CH202599A - Stahllegierung und Verfahren zu deren Herstellung. - Google Patents

Description

  Stahllegierung und Verfahren zu deren Herstellung.    Vorliegende Erfindung betrifft eine Kup  fer und Chrom enthaltende Stahllegierung,  sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.  



  Es sind verschiedene Stahllegierungen be  kannt, die Kupfer in Mengen von 1 oder 2  enthalten und es ist auch schon vorgeschla  gen worden,     chromhaltige    Stahllegierungen  herzustellen, deren Kupfergehalt oberhalb  5 % liegt. Solche Stahllegierungen mit einem  höheren Kupfergehalt als 5 %     konnten    jedoch  in die Technik keinen     Eingang    finden, da  keine Verfahren bekannt waren, um aus  ihnen in befriedigender Weise brauchbare  Gegenstände herzustellen.  



  Rostbeständige     Stahllegierungen,    die über  5 % Kupfer und über 10 % Chrom enthalten,  können in an sich bekannter Weise herge  stellt werden.  



  Giesst man diese in üblicher Weise     in     Sandformen, so weisen die     Gussstücke    eine  unerwünschte Kristallstruktur auf.    Es wurde nun.:. gefunden, dass diese  Schwierigkeiten überwunden werden können,  wenn man beim Giessen gewisse Vorsichts  massregeln beobachtet. Es ist auch wün  schenswert,     ausserdem    gewisse Anlass- und       Wärmebehandlungsverfahren    (z.     B.    zur Här  tung), die später beschrieben werden, anzu  wenden, die stark von denen abweichen, die  bei den     bekannten        Chrom-Nickel-Stahlgüssen     Verwendung finden.  



  Es wurde gefunden,     dass.    eine langsame  Abkühlung die     Ausbildung        einer        dendriti-          schen    Kristallstruktur bewirkt, die für     Guss-          stücke    nicht unerwünscht ist, dass es aber  durch rasche     Abkühlung    möglich ist eine  feine     polyedrische        Struktur    zu erzeugen, die  sich bei     Gussstücken    als besonders     günstig    er  wiesen hat.  



  Die Erfindung betrifft nun eine leicht       bearbeitbare    und rostbeständige Stahllegie  rung mit     einem    Gehalt an 5 bis 20 % Kupfer  und 10 bis 30 % Chrom, wobei der Rest min-           destens    zum grössten Teil aus Eisen und  einem Kohlenstoffgehalt bis 0,3 %     besteht,     dadurch gekennzeichnet,     dass    die Legierung  infolge rascher     Abkühlung    eine feine     poly-          edrische        Kristallstruktur    aufweist.  



  Die rasche     Abkühlung    kann dadurch be  wirkt werden, dass man in Kokillen giesst,  oder indem man die     Gussstück    e sobald als     an-          gängig,        .d.        h.nach    weniger als 2 bis 3 Stunden  aus den     Sandformen    nimmt und an. der Luft       abkühlen        lä-sst.     



  Die     Gussst@ücl,:können    ausserdem auch  noch besonderen     Anlass-    und     Wärme,beIiand-          lungsverfa.lien        unterworfen    werden, die nach  stehend     besehrieben    werden.

   Während     Chrom-          Nickel-Stähle    durch     Abschrecken    scllniiad-    bar     gemacht,    oder durch langsames Abküh  len     gehärtet    werden können, sind die so er  z     it,

     <B>'</B>     Itc        n        Eigeiusehaften        in        der        Regel        nicht        re-          versibel.    Bei     .der    vorliegenden     Legierung        isst     es     nirii        möglich    .die     Anlass,belia.ndlung    bei       Temperaturen    zwischen<B>750</B>   C und<B>970</B>       l-'     durchzuführen,

   .die     dann        in    der Pegel von       einer        härtenden        Hitzebehandlung,    bestehend  in einer     Abschreckung        oder    Luftkühlung,       sowie    einer     nocbina-ligen    Wärmebehandlung  gefolgt sein kann. Die so erhältlichen harten  und weichen     Eigeiusclia.ften    sind reversibel.  



  Folgende Versuche wurden mit     einem     Guss aus einer Legierung, die:     15%        Cr,          1(l    %     Cu    und 1 %     W    enthielt und     bei   <B>970'</B> C       angelassen    wurde, durchgeführt.

    
EMI0002.0064     
  
    Temperatur <SEP> der <SEP> Nachbehandlung <SEP> <B>:2010</B> <SEP> 500 <SEP>   <SEP> 600 <SEP> " <SEP> 7<B>(</B>)t) <SEP>   <SEP> <B>750</B> <SEP> " <SEP> 8(l0
<tb>  Izodwert <SEP> 2 <SEP> 0,5 <SEP> 2 <SEP> 7 <SEP> 16 <SEP> 20
<tb>  Brinellhä.rte <SEP> 28<B>6</B> <SEP> 3r10 <SEP> <B>21155</B> <SEP> 196 <SEP> 163 <SEP> 170       Die niedrigen N     a.ch        behandlungstempera-          turen    sind erwünscht, wenn eine gute       B,eizbarkeit    gefordert wird, während die  höheren     Temperaituren    eine     maximale    Weich  heit ergeben.  



