CH359725A - Korrosionsbeständiger martensitischer Stahl und Verfahren zur Herstellung eines solchen - Google Patents

Korrosionsbeständiger martensitischer Stahl und Verfahren zur Herstellung eines solchen

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CH359725A
CH359725A CH359725DA CH359725A CH 359725 A CH359725 A CH 359725A CH 359725D A CH359725D A CH 359725DA CH 359725 A CH359725 A CH 359725A
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steel
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Ivan Morley John
Sykes Charles
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Firth Vickers Stainless Steels Ltd
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Description


  Korrosionsbeständiger     martensitischer    Stahl und Verfahren     zur    Herstellung     eines    solchen    Die vorliegende Erfindung betrifft einen korro  sionsbeständigen     martensitischen    Stahl, insbesondere  von hoher Widerstandsfähigkeit gegen den allge  meinen sowie den strukturell selektiven Angriff in  gewissen stark korrosiven Medien, z. B. Seewasser,  und anwesenden Chemikalien, z. B. Säuren.  



  Beispielsweise betrifft die Erfindung einen korro  sionsbeständigen     martensitischen    Spezialstahl, dessen  Widerstandsfähigkeit gegen den allgemeinen Korro  sionsangriff in vielen stark korrosiven Medien unge  fähr gleich gross ist wie die     Widerstandsfähig-          keit    von     molybd'änhaltigen,        austenitischen    rostfreien       Stählen,        z.        B.        Stählen        mit        18        %        Chrom,

          10        %        Nickel     und niedrigen Kohlenstoffgehalten, die in gewissen  Fällen     Niob    oder Titan enthalten, wobei der erfin  dungsgemässe Stahl aber gleichzeitig eine höhere  Zugfestigkeit und     Abriebfestigkeit        zusammen    mit  einer befriedigenden Dehnbarkeit und einer beträcht  lich höheren Ermüdungsfestigkeit besitzt, als sie bei  den oben genannten     austenitischen    rostfreien Stählen  allein durch Wärmebehandlung erhalten werden  können.  



  Ferner kann der erfindungsgemässe Stahl für den  Dienst in korrosiven Medien Verwendung finden,  wobei er auch widerstandsfähiger gegen die     trans-          kristalline    Spannungskorrosion sein kann als die  oben erwähnten     austenitischen    rostfreien     Stähle.     



  Mit vorliegender Erfindung kann ein harter, rost  freier Stahl mit einer Zugfestigkeit von rund  95     kg/mm2    erhalten werden, welcher unter den oben       genannten    Bedingungen gegen die     interkristalline     Korrosion widerstandsfähig und deshalb den be  kannten     martensitischen    rostfreien Stählen mit 0,15 0/0  Kohlenstoff,     1711/o,    Chrom und     211/o    Nickel überlegen  ist, welche nach dem Härten und Tempern bis zu  einer gleich hohen Zugfestigkeit stark dieser Form  von selektivem     Korrosionsangriff    unterworfen .sind.

      Vom Standpunkt des Konstrukteurs beruht ein       Nachteil    der     existierenden    Typen von rostfreien  Stählen     darin,        d'ass    kein     einziger    im Handel erhält  licher Stahl, der in der Wärme für     die    letzte maschi  nelle     Bearbeitung    verformt werden kann, in sich zu  gleich die erwünschten Eigenschaften hoher Zug  festigkeit und Ermüdungsfestigkeit mit hoher Wider  standsfähigkeit gegen Säuren und     andere    stark  korrosive Medien, wie Seewasser, vereinigt.

   Auf der  einen Seite sind die     austenitischen    Stähle,     beispiels-          weise        diejenigen        mit        rund        18%        Chrom,        8-12"/o     Nickel und Zusätzen von Kupfer,     Molybdän,        Niob     oder Titan. Diese Stähle können eine sehr hohe Wi  derstandsfähigkeit gegen allgemeine Korrosion unter  äusserst starker Beanspruchung zeigen, doch können  sie nicht anders als durch Kalt- oder Warmbearbei  tung gehärtet werden.

