NL8100933A

NL8100933A - Austenitisch roestvast staal en voorwerpen vervaardigd daaruit.

Info

Publication number: NL8100933A
Application number: NL8100933A
Authority: NL
Original assignee: Armco Inc
Priority date: 1980-02-28
Filing date: 1981-02-26
Publication date: 1981-10-01
Also published as: SE8101094L; ES8301506A1; IT8167243A0; FR2477179A1; SE440796B; GB2071147B; ES499903A0; BR8101118A; IT1144102B; FR2477179B1; BE887688A; US4295769A; JPS6033186B2; JPS56152951A; GB2071147A

Description

* — fc

A

f*.

\ *' * /

Austenitisch roestvast staal en voorwerpen vervaardigd daaruit.

De uitvinding heeft betrekking op een goedkoop austenitisch roestvast staal met een betrekkelijk laag nikkelen mangaangehalte en met eigenschappen die gelijkwaardig zijn met of beter zijn dan de eigenschappen van AISI staal type 301 5 en 30U. Het staal volgens de uitvinding is goed vormbewerkbaar heeft goede laseigenschappen en het kan worden verwerkt tot allerlei voorwerpen, uitgaande van produkten zoals band, buis, staaf of dergelijke in warm bewerkte of koud bewerkte toestand.

Het is in het bijzonder geschikt voor de vervaardiging van be-10 vestigingsorganen met een door koud bewerken gevormde kop, uitgaande van koud getrokken draad.

Het staal volgens de uitvinding bezit voorts het voordeel dat het in de koud bewerkte toestand dispersie hardhaar is, in het bijzonder als het aan een drastische vermindering 15 van dwarsdoorsnede door koud bewerken van tenminste 60 % is onderworpen, in welke toestand het 0,2 % rekgrens heeft van o 1135 tot 1255 MPa (116-128 kg/ram ), een rek gemeten aan een monster met een lengte van 5 cm van tenminste 10 % en een Rockwell C hardheid van h5 tot 50.

20 AISI staal type 301 heeft een nominale samen stelling van maximaal 0,15 % koolstof, maximaal 2,00 % mangaan, maximaal 0,0^5 % fosfor, maximaal 0,030 % zwavel, maximaal 1,00 % silicium, 16 tot 18 % chroom, 6 tot 8 % nikkel, rest ijzer.

AISI staal type 30¾ heeft een nominale samenstel-25 ling van maximaal 0,08 % koolstof, maximaal 2,00 % mangaan, maximaal 0,0^5 % fosfor, maximaal 0,030 % zwavel, maximaal 1,00 % silicium, 18 tot 20 % chroom, 8 tot 12 % nikkel, rest ijzer.

In tegenstelling met deze staallegeringen bevat 30 het austenitische roestvaste staal volgens de uitvinding circa 1,5 tot 3,0 % mangaan, 3 tot k,7 % nikkel, 1,75 tot 3 % koper, 0,10 tot 0,30 % stikstof en niet meer dan 0,3 % columbium, 35 8100933 \ 'i - 2 - titaan, tantaal of mengsels daarvan.

In het Amerikaanse octrooischrift 3.357.868 wordt een dispersie hardhaar roestvast staal geopenbaard dat maximaal 0,05 % koolstof, maximaal 15 % mangaan, maximaal 5 2 % silicium, 10 tot 25 % chroom, k tot 15 % nikkel, maximaal 0,25 % stikstof, 1 tot 5 % koper, .0,3 tot % columbium, maximaal 5 % molybdeen bevat en voor de rest in hoofdzaak uit ijzer bestaat.

In het Amerikaanse octrooischrift 3.615.366 wordt 10 een dispersie hardhaar roestvast staal geopenbaard dat maximaal 0,15 % koolstof, 3 tot 10 % mangaan, maximaal 1 % silicium, 15 tot 19 % chroom, 3,5 tot 6 % nikkel, 0,0H tot 0,U % stikstof, 0,5 tot 4 % koper bevat en voor de rest in hoofdzaak uit ijzer bestaat.

15 Het Amerikaanse octrooischrift 3.28U.250 beschrijft een staallegering die 0,03 tot 0,12 % koolstof, maximaal 10 % mangaan, maximaal 2 % silicium, 16 tot 20 % chroom, 3 tot 12 % nikkel, maximaal 0,5 % stikstof, 0,15 tot 0,3 % columbium, maximaal 3 % molybdeen, maximaal 0,5 % aluminium 20 bevat en voor de rest in hoofdzaak uit ijzer bestaat. Indien heet gewalst in het temperatuurtrajekt vanaf 1035 tot circa 1260°C en koud gewalst zonder de gebruikelijke ontlaatbehande-ling tussen het heet walsen en hét koud walsen, heeft het koud gewalste produkt volgens in dat octrooischrift verstrekte 25 opgave een rekgrens van tenminste 3^5 MPa in de ontlaten toe stand, een rek van tenminste 50 % en zeer fijne korrelgrootte.

