DE3125450A1

DE3125450A1 - Verfahren zur waermebehandlung von metallen

Info

Publication number: DE3125450A1
Application number: DE19813125450
Authority: DE
Inventors: Charles Fadjo 73533 Duncan Okla. Cravens; Richard Clark Mcnealy
Original assignee: Halliburton Co
Current assignee: Halliburton Co
Priority date: 1980-07-07
Filing date: 1981-06-27
Publication date: 1982-03-18
Also published as: AU7262281A; IT1137291B; BR8104297A; GB2079659B; NO812301L; GB2079659A; IT8122798A0; CA1184099A; NL8103201A

Description

DipL-Phys. JÜRGEN WE1S££* .^: Dipl^Chem^Dr.VlJDOLF WOLGAST

BÖKENBUSCH41 · D 5620 VELBERT Π - LANGENBERG Ρ«ιιί*ώ JJÜ386 · Telefon: (02127) 4019 · Trlcx: 8516895

Patentanmeldung Halliburton Company, P.O. Drawer 1431, Duncan, Oklahoma 73536, USA

Verfahren zur Wärmebehandlung von Metallen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Metaller insbesondere ein Verfahren zur Einstellung einer Rockwell-Härte von höchstens 23 in dem eine Schweißstelle umgebenden und von der Schweißwärme beeinflußten Grundmetall.

Verfahren dieser Art dienen dazu, die MikroStruktur des Metalls durch Erhitzen von Spannungen zu befreien, insbesondere Schweißstellen und deren Umgebungsbereiche im Grundmetall bei niedrig legierten Stählen zu entspannen, wie sie in aggressiven unter- j irdischen Umgebungen im Bereich der Erdölindustrie eingesetzt j werden. " " ■ !

In vielen Gebieten der Welt tritt beim Erbohren von Erdölquellen Schwefelwasserstoffhaltiges Gas auf. Die Anwesenheit dieses Gases in einer Bohrung bestimmt die Auswahl von Materialien, die nicht der Spannungsrißkorrosion durch Einwirkung schwefel wasserstoffhaltiger Gase unterliegen. Diese Spannungsrißkorrosion kann beschrieben werden als ein Versprödungsfehler eines Metalls unter der kombinierten Einwirkung einer '

Zugspannung und einer durch die Anwesenheit von Schwefelwasserstoff

bewirkten Korrosion in einer wässrigen Umgebung.

Die National Association of Corrosion Engineers (NACE) hat eine Zusammenstellung der Materialanforderungen ("Sulfide Stress Cracking Resistant Metallic Material For Oil Field Equipment", NACE Standard MR-01-75; Revision 1980) herausgegeben, die Material-Richtlinien für die Erdölindustrie beim Auftreten von schwefelwasserstoffhaltigen Gasen gibt. Darin werden verschiedene Anforderungen für das zulässige Verhalten verschiedener Eisen- und Nichteisenmetalle gegeben, für die Herstellung von Bolzenverbindungen, Plattierungen und Beschichtungen solcher Metalle, sowie auch Anforderungen, die an die verschiedenen speziellen Bauteile und Vorrichtungen zu stellen sind, die beim Bohren, Prüfen, Produzieren und Warten von Bohrlöchern gebraucht werden. Niedrig legierte Stähle, insbesondere solche mit weniger als etwa 5% Legierungsanteilen, bilden für solche Umgebung zulässige Materialien, soweit sie den Anforderungen in der vorerwähnten NACE-Zusammenstellung genügen.

Stähle mit Nickelgehalten unter 1% sind im allgemeinen zulässig, soweit sie zur Änderung des Gefüges des Stahls einer bestimmten Wärmebehandlung unterworfen worden sind. In der NACE-Vorschrift wird betont, daß zwischen der Schwefel wasserstof f-Spannungsri ß<orrcsion der Wärmebehandlung und der Härte der Metalle ein definierter Zusammenhang besteht, der durch ausgedehnte Laboratoriums- und Felduntersuchungen bestätigt worden ist. Die Härte ist teilweise" eine Funktion der in dem Gefüge bestehenden Spannung; die Widerstandsfähigkeit des Metalls gegen Schwefelwasserstoff-Spannungsrißkorrosion wird durch Erniedrigung der Härte durch Entspannung des Gefüges mittels der Wärmebehandlung erhöht. Da die Härte ein genau bestimmbarer, zerstörungsfrei feststellbarer Prüfparameter ist, wird die Bestimmung der Härte in weitem Umfang benutzt, um das Verhalten der Materialien zu überwachen. Die Härte wird nach der NACE-Vorschrift

