EP2773784B1 - Kostenreduzierter stahl für die wasserstofftechnik mit hoher beständigkeit gegen wasserstoffinduzierte versprödung - Google Patents

Kostenreduzierter stahl für die wasserstofftechnik mit hoher beständigkeit gegen wasserstoffinduzierte versprödung Download PDF

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EP2773784B1
EP2773784B1 EP12794656.4A EP12794656A EP2773784B1 EP 2773784 B1 EP2773784 B1 EP 2773784B1 EP 12794656 A EP12794656 A EP 12794656A EP 2773784 B1 EP2773784 B1 EP 2773784B1
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steel
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Wolfgang Leistner
Werner Theisen
Sebastian Weber
Thorsten Michler
Mauro Martin
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron

Definitions

  • the invention relates to the use of a corrosion-resistant, hot and cold-formable and weldable steel with high resistance to hydrogen-induced embrittlement in the entire temperature range (-253 to at least + 100 ° C), in particular between -100 ° C and room temperature (+ 25 ° C). for hydrogen technology in motor vehicles.
  • the proposed steel is suitable for all hydrogen-contacting metallic components such as hydrogen tanks, liners, bosses, valves, pipes, springs, heat exchangers, fittings or bellows.
  • US 2008/0292489 A1 is a corrosion resistant, austenitic steel with 8 to 15 mass% nickel and up to 3 mass% molybdenum known, which is characterized by a high creep strength at high temperatures of 650 to 800 ° C and is suitable for power plants to their emission levels and Improve efficiency.
  • the object of the invention is therefore to provide a cost-effective steel for hydrogen technology in motor vehicles, which is resistant to hydrogen-induced embrittlement throughout the temperature range, in particular in the range of maximum hydrogen embrittlement between room temperature and - 100 ° C, no pronounced ductile-brittle transition at low temperatures , Has corrosion resistance and can be hot and cold formed and welded.
  • the steel according to the invention can therefore be produced with or without boron.
  • the lower limit of the content of silicon is generally 0.05 mass% and that of copper is 0.05 mass%.
  • micro-alloying elements in particular, (a) yttrium, scandium, lanthanum, cerium and (b) zirconium and hafnium are relevant.
  • the steel may have an yttrium content of 0.01 to 0.2, in particular to 0.10 mass%, wherein yttrium wholly or partly by 0.01 to 0.2, in particular to 0.10 mass% of one of Elements: scandium, lanthanum or cerium may be substituted.
  • hafnium and zirconium content is in each case preferably from 0.01 to 0.2, in particular up to 0.10 mass%, with hafnium or zirconium being wholly or partly from 0.01 to 0.2, in particular up to 0.10 mass -% may be replaced by titanium.
  • the melting-related steel accompanying elements comprise conventional production-related elements (eg sulfur and phosphorus) as well as other elements which are not deliberately alloyed.
  • the phosphorus content is preferably ⁇ 0.05 mass%, the sulfur content ⁇ 0.4 mass%, in particular ⁇ 0.04 mass%.
  • the content of all steel accompanying elements due to melting is at most 0.3 mass% per element.
  • the reduction of the molybdenum content to at most 1.0% by mass, preferably at most 0.4% by mass, in particular the complete elimination of Molybdenum as an alloying element can drastically lower the alloying cost of the steel.
  • the steel Despite the reduction of the nickel content and lack of molybdenum (ie without molybdenum additive), the steel has very good mechanical properties in a hydrogen atmosphere over the entire temperature range from -253 ° C to at least + 100 ° C and pressure range from 0.1 to 100 MPa.
  • RRA relative reduction of area
  • the corresponding relative tensile strength R_Rm, relative yield strength R_Rp0.2 and the relative elongation at break R_A5 are at least 90%.
  • the steel has a very good weldability, no pronounced ductile-brittle transition at low temperatures, high corrosion resistance and a very good hot and cold workability.
  • the steel can be solution annealed (AT). It can also be cold formed, in particular cold drawn or cold rolled used.