Het Britse octrooischrift 995 068 openbaart een austenitisch roestvast staal dat een spoor tot 0,12 % koolstof, 5 tot 8,5 % mangaan, maximaal 2,0 % silicium, 15,0 tot 17,5 % 30 chroom, 3,0 tot 6,5 % nikkel, 0,75 tot 2,5 % koper, een spoor tot 0,10 % stikstof bevat en voor de rest uit ijzer bestaat waarbij de gehalte van de bestanddelen zo worden geregeld dat de martensietvormingsfaktor volgens de daarin vermelde formule kleiner is dan 10 % en de delta-ferrietvormingsfaktor volgens.

2ij de daarin vermelde formule kleiner is dan 10 %. Het kopergehalte 81 0 0 9 3 3 4Γ — - 3 - wordt ook geregeld zodanig dat het niet groter is dan 3,35-0,18 x {% mangaan). Van dit staal wordt gesteld dat het een grote austenietstabiliteit heeft en een geringe hardingssnelheid bij het bewerken te zien geeft doordat tijdens koud bewerken een 5 omzetting in martensiet wordt vermeden.

Andere Amerikaanse octrooischriften waarin austenitische roestvaste staallegeringen worden beschreven die koper en stikstof bevatten zijn o.a. de Amerikaanse octrooischriften 3 071 U60, 3.282.68U, 3.567.528, 2.797.993, 2.78U.083 10 en U.022.586. Andere als achtergrond voor de onderhavige uitvinding te beschouwen tot een stand van de techniek behorende literatuurplaatsen zijno.a. nog de Amerikaanse octrooischriften 2.797.992, 2.871.118, 3.615.368, 2.78U.125, 2.553.706, 3.753.693, 3.910.788 en 2.527.287.

15 Ondanks de grote variatie in de austenitische roestvaste staallegeringen die nu bekend zijn, waaronder dispersie hardbare roeststaallegeringen, zijn aanvrager geen austenitische staallegeringen volgens de stand van. de techniek bekend die minder dan 5 % nikkel bevatten en die in combinatie 20 een hoge sterkte en hardheid en een goede ductiliteit bij drastisch verminderen van de dwarsdoorsnede door koud "bewerken te zien geven alsmede een goede bestandheid tegen corrosie een goede bewerkbaarheid door-warm bewerken hebben en waarbij ^e omgeving van door smeltlassen gevormde las geen oppervlakte-25 scheurtjes ontreden.

De uitvinding heeft in de eerste plaats ten doel te voorzien in een austenitisch roestvast staal met de bovengenoemde nieuwe combinatie van eigenschappen.

Een ander doel van de uitvinding is te voorzien 30 in een austenitisch roestvast staal dat goedkoop is en dat eigenschappen heeft die ongeveer gelijkwaardig zijn aan de eigenschappen van AISI staal type 301 en type 30ll·.

Volgens de uitvinding wordt voorzien in een austenitisch roestvast staal met een goede bewerkbaarheid bij 35 warm bewerken, een 0,2 % rekgrens van 1135 tot 1255 MPa met een 8100933 *= *s - h - rek gemeten aan een raeetlengte van 5 cm van tenminste 10 % als het staal door koud "bewerken een vermindering van de dwarsdoorsnede heeft ondergaan van 6o %, welk staal in hoofdzaak "bestaat uit maximaal 0,05 gew.% koolstof, 1,5 tot 3,0 gew.% mangaan, 5 maximaal circa 0,06 gev.% fosfor, maximaal circa 0,035 gew.$ zwavel, maximaal circa 1 gew.% silicium, 15 tot 20 gew.% chroom, 3 tot U,7 gew.% nikkel 1,75 tot 3 gew.% koper, 0,10 tot 0,30 gew.% stikstof, 0 tot 0,3 gew.% columhium, titaan, tantaal of mengsels daarvan en voor de rest afgezien van inciden-10 tele verontreinigingen uit ijzer bestaat, welk staal een austenietstabiliteitsfaktor heeft, berekend met de formule 30 x % C + % Mn + Cr + % Ni + % Cu + 30 x % N heeft van 30 tot 33.

