DE2744047C2 - Verwendung eines hochfesten martensitaushärtenden Stahls für korrosionsbeständige Gegenstände - Google Patents
Verwendung eines hochfesten martensitaushärtenden Stahls für korrosionsbeständige GegenständeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen hochfesten martensitaushärtenden Stahl mit einem Chromgehalt von unter 10%
für korrosionsbeständige Gegenstände,
Hochfeste martensitaushärtende Stähle haben üblicherweise
nach dem Lösungglühen (900° C) bei Raumtemperatur ein welches kohlenstoffarmes nickelmartensltisches
Gefüge. Die hohen Festigkeitswerte werden erst nach einer Auslagerungsbehandlung zwischen 400 und 55O1C
Infolge Ausscheidung Intermetallischer Phasen erzielt. Martensitaushärtende Stähle mit 18% Nickel besitzen
zwar hohe Festigkeit bei ausreichender Zähigkeit, sind aber nicht korrosionsbeständig.
Die zur Verbesserung dieser Eigenschalt entwickelten
rostbeständigen chromhaltigen martensitaushärtenden Stähle weisen einen Mindestgehalt an Chrom von 10%,
vorzugsweise aber 12% und mehr auf. In der DE-PS 14 58 359 ist ein Stahl mit
<. 0,03% C, < 0,03% N, <. 0,2% Si, <. 0,2% Mn, 10 bis
13% Cr, 2 bis 12% Co, 1 bis 6% Mo und/oder W, 5,0 bis
κι 8,0% Ni, 0,1 bis 1,0% Tl, Ta, Al oder Nb einzeln oder zu
mehreren und mit weiteren geringeren Zusätzen von Zr, Ce oder Ca, B, Cu, Be und/oder V und Rest Eisen
bekannt.
In der US-PS 27 50 283 ist ein Stahl mit weit gefaßter
Grenzanaiyse von 0 bis 1,5% C, 0 bis 0,5% N, 10 bis 35% Cr, 0 bis 50% Nl, 0 bis 20% Mn, 0 bis 5% Si, 0 bis 50% Co,
0 bis 10% Mo, 0 bis 10% Cu, 0 bis 5% Al, 0 bis 5% Nb, Ta,
V, Zr und Ti, 5 bis 80% B und Rest Eisen angegeben worden.
Die Festlegung für den Chromgehalt auf mehr als 10% beruht auf der bisher allgemein vertretenen Meinung,
daß rd. 1 2λ, Chrom im Stahl vorhanden sein müssen, um überhaupt eine gewisse Korrosionsbeständigkeit erreichen
zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stahl zu schaffen, der mindestens die gleich guten Korrosionseigenschaften des bekannten rostbeständigen Baustahls
mit 12% Chrom vor allem gegenüber chloridhalllgen Medien, wie Meerwasser, aufweist, aber bessere mechani-
K) sehe Eigenschaften, Insbesondere Zähigkeit, besitzt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung die Verwendung eines martensitaushärtenden Stahls mit
hoher Festigkeit, großer Zähigkeit und guter Korrosionsbeständigkeit mit der Zusammensetzung gemäß An-
J5 spruch 1 für den dort genannten Zweck vorgeschlagen.
Bevorzugt wird ein Stahl verwendet mit einer Zusammensetzung
nach einem der Ansprüche 2 bis 4.
Der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl hat nach dem Lösungsglühen bei Temperaturen im Bereich von
4« 300 bis 1150" C mit anschließender Auslagerung bei
Temperaturen zwischen 400 und 550° C eine 0,2-Grenze von mindestens 1300 N/mm2 in Verbindung mit einer
Bruchzähigkeit (K/,-Wert) von mindestens 3300 N · mnr3'2. Der Κ,,,,-Wert ist mindestens
2000 N · mnr3'2. Der Stahl besitzt also eine ausgezeichnete
Spannungsrißkorrosionsbeständigkeit In chloridhaltigen
Medien, wie Meerwasser. Er eignet sich daher Insbesondere als Baustahl für Flugzeug- und Schiffsbau
bzw. Marinezwecke.
Der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl unterscheidet sich In seiner Zusammensetzung von dem aus
der DE-PS 14 58 359 bekannten hochfesten Baustahl durch einen Im Mittel um 3% niedrigeren Chromgehalt,
weist aber überraschenderweise die gleich guten Korrosions-
und Festigkeitseigenschaften dieses bekannten Stahls auf, übertrifft ihn jedoch beträchtlich in der Zähigkeit,
die fast doppelt so hoch Hegt.
In den folgenden Beispielen werden die Eigenschaften
des erfindungsgemäß zu verwendenden Stahls angege-
bo ben:
1. Beispiel
Stahl mit: 0,03% C, 9,13% Cr, 2,0% Mo, 10,3% Ni,
3,4% Co, 0,8% Ti.
