DE2061606A1

DE2061606A1 - Entspannbares Stahlschweißgut

Info

Publication number: DE2061606A1
Application number: DE19702061606
Authority: DE
Inventors: William Thomas; Corcoran Paul Theodore; York Pa. DeLong (V.StA.). P
Original assignee: Teledyne Inc
Current assignee: Teledyne Inc
Priority date: 1969-12-30
Filing date: 1970-12-15
Publication date: 1971-07-22
Also published as: BE760986A; GB1306410A; DE2061606C3; US3667924A; DE2061606B2; CA948001A; FR2074430A5

Description

In der Antwort bitte angeben Unser Zeichen

t/p

TIiLP]DYfLi,, IIIC, l';01 Avenue of the Stars, Los Angeles,

California -006/, USA

EnI-spannbar es Stahl schweißgut

Die Erfindung bezieht sich auf Stahlschweißgut und insbesondere auf schwach legiertes, hochfestes Stahlschweißgut, das sich durch verbesserte Zähigkeit und erhöhten Widerstand gegen thermischen Abtragen während der Entspannung auszeichnet.

Auf dem Gebiet der schwach-legierten* hochfesten Stähle mit Streckgrenzen Über ψ) thousand pounds per square inch (ksi) (65ΟΟ kg/crrr) besteht ein Bedarf an hochleistungsfähigen Schweißmetallen, die In einem einzigen SchWeißgut Streck- und Zugfestig· keit sowie Schlagfestigkeit etwa annähernd gleich denen des Grundmetalles besitzen, sowohl im unsymmetrisch aufgetragenen (as deposited) als auch im entspannten Zustand. Durch Schweißen aufgetragenes Metall muß stets Sorgfalter zusammengestellt sein als plattenförrniges Material, weil ihm die Vorteile der mechani-

109830/ 1192

9.12.19;Ό U/He - 2 - T'ρ fOJÄ

sehen ',/armbearbeiturig fehlen, die eine Kornverl'einerung im Platienmaterial ergeben. Trotz dieses Nachteiles sind für schrac-^;ile- ^iertes Stahlschweißgut Analysen und Verfahren des Auftragens entwickelt worden, die asymmetrisch aufgetragenes Metall n:it einer Streckgrenze ergeben, die v.enigstens das zur Verfugung stehende warmbearbeitete und wö.rmebehardelte Pia. tenmaterial erreicht, während auch eine entsprechende Zähigkeit erzielt wird. Alle solchen bekannten Sc-hv:eißmetalle -gleichgültig, nach :·. el ehern Verfahren sie hergestellt worden sind - sind bisher einer Veri^/rödung durch Temperung unterworfen, die während der thermischen Fntlastungsbehandlun₍;en auftritt und die die CchlagfestLW;o ; t unter die brauchbare Frenze bringt.

Ziel vorliegender Erfinuung ist es deshalb, ein verbessertes ochweißgut vorzuschlagen, Insbesondere ein'verbessertes, schwachlegiertes Stahlschweißgut mit Loher Schlagfestigkeit und Streckgrenze. Die Schlagfestigkeit und die Streckgrenze sollen nach einer Entlastungsrehandlun^ beibehalten '-/erden.

Gemäß vorliegender Erfindung v/erden Schveißaufträre vorgeschlagen, die Streckgrenzen zwischen 90 -si (6.300 \^rt_\ /cm") und et,.a 145 ksi (10.000 kg/cm ) sowie eine Charpy-V-Kerben-Sc ilagenergieabsorption von über 20 ft-lbs (2/⁷5 kgrn) bei -6.)^GF (-;>O^CC) aufweisen, beides bei unsymmetrischer Aui'tra_;ung und nach einer Standardentlastungsbehandlung, die darin besteht, daß das Material sechzehn Stunden lang bei einer Temperatur von 1025 F (550 C) stehen gelassen wird und arsonließend rr.it einer Geschwindigkeit von 200⁰F (93°C) je Stunde gekühlt wird. Andere mechanische Eigenschaften der neuen Schweißaufträge, z.B. prozentuale Längung, Zugfestigkeit, Cuerschnittsverminderung, Härte und Verhältnis_aus Streckgrenze und Zugfestigkeit bleiben nach einer solchen Entlastung zufriedenstellend.

