschnvindiglzeit, selbst wenn man auf Temperaturen unterhalb aoo° abkühlt, fast au:sschIießlich Zwi,schenstufengefüge auftritt, dessen Zerfalls: produkte die Voraussetzung für ein hohes Streckgrenzenverhältnis und für die Bildung eines Vergütungsgefüges. sind, das im Gegensatz zur Aus-. scheidungshärtung vorzügliche Zähigkeitseigenschaften gewährleistet.In connection with the already known effect of the copper particles an additional anti-slip effect caused by the carbide particles. As a result are with regard to the yield point and the yield point ratio as well as the Toughness properties both at room and at elevated temperature values achieved in a way that was previously only possible through oil compensation. The oil compensation can not with welded constructions because of the warpage and the reason because the alloy height required for all heat-treated steels makes welding difficult or impossible. All previously known quenched and tempered steels lead to martensite formation due to the rapid cooling of the welding zone. In the Patent specification are given for the first time high-strength steels, the rapid Cooling in the welding zone does not form any or only small amounts of martensite and therefore excellent whitenability. The welded structural elements do not need to be subjected to any act of deterrence. because with air cooling, d. H. with low cooling speed, even if you are on temperatures cools below aoo °, almost exclusively Intermediate structure occurs whose decay: products are the prerequisite for a high yield strength ratio and for the formation of a remuneration structure. are, in contrast to Aus. divorce hardening excellent toughness properties guaranteed.

Von den bekannten Hochbaustählen mit etwa o,1 bis 0,2% Kohlenstoff, o,25 bis 0,5% Chrom und 0,5 bis i,5 % Kupfer bzw. o,io bis. o,25 % Kohlenstoff, 0,7o bis i,5 % Mangan, 0,35 bis 1,5 % Kupfer, o,io bis i0/0 Molybdän unterscheiden sich die erfindungsgemäß zu benutzenden Stähle vor allem durch die Anwesenheit der Spurenelemente, die aber im Zusammenhang mit der erfindungsgemäß vorzunehmenden Wärmebehandlung, die bei den bekannten Baustählen ebenfalls nicht angewendet wird, erst zu der gewünschten Wirkung führen. Außerdem sind solche Stähle bekanntlich nicht schweißunempfindlich. Das trifft ebenfalls zu für Baustähle der .zuletzt genannten Zusammensetzung, die nach einem anderen bekannten Vorschlag nach denn Walzen oder Schmieden abgekühlt und auf Temperaturen bis. 700° erwärmt und wieder abgekühlt werden sollen, um durch die zuletzt genannte Erwärmung das Streckgren:zenverhältrnis dieser Stähle zu verbessern.Of the known structural steels with about 0.1 to 0.2% carbon, 0.25 to 0.5% chromium and 0.5 to 1.5% copper or 0.1 to. o, 25% carbon, 0.7 to 1.5% manganese, 0.35 to 1.5% copper, 0.1 to 10/0 molybdenum The steels to be used according to the invention are mainly due to the presence of the Trace elements, but those to be carried out in connection with the invention Heat treatment, which is also not used in the known structural steels, first lead to the desired effect. Such steels are also known not insensitive to sweat. This also applies to structural steels of the last named Composition which, according to another known proposal, for rolling or Forging cooled and down to temperatures. 700 ° heated and cooled down again should be in order to reduce the yield strength by the last-mentioned warming to improve these steels.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for achieving high yield strength and a high yield strength ratio in steels, characterized in that stalls contain about 0.1 to 0.6% carbon, 0.4 to 1.5% manganese, 0.3 to 1.5% copper , 0.2 to 0.6% silicon, 0.15 to 0.5% molybdenum, effective traces of up to about 0.06% of the elements niobium, tantalum, zirconium, boron, titanium, and optionally. 0.3 to 1.5% nickel, possibly up to 0.30 / 0 chromium, the remainder iron with the usual admixtures of normalization temperatures or corresponding end temperatures, avoiding quenching with a cooling rate of about 25 ° / min to about 2 ° / min, e.g. B. in air, preferably cooled down to a temperature below about 20o ° and then reheated and stabilized to a temperature suitable for stabilizing annealing (from about 60o to 675 '), the duration of the steel annealing being so long the lower the stabilizing temperature is.

2. The application of the procedure. according to claim i on steels of the claim i mentioned composition, in which, however, the content of strong carbide formers is increased to more than 0.06% to about 0.3%.

3. The application of the method according to claim i, optionally. with the stipulation contained in claim 2 on steel objects for which steels of the corresponding strength level previously tempered by quenching and tempering were used, e.g. B. Pressure pipes, in particular special turbine pipes, machine parts, axles, shafts, gears, drill pipes and Bohrges.stänge, especially parts to be welded from the steels mentioned in the claims with carbon contents of 0.1 to 0.250 / 0. Cited publications: German patent specifications No. 6o6 935, 6o8 i82, 631 984, 700 0 27, 651 165, 730 622.