   Es ist selten     möglich,    bei sol  chen Stählen     Zugfestigkeiten    von wesentlich über  71     kg/mm2    und eine     0,1'0/0-Grenzspannungsbelastung     von über 28     kg/mm2    zu erhalten, ohne zur Kalt  oder Warmbearbeitung Zuflucht zu nehmen, die       zusätzlich    zu den Zugbeanspruchungen beim     Diem,t     noch     remanente    Spannungen schaffen kann und  derart das Bruchrisiko infolge     Spannungskorrosion     erhöhen.  



  Auf der andern Seite sind     die        martensitischen     rostfreien Stähle, welche in zwei Gruppen     eingeteilt     werden können: die älteren     Stähle    sowie die inner  halb ungefähr der letzten 10 Jahre entwickelten  Stähle. Die älteren     martensitischen    Stähle, z.

   B.     die-          jenigen        mit        11-14%        Chrom        und        variierenden          Kohlenstoffgehalten,    lassen sich ohne weiteres bis  zum Erreichen hoher     Zugfestigkeiten    von über  95     kg/mm2        wärmebehandeln,

      aber im     allgemeinen          eignen    sich dieselben nur zur Verwendung unter  milden korrosiven     Bedingungen.    Bis zu einem ge  wissen Ausmass gilt der gleiche Vorbehalt auch für      den ebenfalls     wohlbekannten        und    weithin gebräuch  lichen     martensitischen    Stahl     mit        0,10/9        Kohlenstoff,          1711/o        Chrom        und        2%        Nickel,

          welcher        bis        vor        kurzem          möglicherweise    als der am     meisten    korrosionsbestän  dige Stahl unter den     erhältlichen        martensitischen     rostfreien Stählen angesehen wurde.

   Im besten Fall  ist die Korrosionsbeständigkeit dieses letzteren Stahls  beinahe ebensogut wie die Korrosionsbeständigkeit  der oben genannten     austenitischen    Stähle, aber nach  dem     Härten    und Tempern bei     intermediären    Tempe  raturen zwischen 400 und     600     C     zwecks    Erzielung  einer Zugfestigkeit von 87     kg/mm2    oder mehr     erliegt     der gleiche Stahl ausserordentlich leicht dem Zerfall       infolge    selektivem     intergranularem        Korrosionsangriff.     Aus diesem Grund kam es bereits wiederholt zu  Materialbrüchen während des Dienstes, z.

   B. bei  Pumpen zum Fördern des angesäuerten Wassers in  Minen, und bei     Schiffspropellerwellen.    Es wurde ge  funden, dass in diesem schwach getemperten Zustand.  entsprechend einer Zugfestigkeit zwischen 87 und  119     kg/mm2    ein Stahl mit     0,1511/a    Kohlenstoff, 17 9/0       Chrom        und        2%        Nickel        bei        der        Hatfield-Probe        in     einem siedenden Gemisch von     Kupfersulfat    und  Schwefelsäure einen vollständigen     interkristallinen     Zerfall erleidet,

   so dass nach dem Eintauchen wäh  rend 72 Stunden Probestücke von 0,32 cm Dicke zu       biscuitartiger    Konsistenz verwandelt werden, so dass  sie sich Seicht mit den     Fingern    zerbröckeln lassen.  



  Die innerhalb     ungefähr    der letzten 10 Jahre ent  wickelten neuen     martensitischen    rostfreien Stähle  sind     hauptsächlich    solche mit     17a/11    Chrom, 4     bis          711/o    Nickel und Zusätzen von Titan, Aluminium  oder Kupfer, welche sich für     die    Ausscheidungs  härtung bei Temperaturen in der Grössenordnung  von 450  C eignen.

   Stähle dieses Typus     stellen    zwar  in bezug auf ihre Korrosionsbeständigkeit     einen    Fort  schritt gegenüber den älteren     martensitischen        Stählen     dar, besitzen indessen nicht eine gleich hohe Wider  standsfähigkeit gegen den allgemeinen und den struk  turell selektiven chemischen     Korrosionsangriff,    spe  ziell in verdünnter Schwefelsäure, wie die erfindungs  gemässen     Stähle.     



