DE3426882A1

DE3426882A1 - Hitzebestaendiger, martensitischer, rostfreier stahl mit 12% chrom

Info

Publication number: DE3426882A1
Application number: DE19843426882
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Kawamoto; Yutaka Muroran Murakami; Tateo Ohhashi
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1983-07-20
Filing date: 1984-07-20
Publication date: 1985-04-25
Also published as: JPS6024353A; US4564392A

Abstract

Beschrieben wird ein hitzebeständiger, martensitischer, rostfreier Stahl verbesserter Zeitstandfestigkeit. Der Stahl besteht aus 0,05-0,12 Gew.-% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,5 Gew.-% Silizium, nicht mehr als 1,5 Gew.-% Mangan, nicht mehr als 1,5 Gew.-% Nickel, 9,0-13,0 Gew.-% Chrom, 0,5-2,0 Gew.-% Molybdän, 0,05-0,50 Gew.-% Vanadium, nicht mehr als 0,15 Gew.-% Stickstoff und gegebenenfalls mindestens einem der folgenden Bestandteile: 0,02-0,50 Gew.-% Columbium, 0,02-0,5 Gew.-% Tantal, 0,5-2,0 Gew.-% Wolfram und 0,0003-0,0100 Gew.-% Bor, sowie zum Rest Eisen und beiläufigen bzw. unvermeidlichen Verunreinigungen, wobei das Gewichtsverhältnis Kohlenstoff zu Stickstoff (C/N) nicht mehr als 3 : 1 beträgt.

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig

Patentanwälte

Eu^ropean Patent Attorneys Zugelassene Vertreter ve Europäischen Patentamt

Dr phi! G Henkei Mü Dip! -Ing. j Pfenning. Be'to Dr rer nat L Feiler München Dip! -Ing W Hänzei Mancher. Dip! -Phys K h Meinig. 5e^riin Dr Ing. A Butenschon. Be^rlm Dipl.-Ing. D.Kw-^r-.f':-:¹-.-^ Möhlstraße 37 D-8000 München 80

Tel 089/982085-87 Telex 0529802 hnk'd Teiegramm eliipsoia Telefax (Gr 2+3): 089/9814 26

N26-35981M/YO Dr.F/to

THE JAPAN STEEL WORKS, LTD., Tokio/ Japan

Hitzebeständiger, martensitischer, rostfreier Stahl mit 12% Chrom

Hitzebeständiger, martensitischer,

rostfreier Stahl mit 12% Chrom 10 ·

Moderne Dampfturbinen zur Elektrizitätserzeugung erfordern Rotorwellenschmiedestücke verschiedener Größe und mechanischer Eigenschaften. Für Hochdruckturbinen und

Mitteldruckturbinen, insbesondere großdimensionierte und bei hohen Temperaturen zu betreibende Turbinen,

20 werden 12 % Cr-Mo-V-, 12 % Cr-Mo-V-Cb-N- und 12 %

Cr-Mo-V-Ta-N-Stahle verwendet, da sie eine gute Kombination hoher Festigkeit, Zähigkeit bei hohen Umgebungstemperaturen und hoher Zeitstandfestigkeit, d.h. von Eigenschaften, die für Werkstücke, wie Rotor-Schmiedestücke für Hochdruck-, Mitteldruck- oder Hoch/-Mitteldruckturbinen in mit fossilen Brennstoffen befeuerten Kraftwerken, erforderlich sind, in sich vereinigen.

