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Verfahren zur Wärmebehandlung und Verformung vöfx Stahl Diese Erfindung
betrifft die Verbesserung der mechanischen und physikalischen Eigenschaften von
Stahl nach einem Verfahren, das zur Kaltverformung von Stahl, z. B. Stahlstangen,
-stäben, -drähten und ähnlichen Stahlprodukten, angewendet werden kann.
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Gegenstand dieser Erfindung ist, allgemein gesprochen, ein Verfahren
zur Herstellung von Stahlprodukten mit neuen und verbesserten physikalischen und
mechanischen Eigenschaften und neuen und unterschiedlichen chemischen Oberflächeneigenschaften.
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Spezieller Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, das zur Behandlung
von Stählen solcher Art anwendbar ist, die kaltverfestigen und beim Verformen bei
erhöhter Temperatur - das zwecks Verbesserung und Veränderung physikalischer und
mechanischer Eigenschaften des Stahls vorgenommen wird - durch eine Art Ausfällung
härten (also die Erscheinung der Ausscheidungshärtung aufweisen). Damit verbunden
ist die Herstellung eines neuen und unterschiedlichen Stahlproduktes mit neuen und
verbesserten Kombinationen von physikalischen und mechanischen Eigenschaften, wie
Beständigkeit gegen Abrieb, Korrosion, Ermüdung usw.
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Einige Erfindungen gemäß älteren, hier nicht zum Stand der Technik
zählenden Vorschlägen sind auf Verfahren zur Verbesserung der physikalischen und
mechanischen Eigenschaften von Stahl nach einem Verfahren gerichtet, bei dem der
Stahl durch Ziehen durch ein Gesenk zwecks Verminderung des Querschnitts verformt
wird, während der Stahl eine Temperatur innerhalb des Bereichs von 93° C bis zu
der unteren Umwandlungstemperatur des Stahls, d. h. im allgemeinen innerhalb des
Bereichs von 93° C bis 593 bis 650° C, hat. Nach diesen Lehren hat die Temperatur
des Stahls bei der Querschnittsverminderung bei erhöhter Temperatur beträchtlichen
Einfluß auf die Verbesserungen, die die physikalischen und mechanischen Eigenschaften
des Stahls erfahren. Durch Regelung von Temperatur, chemischer Zusammensetzung,
und des Ausmaßes der Querschnittsverminderung ist es möglich, die physikalischen
und mechanischen Eigenschaften des Stahls innerhalb eines ziemlich weiten Bereichs
in bestimmter Weise einzustellen, während die Gleichmäßigkeit der physikalischen
und mechanischen Eigenschaften des Stahls von Erhitzen zu Erhitzen im Vergleich
mit heißgewalzten Stählen verbessert wird.
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Die Erfindung verfolgt nun die Ziele der älteren Vorschläge in Verbindung
mit einer Behandlung, die vor der gemäß den älteren Vorschlägen bei erhöhter Temperatur
vorzunehmenden Querschnittsverminderung durchzuführen ist; diese vorangehende Behandlung
besteht in einem Einführen von Elementen auf dem Wege der Diffusion in die Oberfläche
des Stahls bei erhöhter Temperatur. An diese Behandlung schließt sich ein Abschrecken
oder anderweitiges Abkühlen des Stahls von der Diffusionstemperatur auf Umgebungstemperatur
oder auf ungefähr diejenige Temperatur an, bei welcher der Stahl zum Zweck der erwähnten
Querschnittsverminderung unmittelbar dem Verformungsgerät (z. B. einer Preßmatrize
oder einer Ziehdüse) zugeführt wird. Das erwähnte Einführen von Elementen auf dem
Wege der Diffusion kann auch als »Diffusionsübertragung« bezeichnet werden und wird
später im Zusammenhang mit der Vorbehandlung des Stahls zwecks Härtung desselben,
z. B. durch Einsatzhärten, beschrieben, doch können statt dessen auch andere Diffusionsübertragungsverfahren
angewendet werden, z. B. Nitrieren, Cyanieren; Carbonitrieren u. dgl., um Elemente
einzuführen, die die chemische Zusammensetzung des Stahls - zumindest an den Oberflächen
- verändern.
