DE1023782B - Verfahren zur Herstellung geschichteter Verbundwerkstoffe - Google Patents

Verfahren zur Herstellung geschichteter Verbundwerkstoffe

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Publication number
DE1023782B
DE1023782B DEB20192A DEB0020192A DE1023782B DE 1023782 B DE1023782 B DE 1023782B DE B20192 A DEB20192 A DE B20192A DE B0020192 A DEB0020192 A DE B0020192A DE 1023782 B DE1023782 B DE 1023782B
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DE
Germany
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steels
manganese
chromium
deformation
making layered
Prior art date
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Pending
Application number
DEB20192A
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English (en)
Inventor
Dr Karl Swoboda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gebrueder Boehler and Co AG
Original Assignee
Gebrueder Boehler and Co AG
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Publication date
Application filed by Gebrueder Boehler and Co AG filed Critical Gebrueder Boehler and Co AG
Publication of DE1023782B publication Critical patent/DE1023782B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/011Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of iron alloys or steels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B11/00Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/02Continuous feeding or discharging; Control arrangements therefor

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung geschichteter Verbundwerkstoffe Für viele Verwendungszwecke wäre es wünschenswert, über Werkstoffe zu verfügen, welche die Eigenschaften sehr verschieden legierter Stähle in sich vereinigen und damit Anforderungen genügen, die ein einzelner Werkstoff nicht zu erfüllen vermag. Eine wenn auch nur unvollständige, in vielen Fällen aber ausreichende Lösung dieses Problems stellen die geschichteten Verbundwerkstoffe dar, die wenigstens ein Nebeneinander sehr verschiedener Werkstoffeigenschaften in einem Werkstück ermöglichen.
  • Die zahlreichen, zur Herstellung von Verbundwerkstoffen aus Stählen üblichen Verfahren kann man in drei Gruppen einteilen: 1. Unmittelbare Verbindung im festen Zustand im Temperaturbereich der Warmformgebung. Diese Verbindung kann während einer Verformung oder verformungslos erfolgen.
  • 2. Mittelbare Verbindung im festen Zustand unter Verwendung einer metallischen Zwischenschicht als Lötmittel.
  • 3. Unmittelbare Verbindung eines flüssigen Stahles mit einem festen. Dies kann durch Angießen an einen festen Stahl oder durch Schweißen erfolgen.
  • Ferner gibt es Verfahren, die sich nicht eindeutig einer der genannten Gruppen zuordnen lassen. Hierher gehört z. B. das Arbeiten im teigigen Zustand, im Temperaturbereich zwischen Liquidus- und Soliduslinie, ein Verfahren also, das zwischen die Gruppen 1 und 3 eingeordnet werden müßte; oder die Herstellung von Auftragsschweißen mit einer ebenfalls aufgeschweißten Zwischenschicht. Dieses Verfahren wäre den Gruppen 2 und 3 zuzuordnen. Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Verbundwerkstoffen aus verschieden legierten Stählen durch unmittelbare Verbindung im festen Zustand, so daß also nur Verfahren der Gruppe 1 in Betracht kommen, wobei innerhalb dieser Gruppe jedes beliebige Verfahren angewendet werden kann. Das technologische Herstellungsverfahren gehört also nicht zum Gegenstand der Erfindung.
  • Aus zahlreichen, teilweise bekannten Versuchen und Verarbeitungsverfahren geht hervor, daß sich auch sehr verschieden legierte Stähle im festen Zustand unabhängig von ihrer chemischen Zusammensetzung miteinander in einem geeigneten Temperaturbereich verbinden, wenn sie mit metallisch blanken Oberflächen zu einem satten Aufliegen aufeinandergebracht werden. Um die dazu notwendige innige Berührung zu erreichen, genügen bedeutend kleinere Drücke, als zu einer gleichzeitigen Verformung im Sinne einer Warmformgebung notwendig wären. Es kann eine solche Verbindung also auch »verformungslos « erfolgen; es genügt die innige Berührung bei einer Temperatur, welche eine Diffusion zwischen den zu verbindenden Stählen ermöglicht. Durch diese Diffusion ergibt sich aber eine in ihrer chemischen Zusammensetzung keineswegs einheitliche, auf jeden Fall aber zwischen den Zusammensetzungen der beiden zu verbindenden Stähle liegende Übergangszone, deren Eigenschaften für den technischen Wert der hergestellten Verbindung von entscheidendem Einfluß sind. Ist diese Übergangszone teilweise oder zur Gänze spröd, z. B. durch das Auftreten eines martensitischen Gebietes, wird der hergestellte Verbundwerkstoff Beanspruchungen nicht gewachsen sein und sich daher schlecht oder gar nicht verarbeiten lassen.