30 Auf verschiedenen neueren Anwendungsgebieten müssen

Hochdruck- und Mitteldruckturbinen bei höheren Temperaturen als bisher üblich betrieben werden. Die genannten Stähle mit 12 % Chrom besitzen jedoch für derartige neue Anwendungsgebiete kein ausreichendes Kriechverhalten und keine ausreichende Zeitstandfestigkeit. Somit be-

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TEXT

-X-

1 nicht mehr als 0,5 Gew.-% Silizium, nicht mehr als

1,5 Gew.-% Mangan, nicht mehr als 1,5 Gew.-% Nickel, 9,0 bis 13,0 Gew.-% Chrom, 0,5 bis 2,0 Gew.-% Molybdän, 0,05 bis 0,50 Gew.-% Vanadium, nicht mehr als 0,15 Gew.-% Stickstoff, mindestens einem der folgenden Bestandteile: 0,02 bis 0,50 Gew.-% Columbium, 0,02 bis 0,5 Gew.-% Tantal, 0,5 bis 2,0 Gew.-% Wolfram und 0,0003 bis 0,0100 Gew.-% Bor, sowie zum Rest Eisen und beiläufigen oder unvermeidlichen Verunreinigungen, wobei das Gewichtsverhältnis Kohlenstoff zu Stickstoff (C/N) nicht mehr als 3:1 beträgt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt in graphischer Darstellung die Ergebnisse von Zeitständversuchen bei 59O°C und einer angelegten mechanischen Spannung von 265 mPa, wobei aus der graphischen Darstellung die Beziehung zwischen der Bruchzeit und dem Verhältnis Kohlenstoff zu Stickstoff (C/N) von 12% Cr-Mo-V-N-Legierungen hervorgeht.

Die Erfindung beruht, wie bereits erwähnt, auf der Erkenntnis, daß sich die Zeitstandfestigkeit hitzebeständiger, martensitischer, rostfreier Stähle mit 12% Chrom in hohem Maße durch Steuern der Ko'hlenstoff- und Stickstoffgehalte innerhalb der angegebenen Grenzen und des Verhältnisses Kohlenstoff zu Stickstoff erhöhen läßt. Erfindungsgemäße hitzebeständige Stähle auf 12% Cr-Basis sind bekannten hitzebeständigen Stählen auf 12% Cr-Basis hinsichtlich der Zeitstandfestigkeit weit

30 überlegen.

Im folgenden werden die Gründe dafür, warum die verschiedenen Legierungsbestandteile erfindungsgemäßer * Stähle auf die angegebenen Bereiche beschränkt sind, näher erläutert:

1 (a) Kohlenstoff

Der Kohlenstoffgehalt sollte 0,05 bis 0,12 Gew.-% betragen.

Kohlenstoff stabilisiert die austenitische Struktur bei hohen Temperaturen, indem eine feste Lösung gebildet und das Gitter der Legierung während des martensitischen Übergangs gedehnt werden. Hierbei kommt es zu einer starken Härtung des Stahls nach dem Abschrecken. Danach reagiert der Kohlenstoff während des Alterns mit beispielsweise Tantal, Columbium, Molybdän u.dgl. unter Bildung von bei hohen Temperaturen stabilen Carbiden. Dies führt zu einer erheblichen Erhöhung der Zeitstandfestig-

15 . . . keit.

Wenn der Kohlenstoffgehalt unter 0,05% liegt, stellen sich die geschilderten Wirkungen nur unzureichend ein. Wenn andererseits der Kohlenstoffge-

halt über 0,12 Gew.-% liegt, bilden sich wahrscheinlich grobkörnige Carbide oder Aggregationen von Carbiden. Dies führt zu einer Verschlechterung der Zeitstandfestigkeit und auch zu einer Verschlechterung der Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen.

Somit sollte also der Kohlenstoffgehalt 0,05 bis 0,12 Gew.-% betragen.

(b) Silizium 30

Der Siliziumgehalt sollte nicht mehr als 0,5 Gew.-% betragen.