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Der hier benutzte Ausdruck »physikalische und mechanische Eigenschaften«
soll Zugfestigkeit, Streckgrenze, Härte, Duktilität, Dehnbarkeit, Restspannung Verwerfen,
Korrosionsbeständigkeit, Abriebfestigkeit u. dgl. umfassen. Es wurde z. B. - wie
in den älteren Vorschlägen beschrieben - gefunden, daß Bearbeitbarkeit
des
Stahls und Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Streckgrenze, Proportionalitätsgrenze,
Kerbschlagfestigkeit und Härte, günstiger beeinflußt werden, wenn der Stahl zur
Verminderung des Querschnitts durch ein Gesenk gezogen wird, während er eine Temperatur
innerhalb des Bereichs von 200 bis 450° C hat. Die gleichen Vorstellungen gelten
auch für das hier beschriebene und beanspruchte Verfahren, bei dem die Querschnittsverminderung
bei erhöhter Temperatur in Verbindung mit der vorhergehenden Einsatzhärtung des
Stahls oder einer anderen Härtung durch andere bekannte Diffusionsübertragungsverfahren
angewendet wird.
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Bei den älteren Vorschlägen wird die Richtung der Verbesserungen der
physikalischen und mechanischen Eigenschaften und das Ausmaß der Verbesserungen
von jeder dieser Eigenschaften durch die Temperatur des Stahls bei der Querschnittsverminderung,
die chemische Zusammensetzung des Stahls und das Ausmaß der Querschnittsverminderung
beeinflußt. Die Abkühlungsgeschwindigkeit des Stahls nach der Querschnittsverminderung
bei erhöhter Temperatur hat sehr geringen Einfluß auf die Eigenschaften und den
Charakter des Stahls mit der Ausnahme, daß geringere Spannungen gewährleistet sind
und ein Vorwiegen von Druckspannungen in den Stählen erzeugt werden kann, wenn diese
rasch abgekühlt werden, z. B. durch Abschrecken nach der Querschnittsverminderung
bei erhöhter Temperatur, und insbesondere dann, wenn die Querschnittsverminderung
bei erhöhter Temperatur vorgenommen wird, während der Stahl eine Temperatur innerhalb
des Bereichs von 400° C bis zu der unteren Umwandlungstemperatur des Stahls hat.
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Stähle, die in der beschriebenen Weise auf die Kombination des Einführens
von Elementen auf dem Diffusionswege in die Oberfläche des Werkstoffs, z. B. durch
Einsatzhärtung, mit der Querschnittsverminderung bei erhöhter Temperatur reagieren,
können ganz allgemein als Stähle charakterisiert werden, die durch Kaltverformung
und durch eine Art Fällung (Ausscheidungshärtung) od. dgl. härten, wenn sie bei
einer Temperatur innerhalb eines Bereichs von 93° C bis zu der unteren Umwandlungstemperatur
des Stahls verarbeitet werden. Typisch für diese Klasse von Stählen sind die heißgewalzten,
nichtaustenitisehen Stähle, die ein perlitisches Gefüge in einer Grundmasse aus
freiem Ferrit haben.
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Zementierungsbehandlungen bei erhöhten Temperaturen, z. B. l000° C,
sind für Stähle zwar bekannt, jedoch wurden sie bisher nicht auf Stähle angewandt,
die die Erscheinung der Ausscheidungshärtung zeigen, wenn sie bei erhöhter Temperatur
im Bereich von .93'C bis zu der dem jeweiligen Stahl zugehörigen Umwandlungstemperatur
knetend, d. h. durch Ziehen im Querschnitt vermindert, verformt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Behandeln nichtaustenitischen Stahls,
der Perlit in einer Grundmasse aus freiem Ferrit aufweist und kalt verfestigbar
ist sowie bei Verformung zwischen etwa 93° C und der der jeweiligen Stahlzusammensetzung
zugehörigen unteren Umwandlungstemperatur Ausscheidungshärtung zeigt, ist durch
die Vereinigung folgender Stufen gekennzeichnet: a) Der Stahl wird über seinen Umwandlungsbereich
hinaus erhitzt und steht dabei mit Material zum Einführen von Elementen in seine
Oberfläche durch Diffusion in Berührung, b) der so behandelte Stahl wird abgekühlt
und anschließend c) durch knetende Verformung im Bereich zwischen etwa 93° C und
der seiner Zusammensetzung entsprechenden unteren Umwandlungstemperatur einer Ouerschnittsverminderung
unterzogen.