in Graden der Rockwell-Härteskala C für Werkstoffe angegeben, die in Schwefelwasserstoffhaltiger Umgebung verwendet werden sollen, jedoch können bei Verwendung geeigneter Umrechnungsfaktoren auch andere Härteskalen verwendet werden. Nach der NACE-Vorschrift wird in der Regel eine C-Rockwellhärte von 22 als maximal zulässiger Wert für niedrig legierte Stähle und daran hergestellte Schweißverbindungen in einer Schwefelwasserstoffhaltigen Umgebung angesehen. Bei bestimmten rohrförmigen Gliedern wird noch eine Härte bis zu einem Wert von 26 toleriert, jedoch nur, wenn durch einen Schwefelwasserstoff-Spannungsrißkorrosionstest einwandfreies Verhalten des Materials verifiziert wurde, welches Verfahren zusätzliche Ausgaben notwendig macht. Es ist daher erwünscht, eine Rockwell-Härte von 22 einzustellen, wobei sich versteht, daß dieser Wert ein Durchschnittswert verschiedener Prüfungen darstellt, sofern die maximale C-Rockwell-Härte einer Probe nicht den Wert von 23 oder 24 übersteigt.

In vielen Fällen kann eine maximale C-Rockwell-Härte von 22 bei Stahl oder daran hergestellten Schweißverbindungen dadurch erhalten werden, daß das Material oder die betreffende Vorrichtung in einem Ofen mit Wärme behandelt wird, was jedoch in anderen Fällen unpraktisch ist, wenn zum Beispiel eine Vorrichtung nach dem Zusammenbau geschweißt worden ist und die zusammengebaute Vorrichtung Komponenten wie Dichtungen aus Elastomeren enthält, die bei den hohen Ofentemperaturen zerstört werden. Ebenso kann eine Vorrichtung selbst in Abwesenheit von Dichtungen nachgearbeitete Oberflächen enthalten, die dadurch beschädigt werden, daß sie bei der notwendigen Behandlung im Ofen zu lange hohen Temperaturen ausgesetzt werden.

Dementsprechend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben,

d125A50

das eine störungsfreie Wärmebehandlung auch von fertigen Werkstücken gestattet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Metall bei unterkritischer Temperatur mittels einer Induktionsheizung über eine bestimmte Zeitdauer erhitzt wird und dadurch eine Rockwell-Härte von im wesentlichen 23 oder weniger annimmt.

Im einzelnen ist das erfindungsgemäße Verfahren durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet:

Vorheizen des Grundmetalls vor der Schweißung, Aufrechterhalten einer die Abkühlungsgeschwindigkeit der Schweißzone hinreichend verzögernden Zwischentemperatur, Durchführen der Schweißung unter Aufrechterhaltung der Zwischentemperatur,

Abkühlen der Schweißstelle und des Grundmetalls auf die Martensit-Bildungstemperatur Μ_ς,

erstes Nachheizen der Schweißstelle und des Grundmetalls, Abkühlen der Schweißstelle und des Grundmetalls und zweites Nachheizen der Schweißstelle und des benachbarten Grundmetalls mittels Induktionsheizung.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nach der Erfindung wird somit ein Material mit den gewünschten Eigenschaften dadurch erhalten, daß ein niedrig legierter Stahl und daran ausgebildete Schweißverbindungen mit einer Induktionsheizung erwärmt werden. Dabei kann die Induktionsheizung mit einem Strahlungspyrometer oder anderen geeigneten Mitteln überwacht und so durchgeführt werden, daß beim zweiten Nachheizen der Schweißverbindung nur die spezifische zu entspannende Zone auf eine Temperatur erhitzt wird, die für relativ kurze Zeit nahe der kritischen

Temperatur des Materials liegt. Dichtungen und andere hitzeempfindliche nichtmetallische Elemente, sowie nachbearbeitete Metallflächen in naher Umgebung zu der wärmebehandelten Zone verbleiben dabei auf einer hinreichend niedrigen Temperatur, so daß sie bei der Wärmebehandlung nicht angegriffen werden.

