CH122403A - Verfahren zur Behandlung von kohlenstoffarmem Stahl. - Google Patents

Description

  Verfahren zur     Behandlung    von     kohlenstoffarmem    Stahl.    Es ist bekannt, dass     kohlenstoffarmer    Stahl,  wie er zum Beispiel für den     Dampfkesselbau,     zur Herstellung von Profileisen; von Kesseln  in der chemischen Industrie usw. Verwendung  findet, gegen Alterung und chemische Ein  flüsse von Flüssigkeiten, zum Beispiel Natron  lauge, oder Gasen und Dämpfen im all  gemeinen empfindlich ist. Diese Empfindlich  keit äussert sich beispielsweise in dem Ab  sinken der ursprünglichen guten     Kerbzähigkeit     auf sehr geringe Werte, wenn der Stahl  einer     Alterungsbeanspruchung    unterworfen  wurde.

   Unter     Alterungsbeanspruchung    ist  hierbei zum Beispiel eine Verformung bei  etwa Zimmertemperatur mit nachfolgender  längerer Lagerung bei Zimmertemperatur  oder nachfolgendem kurzen Erwärmen, etwa       1/z    Stunde auf 200 o C zu verstehen. Eine       Alterungsbeanspruchung    tritt auch auf, wenn       kohlenstoffarmer    Stahl bei Temperaturen zwi  schen etwa<B>150</B> und 500   C verformt wird,  in diesem Fall auch ohne nachfolgende La  gerung oder Anlassen auf etwa 200 o C.  



  Besonders schwere Schäden erleidet ein  gegen Alterung empfindlicher Stahl, wenn    er der Einwirkung von verschiedenen Flüssig  keiten, zum Beispiel Natronlauge; oder Gasen  und Dämpfen, zum     Beispiel        Ammoniakgas,     ausgesetzt wird. In diesem Fall sinkt nicht  nur die     Kerbzähigkeit    auf sehr geringe Werte,  sondern es treten gleichzeitig tiefgreifende  Störungen im Gefüge des Stahls, insbesondere  in den Korngrenzen auf.  



  Es war bisher noch kein Verfahren be  kannt, einen gegen Alterung empfindlichen       kohlenstoffarmen    Stahl von dieser Empfind  lichkeit zu befreien. Unter     kohlenstoffarmem     Stahl sei hier sowohl weiches legiertes oder       unlegiertes        Flusseisen        mit        bis        zu        0,4%        C,        als     auch Schweisseisen verstanden.  



  Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein  Verfahren, nach dem es gelingt, einen gegen  Alterung empfindlichen     kohlenstoffarmen    Stahl  durch Wärmebehandlung im festen Zustand  in einen gegen Alterung unempfindlichen  Stahl zu verwandeln. Dieser Erfolg wird  durch Abschrecken des     kohlenstoffarmen     Stahles über einer Temperatur von etwa  <B>6.50</B> o C erreicht. Ein nachfolgendes Anlassen  des abgeschreckten Stahles bei Temperaturen,      die je nach der Zusammensetzung des Stahles  bis 7500C betragen dürfen, ruft sodann Ge  füge hervor, die sich durch feine Verteilung  der Gefügebestandteile auszeichnen und daher  insbesondere zum Beispiel gegen chemische  Einwirkungen von Laugen besonders wider  standsfähig sind.

   Bei     unlegiertem    weichen       Flusseisen        mit        0,1%        C        liegt        die        zulässige     untere Grenze der Abschreckung und die  obere Grenze des     Anlassens    bei etwa 730   C,  jedoch ist eine geringe     Hysteresis    der Er  scheinung, insbesondere bei gleichzeitiger  Anwesenheit von     Legierungsbestandteilen,     und eine Verschiebung der     Grenztempera-          turen    je nach der Zusammensetzung an  zunehmen.  



  Das Abschrecken und Anlassen ist bei  Stählen mit höherem Kohlenstoffgehalt häufig  angewandt worden und in der Technik als  Vergütung bekannt. Der Zweck der Ver  gütung ist hierbei stets, dem Werkstoff eine  hohe Streckgrenze bei gleichzeitig hoher Festig  keit und Dehnung     zn    verleihen. Diese Ver  fahren werden jedoch nur bei     Kohlenstoff-          stahlen        mit        einem        C-Gehalt        von        etwa        0,5        %     und mehr benutzt.

