CH242664A - Hot tool that is exposed to the action of hot workpieces. - Google Patents

Hot tool that is exposed to the action of hot workpieces.

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Publication number
CH242664A
CH242664A CH242664DA CH242664A CH 242664 A CH242664 A CH 242664A CH 242664D A CH242664D A CH 242664DA CH 242664 A CH242664 A CH 242664A
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CH
Switzerland
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sep
hot
exposed
action
steels
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German (de)
Inventor
Aktiengesellschaft Stahlwerke
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Schoeller Bleckmann Stahlwerke
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium

Description

  

      Warmwerkzeug,    das der     Einwirkung    heisser Werkstücke ausgesetzt ist.    Zur Herstellung von     Warmwerkzeugen,     die infolge     Einwirkung    heisser Werkstücke  bei höheren     Temperaturen    arbeiten und daher  hohe     Anlassbeständigkeit    besitzen sollen,     wie     z.

   B. von     Warmgesenken,        Walzdornen,        Spritz-          gussmatritzen    usw., wurden     bisher    vorzugs  weise     Chrom-Wolfram-Stähle    mit     etwa    0;25  bis 0,35 % Kohlenstoff, 2 bis     3%    Chrom, 8:  bis     10,%    Wolfram und bis zu     0;50%        Vana-          dium    verwendet.

   Ein bekannter Stahl dieser  Art mit etwa     0,28%        Kohlenstoff,    2,70  Chrom, 8,50% Wolfram und     0-,20%        Vana-          d>ium    ergibt bei einer     Anlasstemperatur    von  450 C     etwa    165     kg/mm@,    bei 550 C etwa  1.55     kg/km2    und bei 600  C etwa 145     kg/mm2     Festigkeit. .  



  Für     Maschinenteile,    die. bei erhöhter Tem  peratur arbeiten und . starken Temperatur  schwankungen ausgesetzt     sind,        wurden    auch  schon     Stähle    empfohlen, die     bis    zu 0,3  Kohlenstoff, mehr als     .:etwa        2,10'%    Chrom,  sowie als weiteres Element, das     eine-    Erhö  hung der Streckgrenze hervorruft und das    Auftreten der     Anlasssprödigkeit        verhindert,     über     0,15    %     Molybdän    oder     0;

  30    % Wolfram  enthalten und zur Weitererhöhung der Streck  grenze bis zu 0,40%     Vanadium    sowie zur  Verbesserung anderer Eigenschaften noch bis  zu 2     %    Nickel     aufiveisen''können.     



  Auch war es     bekannt,    zur Herstellung von       Ventilen    für     Verbrennungsmot*ren,    -Schmiede  gesenken,     Gussformen    und sonstigen Warm  arbeitsgegenständen, Stähle     mit    2 bis 7  Wolfram     oderMolybdän        (vorzugsweiseWolf-          räm),    0,2 bis 5 % Kobalt, 2 bis 8 % Chrom  und 0,2 bis 1,5 % Kohlenstoff zu verwenden.  



  Ferner wurden für Gegenstände, die in  einem strömenden Medium arbeiten, wie z. B.  Schiffspropeller,     Schaufeln    für Dampf-     oder          Wasserturbinen,    bereits Stähle mit 0,1 bis  0,5 % Kohlenstoff und 3 bis 20 % Chrom vor  geschlagen, die ausserdem noch bis zu 2  Nickel und bis zu 1 %     Mölybdän,        Vanadium     oder Wolfram, einzeln oder gemischt, enthal  ten     können.    Diesem Vorschlag war jedoch  über eine vorteilhafte Verwendbarkeit solcher      Stähle für Warmwerkzeuge nichts zu ent  nehmen.  



  Die     Erfindung    bezweckt     nun,    Warmwerk  zeuge, die der     Einwirkung        heisser    Werkstücke  ausgesetzt     sind,    aus Stählen zu schaffen, die       keines    der     devisenbelastenden    Elemente Wolf  ram,     Molybdän    oder Kobalt     aufweisen    müs  sen und liegt     darin,    dass diese Warmwerk  zeuge aus     ,Stählen    bestehen,     die    0,30     bis     1,20% Kohlenstoff; 2,0 bis. 14,0 % Chrom  und 0,50 bis 2,00%     Vänadium    enthalten.  