BAD ORIGINAL 109830/ 1 192

vorteilhafter; l^or'-rmal der 3 ;hv eißaufträ^^e gemäß vorlie-cr.'i^r Iv^i'indui;-; bee'oht darin, dal? .sie eruünselite ent-' spannte S'ronscnaften seilen, venn sie !niviiiedrigvasserstoff-. haltigen, mit KalkTluorid überzogenen Elektroden aufgetragen v;erden, die herkömmliche unberuhigte S'.ahldrahtherre kommerzieller O.ualit:ä^J besitzen. ,Solche Elektroden ergeben erhebliche v/irtGohaftllche V· rteile -e^enüber den einfacheren, aber aufwendigeren Drähten hoher Reinheit, und Gas-Metall-Liohtbogen (GMA) -Verfahren, die ebenfalls in der Praxis vorliegender Erfindung verwendet v.'erden können, sind bisher in großem Ιί·'η-fan·; bei der Un-ercuchung und Herstellung von schwachlegierten Stahlschweißmetallen hoher Streckgrenze verwendet "orden.

Gemäß der Erfindung v.ird ein sch? achlegiertes St ahl schweiß gurt; mit hoher Schlagfestigkeit und Streckgrenze, das z.B. eine Charpy-V-Kerben-Schlagenergieabsorption vor. über 2,'¹C kgm bei -50° C besitzt und eine Streckgrenze über QO ksi aufweist, vorgeschlagen, die im wesentlichen aus folgenden Bestandteilen besteht:

Element - Gewichtsprozent

Kohlenstoff 0,05 - 0,12

Manpan 0,25 - 0, 9

S'lizium 0,20-0,70

Chrom 0,2-2,0

Nickel 2,0 - ²1,5

Molybdän 0,2 - 1,2

Phosphor . . 0,20 r.aximal

Gohvcfel 0,20 maximal

Eisen Ausgleich

SAD

10 9 8 3 0/1192

9.12.1970 V//He - 4 - Τ/ρ 7034

Bei den weiter unten beschriebenen Ausführungsformen ist der bevorzugte Bereich von Zusammensetzungen des Schweißguteo:

Element Gewi entsprozent

Kohlenstoff 0,07 - 0,10

Mangan 0,35 - 0,75

Silizium 0,25 - 0,55

Chrom 0,2 - 1,35

Nicke] 'SO- 4,0

Molybdän 0,35 - 1,0

Phosphor 0,012 maximal

Schwefel 0,012 maximal

Eisen Ausgleich

'•'eitere Einzelheiten, Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bestimmter bevorzugter Ausführungsformen.

Dem Fachmann ist bekant, daß die Verwirklichung der optimalen Eigenschaften der neuen Schweißaufträge gemäß vorliegender Erfindung von den Bedingungen abhängt, unter denen die Sehweißaufträge bzw. das Schweißgut hergestellt z\rv". Auf dem Gebiet der schwachlegierten Strähle mit hoher fj'.reckgrenze sind bestimmte Praktiken, z.B. geringe Schweißvärmezufuhr und kleine Raupengröße, bekannt, um die Festigkeit und Zähigkeit des Schweißgutes aufgrund asymmetrischer Verschweißung so groß wie möglich zu machen. Zusätzlich zu dieser an sich bekannten Praxis haben andere allgemeine Faktoren, die sich auf das Schweißgut beziehen, einen bestimmten Einfluß auf den Grad der Beibehaltung der maximal zu erzielenden Schweißguteigenschaften. Beispielsweise ist es bekannt, daß die Eigenschaften des Schweißmetallgutes umso eher das Optimum für einen bestimmten Gesamtlegierungsabgleich erreichen, je höher die Schweißmetallreinheit ist, unter der nicht nur geringe Werte von Rest- oder Fremdelementen

10 9 8 3 0/1192

BAD ORIGINAL

9.12.1J7O W.-'He - 5 - T/ρ 7

wie z.B. Phosphor, Schwefel, Stickstoff und Sauerstoff verständen werden, sondern auch Gesichtspunkte wie die Größe und Form von eingeschlossenen Verunreinigungen usw.