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Zur Ausführung der Querschnittsverminderung bei erhöhter Temperatur
kann der Stahl durch ein Verformungsgerät, z. B. ein Ziehwerkzeug, eine Preßmatrize
oder ein Walzenkaliber geführt werden, um die Verminderung seines Querschnitts zu
bewirken. Obwohl das Walzen dem Ziehen oder Pressen nicht gleichzusetzen ist, wurde
gefunden, daß viele Eigenschaften, die sich in Stählen bei der Querschnittsverminderung
bei erhöhter Temperatur entwickeln können, auch erzielt werden können, wenn die
Querschnittsverminderung bei erhöhter Temperatur durch Walzen bewirkt wird, während
der Stahl eine Temperatur im Bereich von 93° C bis zu der unteren, dem jeweiligen
Stahl zugehörigen Umwandlungstemperatur hat.
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Diese Verfahrensfolge von Einsatzhärtung mit anschließender Querschnittsverminderung
bei erhöhter Temperatur bewirkt eine einzigartige Diffusionsherabsetzung, wodurch
Stähle mit einer harten, entkohlungsfreien Oberfläche mit großer Festigkeit und
ansprechendem Aussehen in Verbindung mit einem Kern von hoher Festigkeit gebildet
werden. Die Härte dieser Oberfläche ist beträchtlich verbessert gegenüber der gleichen
Oberfläche, die nicht bei erhöhten Temperaturen verformt worden ist. Die nicht erwünschte
Erscheinung des Auftretens von Restaustenit wird ebenfalls beträchtlich herabgesetzt.
Das Verfahren kann in ununterbrochener, schneller und wirtschaftlicher Arbeitsweise
durchgeführt werden und liefert Stähle mit verbesserten Eigenschaften im Vergleich
zu üblichen, kaltgezogenen, gehärteten Stählen oder bei erhöhter Temperatur gezogenen,
gehärteten Stählen.
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Die hier gebrauchten Ausdrücke »Diffusion« und »Einsatzhärtung« sollen
ihre normale, in der Stahltechnik übliche Bedeutung haben. Diffusion kann kurz als
Bewegung von Atomen innerhalb einer Lösung bezeichnet werden. Die Bewegung erfolgt
im wesentlichen gewöhnlich in der Richtung von Bereichen hoher Konzentration zu
Bereichen niedrigerer Konzentration in dem Bestreben, die Homogenität des Systems
zu erreichen, das flüssig, gasförmig oder - wie in dem vorliegenden Fall - ein festes
Metall sein kann. Die Einsatzhärtung (Aufkohiung) ist ein Diffusions-Übertragungsverfahren,
bei dem Kohlenstoff in den Stahl eingeführt wird, indem der Stahl in innige Berührung
mit einer kohlenstoffhaltigen Substanz in Form eines Festkörpers, einer Flüssigkeit
oder eines Gases gebracht und auf eine Temperatur oberhalb des Umwandlungsbereiches
des Stahls er= hitzt und für eine ausreichende Zeitdauer bei dieser Temperatur gehalten
wird, um den Stahl in den gewünschten Zustand zu bringen. Der Einsatzhärtung folgt
gewöhnlich ein Abschrecken, um eine gehärtete äußere Schicht zu erzeugen. Das gegenseitige
Verhältnis von Zeit und Temperatur beeinflußt bekanntlich die Schichttiefe.
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Die Aufkohlung begegnet der Entkohlung des Stahls und härtet seine
Oberfläche, wodurch die Dauerfestigkeit des bei erhöhter Temperatur gezogenen Stahls
im Vergleich zu Stählen, deren Oberfläche noch entkohlt ist, beträchtlich erhöht
wird. Die Ein-
Satzhärtung erhöht die Kohlenstoffmenge an der Oberfläche
des Stahls. Die Härtung kann in verschiedenen Stufen erfolgen, je nach der Zeit
und der Temperatur der Aufkohlung. Gewöhnlich dringt sie bis in Tiefen von etwa
0,76 bis 1,52 mm vor; doch können die gewünschten Ergebnisse auch durch Querschnittsverminderung
von Stählen bei erhöhter Temperatur erzielt werden, bei denen eine Härtetiefe im
Bereich von 0,025 bis 2,54 mm erreicht wird.
