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. Stählerne Bauteile, die bei hohen Dampftemperaturen oberhalb 500 C und hohen Drucken ver- wendet werden.
Bekanntlich wurden im Dampfkesselbau in den letzten Jahren sowohl die Drücke als auch die
Temperaturen des Dampfes mehr und mehr gesteigert. Die höchste Temperatur des Dampfes lag praktisch bei etwa 5000 C. Dampf temperaturen in dieser Höhe erforderten bereits eine besondere
Auswahl der zur Verwendung gelangenden Stähle, besonders für den Dampfüberhitzer. In neuester
Zeit ist beabsichtigt, die Dampftemperaturen noch weiter zu steigern. Dann treten aber oberhalb etwa 5000 C Angriffe an den Stahlwandungen nach Art der bekannten Verzunderungen auf. Infolgedessen erweist es sich als notwendig, auch die Dampfleitungsrohre aus einem zunderbeständigen Werkstoff herzustellen, der dem Angriff des auf über 5000 C erhitzten Dampfes widersteht.
Zwar gibt es für diese Leitungsrohre, ebenso wie für die Überhitzerrohre, Stahllegierungen, die diesen Beanspruchungen gewachsen sind. Damit ist aber das Problem nach einer wichtigen Richtung hin nicht erschöpft. Es ergibt sich nämlich die Notwendigkeit, Verbindungsstücke, Absperrorgane, Abzweigungen und andere zum Teil verwickelte Teile aus einem zunderbeständigen Werkstoff herzustellen. Wegen der schwierigen Herstellung und zur Vermeidung von Schweissungen müssen diese Teile, auch aus wirtschaftlichen Gründen, als Stahlformguss hergestellt werden.
Die hiefür in Frage kommenden Stahlformgusslegierungen weisen aber den Nachteil auf, dass sie entweder zu viel Legierungsbestandteile in unerwünschter Höhe benötigen oder dass sie, wenn sie wenig Legierungsbestandteile enthalten, den erforderlichen mechanischen Beanspruchungen nicht gewachsen und nicht genügend korrosionsbeständig sind.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Stahlguss, der nicht nur den korrodierenden Einflüssen des Dampfes gewachsen ist, sondern der mit Rücksicht auf die Gewährleistung der Sicherheit bei den ungewöhnlich hohen Beanspruchungen auch noch die im Dampfkesselbau verlangten technologischen Abnahmebedingungen erfüllt. Der zur Verwendung kommende Stahlguss muss also folgende Eigenschaften in sich vereinigen :
1. Zunderbeständigkeit gegen den Angriff von Wasserdampf bei Temperaturen oberhalb 5000 C.
2. Hohe Warmfestigkeit, d. h. hohe Dauerstandsfestigkeit bei den in Frage kommenden Temperaturen.
3. Trotz hoher Festigkeit genügende Dehnung, sowie hohe Kerbzähigkeit in der Kälte, um auch bei Biegebeanspruchungen bei abgekühlter Leitung oder beim Wiederanfahren nach Stillstand der Anlage nicht zu Bruch zu gehen.
Eingehende Versuche des Erfinders führten nun zur Auffindung einer besonders geeigneten Stahlgusslegierung, die den oben näher ausgeführten Bedingungen entspricht bzw. für solche Ver- wendungszwecke geeignet ist, bei denen ähnliche Beanspruchungen auftreten und die, was besonders wichtig ist, in wirtschaftlicher Weise erzeugt und ohne besondere Massnahmen vergossen und bearbeitet werden kann. Die Erschmelzung des Stahles erfolgt dabei im Elektroofen. Die Stahlgusslegierung nach der Erfindung hat folgende Zusammensetzung :
EMI1.1
<tb>
<tb> C <SEP> Cr <SEP> Si <SEP> Mo
<tb> 0-12-0-19% <SEP> 3-5-4% <SEP> 0-7-1-3% <SEP> 0-4-1-0%
<tb>
Mangan, Schwefel, Phosphor usw. sind in den üblichen Mengen vorhanden, Rest ist Eisen.
