DE2303991A1

DE2303991A1 - Zusatzmetall

Info

Publication number: DE2303991A1
Application number: DE2303991A
Authority: DE
Inventors: Walter Adrian Petersen
Original assignee: Inco Ltd
Current assignee: Inco Ltd
Priority date: 1972-01-27
Filing date: 1973-01-27
Publication date: 1973-08-30
Also published as: NL175594C; IT977044B; JPS4886750A; GB1403121A; CA983292A; ES411014A1; AT322316B; FR2169370B1; FR2169370A1; NL7301073A; US3770427A; JPS5628632B2; DE2303991C2; CH567575A5; BE794602A; NL175594B; SE417167B

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dn.-lng. R. König ■ Dipl.-lng. K. Bergen

Patentanwälte · 4ood Düsseldorf 30 · Cecilienallee 76 ■ Telefon" 432732

26. Januar 1973 28 266 K

International Nickel Limited, Thames House Millbank London S.W.1/ England

»Zusatzmetall»

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zusatzmetall zum Herstellen von gesunden und korrosionsbeständigen Schweißverbindungen.

Nickellegierungen mit 27 bis 31% Chrom, 7 bis 11% Eisen, bis 0,05% Kohlenstoff, bis 0,5% Silizium, bis 0,5% Mangan, 0,1 bis 0,4% Aluminium, 0,1 bis 0,5% Titan, 0,005 bis 0,06% Magnesium, 0,001 bis 0,01% Bor und bis 0,2% Kupfer sind bekannt und besitzen eine gute Korrosionsbeständigkeit, insbesondere gegenüber Chloridionen enthaltenden Medien und Atmosphären, kaustischen Alkalien, Salpetersäure oder bleihaltigem Hochdruckwasser. Häufig besteht jedoch die Notwendigkeit, Gegenstände durch Verschweißen einzelner Teile, beispielsweise durch Verschweißen von Blechen oder Rohren aus solchen Legierungen herzustellen, wobei eine Schwierigkeit darin besteht, daß auch die Schweißverbindung eine dem Grundmaterial entsprechende Korrosionsbeständigkeit besitzen muß.

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Beim Verschweißen von Teilen aus der vorerwähnten Nickellegierung unter Verwendung eines artgleichen Schweißdrahtes kommt es zu einer außerordentlich starken'Bildung von Schweißrissen. So wurden beispielsweise zwei 2,5 cm dicke Platten aus einer an Luft erschmolzenen Legierung mit 29,9% Chrom, 8,656 Eisen, 0,021% Kohlenstoff, 0,16% Mangan, 0,014% Magnesium, unter 0,02% Silizium, 0,004% Sauerstoff, 0,0006% Wasserstoff und 0,0635% Stickstoff, Rest Nickel unter Verwendung eines Zusatzdrahtes derselben Zusammensetzung nach dem WIG-Verfahren von Hand miteinander stumpfverschweißt. Bei der Untersuchung von polierten und mit Lepito-Ätzmittel angeätzten Querschliffen im Schweißzustand unter. 10-facher Vergrößerung wurden im Mittel 4,7 Risse je Querschnitt festgestellt. Die Risse waren weniger als 3,7 mm lang. Außerdem wurden zwei polierte und geätzte Querschliffe bzw. -proben einem Seitenbiegeversuch unterworfen, bei dem die Proben um 180° um einen Dorn mit der 4-fachen Dicke der Proben gebogen wurden. Nach dem Biegen ergaben sich bei der Untersuchung mit 10-facher Vergrößerung im Mittel 26 Risse je Querprobe.

Gesunde Schweißverbindungen lassen sich bei der eingangs erwähnten Nickellegierung erzielen, wenn eine nicht artgleiche Nickel-Chrom-Eisen-Legierung als Zusatzmetall verwendet wird; derartige Schweißverbindungen besitzen jedoch im allgemeinen nicht die erforderliche Korrosionsbeständigkeit.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Legierung vorzuschlagen, die sich als Zuatzmetall für das Schweißen der eingangs erwähnten Nickellegierung eignet

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und gesunde sowie korrosionsbeständige Schweißerbindungen ergibt.

