CH648350A5

CH648350A5 - Verfahren zum isothermen bainitisieren von werkstuecken aus eisenwerkstoffen.

Info

Publication number: CH648350A5
Application number: CH7726/81A
Authority: CH
Inventors: Wilhelm Hauke; Klaus Hornung
Original assignee: Fischer Ag Georg
Priority date: 1981-12-03
Filing date: 1981-12-03
Publication date: 1985-03-15
Also published as: IT1153659B; IT8224385A0; IT8224385A1; BR8208004A; EP0095470A1; WO1983001959A1; CA1210672A

Description

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum isothermen Bainitisieren von Werkstücken aus Eisenwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke nach erfolgter Austenitisierung in einem Zwischenkühlungsbad abgekühlt werden, so dass sie an der Perlitnase des Zeit-Temperatur-Umwandlungsdiagrammes im Austenitbereich vorbei geführt und anschliessend auf Bainitisierungstemperatur gebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bainitisierungstemperatur mindestens gleich ist wie die vom Zwischenkühlungsbad.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bainitisierungstemperatur höher ist als die vom Zwischenkühlungsbad.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zwischenkühlung verdampfende Abkühlmedien z.B. 01, Luft, Metalle verwendet werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nicht verdampfende Abkühlmedien z.B. Salze, Metalle verwendet werden.

6. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, für Werkstücke, die ohne Zwischenkühlung voll perlitisch anfallen würden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum isothermen Bainitisieren von Werkstücken aus Eisenwerkstoffen. Dabei handelt es sich um Werkstücke die durch ihre zu geringe Abkühlungsgeschwindigkeit über den Querschnitt voll perlitisch anfallen würden.

Die bisher bekannten Bainit-Vergütungsverfahren richten sich nach einer kritischen Abkühlungsgeschwindigkeit, die aus dem Temperaturgradienten zwischen Austenitisierungsund Abkühlbad und dem Werkstückdurchmesser resultiert.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Bainit-Vergütungsverfahren vorzuschlagen, bei dem für dickwandige Werkstücke die Abkühlungsgeschwindigkeit so erhöht wird, dass die Perlitumwandlung vermieden werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Lehre des Anspruches 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Betrachtet man ein Werkstück mit geringer Wanddicke beim Eintauchen in ein Bainitisierungsbad, so wird der Werkstoff in der Aussenschicht rasch auf die Temperatur des Bades abgekühlt. Der Kern wird infolge des geringen Weges, den die Wärme zur Oberfläche zurückzulegen hat und infolge des günstigen Verhältnisses von Abkühlfläche zur Gesamtmasse des Werkstückes ebenfalls schnell auf die Bainitisie rungstemperatur kommen (Fig. 1).

Beide in der Fig. 1 dargestellten Abkühlkurven bleiben bis zur Erreichung der Badtemperatur im austenitischen Bereich.

Entsprechend erhält man nach der Umwandlung über den gesamten Querschnitt Bainit. Die Abkühlkurve 1 stellt die Abkühlung des Kernes dar während die Abkühlkurve 2 die Abkühlung der Aussenschicht veranschaulicht.

Anders verhält es sich bei Werkstücken bei denen infolge der Wandstärkenverhältnisse, die Abkühlung durch die Perlitnase verläuft. Hier kühlen infolge des grösseren Wärmevolumens Aussenschicht und Kern so langsam ab, dass statt Bainit, perlitisches Gefüge erzeugt wird (Fig. 2).

Der Kern wird wegen der geringen Wärmeableitung erheblich langsamer abkühlen als dies bei dünnwandigen Stücken der Fall ist, so dass die Abkühlkurve den Perlitbereich durchläuft.

Es wird nun vorgeschlagen, dickwandige Werkstücke vor dem Einstellen auf Bainitisierungstemperatur in ein Zwischenkühlungsbad zu tauchen, dessen Temperatur unter der Temperatur liegt, bei der sich das Bainitgefüge bildet (Fig. 3).

Die Temperatur des Zwischenkühlungsbades wird der jeweiligen massgebenden Wanddicke des Werkstückes angepasst.

In diesem Bad wird das Werkstück so rasch abgekühlt, dass es mindestens teilweise an der Perlitnase vorbeigeführt wird, und danach zur Umwandlung des Gefüges auf Bainitisierungstemperatur übergeführt wird.

Durch dieses Verfahren können die Abkühlgeschwindigkeiten so gesteuert werden, dass auch dickere Wandstärken zumindest in den Randzonen keine Perlitumwandlung durchlaufen.

