NL8003119A

NL8003119A - FERRITIC STAINLESS STEEL.

Info

Publication number: NL8003119A
Application number: NL8003119A
Authority: NL
Original assignee: Ruberg & Renner
Priority date: 1979-06-09
Filing date: 1980-05-29
Publication date: 1980-12-11
Also published as: DE2923532B1; BE883704A; DK156176B; DK156176C; ES492218A0; BR8003535A; ES8101127A1; GB2051859B; FR2458598B1; FR2458598A1; JPS565954A; IT1131534B; DK244880A; IT8022660A0; DE2923532C2; GB2051859A

Description

H. O. 29.0% >H. O. 29.0%

Ferritisch roestvrij staalFerritic stainless steel

De uitvinding heeft betrekking op een ferritisch roestvrij staal en de toepassing ervan voor zeer sterke en tegen interkristallijne corrosie bestand zijnde voortbrengsels, in bet bijzonder rechte of bochtige scharnierbandkettingen.The invention relates to a ferritic stainless steel and its use for very strong and intergranular corrosion-resistant articles, in particular straight or curved pivot belt chains.

5 Aan de uitvinding ligt het probleem ten grondslag, een roestvrij staal ter beschikking te stellen, dat een grote sterkte en rek bezit, voldoende bestand is tegen corrosie en niet duur bereid kan worden. In het bijzonder dient het staal in de koud vervormde toestand een grote treksterkte, 10 0,2-grens, rek bij breuk en taaiheid te bezitten en in gelaste toestand zonder nabehandeling met warmte tegen inter-kristallijne corrosie bestand te zijn. Voorts dient voor bepaalde toepassingsdoeleinden ook een grote blijvende sterkte aanwezig te zijn.The invention is based on the problem of providing a stainless steel which has a high strength and elongation, which is sufficiently resistant to corrosion and which cannot be expensive to prepare. In particular, the steel in the cold-formed state must have a high tensile strength, 0.2-limit, elongation at break and toughness, and be resistant to inter-crystalline corrosion in the welded state without post-treatment with heat. Furthermore, for certain application purposes, a high permanent strength must also be present.

15 Het Duitse normstaal X 20 Cr 13 (materiaal Hr. 1.4021) met 0,17 tot 0,22 % C, 12 tot 14 % Cr, tot 1,0 % Si, tot I, 0 % Mn, rest Fe heeft voor het bereiken van een treksterk- 0 te tot 1000 H/mm een veredelingsbehandeling nodig. Dit staal met periltisch-martensitischestructuur of soortgelijke 20 staalsoorten hebben het nadeel van een slechte rekwaarde alsmede een slechte lasbaarheid» Ook de bestandheid tegen corrosie is niet voldoende.15 The German standard steel X 20 Cr 13 (material Hr. 1.4021) with 0.17 to 0.22% C, 12 to 14% Cr, up to 1.0% Si, up to 1.0% Mn, the remainder Fe has achieving a tensile strength of 0 to 1000 H / mm requires a refinement treatment. This steel with periltic-martensitic structure or similar steels has the disadvantage of poor tensile strength as well as poor weldability. Also the corrosion resistance is not sufficient.

Ook het ferritische chroomstaal, materiaal Hr. 1.4016 met verlaagd koolstofgehalte en tot 16 tot 18 % verhoogd 25 chroomgehalte voldoet niet aan de eisen van grote sterkte en tegelijkertijd grote rek en taaiheid in koud vervormde - - ' toestand. Bij vrij hoge koudvervormingsgraden van 10 tot 30 % treedt in het bijzonder een steile daling van de rek en taaiheid op. Dit materiaal is bovendien slechts voor-30 waardelijk lasbaar.The ferritic chrome steel, material Hr. 1.4016 with reduced carbon content and up to 16 to 18% increased chromium content does not meet the requirements of high strength and at the same time high elongation and toughness in cold-formed state. In particular, at relatively high degrees of cold deformation of 10 to 30%, a steep drop in elongation and toughness occurs. In addition, this material can only be welded in a valuable way.