Die Lösung der vorerwähnten Aufgabe besteht in einer Legierung mit 27 bis 31,5% Chrom, 5 bis 14% Eisen, 0,5 bis 1,1% Aluminium, 0,1 bis 0,7% Titan, bis 0,1% Magnesium, 0,05 bis 5% Mangan, 0,02 bis 0,08% Kohlenstoff, bis 0,3% Silizium, bis 0,5% Kupfer, bis 0,030% Stickstoff, bis 0,1% Zirkonium, bis 6% Kobalt, bis 2% Molybdän, bis 2% Wolfram, bis 0,01% Phosphor und bis 0,01% Schwefel, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Nickel. Des weiteren erstreckt sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Lichtbogenschweißen von Teilen unter Verwendung des vorerwähnten Zusatzmetalls, wobei mindestens ein Teil aus einer Legierung mit 28% Chrom und 10% Eisen, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Nickel besteht. Dabei eignen sich die üblichen Schweißverfahren einschließlich des Schweißens von Hand und des automatischen MIG- sowie des Handoder automatischen WIG- und UP-Schweißens.

Für den Erfolg ist es entscheidend, daß sich die Zusammensetzung des Zusatzmetalles innerhalb der angegebenen Gehaltsgrenzen bewegt, um sowohl gute mechanische Eigenschaften als auch eine gute Korrosionsbeständigkeit der Schweißverbindung zu erreichen.

Der Chromgehalt des Zusatzmetalls muß mindestens 27% betragen, um die Bildung von Rissen unter dem Einfluß hoher Temperaturen oder Wasserdrücke, beispielsweise bei der Verwendung von Schweißkonstruktionen in Kernreaktoren, zu vermeiden. Merklich über 31,5% liegende

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Chromgehalte können zur Bildung unerwünschter Ausscheidungen, beispielsweise von H. -Chrom führen, die ungesunde Schweißverbindungen ergeben und die Korrosionsbeständigkeit in mit Blei verunreinigtem Wasser beeinträchtigen. Die Anwesenheit von Titan und Aluminium in dem Zusatzmetall ist in den angegebenen Mengen erforderlich, um sowohl im Schweißzustand als auch im ausgehärteten Zustand eine gesunde Schweißverbindung sicherzustellen. Dabei wurde festgestellt, daß die Anzahl der Risse merklich ansteigt, wenn die Gehalte an Titan und Aluminium unter die angegebenen unteren Gehaltsgrenzen fallen. Höhere Gehalte an Titan und Aluminium als die angegebenen Höchstgehalte führen dagegen zu Rissen beim Kaltverformen, beispielsweise beim Drahtziehen. Aluminiumgehalte von 0,5 bis 0,7% haben sich beim MIG-Schweißen offensichtlich bewährt.

Das Zusatzmetall enthält zur Verbesserung der Verformbarkeit und zur Vermeidung einer Rissbildung beim Warmverformen vorzugsweise bis 0,1% Magnesium.. Eine geringe Menge Restmagnesium in der Schweiße in der Größenordnung von etwa 0,03% scheint .sich auch günstig auf das Vermeiden von Rissen beim Wieder erwärmen der Schweißverbindung auszuwirken, d.h. auf das Entstehen von Rissen, die sonst beim Legen der nachfolgenden Raupen entstehen. Der Stickstoffgehalt der Schweißung bzw. des Zusatzmetalls ist vorzugsweise sehr gering, um die Gefahr von Schweißrissen insbesondere dann zu vermeiden, wenn die Schweißverbindung anschließend ausgehärtet wird. Unter diesem Gesichtspunkt sollte das Zusatzmetall vorzugsweise im Vakuum erschmolzen werden, um den Stickstoffgehalt so gering wie möglich zu halten.

