DE1458464B2

DE1458464B2 - Anwendung eines waermebehandlungs- und reckalterungsverfahrens auf einen stahl

Info

Publication number: DE1458464B2
Application number: DE19621458464
Authority: DE
Inventors: James Pinkney Parma Ohio Tarwater (V.StA.)
Original assignee: Republic Steel Corp., Cleveland, Ohio (V.StA.)
Priority date: 1961-09-21
Filing date: 1962-09-13
Publication date: 1972-05-18
Also published as: US3198630A; DE1458464A1; LU42364A1; GB1013735A; DE1458464C3

Description

0,4 bis 0,6% Kohlenstoff,
3 bis 6% Nickel,
0,2 bis 0,4% Chrom,
0,3 bis 1,3% Mangan,
1 bis 1,8% Silizium,
1 bis 3,5% Kobalt,
0,2 bis 1 % Aluminium,
weniger als 0,006% Schwefel,
weniger als 0,006% Phosphor,
Rest Eisen und erschmelzungsbedingten Verunreinigungen

zur Erzielung von erhöhter Zugfestigkeit des Stahles in einer Vorzugsrichtung.

2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf einen Stahl, bestehend aus

0,45 bis 0,55% Kohlenstoff,
3,5 bis 4,0% Nickel,
0,2 bis 0,4% Chrom,
0,6 bis 1,0% Mangan,

1.4 bis 1,8% Silizium,

1.5 bis 2,5% Kobalt,
0,6 bis 0,8% Aluminium,
weniger als 0,006% Schwefel,
weniger als 0,006% Phosphor,

Rest Eisen und erschmelzungsbedingten Verunreinigungen

zur Erzielung von erhöhter Zugfestigkeit des Stahles in einer Vorzugsrichtung.

Die Erfindung betrifft die Anwendung eines Wärmebehandlungs- und Reckalterungsverfahrens, bestehend aus Austenitisierungsglühung oberhalb 760⁰C, vorzugsweise im Temperaturbereich von 788 bis 843° C, Abschrecken und Anlassen zwischen 177 und 316°C, Recken auf 1 bis 6%, vorzugsweise 2 bis 3%, bleibende Dehnung, in der Richtung, in welcher die erhöhte Zugfestigkeit vorhanden sein muß, sowie Auslagern bei Temperaturen von 28 bis 56° C unterhalb der Anlaßtemperatur und einer Zeitdauer von mindestens 2 Stunden, auf einen Stähl, bestehend aus

0,4 bis 0,6% Kohlenstoff,
3 bis 6% Nickel,
0,2 bis 0,4% Chrom,
0,3 bis 1,3% Mangan,
1 bis 1,8% Silizium,
1 bis 3,5% Kobalt,

0,2 bis 1% Aluminium,
weniger als 0,006% Schwefel,
weniger als 0,006% Phosphor,
Rest Eisen und erschmelzungsbedingten Verunreinigungen

zur Erzielung von erhöhter Zugfestigkeit des Stahles in einer Vorzugsrichtung.

Die Erfindung führt zu einer über 210 kp/mm² liegenden Zerreißfestigkeit, einer im wesentlichen definierten Streckgrenze von praktisch dem gleichen Wert wie die äußerste Zerreißfestigkeit und hoher Duktilität sowie hoher Bruchzähigkeit in martensitischen superfesten Stahllegierungen.

Die Zerreißfestigkeit der neuerdings interessanten superfesten Stahllegierungen lag bisher in praktisch allen Fällen wesentlich unter 210 kp/mm². Die meisten dieser bekannten Stähle hatten einen mittleren Kohlenstoffgehalt und als Legierungsbestandteile unter anderem Mangan, Silizium, Chrom, Molybdän, Vanadium und Nickel, wobei der Nickelgehalt jedoch sehr niedrig, d. h. kaum oberhalb 2%, oder andere Legierungselemente in wesentlich höheren Anteilen, wie ein Chromgehalt oberhalb 0,5% lagen. Der der erfin-Mungsgemäßen Wärmebehandlung und Reckalterung zu unterwerfende Stahl kann als Nickelstahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt bezeichnet werden.