Daraus ergibt sich nach erfolgter Umwandlung mindestens teilweise über den Querschnitt des Werkstückes das gewünschte bainitische Gefüge mit den bekannten vorteilhaften mechanischen Eigenschaften.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum isothermen Bainitisieren von Werkstücken aus Eisenwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke nach erfolgter Austenitisierung in einem Zwischenkühlungsbad abgekühlt werden, so dass sie an der Perlitnase des Zeit-Temperatur-Umwandlungsdiagrammes im Austenitbereich vorbei geführt und anschliessend auf Bainitisierungstemperatur gebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bainitisierungstemperatur mindestens gleich ist wie die vom Zwischenkühlungsbad.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bainitisierungstemperatur höher ist als die vom Zwischenkühlungsbad.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zwischenkühlung verdampfende Abkühlmedien z.B. 01, Luft, Metalle verwendet werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nicht verdampfende Abkühlmedien z.B. Salze, Metalle verwendet werden.
6. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, für Werkstücke, die ohne Zwischenkühlung voll perlitisch anfallen würden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum isothermen Bainitisieren von Werkstücken aus Eisenwerkstoffen. Dabei handelt es sich um Werkstücke die durch ihre zu geringe Abkühlungsgeschwindigkeit über den Querschnitt voll perlitisch anfallen würden.

Die bisher bekannten Bainit-Vergütungsverfahren richten sich nach einer kritischen Abkühlungsgeschwindigkeit, die aus dem Temperaturgradienten zwischen Austenitisierungsund Abkühlbad und dem Werkstückdurchmesser resultiert.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Bainit-Vergütungsverfahren vorzuschlagen, bei dem für dickwandige Werkstücke die Abkühlungsgeschwindigkeit so erhöht wird, dass die Perlitumwandlung vermieden werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Lehre des Anspruches 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Betrachtet man ein Werkstück mit geringer Wanddicke beim Eintauchen in ein Bainitisierungsbad, so wird der Werkstoff in der Aussenschicht rasch auf die Temperatur des Bades abgekühlt. Der Kern wird infolge des geringen Weges, den die Wärme zur Oberfläche zurückzulegen hat und infolge des günstigen Verhältnisses von Abkühlfläche zur Gesamtmasse des Werkstückes ebenfalls schnell auf die Bainitisie rungstemperatur kommen (Fig. 1).

Beide in der Fig. 1 dargestellten Abkühlkurven bleiben bis zur Erreichung der Badtemperatur im austenitischen Bereich.

Entsprechend erhält man nach der Umwandlung über den gesamten Querschnitt Bainit. Die Abkühlkurve 1 stellt die Abkühlung des Kernes dar während die Abkühlkurve 2 die Abkühlung der Aussenschicht veranschaulicht.

Anders verhält es sich bei Werkstücken bei denen infolge der Wandstärkenverhältnisse, die Abkühlung durch die Perlitnase verläuft. Hier kühlen infolge des grösseren Wärmevolumens Aussenschicht und Kern so langsam ab, dass statt Bainit, perlitisches Gefüge erzeugt wird (Fig. 2).

Der Kern wird wegen der geringen Wärmeableitung erheblich langsamer abkühlen als dies bei dünnwandigen Stücken der Fall ist, so dass die Abkühlkurve den Perlitbereich durchläuft.

Es wird nun vorgeschlagen, dickwandige Werkstücke vor dem Einstellen auf Bainitisierungstemperatur in ein Zwischenkühlungsbad zu tauchen, dessen Temperatur unter der Temperatur liegt, bei der sich das Bainitgefüge bildet (Fig. 3).

Die Temperatur des Zwischenkühlungsbades wird der jeweiligen massgebenden Wanddicke des Werkstückes angepasst.

In diesem Bad wird das Werkstück so rasch abgekühlt, dass es mindestens teilweise an der Perlitnase vorbeigeführt wird, und danach zur Umwandlung des Gefüges auf Bainitisierungstemperatur übergeführt wird.

Durch dieses Verfahren können die Abkühlgeschwindigkeiten so gesteuert werden, dass auch dickere Wandstärken zumindest in den Randzonen keine Perlitumwandlung durchlaufen.

Daraus ergibt sich nach erfolgter Umwandlung mindestens teilweise über den Querschnitt des Werkstückes das gewünschte bainitische Gefüge mit den bekannten vorteilhaften mechanischen Eigenschaften. **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.