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Der Kohlenstoffgehalt des Zusatzmetalls sollte über 0,02% liegen, um Schweißrisse zu vermeiden, jedoch unter 0,0896, um eine gute Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten. Die Anwesenheit von bis 5% Mangan im Zusatzmetall verringert die Rissempfindlichkeit, so daß das Zusatzmetall vorzugsweise mindestens 0,05% Mangan enthält.

Während sich Eisengehalte von 5 bis 14% günstig auf die Rissempfindlichkeit auswirken, besitzen mit einem weniger als 5% Eisen enthaltenden Zusatzmetall hergestellte Schweißverbindungen eine geringe Korrosionsbeständigkeit in bleihaltigem Wasser, während unter Verwendung eines Zusatzmetalls mit mehr als 14% Eisen hergestellte. Schweißverbindungen keine ausreichende Korrosionsbeständigkeit in kaustischen Medien aufweisen.

Das Zusatzmetall kann ohne nachteilige Auswirkungen bis 0,3% Silizium enthalten und eignet sich zum Verschweißen der unterschiedlichsten Materialien beispielsweise Bleche, Band, Rohre oder Draht.

Außer der Verwendung als Zusatzraetall beim Verschweißen von Werkstoffen mit 28% Chrom und 10% Eisen, Rest im we-.sentlichen Nickel eignet sich das Zusatzmetall auch zum Verschweißen eines solchen Werkstoffs mit einem Werkstoff anderer Zusammensetzung, beispielsweise einer Legierung mit etwa 50% Eisen, 14 bis 35% Chrom, jeweils bis 6% Mangan, Kupfer, Kobalt und Niob, bis 0,15% Kohlenstoff, bis 2% Titan, bis 4% Aluminium, bis je 3% Vanadin und Wolfram, bis 2,5% Silizium, bis 1% Tantal und bis 10% Molybdän, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Nickel. Hierunter fallen auch die bekannten rostfreien 18/8-Stähle sowie die unter dem

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Handelsnamen "INCONEL 600" bekannte Legierung. Schließlich lassen sich auch niedriglegierte Stähle mit den vorerwähnten Werkstoffen unter Verwendung des vorgeschlagenen Zusatzmetalls verschweißen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert..

Beispiel 1

Ein Schweißdraht mit der sich aus Tabelle I ergebenden Zusammensetzung wurde durch Einschmelzen von 28,5 kg Nickelschrot und 4,8 kg Elektrolyteisen in einem 50 kW-Induktionsofen unter späterer Zugabe von 13,68 kg im Vakuum erschmolzenem niedriggekohltem Chrom, sowie 72 g Elektrolytmagnesium und 72 g erschmolzen und 30 Minuten bei 1566 bis 1593⁰C im Vakuum gehalten. Alsdann wurden 240 g hochgekohlten Chroms zugesetzt und der Ofen mit Argon bis zu einem Druck von 0,5 atm gefüllt, wonach der Schmelze 384 g Aluminiumdraht, 240 g Titanschwamm und 194 g einer 15% Magnesium enthaltenden Nickel-Magnesium-Vorlegierung zugesetzt wurden. Danach wurde die Schmelze in Kokillen aus Gusseisen zu Blöckchen vergossen. Die Blöckchen wurden abgedreht und einem zweistündigen Ausgleichsglühen bei 1232°C unterworfen, alsdann bis auf einen Quadratstab mit einer Kantenlänge von 4,8 cm heruntergewalzt, erneut auf 1232⁰C erwärmt und zu einem quadratischen Draht mit einer Kantenlänge von 1,6 cm ausgewalzt, anschließend kaltgewalzt und im Gesenk zu Schweiß»- drähten mit einem Durchmesser von 3,2 mm ausgeschmiedet. Das Zusatzmetall enthielt außer den angegebenen Legierungsbestandteilen noch 0,0038% Sauerstoff, 0,00019% Wasserstoff und 0,0058% Stickstoff.

