AT246196B - Verfahren zur Herstellung eines Stahles mit Kugelgraphit im Gußzustand - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung eines Stahles mit
Kugelgraphit im Gusszustand 
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   als etwa 1, 7% C enthalten, zusammen mit einem oder mehreren Elementen aus der Gruppe Mn, Cr, W, Mo, V, Ti u. ähnl. carbidbildenden Elementen. 



  Das Phänomen der Ausscheidung. von Kugelgraphit beim Verfahren der Erfindung selbst in eutektoiden oder hypoeutektoiden Stählen ohne anfängliche Abscheidung von Zementit ist schwierig zu erklären ; es kann jedoch angenommen werden. dass derKugelgraphit abgeschieden wird infolge starker atomarerWechselwirkung bei hohen Temperaturen zwischen denAtomen der zugesetztenElemente und den im Stahl enthaltenen Kohlenstoffatomen. 



  Der gemäss der Erfindung hergestellte Stahl enthält sehr wenig Sauerstoff und Schwefel, beispielsweise 0, 001-0, 005% Sauerstoff und 0, 005-0, 015% Schwefel. 



  Bei der Durchführung des Verfahrens der Erfindung muss das zu behandelnde Schmelzbad vorher so weitgehend wie mögich desoxydiert und entschwefelt werden, da hiedurch die Zurückhaltung der oben genannten, Zusatzelemente im Produkt gefördert wird. Wenn nämlich die genannten ZusatzelementeCalcium, Cer, Lithium, Strontium, Barium und Magnesium der Stahlschmelze zugesetzt werden, so reagieren sie rasch mit dem Sauerstoff und dem Schwefel der Schmelze unter Ausbildung ihrer Oxyde und Sulfide, welche sich dann auf der Oberfläche der Schmelze ansammeln.

   Bei dem Zusatz dieser Elemente muss also der Verlust an Zusatzelementen durch Desoxydation und Entschwefelung der Schmelze und der Verlust während der Aufrechterhaltung des Schmelzflusses nach der Zugabe kompensiert werden ; es muss also eine hinreichende Menge zugegeben werden, welche gewährleistet, dass die erforderlichen Anteile der Zusatzelemente auch im endgültigen Gussstück oder Stahlblockenthalten sind. 



  Die Erfindung hat ein weites Anwendungsgebiet auf alle Stahlarten wie Kohlenstoffstähle und Legierungsstähle ; sie schliesst also gewöhnliche Stähle mitKugelgraphit und Legierungsstähle mit Kugelgraphit sowie einem oder mehreren Elementen aus der Gruppe Silizium, Mangan, Nickel, Chrom, Kupfer, Wolfram, Molybdän, Titan, Kobalt und Zirkon und natürlich auch deren Gussstücke und schmiedbare Gussblöcke ein. 



  Die physikalischen Eigenschaften derartiger Stähle mit kugeliger Graphitstruktur zeigen bemerkenswerte Verbesserungen hinsichtlich der Festigkeit, der Verringerung der Kerbwirkung, der Steigerung der Dämpfungsfähigkeit, der Reduktion des Ausdehnungskoeffizienten, der Steigerung von Abrieb- und Oxydationsbeständigkeit und der Verringerung der thermischen Massänderungen. 



  Beispiel l : Es wurde das Schmelzbad eines hypereutektoiden Stahles mitGehalten von etwa 1, 5% Kohlenstoff, etwa 0, 8% Silizium, etwa 0, 4% Mangan und etwa 0, 003% Phosphor hergestellt. Dieser Schmelze wurden etwa 0, 3% Calcium, 0, 04% Cer und 0, 1. 0/0 Barium zugesetzt, Das Calcium wurde in Form einer Fe-Ca-Si-Legierung (33, 5% Fe, 29, 5% Ca und 35% Si), das Cer in Form von Mischmetall und das Barium als metallisches Barium zugegeben. 



  Ein daraus hergestelltes Gussstlick bestand aus hypereutektoidem Stahl mit sehr feiner, kugeliger Gra-   
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 Härtezahl von 241. 



