AT242726B - Einsatzstähle für die Hochtemperaturzementation - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Einsatzstähle für die Hochtemperaturzementation 
Es ist bekannt, dass ein Zusatz von Bor zu Einsatzstählen die Durchhärtung und die Kernfestigkeit und Zähigkeit erhöht. Des weiteren ist bekannt, dass Bor die Einsatzhärtung beschleunigt (nach Houdremont, Handbuch der Sonsterstahlkunde, Bd.   2 [1956], S. 1464).   



   Es ist weiterhin bekannt, dass Einsatzstähle mit Aluminium, gegebenenfalls plus Stickstoff behandelt werden, um nach'dem heute üblichen Direkthärten von 9300C ein feinkörniges Bruchgefüge zu er-   halten. Zusätze   von Bor zu solchen Stählen vergrössern nach Houdremont (a. a.   0.)   die Überhitzungsempfindlichkeit, so dass man solchen Stählen dann noch Titan und Vanadin zusetzen müsste, die ihrerseits die Zerspanbarkeit ungünstig beeinflussen. 



   In neuerer Zeit geht die Tendenz der Stahlverbraucher zu höheren Zementationstemperaturen bis zirka 11000C. Bei diesen Temperaturen geht aber das die Feinkörnigkeit bewirkende Al-Nitrid zumindest teilweise in Lösung. Auch neigen mit Bor behandelte Stähle nach Rohl und nach Field in diesen Fällen immer zur Kornvergröberung (vgl. Rohl : Les aciers   en Bore; Publ.par l'organisation Européenne de     CooperationEconomique ; Field :"Metal   Progress",   Nr. 2 [1953], S. 78- ? 3).   



   Es bedeutet daher eine erhebliche Überraschung, dass Einsatzstähle, die sowohl mit Aluminium und Stickstoff als auch mit Bor behandelt sind, bei Temperaturen der Hochtemperatur-Zementation in den dafür notwendigen Zeiten keine Kornvergröberung zeigen. 



   Einsatzstähle für Hochtemperatur-Zementation sind solche, welche-falls sie legiert sind-wie üblich verhältnismässig niedrige Gehalte an Legierungselementen aufweisen, u. zw. insbesondere die Legierungselemente Chrom, Molybdän, Nickel und Vanadin in den verschiedensten Kombinationen, insbesondere in den Kombinationen Cr-Mo, Cr-Mo-Ni, Cr-V, Cr-Ni-V u. ähnl.

   Die üblicherweise vorkommenden Gehaltsgrenzen für die einzelnen Elemente sind etwa 
 EMI1.1 
 
Cr bis 2,   5Cfl/o     Mo - bis I, 000/0   
Ni bis 6,   ou010  
V bis 0,   500/0 c   
Hinzu kommen erfindungsgemäss Gehalte von Aluminium und Stickstoff und an-Bor, wobei der Bereich für Aluminium im allgemeinen von 0, 01 bis   0, 1%   sich erstreckt und für Stickstoff von 0,004 bis 0,030, vorzugsweise von 0,006 bis 0,   015%,   für Bor im wesentlichen zwischen 0,001 und 0,   01%,   diese Werte eingeschlossen, vorzugsweise zwischen 0, 001 und 0, 006% liegt. Alle Angaben über die Bestandteile der Stähle sind in dieser Beschreibung als Gewichtsprozente zu verstehen. 



   Unter Hochtemperatur-Zementation und Direkthärtung ist folgendes zu verstehen :
Ein Unterschied in der Arbeitsweise zwischen der Hochtemperatur-Zementation und der normalen Zementationsbehandlung ist lediglich dadurch gegeben, dass die Einsatzbehandlung der HochtemperaturZementation bei höheren Temperaturen erfolgt. Während bei der normalen Zementation Temperaturen 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 um etwa 8800C angewendet werden, liegen die Temperaturen der Hochtemperatur-Zementation in einem Bereich zwischen 950 und 1100 C, vorzugsweise bei 1000 - 1050 C. 