  • the steel may be a stable austenitic steel with an austenite content of at least 90 mass%.
  • the steel may also be formed as austenitic-ferritic steel (duplex steel).
  • the ⁇ -ferrite content can be 10-90, in particular 10-60, percent by volume. Remarkably, even with a high ⁇ -ferrite content, a very high hydrogen resistance is present.
  • the ⁇ -ferrite content of the steel is 15-35% by volume.
  • the yield strength Rp0.2 at -50 ° C in a hydrogen atmosphere of 40 MPa is more than 500 MPa.
  • the steel has a high resistance to hydrogen embrittlement in the entire temperature range from -253 ° C to at least + 100 ° C and pressure range from 0.1 to 100 MPa.
  • the steel with austenitic-ferritic structure thus represents a low-cost, high-strength hydrogen-resistant material for hydrogen technology in motor vehicles and is therefore very well suited especially for springs.
  • the steel can be used for devices and components of systems for generating, storing, distributing and using hydrogen, especially when the devices come into contact with hydrogen. This is especially true for piping, control devices, valves and other shut-off devices, containers, heat exchangers, bosses and liners, fittings, pressure sensors, etc., including parts of these devices, such as e.g. Feathers and bellows.
  • the remainder of the iron and steel elements accompanying the fusion have a stable austenitic structure.
  • the ⁇ -ferrite content of the steel is less than 10 percent by volume.
  • the yield strength Rp0.2 at -50 ° C in a hydrogen atmosphere of 40 MPa is 250 to 300 MPa.
  • This steel is therefore characterized by a very high austenite stability.
  • the steel with stable austenitic structure thus represents a cost-effective hydrogen-resistant material for hydrogen technology in motor vehicles.
  • the steel can be used in particular for devices and components of systems for generating, storing, distributing and using hydrogen, in particular when the devices or components come into contact with hydrogen. This is especially true for piping, control devices, valves and other shut-off devices, containers, heat exchangers, bosses and liners, fittings, pressure sensors, etc., including parts of these devices, such as e.g. Feathers and bellows.
  • a (high) pressure vessel a cryogenic (high) pressure vessel, or a liquid hydrogen tank can be used from the steel according to the invention for hydrogen storage.
  • the steel is also suitable for applications which have to have a high yield strength in the solution-annealed state (steel A) or require excellent cold workability or austenite stability, in particular after cold forming (steel B).
  • the following table shows, for example, the compositions of steels used according to the invention.
  • the amounts of each element in the steel are expressed as mass% fractions.
  • the actual values are given for steels Nos. 1 to 7 and the nominal values for steels Nos. 8 to 10.
  • the steels Nos. 1 to 10 are very cost-effective. This applies in particular to steels Nos. 8 and 9 with only 6% by mass of nickel.
  • All steels have high strength in a hydrogen atmosphere.
  • AT solution-annealed condition
  • the steels have a low RRA of at least at most 83% (steel no. 1) and in steel no. 7 even only 99%.
  • the steel No. 6 has a high tensile strength (Rm) and elongation at break (A5) in a hydrogen atmosphere at 40 MPa by the addition of 200 ppm of boron. Since there is no formula for the calculation of the ⁇ -ferrite content, which includes the boron content, boron could not be taken into account in the calculation of the ⁇ -ferrite content of steel No. 6.
  • the high yield strength Rp0.2 of the steels in the hydrogen atmosphere in both helium and hydrogen is to be emphasized, in particular the austenitic-ferritic duplex steels Nos. 5 and 7 with a ⁇ -ferrite content of 27 and 23 mass, respectively -%.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines korrosionsbeständigen, warm- und kaltumformbaren und schweißbaren Stahl mit hoher Beständigkeit gegen wasserstoffinduzierte Versprödung im gesamten Temperaturbereich (-253 bis mindestens + 100°C)insbesondere zwischen -100°C und Raumtemperatur (+25°C) für die Wasserstofftechnik in Kraftfahrzeugen. Der vorgeschlagene Stahl ist für alle mit Wasserstoff in Kontakt stehenden metallischen Bauteile geeignet, wie zum Beispiel Wasserstofftanks, Liner, Boss, Ventile, Leitungen, Federn, Wärmetauscher, Fittings oder Faltenbälge.