  Es hat .sich nämlich- wider Erwarten ge  zeigt, dass     die        Anlassbeständigkeit    der Chrom-    V     anadium-Stähle,    aus welchen die erfin  dungsgemässen Warmwerkzeuge hergestellt  sind, jene des     vorerwähnten        Chrom-,Wolfram-          Stahles    bei     Anlasstemperaturen        zwischen    450       und   <B>550'C</B>     nicht    nur erreichen,

   sondern sie  sogar erheblich     übertreffen        kann    und selbst  bei     einer        Anlasstemperatur    von 600 C die  Festigkeit noch über 120     bis    150     kg/mm'    be  tragen kann.  



  Die     Anlassbeständigkeit        einiger    dieser       Chrom-Vanadium-Stähle    geht     im.    Vergleich  zum     vorangeführten    Chrom     Wolfram=Stahl     aus     folgenden    Beispielen hervor:

    
EMI0002.0038     
  
    Stabl <SEP> er
<tb>  Nr. <SEP> Prozent
<tb>  1 <SEP> 0,28 <SEP> 2,70 <SEP> 8,50 <SEP> 0,20
<tb>  2 <SEP> 0,40 <SEP> 8,71 <SEP> - <SEP> 0,65
<tb>  3 <SEP> 0;47 <SEP> 9,89 <SEP> - <SEP> 0,64
<tb>  4 <SEP> 0,53 <SEP> 3,5<B>1</B> <SEP> - <SEP> 0,84
<tb>  5 <SEP> 0,57 <SEP> 6;30 <SEP> - <SEP> 0,84
<tb>  6 <SEP> 0,70 <SEP> 3,20 <SEP> - <SEP> 1,35
<tb>  7 <SEP> 0,71 <SEP> 10,06 <SEP> - <SEP> 1,53
<tb>  8 <SEP> 1,01 <SEP> 3,33 <SEP> - <SEP> 2,00
<tb>  9 <SEP> 0.196 <SEP> 1052 <SEP> - <SEP> 1;

  98     
EMI0002.0039     
  
    Stahl <SEP> Härte- <SEP> Festigkeit <SEP> kg/mm' <SEP> bei <SEP> einer <SEP> Anlasstemperatur <SEP> von
<tb>  Nr. <SEP> temperatur <SEP> 450  <SEP> C <SEP> I <SEP> <B>500 </B> <SEP> C <SEP> I <SEP> 550  <SEP> C <SEP> I <SEP> <B><U>60000</U></B>
<tb>  1 <SEP> 1100  <SEP> C <SEP> 165 <SEP> 160 <SEP> 155 <SEP> 145
<tb>  21000  <SEP> C <SEP> 165 <SEP> 165 <SEP> 135 <SEP> 125
<tb>  3 <SEP> 1020  <SEP> C <SEP> 180 <SEP> 180 <SEP> 145 <SEP> 125
<tb>  4 <SEP> 1'02011 <SEP> C <SEP> 165 <SEP> 165 <SEP> 165 <SEP> 150
<tb>  5 <SEP> 102011 <SEP> C <SEP> 195 <SEP> 185 <SEP> 165 <SEP> 125
<tb>  6 <SEP> 1020  <SEP> C <SEP> 185 <SEP> 185 <SEP> 170 <SEP> 145
<tb>  7 <SEP> 1070  <SEP> C <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 165 <SEP> 125
<tb>  8 <SEP> 950  <SEP> C <SEP> 185 <SEP> 180 <SEP> 165 <SEP> 7.35
<tb>  9 <SEP> 1070  <SEP> C <SEP> 210 <SEP> 210 <SEP> 175 <SEP> 130       

  Nun war es zwar an sich bekannt, dass     die          Anlassbeständigkeit    von     Stählen    durch Zu  satz von     Vanadium    erhöht werden kann.     Eine     so hohe     Anlassbeständigkeit    war aber gerade  bei     erfindungsgemässen        Warmwerkzeugen    aus       wolfram-,        molybdän-    und     kobaltfreien        Chrom-          V        anadium-Stählen    nicht zu erwarten,

   zumal    die bekannten     Warmarbeitsstähle    nur bis zu       (1,5    %     Vanadium    enthalten.  