Aus der französischen Patentschrift 1 257 300 sind Stähle mit 3,75 bis 8% Nickel und Chrom, Mangan, Silizium, Molybdän und Vanadium und 0,1 bis 0,5% Kohlenstoff bekannt, die nach einer Wärmebehandlung gute mechanische Eigenschaften aufweisen. Dieser Legierungsstahl wird durch Abkühlen an der Luft in Bainit umgewandelt. Nach der Wärmebehandlung besitzt der Stahl selbst bei niedrigen Temperaturen eine gute Zähigkeit, obgleich er keine hohe Festigkeit aufweist. Stähle mit martensitischem Gefüge werden nicht erhalten.

Eine Reihe an der Luft härtende Manganstähle sind in der USA.-Patentschrift 2 516 125 beschrieben, welche verbesserte mechanische Eigenschaften haben, jedoch einen Kohlenstoffgehalt nicht oberhalb 0,30% Kohlenstoff aufweisen sollen.

Die aus den USA.-Patentschriften 2 919 188 und 2 921 849 bekannten Stähle zeichnen sich durch einen sehr niedrigen Nickelgehalt aus. Stahllegierungen mit Ο bis 0,8% Kohlenstoff, 0 bis 2,5% Chrom, 0 bis 2% Mangan, 0 bis 5% Nickel, 0 bis 2% Silizium, Rest Eisen, werden in der schweizerischen Patentschrift 175 080 beschrieben: ihre Zugfestigkeit liegt bei 75 bis 80 kp/mm².

Die erfindungsgemäß behandelten Legierungsstähle sind gegenüber den bekannten Stählen hinsichtlich der im angelassenen Zustand vorliegenden Eigenschaften, wie der über einen wesentlichen Anlaßtemperaturbereich erreichbaren Streckgrenze und Zerreißfestigkeit und einer einhergehenden guten Duktilität weit überlegen; ähnliches gilt für die Bruchzähigkeit der erfindungsgemäß behandelten superfesten Stähle.

Anwendungsgebiete für die vorgereckten und damit reckgealterten Materialien liegen unter anderem in der Herstellung von mit hoher Geschwindigkeit laufenden Rotoren, wie z. B. für hochtourige Präzisionspumpen, für die Stähle mit hoher 0,02%-Dehngrenze erforderlieh sind, sowie in der Herstellung von Zuggliedern von Takelagen von Gerüsten und Bauteilen, insbesondere für Flugzeuge und Raketen, wo ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht gefordert wird.

Eine erfindungsgemäß bevorzugte Anwendung des Wärmebehandlungs- und Reckalterungsverfahrens ergibt sich für einen Stahl, der aus

1.4 bis 1,8% Silizium,

Rest Eisen und erschmelzungsbedingten Verunreinigungen

besteht, zur Erzielung von erhöhter Zugfestigkeit des Stahles in einer Vorzugsrichtung.

Aus »Transactions of the American Society of Metals«, März 1962, S. 72 bis 83, ist ein Verfahren zur Stahlbehandlung bekannt, welches der vorgeschlagenen Behandlung ähnelt, jedoch nur auf Stähle mit niedrigem Nickelgehalt, wie z. B. »AISI Type 4340«- Stahl (1,74% Nickel) angewendet wurde, wobei außerdem der Chromgehalt wesentlich höher war (Chromgehalt 0,82%). Während der erhaltene Stahl eine hohe Zugfestigkeit aufwies, sind seine Duktilitätseigenschaften fast vollkommen verlorengegangen.

Im Gegensatz hierzu bietet die erfindungsgemäße Anwendung des Wärmebehandlungs- und Reckalterungsyerfahrens auf die bezeichneten Stähle große Vorteile, d. h. wenn zunächst bei einer ausreichend hohen Temperatur austenitisiert, dann abgeschreckt und bei verhältnismäßig niedriger Temperatur angelassen wird, wonach bis über die Elastizitätsgrenze des Metalls hinaus gereckt und somit reckgealtert wird, wobei der vorher einer Spannung ausgesetzte Stahl eine gewisse Zeit bei der gewünschten Temperatur gehalten wird. Die hierdurch erzielten vorteilhaften Eigenschaften bleiben praktisch auf Dauer erhalten. Das erhaltene Stahlerzeugnis besitzt in der Richtung, in der die Reckung erfolgte, »Superfestigkeit« bei einer ziemlich definierten Streckgrenze und einer 0,2%-Dehngrenze, die praktisch dem Zerreißfestigkeitswert gleichkommt.