Der spezielle Sehweißvorgang, der bei der Herstellung des Schweißauftrages verwendet wird, hat einen Einfluß auf die Endeigenschaften des SchweißauPtrages. Man hat festgestellt, daß das Gas-Wolfram-Lichtbogen (GTA/-Verfahren mit vorlegierten Füllrnetallzusätzen hoher Reinheit, die ein Schweißrnetall höchster Reinheit ergeben, die optimalen Eigenschaften für die Schweißlretallaufträge gemäß vorliegender Erfindung erzielen läßt. Wenn das Gas-Metall-Lichtbogen (GMA)-Verfahren das Argon-Sauerstoff oder äquivalente Schutzgase und vorlegierten Elektrodendraht verwendet, angewandt wird, sind die Eigenschaften des resultierenden Schweißauft^es etwas niedriger, wenigstens im Vergleich zu denen, die nach dem GTA-Verfahren erhalten werden, obgleich die charakteristischen Eigenschaften noch sehr gut sind. Eines der Merkmale vorliegender Erfindung νird darin gesehen, daß die Schweißaufträge mit charakteristischen Eigenschaften, die ziemlich nahe denen liegen, welche mit dem GMA-Verfahren erhalten werden, mit einem erheblich geringeren Kostenaufwand aus in geeigneter ',/eise hergestellten niedrlgwasserstoffhaltigen, mit Kalkfluorid überzogenen Elektroden hoher Qualität erhalten wenden können. Schweißaufträge, die mit andern überzogenen Elektroden oder nach dem verdeckten Lichtbogenschweißen hergestellt. \ erden, zeigen im allgemeinen schlechtere EI ^erischafton in bezug auf die, die nach den vorerwähnten Verfahren hergestellt sind, und zwar bis zu einem Grad, der von dem jeweiligen angewendeten Verfahren und der Reinheit der erhaltenen Schweißaufträge abhängt.

Die unten aufgeführten Versuchsdaten wurden aus verschiedenen " Schweißgutproben erhalten, sowohl nach der bekannten Technik als auch in Verbindung mit der Lehre nach vorliegender Erfindung. In jedem Falle war das Schweißverfahren zur Erzielung der

1098 30/1192 _bAn ^

BAD ORIGINAL

;).12.19"0 W/He - ^r> - T/p YO ;4

Testproben folgendes:

Das Platteniraier ίεΐ, das verschwelet werden rollte, her.tand auc; zvei 2,5 cm dicken Ctahlstücken, v/ie sie von der United 3· ate.:; 3'.eel Corporation unter der Bezeichnung HY-iy) (T) vertrieben v/erden.Die Abmessungen eines jeden ΰ\ ahlatüci'en betrugen 25 cn. Länge und 10 cm Breite. Die Analyse der Platte ν,··:ί te, daß ihre Zusammensetzung 'ie f öl ^t ist: ?,12% Kohlenstoff, 0,90$ Mangan, 0,34*3 Silizium, 0,f/'^ Chrom, 4,96 Nickel, 0.50;"! Molybdän, 0,00"'·"' Phosphor, 0,008;·&chvefel, 0,06^ Kupfer, 0,06K)-i Vanadium und 0,025^r3 Aluminium: der Rest ^var Eisen. D^e Htoßstelle an der S'h'-'eiß-naht ar ein einzelnes V, die Vorbereitung erfolgte durch Brennschneiden und anschließendes Schleifen. Die Abschrägung betrug 22,5" an der PJ.at;e.