  Der     erfindungsgemässe    korrosionsbeständige     mar-          tensitischen    Stahl ist gekennzeichnet durch 0,03 bis       0,15%        Kohlenstoff        plus        Stickstoff,        höchstens        aber          0,059/o        Stickstoff,        15        bis        17,59/o        Chrom,        4-6,5%          Nickel,        0,5-2,5%        Kupfer,

          0,3-3,0%,        Molybdän,     höchstens<B>1</B> 9/a Silizium, höchstens<B>10/9</B> Mangan und    entweder eines der Elemente Titan oder     Vanadin    in  der 5- bis 10fachen Menge des Kohlenstoff- plus  Stickstoffgehaltes oder die beiden Elemente     Niob     und     Tantal    insgesamt in der     8-12fachen    Menge  des Kohlenstoff- plus Stickstoffgehaltes.  



  Um dafür zu sorgen, dass der Stahl nach einer       vollständigen        Wärmebehandlung    im wesentlichen       martensitisch    ist, ist es zweckmässig, den Stickstoff  gehalt auf einem     Minimum    zu halten.

   Ein     bevorzug-          ter        erfindungsgemässer        Stahl        enthält        0,06        bis        0,10%     Kohlenstoff plus Stickstoff,     16-17,511/o    Chrom,       5-6,5%        Nickel,        1,0        bis        2,511/a        Kupfer,        1,5        bis        2,

  5%          Molybdän    und Titan in der 5- bis 8fachen Menge  des Gehaltes an Kohlenstoff plus Stickstoff zusam  men. Die Wahl zwischen     einem    relativ hohen Mo  lybdänzusatz zusammen mit einem relativ hohen  Kupferzusatz einerseits, und niedrigeren Mengen,  das heisst unter 1     a/11    dieser Elemente, anderseits hängt  von den Anforderungen ab, die in bezug auf den  Grad der Korrosionsbeständigkeit an den Stahl ge  stellt werden müssen.  



  Natürlich können im Stahl die üblichen Spuren  von     Aluminium,    Schwefel und Phosphor in den  jedem Fachmann bekannten Mengen toleriert werden.  



  Zur Veranschaulichung des bei den erfindungs  gemässen Stählen erzielbaren Fortschrittes ist in der  folgenden Tabelle I deren Verhalten bei steigenden       Säurekonzentrationen    und Temperaturen unter Ge  genüberstellung der     Laboratoriumversuchsresultate          mit    den Resultaten bei bekannten sowie kürzlich  vorgeschlagenen Typen rostfreier     Stähle    angegeben.  Im Schweiz.

   Patent Nr. 358816 ist ein     marten-          sitischer    Stahl von hoher Zugfestigkeit beschrieben,       enthaltend        0,03        bis        0,10%        Kohlenstoff,        über        1611/o          bis        zu        18'%        Chrom,    3     bis        611/o        Nickel,        entweder        0,

  30          bis        1,20%        Niob        in        einer        Menge,        die        grösser        ist        als          der        8fache        Kohlenstoffgehalt,        oder        0,30        bis        1,20%     Titan in einer Menge, die grösser ist als der 5fache       Kohlenstoffgehalt,

          je        höchstens        1%        Silizium        und     Mangan, ferner enthaltend Schwefel und Phosphor  in Mengen von je bis     zu        0,0411/o    und Stickstoff in  einer Menge von nicht mehr als     0,100/a.    Zum Ver  gleich enthält die Tabelle I auch Versuchsresultate  mit diesem Stahl bzw. dem Stahl J, der entspre  chend der Beschreibung des oben erwähnten Schweiz.  Patentes Nr. 358816 hergestellt wurde. Dabei wird  unter hoher Zugfestigkeit eine Zugfestigkeit von  über 65     kg/mm2    verstanden.

      
EMI0003.0001     
      Diese Ergebnisse zeigen, dass der erfindungs  gemässe     martensitische    Stahl F in Tabelle 1 einen  Grad von Säurebeständigkeit besitzt, welcher     der-          jenigen    der     wohlbekannten        mol'ybdänhaltigen        austeni-          tischen    rostfreien Stähle äquivalent ist.