Gevonden werd dat er een kritisch verband bestaat tussen de nikkel-, mangaan-, koper- en stikstofgehalten 15 die resulteert in de nieuwe combinatie van eigenschappen van het staal volgens de uitvinding. In het bijzonder werd gevonden dat een betrekkelijk nauw trajekt voor het nikkelgehalte van 3 tot h,J gew.% essentieel is, in combinatie met een mangaangehalte variërend van circa 1,5 tot 3,0 gew.%t een kopergehalte variërend 20 van circa 1,75 tot 3 gew.% en een stikstofgehalte van circa 0,10 tot circa 0,30 %s opdat een rek over een lengte van 5cm wordt verregen van tenminste 10 % en een 0,2 % rekgrens wordt verkregen van circa 1135 tot 1255 MPa als het staal door koud bewerken een vermindering in dwarsdoorsnede heeft ondergaan van 25 60 %.

Aanvrager is niet in staat een hypothese te geven voor de redenen van het bestaan van dit kritische verband tussen de verhouding van nikkel tot mangaan, koper en stikstof, maar proeven hebben duidelijk aangetoond dat wanneer voor elk 30 van de bovengenoemde elementen wordt afgeweken van het kritische trajekt voor het gehalte ervan, dit leidt tot verlies van de gewenste ductiliteit. In dit verband wordt er op gewezen dat een rek over een lengte van 5 cm van tenminste 10 % in het staal dat door koud bewerken een vermindering in de dwarsdoorsnede 35 heeft ondergaan van 60 % nodig is voor het op een bevredigende 8100933

If * - 5 - wijze door koud bewerken kunnen vormen van koppen op bevestigings-organen. Het staal volgens de onderhavige uitvinding is derhalve bijzonder geschikt voor vervaardiging van bevestigings-organen met door koud bewerken gevormde koppen en biedt voorts 5 het voordeel dat het door dispersieharding een draad met een grote hardheid kan ontwikkelen terwijl de kern taai en zachter blijft. Bovendien maakt een partiële omzetting in martensiet als gevolg van een drastische vermindering van de dwarsdoorsnede door koud bewerken de toepassing mogelijk van magnetische apparatuur 10 voor het hanteren van de bevestigingsorganen met een door koud bewerken gevormde kop bij toepassing in automatische montagelijnen en dergelijke.

Een staallegering volgens de uitvinding waaraan de voorkeur wordt gegeven bestaat in hoofdzaak uit maximaal 15 circa 0,0^ gew.$ koolstof, 1,7 tot 2,75 gew.# mangaan, maximaal circa 0,03 gew.$ fosfor, maximaal circa 0,025 gesw.% zwavel, 0,30 tot 0,75 gew.$ silicium, 16 tot 19 gew.% chroom, 3,^ tot ^,6 gew.i? nikkel, 2,2 tot 2,7 gew.$ koper, 0,13 tot 0,20 gew.Jï stikstof, 0 tot 0,3 gew.5? columbium, titaan, tantaal 20 of mengsels daarvan (of 0,1 tot 0,20 gew.$ columbium voor goede laseigenschappen) en voor de rest, afgezien van onvermijdelijk verontreinigingen, uit ijzer.

In vel austenitische roestvaste staallegeringen volgens de stand van de techniek met een nikkelgehalte van 25 minder dan circa 5 % wordt de austenietstabiliteit bereikt door verhoging van het mangaangehalte. Daarbij is het mangaangehalte derhalve omgekeerd evenredig met het nikkelgehalte. In tegenstelling hiermee wordt bij het staal volgens de onderhavige uitvinding het mangaangehalte op een betrekkelijk lagewaarde 30 gehouden van maximaal 3,0 % en bij voorkeur van circa 2,75 % en worden koper en stikstof toegevoegd als gedeeltelijke vervangers voor mangaan die zowel fungeren als middel voor het vormen van austeniet en als middel voor het stabiliseren van austeniet. Gevonden werd dat een grote hardingssnelheid bij 35 bewerken, vergelijkbaar met die van AISI staal type 301 wordt 8100933 ¥* - 6 - bereikt in het staal volgens de'uitvinding door een austeniet stabiliteitsfaktor, berekend met de formule 30 x % C +$Mn + Cr + #Ni + $Cu + 30 x ft te handhaven van circa 30 tot circa 33.

Hoewel richting van de austenietstabiliteitsfaktor niet garan-5 deert dat na koud verminderen van het oppervlak van een dwars doorsnede met 60 % een rek of 5 cm wordt bereikt van tenminste 10 , verzekert de austenietstabiliteitsfaktor wel een hoge rek- grens en hardheid na een dergelijke drastische vermindering van het oppervlak van de dwarsdoorsnede door koud bewerken. Een 10 austenietstabiliteitsfaktor in het trajekt van circa 30 tot circa 33 laat een partiële omzetting in martensiet toe als het staal drastisch door koud bewerken in dwarsdoorsnede wordt verminderd, een resultaat dat niet zal optreden in een staal met een hogere austenietstabiliteitsfaktor, bijvoorbeeld in het 15 trajekt van 3^ tot 36, tenzij mangaan aanwezig zou zijn in een hoeveelheid van meer dan circa 6 %.