Ein Ausführungsbeispiel zur Erläuterung der Durchführung und des Ergebnisses des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Abbildungen dargestellt und wird nachfolgend anhand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer

Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Wärmebehandlung einer Vorrichtung;

Fig. 2 eine zeichnerische Darstellung des von

der Schweißwärme beeinflußten Gefüges des Grundmetalls in der Umgebung einer Schmelzschweißung an der Vorrichtung nach Figur 1 vor der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 3 eine zeichnerische Darstellung des Gefüges der in Figur 2 dargestellten Zone nach der Wärmebehandlung gemäß der Erfindung.

In vielen Industriezweigen ist die Entspannung des Gefüges von Metallen durch Wärmebehandlung in einem Ofen verbreitet. Im allgemeinen erfolgt die Wärmebehandlung über relativ lange Zeiten, die Stunden betragen. Andererseits kann die Wärmebe-

-IG-

handlung mittels Induktionsheizung üblicherweise in Minuten oder Sekunden durchgeführt werden. Bestimmte Variable bedingen dabei unterschiedliche Zeiten und Temperaturen, wenn für die zwei Arten der Wärmebehandlung gleichwertige Ergebnisse erzielt werden sollen, wobei deren Beziehung in der folgenden Gleichung zum Ausdruck kommt:

T₁ (C +log tj) = T_p (C + log t_R)

Darin sind T_r und t_r Ofentemperaturen in Grad Rankine (Grad Fahrenheit F absolut; 0 Rank = -459,69° F) bzw. die Zeit, die erforderlich sind, um in einem Metall eine bestimmte Härte zu erzeugen, während T_T und t_T die entsprechenden Temperaturen und Zeiten darstellen, die zur-Erzeugung dieser Härte mittels Induktionsheizung benötigt werden. C ist darin eine Konstante, die für ein bestimmtes Metall empirisch bestimmt wird und für Stähle mit Kohlenstoff gehalten zwischen 0,25 und 0,5?ό ungefähr 15 beträgt. Die sich aus der obigen Gleichung für die Temperatur und Zeit bei der Induktionsheizung eines bestimmten Metalls ergebenden Darstellungen werden natürlich durch empirische Prüfungen weiter verbessert.

Figur 1 zeigt schematisch eine allgemein mit 10 bezeichnete Induktionsheizung. Die Induktionsheizung 10 besteht aus einem Generator (Lepel 100 kW, Modell T-100-3 kcTL) und einem Lastspulentransformator 12, an den innere und äußere Induktionsspulen 14 bzw. 16 angeschlossen sind. Die Temperatur des Werkstücks 30 wird mit Hilfe eines Strahlungspyrometer-Proportionalreglers 18 (IRCON, Modell 6-22 F 15-01-000-1/620) genau geregelt, der den Generator steuert, wobei dessen Ausgangsleistung entsprechend der von dem Infrarotdetektor 20 erfaßten Temperatur des Werkstückes 30 verändert wird. Ein Teil eines rohrförmigen

SM

^:'Ο I ' 312545Ü

Werkstücks 30 befindet sich zwischen den inneren und äußeren Induktionsspulen 14 bzw. 16. Die beiden Spulen werden verwendet, um einen Temperaturgradienten in dem Werkstück 30 zu vermeiden. Weiter wird Temperaturgleichmäßigkeit dadurch erzielt, daß sich das Werkstück 30 in einer (nicht gezeigten) rotierenden Spannvorrichtung befindet, durch die das Werkstück 30 während der Erwärmung durch die Induktionsheizung um seine Längsachse gedreht wird.