Ook de thans verwerkte perlitische kwaliteiten, materiaal Hr. 1.400, 1.4006 of 1.4512 hebben geen optimale statische en dynamische sterkte-waarden. De treksterkte van de met een vervormingsgraad van 15 tot 25 % gewalste banden 2 35 ligt in de ordegrootte van 650 tot 740 N/mm . Grotere sterk-tewaarden kunnen slechts ten koste van rek en taaiheid bereikt worden. Daarbij bestaat het gevaar, dat bij daaropvolgende bewerkingen, zoals snijden, stempelen of walsen 8003 1 19 t fijne scheuren aan de omtrek optreden, die bij later bedrijf sgebruik het breukgevaar bij langdurig gebruik versterken.Also the processed pearlitic qualities, material Hr. 1,400, 1,4006 or 1.4512 do not have optimal static and dynamic strength values. The tensile strength of the strips 35 with a deformation degree of 15 to 25% is in the order of 650 to 740 N / mm. Greater strengths can only be achieved at the expense of stretch and toughness. Thereby there is a danger that subsequent operations, such as cutting, stamping or rolling 8003 1 19 t will cause fine peripheral cracks, which will increase the risk of breakage during prolonged use during later use.

Voor het oplossen van het hiervoor genoemde probleem 5 wordt nu volgens de uitvinding een staal met de volgende samenstelling voorgesteld: 0,03 tot 0,06 % koolstof 0 tot 1,0 % silicium 0 tot 1,0 % mangaan 10 16 tot 17,5 °/° chroom 0,8 tot 1,0 % nikkel rest ijzer en onvermijdelijke verontreinigingen.According to the invention, a steel with the following composition is now proposed for solving the aforementioned problem 5: 0.03 to 0.06% carbon 0 to 1.0% silicon 0 to 1.0% manganese 10 16 to 17, 5 ° / ° chromium 0.8 to 1.0% nickel, residual iron and unavoidable impurities.

Het ferritische roestvrije staal van de hiervoor genoemde samenstelling volgens de uitvinding onderscheidt zich ten 15 opzichte van de hiervoor als bekend genoemde staalkwalitei-ten door hogere sterkte-, rek- en taaiheidswaarden. Daarbij is het staal goedkoper dan het austenitische 18/8 CrNi-staal, dat naast geschikte sterkte, rek bij breuk, taaiheid ook aan de eisen van de bestandheid tegen corrosie en goede 20 lasbaarheid voldoet.The ferritic stainless steel of the aforementioned composition according to the invention differs from the aforementioned steel grades by higher strength, elongation and toughness values. In addition, the steel is cheaper than the austenitic 18/8 CrNi steel, which, in addition to suitable strength, elongation at break, toughness, also meets the requirements of corrosion resistance and good weldability.

Het staal volgens de uitvinding heeft na een koud vervorming met een vervormingsgraad van 18 tot 25 % een klein- 2 2 ste treksterkte van 750 N/mm , bij voorkeur 800 N/mm , een o 0,2-grens boven 600 N/mm bij een rek bij breuk van ten min-25 ste 10 %, Met deze waarden ligt het staal boven de vergelijkbare bekende staalsoorten.The steel according to the invention has a small tensile strength of 750 N / mm, preferably 800 N / mm, an o 0.2 limit above 600 N / mm, after a cold deformation with a deformation degree of 18 to 25%. at an elongation at break of at least 10%. With these values, the steel is above the comparable known steels.