Proefresultaten die hierna zijn vermeld wijzen uit dat de grenzen voor de percentages nikkel, mangaan, koper en stikstof en het onderlinge verband tussen deze elementen 20 in elk opzicht kritisch zijn. In mindere mate zijn een beheersing van het koolstofgehalte en een doelbewuste toevoeging van columbium, titaan, tantaal of mengsels daarvan, kritisch voor het bereiken van een optimale lasbaarheid en in het bijzonder voor het vermijden van scheurtjes in het gebied van de las.

25 Een nikkel-gehalte van 3 tot U,7 % is essentieel gebleken voor een goede ductiliteit in de toestand ontstaan na een drastische vermindering van de dwarsdoorsnede door koud bewerken. Een minimaal gehalte van circa 1,5 % mangaan is essentieel voor de austenietstabiliteit. Een maximum voor het 30 mangaangehalte van circa 3,0 % moet in acht worden genomen voor goede gieteigenschappen, walseigenschappen en laseigenschappen. Mangaan vermindert de dampdruk van koper bij het booglassen en die koperdamp zal condenseren op de iets koudere strook van basismateriaal gelegen naast het lasgoed. Het zuivere vloeibare koper 35 veroorzaakt het optreden van scheurtjes tijdens het afkoelen als 81 009 3 3 - 7 - gevolg van krimpspanningen. Gebleken is dat met maximaal circa 3 % mangaan dit probleem wordt vermeden.

Sen minimaalgehalte van circa 1,75 % koper is ook essentieel gebleken in combinatie met de nikkel-, mangaan- en 5 stikstofgehalten van het staal, waarbij het funktioneert als austenietstabilisator en aan het staal het vermogen verleent tot dispersieharding als het in de martensitische toestand verkeert na drastisch koud bewerken. Er moet een maximaal kopergehalte van circa 3,0 % in acht worden genomen, om te vermijden dat de 10 oplosbaarheidsgrens van koper in het staal wordt overschreden.

Stikstof in een hoeveelheid van circa 0,10 tot circa 0,30 % is essentieel vanwege het sterke austenietvormende vermogen en vanwege het effekt op het verhogen van de hardheid en sterkte van het staal in de koud bewerkte en dispersie geharde 15 toestand.

Het koolstofgehalte wordt zo geregeld dat het maximaal 0,05 % is en bij voorkeur maximaal 0,oU % bedraagt, om te garanderen dat het staalgoede laseigenschappen heeft.

Een bewuste toevoeging van columbium, titaan en/of tantaal vindt 20 ook bij voorkeur plaats om het optreden van scheurtjes in het gebied van een las 1e vermijden. Een maximaalgehalte van circa 0,3 % columbium, titaan of tantaal, of in totaal 0,3 % van mengsels van deze elementen is bij de beoogde koolstof- en stikstofgehalten voor dit doel geschikt. Bij voorkeur wordt tussen 0,1 en circa 25 0,20 % columbium toegevoegd. Voor toepassingen waarbij goede laseigenschappen niet noodzakelijk zijn kunnen columbium, titaan en/of tantaal uit de voorkeurssaraenstelling worden weggelaten.

Er werd een reeks legeringen bereid en onderzocht op de waarde voor de rekgrens en het percentage rek bij staal-30 monsters die door koud bewerken een sterke vermindering-van de dwarsdoorsnede hadden ondergaan. De samenstellingen van deze reeks legeringen zijn vermeld in tabel A terwijl de eigenschappen van de legeringen zijn vermeld in tabel B. De voorbeelden I-IV hebben betrekking op staallegeringen volgens de uitvinding, terwijl 35 de voorbeelden V-XIII betrekking hebben op soortgelijke legeringen 8100933 - 8 - waarin variaties in een of meer van de mangaan-, nikkel-, koper-of stikstofgehalten zijn toegepast die leiden tot een onaanvaardbaar lage ductiliteit van het staal in de door koud bewerken drastisch in dwarsdoorsnede verminderde toestand. Voor vergelijkings-cj doeleinden werden voorts monsters vervaardigd uit AISI staal type 301 en 30¼, die onder dezelfde omstandigheden werden beproefd.

Het in alle voorbeelden behalve in voorbeeld XIII gebruikte staal en het staaltype 30¼ genoemd in tabel A was verkregen door samensmelten op laboratoriumschaal. De op het IQ laboratorium gesmolten legeringen werden gegoten tot gietblokken van 2,5 cm bij 7,6 cm die beginnend bij een temperatuur van 1260°C heet werden gewalst tot een dikte van 2,5¼ mm. Voor de in tabel B genoemde ontlaten monsters werden de heet gewalste monsters ontlaten en koud gewalst tot een dikte van 1,27 mm en U tenslotte weer ontlaten voor beproevingsdoeleinden. Voor de in tabel B genoemde monsters die door koud bewerken 6θ l in dwarsdoorsnede waren verminderd werden de heet gewalste monsters ontlaten en voor beproevingsdoeleinden koud verder in dwarsdoorsnede vermindert tot een dikte van 1,0 mm.