Das in Figur 1 nur beispielsweise dargestellte Werkstück bildet einen Teil einer mehrstufigen Zementiervorrichtung (Halliburton Katalog Nr. 40, S. 3347). Ein solches Werkstück 30 ist an einigen Stellen zu einer Wärmebehandlung im Ofen ungeeignet, nämlich durch die Anwesenheit der Elastorneren-Dichtungen 32 und der nachgearbeiteten Fläche Die Schmelzschweißung 36 muß ohne Beschädigung der Elastomeren-Dichtungen 32 oder der Oberfläche 34 entspannt werden.

Das Werkstück 30 besteht in seinen metallischen Teilen aus niedrig legiertem Stahl (AISI Grad 414Q). Die Elastomeren-Dichtungen 32 haben eine höchste Toleranztemperatur von 163 C (325? F). Die nachgearbeitete Fläche 34 beginnt bei Temperaturen von 566 C (1050 F) abzublättern. Da es für die Verwendung des Werkstücks 30 notwendig ist, daß die Hülse 36 auf der nachgearbeiteten Fache 34 gleitet , macht ein Abblättern von der Fläche 34 das Werkzeug unbrauchbar. Wären keine solche _i Dichtungen 32 oder nachgearbeitete Flächen 34 vorhanden, so könnte das Werkstück 30 dadurch entspannt werden, daß es in einem Ofen über längere Zeit auf 704 ° C (1300° F) erhitzt wird. Bei der vorliegenden Ausbildung des Werkstücks 30 ist eine solche Ofenbehandlung jedoch unmöglich. Im Gegensatz zur Ofenbehandlung führt jedoch die Wärmebehandlung nach dem nachstehend beschriebenen Verfahren bei zusammengebauten Werkstücken mit

· tr

Schweißstellen wie dem vorstehend beschriebenen Werkstück zu den gewünschten Härteeigenschaften.

Vor dem Zusammenbau werden die Metallteile der mehrstufigen Zementiervorrichtung aus feinkörnigem, nahtlosem, heißbearbeiteten und normal geglühten, niedrig legiertem Stahl (AISI Grad 4140) zur Entspannung in einem Ofen über mehrere Stunden auf 704° C (1300° F) erhitzt. Anschließend wird die gewünschte Fläche 34 nachgearbeitet und die Vorrichtung mit den Elastomeren-Dichtungen zusammengebaut. Dabei wird die Schmelzschweißung 36 beispielsweise durch Unterpulverschweißen hergestellt, wobei an der Schweißstelle eine Vorheiztemperatur von 371 C (700 F) und während des Schweißens eine Zwischentemperatur von 343 C (650° F) besteht und danach unter die Martensitbildungstemperatur M_ von ca. 290 C (ca. 500 F) abgekühlt wird. Die Zwischentemperatur vermindert die Abkühlungsgeschwindigkeit des Metalls auf einen annehmbaren Wert, wodurch die Restspannungen im Gefüge auf ein Minimum gebracht werden. Anschließend wird die Schweißstelle zunächst auf 427° C (800° F) nachgeheizt. Für das Unterpulverschweißen wird eine Elektrode aus niedrig legiertem Stahl mit weniger als IJo Nickel verwendet (ASME SF A 5.28 ER 80 S-D 2; Union Carbide Corporation, Linde Division, Linde 83; Acco, Page Division, Page 18). Als Fließmittel dient dabei ein neutrales Fließmittel (AWS A 5.17-76 oder A 5.123-77; Lincoln Electric 880 Fließmittel.

Anschließend an die erste Nachbeheizung wird das Werkstück abgekühlt und in eine Spannvorrichtung so eingebracht, daß es sich zwischen den inneren und äußeren Spulen 14,16 der Induktionsheizung 10 befindet. Das Werkstück 30 wird in der Spannvorrichtung zwischen den beiden Induktionsspulen 14,16 langsam um seine Achse gedreht, wobei die Schweißstelle

- 13 -

,: ι /^A 5 0

für eine Zeitdauer von 900 Sekunden einer zweiten Nach heizung auf ca. 727° C (1340° F) unterworfen wird. Die Temperatur wird durch den Infrarotdetektor 20 an der Oberfläche des Werkstücks 30 gemessen. Das Strahlungspyrometer und der Proportionalregler 18 halten diese Temperatur dadurch genau ein, daß die Ausgangsleistung des Generators und Lastspulentransformators 12 an den Induktionsspulen 14,16 gesteuert wird. Die Temperatur von 727° C (1340° F) liegt dicht bei der kritischen Temperatur von 734 C (1354 F) für diese Art von niedrig legiertem Stahl, so daß es unbedingt erforderlich ist, die Entspannungstemperatur genau zu überwachen, damit eine überkritische Temperatur in dem Metall vermieden wird.

