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Automatenstahl mit einem Gehalt an Schwefel und Selen
Die Erfindung betrifft einen Automatenstahl, der als die Zerspanbarkeit verbessernde Elemente einen ersten Zusatz erhält, der aus Selen besteht, während der Stahl ausser diesem ersten die Zerspanbarkeit verbessernden Zusatz als weiteres, die Zerspanbarkeit verbesserndes Element Schwefel, und ferner Mangan und gegebenenfalls andere Elemente enthält, die gewöhnlich zu Stahl zugegeben werden.
Die Verwendung von relativ grossen Mengen von Selen zur Verbesserung der Zerspanbarkeit von Stahl ist teuer. Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines zur Zerspanung im Automaten geeigneten und gut warmbearbeitbaren Automatenstahls der genannten Art, in dem die Gesamtmenge des aus Selen bestehenden ersten Zusatzes relativ klein ist.
Der erfindungsgemässe Automatenstahl ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des aus Selen bestehenden ersten Zusatzes in einem Bereich von 0, 02 bis 0, 10 Gew.-% liegt und der Stahl ferner einen solchen Schwefelgehalt hat, dass das Gewicht des vorhandenen Schwefels das Gewicht des Selens nicht übersteigt, der Schwefel jedoch im Sinne der nachstehenden Definition in einem Molekularüberschuss gegenüber dem Selen vorhanden ist, wobei der Stahl ferner einenMangangehalt von mindestens 0, 60 Gew.-% hat, während der Siliciumgehalt des Stahles 0 bis höchstens 0, 05 Gew. -% beträgt.
Der Gehalt an Selen in dem vorgenannten Bereich von 0, 02 bis 0, 10 Gew.-% dient an sich zur teilweisen Verbesserung der Zerspanbarkeit des Stahls. Die gewünschte beträchtliche Verbesserung des Stahls gegenüber einem sonst identischen Stahl, der aber überhaupt kein Selen enthält, wird durch die gleichzeitige Gegenwart von Schwefel gewährleistet. Damit der Schwefel diese beträchtliche Verbesserung der Zerspanbarkeit gewährleisten kann, muss er in einem Molekularüberschuss gegenüber dem Selen des ersten Zusatzes vorhanden sein.
Der Ausdruck Molekularüberschuss besagt, dass in jedem gegebenen Volumen oder jeder gegebenen Masse des Stahls die Gesamtzahl der vorhandenen Schwefelmoleküle grösser sein muss als die Gesamtzahl der in dem gegebenen Volumen oder der gegebenen Masse vorhandenen Moleküle des ersten Zusatzes, d. h. Selen.
Dies sei an Hand eines Stahls erläutert, der beispielsweise einen Selengehalt von 0, 04 Gew.-% hat.
Das Verhältnis zwischen den Atomgewichten des Schwefels und des Selens ist 32, 07 zu 79, 2 oder etwa 2 : 5. Ein Schwefelgehalt, der einem Selengehalt von 0, 04 Gew.-% molekularäquivalent ist, beträgt etwa 0, 016 Gew.-%. Bei Annahme eines Gehaltes von Selen in einer Menge von 0, 04 Gew.-% wäre die Forderung mit einem Schwefelgehalt von 0, 02 Gew.-% oder mehr erfüllt.
Der Schwefel ist zwar in einem Molekularüberschuss gegenüber dem Selen vorhanden, doch ist das Gewicht des Schwefels nicht grösser als das Gesamtgewicht des Selens, das an sich in relativ billigen Mengen von nicht mehr als insgesamt 0, 10 Gew.-% vorhanden ist. Infolgedessen ist die Gesamtmenge sowohl des Schwefels als auch des Selens in Gew.-% relativ klein, so dass die Wahrscheinlichkeit des Auftretens nachteiliger Wirkungen (z. B. der Rotbrüchigkeit), die auf einen hohen Schwefel- und/oder Selengehalt zurückzuführen sind, herabgesetzt wird. Zur weiteren Herabsetzung der Möglichkeit des Auftretens von Rotbrüchigkeit ist es ein wesentliches Merkmal der Erfindung, dass der Automatenstahl einen Mangangehalt von mindestens 0, 60 Gew.-% hat.
Da die Zerspanbarkeit des Stahls durch verhältnismässig billige Mengen Selen und vorzugsweise kleinere Mengen Schwefel bewirkt wird, muss der Siliziumgehalt gering sein, damit er die durch die begrenzten Mengen Schwefel und Selen erhöhte Zerspanbarkeit nicht wieder herabsetzt. Der Siliciumgehalt des erfindungsgemässen Stahls darf daher 0, 05 Gew.-% nicht übersteigen, so dass er in dem Bereich von 0 bis 0, 05 Gew.-% liegt.
Durch Verwendung eines billigen Zusatzes von Selen in dem angegebenen Bereich zusammen mit einem Schwefelgehalt in der beschriebenen Menge und einem Siliciumgehalt von nicht mehr als 0, 05 Gew.-%
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und einem Mangangehalt von mindestens 0, 60 Gew.-% erhält man einen relativ billigen selenhaltigen Stahl, der gut zerspanbar ist und der frei ist von den nachteiligen Wirkungen (z. B. Rotbrüchigkeit), die sonst für se1en- und/oder schwefelhaltige Stähle charakteristisch sind.
Ein typisches Ausführungsbeispiel eines Kohlenstoffstahles, dessen Zusammensetzung (in Gew.-%) in dem erfindungsgemässen Bereich liegt, ist nachstehend angeführt. Dabei sind die übrigen Bestandteile des Stahls Eisen und die üblichen Verunreinigungen von technischem Kohlenstoffstahl :
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<tb>
<tb> C <SEP> 0, <SEP> 16 <SEP>
<tb> Mn...................................... <SEP> 0, <SEP> 65 <SEP>
<tb> P........................................ <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP>
<tb> Si....................................... <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP>
<tb> Se <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP>
<tb> S <SEP> 0, <SEP> 04 <SEP>
<tb> Schwefel <SEP> in <SEP> % <SEP> des <SEP> Molekularäquivalentes... <SEP> 200 <SEP> %
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