  Warmwerkzeuge gemäss der     Erfindung     sind leicht schmiedbar und im geglühten Zu  stand gut     bearbeitb_ar:'Üm    bei den Stählen  dieser     Warmwerkzeuge        eine    Verarmung der       Grundmasse    an Kohlenstoff zu vermeiden, er-      scheint es     zweckmässig,    mit steigendem     Vana-          diumgehalt    auch den     Kohlenstoffgehalt    in  nerhalb der angegebenen Grenzen zu erhöhen.



      Hot tool that is exposed to the action of hot workpieces. For the production of hot tools that work at higher temperatures as a result of the action of hot workpieces and should therefore have high tempering resistance, such as.

   B. from hot dies, roll mandrels, injection molding matrices, etc., were previously preferred as chrome-tungsten steels with about 0.25 to 0.35% carbon, 2 to 3% chromium, 8: to 10,% tungsten and up to 0; 50% vanadium used.

   A known steel of this type with about 0.28% carbon, 2.70 chromium, 8.50% tungsten and 0-20% vanadium yields about 165 kg / mm @ at a tempering temperature of 450 ° C. at 550 ° C about 1.55 kg / km2 and at 600 C about 145 kg / mm2 strength. .



  For machine parts that. work at a higher temperature and. are exposed to strong temperature fluctuations, steels have also been recommended that contain up to 0.3 carbon, more than.: about 2.10% chromium, and as a further element that causes an increase in the yield point and the occurrence of temper brittleness prevents over 0.15% molybdenum or 0;

  30% tungsten and can contain up to 0.40% vanadium to further increase the yield point and up to 2% nickel to improve other properties.



  It was also known to manufacture valves for internal combustion engines, forges, casting molds and other hot work items, steels with 2 to 7 tungsten or molybdenum (preferably tungsten), 0.2 to 5% cobalt, 2 to 8% chromium and 0.2 to 1.5% carbon to be used.



  Furthermore, for objects that work in a flowing medium, such as. B. ship propellers, blades for steam or water turbines, steels with 0.1 to 0.5% carbon and 3 to 20% chromium have already been proposed, which also contain up to 2 nickel and up to 1% Mölybdenum, vanadium or tungsten, individually or mixed. However, nothing was to be taken from this proposal about the advantageous use of such steels for hot tools.



  The aim of the invention is to create hot tools that are exposed to the action of hot workpieces from steels that do not have to have any of the elements that are harmful to foreign exchange, tungsten, molybdenum or cobalt , 30 to 1.20% carbon; 2.0 to. Contains 14.0% chromium and 0.50 to 2.00% vanadium.



  It has been shown, contrary to expectations, that the tempering resistance of the chromium-vanadium steels from which the hot tools according to the invention are made is that of the aforementioned chromium and tungsten steel at tempering temperatures between 450 and 550 ' C </B> not only achieve

   but it can even exceed it considerably and even at a tempering temperature of 600 C the strength can still carry over 120 to 150 kg / mm 'be.