   Dies bedeutet  einen     wesentlichen        Fortschritt    für die Herstellung  von Stählen mit hoher Zugfestigkeit, welche einer  chemischen Korrosion widerstehen, da sowohl die       älteren    als auch die Typen von     martensitischen    rost  freien Stählen neueren Datums gänzlich     ungeeignet     sind, um gewissen verdünnten Säuren, speziell Schwe  felsäure, ausgesetzt zu werden.

   Es lässt sich ferner  zeigen, dass     martensitische        Stähle    mit der Zusammen  setzung des Stahles F     in.    Tabelle I, der ein typisches  Beispiel für den erfindungsgemässen Stahl ist, auch  nicht dem selektiven     interkristallinen    Angriff bei der       Hatfield-Probe    in einer siedenden Mischung von  Kupfersulfat und Schwefelsäure unterliegen, wenn  man sie bis zu einer Zugfestigkeit von der Grössen  ordnung<B>110</B>     kg/mm2    wärmebehandelt hat.

   Sie sind  somit den älteren     martensitischen    rostfreien Stählen  sowie den     martensitischen    Stählen neueren Datums  mit 17     O/o    Chrom und     4-7        %    Nickel, aber ohne Titan  oder     Niob,    überlegen;     ferner    sind sie hochbeständig  gegenüber Spannungskorrosion, wenn man sie im La  boratorium in siedenden Lösungen von     Magnesium-          cWorid    unter einer angewendeten Zugspannung von  32     kg/mm2        behandelt.     



  Die     erfindungsgemässen        martensitischen    rostfreien  Stähle besitzen eine     einzigartige    Kombination von  erwünschten Eigenschaften. Ihre verbesserten chemi  schen und säurebeständigen Eigenschaften im Ver  gleich mit andern Stählen von gleichem.

   Typus kön  nen ohne eine merkliche Verminderung der während  einer Wärmebehandlung gebildeten     Martensitmenge     erreicht werden, das heisst ohne     Bildung    grosser Men  gen von     d-Ferrit    oder     Austenit,    so dass ihre     marten-          sitische        Härtbarkeit    nicht     verschlechtert    wird. Ebenso*  geht diese Verbesserung auch nicht auf Kosten der       Eignung    der Stähle zur     Verformung    durch Heiss  bearbeitung, indem bei diesen     eine    befriedigende  Dehnbarkeit erhalten bleibt.

   Diese     Vorteile        rühren     daher,     d'ass    gleichzeitig Kupfer und     Molybdän    in  kleinen Mengenanteilen enthalten sind, wodurch dem       Stahl    eine zusätzliche Beständigkeit gegen den nicht  selektiven     Angriff    speziell durch verdünnte Schwefel  säure oder Phosphorsäure verliehen wird, anstatt  dass man versucht, eine verbesserte Korrosionsbestän  digkeit durch grössere     Zusätze    eines dieser beiden  Elemente     allein    zu erzielen.  



  Wie aus den Versuchen mit dem Stahl H in Ta  belle I hervorgeht, erzielt man     mit    dem Zusatz von  Kupfer ohne     Molybdän        keine    so gute Widerstands  fähigkeit gegen verdünnte Schwefelsäure bei Zimmer  temperatur wie beim     erfindungsgemässen    Stahl.  Grössere Zusätze von Kupfer sind in jedem Fall  unerwünscht, da sie die     Heissbearbeitung    erschweren.

    Durch den Zusatz von     Molybdän    ohne Kupfer kann  man die     Beständigkeit    gegen gewisse Säuren be-         trächtlich    verbessern, indessen muss man mindestens       300/a        Molybdän    zusetzen,     um    bei einem     martensiti-          schen    Stahl eine analoge Verbesserung wie beim er  findungsgemässen Stahl zu erzielen.

   Leider ist das       Molybdän    aber ein stark     ferritbildendes    Element, so  dass solche Zusätze von     Molybdän    ohne Kupfer das  Gleichgewicht der Legierung stören und zur Bildung  einer übermässigen Menge von     d-Ferrit    führen.

