PL12084B1 - Stale o malej zawartosci wegla i o wielkiej wytrzymalosci oraz sposób ich wyrobu. - Google Patents

Description

W patencie Nr 3733 podano sposób wy¬ robu stali niezawierajacej wegla wcale lub bardzo malo, lecz zawierajacej tytan, jako czynnik tworzacy staL Doswiadczenie wykazalo, ze do jednej klasy mozna zaliczyc wszystkie stale, w których wieksza wytrzymalosc zelaza osia¬ ga sie zapomoca domieszek tworzacych z zelazem stale roztwory tak, ze otrzymuje sie stop o strukturze tak jednolitej jak np. struktura zahartowanej stali weglistej.Struktura taka powoduje, ze stale te po¬ siadaja wysoka granice sprezystosci wy¬ noszaca okolo 80% granicy wytrzymalo¬ sci na rozerwanie.Wszystkie te stale maja równiez te wspólna ceche, ze zawartosc wegla nie po¬ winna w nich przekraczac tej granicy, po¬ wyzej której przy powolnem ostyganiu zaczynaja sie wydzielac ze stalego roztwo¬ ru karbidy.Dalsze badania wykazaly, ze wyrób tych stali moze sie opierac nietylko na do¬ datku tytanu, lecz takze na dodawaniu innych pierwiastków, zblizonych do tytanu w perjodycznym ukladzie pierwiastków, jak np. bor, krzem, cyrkon, cer, tor, przy- czem pierwiastki te! moga byc uzyte od¬ dzielnie, razem z tytanem, lub w dowol¬ nych kombinacjach. Próby wykazaly, ze jednoczesne uzycie kilku z wyzej wymie¬ nionych domieszek jest korzystniejsze,mianowicie nie zwieksza tak kruchosci stali jak jedna z tych domieszek uzyta oddzielnie.Najwieksza zawartosc procentowa tych domieszek w stali ustala sie w kazdym wypadku tak, aby stal zawierajaca te do¬ mieszki nie utracila calkowicie zdolnosci do obróbki.Na wlasnosci tych stali (tak samo jak stali tytanowej) zwlaszcza na wzrost wy¬ trzymalosci wplywaja bardzo korzystnie takie znane domieszki uszlachetniajace jak mangan, chrom, wanad, molibden, uran, ni¬ kiel, kobalt, miedz, stosowane w malych stosunkowo ilosciach.Obydwie grupy wyzej wymienionych pierwiastków zachowuja sie wzgledem ze¬ laza zupelnie odmiennie. Pierwiastki gru¬ py 1-szej (B, Si, Zr, Ce, Th, Ti) tworza z zelazem i innemi metalami zawartemi w zelazie technicznem chemiczne zwiazki w znanych stosunkach stechiometrycznych.Zwiazki te zachowuja sie w zelazie tak jak karbidy, to znaczy rozpuszczaja sie w ze¬ lazie i zwiekszaja znacznie wytrzymalosc zelaza, lecz w odróznieniu od karbidów pozostaja w zelazie rozpuszczone nawet przy powolnem ochladzaniu zelaza i nie uwidoczniaja sie w strukturze zelaza przy jego badaniu mikroskopowem nawet wte- dy» sdy ich zawartosc procentowa jest znacznie wieksza, anizeli karbidów w tych samych warunkach.Zwiazki chemiczne wymienionych pier¬ wiastków sa zatem rozpuszczalne w zela¬ zie w wyzszym stopniu, a oprócz tego zwiekszaja takze rozpuszczalnosc karbi¬ dów, bo np. zelazo zawierajace tytan za¬ chowuje w stalym roztworze wiecej kar¬ bidów niz wtedy, gdy nie zawiera tytanu.Domieszki te umozliwiaja zatem wyrób stali o wielkiej twardosci naturalnej i o doskonalych wlasnosciach mechanicznych.Pierwiastki 2-giej grupy (Mn, Cr, Va, Mo, Wo, Ur, Ni, Co, Cu) nie tworza z ze¬ lazem zwiazków chemicznych w stosunkach stechiometrycznych, lecz nawet przy naj- powolniejszem ochladzaniu pozostaja w zelazie w postaci krysztalów stalego roz¬ tworu tak, ze ich obecnosci nie mozna stwierdzic przez badanie mikroskopowe.Tylko jezeli zelazo zawiera jednoczesnie wegiel, to pierwiastki te mozna odróznic pod mikroskopem, gdyz posiadaja