Die Schweißelektrode hatte einen Durchmesser von 0,4 cm und var eine niedrigwasserstoffhalt i-ze , mit Kalkfluorid überzogene Elektrode, die den allgemeinen Vorschriften für diese Klasse von Elektroden entsprach. Die Elektrode bestand aus Flußstahlkern und einem Kalkfluoridüberzug, und sie enthielt etwa 45-80 Gewichtsprozent Kern und etwa 20-55 Gewichtsprozent überzug. Der Überzug enthielt in Gewichtsprozent der Elektrode bis etwa 30$ Eisenpulver und Legierungsmetallpulver, über 2% bis etwa 7% reduzierendes Metallpulver, etwa k-Vy/o Metalli'luor id , et ν; a 5-15$ Erdalkalikarbonat, Ms zu etwa 10;j Gr-h! ackenbildner und Modifikator und etwa 0,5-Ö# anorganisches Bindermaterial. aus Gründen der Wirtschaftlichkeit werden vorzu -sweise alle Legierungsmaterialien für vorliegende Erfindung durch den 'jLerzu ;; auf der Elektrode eingeführt. Natürlich ist es auch möglich, alle oder einen Teil der Legierungselemente durch den Kerndraht einzuführen.

Weiter wurde für das Testschweißverfahren eine 2,5 cm dicke Halteplate mit mindestens 2,5 cm Breite längs der gesamten

109830/1192 ^BAD ORIGINAL

i.l2.r_; O V-ZHe _ 7 _ _T/ρ 7034

Stoßs':el Ionian..;e verrendet, robei diese Hal'.eplatl.e aus dem gleichen Stahl ". ie das ver.~ohv;elßte Plattonmaterial bestand. Die r-ehveißstr] ] ung '.'ar fla'jh und der SohreiGstrorr, betrug 185 A Gleichstrom plus/r..lnuu 5 A. Die Sohreißspannung betrug Pk V. Die Wärmezufuhr bc~t:"i:;; "50 1-:Joule pro inch (If: Irjoule/crn) plus V:inuiä 2 '-Joule.

Um d'e Einflüsse von variablen Großen beim Sahreißverfahren auf nie Ausbildung der Sch· ei ßaufträp;e sore it vie inö^lich herabzusetzen, v.'urden alle Testnlatten unter identischen Bedin^unger. innerhalb der !"en::en verschreibt, die bei den verdeckten Lichtbo-"enschr.eii?en ^".^11.oh sind. Dc-! den Versuchsreihen -wurde nur eine ,'ohv.'eifr'inascriine und nur eine Energiequelle verwendet. Schreibungen mit n.eareren Durch_L;ängen v;u^rideri cadurch erhalten, daß S-"ran.,:^riaupen und eine Ter.iperraupenauftra-sfolge verrendet Ί.-urden. Jeder Durchgang bei de;:, Testschweißen -.-urde mit nur einer¹ Elektrode abgeschlossen und im Testbc-reich vjurde nicht angefahren und angehalten. Die Vorheiz- und die Zrischendurch-

auf ο . c

lauf temperatur beim Testschreißen r-urde 120 C ;:lus, rrinus 14' gehalten. Un· durch Wasserstoff eitstandene Risse im Auftrag auszuschließen oder so gering rie möglich zu -halten, wurde eine Mindestverzögerungsdauer zrischen zwei Durchläufen von einer Stunde angewendet. Die Schweißmetallspannbolzen mit einem Durchmesser von O₅-; cm und einem Charpy-V-Kerben-Schlagprobenexemplar wurden entsprechend den Schweißaufträgen bearbeitet und sowohl im asymmetrisch verschweißten Zustand als auch nach einem l6 stündigen Verweilen bei 550⁰ C und einem anschließenden Abkühlen mit einer Geschwindigkeit von 93° pro Stunde geprüft.

Nachstehende Tabelle I zeigt die chemische Analyse von fünf Schweißaufträgen gemäß vorliegender Erfindung. In Jedem Falle ist der MateriaMjgleich des Schweißauftrages Eisen.

