EP1152065A2 - Verfahren zur Herstellung höherfester nichtrostender austenitischer Stähle - Google Patents
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- C21D8/08—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires for concrete reinforcement
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- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
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- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0093—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for screws; for bolts
Definitions
- the invention relates to the production of stainless steels austenitic class, which in a wide range of products as rods, wires, Pipes, sheets, strips or forgings can be produced.
- the intended properties such as higher yield strengths and tensile strength with good toughness properties, namely elongation at break and constriction and Impact work should be done by thermomechanical treatment from the forming heat, can be achieved without further heat treatment.
- the strength properties can be reduced naturally also by cold forming (drawing, cold rolling, stretching) after the Increase hot rolling followed by solution annealing and quenching.
- the object of the invention is to provide high-strength stainless austenitic steels to produce the one compared to the classic delivery condition AS (solution annealed) significantly higher yield strength and tensile strength with good toughness properties exhibit.
- the inventor's own large-scale examination of various dimensions of standard austenitic steels in the case of technical batches not rolled in a controlled manner determined strongly fluctuating strength and toughness properties in the rolled state, with the smaller cross-sections ( ⁇ 16 mm) in particular the significantly increased strength properties R p0.2 and R m compared to the larger cross sections (16 - 60 mm).
- the toughness properties (elongation at break ⁇ 30%) were slightly reduced. These increases in strength apparently result from only partially or not recrystallized grain, which is also significantly finer than after solution annealing.
- TMB temperature-controlled rolling
- AS standard delivery condition
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Abstract
Description
In den letzten Jahrzehnten wurde versucht, durch Stickstoffzugabe die Festigkeitseigenschaften anzuheben.
Trotzdem liegen die Festigkeitseigenschaften noch weit unter denen der nichtrostenden martensitischen oder austenitisch-ferritischen Stähle.
Bei 900°C und mehr konnten keine erhöhten Werte gefunden werden, sie lagen in der Größenordnung lösungsgeglühter Proben.
Diese Festigkeitserhöhungen resultieren offenbar aus nur teilweise bzw. nicht rekristallisiertem Korn, das zudem deutlich feiner als nach Lösungsglühen ist.
- Festigkeitseigenschaften (0,2% - 1% Dehngrenze Rp0,2/Rp1,0
und Zugfestigkeit Rm)
sowie die - Zähigkeitseigenschaften (Bruchdehnung A5
und Schlagarbeit Av bei +20°C
sowie Schlagarbeit Av bei -40°C)
- Fig. 1
- Festigkeitseigenschaften (Rp0,2 und Rm) des Stahles 1.4301 (X5CrNi18-10) in Abhängigkeit von der Walztemperatur bzw. Wärmebehandlung
- Fig. 2
- Zähigkeitseigenschaften (A und Z) des Stahles 1.4301 (X5CrNi18-10) in Abhängigkeit von der Walztemperatur bzw. Wärmebehandlung und
- Fig. 3
- Zähigkeitseigenschaften (Av bei 20°C und -40°C) des Stahles 1.4301 (X5CrNi18-10) in Abhängigkeit von der Walztemperatur bzw. Wärmebehandlung
So wurden beim Stahl 1.4301 bei einer Walztemperatur von 900°C 0,2% Dehngrenzen von > 650 N/mm2 und Zugfestigkeiten von 850 N/mm2 gefunden, bei einer Bruchdehnung von 30% und Schlagarbeiten Av20°C von ≥ 200 J und Av-40°C von ≥ 180 J.
Beim thermomechanischen Walzen muß darauf geachtet werden, daß nur vollaustenitische Chargen (ohne δ-Ferrit) zum Einsatz kommen, da dieser im Temperaturbereich ≤ 1000°C in σ - Phase zerfallen kann, was die Korrosionsbeständigkeit und Zähigkeit deutlich verringern kann.
EN 10088-3 | EN 10080 | Ist (TMB) | |
Dehngrenze Rp0,2(N/mm2) | ≥ 190 | ≥ 500 | 350 - 900 |
Zugfestigkeit Rm(N/mm2) | 500 - 700 | > 540 | 700 - 950 |
Bruchdehnung A (%) | ≥ 45 | ≥ 5 | 40 - 20 |
Brucheinschnürung Z (%) | - | - | 70 - 60 |
Schlagarbeit RT Av(J) | ≥ 100 | - | 270 - 170 |
Schlagarbeit -40°C Av(J) | - | (≥40) | 250 - 150 |
Claims (7)
- Verfahren zur Herstellung höherfester austenitischer Stähle, insbesondere nichtrostender austenitischer Stähle bekannter chemischer Zusammensetzung, z.B. nach DIN EN 10088 T 1 - 3, 1995, Nichtrostende Stähle,
mit gegenüber dem klassischen Lieferzustand AS (lösungsgeglüht) deutlich erhöhter Dehngrenze und Zugfestigkeit bei guten Zähigkeitseigenschaften,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stähle bei Umformtemperaturen unter der Lösungsglühtemperatur ( 1000 - 1100°C ) gewalzt oder geschmiedet werden und durch schnelle Abkühlung an Luft und/oder Wasser ein sehr feines, in der Regel nicht rekristallisiertes Gefüge entsteht. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stähle in Abhängigkeit von der Endtemperatur bei Warmumformung und dem Querschnitt 0,2%-Dehngrenzen von 300 - 800 N/mm2 und Zugfestigkeiten von 600 - 1000 N/mm2 bei Bruchdehnungen von 40 - 20% und Schlagarbeiten von ≥ 150 J bei Raumtemperatur sowie ≥ 100 J bei tiefen Temperaturen aufweisen. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stähle bevorzugt aus vollaustenitischen Chargen, ohne Anteile von δ-Ferrit, hergestellt werden und dadurch gleiche oder nur geringfügig veränderte Korrosionsbeständigkeit aufweisen. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die nach diesem Verfahren hergestellten höherfesten austenitischen Stähle keiner nachträglichen Wärmebehandlung (Lösungsglühen) unterzogen werden, da dann die bestimmungsgemäßen Eigenschaften verloren gehen. - Verfahren nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die nach diesem Verfahren hergestellten höherfesten austenitischen Stähle aufgrund ihrer höheren Festigkeitseigenschaften für den Leichtbau Verwendung finden und Gewicht und Kosten eingespart werden können. - Verfahren nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die nach diesem Verfahren hergestellten höherfesten austenitischen Stähle aufgrund ihrer höheren Festigkeitseigenschaften mit Rp0,2 ≥ 500 N/mm2 auch als nichtrostender, austenitischer Betonstahl - hergestellt ohne Kaltumformung - Anwendung finden. - Verfahren nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die nach diesem Verfahren hergestellten höherfesten austenitischen Stähle aufgrund ihrer höheren Festigkeitseigenschaften als höherfestes Vormaterial für weitere Kaltumformung Verwendung finden und dadurch ein Teil der Prozeßschritte u.a. bei der Herstellung nichtrostender Federn, Schrauben, Muttern etc. eingespart wird.
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