DE1608175A1

DE1608175A1 - Martensitaushaertbarer Nickel-Kobalt-Molybdaen-Stahl

Info

Publication number: DE1608175A1
Application number: DE19671608175
Authority: DE
Inventors: Stephen Floreen; Novak Charles Joseph
Original assignee: Inco Ltd
Current assignee: Inco Ltd
Priority date: 1966-08-25
Filing date: 1967-08-23
Publication date: 1970-11-12
Also published as: BE703095A; GB1142555A; US3532491A; FR1605168A

Description

"Martensitaushärtbarer Nickel-Kobalt-Molybdän-Stahl¹'

Die Erfindung "bezieht sich auf einen martensitaushärtbaren Stahl, d„h. auf einen niedriggekohlten Stahl, der ein im wesentlichen martensitisch.es G-efüge besitzt oder bei dem ein solches G-efüge erzeugt werden kann, ,wobei unter den Begriff Martensit auch ein bei niedrigen Temperaturen erzeugtes Umwandlungsgefüge des Austenits fällt. Stähle dieser Art können im martensitisehen Zustand ausgehärtet werden. -

Die martensitaushärtbaren Stähle, insbesondere der sogenannte 18^-lIickel-Kobalt-Molybdän-Stahl nach der deutschen Auslegeschrift 1 232 757» besitzen eine außergewöhnliche Kombination technologischer Eigenschaften, nämlich eine Zugfestigkeit vonbeispielsweise 140 bis'^ 210 kg/mm und ein hohes Verhältnis von Zügfestigkeit zu G-ewieht bei aui3ergewöhnlich höhet Duktilitat und Zähigkeit nach einer einfachen Wärmebehandlung. Außerdem besitzen die martensitaushärtbaren Stähle eine gute Warm- und Kaltverformbarkeit, gute Bearbeitbarkeit und Vergießbarkeit, sind

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"Martensitaushärtbarer Fickel-

Zum Schreiben vom £2..t..AUg...l9.6.1...._. an - Ko..l?.ali;-M.Q.l^M.äil-S.lia]a.l.!.! Blatt .....JHi.,.

formstabil und verzugsfrei.

Die ausgezeichneten Eigenschaften haben zu einer weitverbreiteten Anwendung der 18$-Nickel-Kobalt-Molybdän-Stähle geführt. Es wurde jedoch festgestellt, daß die Stähle eine Neigung zur Seigerung besitzen, was, sofern man nicht besondere und verhältnismäßig teure sowie zeitraubende Verfahren anwendet, zu einem unerwünschten Verlust an Duktilität und Zähigkeit führt. Dieser Nachteil macht sich besonders bei schweren Konstruktionen bemerkbar, d.h. bei Querschnitten von mindestens 25,4 mm, insbesondere aber bei Querschnitten über 51 mm, vor allem hinsichtlich der Duktilität und Zähigkeit in der kurzen Querrichtung. In einigen Fällen tauchen dabei Streifen auf, denen häufig die Bildung einer inneren Lamellenstruktur folgte. Ein derartiges Werkstoff verhalt en stellt bei der Verwendung des Stahls für schwere Konstruktionsteile, beispielsweise Fahrgestellen für Flugzeuge, einen großen Nachteil dar.

Bei der Untersuchung dieser Stähle wurde das Auftreten intermetallischer Teilchen beim Erstarren der Schmelze beobachtet. Das Entstehen derartiger Teilchen ist an sich nicht unbekannt, doch wurde beobachtet, daß sich diese Teilchen häufig in bestimmten Zonen stärker konzentrieren und daß diese Zonen stark mit Molybdän und Titan angerei-* chert sind, d«h_e mit denjenigen Elementen, die die Bildung von Austenit in den martensitaushärfbaren Stählen fördern.