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Die Behandlung nach der Einsatzhärtung kann verschieden sein. Der
Stahl kann rasch auf Raumtemperatur abgeschreckt und dann wieder auf die zur Ausführung
der Querschnittsverminderung gewünschte erhöhte Temperatur erwärmt werden. Der gehärtete
Stahl kann aber auch an der Luft auf Umgebungstemperatur abkühlen gelassen und dann
wieder auf die für die Querschnittsverminderung gewünschte erhöhte Temperatur erwärmt
werden. Der einsatzgehärtete Stahl kann auf Temperaturen oberhalb der Umgebungstemperatur
- z. B. eine Temperatur etwas unter der für die Querschnittsverminderung gewünschten
- abgeschreckt oder abkühlen gelassen werden, worauf er wieder auf die gewünschte
Temperatur erwärmt wird, oder der einsatzgehärtete Stahl kann auf die für die Querschnittsverminderung
gewünschte Temperatur abgeschreckt oder anderweitig abgekühlt werden und dann sofort
bei dieser Temperatur durch plastisches Verformen im Querschnitt vermindert werden.
Wenn auch die Querschnittsverminderung des einsatzgehärteten und abgeschreckten
Stahls bei erhöhter Temperatur innerhalb eines Temperaturbereichs von etwa 93° C
bis zu der unteren Umwandlungstemgeratur des Stahls erfolgen kann, so wird doch
diese gewünschte Querschnittsverminderung bevorzugt innerhalb eines Temperaturbereichs
von 232°C bis zu der unteren Umwandlungstemperatur des Stahls ausgeführt.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird im folgenden an der
Behandlung von zwei Stählen erläutert, die als typisch angesehen werden können.
Bei diesen Stählen handelt es sich um solche mit der Bezeichnung C-1144 und 4140
mit den folgenden (Schöpflöffel)-Analysenwerten, bei denen die Hauptbestandteile
außer Eisen angegeben sind:
| Bezeichnung Chemische Zusammensetzung (in 1/o) |
| C I Mn I P I S , Si Cr I Mo |
| C-1144 0,45 1,51 0,018 0,28 0,22 - - |
| 4140 0,43 0,88 0,018 0,020 0,26 0,86 0,18 |
Die Verfahren zur Behandlung der Stähle werden im folgenden zur Erläuterung der
Durchführung der vorliegenden Erfindung kurz beschrieben.
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Heißgewalzte handelsübliche Stahlstangen wurden durch Beizen in Schwefelsäure
entzundert und anschließend zwecks Verhinderung von Rostbildung gekalkt. Die heißgewalzten,
gebeizten und gekalkten Stangen wurden einsatzgehärtet und 12 Stunden auf etwa 870°
C erhitzt. Das so behandelte Material wurde zwecks Wärmeentzug aus dem einsatzbehandelten
Stahl in einem Salzbad auf verschiedene Temperaturen abgeschreckt und dann sofort
gezogen. Eine weitere Menge des in der angegebenen Weise vorbehandelten Materials
wurde an der Luft auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und dann in einem geeigneten
Wärmebehandlungsofen wieder auf die für die Querschnittsverminderung gewünschte
Temperatur erwärmt.
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Die Stahlstangen, die gezogen werden sollten, wurden vor dem Ziehen
geschmiert und dann durch ein Gesenk zwecks Verminderung des Querschnitts geführt.
Die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung zur Verwendung gelangenden Stahlstangen
aus dem Stahl C-1144 hatten einen Durchmesser von 15,9 mm, und die Stangen aus dem
Stahl 4140 waren ursprünglich 17,5 mm stark.
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Die Eigenschaften, für die Werte angegeben werden (s. die nachfolgenden
Tabellen), sollen ihre in der Stahltechnik übliche Bedeutung haben. Der hier gebrauchte
Ausdruck »Verwerfungsfaktor« hängt unmittelbar von den Restspannungen ab. Der Verwerfungswert
ist ein Maß für die Konzentration und die Art von Längsspannungen, die im Stahl
vorhanden sind. Die Restspannung wird mittels einer Untersuchung auf Verwerfungswerte
ermittelt, bei der die Länge des Probestücks fünfmal so groß wie sein (größter)
Durchmesser plus 5 cm ist. Die Probestücke werden diametral auf einer Länge, die
das Fünffache des Durchmessers beträgt, geschlitzt. Die Länge des Schlitzes wird
notiert und der
größte
Durchmesser senkrecht zu dem Schlitz ebenfalls. Der
Unterschied zwischen den Durchmessern vor und nach dem Schlitzen ist eine Auswirkung
vorhandener Restspannungen. Er wird als positiv bezeichnet und gibt ein Überwiegen
von Zugspannungen in dem Stahl an, wenn der Stab sich .beim Schlitzen ausdehnt.
Er wird als negativ bezeichnet und gibt ein überwiegen von Drucannungen in dem Stahl
an, wenn sich die Enden auf den .Einschnitt zu bewegen, der diametral angelegt wurde.