Silizium stellt ein starkes Desoxidationsmittel beim Erschmelzen und bei der Feinung dar, weswegen es ab-

sichtlich zulegiert wird. Wenn es jedoch im Überschuß zulegiert wird, führt es zu einer Zähigkeitsverringerung bei niedrigen Temperaturen. Somit sollte also zweckmäßigerweise der Siliziumgehalt so niedrig wie möglich und bei den erfindungsgemäßen

Stählen auf nicht mehr als 0,5 Gew.-% gehalten werden. In Fällen, in denen eine Vakuumkohlenstoffdesoxidation erfolgt, braucht man kein Silizium mehr zuzusetzen.
10

(c) Mangan

Der Mangangehalt sollte nicht mehr als 1,5 Gew.-% betragen.

Mangan stellt ein schwaches Desoxidationsmittel dar.

Der Hauptzweck seiner Zulegierung zu Stählen besteht darin, den Schwefelgehalt durch Bildung von Mangansulfiden zu stabilisieren. Wenn der Mangangehalt

über 1,5 Gew.-% liegt, verschlechtern sich die

Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen und die Zeitstandfestigkeit bei hohen Temperaturen. Folglich wird also der Mangangehalt auf nicht mehr als 1,5 Gew.-% beschränkt.

(d) Nickel

Der Nickelgehalt sollte nicht mehr als 1,5 Gew.-% ausmachen.

Nickel stellt ein Element dar, das wirksam die Härtbarkeit von Stählen zu erhöhen vermag. Somit verbessert es die Zähigkeit von Legierungen und inhibiert ferner eine δ-Ferritbildung, die sowohl die Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen als auch die Festigkeit bei erhöhten Temperaturen verschlechtert.

Wenn es jedoch in einer größeren Menge als 1,5 Gew.-% zulegiert wird, verschlechtert es die Zeitstandfestigkeit, die erfindungsgemäß gerade verbessert werden soll. Folglich wird die Nickelobergrenze auf 1,5 Gew.-% festgelegt.

(e) Chrom

Der Chromgehalt sollte 9,0 bis 13,0 Gew.-% betragen.

Chrom bildet mit Eisen eine feste Lösung und erhöht dabei die Festigkeit der gebildeten Legierung bei höherer Temperatur. Ferner verbessert es die Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit der Legie-

rung. Liegt der Chromgehalt unter 9 Gew.-%, lassen die -Festigkeit, Oxidationsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Legierung zu wünschen übrig. Wenn er andererseits über 13 Gew.-% liegt, breitet sich in der Legierung ein unerwünschtes

20

ö-Ferritgefüge aus. Dies führt zu einer Verschlechterung der Bildsamkeit und Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen und zu einer Erniedrigung der Dauerstandfestigkeit bei hohen Temperaturen. Somit sollte

also der Chromgehalt 9,0 bis 13,0 Gew.-% betragen. 25

(f) Molybdän

Der Molybdängehalt sollte 0,5 bis 2,0 Gew.-% betragen.

30

Wie bereits erwähnt, bildet Molybdän unter Verbesserung der Festigkeit der Legierung sowohl bei niedrigen als auch höheren Temperaturen Carbide. Ferner verhindert es eine Ferritbildung beim Ab-

gg kühlen von der Abschrecktemperatur und erhöht da-

durch die Zähigkeit des Stahls durch verbesserte Härtbarkeit. Vor kurzem wurde eine weitere wichtige Rolle von Molybdän entdeckt; es verhindert nämlich eine Anlaßversprödung bei hohen Arbeitstemperaturen. Beträgt der Molybdängehalt weniger als 0,5 Gew.-%, stellt sich die geschilderte Wirkung nur unzureichend ein. Beträgt sein Gehalt andererseits mehr als 2,0 Gew.-%, tritt in dem Legierungsgefüge eine unerwünschte δ-Ferritbildung auf. Dies führt zu einer Verminderung sowohl der Zähigkeit als auch der Festigkeit bei niedrigen und hohen Temperaturen. Demzufolge soll der Molybdängehalt auf 0,5 bis 2,0 Gew.-% begrenzt werden.

15 (g) Vanadium . ■

Der Vanadiumgehalt sollte auf 0,05 bis 0,50 Gew.-% eingestellt werden.