   Direkthärten bedeutet, dass der Stahl nach der Beendigung der Aufkohlung unmittelbar von der Aufkohlungstemperatur oder aber einer jedenfalls von einer oberhalb des Umwandlungspunktes liegenden Temperatur abgeschreckt wird, ohne vorher von der Aufkohlungstemperatur auf niedrigere Temperaturen, z. B. Raumtemperatur, abzukühlen und wieder auf Abschrecktemperaturen erwärmt zu werden. 



   Stickstoffgehalte im Bereich der für Aluminium- und Stickstoff-behandelte Stähle üblichen Mengen können bekanntlich auch infolge der metallurgischen Herstellung, insbesondere im   Elektroofen,   im Einsatzstahl enthalten sein, so dass in solchem Falle eine "Stickstoff-Behandlung", also eine besondere Zugabe von den Stickstoffgehalt erhöhenden Mitteln darüber hinaus überflüssig sein kann. 



   Gegenstand dieser Erfindung ist demnach die Verwendung solcher Stähle für die Hochtemperatur-Zementation mit oder ohne   Direkthärtung.   
 EMI2.1 
 



   Es wurden rund 80   l   dieses Gases je Stunde verbraucht. Ein Teil der Proben wurde bei   930 C,   ein anderer bei 10500C aufgekohlt. Die Aufkohlungszeit betrug 2 h oder 8 h. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle aufgeführt und zeigen die Korngrösse nach ASTM (Mc Quaid) nach den verschiedenen Behandlungen. 



   Tabelle 
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> Bor <SEP> Einsatzdauer <SEP> Einsatztemperatur <SEP> Korngrösse
<tb> h <SEP>  C <SEP> nach <SEP> ASTM <SEP> 
<tb> ohne <SEP> Bor <SEP> 2 <SEP> 930 <SEP> 7 <SEP> 
<tb> ohne <SEP> Bor <SEP> 8 <SEP> 930 <SEP> 7
<tb> ohne <SEP> Bor <SEP> 2 <SEP> 1050 <SEP> 2
<tb> ohne <SEP> Bor <SEP> 8 <SEP> 1050 <SEP> 1
<tb> mit <SEP> Bor <SEP> 2 <SEP> 930 <SEP> 6
<tb> mit <SEP> Bor <SEP> 8 <SEP> 930 <SEP> 6
<tb> mit <SEP> Bor <SEP> 2 <SEP> 1050 <SEP> 6
<tb> mit <SEP> Bor <SEP> 8 <SEP> 1050 <SEP> 6
<tb> 
 
Wie ersichtlich, hat bei den Stählen, die bei der hohen Temperatur von 10500C aufgekohlt worden sind, ein erhebliches Kornwachstum stattgefunden, sofern die Stähle kein Bor enthalten, während die bor- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 haltigen Stähle kein Kornwachstum zeigten.

   Die Proben waren von der Zementationstemperatur von 10500C direkt in Wasser abgeschreckt. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verwendung von Einsatzstählen mit 0, 01 - 0,3% Aluminium, 0,   004-0, 030%,   vorzugsweise 
 EMI3.1 
 Zementation.

Claims (1)

1. 2. Verwendung von Einsatzstählen nach Anspruch 1. die als weitere Legierungselemente Chrom, Molybdän, Nickel und Vanadin, einzeln oder zu mehreren, insbesondere in den Kombinationen Cr-Mo, Cr-Mo-Ni, Cr-V und Cr-Ni-V, bis zu etwa folgenden oberen Gehaltsgrenzen enthalten : C bis 0, 30% Si bis 0, 505 Mn bis 2, O o Cr bis 2, 50% Mo bis 1, 00% Ni bis 6, 00% V bis 0, 50%, für den im Anspruch 1 angegebenen Zweck.

   3. Verwendung von Stählen nach Anspruch 1 oder 2 für eine Hochtemperatur-Zementation mit nachfolgender Direkthärtung.