Empirische Versuche an Prüfstücken aus dieser Stahlsorte mit Schweißstellen und einer entsprechenden zweiten Nachheizung nach den vorgenannten Bedingungen haben gezeigt, daß die C-Rockwell-Härte in dem von der Schweißwärme beeinflußten Bereich des Grundmetalls in der Umgebung der Schweißstelle nach der Entspannung unter 23 liegt. Die Prüfstücke wurden bis zu 100% ihrer Quer-Streckgrenze beansprucht , wobei die maximale Beanspruchung in der Schmelzzone der Schweißstelle erfolgte, und 30 Tage lang unter Atmosphärendruck einer 5?i-igen schwefelwasserstoffhaltigen Salzlösung bei einer Temperatur von 18° C ausgesetzt. Alle Prüfstücke zeigten nach den 30 Tagen keine Schwefelwasserstoff-Spannungsriß korrosion.

Figur 2 und 3 zeigen das Gefüge der von der Schweißwärme beeinflußten Zone des Grundmetalls in der Umgebung der Schweißstelle bei 200facher Vergrößerung an der mehrstufigen Zementiervorrichtung. Man erkennt in der Figur 2 in dieser Zone nach der ersten Nachheizung ein mäßig beanspruchtes Gefüge, das im wesentlichen aus Marlensit. üowjp aus Irnoij.it

— J. H -

besteht, wobei der letztere in Gruppen von nadeiförmigen Strukturen auftritt. Figur 3 zeigt die gleiche Zone nach dem zweiten Nachheizen, wobei eine sehr viel feinere Körnung im Gefüge und eine entsprechend verminderte Spannung auftritt. Die Härte hatte sich von einem Wert von 29 entsprechend Figur 2 auf einen Wert von 20 entsprechend Figur 3 (C-Rockwell-Härte) vermindert. Während der Entspannung betrug die maximale Temperatur in einem Abstand von 24,13 cm (9,5 Zoll) von der Schweißstelle am Außengehäuse der mehrstufigen Zementiervorrichtung 146 C (295° F) und lag somit unter der Temperatur, bei der die Elastomeren-Dichtungen 32 zerstört werden, und weit unter der Abblätterungstemperatur der nachgearbeiteten Fläche 34.

Es wird noch bemerkt, daß die Vorheizung beim Unterpulverschweißen zu dem Erfolg des nachfolgenden zweiten Nachhei?ens insofern beiträgt, als dadurch die Bildung von Troosit (in Fig. 2 mit B bezeichnet) neben der vom Martensit im Gefüge begünstigt wird, wodurch sich die Ausgangshärte in der von der Schweißwärme beeinflußten Zone vermindert.

Weiterhin sei noch bemerkt, daß zur Erzielung des gewünsch-' ten Ergebnisses die für das vorstehend beschriebene Verfahren angegebenen Temperaturen und Zeiten bis zu gewissem Umfang variabel sind. So kann beispielsweise bei der gleichen Stahlsorte die Vorheizung noch mit annehmbaren Ergebnissen bei ca. 357° C (ca. 675° F) oder bei ca. 427° C (ca. 800° F) erfolgen. Die höhere Vorheiztemperatur von 427 C (800 F) ergibt eine geringere Martensitbildung und ein weicheres Gefüge nach dem Schmelzen, aber auch die niedrigere Temperatur führt noch zu einem brauchbaren Ergebnis. Ebenso kann die erste Nachheiztemperatur im Bereich von ca. 424 C (ca. 775 F) bis zu ca. 482 C (ca. 900 Γ) liegen. Die erste Nachhtiizung ist die am wenigsten kritische Beheizungsstufe und wird verwendet, um atomaren Wasserstoff aus der Schweißstelle zu

125.450

entfernen. In ähnlicher Weise ist auch die Zwischentemperatur von 343° C (650° F) nur ein Näherungswert, bei dem allein die Verminderung der Abkühlungsgeschwindigkeit im Rrhwoi niiRi'P j ch auf einen annehmbaren Wert von Bedrid uncj ist.