Bovendien kan het staal volgens de uitvinding na het warm walsen, zacht gloeien en aansluitend koud omvormen met voordeel als materiaal voor de vervaardiging van voort-30 brengsels gebruikt worden, die in gelaste toestand zonder nabehandeling met warmte tegen interkristallijne corrosie bestand moeten 'zijn. In dit opzicht is het slechts met het 18/8 CrNi-staal vergelijkbaar, dat echter, zoals gezegd, op grond van het hogere legeringsgehalte duurder is.Moreover, the steel according to the invention can advantageously be used as a material for the production of products after hot rolling, soft annealing and subsequent cold forming, which, in the welded state, must be resistant to intergranular corrosion in the welded state without post-treatment with heat. In this respect it is only comparable with the 18/8 CrNi steel, which, however, is more expensive, as said, due to the higher alloy content.

35 Het staal volgens de uitvinding is overal daar voor toepassing geschikt, waar het naast goede sterkte-, reken taaiheidseigenschappen ook nog op een voldoende bestandheid tegen interkristallijne corrosie in gelaste toestand zonder nabehandeling met warmte aankomt. Op grond van de 4-0 gunstige combinatie van de genoemde eigenschappen is het 800 3 1 1 9 3 ferritische roestvrije staal volgens de uitvinding in liet bijzonder geschikt als materiaal voor de vervaardiging van rechte of "bochtige scharnierbandkettingen. Scharnierbandket-tingen moeten nu eenmaal goede sterkte, rek- en taaiheids-5 eigenschappen in koud vervormde toestand bezitten. Eet koud walsen is daarbij vereist om de ruwheidsgraad te verkleinen. Hoe gladder het oppervlak is, des te geringer zijn de wrij-vingswaarden en daarbij de slijtage in de schakels van de scharnierbanden, alsmede aan de glijranden respectievelijk 10 leidreels. Een glad oppervlak bewerkstelligt ook èen beter corrosie-gedrag ten opzichte van een meer stompe of ruwe uitvoering. Het bekende materiaal X 22 CrUi 17 (materiaal Er. 1,4057) heeft na het zacht gloeien reeds een natuurlijke p sterkte van 750 tot 800 ïï/mm . Bij het koud walsen neemt de 15 sterkte reeds in de beginfase met kleinere vervormingsgraden van 5 tot 10 % toe tot meer dan 900 ïï/mm , zodat aansluitend steeds nogeens zacht gegloeid diende te worden. Een nadeel bij het zacht gloeien is het afscheiden van chroomcarbiden op de oppervlakken, wat bij het uitsnijden van de platinen 20 de slijtage van snijstempels en snijplaten aanzienlijk versterkt. De geringe koude vervorming werkte daarbij ook nog nadelig bij de geringe tolerantie van de banddikte en ook op de oppervlakte-uitvoering (ruwe diepte) uit. De scharnier-onderdelen uit het materiaal 1.4057 werden uitsluitend ver-25 edeld en vervolgens enkele uren nabehandeld (getrovaleerd, gebeitst en gepolijst) om de oppervlakken glad te maken.The steel according to the invention is suitable for use everywhere where, in addition to good strength, toughness properties, it also depends on a sufficient resistance to intergranular corrosion in the welded state without post-treatment with heat. Because of the 4-0 favorable combination of the mentioned properties, the 800 3 1 1 9 3 ferritic stainless steel according to the invention is particularly suitable as a material for the production of straight or curved pivot belt chains. possess strength, elongation and toughness properties in the cold-formed state. Cold rolling is required to reduce the degree of roughness. The smoother the surface, the lower the friction values and thereby the wear in the links of the hinge belts, as well as on the sliding edges or 10 guide reels A smooth surface also results in a better corrosion behavior compared to a more blunt or rough version The known material X 22 CrUi 17 (material Er. 1,4057) has a soft annealing already a natural p strength of 750 to 800 μ / mm In cold rolling, the strength already increases in the initial phase with smaller deformation degrees of 5 to increases by 10% to more than 900 µm / mm, so that subsequent annealing is still required. A drawback in soft annealing is the deposition of chromium carbides on the surfaces, which considerably increases the wear of cutting dies and cutting plates when cutting out the platines. The low cold deformation also adversely affected the low tolerance of the strip thickness and also the surface finish (rough depth). The hinge parts of material 1.4057 were only refined and then post-treated (trowelled, pickled and polished) for several hours to smooth the surfaces.

