163406. lajstromszámú szabadalom • Nagy folyáshatárú, jól hegeszthető, korrózióálló szerkezeti acél

3 163406 4 tos említett problémák miatt alkalmazhatóságuk korlátozott. A szerkezeti acélok másik csoportjának — noha viszonylag jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek — és megfelelő körülmények között jól hegeszthetők — korrózióállóságuk nem kielégítő. Célunk jelen találmánnyal olyan, az eddig ismert acéloknál nagyobb folyáshatárú, bármilyen körülmények között jól hegeszthető, és korrózióálló acél előállítása, amely az időjárás viszontagságainak kitett szerkezetek, gépek és építmények, valamint járművek alapanyagául használható. A találmánnyal a kitűzött feladatot úgy érjük el, hogy a találmány szerinti acél 0,155—0,23 s% C-t, 0,81—2,50 s% Cu-t, 0,11—0,20 s% Al-t, 0,010— 0,040 s% N-t és 0,05—0,20 s% Nb-t tartalmaz. Ezen ötvözök egy része a találmány szerinti összetételi aránynak megfelelő mennyiségben a szilárd vasban nem oldódik; vele vegyületet nem képez, sőt az egyébként a vasban oldódó elemek oldódását is csökkenti. Ennek következtében a légkör hatására az acél felületén olyan tömör, nedvesség hatására nehezen oldódó védőréteg alakul ki, amely az acélt a légkör további korróziójával szemben megvédi és a lyukkorrózió fellépését is teljesen kizárja. A találmány szerinti acél összetétele kiváló mechanikai tulajdonságot és feltétel nélküli hegeszthetőséget eredményez, valamint biztosítja a korrózióállóságot. Ezek a tulajdonságok az acélban — a képződő nitridek hatására — végbemenő szemcsefinomodás, a Cu és Nb kiválásos keményítése, valamint a NbCN-nek a vas kristályrácsába és a diszlokációkba történő intersticiós beépülése következtében alakulnak ki. A találmány szerinti szerkezeti acél korróziósebessége — ipari légköri viszonyok mellett — tízszer kisebb, mint a hagyományos acéloké és kétszer kisebb, mint az ismertetett korrózióálló szerkezeti acéloké. Az acél felületén kialakult korróziótermék a nedvesség hatására — az ismert korrózióálló acélokkal szemben — sokkal nehezebben oldódik, de így a kialakult védőréteg fokozottabb korrózióellenállást biztosít. Ez a védőréteg — mivel nem okoz foltosodást — külső díszítőelemként is használható festés, vagy más felületkezelés nélkül. Ezenkívül a találmány szerinti acél festéktűrő képessége is kiváló. A találmány szerinti acél feltétel nélkül hegeszthető. A hegeszthetőség jellemzésére használatos karbonegyenérték mérőszáma 0,55 alatt van. Az acél metallurgiai konstrukciója olyan, hogy a hegesztés hőhatási övezetében nem okoz elridegedést, durva szövetelváltozást. A találmány szerinti acél kimagasló mechanikai tulajdonság-paraméterekkel előnyös hegeszthetőségi és korróziós tulajdonságokkal rendelkezik, amelynek következtében a szerkezetek, gépek és építmények súlyának jelentős mértékű csökkenése érhető el. A találmány szerinti acélt és annak mechanikai, hegeszthetőségi és korróziós tulajdonságait kiviteli példákon részletesen ismertetjük: 1. példa 10 tonnás ívfényes kemencében a következő összetételű anyagot gyártottuk: C 0,20 s% Cr 0,12 s% Mn 1.33 s% Cü 1,00 s% , Si 0,34 s% Nb 0,08 s% P 0,030 s% N 0,020 s% S 0,008 s% Al 0,13 s% Ni 0,46 s% Pb 0,22 s% 5 Ez az anyag 22 mm-re történt meleghengerlés után levegőn hűtve hőkezelés nélkül a mellékelt táblázat első oszlopában, vízpermettel gyorsított hűtés esetén a második oszlopában feltüntetett mechanikai, hegeszthe-10 tőségi és korróziós tulajdonságokat mutatta. 2. példa Ugyancsak 10 tonnás ívfényes kemencében gyártot-15 tuk az alábbi összetételű anyagot: c 0.23 s% Cr 0,09 s% Mn 1,28 s% Cu 1,41 s% Si 0,33 s% Nb 0,09 s% P 0,015 s% N 0,023 s% S 0,008 s% Al 0,16 s% Ni 0,62 s% Pb 0,25 s%. Az anyag az ugyancsak 0 21 mm-re történt meleg-25 hengerlés után levegőn hűtve hőkezelés nélkül a mellékelt táblázat harmadik oszlopában, vízpermettel gyorsított hűtés esetén a második oszlopában feltüntetett mechanikai, hegeszthetőségi és korróziós tulajdonságokat mutatta. 30 A példákban ismertetett anyagok tulajdonságait az 1. táblázat mutatja. Látható tehát, hogy a találmány szerinti szerkezeti acél nem csupán a jelenleg ismert korrózióálló szerkezeti acéloknál jobb, korróziós tulajdonságokkal és feltétel 35 nélküli hegeszthetőséggd, hanem rendkívül jó szilárdsági tulajdonságokkal is rendelkezik. Megjegyezzük még, hogy — szemben például a Cr-tartalmú CORTEN-típusú acélokkal — a találmány szerinti szerkezeti acél martinkemencében és konverterben is biztonságosan 40 előállítható, tehát tömeggyártásra alkalmas. 1. TÁBLÁZAT Tulajdonság Mértékegység 1. példa 2. példa Mértékegység szerinti anyag Szakítószilárdság kp/mm2 84,5 150 97,0 170 Folyáshatár kp/mm2 69,2 135 82,0 145 Nyúlás % 23 12 22 11 Kontrakció % 67 — 62 — Utómunka — 40 °C-on mkp/cm2 18 16 12 13 C-egyenérték 0,46 0,46 0,49 0.49 (ISO TC 17/SC szerint) — Alapanyag keménysége HV10 222 — 240 .. — Varrat hőhatászóna keménysége HV10 225 — 273 — Korrózió behatolási mélység 1 év alatt ipari légkörben mm 0,017 — 0,015 — 2