Es versteht sich auch, daß die kritische Temperatur für niedrig legierte Stähle dieser Sorte merklich von 734 C (1354° F) abweichen kann, und zwar in Abhängigkeit von der genauen chemischen Zusammensetzung des jeweiligen Ausgangsmaterials. Die kritische Temperatur liegt in einem Bereich von 727° C (1340° F) bis 757° C (1395° F), wodurch geringe Unterschiede in der Nachheizung mittels der Induktionsheizung zulässig werden. Beispielsweise kann eine Mindestzeit von 350 Sekunden bei ca. 724 C (ca. 1335 F) angewandt und annehmbare Ergebnisse erzielt werden. Die zweite Nachheiztemperatur von 727° C (1340° F) kann auch zu niedrigeren Werten hin verändert werden, beispielsweise auf ca. 710 C (1310 F), bei einer Heizdauer von ca. 900 Sekunden. Unter dieser Temperatur wird jedoch die Heizzeit wirtschaftlich gesehen zu lang. Außerdem ist es wünschenswert, eine C-Rockwell-Härte im Burr ich von 18 - 22 zu erhalten, um die mechanischen Eigenschaften des Materials an der Schweißstelle und des diese umgebenden Grundmetalls im Bereich der von der Schweißwärme beeinflußten Zone zu erhalten, was bei zu langer Heizzeit nicht erreicht werden kann. Ausrüstungen zur Anwendung in schwefel wasserstoff haltigem G,as in der Erdölindustrie müssen dan Zugspannungs- und Härteanforderungen genügen (API L-8Ü für die Zugspannung, C-Roekwell-Härte maximal 23). Die mindest-zulässige Streckgrenze liegt bei einer Belastung von 5516 bar (80 000 psi). Diesen Anforderungen genügt eine unter 18 verringerte C-Rockwell-Härte nicht mehr. Während es nicht notwendig ist, daß die Schweißstelle selbst

— JLD-

diesen Anforderungen genügt, besteht jedoch die Gefahr, daß das Grundmetall in der von der Schweißwärme beeinflußten Zone bei Verringerung seiner C-Rockwell-Härte unter einen Wert von 18 schon bei einer zu niedrigen Spannung nachgibt.

Es sei auch darauf hingewiesen, daß bei Temperaturen der zweiten Nachheizung unter ca. 710 C ( ca. 1310° F) in den Fällen, in denen Dichtungen, nachgearbeitete Flächen oder andere zerstörbare Teile vorhanden sind, diese Elemente dadurch geschädigt werden können, daß sie notwendigerweise einer immer noch hohen Temperatur für längere Zeit ausgesetzt werden müssen, um die gewünschten Ergebnisse /υ erzielen.

Die Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ist nicht auf niedrig legierte Stähle der angegebenen Sorte (AISI Grad 4140) beschränkt; es können auch andere niedrig legierte Stähle wie auch einige Kohlenstoffstähle in ähnlicher Weise einer solchen Behandlung unterworfen werden.

Das vorstehend beschriebene Verfahren gestattet die Wärmebehandlung von Metallen, die Schwefelwasserstoffhaltigen Gasen ausgesetzt werden, in allen solchen Fällen, in denen eine Ofenheizung nicht angewendet werden kann. Zusätzlich kann dieses Verfahren innerhalb sehr kurzer Zeiten unter ausgezeichneter Qualitätskontrolle und mit hoher Gleichförmigkeit durchgeführt werden. Außer auf Schweißstellen und das in deren Umgebung von der Schweißwärme beeinflußte Grundmetall kann es auch überall dort zur Anwendung kommen, wo eine genaue und lokalisierte Wärmebehandlung zur Entspannung im Hr(U(JO von MtH sill on vc:r];iiM|l wird.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren ?ur Wärmebehandlung von Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall bei unterkritischer Temperatur mittels einer Induktionsheizung über eine bestimmte Zeitdauer erhitzt wird und dadurch eine Rockwell-Härte von im wesentlichen 23 oder weniger annimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Stahl ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Zeitdauer wenigstens 350 ε beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Zeitdauer 900 ε nicht übersteigt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unter
(ca. 1310 ° F) beträgt.