2q Bij de twee handelslegeringen werden de monsters onderworpen aan een soortgelijke behandeling van heet walsen, ontlaten en koud verminderen van de dwarsdoorsnede.

De voorbeelden V-XIII in tabel A die geen van alle betrekking hebben op een staal volgens de uitvinding, 2j- zijn opgesomd in volgorde van toenemend nikkelgehalte. Uit tabel B blijkt dat geen van de voorbeelden V-XIII een rek over een lengte van 5 cm te zien gaf van tenminste 10 % na verminderen van de dwarsdoorsnede met 60 % door koud bewerken, ondanks het feit dat de rekgrens varieerde van 1025 tot 3Q 1695 MPa.

De volgende opmerkingen zullen duidelijk zijn uit een vergelijking van de samenstellingen vermeld in tabel A en de eigenschappen vermeld in tabel B.

De legeringen volgens dqiVoorbeelden V en VI had een mangaan-, nikkel- en kopergehalte liggend buiten de 8100933 - 9 - respectieve grenzen voor deze elementen die voor het staal volgens de uitvinding vereist zijn.

Het staal in voorbeeld VII week van de grenzen voor het staal volgens de uitvinding slechts af wat betreft het 5 nikkelgehalte dat 2,9 % was. Ondanks het feit dat de samenstelling van het staal volgens voorbeeld VII zeer dicht kwam bij een samenstelling volgens de uitvinding was de rek van het staal-monster uit voorbeeld VII over een lengte van 5 cm, nadat de dwarsdoorsnede door koud bewerken met 60 % was verminderd, 10 slechts U %. De betrekkelijk grote rekgrens van 1633 MPa is toe te schrijven aan de betrekkelijk lage austenietstabiliteits-faktor van 29,89.

De staallegeringen volgens voorbeeld VIII en IX hadden een hoog mangaan- en kopergehalte gelegen op cf nabij 15 het restniveau. Ondanks een nikkelgehalte dat voldeed aan de eisen voor een staal volgens de uitvinding, gaven de staallegeringen volgens de voorbeelden VIII en IX een rek van slechts 5 resp. 6 % te zien in de toestand die ze hebben na verminderen van de dwarsdoorsnede met 60 % door koudbewerken.

20 De legering volgens voorbeeld X bevatte koper in een hoeveelheid bij of nabij het restniveau, met mangaan-, chroom-, nikkel en stikstofgehalten gelegen binnen de grenzen volgens de uitvinding. Het koolstofgehalte was iets boven het maximum van 0,05 % voor staal volgens de uitvinding. Ook bij 25 deze staallegering was de rek in de toestand ontstaan na verminderen van de dwarsdoorsnede met 60 % door koud bewerken, slechts 5 % en deze legering gaf een grote hardingssnelheid bij bewerken te zien ondanks een betrekkelijk lage rekgrens in de ontlaten toestand.

30 De legeringen volgens de voorbeelden XI en XII

bevatten resp. 8 % en 5*5 % nikkel en voldeden in alle andere opzichten aan de voorwaarden voor een staal volgens de uitvinding. Legering volgens voorbeeld XIII had een nikkel en koolstofgehalte boven en een stikstogehalte beneden de voor deze elementen bij 35 een staal volgens de uitvinding gestelde grenzen.

8100933

*κ.ν V

- 10 -

De staallegeringen type 301 en 30^ gaven rek-waarden te zien in de toestand ontstaan na koud verminderen van de dwarsdoorsnede met 60 %, van slechts 5 %, ondanks het feit dat de rekgrens en de austenietstabiliteitsfaktor\oor elk van 5 die legeringen binnen de gewenste grenzen lagen.

De legeringen volgens de voorbeelden VII en XI die nikkelgehalten hadden net iets beneden en net iets boven het trajekt van het nikkelgehalte van het staal volgens de uitvinding tonen naar gemeend wordt aan dat het nikkelgehalte 10 van 3 % tot ^,7 % in combinatie met de bovengenoemde trajekten voor de mangaan-, koper- en stikstofgehalten kritisch is.

Hoewel de legeringen volgens de voorbeelden VII en XI wat alle andere elementen betreft binnen de vereiste grenzen voor de gehalten vielen en alleen het nikkelgehalte buiten die grenzen 15 viel gaf geen van deze legeringen een voldoende ductiliteit te zien om ze bevredigend te kunnen gebruiken voor de vervaardiging van bevestigingsorganen met een door koud bewerken gevormde kop.