Die bestimmten Verwerfungswerte werden nach der folgenden Gleichung berechnet: Verwerfungsfaktor
=
i00, wobei
| Do = der ursprüngliche Durchmesser des |
| Stabes vor dem Schlitzen, |
| DF = der Durchmesserunterschied vor und |
| nach dem Schlitzen, |
| LS = die Länge des Schlitzes ist. |
In den folgenden Tabellen haben die angewandten Abkürzungen folgende Bedeutung:
| H. R. = heißgewalzt, |
| C. D. = kaltgezogen, |
| ETD = bei erhöhter Temperatur gezogen, |
| Q. (W) = in Wasser abgeschreckt, |
| Q. (O) = in Öl abgeschreckt, |
| DPN = Diamantpyramidenhärte, |
| S = Oberfläche, |
| MR = Halbradius, |
| C = Mitte. |
| Tabelle I |
| Stahl C-1144 |
| Diffusionsverfahren zum Härten |
| Abgeschreckt auf die angegebene Temperatur |
| Gezogen unter einer Querschnittsverminderung von 9,8 0/0 |
| Nach dem Ziehen an der Luft abgekühlt |
| Verweildauer Dehnung |
| Härtungs- Abschreck- Zieh- Zug- |
| im Zug- Streck- auf Ein- Härte |
| ofen- ofen- tempe- festig- |
| temperatur temperatur ofen Abschreck- ratur kraft keit grenze
35 5 mm schnürung DPN |
| Meßlänge |
| ° C ° C Sekunden ° C kg kg/m-2 kg/m-2 °/o °/o S MR i
C |
| - - - H. R. - 75,60 49,35 23,0 46,1 213 220 234 |
| - - - C. D. 4,15 84,10 78,00 13,0 27,3 213 220 234 |
| - - - ETD * 3,37 96,30 95,90 8,0 33,9 296 276 278 |
| - - - Q. (W) - 203,00 165,60 6,0 20,0 677 492 458 |
| - - - 0.(0) - 172,20 125,30 0,7 4,0 565 450 436 |
| 870 243 60 294 8,03 121,80 117,60 7,1 24,8 716 318 324 |
| 870 243 180 271 8,29 127,40 125,30 7,1 21,3 757 365 343 |
| 870 360 60 344 5,18 114,10 113,10 7,1 32,1 544 326 333 |
| 870 360 180 352 5,43 116,20 114,50 8,6 32,2 552 346 350 |
| 870 483 60 421 5,18 100,10 93,50 12,1 38,6 440 309 296 |
| 870 483 180 430 5,43 101,50 91,00 10,0 39,2 408 301 312 |
| 870 650 60 538 3,12 80,20 60,55 15,7 42,4 356 241 234 |
| 870 650 180 521 3,635 79,10 61,25 17,1 43,4 320 245 238 |
| '* Werte ungefähr bei dem Maximum der ETD (Ziehen bei erhöhter
Temperatur)-Kurve = 333°. |
| Tabelle 11 |
| Stahl C-1144 |
| Diffusionsverfahren zum Härten |
| Abgeschreckt auf die angegebene Temperatur |
| Gezogen unter einer Querschnittsverminderung von 9,8 % |
| Nach dem Ziehen in Öl abgeschreckt |
| Verweildauer Dehnung |
| Härtungs- Ab schreck- Zieh- Zug- Härte |
| im Zug- Streck- auf Ein- |
| ofen- ofen- tempe- festig- |
| temperatur temperatur ofen Abschreck- ratur kraft keit grenze
35,5 mm schnürung DPN |
| Meßlänge |
| ° C ° C Sekunden ° C kg kg/mm2 kg/mmy olo olo S MR I C |
| - - - H. R. - 75,60 49,35 23,0 46,1 213 220 234 |
| - - - C. D. 4,15 85,60 78,80 11,0 37,6 241 258 258 |
| - - - ETD * 3,37 95,90 95,90 8,0 35,8 291 285 276 |
| - - - 0. (W) - 203,00 165,60 6,0 20,0 677 492 458 |
| - - - Q. (0) - 172,20 125,30 0,7 4,0 565 450 436 |
| 870 243 60 232 8,03 138,60 126,50 5,7 18,6 770 402 371 |
| 870 243 180 260 8,29 128,10 126,00 7,1 21,1 770 352 336 |
| 870 360 60 344 5,18 113,40 112,00 10,0 36,2 688 303 291 |
| 870. 360 180 349 5,43 115,20 114,20 9,3 34,4 526 333 330 |
| 870 483 60 427 5,18 99,10 92,10 13,6 45,2 409 299 293 |
| 870 483 180 433 5,43 105,00 103,00 12,9 38,9 438 318 318 |
| 870 650 60 560 3,12 79,80 59,20 21,4 45,3 334 241 241 |
| 870 650 180 527 3,635 80,20 61,60 20,0 46,7 343 243 238 |
| * Werte ungefähr bei dem Maximum der ETD.(Ziehen bei erhöhter