  • Aus US 2008/0292489 A1 ist ein korrosionsbeständiger, austenitischer Stahl mit 8 bis 15 Masse-% Nickel und bis zu 3 Masse-% Molybdän bekannt, der sich durch eine hohe Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen von 650 bis 800°C auszeichnet und für Kraftwerke geeignet ist, um deren Emissionswerte und Wirkungsgrad zu verbessern.
  • Stahl, der über längere Zeit einer mechanischen Belastung in Wasserstoffatmosphäre ausgesetzt ist, unterliegt der Wasserstoffversprödung. Eine Ausnahme bilden nichtrostende austenitische Edelstähle mit hohem Nickelgehalt wie der Werkstoff 1.4435, X2CrNiMo18-14-3. Ein Nickelgehalt von mindestens 12,5 Masse-% wird bei diesen austenitischen Stählen als notwendig erachtet, um eine ausreichende Beständigkeit gegen Wasserstoffversprödung im gesamten Temperatur- (-253 bis mindestens + 100°C) und Druckbereich (0,1 bis 87,5100 MPa) zu erzielen. Nickel ist jedoch, wie auch Molybdän, ein sehr teures Legierungselement, so dass vor allem für eine Massenfertigung z.B. von Tankkomponenten im Kfz-Bereich kostengünstige wasserstoffbeständige Stähle fehlen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen kostengünstigen Stahl für die Wasserstofftechnik in Kraftfahrzeugen bereitzustellen, der gegen wasserstoffinduzierte Versprödung im gesamten Temperaturbereich insbesondere im Bereich der maximalen Wasserstoffversprödung zwischen Raumtemperatur und - 100°C resistent ist, keinen ausgeprägten duktil-spröde Übergang bei tiefen Temperaturen aufweist, Korrosionsbeständigkeit aufweist und sich gut warm- und kaltumformen sowie schweißen lässt.
  • Dies wird erfindungsgemäß mit einem Stahl folgender Zusammensetzung erreicht:
    • 0,01-0,4 Masse-%, vorzugsweise ≤ 0,20 Masse-%, bevorzugt mindestens 0,02 Masse-% und insbesondere 0,06-0,16 Masse-% Kohlenstoff,
    • ≤3,0 Masse-%, insbesondere 0,05-0,8 Masse-% Silizium,
    • 4-20, insbesondere 6-15 Masse-% Mangan,
    • 10,5-30 Masse-%, vorzugsweise 10,5-23 Masse-%, insbesondere höchstens 20 Masse-% Chrom,
    • 4-12,5 Masse-%, vorzugsweise 5-10 Masse-%, insbesondere höchstens 9 Masse-% Nickel,
    • 1,0 Masse-%, insbesondere ≤ 0,40 Masse-% Molybdän,
    • ≤ 0,20 Masse-%, insbesondere ≤ 0,08 Masse-% Stickstoff,
    • 1,5-6,0 Masse-% Aluminium,
    • ≤ 4 Masse-% Kupfer, insbesondere 0,3-3,5 Masse-% Kupfer
    • ≤ 0,1 Masse-%, vorzugsweise maximal 0,05 Masse-%, insbesondere maximal 0,03 Masse-% Bor,
    • ≤ 1,0 Masse-%, insbesondere ≤ 0,40 Masse-% Wolfram,
    • ≤ 3,0 Masse-%, insbesondere ≤ 2,0 Masse-% Kobalt,
    • ≤ 0,5 Masse-%, insbesondere ≤ 0,3 Masse-% Tantal,
    • ≤ 2,0 Masse-%, vorzugsweise 0,01-1,5 Masse-% wenigstens eines der Elemente: Niob, Titan, Vanadinum, Hafnium und Zirkon,
    • ≤ 0,3 Masse-%, vorzugsweise 0,01-0,2 Masse-% wenigstens eines der Elemente Yttrium, Scandium, Lanthan, Cer und Neodym,
      Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Stahlbegleitelemente.