Een aantal op technische schaal bereide legeringen 20 werden eveneens door inductieverwarming gesmolten en heet gewalst tot staven die koud werden getrokken tot draad van verschillende afmetingen. Gevonden werd dat er een optimale vermindering in dwarsdoorsnede wordt bereikt bij heet bewerken indien het nikkelgehalte ligt tussen circa H,0 en circa !+,5 %, in combinatie met 25 enigszins beperkte trajekten voor de andere essentiële elementen.

Een staal volgens de uitvinding waaraan de voorkeur wordt gegeven bestaat dan ook in hoofdzaak uit een maximaal circa 0,03 gew.$ koolstof, circa 1,75 tot circa 2,5 gev.% mangaan, maximaal circa 0,03 gew.% fosfor, maximaal circa 0,0 2 gew.% 30 zwavel, circa 0,Ho tot circa 0,70 gew.% silicium, circa 17*5 tot circa 18,25 gew.$ chroom, circa ^,0 tot circa k,3 gew.$ nikkel circa 2,25 tot circa 2,6 gev.% koper, circa 0,1^ tot circa 0,18 gew.% stikstof, circa 0,10 tot circa 0,13 gew.$ columbium, rest in hoofdzaak ijzer. Een austenietstabiliteitsfaktor voor 35 dergelijke staallegeringen waaraan vooral de voorkeur wordt 8100933 - 11 - gegeven ligt tussen circa 31 en circa 32,5. In de commerciële praktijk is een austeniet stabiliteitsfaktor van circa 32 % gewenst ter compensatie van segregatie bij de bereiding van gietblokken uit dergelijke legeringen op technische schaal.

5 Een op technische schaal bereide legering die 0,032 gew.# koolstof, 2,31 gev.5 mangaan, 0,025 gew.# fosfor, Ο,ΟΟβ gew.# zwavel, 0,55 gew.% silicium, 17,83 gew.# chroom, ht3b gew.# nikkel, 0,16 gew.# stikstof, 2,32 gew.# koper, 0,11 gew.# columbium bevatte en voor de rest in hoofdzaak uit ijzer bestond, werd 10 tot gietblokken voor de vervaardiging van plaat resp, van draad gegoten. De gietblokken voor de vervaardiging van plaat werden met succes heet gewalst tot een band met een dikte van 2,5¼ ram die werd ontlaten en spiraalvormig werd gelast tot buis voor allerlei experimentele toepassingen. Een deel van het heet 15 gewalste materiaal met een dikte van 2,5¼ mm werd daarna koud gewalst tot een strook waaruit een buis werd gevormd met een rechte lasnaad. Van de gietblokken voor de vervaardiging van draad werd door heet bewerken de dwarsdoorsnede verminderd tot een staaf was verkregen met een diameter van 6,35 mm die koud 20 werd getrokken tot draad voor de vervaardiging van bevestigings-organen met een door koud bewerken gevormde kop. Deze draad werd met succes verwerkt tot bevestigingsorganen met een door koud vervormen gevormde kop.

Een vergelijking van representatieve monsters 25 van staal volgens de uitvinding en representatieve monsters van staal type 30¼ in verschillende corrosieve omgevingen heeft geleidt tot de volgende conclusies:

Het staal volgens de uitvinding heeft inkokend ¼3 vol,%'s azijnzuur en in 1 vol.# zoutzuur bij 35°C ongeveer 30 dezelfde eigenschappen als staal type 30¼. In 65 #'s kokend

salpeterzuur waren monsters van het staal volgens de uitvinding in de koud gewalste toestand slechter dan monsters van staal type 30¼ in de koud gewalste toestand. Anderzijds gaven monsters van het staal volgens de uitvinding die na walsen waren ontlaten 35 vervolgens waren onderworpen aan een warmtebehandeling bij 677°C

81 0 09 3 3 V«A * - 12 - gedurende 1 uur en aan de lucht waren afgekoeld in vergelijking met monsters staal type 30¼ een omgekeerd resultaat te zien, namelijk dat het staal volgens de uitvinding verder superieur was ten opzichte van het staaltype 30¼ in kokend 65 #'s salpeter-5 zuur. In 5 vol.# zwavelzuur van 80°C wordt het staal volgens de uitvinding slechter dan staaltype 30¼. In 1 vol. # * s zwavelzuur hij 80°C was het staal volgens de uitvinding echter heter dan staaltype 30¼. In kokend 50 vol. #1 s fosforzuur was het staal volgens de uitvinding iets heter dan staaltype 30¼ terwijl in 10 5 vol.# mierezuur hij 80°C de twee type staallegeringen ongeveer gelijkwaardig waren.