Die Erfindung wird durch die Zeichnungen näher erläutert: In F i g. 1 wird ein angelassener, jedoch nicht reckgealterter Stahl mit einem Stahl verglichen, welcher erfindungsgemäß behandelt wurde, d. h. auch bei einer erhöhten Temperatur reckgealtert worden ist. In der Zeichnung ist die Zugspannung gegen die Dehnung aufgetragen, außerdem ist die 0,02%- und die 0,2%-Dehnungslinie wiedergegeben.

In F i g. 2 ist die 0,2%-Dehngrenze in kp/mm² gegen die Anlaßtemperatur in ⁰C aufgetragen.

In der F i g. 3 ist die an Hand der gleichen Testproben ermittelte Zerreißfestigkeit in Abhängigkeit von der Anlaßtemperatur aufgetragen.

F i g. 4 ist eine Abbildung eines Teststückes, wie es zur Bestimmung der Bruchzähigkeit einer Stahlprobe durch Ermittlung der Spannung, die zur raschen Fortführung eines Risses in einer scharf gekerbten Probe erforderlich ist, verwendet worden ist.

Die erfindungsgemäß zu behandelnden Stähle weisen nach der Behandlung eine echte und scharfe Streckgrenze auf; wie sich aus einem Vergleich der Kurven A uhd'ß der Fi g. Γ ergibt ; :■■·

^Es; wird nahegelegt; die meisten^ wenn nicht sogar sämtliche erfindungsgemäßen zu behandelnden Legierungen einem üblichen Wärmebehandlungsverfahren zu unterwerfen, das als erste Stufe die Austenitbildung einschließt, wobei die Stahllegierung zunächst auf eine Temperatur oberhalb des Bereichs von etwa 760 bis 788° C erhitzt und genügend lange auf dieser Temperatur gehalten wird, bis das Metall einen verhältnismäßig gleichmäßigen und beständigen Zustand angenommen hat. Das Metall wird dann in öl bzw. einer Salzschmelze — wie weiter unten besonders beschrieben —■. abgeschreckt. Das Abschrecken gehört zum Stand der Technik und braucht daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden. Danach wird der abgeschreckte Gegenstand gewöhnlich angelassen, indem man ihn auf eine bestimmte Temperatur bringt und dort hält, die gewöhnlich im Bereich von etwa 177 bis 316° C liegt. Viele der der Erfindung zugrunde liegenden Legierungen werden vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 204° C angelassen.

Mit den bisher bekannten Stählen, wie dem »AISI-Type 4150«-Stahl, wurde gewöhnlich die Erfahrung gemacht, daß die Streckgrenze und die äußerste Zerreißfestigkeit mit steigender Anlaßtemperatur fortschreitend verringert werden. Die an Hand des »4150-Typ«-Stahls gemessenen Daten werden durch die punktierten Linien C und C in den F i g. 2 bzw. 3 wiedergegeben. Die erfindungsgemäß zu behandelnden Stähle weisen jedoch mit steigenden Temperaturen von 204 bis 316° C und sogar oberhalb 316° C zunehmende 0,2%-Dehngrenzen auf, wobei diese Werte bei den bevorzugten Legierungen oberhalb der Werte der üblichen Stähle wie denjenigen vom »4150-Typ« liegen. Dies geht am besten aus F i g. 2 hervor, wo die Testwerte erfindungsgemäß bevorzugt zu behandelnder Legierungen mit denjenigen des 4150-Typ-Stahls in graphischer Form verglichen werden.