Wenn Vanadium in einer geeigneten Menge vorhanden.

ist, erhöht es in erheblichem Maße die Zeitstandfestigkeit von Legierungen infolge Bildung gleichmäßig dispergierter feinkörniger Carbide. Beträgt der Vanadiumgehalt weniger als 0,05 Gew.-%, stellen sich die geschilderten Wirkungen nur unzureichend sein. Liegt andererseits der Vanadiumgehalt über 0,5 Gew.-%, ist eine verstärkte Neigung zur δ-Ferritbildung (die dem erfindungsgemäß angestrebten Erfolg entgegensteht) festzustellen. Folglich sollte also

der Vanadiumgehalt 0,05 bis 0,5 Gew.-% betragen. 30

(h) Stickstoff

Der Stickstoffgehalt sollte nicht mehr als 0,15 Gew.-% betragen.

1 Die Anwesenheit von Stickstoff führt zu einer

Austenitbildung bei hoher Temperatur und verhindert eine unerwünschte δ-Ferritbildung. Ferner erhöht sich bei Anwesenheit von Stickstoff die Zeitstandfestigkeit infolge Nitrid-oder Carbonitridbildung in Kombination mit anderen Elementen. Wenn er jedoch in einer Menge von mehr als 0,15 Gew.-% zulegiert wird, erhöht er die Bildung von Gasporen oder Mikroporen. Somit sollte also die Stickstoffobergrenze auf 0,15 Gew.-% begrenzt werden.

(i) Columbium (Niob)

Der Columbiumgehalt sollte 0,02 bis 0,50 Gew.-% betragen.
15

Columbium besitzt eine starke Affinität zu Kohlenstoff und Stickstoff und bildet folglich in der Matrix der Legierung sehr feinkörnige, gleichmäßig dispergierte Carbide und Carbonitride. Es beeinflußt

die mechanischen Eigenschaften der Legierung dahingehend, daß es die Zeitstandfestigkeit erhöht. Ferner verhindert es die Bildung grober Körner während des Schmiedens und während einer Wärmebehandlung. Hierdurch erhöht sich die Zähigkeit bei

niedrigen Temperaturen. Aus diesem Grunde sollte der Columbiumgehalt mindestens 0,02 Gew.-% betragen. Columbium beschleunigt jedoch die Bildung der Ferritphase. Die Ausfällung zu großer Mengen an Carbiden und/oder Carbonitriden führt zu einer

Zähigkeitsverminderung. Folglich muß man also den Columbiumgehalt unter 0,50 Gew.-% halten. Aus den genannten Gründen wird der Columbiumgehalt

auf 0,02 bis 0,50 Gew.-% begrenzt.

1 (j) Tantal

Der Tantalgehalt sollte 0,02 bis 0,50 Gew.-% betragen .

Tantal besitzt wie Columbium eine starke Affinität zu Kohlenstoff und Stickstoff und bildet somit in der Matrix der Legierung sehr feinkörnige und gleichmäßig dispergierte Carbide und Carbonitride. Sein Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften der Legierung besteht darin, daß es die Zeitstandfestigkeit erhöht. Weiterhin verhindert es die Bildung grober Körner während des Schmiedens und während einer Wärmebehandlung, wodurch die Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen steigt. Folglich sollte der Tantalgehalt mindestens 0,02 Gew.-% betragen. Tantal beschleunigt jedoch die Bildung der Ferritphase. Die Ausfällung einer übergroßen Menge an Carbiden und/oder Carbonitriden führt zu einer Zähigkeitsverminderung. Demzufolge muß die Tantalobergrenze auf weniger als 0,50 Gew.-% begrenzt werden.

Aus den genannten Gründen wird . der

Tantalgehalt auf 0,02 bis 0,50 Gew.-% begrenzt. 25

(k) Wolfram

Der Wolframgehalt sollte 0,5 bis 2,0 Gew.-% betragen.