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Tabelle I

Cr Fe Al Ti Si Mn Mg C Ni

OO 00 00 00 (%) (%) (%) QQ (%)

29,3 11,7 0,71 0,54 0,18 0,07 0,024 0,062 Rest

2.5 cm dicke Platten aus einer im Vakuum erschmolzenen Legierung und einer üblichen an Luft erschmolzenen Legierung wurde von Hand nach dem WIG-Verfahren stumpfgeschweißt (Schweißungen 1 und 2). Die eine Platte bestand aus einer im Vakuum erschmolzenen Legierung mit 28,596 Chrom, 10,8% Eisen, 0,03% Aluminium, 0,010% Kohlenstoff, 0,015% Magnesium, unter 0,05% Silizium, 0,48% Titan, 0,15% Mangan, 0,084% Sauerstoff, 0,00018% Sauerstoff und 0,017% Stickstoff, Rest im wesentlichen Nickel, während die andere Platte aus einer an Luft erschmolzenen Legierung mit 29,8% Chrom, 8,6% Eisen, 0,14% Aluminium, 0,29% Titan, 0,16% Mangan, 0,021% Kohlenstoff, 0,014% Magnesium, unter 0,02% Silizium, 0,0039% Sauerstoff, 0jt>06% Wasserstoff und 0,0635% Stickstoff, Rest im wesentlichen Nickel bestand. Die beiden Platten wurden ebenso wie die Platten der weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiele nach dem Warmwalzen eine Stunde bei 1149⁰C geglüht und in Wasser abgeschreckt. Das Schweißen mit dem Zusatzmetall der in Tabelle I angegebenen Zusammensetzung wurde in flacher Lage mit etwa 230 Amp. Gleichstrom (DCSP) und 16 Volt mit 24 Lagen bei einer Schweißgeschwindigkeit von

7.6 cm/min, durchgeführt. Jede der Platten besaß eine Kantenlänge von 7,6 χ 10,1 cm und war 2,5 cm dick sowie an der Längsseite 15° abgeschrägt sowie bis auf eine

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2,4 mm breite Wurzelflache mit einem Radius von 6,4 mm verschnitten. Die Platten wurden für das Schweißen unter Zuhilfenahme von U-förmigen Klammern auf eine 7,5 cm dicke verkupferte Stahlplatte verspannt, um auf diese Weise erschwerte Schweißbedingungen zu schaffen.

Die Schweiße enthielt an der im Vakuum erschmolzenen Platte 0,036% Kohlenstoff, 0,08% Mangan, 0,15% Silizium, 28,0% Chrom, 0,59% Aluminium, 0,43% Titan, 10,0% Eisen, 0,003% Magnesium, 0,0021% Sauerstoff, 0,00019% Wasserstoff und 0,0120% Stickstoff, Rest Nickel, während die Schweiße an der in Luft erschmolzenen Platte 0,035% Kohlenstoff, 0,09% Mangan, 0,14% Silizium, 28,3% Chrom, 0,58% Aluminium, 0,46% Titan, 9,6% Eisen, 0,003% Magnesium, 0,0024% Sauerstoff, 0,00030% Wasserstoff und 0,0160% Stickstoff, Rest Nickel enthielt.

Die radiografische Untersuchung der Schweißverbindungen ergab völlige Fehlerfreiheit. Jede Platte wurde quer durch die Schweißverbindung in zwei 1,3, cm und vier 9,5 mm dicke Proben unterteilt und jede Probe mittels einer Schleifscheibe poliert, mittel Lepito-Ätzmittel angeätzt und bei 10-facher Vergrößerung mikroskopisch untersucht. Unter den 14 untersuchten Schliffen zeigte die Schweißverbindung an der im Vakuum erschmolzenen Platte nur einen einzigen Riss mit einer Länge unter 0,8 mm entsprechend einem Mittelwert von 0,07 Rissen je Querprobe, während die Schweißverbindung an der in Luft erschmolzenen Platte drei Risse mit einer Länge jeweils unter 0,8 mm entsprechend einem Mittel von 0,2 Rissen je Querprobe aufwies.