zeichnet, daß die unterkritische Temperatur mindestens ca. 710° C

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Zeitdauer wenigstens 350 s und die Temperatur ca. 72A C (ca. 1335° Γ) betragen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis , dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Zeitdauer 900 ε oder weniger und die Temperatur ca. 727° (ca. 1340° Γ) betragen.

8. Verfahren zur Einstellung einer Rockwell-Härte von höchstens 23 in dem eine Schweißstelle umgebenden und von der Schweißwärme beeinflußten Grundmetall, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

Abkühlen der Schweißstelle und des Grundmetalls auf die Martensit-Bildungstemperatur M ,

9. Verfahren nach Anspruch 8 mit niedrig legiertem Stahl (AISI Grad 4140), dadurch gekennzeichnet, daß das Vorheizen bei einer Temperatur im Bereich von ca. 357° C (ca. 675° F) bis ca. 427 C (ca. 800 F) erfolgt, daß die Zwischentemperatur ca. 343 C (ca. 650 F) beträgt, daß durch Schmelzschweißen geschweißt wird, daß das erste Nachheizen bei einer Temperatur im Bereich von ca. 424 C (ca. 775 F) bis ca. 482° C (ca. 900° F) und das zweite Nachheizen bei einer Temperatur von mindestens ca. 710 C (ca. 1310 F) erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Nachheizen mittels Induktionsheizung bei einer Temperatur von mindestens ca. 724 C (ca. 1335 F) über wenigstens ca. 350 s erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Nachheizen mittels Induktionsheizung bei einer Temperatur von mindestens ca. 710 C (ca. 1310 F) über

höchstens ca. 900 s erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dedurch gekennzeichnet, daß das zweite Nachheizen mittels Induktionsheizung bei einer Temperatur von ca. 727° C (ca. 1340° F) über 900 s " oder weniger erfolgt.

13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Stahl ist und nach der Behandlung eine Gefüge-Rockwellhärte von nicht weniger als ca. 18 und nicht mehr als ca. 23 hat.

14. Verfahren zur Erzielung einer Gefüge-Rockwellhärte

von wenigstens ca. 18 und nicht mehr als ca. 23 in dem von der Schweißwärme beeinflußten Umgebungsbereich der Schweißstelle bei niedrig legiertem Stahl (AlSI Grad 4140), dadurch gekennzeichnet, daß der von der Schweißwärme beeinflußte Umgebungsbereich der Schweißstelle wenigstens ca. 350 ε lang mittels Induktionsheizung auf eine unterkritische Temperatur erhitzt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die unterkri
beträgt.

unterkritische Temperatur wenigstens ca. 724 C (ca. 1335 F)

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung über nicht mehr als 900 s erfolgt.

17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die unterkritische Temperatur wenigstens ca. 710 C (ca beträgt und die Erhitzung über ca. 900 s erfolgt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die unterkritische Temperatur ca. 727° C

-H-

(ca. 1340° F) beträgt und die Erhitzung über ca. 900 s oder weniger erfolgt.

19. Verfahren zur Wärmenachbehandlung einer Schweißstelle an einem rohrförmigen Werkstück mittels Induktionsheizung, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

Anordnen des Werkstücks zwischen inneren und äußeren Induktionsspulen,

Drehen des Werkstücks um seine Längsachse unter Erhitzung durch die Induktionsspulen,

Messen der Temperatur des Werkstücks an der Schweißstelle und des Grundmetalls in dem von der Schweißwärme beeinflußten Umgebungsbereich der Schweißstelle mit einem Infrarotdetektor eines Strahlungspyrometers und Regeln einer vorbestimmten Höhe der Temperatur des Werkstücks entsprechend dem Ausgangssignal des Strahlungspyrometers.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die · vorbestimmte Höhe der Temperatur unter der kritischen Temperatur des Grundmetalls des Werkstücks liegt.