Uit de hovengenoemde resultaten volgt dan de staallegeringen met een samenstelling hinnen de algemene grenzen volgens de uitvinding zeer hruikhaar zijn voor de vervaardiging 15 van hevestigingsorganen met een door koud vervormen gemaakte kop, vanwege de hetrekkelijke grote ductiliteit en hardingssnelheid hij bewerken na in drastische mate verminderen van de dwarsdoorsnede door koud bewerken. Andere voorwerpen zoals hand, huis, staven en dergelijke kunnen uit de staallegeringen en ook uit 20 de geprefereerde staallegeringen volgens de uitvinding worden vervaardigd. Bovendien kunnen de staallegeringen volgens de uitvinding met name de staallegeringen met een voorkeurssamenstelling zowel in de vorm verkregen hij verminderen van de dwarsdoorsnede door warm bewerken als door koud bewerken met 25 conventionele technieken worden gelast zonder dat in het las- gebied scheurtjes optreden.

Het is voorts evident dat de staallegeringen volgens de uitvinding een hardingssnelheid hij bewerken te zien geven die vergelijkbaar is met die van AISI staal type 301, 30 De eigenschappen hij het door koud bewerken aanbrengen van een kop op een staallegering volgens de uitvinding zijn heter dan die van de staallegeringen type 301 en 30¼, vanwege de aanzienlijk grotere ductiliteit van de staallegeringen volgens de uitvinding. Bovendien kan de grote hardheid in de schroefdraad 35 die optreedt als gevolg van de grote hardingssnelheid hij 81 009 3 3 4 ·βΛ - - 13 - bewerken nog verder worden vergroot door een uiteindelijke warmtebehandeling die leidt tot dispersieharding van de schroefdraad tot een nog hogere waarde terwijl een taaie, zachte kern overblijft. Deze verdere verhoging van de hardheid als gevolg van dispersiehardings is niet bereikbaar bij toepassingen van staal type 301 en 304.

Tabel A

Samenstelling (gew. %)

Voorbeeld no. C Mn Cr Ni Cu N

---- ------- --- - - - - I* 0,038 1,8 1T,1 3,4 2,4 0,17 II* 0,041 1,7 16,9 3,8 2,4 0,14 III*/ 0,035 1,8 17,1 4,6 2,5 0,14 IV* 0,035 2,0 17,4 4,1 2,7 0,15 V 0,032 6,4 16,4 2,0 1,1 0,19 VI 0,031‘ 7,1 16,5 2,5 1,6 0,18 VII 0,039 1,8 17,1 2,9 2,5 0,14 VIII o,o4o 6,8 17,1 3,1 0,5 0,15 IX 0,044 6,7 17,3 3,9 0,5 0,16 X 0,064 1,8 17,4 3,9 0,5 0,15 XI 0,035 1,9 17,4 4,8 2,7 0,15 XII 0,033 1,9 17,3 5,5 2,6 0,17 XIII 0,060 1,5 17,5 7,5 2,5 0,04 type 301 0,068 1,9 17,3 6,7 0,5 0,08 type 304 0,060 1,0 18,5 9,0 - 0,04

Alle legeringen bevatten < 0,045 % P, < 0,03 % S en < 1,0 % Si.

Er vond geen bewuste toevoeging plaats van Cb, Ti of Ta.

Staal volgens de uitvinding.

8100933 ί*~- *v- - 14 -

Tabel Ώ Eigenschatroen heet bewerkt & door koud bewerken 60% ontlaten in dwarsdoorsnede.ver-, - -mindert voorbeeld 0,2 % rek over 0,2 % rek over austeniet no. rekgrens 5 cm rekgrens 5 cm stabiliteits- (MPa) (%) (MPa) {%) faktor

Ix 303 25 1254 11 30,24 IIs 310 30 1192 14 30,50 iixx 317 50 11 HU i4 31,31 ivK 358 50 1192 16 31,91 y 344,5 37 11+33 4 32,79 VI 32¼ 62 1220 5 34,1¾ vu Mn 14 1633 4 29,89 VIII 338 60 1M*7 5 33,45 IX 351 62 1288 6 34,81 X 324 37 1695 5 30,26 XI 358 59 1144 7 32,49 XII 372 51 1151 6 33,65 XIII 241 55 1027 4 32,00 type 301 269 63 1288 5 30,99 type 304 255 58 1199 5 31,50