one sil¬ niejsze powinowactwo do wegla anizeli ze¬ lazo i wytwarzaja karbidy, które zacho¬ wuja sie podobnie jak karbidy zelaza.Stale takie mozna wyrabiac róznemi sposobami. Materjalem surowym moze byc nadmiernie swiezone zelazo plynne, które odtlenia sie zapomoca krzemków (niezawierajacych prawie wcale wegla) tych metali, które maja byc skladnikami wyrabianego zelaza, poezem dalsze do¬ mieszki (niezawierajace wegla) wprowa¬ dza sie w postaci stopów z zelazem. Moz¬ na tez uzyc jako materjalu surowego ze¬ laza weglistego, które zawiera juz uszla¬ chetniajace domieszki przynajmniej cze¬ sciowo, poezem wyswieza sie to zelazo za¬ pomoca zuzla zawierajacego tlenki tych metali uszlachetniajacych. W tym wypad¬ ku chcac otrzymac stal wolna od tlenu nalezy przeprowadzac odtlenianie zapomo¬ ca jakiegos materjalu, który laczy sie z tlenkami metali zawartemi w stali jako kwas; materjalem takim moze byc glin, krzem, tytan, bor, wzglednie ich stopy z zelazem (zelazo-glin, zelazo-krzem i t. d.).Materjalem surowym moze byc równiez zelazo wegliste otrzymane z materjalu niezawierajacego fosforu, albo tez zwal¬ niane od fosforu zapomoca swiezenia wstepnego i swiezone potem z zuzlem o- trzymanym z rudy manganowej, chromo¬ wej, tytanowej i wapna, w celu usuniecia wegla, az do pozadanego stopnia i az do osiagniecia równowagi miedzy zuzlem i plynna stala w odniesieniu do rozkladu manganu, chromu, krzemu i tytanu. Zalez¬ nie od ilosciowego stosunku zawartosci tych pierwiastków w zuzlu — mozna regu- — 2 —lowac w szerokich granicach procentowa zawartosc tych pierwiastków wyrabianej stali.Chcac wprowadzic do stali inne pier¬ wiastki grupy 1 i 2 trzeba uzyc do tego ce¬ lu ich krzemków wolnych od wegla, albo ich stopów z zelazem wolnych od wegla, albo tez poslugiwac sie reakcja glino-ter- miczna. W ten sposób mozna otrzymac stal zawierajaca np. 3,5% manganu, okolo 1,2% chromu, okolo 1,2% krzemu, a tylko 0,1% wegla, przyczem wytrzymalosc takiej stali wynosi 150 kg. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. , Stal o malej zawartosci wegla i o wielkiej wytrzymalosci, znamienna tern, ze jako skladniki, nadajace zelazu wla¬ snosci stali wprowadza sie do plynnego ze¬ laza pierwiastki: bor, krzem, cyrkon, cer, tor i ewentualnie tytan tak, ze kruchosc zelaza wzrastajacego wraz z procentowa zawartoscia Wymienionych domieszek na¬ daje zelazu charakter stali.
2. 2. Stal wedlug zastrz. 1, znamienna tern, ze zawiera jako domieszki wieksza liczbe wymienionych skladników, lecz pro¬ centowa zawartosc kazdej z nich jest bar¬ dzo mala.
3. 3. Stal wedlug zastrz. 1 i 2, znamien¬ na tern, ze zawartosc wegla nie przekra¬ cza tej granicy, powyzej której nastapilo¬ by wydzielenie isie karbidów z roztworu stalego.
4. 4. Stal wedlug zastrz. 1—3, znamien¬ na tern, ze w celu dalszego powiekszenia wytrzymalosci stopu dodaje sie do tegoz jeszcze jedna lub kilka ze znanych domie¬ szek uszlachetniajacych stal, jak: mangan, chrom, wanad, molibden, wolfram, uran, nikiel, kobalt, miedz, przyczem ogólna za¬ wartosc tych domieszek stanowi 10 do 15%, zawartosc zas poszczególnych do¬ mieszek nie przekracza 2 do 5%.
5. 5. Stal wedlug zastrz. 1—4, znamien¬ na tem, ze zawiera okolo 3,5% manganu, okolo 1,2% chromu, okolo 1,2% krzemu i okolo 0,1% wegla. Walther Mathesius. Hans Mathesius. Zastepca: Dr. inz. M. Kryzan, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL