DE1234997B

DE1234997B - Automatenstahllegierungen

Info

Publication number: DE1234997B
Application number: DEH46975A
Authority: DE
Inventors: Gustad P Contractor; David E C King; Robert J Mcclure
Original assignee: UK Government
Current assignee: UK Government
Priority date: 1961-09-27
Filing date: 1962-09-21
Publication date: 1967-02-23

Description

Automatenstahllegierungen Die Erfindung betrifft Automatenstahllegierungen, die bekannterweise einen erhöhten Schwefelgehalt aufweisen.
Es gibt viele Stahltypen und -sorten, die unter die Bezeichnung »Automatenstähle« fallen und die einen erhöhten Schwefelgehalt aufweisen und infolgedessen eine verbesserte Zerspanbarkeit und Bearbeitbarkeit haben. Beispiele für solche Stähle mit erhöhtem Schwefelgehalt sind die Stahlsorten gemäß Normvorschrift DIN 1651 sowie solche Stähle mit erhöhtem Schwefelgehalt, die weitere Legierungszusätze enthalten, wie die martensitischen und ferritischen rostfreien Stähle, die neben dem erhöhten Schwefelgehalt z. B. einen Chromanteil, etwa von 120/a, besitzen, oder auch austenitische rostfreie Stähle mit erhöhtem Schwefelgehalt.

Aus der nachfolgenden Gegenüberstellung ist die Legierungszusammensetzung und insbesondere der Schwefelanteil der amerikanischen Stahltypen 1100, 416, 430 F, 303 und deutschen Normvorschrift DIN 1651 zu entnehmen.

Type

C Mn Si 1 C, Ni S

in %

DIN 1651 . . . . . . . . 0,06 bis 0,18 0,5 bis 1,3 0,1 bis 0,4 - - 0,15 bis 0,25

1100 . . . . . . . . . . . . . 0,08 bis 0,20 0,5 bis 1,3 - -

- 0,08 bis 0,35

416 .. . .. . . . . .. . . . max. 0t15 max.1,25 max.1,0 12,0 bis 14,0 - min. 0,15

430 F .. .. . . . .. . . . max. 0,12 max. 1,25 max. 1,0 14,0 bis 18,0 - min. 0,15

303 . . . .. .. . . . . .. . max. 0,15 max. 2,0 max.1,0 17,0 bis 19,0

8,0 bis 10,0 , min. 0,15

Es ist zwar schon ein Verfahren zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit einer Si-Ni-Al-Legierung, die zusätzlich- noch bis zu 5 % Uran enthalten kann, bekannt. Jedoch enthält diese bekannte Legierung keinen nennenswerten Anteil an Schwefel, so daß an Hand dieser bekannten Legierung keine Rückschlüsse für die Verbesserung schwefelhaltiger Automatenstähle gezogen werden konnten.

Die Anwesenheit von langen Eisenmangansulfidzeilen ist ein bekanntes Merkmal dieser geschwefelten Stähle. Es ist seit langem erkannt worden, daß die Anwesenheit dieser Sulfidzeilen im Stahl zu schlechter Korrosionsbeständigkeit, schlechter Duktilität und Verschlechterung des Oberflächenzustandes und als Folge der Verlängerung der Sulfidzeilen beim Walzen in Walzrichtung zu schlechten mechanischen Eigenschaften in Querrichtung führt. Diese Nachteile wurden allgemein in Anbetracht der stark verbesserten Bearbeitbarkeit in Kauf genommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Automatenstahllegierungen zu schaffen, die frei von Eisenmangansulfidzeilen sind und demzufolge verbesserte mechanische Eigenschaften in Querrichtung, gute Zerspanbarkeit, praktisch unveränderte Korrosionsbeständigkeit und bessere Oberflächengüte aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Urangehalt in einer, bezogen auf den Schwefelgehalt, 1- bis 9fachen, insbesondere 2- bis 5fachen Menge in Automatenstahllegierungen mit erhöhtem Schwefelgehalt, enthaltend 0,5 bis 2,0% Mn-, 0 bis 1,0% Si, 0 bis 19 % Cr, 0 bis 10 % Ni und mindestens 0,08 afo S sowie gegebenenfalls weitere Legierungsbestandteile, gelöst.
Die erfindungsgemäßen uranhaltigen Automatenstahllegierungen sind nicht mit dem Nachteil verringerter Verformbarkeit behaftet, so daß auch Arbeitsgänge, wie Kaltstauchen, ohne Schwierigkeiten möglich sind.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Automatenstahllegierungen wird metallisches Uran dem geschmolzenen Stahl in solcher Menge innerhalb des angegebenen Mengenbereiches zugegeben, daß der vorhandene Schwefel zu Uransulfid abgebunden wird. Die Uransulfide werden als kleine, runde oder kubische Teilchen gebildet, die im Stahl als praktisch gleichmäßig verteilte Einschlüsse vorhanden sind und weitgehend eine bestimmte Ausrichtung ausschalten, die die Quereigenschaften nachteilig beeinflussen würde.
Da Uran eine Affinität zum vorhandenen Schwefel aufweist, wird die Bildung von Eisenmangansulfidzeilen nahezu vollständig vermieden. Da ferner das Uransulfid in Form von runden oder kubischen Teilchen vorliegt, die im ganzen Stahl weit verteilt-sind, werden die mechanischen Eigenschaften in Querrichtung nur geringfügig beeinträchtigt.
Das Uran wird in einer Menge zugesetzt, die ungefähr dem stöchiometrischen Verhältnis zum vorhandenen Schwefel entspricht. Diesem Verhältnis entspricht eine Uranmenge von 7,5 - ,% Schwefel. Praktisch wirksam ist etwa die 1- bis 9fache, vorzugsweise etwa die 2- bis 5fache Uranmenge, bezogen auf den Prozentsatz des vorhandenen Schwefels.
Durch Versuche wurde festgestellt, daß die Verarbeitbarkeit der Stähle gemäß der Erfindung nicht wesentlich beeinträchtigt ist.
In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse von Zugversuchen aufgeführt, die mit Automatenstählen durchgeführt wurden, die etwa 0,10#m Kohlenstoff, etwa 12% Chrom, etwa 0,25#/. Schwefel und die in der Tabelle genannten Uranmengen ent-"hielten.

Daraus geht hervor, daß der Zusatz von Uran zu Schwefelautomatenst"ählen eine Querdehnung bewirkt, die sich der Längsdehnung nähert, und daB im Falle der Stahlprobe 4 der günstigste Zustand, d. h. ein Verhältnis von 1, erreicht worden ist.

Claims

Patentanspruch: Automatenstahllegierungenmit erhöhtem Schwefelgehalt, enthaltend 0,5 bis 2,0 #/. Mn, 0 bis 1,0 #; e Si, 0 bis 19 #>e Cr, 0 bis 10 #% Ni und mindestens 0,08 #/s S sowie gegebenenfalls weitere Legierungsbestandteile, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß darin Uran in einer, bezogen auf den Schwefelgehalt, 1- bis 9fachen; insbesondere 2- bis 5fachen Menge vorhanden ist. In Bettacht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr_ 904181; schweizerische Patentschrift Nr. 191283_