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Zwei der vier 9,5 mm dicken Querschnitte aus jeder der beiden Schweißverbindungen 1 und 2 wurden,20 Stunden bei 704 C ausgehärtet und an Luft abgekühlt. Die ausgehärteten Proben wurden dann mittels Lepito-Ätzmittel geätzt, einem Seitenbiegeversuch unterworfen und anschließend untersucht. Beim Seitenbiegeversuch wurden die Proben um 180° um einen Dorn mit einem Durchmesser von 3,8 cm gebogen. Aufgrund der mit dem Biegen verbundenen Deformation wurden Risse, Fischschuppen und andere Fehler leicht erkennbar, so daß die Untersuchung einer Schweißverbindung nach dem Biegeversuch eine schwere Prüfung für die Qualität einer Schweißverbindung darstellt. Eine besondere Erschwernis stellt dabei das voraufgegangene Aushärten dar. Bei der mikroskopischen Untersuchung der Proben mit 10-facher Vergrößerung wurden an den Schweißverbindungen der in Luft erschmolzenen Platte im Mittel ein Riß je Querprobe im Schweißzustand und 1,5 Risse je Querprobe im ausgehärteten Zustand ermittelt, während die Schweißverbindung an der im Vakuum erschmolzenen Platte weder im Schweißzustand noch im ausgehärteten Zustand Risse aufwies. Das geringe Auftreten von Rissen bei der an Luft erschmolzenen herkömmlichen Platte liegt durchaus im Rahmen der zulässigen Grenzen für das betreffende Material, wie sie sich aus der Norm MIL-E-21562 B für Schiffe ergibt. Die beiden 1,3 cm dicken Querproben mit den Schweißverbindungen 1 und 2 wurden zur Ermittlung der mechanischen Eigenschaften bei Raumtemperatur einem Zugversuch unterworfen, wobei die Probe abgelängt bzw. so eingespannt wurde, daß die Schweißverbindung in der Mitte lag. Die Versuchsergebnisse sind in der nadfolgenden Tabelle II im Vergleich zu einer nicht geschweißten, an Luft erschmolzenen Platte zusammengestellt, deren Zusammensetzung der obenerwähnten an Luft erschmolzenen Platte

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im warmgewalzten bzw. warmgewalzten und 45 Minuten . 1093⁰C i
entspricht.

bei 1093°C geglühten und in Luft abgeschreckten Zustand

	Tabelle II	Zug festig keit	Deh nung	- -
		(cb)	00
	Streck grenze	62,0	36,5	Einschnü rung
	(ob)	64,8	27,0	(30
Schweiß zustand	37,4	74,5 68,2	42,0 53,0	53,0
Schweiß zustand	44,3		53,8
warm gewalzte Platte warm gewalzte u.geglüh te Platte	38,0 26,0	60,0 65,0

Die Proben 1 und 2 brachen in der Schweißverbindung. Im übrigen zeigen die Daten der Tabelle II, daß die Streckgrenze der Schweißverbindungen höher ist als die Streck grenze der geglühten Platte und etwa der Streckgrenze der warmgewalzten Platte entspricht, während die Zugfestigkeiten der Schweißverbindungen einen Vergleich mit den Zugfestigkeiten der Platte sowohl im warmgewalzten als auch im warmgewalzten und geglühten Zustand durchaus aushalten.