   Beispiel 2 : Es wurde ein Schmelzbad aus hypoeutektoidem Stahl mit einem Gehalt von 0, 6% Kohlenstoff,   0, 8% Silizium, 0, 04% Mangan   und   0, 020/0 Phosphor hergestellt ; der Schmelze   wurden 0, 2% Calcium zugegeben. Das Calcium   wurdealsFe-Ca-Si-Legierung   (33, 5% Fe, 39,   5%   Ca und 36, 0% Si), vermischt mit etwas Calciumfluorid (Flussmittel), zugesetzt. 



   Ein gemäss der Erfindung hergestellter Stahlblock bestand   aushypereutektoidemStahl,   er zeigte sehr feinenKugelgraphit, verteilt in   einemGefüge ausFerrit undPerlit ; dieZugfestigkeitbetrug   66,2   kg/mm2.   die Dehnung 14% und die   Brinell-Härtezahl 187.   



   Beispiel 3: Es wurde ein Schmelzbad (Hadfield-Stahl) mit einem Gehalt von   1, 250/0 Kohlenstoff,   0, 5% Silizium, 13, 5% Manganund 0, 02% Phosphor hergestellt. Dieser Schmelze wurden   0. 310/0 Calcium   zugesetzt, hiezu wurde eine Fe-Ca-Si-Legierung (25, 0% Fe,   31, 60/0   Ca und 42, 7% Si), gemischt mit 0,4% Calciumfluorid (Flussmittel), verwendet. 



   Ein nach dieser Ausführungsform der Erfindung hergestelltes Gussstück bestand aus einem Stahl mit sehr feinem Kugelgraphit und Zementit ; wenn er bei hoher Temperatur in Wasser abgeschreckt wurde, zeigte er austenitische Struktur mit sehr feinem Kugelgraphit und hatte grössere Festigkeit-als gewöhnlicher Hadfield-Stahl ; es war leicht zu bearbeiten. Die Zugfestigkeit des   abgeschreckten Gussstahles betrug   54   kg/mm2,   die Dehnung 12%, die Einschnürung 27% und die Brinell-Härtezahl 206. 
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4 : EswurdeeinSchmelzbad fürChrom-Wolfram-StahlmiteinemGehaltvon 0, 7%42,7% Si), gemischt mit   0, 70/0 Calciumfluorid   als Flussmittel und 0, 04% Cer in. Form von Mischmetall. 



   Das nach dieser Ausführungsform der Erfindung hergestellte geschmiedete Produkt bestand aus einem 

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 sehr festen Chrom-Wolfram-Stahl ; dieser enthielt feinen Kugelgraphit und Zementit, der Stahl zeigte sehr gute Bearbeitbarkeit. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren   zurHerstellung einesStahles mitKugelgrfphit imGusszustand durchzusatz   von Calcium   zumSchmelzbadeinesKohlenstoff-oderlegiertenStahlesmitwenigeralsl, 71oGesamtkohlenstoff, da-    durch   gekennzeichnet, dass man die zu behandelndeSchmelze zuerst so weitgehend wie möglich   desoxydiert und entschwefelt und sodann mit   einerEisen-Calcium-Grundlegierung   mit   5-40%   Ca, 5-55% eines oder mehrerer Elemente aus der Gruppe Silizium, Aluminium und Mangan, 0-5% Ni, Rest im wesentlichen Eisen, in einer Menge und unter Bedingungen versetzt, dass der Stahl Calcium aufnimmt und in einer Menge von 0, 002 bis 0, 05% beibehält.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als Zusatz dienende EisenCalcium-Grundlegierung zusätzlich Alkali-, Erdalkali- und seltene Erdmetalle in einer Menge von weniger als einem Fünftel des Calciumgehaltes enthält.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusammen mit der Eisen-Calcium-Grundlegierung geringe Mengen eines Flussmittels aus der Gruppe der Halogenide der Alkali-, Erdalkali-und seltenen Erdmetalle zugesetzt werden.