3,4% Co, 0,8% Ti.
Wärmebehandlung: 835° C 1 h/Wasser + 835° C 1 h/ Wasser + 480° C
6 h/Luft
6 h/Luft
A. Festigkeitskennwerte bei Raumtemperatur (Längsproben aus 70 mm Vierkantstäben)
N/mm2
N/mm2
N/mm-
Kerbschlag- K,< -Wert arbeit in J N/mm-in
(ISO-V-Probe) (nach ASTM
E 399-70 T)
E 399-70 T)
1500
1565
2620
11,0 63
80
400O
Die ermittelten Zähigkeitskennwerte liegen für einen Stahl mit einer 0,2-Grenze von 1500 N/mm2 sehr hoch.
B. Korrosionselgenschaften
Dauertauchversuche in Schwitzwasser (DIN 50017) und In 3% NACl-Lösung: keine Rostbildung Ist nach
über 2000 h Versuchsdauer festgestellt worden (Bild 1).
Zur Kennzeichnung der Spannungsrißkorrosionsbeständlgkelt wurden bruchmechanische Untersuchungen
In 3% NaCl-Lösung gepuffert auf pH 7 durchgeführt. Dabei 1st die Spannungsintensität, bei der kein kritisches
Rißwachstum erfolgt, also der Κ/,,,-Wert (sec = stress
corrosion cracking), ermittelt worden. Die Versuchsdauer wurde auf 300 h beschränkt. An dem erfindungsgemäßen
Stahl ist ein KA,,-Wert von rd. 2600 N · mirr''J ermittelt
worden, der auf die geringe Spannungsrißkorrosionsempfindllchkelt dieses Stahles hinweist.
Zudem sind Stromdichte-Potential-Kurven in 3% NaCl-Lösung gepuffert auf pH 7 potentiokinetlsch mit
50 mV/h Vorschub gefahren worden, um die Lochfraßbeständigkeit zu ermitteln. Es ist ein Durchbruchspotential
von rd. 450 raV£W gemessen worden. Da das Ruhepotential
des Stahles in diesem Korrosionsmedium um rd. 300mVfi, liegt, läßt das höhere Durchbruchspotentfaf
erkennen, daß der Stahl eine gewisse Beständigkeit gegen Lochkorrosion aufweist.
Im Salzsprühtest nach DIN 50 021 weist der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl ein besseres Korrosionsverhalten
auf als der bekannte CrNi-Stahl.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verwendung eines martensitaushärtenden Stahls,
bestehend aus
weniger als 0,03% C
8 bis 9,9% Cr
8 bis 13,0% Ni
1,5 bis 6,0% Mo
0 bis 4,0% Co
0,7 bis 2,0% Ti
weniger als 0,2% Sl
weniger als 0,2% Sl
weniger als 0,2% Mn
weniger als 0,1% S
0 bis 0,1% Al
0 bis 0,1% N
0 bis 0,1% Insgesamt eines oder mehrerer der Elemente Zr, Ce, Ca, Mg
Rest Fe
als Werkstoff für Gegenstünde, die nach dem Lösungsglühen bei Temperaturen im Bereich von 800
bis 1150° C mit anschließender Auslagerung bei Temperaturen
zwischen 400 bis 5500C eine 0,2-Grenze von mindestens 1300 N/mm2 In Verbindung mit einer
Bruchzähigkeit (K,c-Wert) von mindestens
3300 N · mnv2/3 und eine hohe Korrosionsbeständigkeit,
Insbesondere Spannungsrißkorroslonsbeständlgkelt In chlorldhaltlgen Medien mit einem K/Srr-Wert
von mindestens 2000 N · mrrr3'2 aufweisen müssen.
2. Verwendung eines Stahls nach Anspruch 1, bestehend aus
8 bis 9,9% Cr
9 bis 12 % Nl
1,5 bis 3 % Mo
1,5 bis 3 % Mo
2 bis 4 % Co
0,7 bis 0,9% Tl
0,7 bis 0,9% Tl
Rest Fe
für den Zweck nach Anspruch 1.
3. Verwendung eines Stahls nach Anspruch 1, bestehend aus
8 bis. 9,9% Cr
8 bis 12 % Ni
3 bis 6 % Mo
0 bis 4 % Co
0,7 bis 2,0% Tl
0 bis 4 % Co
0,7 bis 2,0% Tl
Rest Fe
für den Zweck nach Anspruch 1.
4. Verwendung eines Stahls nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der zusätzlich 0,5 bis 2% Kupfer
enthält für den ZJweck nach Anspruch 1.
Priority Applications (1)
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| DE19772744047 DE2744047C2 (de) | 1977-09-30 | 1977-09-30 | Verwendung eines hochfesten martensitaushärtenden Stahls für korrosionsbeständige Gegenstände |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2744047A1 DE2744047A1 (de) | 1979-04-19 |
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ID=6020324
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