109830/1192

,12.1970 Vi/'He

τ, 'ρ 7"34

Tabelle

Schreißauf trap:

Chemische Analvse in Gewichtsnrozent

A
E
C
D

FT

P. Μϋ 'IL

0,083 0,56 0,36

0,124 0,53 0,45

Ο,θ88 ο,6ί 0,53

%θ84 0,83 0,43

0,082 0,48 0,27

0,'.-8
0,96
0,52
0.76
0,96

Ni

3,62 3,68 3,53

3,50

Mo

0,75 0,36 0,39 0,55 0,78

P £

Ο,ΟΊΟ 0,010

0,010 0,010

0,01 ) 0,010

0,010 0,0JO

0,010 0.010

Nachstehende Tabelle 2 zeigt die eherrische Analyse einer Reihe von Sohweißaufträgen bekannter Art, die mit den CohweiEauftrügen vernal; vorliegender Erfindung in den weiter unten aufgeführten Tabellen 3 und 4 verglichen werden. Auch hier ist der Materialausjleich des SchveiEauf'tra^es wiederu?;: Eisen.

Tabelle

Schw elEauftrag

Chemische Analyse in Gewichtsprozent

Mn

F
G
H
I
J
K
L
M
N
0
P
R
Q

0,0-'7
0,0S6
0,122
0,076
0,034
0,126

0,133

0,086

0,084

1,07
0, ⁷C
0,55

1,09

0,84 1,07
0,59
0,77
0,79

0,082 0,82

0,101 1,16

0,082 0,48

0,079 0,73

0,41 0,44 0,47 0,38 0,46 0,41

0,53 0,47 0,45 0,42 0,40 0,32 0,37 Cr

1,09
0,73
0,53
0,50

0,73
0,52
0,54
0,80
1,25
0,76
2,G0
0,98
1,51

Ni

3,52 5,14 6,26 3,56 5,10 3,60

3,65 5,14 5,08 5,17 0,25 1,97 I.90

Mo P S

0,35 0,01.0 0,010

0,18 0,0LO 0,010

0,35 0,010 0,010

0,^4 0,010 0,010

0,55 0,010 0,010

0,3^^! 0,010 0,010

0,75 0,010 0,010

0,57 0,010 0,010

0,58 0,010 0,010

0,55 0,010 0,010

0,90 0,010 0,010

1,23 0,010 0,010

0.73 0,010 0,010

109830/1 BAD

9.12.1Ύ7Ο w/l-le _ q - τ/ρ 7034

Die folgende Tabelle 3 zeigt einige der mechanischen Eigenschaften der Schueiüaufträge in asymmetrischer Verschweißuno;
nach den obigen Tabellen 1 und 2. In der Tabelle 3 ist die
Streckgrenze die Beanspruchung, bei der eine plastische Deformation den Viert O,?Λ erreicht. Eine Verlängerung und eine Verringerung der Fläche sind in Prozent bei Bruchpunkt angegeben.