   Dies  verhindert eine vollständige     martensitische    Härtung,  erschwert die Heissbearbeitung und     bewirkt    eine un  erwünschte     Sprödigkeit.    Das Kupfer unterstützt nicht  allein die erhöhte Beständigkeit gegen stark korrosive  Medien, sondern, obschon es nur ein schwach       austenitbildendes    Element ist, wirkt auch gleich  zeitig der     Ferritbildung    entgegen, und zwar ohne die  Härtung des Stahls durch     martensitische    Umwand  lung zu     stören.        Eine    Erhöhung des Gehaltes des  stärker     austenitbildenden    Elementes Nickel auf über       6,

  5        %        würde        in        bezog        auf        die        Vermeidung        der          ö-Ferritbild'ung    noch wirksamer sein, indessen wird  hierdurch unglücklicherweise der     Austenit    bei  Zimmertemperatur     stabilisiert,    was sowohl für die  Härtung als für die Vermeidung der Spannungs  korrosion ungünstig ist.

   Man ersieht daraus., dass die  gleichzeitige Anwesenheit genügender Mengen Kupfer  und     Molybdän    in     martensitischen    rostfreien Stählen  für die Verwendung in gewissen stark korrosiven  Medien ganz erhebliche Vorteile mit sich bringt. Die  beim erfindungsgemässen Stahl erzielte verbesserte  Säurebeständigkeit lässt sich weder bei den früher  vorgeschlagenen     martensitischen    rostfreien Stählen  vom durch Ausscheidung     härtbaren    Typ, wie der  Stahl G in Tabelle I mit     kleinen    Zusätzen von Titan  und Aluminium, noch beim Stahl J in Tabelle I mit       Niobzusatz,    wie er im Schweiz. Patent Nr. 358816  beschrieben ist, erreichen.

   Der andere Vorteil der  neuen     erfindungsgemässen        martensitischen    Stähle be  ruht in ihrer verbesserten Widerstandsfähigkeit gegen  den strukturellen selektiven Angriff vom     interkristal-          linen    oder     transkristallinen    Typus, der bei den dafür  empfindlichen Stählen durch von aussen angewandte  Spannungen beim Dienst erleichtert wird.

   Die Emp  findlichkeit gegenüber dem     interkristallinen    Typus  des     Korrosionsangriffes,    der die hauptsächliche  Schwäche der älteren     martensitischen    rostfreien  Stähle mit rund 17     '/a,    Chrom darstellt, kann durch  einen Zusatz von     karbid-    und/oder     nitridbildenden     Elementen zusammen mit einer     kalkulierten    Wärme  behandlung vermieden werden, damit sich eine  maximale Menge von stabilen     Carbiden    bildet.

   Die  Empfindlichkeit gegenüber dem     transkristallinen          Spannungskorrosionsangriff    bei starker Einwirkung  von     Chloriden,    welche eine Schwäche einiger     auste-          nitischer    rostfreier Stähle darstellt, kann bei den  erfindungsgemässen     Stählen        gleichfalls    auf ein Mini  mum reduziert werden, teils infolge der Erzielung  einer im wesentlichen     martensitischen    Struktur durch  die Beobachtung der angegebenen Grenzen für die  Legierungsbestandteile sowie durch eine entspre  chende Wärmebehandlung und.

   teils infolge     Anwen              dung    einer     abschliessenden    Wärmebehandlung des  erfindungsgemässen Stahls bei rund 550  C, wodurch  bis zu einem gewissen Grad die Spannungen im  Mikrobereich aufgehoben werden. Nach einer voll  ständigen Wärmebehandlung besitzen die erfindungs  gemässen Stähle verbesserte und analoge mechanische  Eigenschaften, wie die altbekannten Stähle mit 0,15     0/ &        Kohlenstoff, 17 % Chrom und 2 % Nickel nach dem  Härten und     Tempern    im Bereich von 400 bis 500  C.