Die Prüfergebnisse werden durch die Linien C und D der F i g. 2 wiedergegeben. Die Legierung, an Hand derer die Linie C erhalten wurde, enthielt sowohl Kobalt als auch Aluminium, die Legierung der Linie D enthielt Kobalt, jedoch kein Aluminium. Weiter unten wird hierauf noch ausführlich eingegangen werden. In der gleichen Zeichnung wird ferner eine Linie E gezeigt, die die an Hand einer ähnlichen Legierung, die jedoch weder Kobalt noch Aluminium enthielt, gemessenen Daten wiedergibt. Diese drei Linien werden weiterhin mit einer Kurve F verglichen, die an Hand einer Legierung erhalten wurde, die weder Kobalt noch Aluminium, dafür aber sowohl Molybdän als auch Vanadium enthielt und damit einen Überschuß an Carbidbildnern aufwies. Die Legierung der Linie F ist vom Standpunkt der im angelassenen Zustand vorliegenden Eigenschaften aus gesehen unerwünscht; sie weist nicht die erwünschten Eigenschaften auf, wie eine über '"einen wesentlichen Bereich von Anlaßtemperaturen erzielbäre,, verhältnismäßig hohe Festigkeit und Streckfestigkeit im angelassenen Zustand. Die genannten Linien können ferner mit der Linie G der F ig:'2 verglichen, werden, die einem bekannten Stahltyp, nämlich dem Nr. 4150-Stahl, entspricht.

·.:■ In der F ig. 3 sind die Linien C, Z)', E', J" und G'an Hand von Daten gezogen worden, die durch Spannungs-Dehnungs-Prüfungen der gleichen Gruppe von Stählen erhalten wurden. Dabei entspricht C" der gleichen Legierung wie C usw.

Aus den in den F i g. 2 und 3 erläuterten Daten ist ersichtlich, daß zwar die Zerreißfestigkeit der verschiedenen bei 204⁰C angelassenen jstähle höher ist alsvdiejenige:der ,bei höherer Temperatur gehärteten

Stähle, daß jedoch die erfindungsgemäßen Stähle eine unerwartete Verbesserung bzw. Zunahme der 0,2%-Dehngrenze aufweisen, wenn sie bei Temperaturen bis zu 316⁹C und darüber angelassen werden, wenn man mit bekannten Stahllegierungen vergleicht, wie der Legierung, an Hand derer die punktierten Linien G und G' erhalten wurden.

Das Vorspannen und Reckaltern muß erfindungsgemäß in der Richtung durchgeführt werden, in der der Gegenstand die gewünschte Superfestigkeit aufweisen soll.

Der Begriff »in der Richtung« wird verwendet, um nicht nur zwischen dem Druck und dem Zug und ferner zwischen der Rechtstorsion und der Linkstorsion zu unterscheiden, sondern auch, um eine Unterscheidung zwischen den von den Enden her wirkenden Kräften (d. h. dem Druck oder dem Zug) auf der einen Seite und den Torsionskräften in beiden Richtungen auf der anderen Seite zu schaffen.

Die erfindungsgemäße Anwendung des Vorspannens ist ferner auf ein plastisches Vorspannen beschränkt, d. h., es wird genügend Kraft einwirken gelassen,* daß eine Spannung bis über die Elastizitätsgrenze des Materials hinaus bewirkt wird, so daß infolge und im Anschluß an das Vorspannen, wenn die angewendete Kraft entfernt wird, eine dauernde Verformung des Gegenstandes zurückbleibt. Die bleibende Verformung sollte in der Größenordnung von etwa 1 bis 6% der ursprünglichen Dimension des betreffenden Gegenstandes in der Richtung der Spannung liegen und zu diesem Ausmaß als bleibende Spannung oder Verformung erhalten bleiben. Die Spannung bzw. Verformung kann dem Gegenstand mit jeder geeigneten Vorrichtung mitgeteilt werden, die die notwendige Festigkeit und Spannvorrichtung zur Ausübung der in Frage kommenden Kraft in der gewünschten Richtung aufweist.

Wird ein Gegenstand lediglich vorgespannt (ohne Reckalterung), und zwar z. B. unter Zug nach den hier gegebenen Lehren, und unmittelbar danach auf die Zerreißfestigkeit geprüft, so entspricht die neue 0,2%-Dehngrenze etwa der Spannung, bei der das Vorspannen beendet wurde. Wird jedoch im Anschluß an das Vorspannen eine ausreichende Zeit verstreichen gelassen, um eine sogenannte Reckalterung zu erzielen, treten die erwünschten Effekte des Vorspannens hervor. Die Zeitdauer und die Temperatur der Reckalterung sind nicht genau zu definieren. Die Reckalterung findet, anscheinend mit steigender Temperatur viel rascher statt und wird daher vorzugsweise bei erhöhter Temperatur ausgeführt, obgleich es theoretisch möglich ist, die Reckalterung sogar bei Raumtemperatur durchzuführen, sofern man nur eine ausreichend lange Zeit verstreichen läßt. Da es jedoch erwünscht ist, die Ergebnisse in einer möglichst kurzen Zeit zu erreichen, wird es gewöhnlich bevorzugt, die Reckalterung bei erhöhter Temperatur durchzuführen, und zwar über eine genügend lange Zeit. Diese erhöhte Temperatur sollte jedoch die vorher angewendete Anlaßtemperatur nicht überschreiten. Die erhöhte Temperatur für die Reckalterung liegt vorzugsweise etwa 28° C unter der Anlaßtemperatur. Diese 28° C stellen jedoch keinen kritischen Wert dar; es ist lediglich wichtig, daß die beim Reckaltern verwendete Temperatur etwas und vorzugsweise wesentlich unterhalb der beim Anlassen angewendeten Temperatur liegt. Es wurde gefunden, daß eine Temperaturdifferenz von 28° C vorzuziehen ist. Bei Temperaturen, die etwa 28° C unterhalb der Anlaßtemperatur liegen, kann die Reckalterung in einem zufriedenstellenden Maß in etwa 2 Stunden eintreten.

Der bevorzugte Temperaturbereich für das Reckaltern liegt etwa 28 bis 56° C, vorzugsweise etwa 28° C unterhalb der Anlaßtemperatur.

Ein Ergebnis des im vorstehenden genannten Vorspannens und Reckalterns ist, daß die Stahlproben eine definierte und verhältnismäßig hohe Streckgrenze

ίο annehmen, wie sich aus einem Vergleich der Kurven A und B der F i g. 1 ergibt, wo die Probe, die der Testkurve A zugrunde liegt, in üblicher Weise angelassen, jedoch nicht vorgespannt und reckgealtert worden ist, während die Probe, die die Kurve B geliefert hat, angelassen und sodann vorgespannt und reckgealtert worden ist.

Im Vergleich zur bisherigen Technik können erfindungsgemäß durch Auswahl einer geeigneten Zusammensetzung, sogar in dem angegebenen verhältnismäßig breiten Bereich, sowie unter Durchführung des Vorspannens und des Reckalterns bei einer Temperatur unterhalb der Temperatur des ursprünglichen Anlassens, die gewünschten Eigenschaften der Dehnbarkeit (Schmied- und Walzbarkeit) zum größten Teil beibehalten werden, während die Festigkeit der hergestellten Gegenstände enorm erhöht wird. Obgleich die meisten der weiter unten angegebenen Prüfungen unter Anwendung von Zugkräften durchgeführt wurden und die durch das Vorspannen unter Zug und das anschließende Reckaltern hervorgerufene erhöhte Zerreißfestigkeit anzeigen, werden unter Druck oder unter Rechtstorsion bzw. Linkstorsion ähnliche Ergebnisse erzielt. Wird daher z. B. ein Stahlgegenstand so verwendet, daß er einer Linkstorsion zu widerstehen hat, so wird er unter Linkstorsion vorgespannt und anschließend reckgealtert. Dieser Gegenstand ist jedoch in bezug auf seine Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Rechtstorsion nicht bedeutend verbessert. Unterliegt andererseits ein Stahlgegenstand während seines normalen Gebrauchs einer Rechtstorsion, so wird er unter Rechtstorsion vorgespannt und reckgealtert. Seine Fähigkeit, der Linkstorsion bzw. -Verdrehung zu widerstehen, wird jedoch durch diese Ausführung des Vorspannens und Reckalterns nicht verbessert.