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Beispiel 2

Um Schweißverbindungen zwischen Platten aus einer Nickellegierung mit 28% Chrom und 10% Eisen sowie einer Legierung anderer Zusammensetzung zu "bewerten, wurde das im Zusammenhang mit Beispiel 1 beschriebene Zusatzmetall zum Stumpfschweißen einer an Luft erschmolzenen 2,5 cm dicken Platte derselben Zusammensetzung und Ausbildung wie unter Beispiel 1 erwähnt mit ähnlich angeschrägten Platten aus "INCONEL 600", einer Nickellegierung mit 15,5% Chrom und 8%- Eisen sowie des rostfreien Stahls 304 mit 18% Chrom und 8% Nickel, Rest Eisen verwendet. Das Schweißen erfolgte unter den im Zusammenhang mit Beispiel 1 angegebenen Bedingungen, d.h. in flacher Lage nach dem WIG-Verfahren mit 230 Amp. DCSP und 16 Volt, wobei insgesamt je 24 Schweißlagen gelegt wurden. Die Schweißverbindung der INCONEL-Platte enthielt 0,037% Kohlenstoff, 0,10% Mangan, 27,9% Chrom, 9,7% Eisen, 0,54% Aluminium, 0,49% Titan, 0,078% Silizium, 0,002% Magnesium, 0,0023% Sauerstoff, 0,00014% Wasserstoff und 0,0150% Stickstoff, während die Schweißverbindung der Platte aus rostfreiem Stahl 0,036% Kohlenstoff, 0,17% Mangan, 27,2% Chrom, 12,9% Eisen, 0,55% Aluminium, 0,45% Titan, 0,13% Silizium, 0,005% Magnesium, 0,0031% Sauerstoff, 0,00009% Wasserstoff und 0,0175% Stickstoff enthielt.

Die radiografische Untersuchung jeder der Schweißverbindungen ergab eine völlige Fehlerfreiheit. Die geschweißten Platten wurden quer zur Schweißnaht unterteilt, poliert und mit Lepitο-Ätzmittel in der im Zusammenhang mit Beispiel 1 beschriebenen Weise angeätzt. Die mikroskopische

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Untersuchung der geätzten Proben in geschweißtem Zustand bei 10-facher Vergrößerung ergab eine mittlere Risszahl von 0,3 Rissen je Querprobe bei der INCONEL-Platte und keinen Riss bei der Platte aus rostfreiem Stahl.

Des weiteren wurde mit einer Gruppe dieser Querschnitte Seitenbiegeversuche unternommen, bei denen 9,5 mm dicke Querproben im geschweißten Zustand untersucht werden, während eine dritte Gruppe von Querproben mit derselben Dicke nach einem 20-stündigen Aushärten bei 704°C und Abkühlen in Luft im Anschluß an das Schweißen untersucht wurden.

Sämtliche Proben wurden vor dem Biegeversuch mit Lepito-Ätzmittel angeätzt. Der Biegeversuch wurde in der im Zusammenhang mit Beispiel 1 beschriebenen Weise durchgeführt. Danach wurden die Proben bei 10-facher Vergrößerung auf Schweißrisse untersucht. Die Schweißverbindung zwischen der herkömmlichen Platte und der INCONEL-Platte wies im Schweißzustand keine Risse und im ausgehärteten Zustand eine mittlere Risszahl von einem Riss je Querprobe auf, während die Schweißverbindung zwischen der herkömmlichen Platte und der Platte aus rostfreiem Stahl sowohl im Schweißzustand als auch im ausgehärteten Zustand eine mittlere Risszahl von einem Riss je Querprobe aufwies.

Die vorerwähnten geschweißten Platten besaßen außerdem gute mechanische Eigenschaften sowohl im geschweißten als auch im ausgehärteten Zustand, wie die Daten der nachfolgenden Tabelle III zeigen, in der die Schweißverbindung mit der INCONEL-Platte mit 3 und die Schweißverbindung auf Basis der Platte aus rostfreiem Stahl mit 4 gekennzeichnet ist. Bei diesen Versuchen wurden 1,3 cm dicken Probestücken aus den betreffenden Platten verwendet.