    Die mechanischen Eigenschaften eines typischen er  findungsgemässen Stahls (Stahl F gemäss Tabelle I)  nach dem Durchlaufen der bevorzugten Wärme  behandlungen sind in der folgenden Tabelle     II    ge  zeigt.  
EMI0005.0006     
  
    <I>Tabelle <SEP> 11</I>
<tb>  Versuchs- <SEP> Streckgrenze <SEP> bei <SEP> Zerreiss- <SEP> Dehnung <SEP> Einschniirung
<tb>  Wärmebehandlung <SEP> temperatur <SEP> lo% <SEP> 50%
<tb>  fesrgkeit
<tb>    <SEP> C <SEP> Dehnung <SEP> kg/mm2
<tb>  1050  <SEP> C, <SEP> luftgekühlt <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 34,8 <SEP> 82,2 <SEP> 33 <SEP> 69
<tb>  1050  <SEP> C, <SEP> luftgekühlt <SEP> + <SEP> 2 <SEP> Stunden
<tb>  750<B>0</B> <SEP> C, <SEP> luftgekühlt <SEP> 20 <SEP> 55,1 <SEP> 77,4 <SEP> 102,4 <SEP> 18 <SEP> 53
<tb>  1050  <SEP> C, <SEP> luftgekühlt <SEP> + <SEP> 2 <SEP> Stunden
<tb>  750  <SEP> C,

   <SEP> luftgekühlt <SEP> + <SEP> 2 <SEP> Stunden
<tb>  400  <SEP> C, <SEP> luftgekühlt <SEP> 20 <SEP> 86,9 <SEP> 107,9 <SEP> 127,3 <SEP> 17 <SEP> 36
<tb>  1050  <SEP> C, <SEP> luftgekühlt <SEP> + <SEP> 2 <SEP> Stunden
<tb>  750  <SEP> C, <SEP> luftgekühlt <SEP> + <SEP> 2 <SEP> Stunden
<tb>  450  <SEP> C, <SEP> luftgekühlt <SEP> 20 <SEP> 98,3 <SEP> 117,2 <SEP> 126,7 <SEP> 19 <SEP> 42
<tb>  1050  <SEP> C, <SEP> luftgekühlt <SEP> + <SEP> 2 <SEP> Stunden
<tb>  750  <SEP> C, <SEP> luftgekühlt <SEP> + <SEP> 2 <SEP> Stunden
<tb>  550  <SEP> C, <SEP> luftgekühlt <SEP> 20 <SEP> 78,4 <SEP> 91,9 <SEP> 111,5 <SEP> 25 <SEP> 50       Die bevorzugte Wärmebehandlung besteht     darin,     dass man     gleichmässig    auf ungefähr 1000  C erhitzt,.

    damit der Stahl     umkristallisiert,    ohne dass bei dieser  Temperaturhöhe eine Lösung der stabilen Karbide  oder     Nitride    eintritt, und dass man sodann     mittels     Luft kühlt. Wenn man rasch von 1000  C abkühlt,  das heisst, wenn dünne Querschnitte luftgekühlt wer  den, so sind die wärmebehandelten Stähle unter Um  ständen nur teilweise     martensitisch    und enthalten  einen Anteil     Austenit.    In diesem Zustand besitzen  sie noch keine optimale Korrosionsbeständigkeit,  speziell gegenüber der Spannungskorrosion.

   In ge  wissen Fällen kann der Stahl in diesem Zustand, wo  er eine niedrige Fliessgrenze besitzt, verarbeitet wer  den, bevor man die     abschliessenden        Härtungsbehand-          lungen        vornimmt.     



  Bei zusätzlichen Wärmebehandlungen, durch  welche die rasch abgekühlten Stähle vollständig     in          Martensit    umgewandelt und somit zusätzlich     ge-          härtet    werden, wird z. B. während 2 Stunden auf  rund 750 C erhitzt, dann luftgekühlt und anschlie  ssend noch während 2 Stunden bei einer Temperatur  zwischen 350 und 650  C, je nach der erforderlichen  endgültigen     Zugfestigkeit,    erhitzt. Der     Härtungs-          effekt    bei dieser     abschliessenden    Wärmebehandlung  nimmt mit steigender Temperatur von 350 bis 650  C  ab.