  • Der erfindungsgemäße Stahl kann also mit oder ohne Bor hergestellt sein.
  • Die untere Grenze des Gehalts des Silizium liegt im Allgemeinen bei 0,05 Masse-% und die des Kupfers bei 0,05 Masse-%.
  • Von den Mikrolegierungselementen sind insbesondere (a) Yttrium, Scandium, Lanthan, Cer und (b) Zirkon und Hafnium relevant.
  • Der Stahl kann einen Yttrium-Gehalt von 0,01 bis 0,2, insbesondere bis 0,10 Masse-% aufweisen, wobei Yttrium ganz oder teilweise durch 0,01 bis 0,2, insbesondere bis 0,10 Masse-% eines der Elemente: Scandium, Lanthan oder Cer ersetzt sein kann.
  • Der Hafnium- und der Zirkon-Gehalt beträgt jeweils vorzugsweise 0,01 bis 0,2, insbesondere bis 0,10 Masse-%, wobei Hafnium oder Zirkon ganz oder teilweise durch 0,01 bis 0,2, insbesondere bis 0,10 Masse-% durch Titan ersetzt sein kann.
  • Die erschmelzungsbedingten Stahlbegleitelemente umfassen übliche produktionsbedingte Elemente (z.B. Schwefel und Phosphor) sowie weitere nicht gezielt hinzu legierte Elemente.
  • Dabei beträgt vorzugsweise der Phosphorgehalt ≤ 0,05 Masse-%, der Schwefelgehalt ≤ 0,4 Masse-%, insbesondere ≤ 0,04 Masse-%. Der Gehalt aller erschmelzungsbedingten Stahlbegleitelemente beträgt pro Element maximal 0,3 Masse-%.
  • Durch die Herabsetzung des Nickelgehaltes auf höchstens 12,5 Masse-%, insbesondere höchstens 9 Masse-%, die Herabsetzung des Molybdän-Gehaltes auf höchstens 1,0 Masse-%, vorzugsweise höchstens 0,4 Masse-%, insbesondere den völligen Entfall von Molybdän als Legierungselement können die Legierungskosten des Stahls drastisch gesenkt werden.
  • Trotz der Absenkung des Nickelgehaltes und fehlendem Molybdän (also ohne Molybdän-Zusatz) weist der Stahl sehr gute mechanische Eigenschaften in einer Wasserstoffatmosphäre im gesamten Temperaturbereich von -253°C bis mindestens +100°C und Druckbereich von 0,1 bis 100 MPa auf.
  • So weist der Stahl bei einer Prüftemperatur von -50°C und einem Gasdruck von 40 MPa Wasserstoff im Zugversuch bei einer Dehnrate von 5 x 10-5 1/s eine "Relative Reduction of Area" (RRA) oder relative Brucheinschnürung (= Brucheinschnürung Z in Luft, Argon oder Helium geteilt durch die /Brucheinschnürung Z in Wasserstoff x 100%) von mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 90% auf. Die entsprechende relative Zugfestigkeit R_Rm, relative Streckgrenze R_Rp0,2 und die relative Bruchdehnung R_A5 betragen mindestens 90%. Der Stahl besitzt eine sehr gute Schweißbarkeit, keinen ausgeprägten duktil-spröden Übergang bei tiefen Temperaturen, eine hohe Korrosionsbeständigkeit und eine sehr gute Warm- und Kaltumformbarkeit.
  • Der Stahl kann lösungsgeglüht (AT) sein. Er kann auch kaltverformt, insbesondere kaltgezogen oder kaltgewalzt verwendet werden.
  • Der Stahl kann ein stabil austenitischer Stahl mit einem Austenit-Anteil von mindestens 90 Masse-% sein. Der Stahl kann jedoch auch als austenitisch-ferritischer Stahl (Duplex-Stahl) ausgebildet sein. So kann der δ-Ferrit-Anteil beispielsweise 10-90, insbesondere 10-60 Volumen-Prozent betragen. Bemerkenswerterweise liegt auch bei einem hohen δ-FerritGehalt eine sehr hohe Wasserstoffbeständigkeit vor.