In ähnlicher Weise wird durch ein Vorspannen und Reckaltern unter Zug die Festigkeit eines Gegenstandes, Zugkräften zu widerstehen, erhöht, während ein Vorspannen und Reckaltern unter Druck einen Gegenstand gegenüber Druckkräften widerstandsfähiger macht. Das Vorspannen in der einen Richtung trägt jedoch nicht bedeutend dazu bei, den Gegenstand auch gegenüber den in der bzw. den anderen Richtungen einwirkenden Kräften fester zu machen. Diese Erscheinung ist als »Bauschinger-Effekt« bekannt.

Beispiel.1

In diesem Beispiel werden erfindungsgemäß ausgewählte Legierungen mit einer bekannten Legierung verglichen, um die Ergebnisse des Vorspannens und Reckalterns zu zeigen. .

In der folgenden Tabelle I wird die Zusammensetzung von erfindungsgemäß ausgewählten Stählen und zum Vergleich von einem mit »PA-1« bezeichneten Stahl angegeben, der ein Beispiel der bekannten Stähle vom Ladish-Typ ist. .,;..■■;.'.-..■.

	C	Zusammensetzung	Mn	Si	Ni	Tabelle I der Nickelstähle ir	Co	ι Gewichtsprozent	Mo	V	P	S
Probe Nr.	0,48 0,47	1,05 0,78	1,92 0,27	4,07 0,69	Cr	2,29	Al	1,10	0,08	0,004 0,005	0,008 0,008
1 PA-I	0,28 1,13	0,78 .

Die Proben wurden bei 204° C angelassen, wie im folgenden angegeben ist, und weiterhin unter Zug vorgespannt und reckgealtert. Die Ergebnisse dieser Prüfungen werden in der folgenden Tabelle II wiedergegeben.

Tabelle II

	Einfluß des Vorspannens und des Reckalterns auf die (Zerreißfestigkeits-Prüfstücke von	Anlaß temperatur (^DC)	Recken	Temperatur beim Reckaltern	Streckfe (kp/r 0,02%-Dehn- grenze	Zerreißfestigkeitseigenschaften vor 0,906 cm Durchmesser)	Zerreiß festigkeit (kp/mm²)	Dehnung (% in 5,08 cm)	ι Stählen
Probe Nr.	Austenit- bildungs- temperatur ("C)	204	—		119,5	stigkeit nm²) 2,0%-Dehn- grenze	220	9	Ein schnürung
1	816	204	2	177	238	169	248	6	36
1	788	204	3	177	—	248	236	<1***)	39
PA-I	830	204	3,5	177	—	236	242	<1***)	21
PA-I	■927	204	5	177	—	242	247	2	6
PA-I	927	244	12

***) Bruch bei oder außerhalb der Prüfmarken.

Der in Tabelle II aufgeführte Stahl wurde nach der Austenitbildung im Salzbad bei 260° C abgeschreckt (mit Ausnahme der Probe PA-I, die in üblicher Weise in öl abgeschreckt wurde), 1 Minute in der Salzschmelze belassen und sodann an der Luft abgekühlt. Die Reckalterung wurde — falls durchgeführt — 2 Stunden bei der angegebenen Temperatur vorgenommen.

Beispiel 2

In diesem Beispiel werden die erwünschten Eigenschaften einer Stahllegierung, in der Kobalt und Aluminium vorliegen, erläutert. Solche Stahlsorten haben im angelassenen Zustand eine verhältnismäßig hohe 0,2%-Dehngrenze (von 162 kp/mm² und mehr). Es wurden die Eigenschaften bestimmt, die beim Anlassen bei verschiedenen Temperaturen im Bereich von etwa 204 bis 427° C entstehen. In der folgenden Tabelle V ist die Zusammensetzung der Probe angegeben.

Tabelle III

Probe Nr.	C (%)	Mn (%)	Si (%)	Ni (%)	Cr (%)	Co (%)	Al (%)
2	0,53	0,94	1,59	3,65	0,29	2,10	0,78

Die Probe wurde im angelassenen Zustand geprüft und die Ergebnisse in der folgenden Tabelle IV zusammengestellt.