Staal volgens de uitvinding 8 1 0 0 9 3 3

Claims

1. Austenitisch roestvast staal, gekenmerkt door goede bewerkingseigenschappen bij heet bewerken, een 0,2 % rek-grens van elk 35 tot 1255 MPa en een rek over 5 cm van tenminste 5 10 % na verminderen van de dwarsdoorsnede met 60 % door koud bewerken, welk staal in hoofdzaak bestaat uit maximaal 0,05 gev.% koolstof, 1,5 tot 3,0 gew.J» mangaan, maximaal circa 0,06 gev.% fosfor, maximaal circa 0,035 gev.% zwavel, maximaal circa 1 gev.% silicium, 15 tot 20 gev.% chroom, 3 tot ^,7 gev.% nikkel, 1,75 10 tot 3 gev.% koper, 0,10 tot 0,30 gev.% stikstof, 0 tot 0,3 gev.% columbium, titaan, tantaal of mengsels daarvan rest, afgezien van onvermijdelijke verontreinigingen ijzer, welk staal een austeniet stabiliteitsfaktor heeft tussen 30 en 33, berekend met de formule 30 x %C + % Mn + % Cr + % Ni + % Cu + 30 x % N.

15 Staal volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het in hoofdzaak bestaat uit maximaal 0,0¼ gev.% koolstof, 1,7 tot 2,75 gev.% mangaan, maximaal circa 0,03 gev.% fosfor, maximaal circa 0,025 gev.% zwavel, 0,30 tot 0,75 gev.% silicium, 16 tot 19 gev.% chroom, 3,¼ tot b,6 gev.% nikkel, 2,2 tot 2,7 gew.J» 20 koper, 0,13 tot 0,20 gev.% stikstof, 0 tot 0,3 gev.% columbium, titaan, taaitaai of mengsels daarvan rest, afgezien van onvermijdelijke verontreinigingen ijzer.

3. Staal volgens conclusie 2,met het kenmerk, dat het 0,1 tot 0,20 gev.% columbium bevat.

25 Staal volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het in hoofdzaak bestaat uit ma-riTnaai circa 0,03 gev.% koolstof, 1,75 tot 2,5 gev.% mangaan, maximaal circa 0,03 gev.% fosfor, maximaal circa 0,02 gev.% zwavel, 0,U0 tot 0,70 gev.% silicium, 17,5 tot 18,25 gev.% chroom, 30 ^,0 tot k,5 gev.% nikkel, 2,25 tot 2,6 gev.% koper, 0,1¼ tot 0,18 gev.% stikstof, 0,10 tot 0,13 gev.% columbium en voor de rest afgezien van onvermijdelijke verontreinigingen uit ijzer, waarbij het staal een austenietstabiliteitsfaktor heeft tussen 31 en 32,5, berekend bij de formule 30 x % C+ % Mn + % Cr + % Ni + % Cu + 35 30 x /iff. 8100933 η 2

5. Plaat of tand, buis, staaf of dergelijke, met een 0,2 gew.# rekgrens van 1135 tot 1255 MPa (116 - 128 kg/iran en een rek van tenminste 10 # na verminderen van de dwarsdoorsnede met 60 # door koud bewerken, welke plaat of band, buis, staaf of 5 dergelijke is vervaardigd uit een staallegering die in hoofdzaak bestaat uit maximaal 0,05 gew.# koolstof, 1,5 tot 3,0 gew.# mangaan, maximaal circa 0,06 gew.# fosfor, maximaal circa 0,035 gew.# zwavel, maximaal circa 1 gew.# silicium, 15 tot 20 gew.# chroom, 3 tot k,7 gew.# nikkel, 1,75 tot 3 gew.# koper, 0,10 10 tot 0,30 gew.# stikstof, 0 tot 0,3 gew.# columbium, titaan, tantaal of mengsels daarvan rest, afgezien van onvermijdelijke verontreinigingen ijzer, waarbij het staal een austenietstabili-teitsfaktor heeft tussen 30 en 33, berekend met de formule 30 x # C + # Mn + # Cr + # Ui + # Cu + 30 x # N.

6. Plaat of band, buis, staaf of dergelijke volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat deze is vervaardigd uit een staallegering die in hoofdzaak bestaat uit maximaal 0,0U gew.# koolstof, 1,7 tot 2,75 gew.# mangaan, maximaal circa 0,03 gew.# fosfor, maximaal circa 0,025 gew.# zwavel, 0,30 tot 0,75 gew.# 20 silicium, 16 tot 19 gew.# chroom, 3,^ tot U,6 gew.# nikkel, 2,2 tot 2,7 gew.# koper, 0,13 tot 0,20 gew.# stikstof, 0 tot 0,3 gew,# columbium, titaan, tantaal of mengsels daarvan rest, afgezien van onvermijdelijke verontreinigingen ijzer.

7· Bevestigingsorganen met een door koudbewerken 25 gevormde kop vervaardigd uit een staaf volgens conclusie 5 of 6 die door koud bewerken βθ # in dwarsdoorsnede is verminderd. 8100933