DE1239857B - Verwendung einer austenitischen Stahllegierung fuer schmiedbare Bauteile - Google Patents

Description

DEUTSCHES yfflWWP PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 40 b - 39/32

Nummer: 1239 857

Aktenzeichen: U 7241 VI a/40 b 1 239 857 Anmeldetag: 20.Junil960

Auslegetag: 3. Mai 1967

Für die Herstellung von Flugzeugen und Raketen sind Legierungen erforderlich, die bei einem verhältnismäßig niedrigen spezifischen Gewicht eine hohe Festigkeit und eine gute Korrosionsbeständigkeit sowohl bei normalen als auch bei hohen Temperatüren aufweisen. Es ist bekannt, daß sich der Zusatz von Aluminium zu Stahllegierungen günstig auf die Zunderfestigkeit der Stahllegierung auswirkt. Es ist bereits eine Stahllegierung bekanntgeworden, die weniger als 1,5% Kohlenstoff, weniger als 30% Mangan, 0,25 bis 1% Silizium, weniger als 25% Aluminium und Chrom und im übrigen Eisen und Verunreinigungen enthält. Diese bekannte Stahllegierung ist aber verhältnismäßig spröde und kann daher nicht geschmiedet werden.

Es ist weiterhin bereits eine austenitische Stahllegierung bekannt, die bis zu 1% Kohlenstoff, 6 bis 40% Chrom, 4 bis 40 % Mangan, 0,5 bis 10% eines die Ausbildung der Gammaphase begrenzenden Elementes, beispielsweise Silizium, Titan, Vanadium, Molybdän, Aluminium, Wolfram, Tantal, Niob usw., Rest Eisen enthält.

Diese austenitische Stahllegierung zeichnet sich zwar durch Korrosionsfestigkeit auch bei erhöhten Temperaturen aus, ist jedoch ziemlich kostspielig.

Es hat sich nun herausgestellt, daß eine austenitische Stahllegierung aus 0,25 bis 1% Kohlenstoff, 14 bis 30% Mangan, 0,25 bis 1% Silizium, 4,5 bis 12% Chrom, 4,5 bis 12% Aluminium, Rest Eisen und Spuren von Verunreinigungen, in welcher der Chromgehalt bis zu 1,5% höher oder geringer sein kann als der Aluminiumgehalt, ein ausgezeichneter Werkstoff für schmiedbare Bauteile ist, die gute Dehnbarkeit aufweisen sowie gegen Korrosion und Zunderbildung bei hohen Temperaturen beständig sind. Eine austenitische Stahllegierung der vorgenannten Zusammensetzung ist preisweit und zeichnet sich auch durch ein günstiges Verhältnis von Festigkeit zu spezifischem Gewicht aus.

Gegenstand der Erfindung ist also die Verwendung einer austenitischen Stahllegierung aus 0,25 bis 1% Köhlenstoff, 14 bis 30% Mangan, 0,25 bis 1% Silizium, 4,5 bis 12% Chrom, 4,5 bis 12^fl/o Aluminium, Rest Eisen und Spuren von Verunreinigungen, in Verwendung einer austenitischen Stahllegierung
für schmiedbare Bauteile

Anmelder:

United States Steel Corporation,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

DipL-Ing. M. Licht und Dr. R. Schmidt,
Patentanwälte, München 2, Theresienstr. 33

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 23. Juni 1959 (822 211) - 2

welcher der Chromgehalt bis zu 1,5 % größer oder geringer ist als der Aluminiumgehalt, als Werkstoff für schmiedbare Bauteile, die gute Dehnbarkeit aufweisen sowie gegen Korrosion und Zunderbildung bei hohen Temperaturen beständig sind.

Vorzugsweise wird eine Legierung verwendet, welche die nachstehende Zusammensetzung aufweist:

Kohlenstoff 0,55 bis 0,75%

Mangan 14,0 bis 25,0%

Silizium 0,35 bis 0,75%

Chrom 5,0 bis 8,50%

Aluminium 5,0 bis 8,50%

wobei der Chrom- und AIuminiumgehalt in folgender Weise aufeinander abgestimmt sind:

% Chrom = % Aluminium — 1,5

% Chrom = ^e/o Aluminium + 1,5

Innerhalb der Grenzen der genannten Bereiche sollten Kohlenstoff und Mangan einen möglichst hohen Wert annehmen, wenn Chrom und Aluminium einen hohen Prozentsatz darstellen, damit ein vollständig austenitischer Stahl geliefert wird.