Tabelle IV

Zerreißfestigkeitseigenschaften von Versuchsstählen*) bei Raumtemperatur (Runde Prüfstücke mit 0,906 cm Durchmesser)

Probe Nr.	Temperatur beim Anlassen	Streckfestigkeit (kp/mm²)	0,2%-Dehngrenze	Zerreißfestigkeit	Dehnung (%) in	2,54 cm	Einschnürung
	(⁰C)	0,02%-Dehngrenze	166,5	(kp/mm²)	5,08 cm	15	(%)
2	204	119,5	181	228	9	14	23
2	260	144	186,5	222	8	16	38
2	316	151	186,5	212	8	10	43
2	316	148	166	214	7	12	29
2	371	126,5	167	192,5	7	16	25
2	371	136	169	194	9	13	38
2	427	151	169	183	8	12	28
2	427	153	157	183	7	10	27
2	482	149	157,5	164	7	13	17
2	482	151	164	8	30

*) Austenitbildung bei 816⁰C durchgeführt, im Salzbad bei 260⁰C abgeschreckt, 1 Minute in der Schmelze belassen und an der Luft abgekühlt.

209521/258

Aus den Daten ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäß ausgewählte Legierung eine recht hohe 0,2%-Dehngrenze erreicht, die jedoch wesentlich unterhalb der Werte der äußersten Zerreißfestigkeit liegt, wenn sie sich ihnen auch annähert. Es ist ebenfalls ersiehtlieh, daß eine Zunahme der Temperatur beim Anlassen eine Verringerung der Zerreißfestigkeit hervorruft. Werden diese Daten jedoch graphisch aufgetragen, so werden die in den F i g. 2 und 3 gezeigten ungewöhnlichen Ergebnisse ersichtlich. So wird insbesondere in Fig. 2 bei einer Anlaßtemperatur von 316⁰C ein Maximum für die 0,2%-Dehngrenze beobachtet, die einen höheren Wert hat als die entsprechende Streckgrenze für die gleichen, jedoch bei 204⁰C angelassenen Proben. Die Kurven C und C der F i g. 2 und 3 sind aus den Meßwerten der Probe 2 gezogen worden. Die punktierten Linien der F i g. 2 und 3 sind graphische Darstellungen der entsprechenden Daten einer bekannten Stahllegierung, die im allgemeinen als »Type-4150«-Stahl bekannt ist.

Aus der Tabelle IV ist ferner zu entnehmen, daß Legierung Probe 2, beim Auftragen der 0,2%-Dehngrenze gegen die Anlaßtemperatur zusätzlich zu dem Maximum bei 316°C, das in Fig. 2 gezeigt ist, bei einer Anlaßtemperatur von 427° C ein zweites, verhältnismäßig niedriges Maximum bei 169 kp/mm² liefert.

Im folgenden sei die Zusammensetzung einer weiteren anmeldungsgemäß bevorzugten zu behandelnden Stahllegierung angegeben, die in ihrer Zusammensetzung der eben beschriebenen Probe 2 entspricht und in die Klasse der Stähle mit 3,5% Nickel fällt:

Kohlenstoff 0,53%

Mangan 0,90%

Silizium 1,60%

Nickel 3,60%

Chrom 0,30%

Kobalt 2,00%

Aluminium 0,75%

Phosphor 0,006%

Schwefel 0,006%

Der Rest besteht aus Eisen mit zufälligen Verunreinigungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anwendung eines Wärmebehandlungs- und Reckalterungsverfahrens, bestehend aus Austenitisierungsglühung oberhalb 760⁰C, vorzugsweise im Temperaturbereich von 788 bis 843° C, Abschrekken und Anlassen zwischen 177 und 316° C, Recken auf 1 bis 6%, vorzugsweise 2 bis 3%, bleibende Dehnung, in der Richtung, in welcher die erhöhte Zugfestigkeit vorhanden sein muß, sowie Auslagern bei Temperaturen von 28 bis 56° C unterhalb der Anlaßtemperatur und einer Zeitdauer von mindestens 2 Stunden, auf einen Stahl, bestehend aus