30

Wolfram ähnelt in chemischer Hinsicht dem Molybdän,

weswegen seine Wirkung auf die Eigenschaften der Legierung der Wirkung des Molybdäns (mit Ausnahme einer Inhibierung der Anlaßversprödung) ähnelt. _QK Wenn jedoch der Wolframgehalt unter 0,5 Gew.-% liegt,

stellen sich die erwünschten Wirkungen nur unzureichend ein. Wenn das Wolfram andererseits in größerer Menge als 2,0 Gew.-% zulegiert wird, führt dies zu einer unerwünschten 6-Ferritbildung. Diese hat eine Verminderung der Hoch- und Niedrigtemperaturfestigkeit zur Folge, weswegen der Wolframgehalt auf 0,5 bis 2,0 Gew.-% festgelegt wird.

(1) Bor

Der Borgehalt sollte 0,0003 bis 0,0100 Gew.-% betragen.

Durch Zulegieren einer geringen Menge Bor lassen

sich die Härtbarkeit und die Zeitstandfestigkeit

von Legierungen verbessern. Wenn jedoch der Borgehalt unter 0,0003 Gew.-% liegt, erreicht man keine ausreichende Wirkung. Wenn andererseits die Bormenge mehr als 0,0100 Gew.-% beträgt, scheiden sich an den Korngrenzen große Mengen an komplexen

Verbindungen ab, was zu einer Verminderung der Kerbschlagzähigkeit führt. Somit sollte also der Borgehalt 0,0003 bis 0,0100 Gew.-% betragen.

(m) Gewichtsverhältnis Kohlenstoff/Stickstoff 25

Dieses Verhältnis stellt das wichtigste erfindungsgemäße Merkmal dar. Kohlenstoff und Stickstoff sind, wie bereits, erwähnt, Elemente, die die Ausscheidung feinkörniger Carbide und Carbonitride fördern und

damit die Zeitstandfestigkeit bei erhöhten Tempera-3Ü

türen verbessern. Durch geeignete Steuerung des Gewichtsverhältnisses Kohlenstoff/Stickstoff und ferner durch Festlegung der Obergrenze für den Kohlenstoffgehalt auf den angegebenen Wert ist gewährleistet, daß in der Matrix die feinkörnigen Aus-35

Scheidungen gleichmäßig dispergiert werden. Dies führt zu einer Zunahme der Zeitstandfestigkeit. Wenn jedoch das Gewichtsverhältnis Kohlenstoff/ Stickstoff über 3:1 liegt, führt die Anwesenheit des überschüssigen Kohlenstoffs zur Carbidaggregation, und zwar insbesondere an den Korngrenzen. Folglich verschlechtert sich, wie aus der Figur hervorgeht, die Zeitstandfestigkeit. Ferner sinkt auch die Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen. Folglich sollte also das Gewichtsverhältnis Kohlenstoff /Stickstof f . (C/N) weniger als 3:1 betragen.

Zur Verhinderung der Bildung einer unerwünschten 6-Ferritphase, die die Zeitstandfestigkeit und die Zähigkeit bei niedriger Temperatur verschlechtert, und zur Gewährleistung eines gleichmäßigen martensitischen Gefüges sollte zweckmäßigerweise das durch folgende Gleichung definierte Chromäquivalent auf 10 oder weniger gehalten werden:

Chromäquivalent = 1-Cr + 6*Si + 4·Mo + 11«V + 2,5·Ta +

5-Cb + 1,5.W - (4OC + 2-Mn + 4·Νί + 30·N).

In der Gleichung bedeuten Cr, Si, Mo, V, Ta, Cb, W, C, Mn, Ni und N die gewichtsprozentualen Anteile jedes Legierungsbestandteils in der Legierung.

Beiläufige und in der Legierung unvermeidliche Verunreinigungen sollten auf einem möglichst niedrigen Wert gehalten werden, da sie die Kriechbildsamkeit bei hoher Temperatur und die Zähigkeit bei niedriger Temperatur beeinträchtigen.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung näher veranschaulichen.