   In vielen     Fällen    ist es     zweckmässig,    in diesem  Bereich eine hohe Temperatur zu wählen, um die  zusätzliche Härtung, die erfolgt, wenn     zwischen    der  Behandlung bei 750  C und der abschliessenden  Wärmebehandlung eine Kaltbearbeitung     eingeschaltet       wurde, auf einem Minimum zu halten und so bis     zu     einem gewissen Grad die     Spannungen    im Mikro  bereich     aufzuheben.     



  Anderseits können die Stähle nach dem raschen  Abkühlen von 1000  C auch derart weitgehend in       Martensit    umgewandelt werden, indem- man diesel  ben während rund 2 Stunden Temperaturen unter  0  C in der     Grössenordnung    von -50 bis -80  C  aussetzt, und darauf wie oben während 2     Stunden     im Temperaturbereich von 250 bis 650 C erhitzt.  Der Stahl besitzt alsdann analoge     mechanische     Eigenschaften, wie sie in der Tabelle     1I    für eine ab  schliessende     Wärmebehandlung    im Bereich von 400  bis 450  C angegeben sind.  



  Die im     Einzelfall    erwünschten Wärmebehandlun  gen lassen sich     nicht    starr     definieren,    es, sei denn  unter Bezugnahme auf die Masse des herzustellen  den Artikels; wenn man z. B. Schmiedestücke, die  eine bestimmte Grösse übersteigen, wärmebehandelt,  so kann es vorteilhaft     sein,    mit einer vorgeschriebe  nen     Geschwindigkeit    von 1000  C langsam abzu  kühlen, um den     Stahl    ohne     Anwendung    der Behand  lung bei 750  C zu härten.

   Nachdem das Stück zu  nächst maschinell     grob    bearbeitet wurde, kann eine  abschliessende Behandlung bei     einer    Temperatur zwi  schen 350 und 650  C angewendet werden, je nach  dem, ob entweder eine grössere     Härte    oder eine ge  wisse     Spannungsaufhebung    erwünscht ist. Die be  vorzugte Temperatur zur Erzielung einer     optimalen     Widerstandsfähigkeit gegen     Spannungskorrosion    liegt  bei     rund    550  C.

   Zwecks     Veranschaulichung    der bei      den     erfindungsgemässen        marterisitischen    Stählen er  zielten Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit wurden.  Ermüdungsproben nach     Wöhler    durch Hin- und Her  biegen um eine     mittlere    Spannung 0 durchgeführt;

    man fand, dass unter diesen Bedingungen die     Dauer-          festigkeiten        in        der        Grössenordnung        von        50        bis        55        %     der     Zugfestigkeit    lagen. So widersteht z.

   B. der oben       erwähnte    Stahl F nach der Wärmebehandlung bis  auf eine Zugfestigkeit von 104     kg/mm2    Spannungen  von   56,9     kg/mm2    bis mindestens hinauf zu<B>100</B>  Millionen     Spannungsumkehrungen.    Das entspre  chende Resultat bei einem     molybdänhaltigen        auste-          nitischen    rostfreien     Stahl,    analog dem     Stahl    D in  Tabelle I mit einer Zugfestigkeit von 71,1     kg/mm2     betrug rund   28,4     kg/mm2.    Die obengenannten  beiden Stähle sind insofern miteinander vergleichbar,

    als sie eine gleich hohe     Widerstandsfähigkeit    gegen  gewisse verdünnte Säuren aufweisen. Die     erfindungs-          gemässen    korrosionsbeständigen, insbesondere säure  beständigen rostfreien, Stähle besitzen somit eine  doppelt so grosse Dauerfestigkeit wie die     molybdän-          haltigen        austenitischen    rostfreien Stähle, die bisher  für den gleichen Zweck verfügbar waren, was von  bedeutender praktischer Tragweite für die Herstel  lung von     Zentrifugen,    Ventilatoren,     Antriebpropel-          lern    und dergleichen ist.