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	Strack- grenze (cb)	- 13 - Tabelle	III	Einschn. (Ji)	23,5 28,5	62,0 74,5	Bruchstelle
	36,9 37,8			Öchweißzustand ö3,5 32,5 55,5 59,6 33,5 68,8 (704°C/20 h + Luftabkühlg)		Schweiße Grundwerk stoff
Schweiße	34,3 30,6-	Zug festig keit (cb)	Dehnung (JO	66,6 59,1		Grundwerk stoff Grund werkstoff
3 4
3 4

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Beispiel, 3

Um die Vielseitigkeit des Zusatzwerkstoffes zu veranschaulichen, wurden 0,062 cm dicke Schweißdrähte aus einer im Labor unter Verwendung hochr-einer Ausgangsmaterialien an Luft erschmolzenen Legierung mit 27,8% Chrom, 10,4% Eisen, 0,056% Kohlenstoff, 0,16% Mangan, 0,14% Silizium, 0,98% Aluminium, 0,12% Titan, 0,053% Magnesium, 0,0002% Wasserstoff, 0,015% Sauerstoff und 0,020% Stickstoff, Rest im wesentlichen Nickel zum Herstellen einer Stumpfschweißnaht nach dem automatischen MIG-Verfahren zwischen 2,5 cm dicken Platten aus einer an Luft erschmolzenen Legierung mit 28,9% Chrom, 10,9% Eisen, 0,067% Kohlenstoff, 0,25% Mangan, 0,21% Silizium, 0,08% Aluminium, 0,31% Titan, 0,02% Magnesium, 0,0006% Sauerstoff, 0,00007% Wasserstoff und 0,0365% Stickstoff, Rest im wesentlichen Nickel verwendet. Beim Schweißen wurden insgesamt acht Lagen bed 300 Amp., 32 Volt und einer Vorschubgeschwindigkeit von 25,4cm/min. gelegt. Die Analyse der Schweiße ergab 28,2% Chrom, 10,8% Eisen, 0,026% Magnesium, 0,068% Kohlenstoff, 0,19% Mangan, 0,16% Silizium, 0,71% Aluminium, 0,17% Titan, 0,0105% Sauerstoff, 0,00019% Wasserstoff und 0,0385% Stickstoff, Rest im wesentlichen Nickel. Bei der radiografischen Untersuchung der Schweißverbindung konnten keine Risse festgestellt werden. Die geschweißten Platten wurden dann quer zur Schweißnaht unterteilt, mit einer Schleifscheibe poliert und mit Lepito-Ätzmittel entsprechend Beispiel 1 angeätzt. Die mikroskopische Untersuchung von 14 Querproben bei 10-facher Vergrößerung ergab keine Risse. Des weiteren wurden Seitenbiegeversuche der unter Beispiel 1 beschriebenen Art mit 9,5 mm dicken, polierten und mit Lepito-Ätzmittel ange-

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ätzten Querproben im Schweißzustand und nach einem 20-stündigen Aushärten bei 704⁰C und Abkühlen in Luft durchgeführt. Die Proben wurden alsdann bei 10-facher Vergrösserung mikroskopisch untersucht. Dabei zeigte sich, daß lediglich eine der beiden im Schweißzustand dem Biegeversuch unterworfenen Proben einen einzigen Riss entsprechend einer mittleren Risszahl von 0,5 Rissen je Querprobe aufwies, während die ausgehärteten Proben auch nach dem Biegeversuch rissfrei waren, woran sich die Eignung des in Rede stehenden Zusatzmetalls für das MIG-Schweißen zeigt.