-Vl-1 Beispiel

Zwölf Testproben eines hitzebeständigen, martensitischen, rostfreien Stahls mit jeweils etwa 12 Gew.-% Chrom werden in einem Hochfrequenzinduktionsofen erschmolzen und zu kleindimensionierten Blöcken vergossen. Die Tabelle I enthält Angaben über die chemische Zusammensetzung der einzelnen Testproben. Die Proben 1 bis 8 repräsentieren erfindungsgemäße Stähle, die Proben 9 bis 12 repräsentieren Vergleichsstähle.

Die Blöcke werden nach dem Erwärmen auf 1200°C durch Freiformschmieden auf zum Schneiden geeignete Prüflinge zurechtgeschmiedet. Die Prüflinge werden dann einer Wärmebehandlung unterworfen, die die Verhältnisse auf der Oberflächenschicht eines Rotors simulieren. Diese Wärmebehandlung besteht im folgenden:

1. 5-stündiges Erwärmen auf 1050°C und anschließendes Abschrecken in öl;

2. 5-stündiges Anlassen bei 56O°C und anschließendes Ofenkühlen und

3. 24-stündiges Anlassen bei 660 C und anschließendes Ofenkühlen.

Aus den in der geschilderten Weise wärmebehandelten Materialien werden Prüflinge für einen Zugfestigkeitstest, Schlagzähigkeitstest nach Charpy und Zeitstandversuch gefertigt. Die mit den verschiedenen Prüflingen erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.

TABELLE I

Stahl probe Nr.	Chemische Zusammensetzung (in Gew.-%)	C	Si	Mn	Ni	Cr	Mo	V	W	_	Nb	Ta	B	N	Fe	Ge- wichts- ver- hältnis (C/N)	Chrom- äquiva lent (%)
1	0,08	0,07	0,60	0,78	11,1	0.96	0_f29		—				0,088	Rest	0,9	8,39
2	0,07	0.05	0,27	0,52	10,2	1.01	0,20	_	0,06		_	0,070	H	1,0	9,52
3	0,08	0,06	0.52	0,43	10,3	0.93	0,18	I₁O		0,07	—	0,054	It	1,5	8,96
4	0,10	0,02	0.30	0,31	10,2	0.98	0,21		0,05	0,08	_	0,084	It	1,2	8,64
5	0,11	0,10	0,74	0,68	11,3	1.12	0,19	I₁O	0,04	im		0,065	Il	1.7	9,62
6	0,U	0,07	0,87	0,45	10,5	0.95	0,20	0,9	_	O₁U	0,001	0,041	u	2,7	9,83
7	0,10	0_f05	0,54	0,76	10,8	0.90	0,30	—	0,03	0,04	_	0,077	•	1,3	9,32
8	0,09	0,06	0,33	0,84	10,4	0.93	0,19		0,04	0,04	0,001	0,045	ir	2,0	9,25
9	0,20	0,29	0,58	0,30	11,7	1.54	Q,29	l_f27	_	_	_	0,035	η	5,7	11,38
10	0,17	0_f38	0,33	0,35	12,0	1.24	0,26	—	0,06		_	0,054	η	3,1	11,92
11	0,14	0,07	0,56	0*34	10,9	1.2X	0,20	0,07	_		0,074	Il	1,9	10,32
12	0.15	0,29	0,50	0,33	11,3	1.31	0,20	—	0,07	-	0,071	Il	2.1	10,21

Stahlproben Nr. Stahlproben Nr.