109830/1 192

α ο

O C

•r-l VJ

-P I

O CQ £3
erj.
I

CO I

ir, O C co

-■ ο co in -=f : "j

rH CU "J- ΓΟ

f- in c ■

CU CU ΙΛ CO VO r-H

in Lfi in

O ^t- VO Lf\

>- Cu -=t- ιλ

I. ν l^r\

m ir m in LCs m ιη

τ . CU ι~- CU CJ CO Ό νθ γΗ

ve κ'\ -=J- ^- -=r >c\ ■=? Κ"\ ιΛ ^j-

ιτ\ in m if\ Lr

co C-U -^- -=f Cj ■. ■■ r-i '.ο ^r
ί-- νθ j: \ co Ln '-ο -·ο ι η -=t

φ
r-H
rH

cd

ω to

•Η Ph

C Φ

O C

OQ ·Η

P-* t~i

φ ί-,

d φ

α
ω

ι ω '■Ο-ρ ω 3 ·η ·η NJ Φ α

O ·Η OT Φ 4-' Χ3 Ρ4 IO Ph +3 Φ Φ CO ^-ι >

tu

•Η
Φ

ί3 Φ IQ NJ Ji ^J

Js! Φ

ϋ (Sl

Φ G

Ph Φ Ή 4-J Ih W

¹Cf Cd

CO rH

CU ί- C\l VO ·Ρ VC 4· VO ^f ^t VO in VC VO W IT; LTl ·=)· VC LT

VO CO

m ίο,

νο ■=}- Cv

CO VO "-

(Λ ·Η

O Φ ΙΛ CJ CVl O

rH γΗ

rH CU
rH

C VO

CJ γ-

00 co

O CD -Λ CO

.α

ο ω •Η
Ph C-. VC' O VO ^f CO ^ν CU

4-5 co co co ":-■ co co co cd

νο co

ο ο C ■ ο

co ιη

γΗ

ιη ιη ιη

ω cd

•Η

O C C

ir,

in

Lf>,

m in m ιη

in

■3 ο ο

ΙΛ rH rH rH

CU

Φ CvJ VO ν-

-ρ in in vo

M rH rH rH Φ

ο in

•Η ΓΛ Cs rH C VO CU -=ί- 00 Ι<Λ
-=J- VO VO VO VO VO LO. VO

IHrHrHrHrHrH r-l rH

VO O

rH rH rH

cd

4-3
OQ

'J

4-5
•Η

O
OQ

OQ

■Η

Φ ,

O VO O O

γλ ιΛ ιη ·η

H rl ri ^

cd

OQ

OQ Φ M

O OQ

•Η τ-Ι Ph %^ 4-> 4J

OQ OQ

cd cd

•rl

4-5 Φ

(0 Q)

Φ Φ

bü W!

<Μ

•Η' Ph

Φ Φ

£ W) E

Xi K) S

CO -P ί5

109830/1192

PH ϋ P W fa O W H 1-3 W (-1 S ί_Η O Oh Ci¹ (τ;

BAD ORIGINAL

":"■■"■ ι■"i'■■'■■ :ΐ·Ί»'!"»ιΐ!Πΐ;ρ|~;;:!»:,»ii »i-

Ό U/He - 3 1 - Τ/ρ

Die fol ;ende Tabelle 4 zeigt die gleichen mechanischen Eigenschaften der gleichen 3?.hv.'eißaufträ^e nach einer Entlastung durch 1.6 .stündiges Stehenlassen bei 53°° C und anschließendem Ab..UhIen mit einer Geschwind I,vreit von '■ "3° pro Stunde.

109830/1192

9.12.IS70 W/He

	Streck grenze	Zugfestig keit	Streck/Zug- festi^keits-	Tabelle 4	Querschnitts- verrin^erung	Charpy-V-Kerben-Absorption ft-lb	46,5	2 ί,5	Co
Schweißauf trag	ksi	ksi	verhäitnis	Landung 7°			32	20,5
Nummer	142	153	0,93		60,7	69,5	106,5	05
t-	13V,5	148,5	0.9.3	18,6	56,3	51,5	87,5	46
	123	132,5	0,93	14,3	61,3	115,5	46,5	22
*_:c	128	141	0,91	20,0	64,1	96,5	18,5	13,5
D	134	146	0,92	20,0	58,5	65,5	12,5	10,5
E	131	139	Ο.95	20,0	60,7	35	8,5	4	206'
F	136	141	0,96	17,9	55,5	24	13,5	~ c; j , -^	!606
G -*	146	153,5	0,05	IV ,2	59,9	10	9	δ
Γ co	146	159,5	CV. >2	19,3	55,5	23,5	18,5	13
^d co	141	152	o,93	r\3	^]ί7,0	11	12	6,5
J 5	142	150,5	0,^;^4	17,2	54,G	.32,5	.5,5	3,5
*K -■**	158	163	0, ⁽">4	18,6	45,5	20,5	10	8,5
L co	145	153,5	0,91	16,4	55,5		8	5,5
M ^	136,5	151	0.90	i^:^,3	6l,3	11	24	14,5
N	142	153	0 , "^!3	17,2	r. : .· ■, - .. , ;	13	41	15
0	14O	154	0,01	16,4	59 ·.';,''	43,5	18,5	12
P	130	142	0,92	20,0	i O 7	/~ η OO
Q	136	149	0,91	21,5	¹T-' ■·';	43,5
R				18,6