  • So weist beispielsweise der Stahl A mit folgender Zusammensetzung (in Masse-%) :
    • 0,06 - 0,16% C
    • 0,05 - 0,3% Si
    • 8 - 12% Mn
    • 13,5 - 17,5% Cr
    • 6 - 9% Ni
    • 2,5 - 4,5% Al
    • 0 - 0,04% B
  • Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Stahlbegleitelemente
    ein austenitisch-ferritisches Gefüge (Duplex-Stahl) auf.
  • Der δ-Ferritgehalt des Stahls beträgt dabei 15 - 35 Volumen-%. Im lösungsgeglühten Zustand (AT) beträgt die Streckgrenze Rp0,2 bei -50°C in einer Wasserstoffatmosphäre von 40 MPa mehr als 500 MPa. Die relative Brucheinschnürung (= Brucheinschnürung Z in Helium geteilt durch die / Brucheinschnürung Z in Wasserstoff x 100%) beträgt dabei zwischen 85 und 100%.
  • Der Stahl weist eine hohe Beständigkeit gegen Wasserstoffversprödung im gesamten Temperaturbereich von - 253°C bis mindestens +100°C und Druckbereich von 0,1 bis 100 MPa auf.
  • Der Stahl mit austenitisch-ferritischem Gefüge stellt damit einen kostengünstigen wasserstoffbeständigen Werkstoff mit hoher Festigkeit für die Wasserstofftechnik in Kraftfahrzeugen dar und ist deshalb insbesondere für Federn sehr gut geeignet.
  • Außerdem kann der Stahl für Vorrichtungen und Bauteile von Systemen zur Erzeugung, Speicherung, Verteilung und Nutzung von Wasserstoff eingesetzt werden, insbesondere wenn die Vorrichtungen bzw. Bauteile mit Wasserstoff in Berührung kommen. Dies gilt insbesondere für Leitungen, Regeleinrichtungen, Ventile und andere Absperrorgane, Behälter, Wärmetauscher, Boss und Liner, Fittings, Drucksensoren usw. einschließlich Teile dieser Einrichtungen, wie z.B. Federn und Faltenbälge.
  • Aufgrund der hohen Streckgrenze Rp0,2 des Stahls kann bei den genannten Bauteilen signifikant Gewicht reduziert werden, wodurch sich der Kraftstoffverbrauch reduziert.
  • Der Stahl B mit folgender Zusammensetzung (in Masse-%):
    • 0,06 - 0,16% C
    • 0,05 - 0,3% Si
    • 8 - 12% Mn
    • 11 - 15% Cr
    • 6 - 9% Ni
    • 1,5 - 3,0% Al
    • 0 - 4% Cu
    • 0 - 0,04% B
  • Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Stahlbegleitelemente weist ein stabil austenitisches Gefüge auf.
  • Der δ-Ferritgehalt des Stahls beträgt dabei weniger als 10 Volumen-Prozent. Im lösungsgeglühten Zustand (AT) beträgt die Streckgrenze Rp0,2 bei -50°C in einer Wasserstoffatmosphäre von 40 MPa 250 bis 300 MPa. Die relative Brucheinschnürung (= Brucheinschnürung Z in Helium / Brucheinschnürung Z in Wasserstoff x 100%) beträgt dabei zwischen 85 und 100%. Beim Kaltumformen dieses Stahl tritt nur eine sehr geringe Umwandlung des Austenits in α'-Martensit von weniger als 5 Volumen-% bei einer Umformung von 75% bei -50°C Umformtemperatur auf. Dieser Stahl zeichnet sich deshalb durch eine sehr hohe Austenitstabilität aus.
  • Der Stahl mit stabil austenitischem Gefüge stellt damit einen kostengünstigen wasserstoffbeständigen Werkstoff für die Wasserstofftechnik in Kraftfahrzeugen dar.