Die Schmelzungen der Tabelle I zeigen die einzigartige Verbindung der gewünschten Eigenschaften des Stahls nach der Erfindung.

Tabelle I

Schmelzung Nr.	C	Mn	Si	Cr	Al	Cr + Al
1L725	0,31	14,65	0,55	2,36	1,00	3,36
1L839	0,24	14,08	0,63	2,46	1,77	4,23
IL 558	0,55	14,49	0,26	5,18	3,66	8,84
1L573	0,49	15,09	0,89	5,25	4,17	9,42

709 578/270

Claims (1)

Tabelle I (Fortsetzung) Schmelzung Nr.CMnSiCrAlCr+ Al1L4780,6015,000,863,989,2313,21IL 6740,8416,060,555,444,9510,391L4790,6414,141,223,729,2713,05IL 6400,8617,240,596,256,0412,29IL 6380,9018,300,466,868,5513,51IL 7240,9014,080,527,528,1715,69IL 8401,0113,660,708,208,3916,59IL 8060,8415,110,688,459,3417,82IL 8070,9015,480,568,5710,2818,85 Die Eigenschaften dieser Stähle werden in den Tabellen Π und ΙΠ aufgeführt. Tabelle Π Schmelzung Nr.Zugfestigkeitkg/cm20,2-Streckgrenzekg/cm2Bruchdehnungauf 50 mm%Einschnürung°/oKerbschlagfestigkeitnachCharpybei-60° C1L7259054,52368,152,544,2dehnbarIL 8397493,52594,935,034,0dehnbar1L5587537,253566,565,074,9dehnbarIL 57372033671,563,573,0dehnbar1L478*IL 6747511403965,067,71L479*IL 64083654316,958,5 '66,0dehnbarIL 6387752,5424967,071,1dehnbar1L7247698,254189,552,046,51L84010169,536339,243,044,2IL 8068636,254875,549,057,7IL 8079161,256031,235,041,9 * Besaßen keine ausreichende Dehnbarkeit für prüfbare Proben. Tabelle ΠΙ ZunderbildungWarm- undVerformbarkeitBiegeversuch nachSchmelzung Nr.SchmiedbarkeitKaltbearbeitungs2 Stunden ErhitzenTemperatur 0 Cfähigkeit(kalt)auf 677° C. 1L725unter 698gutgutgutgutIL 839unter 698gutgutgutgutIL 558unter 750gutgutgutgutIL 573750 nicht sc!gut imiedbargutgutgut1L478(hochgradig ferritisch)IL 674815,5gutgutgutgutIL 479nicht schmiedbar(hochgradig ferritisch)IL 640815,5gutgutgutgutIL 638815,5gutgutgutgut1L724> 815,5gutgutgutgebrochenIL 840> 815,5gutgutgutgebrochenIL 806> 815,5mäßignicht geprüftnicht geprüft1L807> 815,5mäßignicht geprüftnicht geprüft Aus der vorstehenden Beschreibung und den Tabellen geht hervor, daß Stähle mit einem geringeren Chrom-Aluminium-Verhältnis als der erfindungsgemäß zu verwendende Werkstoff nicht die erforderliche Zugfestigkeit und Streckgrenze besitzen, während diejenigen mit einem höheren als dem angegebenen Chrom-Aluminium-Verhältnis nicht in befriedigender Weise bearbeitet werden können. Patentansprüche:

1. Verwendung einer austenitischen Stahllegierung aus 0,25 bis 1% Kohlenstoff, 14 bis 30% Mangan, 0,25 bis Ityo Silizium, 4,5 bis 12% Chrom, 4,5 bis 12% Aluminium, Rest Eisen und Spuren von Verunreinigungen, bei welcher der Chromgehalt bis zu 1,5 % geringer oder größer