  Bei     einem    Gehalt der Legierung an  <B>15</B> %     Cr    und     1l)    %     Cu    beträgt die Tempera  tur zur     Erzielting    einer     maximalen    Härte       etwa.    500   C.  



  Die oben     beschriebenen        Behandlungswei-          sen    empfehlen sich     insbesondere    für     Chroni-          Kupfer-Stabllegierungen,    in denen der     Chrom-          gPhalt    demjenigen der     bekannten        Chrom-          Nicl#.el-Stä.lrle    analog ist.

   Bei     einer    Zunahme  des Chromgehaltes von 10 auf 15 % oder von  <B>1-7</B> auf 19 % nimmt die Korrosionsbeständig  keit     progressiv    zu.     Aus        Gründen    der Wirt  schaftlichkeit liegt jedoch die obere Grenze       de,s        Chromgehaltes    bei 20 bis     '25%,    obschon  auch     Chrommengen    bis zu     3(1%    verwendet  werden können.  



  Der     minimale.        Kupfergelia.lt    liegt     hei     etwa 5 bis<B>6%,</B>     vorzwgsweise    nicht     niedriger     als 7 bis 8 %. Am günstigsten hat sich ein       Kupfergehalt    von 8 bis     10%    erwiesen. Der       Kupfergehalt    kann bis auf 20 % ansteigen.

    Eine starke     Erliöliung    ,des     Kupfergehaltes    er-         bülit    die     Duktilität    auf     Kosten    -der     Korro-          sion@sbeständigkeit.    In     Legierungen,    die kalt  gezogen werden sollen,     können    15 bis 24) %     ii     enthalten sein.  



  Der     Rrest    der Legierung     besteht    meist  zur     Ha@upt@sache        aus    Eisen. Die     Legierung     kann aber auch noch     kleine.        Mengen        Wolf-          rain,        Dlolylidän    oder     Niob    enthalten. Der       Clelialt;    an     Molybdän    oder     Wolfram    kann bis       ,)%,    derjenige an N     iob    bis zu 1 %     betragen.     



  Der     Kohlenstoffgehalt        sollte    möglichst  niedrig     sein.    Durch Verzicht auf     einen    Teil  der     Rostbeständigkeit    kann     eine        solimiedbare          L;@gierung    mit<B>C</B> erhalten werden, doch  ist der Kohlenstoffgehalt     vorteilhafterweise          unter        0,121%    zu wählen.  



       Kupfer-chromlegierte    Legierungen, die  wie oben beschrieben behandelt wurden und       15%    oder weniger Chrom enthalten, sind       lufterhürtend,    während solche     finit    höherem       Chronige@halt    als<B>15%</B> nicht lufterhärtend  sind.  



       I),ie        erfili@dungsigemä        ssen        Kupfer-Chrom-          Stahllegierungen        sind        .sehr        duktil,    haben eine  hohe     Zugfestigkeit    und eine     beträchtliche          Korrosionsfestigk < -it.    Sie stellen     rostfreie              Stahle        mit        ;

  ähnlichen        tigenschaften    wie       Chrom-Nickel,Stähle        dar    und haben in     der          Regel        auch.        einen:        ähnlichen        Kohlenstoff-          gehalt,        @d.    h.<B>0,05</B> bis, 0,1 %     Kohlenstoff.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Leicht bearbeitbare und rostbesständig-e Staahllegierung mit einem Gehalt an 5 bis 2,0,",' Cu und 10 bis 30 % Cr, wobei,der Rest mindestens zum .grössten Teil aus Eisen und einem bis 0"31% bestellt, dadurch gekennzeichnet,

   idess die Legierung infolge rascher <B>Ab-</B> kühlung eine feine palyedrische Kristall Struktur aufweist. II. Verfahren zur Herstellung einer Stahl- Legierung nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass man eine Stahllegierung,

   idie 5 biss 2i0% Cu, 10 bis 30% Cr und einen Rest, der mindestens zum grössten Teil aus Eisen und einem Kohlenstoffgehalt bis 0;

   3 % besteht, so rasch abkühlt, @dass,diese eine feine poly- edrische Kristallstruktur erhält.

   UNTEItANSPRÜCIM : 1. Verfahren nach Pätentanspruch II, @da- ,durchgekennzeichnet, @dass. die Legierung in. eine Kokille gegoseen wind. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Legierung nach tder raschen Abkühlung bei Tempe- raturen zwischen <B>750'</B> und <B>970'</B> C an- gelassen wird. 3. Verfahren ;

   nach Patentanspruch II, da durch @gikennzeichnet, @dass- man. ,die Le- gie=sg mach der raschen Abkühlung durch Erwärmen auf 750 Bise 9,70 C an lässt,

   absschneekt und hernach einer weiteren. Wärmebehsndlung unterwirft. 4.

   Verfahren nach Patentauspruch II, ida- ,durch gekennzeichnet, @dass man -die Le gierung nach der raschen Abkühlung durch Erwärmen auf 7.5:

   0 bis <B>970'</B> C' an lässt, am, sder Luft abkühlen lässt und her nach einer weiteren Wärmebehandlung unterwirft.