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ISO 8-175

Weitere Versuche "bewiesen, daß die beobachteten Streifen im allgemeinen aus einem weichen, von hartem, sprödem' Martensit umgebenen Austenit "bestehen. . -.-

Die übliche Wärmebehandlung des^ martensitaushärtbaren 18$-¥iekel-Kobalt-Molybdän-Stahls besteht in einem einstündigen Lösungsglühen bei 815⁰O, während dessen sich der Austenit bildet und dem sich ein Abkühlen ansehließt, bei dem der Austenit in Martensit umwandelt. Daran schließt sich ein einstündiges Aushärten des Martensits bei 48O⁰C mit nachfolgendem Abkühlen an. Ein Aushärten bei niedrigeren Temperaturen, beispielsweise 425°G wurde nicht dürchgeführt, da die Stähle dann nicht genügend aushärten wurden und ein entsprechender Festigkeitsverlust aufträte. Eine Erhöhung der Aushärttemperatur führt dagegen zur Erhöhung der Neigung zur Rückumwandlung des Gefüges in Austenit* Bei entsprechender Menge verringert der Austenit die Zugfestigkeit in starkem Maße. Aus diesem Grunde hat man bislang im- · mer Aushärttemperaturen von über 48O⁰G vermieden.

Während des Aushärtens würden die schwarzen Streifen sowie die obenerwähnten schmalen Zonen beobachtet. Es scheint, daß diese schwarzen Streifen ein Anzeichen für die beginnende Rückumwandlungin Austenit sind,. Wahrscheinlich ist wegen der ungewÖhiiliehen -Konzentration der Austenitbildner in den Seigerungszonen die (Eemperatur der Eückumwandlung dort geringer als die Aushärttemperatur. So stellt sich eine

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Rückumwandlung in Austenit ein, die Ursache der im wesentlichen von sprödem Martensit eingeschlossenen Austenitstreifen ist, wobei häufig infolge der Streifenbildung ein Lamellengefüge auftritt.

Um die vorerwähnten Nachteile zu beheben, könnte der Stahl molybdän- und titanfrei gehalten werden. Dies ist jedoch insofern nicht vertretbar, als Molybdän zur Erhöhung der Zugfestigkeit und Zähigkeit beiträgt und Titan als- der wirksamste Hilfshärter gilt. Bei den bekannten martensitaushärtbaren IS^-Fickel-Kobalt-Molybdän-Stählen steigt die Streckgrenze mit steigenden Gehalten an Molybdän und Titan.

Eine andere Möglichkeit, den obenerwähnten Nachteil zu beheben, besteht in der Anwendung eines modifizierten Schmelzverfahrens und einer abgewandelten Warmverformung, einem speziellen Ausgleichsglühen sowie im Abkühlen mit größerer Abkühlungsgeschwindigkeit. Obgleich hierdurch die Seigerungsgefahr verringert werden kann, lassen sich diese Verfahren nur auf Konstruktionsteile geringer Größe anwenden. So ist es beispielsweise unmöglich, bei schweren Konstruktionsteilen eine hinreichend schnelle Abkühlung durchzuführen. Ebenso ist es, obgleich ein langes Ausgleichsglühen von 24 Stunden zu einem homogeneren Gefüge und zu geringerer Streifenbildung führt, unwirtschaftlich ein Ausgleichsglühen anzuwenden, da die entsprechenden Glühöfen ■ viel zu lang belegt sein würden.

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Überraschenderweise wurde nun festgestellt, daß die Seigerungsgefahr bei schweren Konstruktionsteilen aus dem martensitaushärfbaren 18$-Nickel-Kobalt-Molybdän-Stahl stark verringert oder auch ganz beseitigt werden kann, wenn der Kobaltgehalt über den üblichen Wert hinaus erhöht wird und die übrigen Legierungsbestandteile sorgfältig innerhalb bestimmter Gehaltsgrenzen eingestellt werden. Darüber hinaus können auch bestimmte Elemente, die in diesem Stahltyp üblicherweise nicht enthalten sind, eine positive Rolle spielen. Die angestrebte Verbesserung stellt sich ohne Beeinträchtigung der guten mechanischen Eigenschaften ein. Vielmehr wird gerade die Zähigkeit, die durch die Seigerung stark verringert wird, nicht nur beibehalten, sondern überraschenderweise noch erhöht, wie sich aus einem Dehnungsanstieg auf 50$ und mehr ergibt.. Um diese Vorteile zu erreichen, ist es nicht erforderlich, die herkömmlichen Schmelzverfahren und üblichen Wärmebehandlungen aufzugeben, ob-.gleich eine andersartige Wärmebehandlung ohne Nachteil angewandt werden kann.

