DEP0012768DA - Verbesserung des Streckgrenzenverhältnisses bei unver- güteten hochfesten Bau-und Kesselstählen. - Google Patents

Description

Bheinisehe Höhrenwerke A.G*

Mülheim-Ruhr. 27» September 1948,

Verfahren zur Erhöhung der Streckgrenze und zur Verbesserung des Streckgrenzenverhältnisses in hochfesten Bau- und Kesselstählen*

Die bekannten Hochbaustähle und Kesselstähle, z_eB* die Stähle nach Art des St 48 oder St 52 oder auch entsprechende Stähle mit noch höherer Festigkeit, die im Walz-oder normalisiertem Zustande verwendet werden, haben die von ihnen verlangten lestigkeitseigenschaften dem Gehalt an festigkeitssteigernden "Elementen zu verdanken, wie Mangan, Silizium, Chrom, Kupfer Molybdän, Vanadin u* dgl«, wobei der Kohlenstoffgehalt im allge« meinen eine obere Grenze bei etwa 0,2$ hat« Die Auswahl und der Anteil dieser Elemente ist sowohl von technischen, als auch von wirtschaftlichen Gesichtspunkten abhängig» So spielt z»B· neben der Eigenschaft eines legierungselementes die Streckgrenze bzw· Festigkeit zu erhöhen, auch der Einfluß des betreffenden Elementes auf die übrigen Eigenschaften,' wie Zähigkeit, Schweißverhalten, aber auch der Preis einiger technisch wertvoller Elemente eine gewichtige Rolle_β So hat z,B_c der Preis für Vanadin und ähnliche hoohwertige Legierungselemente, auch wenn der Gehalt des Hochbaustahles an ihnen nur wenige Zehntel Prozent beträgt, einen erheblich verteuernden Einfluß auf derartige Massenstähle*

Erfindungsgemäß ist es nun gelungen, Stähle mit besonders günstigen Eigenschaften zur Verfügung zu stellen, in denen aber trotzdem solche teu«ren und hochwertigen Elemente keinen grösseren Anteil als Spuren zu bilden brauchen*

So hat es sich z#B_e herausgestellt, daß Stähle, denen bei der Erschmelzung Tantal-Mob in solchen Mengen zugesetzt worden ist, daß der Gehalt an Tantal-Biob im fertigen Stahl nur 0,02$ beträgt, ein Streckgrenzenverhältnis von mindestens 70$ besitzen*

Die Zusammensetzung des Stahles war beispielsweise: 0,18 $ C," 0,92 $ Mn, 0,43$ Si, 0,013$ Ta Nb, 0,18 $ Cr, C ,17 $

Das Tantal-liob war in Form von Tantal-liob-haltigem Schrott zu der 60 t-Oharge zugesetzt/ worden. Dieser Schrott bestand aus Tantal-Mob-fefcaltüJem rostfreiem Stahl« Die in den Stahl gelangenden geringen Mengen an Gr und Hi üben bekanntlich in normalisiertem Zustand keinerlei Wirkung auf die Festigkeitseigenschaften aus,

Die Festigkeitswerte waren folgende :

Festigkeit % 56,4 kg/mm/ Streckgrenze 41,8 kg/mm, Bruchdehnung (Ji= 5 d) 28$ ,

Kerbschlagzähigkeit 22,2 mkg/cm , (VGB - Probe}

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Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Verbesserung des Streckgjejazenye,rhältnisses infolge Erhöhung

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der Streckgrenze'Ve»- Stählen entsprechend St 48, St 52 oder ahn—

liehen Stählen höhere Festigkeit ( bis etwa 70 kg/mm ), die einen Kohlenstoffgehalt von etwa 0,12 bis 0,20 ^ besitzen,· ίo-> die Verbesserung de'r Streckgrenze/durch Zugabe von Tantal-Niob in solchen MengenferfolgtjjdaB im fertigen Stahl ein Tantal—Niob-Gehalt von Spuren bis höchstens 0,06 $> vorliegt,

Anzeichen sprechen dafür, daß es ©ich hier um die Wirkung von fein verteilten Tantal-Niob-Sitriden handelt«