De ruwe holten lagen in de ordegrootte van ongeveer Ea = 20^um. Ook het lasgedrag van het materiaal 1.4057 is niet bevredigend. De lasplaatsen waren op grond van de harding 50 aan de lucht min of meer bros geworden. Uit veiligheidsoverwegingen diende daarom een warmtebehandeling achteraf te worden uitgevoerd. Dit maakt niet alleen de vervaardiging van scharnierbanden duurder maar beïnvloedt door de bij de warmtebehandeling optredende chroomcarbide-afschei-55 dingen de bestandheid tegen corrosie.The rough voids were in the order of magnitude of about Ea = 20 µm. The welding behavior of material 1.4057 is also not satisfactory. The welding spots had become more or less brittle due to the curing in the air. Therefore, for safety reasons, a heat treatment had to be carried out afterwards. This not only makes the production of hinge belts more expensive, but influences corrosion resistance due to the chromium carbide separations occurring during the heat treatment.

Een vergelijking van de sterkte- en rek-waarden van het staal volgens de -uitvinding tot die van het vergelij-kingsstaalmateriaal ïïr. 1.4016 toont fig. 1. Een vergelijking van de blijvende sterkte van het staal volgens de uit-40 vinding ten opzichte van het bekende staal 1.4021 in ver- 8003119 i edelde toestand respectievelijk met 0,9 tot 1,4- % nikkel-(in zacht gegloeide koud vervormde toestand) (Duits Aus-legeschrift 2.618.305) toont fig. 2. Beide figuren tonen de hetere eigenschappen van het ferritische roestvrij staal 5 volgens de uitvinding ten opzichte van bekende vergelijkings-staalsoorten.A comparison of the strength and elongation values of the steel according to the invention with that of the comparative steel material. 1.4016 shows Fig. 1. A comparison of the permanent strength of the steel according to the invention with respect to the known steel 1.4021 in the finished state, respectively, with 0.9 to 1.4% nickel (in soft annealed cold deformed state) (German Aus Leg. 2,618,305) shows Fig. 2. Both figures show the hotter properties of the ferritic stainless steel 5 according to the invention compared to known comparative steels.

Omdat bij schamierbandkettingen aan de onderzijde van de platen leischoenen of laaghouders moeten worden aangelast om een goede geleiding te waarborgen, is het van be-10 lang, dat op deze lasplaatsen ook zonder nabehandeling met warmte geen interkristallijne corrosie optreedt. Het lasge-drag werd aan de hand van proeven vastgesteld. De verbinding van de leischoenen respectievelijk de laaghouder had plaats vol/^feW perslasproces aan twee respectievelijk vier punten 15 op een weerstandslasmachine. Microscopische onderzoekingen van structuren tonen in het traject van de lasnaad en aan de overgangszones geen uitscheidingen of vermeldingswaardi-ge hardingen aan, die tot een bros worden met taaiheidsver-lies respectievelijk tot aantastingen door corrosie kunnen 20 leiden. Terwijl proeven uit de ter vergelijking aangevoerde bekende staalsoorten 1.4-00 en 1.4-006 in gelaste toestand slechts een gemiddelde drukbelasting van 10.500 F uithielden, lag de waarde voor een proef uit het staal volgens de uitvinding bij 16.500 N.Since hinge belt chains have to be welded onto the underside of the plates to guide shoes or layer holders in order to ensure good conductivity, it is important that no intergranular corrosion occurs at these welding locations even after heat treatment. The welding behavior was determined by tests. The connection of the guide shoes and the layer holder respectively took place during the welding process at two or four points on a resistance welding machine. Microscopic examinations of structures show no exudate or recordable hardenings in the region of the weld seam and at the transition zones, which can lead to brittleness with loss of toughness or to corrosion attack. While tests from the known steels 1.4-00 and 1.4-006 in the welded state for comparison only showed an average pressure load of 10,500 F, the value for a test from the steel according to the invention was 16,500 N.

