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Giessbare Stahllegierung auf Chrom-Vanadin-Basis
Die vorliegende Erfindung betrifft eine giessbare Stahllegierung auf Chrom-Vanadin-Basis von grosser Zähigkeit, besonders für die Herstellung von verschleiss-und warmfesten Werkzeugen (Fräser aller Art, Drehmesser usw.) Sie enthält als wichtigste Bestandteile nebst Eisen 13-16% Chrom sowie Vanadin, dessen Gehalt zwischen 15 und 25% des Chromgehaltes liegt, wobei das niedrigere V-Cr-Verhältnis dem niedrigeren Chromgehalt zugeordnet ist. Als weitere Elemente seien genannt : Wolfram mit 2-4% und Kohlenstoff mit 1, 3-1, 50/0, wobei der niedrigere C-Wert dem niedrigeren Chromgehalt entspricht mit linearem Anstieg bis zum Höchstwert von 1, 5% bei 16% Chrom.
Für die thermische Behandlung und zur Erzielung einer hohen Anlassbeständigkeit ist die Einhaltung des C-Gehaltes wichtig. Deshalb ist vorgesehen, dass die zulässige Abweichung desselben bei einem V-Cr-Verhältnis von 15% nicht mehr als ¯5.5% und bei 25% nicht mehr als ¯3.5% des oben genannten C-Gehaltes beträgt.
Es ist auch vorgeseHen,' eventuell den Woliramgehalt bis zu einem Viertel durch eine gleiche Menge Molybdän zu ersetzen.
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<tb> :c
<tb> No. <SEP> Cr <SEP> V <SEP> V <SEP> Mittel <SEP> Bereich <SEP> W
<tb> % <SEP> Cr <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> %
<tb> 1 <SEP> 13 <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> 2,0 <SEP> 1,3 <SEP> 1,23-1, <SEP> 38
<tb> 2 <SEP> 14 <SEP> 0, <SEP> 20 <SEP> 2,8 <SEP> 1,4 <SEP> 1,34-1, <SEP> 46 <SEP> 2-4
<tb> 3 <SEP> 15 <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP> 3.
<SEP> 8 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 45-1, <SEP> 55 <SEP>
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Die neben dem Eisen vorhandenen Hauptlegierungsbestandteile, Chrom und Vanadin, erfüllen in dieser Legierung den angestrebten Zweck, eine grosse Verschleiss-und Warmfestigkeit (Anlassbeständigkeit) bei trotzdem hoher Zähigkeit, durch die an sich bekannten Eigenschaften der beiden Elemente zu erzielen. Dabei wirkt Chrom karbidbildend, erhöht die Zähigkeit und den Verschleisswiderstand und das Element Vanadin erhöht bei grosser Festigkeit die Anlassbeständigkeit (Warmfestigkeit) und unterstützt die Wirkung des karbidbildenden Legierungselements Chrom.
Es wurde festgestellt, dass bei Einhaltung der vorstehenden Regeln für das Verhältnis zwischen Chrom und Vanadin Legierungen erhalten werden, die bei Anwendung des unteren Vanadin-Prozentsatzes schon ein Anlassen bei 5500 C gestatten und deren Anlasstemperaturen sich beim oberen Prozentsatz bis zu 6000 C steigern lassen. Dadurch ist einerseits eine hohe Warmfestigkeit gesichert. Ferner ergibt sich aus der Verbindung von Vanadin und dem grossen, den Verschleisswiderstand sehr hebenden Chromgehalt die gesuchte hohe Verschleissfestigkeit.
Beispielsweise sei vermerkt, dass die Legierung No. 1 (Tabelle) bei 1130 -1180 C härtbar und bei 550 C anlassbar ist. Sie zeichnet sich besonders durch ihre hohe Zähigkeit, aber auch gute Verschleiss festigkeit aus. Sie hat ferner den willkommenen Vorteil der leichten Giessbarkeit. was für die Herstellung von Werkzeugen der eingangs erwähnten Art von Wichtigkeit ist.
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Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Möglichkeit, den Wolframgehalt unter 4% zu halten, ohne dass dadurch eine schädigende Wirkung auf die Legierung zu beobachten wäre.
Der Wolframzusatz kann lediglich als ein Mittel zur Erleichterung der thermischen Behandlung (Härtung) angesehen werden, denn wie Versuche ergaben, erhöht der Wolframgehalt, ob er nun geringer oder grö- sser ist, die gesuchte möglichst hohe Anlassbeständigkeit nicht, wie dies zu erwarten gewesen wäre. Aus rein wirtschaltlichen Grunden ist es jedoch zweckmässig, ihn vorzugsweise aut etwa 4% zu beschränken Es ist ebenfalls möglich, ohne einen bemerkenswerten Einfluss den Wolframgehalt bis zu einem bestimmten Teil durch Molybdän zu ersetzen.
Von grosser Wichtigkeit ist für die erfindungsgemässe Legierung der jeweilige Kohlenstoffgehalt. Er ist abhängig von dem Verhältnis des Chromgehaltes zum Vanadingehalt. Auch hier zeigt sich, dass der Gehalt an Kohlenstoff in der Legierung nur sehr geringe Toleranzen nach oben und unten verträgt und dass bei einer Überschreitung derselben eine zweckmässige Härte durch die thermische Behandlung unter keinen Umständen mehr herbeiführbar ist.
Versuche mit erfindungsgemäss legierten Stählen, z. B. als Drehmesser und Messer an Fräsermesserköpfen, haben Resultate gezeitigt, die im Vergleich zu andern, hoch mit Wolfram und Kobalt legierten Stählen in bezug auf Leistung und Standzeiten nicht nur gleichstanden, sondern diese noch übertrafen. Als Beweis hiefür mag angeführt werden, dass z. B. mit solchen Messern bei ungewöhnlich hohen Schnittgeschwindigkeiten ohne Anwendung von Kühlmitteln und bei stetem Anfall von blauen und sich ins Graue verfärbenden Spänen aussergewöhnlich hohe Standzeiten erreicht wurden.
Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung liegt darin, dass die sonst nötigen hohen Anteile an seltenen und teueren Edellegierungsbestandteilen (Wolfram, Kobalt) auf ein Minimum reduziert werden können.
Die Fig. 1 kennzeichnet die erfindungsgemässe Legierung, wobei die zwischen den Linien b und c liegende Fläche, insbesondere derjenige Teil, der zwischen 13% und 16% Cr liegt, diejenigen Vanadingehalte in Abhängigkeit der Chromgehalte zeigt, welche die angegebenen Eigenschaften ergeben. Auf
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Um die vom Chromgehalt abhängigen Kohlenstoffgehalte zu beschreiben, dient die Fig. 2, wobei diese in Verbindung mit der Fig. 1 zu lesen ist.
In der Fig. l bedeuten die auf der Linie a liegenden doppelten Ringe besonders gute Legierungen, die einfachen gute und die schwarzen Punkte noch recht beLricdigende Legiorungen.