Beispiel 4

Um die Korrosionsbeständigkeit von Schweißverbindungen mit dem Zusatzmetall nach der Erfindung darzutun, wurde ein Schweißdraht aus einer an Luft erschmolzenen Legierung mit 27,7% Chrom, 10,3% Eisen, 0,050% Kohlenstoff, 0,15% Mangan, 0,19% Silizium, 0,52% Aluminium, 0,68% Titan, 0,064% Magnesium, 0,0097% Sauerstoff, 0,023% Stickstoff und 0,0002% Wasserstoff, Rest im wesentlichen Nickel für das Stumpfschweißen an einer 2,5 cm dicken warmgewalzten Platte aus einer an Luft erschmolzenen Legierung mit 28,9% Chrom, 10,9% Eisen, 0,067% Kohlenstoff, 0,25% Mangan, 0,21% Silizium, 0,08% Aluminium, 0,31% Titan, 0,02% Magnesium, 0,0365% Stickstoff, 0,0006% Sauerstoff und 0,00007% Wasserstoff, Rest im wesentlichen Nickel verwendet. Die Stumpf schweißnaht wurde von Hand in flacher Lage nach dem WIG-Verfahren mit 220 Amp., 16 Volt und einer angenommenen Vorschubgeschwindigkeit von 7»6 cm/min gelegt; sie erwies sich bei der radiografischen Untersuchung als gesund. Probestücke aus der ge-

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schweißten Platte wurden fünfmal jeweils 48 Stunden in kochende 45%-ige Salpetersäure eingetaucht. Dabei konnte kein bevorzugter Angriff in der Schweißzone festgestellt werden und entsprach die allgemeine Korrosionsgeschwindigkeit derjenigen des Grundwerkstoffs. Dieselben Querproben wurden alsdann durch gleichzeitiges Biegen zweier aufeinanderliegender Proben mit einer Abmessung von annähernd jeweils 3,2 mm χ 1,3 cm χ 8,3 cm um einen Biegedorn mit einem Durchmesser von 1,9 cm zu einem Doppel-U gebogen, daß die Schweiße im Scheitelpunkt des U lag. Die auf diese Weise verformten Proben wurden dann 48 Wochen in belüftetem und entlüftetem Wasser mit einem mittels Natronlauge eingestellten pH-Wert von 10 bei 316⁰C eingetaucht, ohne daß eine interkristalline Spannungsrisskorrosion oder eine beschleunigte Korrosion festgestellt werden konnte.

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Claims

International Nickel Limited, Thames House, Millbank, London, S.W. 1 England Patentansprüche:

1. Nickel-Chrom-Eisen-Legierung mit 27 bis 31,5% Chrom, 5 bis 14% Eisen, 0,5 bis 1,1% Aluminium, 0,1 bis 0,7% Titan, bis 0,1% Magnesium, 0,05 bis 5% Mangan, 0,02 bis 0,08% Kohlenstoff, bis 0,3% Silizium, bis 0,5% Kupfer, bis 0,030% Stickstoff, bis 0,1% Zirkonium, bis 6% Kobalt, bis 2% Molybdän, bis 2% Wolfram und je bis 0,01% Phosphor und Schwefel, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Nikkei.

2. Legierung nach Anspruch 1, die jedoch 8 bis 11% Eisen enthält.

3. Legierung nach Anspruch 1 oder 2, die jedoch höchstens 0,7% Aluminium enthält,

4. Legierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» die jedoch höchstens 0,01% Stickstoff enthält.

5. Legierung nach Anspruch 1, die jedoch 28% Chrom, 10% Eisen, 1% Aluminium, 0,1% Titan, 0,1% Silizium, 0,2% Mangan, 0,05% Magnesium und 0,06% Kohlenstoff, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Nickel enthält.

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6. Verwendung einer Legierung nach den Ansprüchen 1 bis 5, als Zusatzmetall beim Lichtbogenschweißen von Nickellegierungen.

7. Verwendung einer Legierung nach den Ansprüchen 1 bis 5 als Zusatzmetall zum Herstellen von Schweißverbindungen' bei denen der eine Grundwerkstoff aus einer Legierung mit 28% Chrom und 10% Eisen, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Nickel besteht.

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