y.l2.19YQ W/He , .^: ..■ - 13 - ; T/p

\I±e angegeben, sind die Schweißaufträge A, B, G, D und E Beispiele für verbesserte Schweißaufträge gemäß vorliegender Erfindung. Während die anderen Schweißaufträge, die noch angegeben sind, außerhalb der Zusammensetzungsgrenzwerte der Erfindung in bezug auf ein oder mehrere Elemente liegen, sind die Zusammensetzungen so ausgewählt, daß sie Legierungseffekte mit der minimalen Anzahl von Versuchen ergeben. Die Aufträge A, Bj P zeigen Streckgrenzen größer als I30 ksi (9.100 kg/cm ) sowohl mit asymmetrischer Verschweißung als nach einer Entlastung; die Aufträge C und D weisen eine etwas niedrigere Streckgrenze als 130 ksi auf, zeigen jedoch ausgezeichnete Gesamteigenschaften sowohl asynmetrisch verschweißt als nach Entspannung.

Eine graphische und statistische Auswertung der Daten in dieser und anderen Reihen ergaben die oben beschriebenen Grenzen bei Analysen der erfindungsgemäßen Aufträge.

Es ist nicht genau bekannt, warum der Legierungsausgleich der verbesserten Schweißaufträge gemäß vorliegender Erfindung dem ähnlicher, bekannter schwach legierter Schweißaufträge hoher Festigkeit in der Beibehaltung von Eigenschaften bei Entspannung,

ο ist

insbesondere Zähigkeit bei -50 C überlegen^ der Hauptfaktor erscheint jedoch niedriger Mangangehalt in Verbindung mit erhöhtem Chromgehalt, wo dies erforderlich ist, um den Festigkeitswert beizubehalten. Beispielsweise ist der Auftrag I ein typischer, bekannter Auftrag mit sehr guten Eigenschaften bei asymmetrischer Ver-schweißung (vgl. Tabelle 3)j eine Entspannung dieses Auftrages bewirkt eine erhebliche Versprödung, wie durch die auffällige Zerstörung der GJharpy-V-Kerbzähigkeit bei allen drei Testtemperaturen gezeigt ist (vgl. Tabelle 4). Der Auftrag I enthält 1,09$ Mangan und 0,50$ Chrom; der Auftrag A, ein bevorzugtes AusfUhrungsbeispiel nach vorliegender Erfindung, ist weitgehend identisch mit dem Auftrag I mit der Ausnahme, daß er 0,56# Mangan und 0,98# Chrom enthält, im wesentlichen die Umkehr der Mengen dieser Elemente, im Auftrag I. Die untere Grenze von

