DE728159C - Chrom-Mangan-Stickstoff-Stahl - Google Patents

Description

• Chrom-Mangan-Stickstoff-Stahl Durch den bekannten Zusatz von Stickstoff in Chrom-Eisen-Legierungen werden diese verbessert, weil das grobkörnige Gefüge feinkörniger wird und die Legierungen dadurch weniger spröde werden. Man hat auch vorgeschlagen, austenitische Chrom-Nickelstähle mit Stickstoff zu legieren, und hierbei gefunden, daß Zugfestigkeit und Streckgrenze gesteigert werden. Das Verhältnis von Streckgrenze zu Zugfestigkeit konnte jedoch hierbei keine besondere Erhöhung erfahren.
• Erfindungsgemäß werden nun Stähle hergestellt, die 0,o1 bis 1,5 '/,Kohlenstoff, über 5,0o 0/0, bis 25,0 0% Chrom, 10,00 bis 35 % Mangan, 0,o7 bis 0,7 % Stickstoff, Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen besitzen. Reine Chrom-Manganstähle haben, insbesondere wenn ihr Gefüge ganz oder größtenteils aus Austenit besteht, große Zähigkeit und hohe Dehnung, jedoch ein verhältnismäßig niedriges Verhältnis von Streckgrenze zu Zugfestigkeit. Durch den Zusatz von Stickstoff wird dieses Verhältnis in unerwartetem Maße gesteigert, ohne daß ein Abfall in den Zähigkeitseigenschaften eintritt. Bei gleicher Legierungsgrundlage bezüglich der Elemente Kohlenstoff, Chrom und Mangan tritt eine Steigerung des Verhältnisses von Streckgrenze zu Zugfestigkeit um etwa 50 0% bei Zusatz des ersten zehntel Prozents Stickstoff ein; bei weiterem Zusatz kann das Verhältnis um mehr als 8o 0% gesteigert werden. Diese günstige Wirkung des Stickstoffzusatzes kann damit erklärt werden, daß die Stickstoffaufnahme durch Mangan nicht behindert wird, während sie in austenitischen Chrom-Nickelstählen durch den Gehalt an Nickel herabgesetzt wird.
• Der Zusatz von Stickstoff kann durch Einleiten von Stickstoffgas in das chromhaltige Schmelzbad erfolgen oder geschieht z. B. durch Verwendung einer stickstoffreichen Ferro-Chrom-Legierung. Letzterer Weg läßt eine größere Gleichmäßigkeit in der Einhaltung des beabsichtigten Stickstoffgehaltes zu. Die Gießbarkeit, Verarbeitbarkeit und Wärmebehandlung unterscheiden sich nicht von den bei stickstofffreien Chrom--Manganstählen bekannten. Im allgemeinen sind die stickstoffhaltigen Chrom-Manganstähle liereits im geschmiedeten oder ge@valztenAh stand verwendbar. Auch gegossene F-@' stücke sind herstellbar und zeige@°# eben#t vorteilhafte mechanische Eigenschaken.
• Besonders beachtenswert ist, daß die Zugfestigkeit gegenüber den stickstofffreien Stählen nur unwesentlich gesteigert wird, während Dehnurig und Einschnürung fast gleich bleiben. Der Stickstoffgehalt bringt daher keine unerwünschten Nebenerscheinungen, sondern ermöglicht durch sprunghafte Erhöhung der -Streckgrenze die Herstellung hochwertiger i1jaustähle. - Die Eigenschaften einiger beispielsweise erzeugter Stähle zeigt die Zahlentafel, aus der der gütesteigernde Einfluß des Stickstoffzusatzes klar zu ersehen ist.