  The tempering resistance of some of these chrome-vanadium steels is in the. Comparison to the above mentioned chromium tungsten = steel from the following examples:

    
EMI0002.0038
  
    Stabl <SEP> er
<tb> No. <SEP> percent
<tb> 1 <SEP> 0.28 <SEP> 2.70 <SEP> 8.50 <SEP> 0.20
<tb> 2 <SEP> 0.40 <SEP> 8.71 <SEP> - <SEP> 0.65
<tb> 3 <SEP> 0; 47 <SEP> 9.89 <SEP> - <SEP> 0.64
<tb> 4 <SEP> 0.53 <SEP> 3.5 <B> 1 </B> <SEP> - <SEP> 0.84
<tb> 5 <SEP> 0.57 <SEP> 6; 30 <SEP> - <SEP> 0.84
<tb> 6 <SEP> 0.70 <SEP> 3.20 <SEP> - <SEP> 1.35
<tb> 7 <SEP> 0.71 <SEP> 10.06 <SEP> - <SEP> 1.53
<tb> 8 <SEP> 1.01 <SEP> 3.33 <SEP> - <SEP> 2.00
<tb> 9 <SEP> 0.196 <SEP> 1052 <SEP> - <SEP> 1;

  98
EMI0002.0039
  
    Steel <SEP> hardness <SEP> strength <SEP> kg / mm '<SEP> at <SEP> a <SEP> tempering temperature <SEP> of
<tb> No. <SEP> temperature <SEP> 450 <SEP> C <SEP> I <SEP> <B> 500 </B> <SEP> C <SEP> I <SEP> 550 <SEP> C <SEP > I <SEP> <B><U>60000</U> </B>
<tb> 1 <SEP> 1100 <SEP> C <SEP> 165 <SEP> 160 <SEP> 155 <SEP> 145
<tb> 21000 <SEP> C <SEP> 165 <SEP> 165 <SEP> 135 <SEP> 125
<tb> 3 <SEP> 1020 <SEP> C <SEP> 180 <SEP> 180 <SEP> 145 <SEP> 125
<tb> 4 <SEP> 1'02011 <SEP> C <SEP> 165 <SEP> 165 <SEP> 165 <SEP> 150
<tb> 5 <SEP> 102011 <SEP> C <SEP> 195 <SEP> 185 <SEP> 165 <SEP> 125
<tb> 6 <SEP> 1020 <SEP> C <SEP> 185 <SEP> 185 <SEP> 170 <SEP> 145
<tb> 7 <SEP> 1070 <SEP> C <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 165 <SEP> 125
<tb> 8 <SEP> 950 <SEP> C <SEP> 185 <SEP> 180 <SEP> 165 <SEP> 7.35
<tb> 9 <SEP> 1070 <SEP> C <SEP> 210 <SEP> 210 <SEP> 175 <SEP> 130

  Now it was known per se that the tempering resistance of steels can be increased by adding vanadium. Such a high tempering resistance was not to be expected, especially with hot tools according to the invention made of tungsten, molybdenum and cobalt-free chromium-vanadium steels

   especially since the known hot-work steels only contain up to (1.5% vanadium.



  Hot tools according to the invention are easy to forge and can be easily machined in the annealed state: To avoid a depletion of the basic mass of carbon in the steels of these hot tools, it seems expedient to keep the carbon content within the specified limits as the vanadium content increases to increase.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Warmwerkzeug, das der Einwirkung hei sser Werkstücke ausgesetzt ist, dadurch ge- kennzeichnet, dass es aus einem Stahl besteht, der 0,30 bis 1,20/11o1' Kohlenstoff, 2,0 bis 14,0 % Chrom, 0,50 bis 2,00% Vanadium enthält. PATENT CLAIM: Hot tool that is exposed to the action of hot workpieces, characterized in that it consists of a steel containing 0.30 to 1.20 / 11o1 'carbon, 2.0 to 14.0% chromium, 0, Contains 50 to 2.00% vanadium.
CH242664D 1943-01-14 1943-01-14 Hot tool that is exposed to the action of hot workpieces. CH242664A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3525905A1 (en) * 1984-07-21 1986-01-30 Kanto Special Steel Works Ltd., Fujisawa, Kanagawa Steel for roller sheaths for continuous aluminium-casting units

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3525905A1 (en) * 1984-07-21 1986-01-30 Kanto Special Steel Works Ltd., Fujisawa, Kanagawa Steel for roller sheaths for continuous aluminium-casting units

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