Temperatur)-Kurve = 333°. |
| Tabelle III |
| Stahl C-1144 |
| Diffusionsverfahren zum Härten |
| An der Luft auf Raumtemperatur abgekühlt |
| Gezogen unter einer Querschnittsverminderung von 12,51/o |
| Nach dem Ziehen an der Luft abgekühlt |
| Behandlungs- Zug- Dehnung Härte |
| weise bzw. kraft Zugfestigkeit Streckgrenze auf 35,5 mm Einschnürung
DPN |
| Ziehtemperatur Meßlänge |
| ° C kg kg/mm2 kg/mm2 °/o °/o S I MR I C |
| H. R. - 75,60 49,40 23,0 46,1 213 220 234 |
| 870 * - 73,50 46,20 22,9 46,5 347 208 213 |
| C. D. * * 5,43 80,90 79,80 14,3 41,5 330 258 249 |
| 232 3,89 83,70 83,30 10,7 34,8 356 253 249 |
| 333 4,66 91,40 91,00 7,9 34,4 390 276 271 |
| 416 4,15 93,80 89,50 12,1 37,1 394 291 280 |
| 539 3,635 77,70 60,10 19,3 42,8 348 234 230 |
| * Von 870° C gehärteter, an der Luft abgekühlter Stahl, der
anschließend bei den auf den folgenden Zeilen angegebenen |
| Temperaturen gezogen wird. |
| ** Bei Raumtemperatur (kalt) gezogen. |
Wenn auch in der beschriebenen Diffusionsbehandlungsstufe das Verfahren der Einsatzhärtung
angewendet wurde, können selbstverständlich auch andere Härtungsverfahren angewendet
werden, und anstatt nach einer Aufkohlung kann die Querschnittsverminderung bei
erhöhter Temperatur ausgeführt werden, nachdem der Stahl nach anderen Diffusionsübertragungsverfahren,
z. B. durch Cyanieren, Nitrieren, Carbonitrieren, Chromieren u. dgl., behandelt
worden ist.
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Bei dem beschriebenen Verfahren haben die Tiefe der Außenschicht,
der Kohlenstoffgehalt der Außenschicht, die Korngröße, die Härtungsgeschwindigkeit
und der Kohlenstoffgradient eine gewisse Wirkung auf die Dauerfestigkeit und die
Abriebfestigkeit, wie auch auf einige andere Eigenschaften des Stahls. Die Härtetemperatur
von 870° C wurde willkürlich als Beispiel für eine Anzahl von Temperaturen gewählt,
die oberhalb des Umwandlungsbereichs des Stahls hätten angewendet werden können.
Die Temperatur von 870° C gestattet eine gute Diffusionsbehandlung des Stahls und
führt zu einem stetigen Kohlenstoffgradienten von der Außenschicht in den Kern hinein.
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Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß die neue Kombination eines
Diffusionsverfahrens mit einer Verformung bei erhöhter Temperatur eine Verbesserung
der Eigenschaften des Stahls gegenüber üblichen zementierten Stählen oder Stählen,
die - wie in den älteren Vorschlägen beschrieben - bei erhöhter Temperatur gezogen
wurden, ergibt. Günstige Eigenschaften, wie eine verbesserte Dauerfestigkeit, Abriebfestigkeit,
Oberflächenbeschaffenheit und Korrosionsbeständigkeit
werden neben
hohen Festigkeitswerten, die für eine Querschnittsverminderung bei erhöhter Temperatur
charakteristisch sind - wie in den älteren Vorschlägen beschrieben -, gewährleistet.
Vergleichbare Verbesserungen wurden bei den Stählen ermöglicht, die nach dem Härten
an der Luft abgekühlt und dann wieder auf die für die Querschnittsverminderung gewünschte
Temperatur erhitzt wurden.
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Selbstverständlich bedeutet der hier gebrauchte Ausdruck »Stange«
auch Stab, Draht, Rohr und ähnliche Metallprodukte.