  010 ap `' Kerbzähigkeit

  C Cr Mn N

  l:g:mmL, kg, .mm@ @", °", " mkg,'cm=

  0,1.7 13,1.1 18,68 0,037 3 5 ,8 74,1 47,7 66,4 48.3 26,0

  O,Io I3,-.'.8 25, 1 0 0,048 28,7 61,1 55,5 72,4 46,8 29,1

  0.21 13,16 16,43 o,II2 50,8 72,0 44,3 6o,5 70,0 27,2

  o,og 13,42 25,57 0159 59.2 74,2 41,0 61,6 79,5 28,o

  0,2.3 1674 28,5 0 0,I88 65,6 83'1 35,0 5511 79,o 27,3

  0,22 15,80 27,50 0,238 72,6 84,7 36,0 65,2 55,7 26,4

  Die Bearbeitbarkeit aller dieser Stähle war eine leichte und zeigte praktisch keinenUnterschied gegenüber den stickstofffreien. Die eben angeführten Stähle sind durchwegs gut schweißbar; Blechproben, welche zusammengeschweißt und zerrissen wurden, ergaben durchwegs ein Reißen außerhalb derSchweißnaht.
• Die neuen Stähle sind als Baustähle in ihren Festigkeiten den bisher bekannten hochwertigen vergüteten Stählen gleichwertig, übertreffen sie jedoch weit an Zähigkeit und Dehnung. Geschweißte Konstruktionen für den Leichtbau können vorteilhaft mit den neuen Stählen ausgeführt werden, weil in ihnen ein Werkstoff vorliegt, der neben hoher Zähigkeit eine hohe Streckgrenze besitzt. Die Eigenschaften, die den Chrom-Manganstählen innerhalb gewisser Legierungsgrenzen eigen sind, werden durch Stickstoffzusatz nicht aufgehoben oder nachteilig berührt. Solche Sondereigenschaften sind Korrosionsbeständigkeit, Warmfestigkeit, Zunderbeständigkeit und unmagnetischer Zustand. Sie werden jeweils durch entsprechende Bemessung der Legierungseletnente Chrom-Mangan und Kohlenstoff in bekannter Weise erreicht. Auch die kohlenstoffreichen Legierungen, die erhöhte Verschleißfestigkeit besitzen, sind hier zu nennen. Durch den Zusatz von Stickstoff erschließen sich jedoch infolge der außergewöhnlichen Verbesserung der mechanischen Eigenschaften neue Gebiete der Anwendung, oder es tritt eine Gütesteigerung ein, die eine bessere und wirtschaftlichere Ausnützung des Werkstoffes ermöglicht. Als Beispiele der .lnwendungsmöglichkeit der neuen Stähle seien nur genannt: rostsichere Wellen, Kolbenstangen und ähnliche Teile im Schiffbau, Turbinenschaufeln, Heißdampfventilteile, Bleche im Flugzeugbau, unmagnetische Kappenringe, Verschleißteile, wie Panzerplatten, Sortier- und Siebbleche. Helmbleche usw.
• Die schon für Chrom-Manganstähle vorgeschlagenen zusätzlichen Legierungselemente zur Erzielung besonderer Eigenschaften, wie bis 4. °% Nickel, bis 6 °% Kobalt oder Kupfer, bis 1,5 % Molybdän, Wolfram, Vanadin, Tantal, Titan, Niob, können in gleicher Weise auch in den stickstoffhaltigen Legierungen -zugegen sein. Der Zusatz dieser Elemente wird nur so weit beansprucht, als er in Verbindung mit den stickstoffhaltigen Kohlenstoff-Chrom-1langanstählen erfolgt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Chrom-Mangan-Stickstoff-Stahl mit 0,01 bis 1,5 °/o Kohlenstoff, über 5,o90/", bis 25,o % Chrom, io,oo bis 35,0 °% 'Mangan, 0,07 bis 0,7 °% Stickstoff, Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen. Stahl mit der Zusammensetzung nach Anspruch i, der jedoch noch, einzeln oder zu mehreren, bis 4 °/o Nickel, bis 6 °% Kobalt oder Kupfer, bis 1,5 0'o Molybdän. Wolfram, Vanadin, Niob, Täntal oder Titan enthält.