Der erfindungsgemäße Stahl enthält 14 bis 22$ Nikkei, 12 bis 25$ Kobalt, 2 bis 4$ Molybdän, 0 bis 0,4% Titan, 0 bis 0,1$ Zirkonium,- 0 bis 2$ Vanadin, 0 bis 0,025$ Magnesium, 0 bis 3$ Chrom, Ö-bis 0,4$ Aluminium, 0 bis 0,15$ Kohlenstoff, 0 bis 1$ Silizium, 0 bis 1$ Mangan, Ό bis 2$ Wolfram, 0 bis 0,01$ Bor, 0 bis'1$ Beryllium, 0 bis' 6$ Kupfer,

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O "bis 3$ Niob und 0 bis 4$ Tantal, Rest einschließlich, erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Eisen. Zu den Verunreinigungen zählen geringe Mengen Desoxydations- und Raffinationsrückstände.

Die Gehalte an den Verunreinigungen darstellenden Elementen Phosphor, Sauerstoff und insbesondere Schwefel sollten so niedrig wie praktisch möglich liegen. Eine Verunreinigung stellt auch der Stickstoff dar, dessen Gehalt ebenfalls so niedrig wie möglich liegen sollte. Ein Stickstoffgehalt bis 0,04$ ist jedoch zulässig, obgleich der Höchstgehalt vorzugsweise bei 0,025$ liegt.

Der Nickelgehalt des erfindungsgemäßen Stahls darf 22$ nicht übersteigen, da sonst die Martensittemperatur sinkt und die Bildung eines unerwünschten Austenits begünstigt wird. Ist dagegen der Nickelgehalt nicht ausreichend, stellt sich ein Festigkeits- und Zähigkeitsverlust ein; demzufolge muß der Stahl mindestens 14$ Wickel enthalten. Vorzugsweise beträgt der Nickelgehalt jedoch 15,5 bis 20,5$.

Ein handelsüblicher martensitaushärtbarer 18$-Nikkel-Kobalt-Molybdän-Stahl enthält etwa 5$ oder mehr Molybdän, um eine Streckgrenze von 193 kg/mm und mehr zu gewährleisten. Bei den erfindungsgemäßen Stählen darf der Molybdängehalt jedoch 4$ nicht übersteigen, da höhere Molybdän-. gehalte eine Rückumwandlung des Gefüges- in Austenit begün-

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stigen, wenngleich der Stahl im Hinblick auf eine ausrei- ■ chende Festigkeit und Zähigkeit Molybdän enthalten muß. Um eine optimale Kombination von festigkeit und Zähigkeit zu erreichen, sollte der Stahl 2,5 bis 3_y5$ Molybdän enthalten. Sofern eine maximale i'estigkeit gewünscht wird, kann der Molybdängehalt 3,5 bis 4$ betragen*

Iitan stellt keinen wesentlichen Bestandteil des Stahls dar, auch wenn Zugfestigkeiten von 175 bis 210 kg/mm erforderlich sind. Iitangehalte von 0,05 bis 0,2$ tragen jedoch zur Desoxydation bei und Verbessern die Zähigkeit, doch darf der Titarigehalt 0,4$ nicht übersteigen.

Das Kobalt dient verschiedenen Zwecken, spielt jedoch offenbar bei der Seigerung keine Rolle. In den erfinaungsgemäßen Gehaltsgrenzen von 12 bis 25$ erhöht Kobalt die Martensittemperatur und verhindert demzufolge eine Rückumwandlung des Gef üges in d.&n aus teni ti sehen Zustand.. Überraschenderweise wurde darüber, hinaiis festgestellt, daß das Kobalt einer merklichen Verbesserung der Zugfestigkeit im Wege steht. Besonders geeignete Kobaltgehalte liegen zwischen 13 und 20$_e ./'■; .';,;.

Wie bereits erwähnt, wird bei den besten Stählen nach der Erfindung die Zähigkeit, die bislang durch die Seigerung beeinträchtigt wurde, nicht nur beibehalten sondern noch verbessert. So besitzt beispielsweise eine in einer Richtung gewalzte 16'mm dicke Stahlplatte aus dem bekannten