   Bei weichem     unlegiertem     Stahl kommen sie technisch nicht zur An  wendung, da bisher angenommen wurde, dass    solcher Stahl bei der Vergütung keine tech  nisch wichtige Verbesserung erführe. Ins  besondere war nicht bekannt, dass durch Ver  gütung     kohlenstoffarmen    Stahles die Beseiti  gung der     Alterungsempfindlichkeit    gelingt.  



  Die starke Wirksamkeit des vorliegenden  Verfahrens ist aus nachfolgender Zahlentafel  und dein Kurvenblatt ersichtlich. Die Zahlen  und Kurven lassen     erkeirnen,    dass der an sich  gegen Alterung empfindliche     kohlenstoffarme     Stahl durch die vorliegende Behandlung dahin  weitgehend verbessert wird, dass er seine       Alterungsempfindlichkeit    verliert.

   So beträgt  zum Beispiel die Kerbzähigkeit einer bei  <B>9001</B> C     geglühten,    um     5'/o    gereckten und  gealterten Probe 2,7     mhg#\crn=,    während eine  vorher bei<B>930'</B> C abgeschreckte, dann auf  630 0 C angelassene Probe nach gleicher Al  terungsbeanspruchung eine     Kerbzähigkeit    von  über 31.,6     mkg/cm     erreicht. Zur Prüfung der       Kerbzähigkeit    wurden hierbei normale     Charpy-          Proben        305    X 160     nrm    mit Rundkerb benutzt,  Die Prüfung erfolgte bei +20   C.

   Die Zahlen       stellenl < Iittelwerte    aus je drei     Kerbschlagproben     dar. Der     Werkstoff    hatte folgende     Zusammen-          setzung:        C=0,08%,        Si        =Spur,3Zn=0,43%,     P =     0,0140/0,    S =     0,0228         -'o,    Ni     =    0,14  i'"       Cr-    ---     0,02'/o,        N:

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<tb>  atf <SEP> 6300 <SEP> <B>0</B> <SEP> angelassen <SEP> . <SEP> 33,0 <SEP> <B><I>31,6</I></B><I> <SEP> ::,3,2 <SEP> 1i#,8</I>         Die Abbildung gibt die durch die vorlie  gende Wärmebehandlung erreichbare Ver  besserung der Kerbzähigkeit bei 5      /o        Reckung     und Alterung in Kurvenform wieder.

   Die  Kurve     .4    zeigt für normalisierte (das heisst       '/z    Stunde auf<B>9300</B> C erhitzte und in Luft  abgekühlte)     Flusseisenproben    die     Kerbzähig-          keiten,    die sich ergeben, wenn die Proben  bei t   C abgeschreckt werden. Das Norma  lisieren bildet keinen Teil des vorliegenden  Verfahrens; es ist hier nur erwähnt, weil es  allgemein üblich ist, derartige Proben vorher  zu normalisieren.  



  Die Kurve lässt erkennen, dass die gün  stigsten Werte in diesem Falle bei einer       Abschrecktemperatur    von über 730   C liegen.  Die Kurve B zeigt die Werte der Kerbzähigkeit  bei     Flusseisenproben,    die     1/z    Stunde auf 930   C  erhitzt, in Wasser abgeschreckt und dann  3 Stunden auf t   angelassen wurden. Hier  bei liegt der günstigste Wert bei etwa    <B>7.00'</B> C     Anlasstemperatur.    Für höhere Reck  grade ergeben sich entsprechende Kurven.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Behandlung von kohlen stoffarmem Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass der kohlenstoffarme Stahl einer Ab schreckung über einer Temperatur von etwa 65011 C unterworfen wird, um ihn gegen Alterung und Gefügezerstörung durch Flüssig keiten, Gase und Dämpfe praktisch unempfind= lieh zu machen. UNTERANSPRUCH: Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erreichung besonders guter Gefüge eine Anlassbehandlung des ab geschreckten Stahles bei Temperaturen bis 750 C vorgenommen wird.