25 Het corrosiegedrag werd in verschillende media onder zocht en ter vergelijking werd het austenitische materiaal 1.4-310 gebruikt. De proefresultaten zijn in de volgende tabel samengevat.The corrosion behavior was examined in various media and the austenitic material 1.4-310 was used for comparison. The test results are summarized in the following table.

Milieu Resultaat 30 kopersulfaat-proef zeer goed, geen verschil met het vergelijkingsstaal wisseldompelproef in een goed,-eveneens geen verschil 5-procents oplossing van met het vergelijkingsstaalEnvironment Result 30 copper sulphate test very good, no difference with the comparison steel alternating immersion test in a good, also no difference 5 percent solution of with the comparison steel

FaCl 35 wisseldompelproef in een zeer goed, eveneens geen ver- 5-procents zwavelzuur en schil met het vergelijkings-een 5-PFOcents salpeter- materiaal zuurFaCl 35 alternating dip test in a very good, also no 5 percent sulfuric acid and peel with the comparison 5-PFOc nitric acid

De proefduur bedroeg in alle gevallen vijf dagen. De 4-0 uitgevoerde proeven tonen aan, dat het staal volgens de uit- 8003119 5 vinding een met hoger gelegeerde staalsoorten veelal vergelijkbare bestandheid tegen corrosie bezit.The trial duration was in all cases five days. The tests carried out 4-0 show that the steel according to the invention has a corrosion resistance which is often comparable with higher-alloy steels.

Het staal volgens de uitvinding is niet alleen geschikt voor scharnierbandkettingen, maar ook voor andere 5 kettingen, bijvoorbeeld walskettingen met aangebouwde onderdelen en voor alle voortbrengsels, die aan de hiervoor vermelde eisen met betrekking tot sterkte, rek, taaiheid, las-gedrag en bestandheid tegen corrosie moeten voldoen.The steel according to the invention is not only suitable for hinge belt chains, but also for other chains, for example roller chains with attached parts and for all products which meet the above requirements with regard to strength, elongation, toughness, welding behavior and resistance to corrosion must comply.

800 3 1 1 9800 3 1 1 9

Claims

1.Rerritic stainless steel, characterized by the following composition: 0.03 to 0.06% carbon 0 to 1.0% silicon 0 to 1.0% manganese 16 to 17.5% chromium 0.8 to 1, 0% nickel residual iron and inevitable impurities.

Steel according to claim 1, characterized in that after cold-forming the steel with a deformation degree of 18 to 25%, the steel has a smallest tensile strength of 2 2

750 N / mm, preferably 800 N / mm, a 0.2 limit of more 2. than 600 N / mm and has an elongation at break of at least 10%. 3. Method for the production of a steel with the composition according to claim 1 as a material for the production of articles which, in the welded state, must be resistant to intergranular corrosion, such as straight or curved pivot belt or roller chains, in the welded state without after-treatment with heat. , characterized in that after hot rolling it is annealed softly and then cold deformed.

4. Method for manufacturing a steel with the composition according to claim 1 with the properties according to claim 2 as a material for the production of articles which, in the welded state, must be resistant to intergranular corrosion, such as straight or bendy, without heat post-treatment. hinge belt chains or roller chains, characterized in that after a cold deformation with a deformation degree of 18 to 25%, the strength properties according to claim 2 are obtained.

Straight or curved pivot belt chain or roller chain, characterized in that this chain is made of a steel according to claim 1 or 2.

6. Straight or curved pivot belt chain or roller chain according to claim 5? characterized in that the method according to one of claims 3 or 4 is used in manufacture. 8003119