  • Der Stahl kann insbesondere für Vorrichtungen und Bauteile von Systemen zur Erzeugung, Speicherung, Verteilung und Nutzung von Wasserstoff eingesetzt werden, insbesondere wenn die Vorrichtungen bzw. Bauteile mit Wasserstoff in Berührung kommen. Dies gilt insbesondere für Leitungen, Regeleinrichtungen, Ventile und andere Absperrorgane, Behälter, Wärmetauscher, Boss und Liner, Fittings, Drucksensoren usw. einschließlich Teile dieser Einrichtungen, wie z.B. Federn und Faltenbälge.
  • Dabei kann zur Wasserstoffspeicherung ein (Hoch-)Druckbehälter, ein Kryo-(Hoch-)Druck-Behälter, oder ein Flüssigwasserstoffbehälter aus dem erfindungsgemäßen Stahl eingesetzt werden.
  • Darüber hinaus eignet sich der Stahl auch für Anwendungen, die im lösungsgeglühten Zustand eine hohe Streckgrenze aufweisen müssen (Stahl A) oder eine hervorragende Kaltumformbarkeit oder Austenitstabilität insbesondere nach einer Kaltumformung benötigen (Stahl B).
  • In der nachstehenden Tabelle sind beispielsweise die Zusammensetzungen von erfindungsgemäß verwendeten Stählen wiedergegeben. Die Mengen eines jeden Elements in dem Stahl sind als Masse-%-Anteile ausgedrückt. Für die Stähle Nr. 1 bis 7 sind die Ist-Werte angegeben und für die Stähle Nr. 8 bis 10 die Soll-Werte.
    Stahl Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3 Nr. 4 Nr. 5 Nr. 6 Nr. 7 Nr. 8 Nr. 9 Nr. 10
    C 0,076 0,076 0,09 0,11 0,13 0,10 0,10 0,12 0,12 0,12
    Si 0,05 0,06 0,17 0,07 0,1 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
    Mn 9,8 9,4 10,0 9,9 10,1 9,7 9,8 10 10 10
    P ≤ 0,030 ≤ 0,030 ≤ 0,030
    S ≤ 0,010 ≤ 0,010 ≤ 0,010
    Cr 12,5 12,6 13,0 12,9 14,2 12,6 16,5 13 17 17
    Ni 7,8 7,9 7,7 8,0 7,7 7,8 7,7 6 6 8
    Mo - - - -
    N - - - -
    Al 2,9 2,7 2,7 2,5 3,9 2,6 2,8 2,5 2,5 1,8-2,0
    Cu - 3 - -
    B 0,02 - - - -
    δ-Ferrit (%) (berechnet aus Analyse) 10 21 6 (ohne B) 18 7 19 8
    δ-Ferrit (%) gemessen mit Ferritscope 0 0 0 0 27 1 23 - - -
    mittlere Korngröße (µm) 39 38 - - -
    Rm (MPa) Luft/H2 (bei-50°C 40 MPa) 656/711 656/713 666/688 663/639 865/808 705/659 855/798 - - -
    Rp0,2 (MPa) Luft/H2 (bei-50°C 40 MPa) 256/276 256/283 303/306 287/287 541/520 282/277 505/515 - - -
    Streckgrenzenverhältnis Luft/H2 (bei-50°C 40 MPa) 0,39/0,39 0,39/0,40 0,45/0,44 0,43/0,45 0,63/0,64 0,40/0,42 0,59/0,64 - - -
    A5 (%) Luft/H2 (bei -50°C 40 MPa) 78/79 78/73 80/70,5 86/72 41/40 75/68 41/40 - - -
    Z (%) Luft/H2 (bei -50°C 40 MPa) 83/69 83/75 83/71 80/73 71/62 79/74 68/67 - - -
    RRA (%) (bei -50°C 40 MPa) 83 90 86 91 87 94 99 - - -
  • Durch den geringen Nickelgehalt von maximal 8 Masse-% und das Fehlen von Molybdän sind die Stähle Nr. 1 bis 10 sehr kostengünstig. Dies gilt insbesondere für die Stähle Nr. 8 und 9 mit lediglich 6 Masse-% Nickel.