  • Hinsichtlich der Werkstoffauswahl sind bereits zahlreiche Vorschläge zur Herstellung geschichteter Verbundwerkstoffe gemacht worden. Meist handelte es sich dabei um unlegierte Stähle als Grundwerkstoff und um Sonderstähle als Plattierungswerkstoff. Auch das Plattieren von unlegierten oder schwach legierten Stählen mit austenitischen Manganstählen wurde bereits vorgeschlagen. Bei diesen Verbundwerkstoffen wird im Übergangsgebiet zwischen Grundwerkstoff und Plattierungswerkstoff der Mangangehalt der austenitischen Stähle infolge der sich abspielenden Diffusionsvorgänge erniedrigt, wodurch spröde, martensitische Zonen auftreten. Solche Werkstoffe zeigen insbesondere bei stärkeren Beanspruchungen ein Ausbrechen an der Übergangsstelle.
  • Nach einem bekannten, zur Gruppe 2 gehörenden Verfahren werden für die Herstellung von Verbundkörpern aus Eisen- und Stahllegierungen manganhaltige, insbesondere auch aus Mangan und Eisen bestehende Lötmittel in Blechform, Pulverform oder in Form von Granalien mit oder ohne Flußmittelzusatz verwendet, und die Lötung wird insbesondere dann, wenn eine Weiterverarbeitung durch Walzen, Schmieden od. dgl. in Betracht kommt, unter Anwendung von Hitze und Druck durchgeführt.
  • Erfindungsgemäß kann nun auf eine Lötung vor der Warmformgebung dann verzichtet werden, wenn zum Plattieren mit austenitischen Manganstählen chromlegierte Stähle mit mindestens 8% Chrom Verwendung finden. In diesen Fällen kann die Herstellung der Verbundwerkstoffe durch unmittelbare Verbindung im Temperaturbereich der Warmformgebung ohne Anwendung eines Lötmittels gleichzeitig mit einer Verformung oder verformungsfrei erfolgen.
  • Nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Werkstoffe zeigen überraschenderweise keine martensitischen Zonen, obwohl das Auftreten von Martensit auf Grund des Verhaltens von Chrom-Mangan-Stahllegierungen gleicher chemischer Zusammensetzungen, wie sie als Folge der sich abspielenden Diffusionsvorgänge im Übergangsgebiet vorliegen können, zu erwarten gewesen wäre. Die beobachtete Eignung der chromlegierten Stähle mit mindestens 80/o Chrom zum Plattieren mit austenitischen Manganstählen wird nicht durch weitere Legierungselemente, und zwar weder durch Austenitbildner noch durch Ferritbildner gestört. Wenn jedoch in der Übergangszone ein Kohlenstoffgehalt von mindestens 0,5% möglich ist, dürfen die Ferritbildner einzeln oder gemeinsam nur in Konzentrationen von höchstens 100/o vorliegen.
  • Bei Beachtung dieser legierungstechnischen Maßnahmen werden bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen aus austenitischen Manganstählen und anderen hochlegierten Stählen durch unmittelbare Verbindung im festen Zustand mit Sicherheit martensitfreie Übergangszonen erzielt. Die Herstellung dieser Werkstoffe erfolgt im Temperaturbereich der Warmformgebung, vorzugsweise zwischen 900 und 1150° C, wobei zur Verhinderung der Oxydation der zu verbindenden metallisch blanken Flächen die üblichen Schutzmaßnahmen getroffen werden müssen.
  • Ausführungsbeispiel Ein geschichteter Verbundwerkstoff aus Hartmanganstahl und einem Chromstahl mit 20/o C und 130/o Cr kann von 1000° C in Öl gehärtet werden und stellt dann eine Verbindung von höchster Härte mit den bekannten Zähigkeitseigenschaften des austenitischen Manganstahles dar. Der Chromstahl hat nach dieser Behandlung eine Härte von 62 bis 66 RC, während gleichzeitig der Manganatahl weich bleibt. Seine Brinellhärte beträgt 210 bis 230 BE. Ein Auftreten von Rissen in der Übergangszone konnte bei dieser Behandlung nicht beobachtet werden. Durch ein kurzzeitiges Glühen bei Temperaturen von 800 bis 850° C und ein anschließendes Abschrecken in Wasser kann dieser Werkstoff in einen Zustand gebracht werden, in welchem seine Verarbeitung nicht schwieriger als bei üblichem Hartmanganstahl ist.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von geschichteten Verbundwerkstoffen mit Partien aus austenitisehen Manganstählen und Partien aus anderen hochlegierten Stählen durch unmittelbare Verbindung im Temperaturbereich der Warmformgebung ohne Anwendung eines Lötmittels, wobei die Bindung gleichzeitig mit einer Verformung oder verformungsfrei erfolgen kann, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 80/o Chrom enthaltende Stähle mit den --%1anganstählen verbunden werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 1,5 bis 2,50/o Kohlenstoff und 9 bis 140/o Chrom enthaltende Stähle mit den Manganstählen verbunden werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 436 401.
DEB20192A 1948-06-04 1952-04-28 Verfahren zur Herstellung geschichteter Verbundwerkstoffe Pending DE1023782B (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10710132B2 (en) 2015-09-30 2020-07-14 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Manufacture of semi-finished products and structural components with locally different material thicknesses

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB436401A (en) * 1934-06-04 1935-10-10 Frederick Felix Gordon Improvements in the manufacture of compound metal bodies

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