   Insbesondere lassen sich       mit    diesen Stählen Vorteile erzielen, wenn man sie  für gewisse     Pumpvorrichtungen    zum Handhaben  von hochkorrosiven Medien sowie für gewisse Ma  schinenteile verwendet, bei denen Widerstandsfähig  keit gegen Seewasser und gegen Abrieb erforderlich  sind.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH 1 Korrosionsbeständiger martensitischer Stahl, ent haltend 0,03 bis 0,15a/9 Kohlenstoff plus Stickstoff, höchstens aber 0,05% Stickstoff, 15 bis 17,5% Chrom, 4-6,5% Nickel, 0,5-2,5% Kupfer, 0,3 bis 3,
    0% Molybdän sowie höchstens l0/9 Silizium und höchstens l0/0 Mangan und entweder eines der Elemente Titan oder Vanadin in der 5-10fachen Menge des Kohlenstoff- plus Stickstoffgehaltes oder die beiden Elemente Niob und Tantal insgesamt in der 8-12fachen Menge des Kohlenstoff- plus Stick stoffgehaltes. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Stahl nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch 0,06 bis 0,1011/a Kohlenstoff plus Stickstoff, 16-17,5% Chrom, 5-6,5% Nickel, 1,0-2,5% Kupfer, 1,5-2,50/9 Molybdän und Titan in der 5-8fachen Menge des Gehaltes an Kohlenstoff plus Stickstoff zusammen. 2.
    Stahl nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch 0,04% Kohlenstoff, 0,250/a Silizium, 0,70% Mangan, 17,311/o Chrom, 5,8,% Nickel, 2,2% Mo- lybdän., 1,6% Kupfer und 0,28% Titan. 3.
    Stahl nach Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, dass er Spuren von Aluminium, Schwefel und Phosphor enthält. PATENTANSPRUCH Il Verfahren zur Herstellung eines Stahles gemäss Patentanspruch 1, mit hoher Zugfestigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stahl, enthaltend 0,03 bis 0,15% Kohlenstoff plus Stickstoff, höchstens aber 0,05% Stickstoff, 15 bis 17,
    5% Chrom, 4-6,59/o Nickel, 0,5-2,5"/o Kupfer, 0,3-3,0% Molybdän sowie höchstens l0/0 Silizium und höchstens 1% Mangan und entweder eines der Elemente Titan oder Vanadin in der 5-10fachen Menge des Kohlen- stoff- plus Stickstoffgehaltes oder die
    beiden. Ele mente Niob und Tantal insgesamt in der 8-12fachen Menge des Kohlenstoff- plus Stickstoffgehaltes er zeugt, mindestens einmal erhitzt und dann abgekühlt wird. UNTERANSPRÜCHE 4. Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl zunächst auf etwa 1000 C erhitzt wird und nach einer Luftkühlung etwa 2 Stunden auf Temperaturen bei etwa 750 C gehalten wird, wonach nach einer zweiten Luft kühlung schliesslich rund 2 Stunden lang auf 350 bis 650 C erhitzt wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl nach dem Erhitzen auf 1000 C langsam abgekühlt wird, und dass man ihn sodann rund 2 Stunden auf 350-650 C hält.
    6. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man den Stahl nach dem Er hitzen auf etwa 1000 C rasch abkühlt, ihn sodann etwa 2 Stunden bei Temperaturen zwischen -50 und -8011 C gekühlt hält, um den Stahl schliesslich etwa 2 Stunden auf 350-360 C zu erhitzen. 7. Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die letzte Wärmebehandlung bei Temperaturen zwischen 350 und 650 C erfolgt. B. Verfahren nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung bei etwa 550 C erfolgt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1533158B1 (de) * 1965-06-22 1970-01-02 Avesta Jernverks Ab Verwendung eines walzbaren und schweissbaren nichtrostenden Stahles zur Herstellung von Gegenstaenden,die zum Einsatz unter Neutronenbestrahlung und bei Temperaturen zwischen -200 und +400 deg.C bestimmt sind,und als Schweisszusatzwerkstoff

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1533158B1 (de) * 1965-06-22 1970-01-02 Avesta Jernverks Ab Verwendung eines walzbaren und schweissbaren nichtrostenden Stahles zur Herstellung von Gegenstaenden,die zum Einsatz unter Neutronenbestrahlung und bei Temperaturen zwischen -200 und +400 deg.C bestimmt sind,und als Schweisszusatzwerkstoff

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