1 bis 8: Erfindungsgemäße Stahlproben. 9 bis 12: Vergleichsstähle

K) cn co oo

TABELLE II

Stahl probe Nr.	0,02% Streck festigkeit (iriPa)	Zug festig keit OnPa)	Dehnung (%)	Einschnü rung (%)	Bruchaussehen übergangstempe- ratur (⁰C)	Zeit bis zum Bruch bei 600°C, 196 mPa (h)
1	596,8	853,9	20,8	63,4	+40	6099,4
2	670.3	910,3	21,5	60,8	+38	6485,2
3	683,1	92Ϊ.2	21,2	60,6	+36	7035,5
4	685,0	935,9	20,6	60,3	+38	7337,6
5	667,4	909,4	21,3	61,5	+25	6872,5
6	684,0	931,0	20,8	60,3	+35	7263,9
7	669,3	913.4	21,4	61,8	+29	7200,2
8	681,1	930,0	' 20,9	60,5	+33	7321,4
9	599,8	855,5	20,8	50,3	+77	83,8
10	659,5	905,5	20,5	58,9	+43	992,3
11	666,4	913,3	20,0	56,5	+52	1365,1
12	660,5	907,5	20,4	55,7	+44	1159,2

Stahlproben Nr. 1 bis 8: Erfindungsgemäße Stahlproben. Stahlproben Nr. 9 bis 12: Vergleichsstähle

hO CD OO OO ho

-: ^: '"■ ^: 3426832

Aus Tabelle II geht hervor, daß bei den erfindungsgemäßen Stählen d'ie Zeitstandfestigkeit langer ist als bei den Vergleichsstählen, d.h. die erfindungsgemäßen Stähle sind den Vergleichsstählen in der Zeitstandfestigkeit überlegen. Ein Vergleich der Stahlprobe Nr.7 gemäß der Erfindung mit der Vergleichsstahlprobe Nr.12, die nahezu gleiche Streckfestigkeits- und Zerreißfestigkeitswerte aufweisen, zeigt, daß die bei einer Temperatur von 600°C unter einer angelegten Last von 196 tnPa ermittelte Zeitstandfestigkeit bei ersterem 7200,2 h, bei letzterem dagegen nur 1365,1 h beträgt. Der Unterschied zwischen beiden Stählen ist somit signifikant.

Ein erfindungsgemäßer, hitzebeständiger, martensiti-15 scher, rostfreier Stahl mit 12% Chrom stellt somit

einen hervorragenden Werkstoff für bei hohen Temperaturen unter hoher Belastung verwendbare Bauteile dar.

- Leerseite -

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Hitzebeständiger, martensitischer, rostfreier Stahl aus 0,05 - 0,12 Gew.-% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,5 Gew.-% Silizium, nicht mehr als 1,5 Gew.-% Mangan, nicht mehr als 1,5 Gew.-% Nickel, 9,0 13,0 Gew.-% Chrom, 0,5 - 2,0 Gew.-% Molybdän, 0,05 - 0,50 Gew.-% Vanadium und nicht mehr als 0,15 Gew.-% Stickstoff, sowie zum Rest Eisen und

¹^ Verunreinigungen, wobei das Gewichtsverhältnis Kohlenstoff zu Stickstoff (C/N) nicht mehr als 3:1 beträgt.

2. Hitzebeständiger, martensitischer, rostfreier Stahl aus 0,05 - 0,12 Gew.-% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,5 Gew.-% Silizium, nicht mehr als 1,5 Gew.-% Mangan, nicht mehr als 1,5 Gew.-% Nickel, 9,0 - 13,0 Gew.-% Chrom, 0,5 - 2,0 Gew.-% Molybdän, 0,05 - 0,50 Gew.-% Vanadium, nicht mehr als 0,15 Gew.-% Stickstoff, mindestens einen der folgenden Bestandteile: 0,02 - 0,50 Gew.-% Columbium, 0,02 - 0,5 Gew.-% Tantal, 0,5 - 2,0 Gew.-% Wolfram und 0,0003 0,0100 Gew.-% Bor, sowie zum Rest Eisen und Verunreinigungen, wobei das Gewichtsverhältnis Kohlenstoff zu Stickstoff (C/N) nicht mehr als 3:1 beträgt.