  • Sämtliche Stähle besitzen eine hohe Festigkeit in einer Wasserstoffatmosphäre. So weisen im lösungsgeglühten Zustand (AT) die Stähle bei einer Prüftemperatur von -50°C und einem Gasdruck von Wasserstoff von 40 MPa im Zugversuch mit einer Dehnrate von 5 x 10-5 1/s eine geringe relative Brucheinschnürung (RRA) von höchstens mindestens 83 % (Stahl Nr. 1) und beim Stahl Nr. 7 sogar nur von 99% auf.
  • Der Stahl Nr. 6 weist durch den Zusatz von 200 ppm Bor eine hohe Zugfestigkeit (Rm) und Bruchdehnung (A5) in einer Wasserstoffatmosphäre bei 40 MPa auf. Da es für die Berechnung des δ-Ferritgehaltes, die den Borgehalt beinhaltet, keine Formel gibt, konnte Bor bei der Berechnung des δ-Ferritgehaltes des Stahls Nr. 6 nicht berücksichtigt werden.
  • Ferner ist die hohe Streckgrenze Rp0,2 der Stähle in der Wasserstoffatmosphäre sowohl in Helium als auch in Wasserstoff hervorzuheben, insbesondere der Duplex-Stähle mit austenitisch-ferritischem Gefüge Nr. 5 und 7 mit einem δ-Ferrit-Gehalt von 27 bzw. 23 Masse-%.

Claims (11)

  1. Verwendung eines korrosionsbeständigen, warm- und kaltumformbaren und schweißbaren Stahls mit hoher Beständigkeit gegen wasserstoffinduzierte Versprödung folgender Zusammensetzung:
    0,01 bis 0,4 Masse-% Kohlenstoff,
    ≤ 3,0 Masse-% Silizium,
    4 bis 20 Masse-% Mangan,
    10,5 bis 30 Masse-% Chrom,
    4-12,5 Masse-% Nickel,
    ≤ 1,0 Masse-% Molybdän,
    ≤ 0,2 Masse-% Stickstoff,
    1,5 bis 6,0 Masse-% Aluminium,
    4,0 Masse-% Kupfer,
    ≤ 0,1 Masse-% Bor,
    ≤ 1,0 Masse-% Wolfram,
    ≤ 5,0 Masse-% Kobalt,
    ≤ 0,5 Masse-% Tantal,
    ≤ 2,0 Masse-% wenigstens eines der Elemente:
    Niob, Titan, Vanadium, Hafnium und Zirkon,
    ≤ 0,3 Masse-% wenigstens eines der Elemente:
    Yttrium, Scandium, Lanthan, Cer und Neodym,
    Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Stahlbegleitelemente für die Wasserstofftechnik in Kraftfahrzeugen.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nickelgehalt höchstens 9 Masse-% beträgt.
  3. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl 0,3-3,5 Masse-% Kupfer enthält.
  4. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl 0,005-0,06 Masse-% Bor enthält.
  5. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl Molybdän ≤ 0,40 Masse-% enthält.
  6. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Chromgehalt 10,5 - 23 Masse-% beträgt.
  7. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl 0,01 bis 0,2 Masse-% Yttrium enthält, wobei das Yttrium ganz oder teilweise durch 0,01 bis 0,2 Masse-% Scandium und/oder Lanthan und/oder Cer ersetzt sein kann.
  8. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl 0,01 bis 0,2 Masse-% Hafnium und/oder Zirkon enthält, wobei das Hafnium oder Zirkon ganz oder teilweise durch 0,01 bis 0,2 Masse-% Titan ersetzt sein kann.
  9. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl bis zu 0,3 Masse-% Tantal enthält.
  10. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl bis zu 3,0 Masse-% Kobalt enthält.
  11. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl als austenitischer Stahl oder austenitisch-ferritischer Stahl (Duplex-Stahl) mit einem δ-Ferrit-Anteil von wenigstens 10 Masse-% ausgebildet ist.
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