109830/1192 BADOfUGfNAL

9.12.1970 ¹VHe - l4 - ? ό γο?4

0,25;'? Mangan bewirkt die Vermeidung möglicher Schwierigkeiten aufgrund ungenügender Mischung von Schwefel mit Mangan unterhalb dieses Wertes. Während Nickel stets eine v/esentliche Legierungselementunterstützung zur Verbesserung der Schlagfestigkeit bei niedriger Temperatur var, zeigt vorliegende Erfindung, daß Nickel einen etwas unbestimmten Einfluß ausübt. Empirisch ergibt sich, daß Werte von etwa 2% und etwa ~3,^r//> für eine gute Fähigkeit bei Entspannung günstig sind, wobei bei 3*5/$ nickel ein Optimum erreicht wird, daß jedoch hoher Nickel gehalt in der Größenordnung von 5$ oder mehr die SchlagfestigkeLtseigen-φ schäften bei Entspannung nachteilig beeinflusst .. Die niedrigen Schwefel- und Phosphorwerte tragen sicherlich zur Beibehal'ung der guten Eigenschaften bei während sie nicht von selbst rnhe Festigkeitseigenschaften oder gute Schlageigenschaften übertragen. Die Grenzen bei anderen Elementen in den Auftragen liegen fest, was man heutzutage für den besten Bereich hält, um die gewünschten Festigkeitswerte sicherzustellen.

Hie oben angegeben, hängt die Verwirklichung der maximalen Eigenschaften in den Auftragen von der Verwendung günstiger Schweißpraktiken und -parameter ab. Bei ungünstiger Arbeitsweise, z.B. hoher V/ärrr.eeingabe, keiner Verzögerung zwischen Durchläufen usw., können die Eigenschaften bei. Entspannung ™ und bei asymmetrischer Schweißung beeinträchtigt werden: jedoch können selbst in solchen Fällen die Eigenschaften bei Entspannung, insbesondere die Zähigkeit, der verbesserten Schweißaufträge als wesentlich günstiger angesehen werden als jene ähnlicher bekannter Aufträge, die den gleichen Verfahrensschritten unterzogen werden.

109830/1192 BAD ORIGINAL

Claims

- "3 - ϊ/ρ :Ρ34 Patentansprüche:

1. oohwachle-'iertes, hochfestes Stahlschv/eiEgut, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung aus:

_ Gewichtsprozent

Kohlenstoff Mangan ,"•iliziuir Ohrou:

Phο οphor .?ii:ivef«;l H:'.. se.'

2. -■■ .hxachle^iertes . hochfestes Stahls clv- ό Ii? ^u ·.. r.aeh Anspruch 1, r;el:o: .':;.;^: ohne t clutch -;-ir.e Zusai'.ri;ensetzu: ξ aus:

0,05 - 0, 12 al ο. 25 - C, "j al 0,20 - 0, '71 0,2 - 2, 0 4, 0 2 1, Ο,ΟΓΟ - maxim 0.020 - max i!< Ausgleich

gericht sproze-r.t

0,0" - 0,10 0,35 - 0,75 0,25 - 0.55 0,2 - 1,35 3,0 - 4,0 0,35 - 1,0 ÖJHL2 maximal 0,012 maximal Ausgleich

Kohlenstoff Mangan Silizium Chrom Nickel Molybdän Phosphor

Schwefel Eisen

3· Schwachlegiertes, hochfestes Stahlschweißgut, nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung aus:

BAD ORIGiNAL 109830/1192

9.12.1970 W/He - 16 - T/p 7034

Gewichtsprozent

Kohlenstoff Mangan Silizium Chrom Nickel Molybdän Phosphor Schwefel Eisen

4. Schwachlegiertes, hochfestes Stahlschweißgut nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, daäuseeh gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung aus:

0,05 0,12 0,25 0.,9 0,20 0.70 0,6 2,0 2,0 - 4,5 0,3 1,2 0,020 maximal 0,020 maximal Ausgleich

Gewichtsprozent

Eisen

Kohlenstoff Mangan Silizium Chrom

Nickel Molybdän Phosphor Schwefel

0,07 0,10 0,35 - 0,75 0,25 0,55 0,75 - 1,35 3,0 - 4,0 0,5 1,0 0,012 maximal 0,012 maximal Ausgleich

5· Schwachlegiertes, hochfestes Stahlschweißgut nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung aus: „ . . . .

Gewichtsprozent

Kohlenstoff 0,08

Mangan 0,5

Silizium 0,4

Chrom 1,0

Nickel 3,5

Molybdän 0,75 Phosphor 109830/1 192 weniger· als 0,01

Schwefel weniger als 0,01

Eisen Ausgleich