Die Erfindung hat besondere Bedeutung für solche Stähle, die für geschweißte Bauteile verwendet werden* Die Festigkeitseigenschaften -sind, wie das obige Beispiel zeigt, denen eines vergüteten Stahles gleichzuachten» Bei Vergütungsstählen hat aber das Schweissen nach der Vergütungsbehandlung zur Folge, daß die durch das Vergüten erzielte Verbesserung der lestigkeitseigenschaften wieder rückgängig gemacht wird. Bei großen Bauteilen, z.B₀ Brücken, Waggons, Schiffen u.dgl., ist es aber unmöglich, eine Vergütung ^Härten und Anlassen ) nach dem Zusammenbau der Einzelteile durchzuführen* Ss ist daher von größter Bedeutung, daß erfindungsgemäß Stähle zur Verfugung stehen, die ohne Vergütung entsprechend hochwertige Eigenschaften besitzen,

sich gut schweissen lassen und dabei doch frei sind von nennenswerten Anteilen "besonders teuier Legierungselemente* Die Hinzufügung von Spuren solcher älemente hat ausserdem den erheblichen Vorteil, daß die kritische Abkühlungsgeschwin-· digkeit der Stähle nicht vermindert wird, so daß durch den Zusatz ter Elemente keinerlei Schweißempfindlichkeit hervorgerufen wird. Ton besonderer Bedeutung sind diese Stähle auch für den Kesselbau, weil das hohe Streckgrenzenverhältnis auch bei höheren Temperaturen bestehen bleibt, so daß durch die Wirkung von Spuren von Tantal-liob bereits eine beträchtliche Steigerung der Warmfestigkeitseigenschaften erreicht wird.

Man ist infolge des hohen Streckgrenzen- bzw. Warm— Streckgrenzenverhältnisses im Walz- bzw, normalgeglühtem Zustand, sowie der besonders guten Schweißeigenschaften der Stähle nunmehr in der Lage, verhältnismässig dünnwandige geschweißte Kesseltrommeln herzustellen, die mit den bisherigen vergüteten nahtlosen Trommeln in Yi/ettbewerb treten können* Das bedeutet einen bisher für unmöglich gehaltenen Fort sehritt auf diesem Gebiet*

An einem Beispiel soll die erfindungsgemäß eintretende Wirkung erläutert werden :

Die nachstehend genannten Stähle A und B wurden mit praktisch übereinstimmender Zusammensetzung erschmolzen, der Stahl B jedoch zusätzlich mit Tantal-Niob behandelt. JJie Festigkeitseigenschaften wurden an normalisierten 30 mm-Blechen ermittelt»

Stahl: G Mn Si Gr Ii Ta/Nb A 0,19 1° 0,93 1° 0,43# 0,22?£ 0,20 $ B 0,20 f> 1,0· i> o,44$ 0,24?* 0,1 fo 0,013$ Festifikeitseigensohaften bei Haumtemperatur ; ,

Stahl A Stahl B Zugfestigkeit 53,6 57,5

Streckgrenze 32,9 41,1 kg/mm

Streckgrenzenverhältnis 60 71 »5 $

Dehnung (so- 5d ) 24,6 20,4 $

Stahl A	Stahl	B
19,8	24,4	kg/mm
52,3	53,5	kg/mm
38	46
37	42	*

Festigkeitseigenschaften bei 350

Warmstreckgrenze Warmfestigkeit

Warmstreckgrenze Warmfestigkeit

Warmstreckgrenze Zugfestigkeit

Besonders vorteilhaft ist es, erfindungsgemäß Tantal-Mob in den bekannten für geschweißte Gegenstände schon bisher bevorzugten Kupfer—Hickeiidrtählen, z.B, etwa folgende Zusammensetzung» vorzusehen :

0,10 IaIs. 0,30 G, 0,6 feie· 0,8$ Mn, 0,8 bis ifo Cu, 1,2 bIL

1,5 Hi.

Claims (1)

1. Patentanspruch«,

   Verfahren zur Verbesserung des Streckgrerizenverhältnisses infolge Erhöhung der Streckgrenze bzw* Warmstreckgrenze -ear unvergüteten^tählen entsprechend St 48, St 52 oder ähnlichen Stählen hSheTepe- Festigkeit, die einen Kohlenstoffgehalt von etwa 0,12 bis etwa 0,20$ besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stahl Tantal-Mob in solchen Mengen zugesetzt wird, daß im fertigen Stahl ein Tantal-Nipb-G-e.halt von wirksamen Gehalten bis höchstens 0»o6 °ß> vorliegt*