AT83253B - Stahllegierung aus Eisen, Kohlenstoff, Mangan, Silizium und Chrom oder dessen E?satzmetallen. - Google Patents

Description

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  Stahllegierung aus Eisen, Kohlenstoff, Mangan, Silizium und Chrom oder dessen   E. satzmetallen.   



   Stähle, die ausser Eisen noch Kohlenstoff, Mangan, Silizium und Chrom enthalten, sind bekannt ; es ist ferner bekannt, für Gegenstände, von denen hohe Festigkeit bei guter Zähigkeit verlangt wird, Stahlsorten zu verwenden, deren Gefügeaufbau als sorbitisch martensitisch, als rein martensitisch oder als austenitisch bezeichnet wird. Die bisher zu diesen Zwecken verwendeten Stahlsorten hatten aber den Nachteil, dass sie sehr schwer zu bearbeiten waren'und dass auch ein Ausglühen die Bearbeitungsfähigkeit wenig oder garnicht   beeinflusste.   



   Zu den Stahlsorten. der vorbeschriebenen Art gehören neben den hochprozentigen Manganstählen in erster Linie Nickelstähle mit 6 bis   8%   Nickel, deren Güte und Geeignetheit je nach dem Verwendungszweck noch durch Zusatz von Chrom, Wolfram und ähnlich wirkenden Stoffen beeinflusst bzw, verbessert wurde. Der Kohlenstoffgehalt schwankte in der Regel zwischen   o-i   und   o'/j.  /o.   
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 harten und zähen Gegenständen wenig eignen, da sie plötzlichen und stossweisen Beanspruchungen zu wenig Widerstandskraft entgegensetzen. Versuche, letztere durch Chrom zu steigern, führten nicht zu dem gewünschten Ergebnis, denn derartige Chromstähle erreichten nie die Güte der sorbitisch-martensitischen Stähle. 



   Die Ursache dieses schlechten Verhaltens der perlitischen Stähle und Chromstähle wird darin gesehen, dass die harten Eisen-Chrom-Karbide in weichem Perlit eingelagert sind und letzterer bei der starken Beanspruchung zu früh zu Formveränderungen und Zerstörungen Veranlassung gibt. 



   Wohl gelang es dagegen, perlitische Nickelstähle mit 4 bis   5% Nickel   zu schaffen, die den gestellten Anforderungen ebenfalls genügten. Wegen der augenblicklichen grossen Nickelknappheit musste jedoch darauf verzichtet und ein neuer Weg angestrebt werden. 



   Durch Erfahrung gestützte Überlegung führte nun zu der Erkenntnis, dass es möglich sein könnte, die Mängel der perlitischen   Kohlenstoff-und Chromstähle zu   beseitigen, wenn man in dem Gefügeaufbau den reinen Ferrit des Perlits durch einen legierten und daher härteren und auch zäheren ferritähnlichen Gefügebestandteil ersetzen könnte. 



   Als die Zähigkeit steigernde Bestandteile kamen neben Nickel, das aber in der jetzigen Zeit nicht mehr in genügenden Mengen zur Verfügung steht und auch viel zu teuer geworden ist, Mangan und Silizium in Frage. Durch genügenden Zusatz von Mangan und Silizium müsste sich, wenn gleichzeitig Stoffe anwesend sind, deren hohe Verwandtschaft zum Kohlenstoff diesen in genügendem Masse bindet, an Stelle des Ferrits eine Legierung von Eisen mit Mangan und Eisen mit Silizium bzw. eine Legierung aller drei Stoffe bilden. deren Mischkristalle eine viel höhere Festigkeit haben als der reine Ferrit.

   Gelingt es dann, das an sich grobe Korn des Eisen-Karbids oder des Eisen-Mangan-Karbids durch Zusatz von Chrom zu verfeinern und die Verteilung dieser Gefügebestandteile in der Grundmasse der Eisen-Mangan-Silizium-Legierung zu verbessern und dadurch die Mischung der einzelnen Gefügebestandteile gleichartiger und inniger zu gestalten, so müsste einerseits die für den 

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 vorgesehenen Verwendungszweck erforderliche hohe Zähigkeit entstehen, während andrerseits die Anwesenheit genügender Mengen harter Karbide und deren feine Verteilung eine ausreichende Härte und Festigkeit gewährleisten würde, insbesondere, wenn die bestgeeignete Wärmebehandlung und Vergütung des Stahles vorgenommen werden. 



   Versuche haben nun ergeben, dass   die : vorgeschilderten   Überlegungen richtig waren. 



  Es wurde gefunden, dass ein Stahl mit einem Gehalt von 
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<tb> 
<tb> o'32 <SEP> bis <SEP> o'48''/ <SEP> C
<tb> i-o <SEP> 2'50/. <SEP> Mn
<tb> 0'5 <SEP> J) <SEP> 1'5% <SEP> Si <SEP> und
<tb> 0#75 <SEP> # <SEP> 1#0% <SEP> Cr
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 bei sehr guter Bearbeitungsfähigkeit die gleichen guten Eigenschaften aufweist, wie die bekannten Nickelstähle, insonderheit, dass er zu harten und gleichzeitig zähen Gegenständen ebenso geeignet ist als diese, die bisher allein als für diese Zwecke geeignet angesehen wurden. 



   Derartiger Stahl muss natürlich, wie alle perlitischen Stähle für ähnliche Zwecke, vor der Verwendung einer geeigneten Wärmebehandlung unterworfen werden. Als besonders zweckmässig empfiehlt es sich, den Stahl über den seiner Zusammensetzung entsprechenden Haltepunkt, di h. über etwa 780 bis   85o C   zu erhitzen, ihn in Härteöl abzuschrecken und ihn dann wieder auf hell-bis bronzegelb anzulassen. 



   Da der Zusatz von Chrom den Zweck verfolgt, das Korn des Stahles zu verfeinern, kann Chrom durch ein anderes Karbid bildendes Metall, wie Wolfram, Molybdän, Vanadium, ersetzt werden, die in bekannter Weise eine verfeinernde Wirkung ausüben. Die Menge der Zusatzmetalle richtet sich nach der Wirksamkeit ihres verfeinernden Einflusses, Es können auch zwei oder mehrere dieser Metalle verwendet werden, aber immer derart, dass die Gesamtmenge der Einzelmetalle oder ihrer Mischungen, je nach der gewünschten Feinheit des Kornes, nur bis zu   2%   beträgt, da ein höherer Gesamtgehalt die erforderliche Zähigkeit bei einer geforderten Festigkeit beeinträchtigen würde. 



   Die technischen Wirkungen, die durch die vorliegenden Stahlsorten erreicht werden, sind :
1. Leichte Bearbeitungsfähigkeit und
2. grosse Ersparnis an Herstellungskosten. 



   PATENT-ANSPRÜCHE : 
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Claims (1)

1. 2. Stahllegierung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass Chrom durch andere Karbid bildende, das Korn in bekannter Weise verfeinernde Metalle, wie Wolfram, Molybdän, Vanadium, oder durch Mischungen dieser Metalle derart ersetzt wird, dass die Gesamtmenge der Einzelmetalle oder ihrer Mischungen nicht mehr als 2% beträgt.