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Molybdän kann ganz oder zum Teil durch Wolfram oder Vanadin in entsprechendem Verhältnis ersetzt werden. Auch der Siliziumgehalt kann zum Teil oder fast ganz durch Aluminium ersetzt werden.
Ohne die charakteristischen Eigenschaften der Legierung wesentlich zu verändern, kann sie noch eine geringe Menge an Nickel, Kobalt, Kupfer, Zirkon und Tantal einzeln bis zu 0'5% oder zu mehreren bis zu etwa 1% enthalten. Es ist ganz besonders vorteilhaft, bei den höheren Chromgehalten die niedrigeren Kohlenstoffgehalte zu wählen und die niedrigeren Siliziumgehalt den höheren Chromgehalten zuzuordnen. Die guten Eigenschaften der Legierung ergeben sich aus nachstehenden Beispielen.
Für eine Heissdampftemperatur von 535 C wurde die aus der Tabelle ersichtliche Gusslegierung I verwendet. Zwei andere Legierungen II und III für den gleichen Zweck, die ebenfalls in der Tabelle aufgeführt sind, zeigten die dort aufgeführten Prüfergebnisse. In allen Fällen waren die Gusslegierungen nach der Erfindung für den obengenannten Zweck ausserordentlich brauchbar und geschmiedeten Stählen für den gleichen Zweck mindestens gleichwertig.
Analyse.
EMI2.1
<tb>
<tb>
Stahlguss <SEP> C <SEP> Cr <SEP> Si <SEP> Mo <SEP> Mn <SEP> S <SEP> P
<tb> I <SEP> 0#15 <SEP> 3#4 <SEP> 0#80 <SEP> 0#53 <SEP> 0#58 <SEP> 0#01 <SEP> 0#024
<tb> II <SEP> 0#18 <SEP> 2#8 <SEP> 1#1 <SEP> 0#6 <SEP> 0#7 <SEP> 0#008 <SEP> 0#019
<tb> III <SEP> 0#14 <SEP> 3#83 <SEP> 0#84 <SEP> 0#72 <SEP> 0#38 <SEP> 0#008 <SEP> 0#018
<tb> Physikalische <SEP> Werte <SEP> nach <SEP> Spanungsfreiglühen.
<tb>
Streck- <SEP> Ein- <SEP> Dauer- <SEP> BiegeFestigkeit <SEP> Dehnung <SEP> schnürung <SEP> Standfestig- <SEP> zähigkeit <SEP> Biege- <SEP> winkel2)
<tb> grenze <SEP> kg/mm2 <SEP> % <SEP> %
<tb> kg/mm2 <SEP> % <SEP> % <SEP> 535 <SEP> C <SEP> mg/cm11)
<tb> I <SEP> 43 <SEP> 65 <SEP> 22 <SEP> 69 <SEP> 11 <SEP> 15 <SEP> 180
<tb> II <SEP> 46 <SEP> 71 <SEP> 17 <SEP> 61 <SEP> 11#3 <SEP> 11 <SEP> 140
<tb> III <SEP> 41 <SEP> 63 <SEP> 21 <SEP> 67 <SEP> 11#6 <SEP> 15 <SEP> 180
<tb> 1) <SEP> Kl. <SEP> Charpy-Probe. <SEP> - <SEP> 2) <SEP> Abmessung <SEP> der <SEP> Probe <SEP> 20 <SEP> mm <SEP> #.
<tb>
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Stählerne Bauteile, die bei hohen Dampftemperaturen oberhalb 500 C und hohen Drücken verwendet werden, z. B. Verbindungsstücke, Absperrorgane, Abzweigungen und ähnliche Teile, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Stahllegierung mit 0'12-0'19% Kohlenstoff, 2'5-4% Chrom, 0-7-1-2% Silizium, 0'4-1% Molybdän, den üblichen Gehalten an Mangan, Phosphor und Schwefel, Rest Eisen durch Giessen hergestellt sind.