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martensitaushartbaren 18$-Mckel-Kobalt-Molybdän-Stahl bei einer Streckgrenze von 175 kg/mm eine Kerbschiagzähigkeit von etwa 3,1 bis 3,3 kgm/cm , gemessen quer zur Walzrichtung. Bei dem erfindungsgemäßen Stahl mit entsprechender Streckgrenze kann die Kerbschlagzähigkeit dagegen bis zu 5,2 kgm/cm betragen» Dieser beträchtliche Zähigkeitsanstieg wird durch einen Zirkoniumgehalt von 0,01 bis 0,1$ verursacht, wobei Zirkoniumgehalte über 0,05$ im allgemeinen nicht erforderlich sind. Dabei ist die Verbesserung der Zähigkeit durch Zirkonium insofern überraschend, als dieses Element bei einer Reihe von martensitaushartbaren Stählen die Zähigkeit beeinträchtigt, namentlich bei den Stählen, die etwa 12$ Nickel, 5$ Chrom und 3$ Molybdän enthalten. Die Wirkung des Zirkoniums ist besonders in Gegenwart von Vanadin sehr gut, so daß sich beste Pestigkeits- und Zähigkeitswerte bei Stählen ergeben, die beide Elemente enthal- · ten. Der Vanadingehalt kann bis 2$ betragen, liegt jedoch vorzugsweise bei höchstens 1,5$, besser noch bei höchstens .0,9$ο Damit sich überhaupt eine Wirkung einstellt, müssen mindestens 0,2$ Vanadin vorhanden sein.

Chrom verbessert ebenfalls die Zähigkeit, doch sollte sein Gehalt 3$ nicht übersteigen. Dabei wurde festgestellt, daß Chrom sich in ähnlicher Weise verhält wie das Zirkonium. Zirkonium ist jedoch vorzuziehen, da zu hohe Chromgehalte zu einer Stabilisierung des Austenits und da-

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mit zu schlechteren Werkstoffeigenschaften führen. Darüber hinaus besteht beim Gießen schwerer Blöcke eine Neigung des Chroms zur Seigerung, die zur Bildung' örtlicher Seigerungszonen mit verhältnismäßig hohem ChrOmgehalt führen kann. Trotzdem ~k.b'mien bei entsprechend genauer Einstellung Chromgehalte bis 3$, vorzugsweise zwischen 0,01 und 2$ von Vorteil sein.

Obgleich der Kohlenstoffgehalt bis 0,15$ betragen kann, liegt seine Höchstgrenze vorzugsweise bei 0,05%. ~

Von den übrigen Elementen enthält der erfindungsgemäße Stahl höchstens 0,25$ Silizium, 0,25$ Mangan, 0,5$ Wolfram, 0,004$ Bor, 0,05$ "Beryllium, 4$ Kupfer, 2$ Niob oder 2$ Tantal. .

Eine besonders geeignete Legierung, die eine außergewöhnli'che Festigkeit und Zähigkeit ohne Neigung zur ,,Seigerung gewährleistet, besteht aus 17 bis 19$ Nickel, 14 bis 16$ Kobalt, 2,5 bis 3,5$ Molybdän, 0 bis 0,2$, vorzugsweise 0,05 bis 0,2$ Titan, 0,005 bis 0,04$ Zirkonium, 0,4 bis 0,9$ Vanadin, 0 bis 0,2$, vorzugsweise 0,05 bis 0,2$ Aluminium, bis 0,02 oder 0,03$ Kohlenstoff, je 0 bis 0,1 oder 0,15$ Mangan und Silizium, Rest Eisen einschließlieh erschmelzungsbedingter Verunreinigungen.

Soll die Streckgrenze jedoch 20J kg/mm .betragen, dann sollte der Stahl .17 bis 19$-Nickel, 19.bis 21$ Kobalt und 3,5.bis 4$ Molybdän enthalten. , , ·

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Der erfindungsgemäße Stahl kann an Luft erschmolzen werden, wenngleich, ein Vakuum schmelz en vorzuziehen ist. Darüber hinaus wird der Stahl in-üblicher Weise behandelt, beispielsweise einem Ausgleiehsglühen bei 1260⁰C unterworfen, welche Temperatur gleichfalls als'Walztemperatur geeignet ist. Als Walz- oder Schmiedeendtemperatur reichen 1095 bis 1040⁰G aus.

Der erfindungsgemäße Stahl braucht vor dem Aushärten nicht lösungsgeglüht zu werden, wenngleich ein Lösungsglühen von Torteil ist. Dabei kann der Stahl 1 bis 3. Stunden bei 760 bis 879°C geglüht werden. Das Aushärten erfolgt 1 bis 100 Stunden lang bei 370 bis 54O⁰C. Besonders gute Ergebnisse stellen sich bei einem 1 bis 24stündigem •Aushärten bei 415 bis 495°C ein.

Eine besonders bevorzugte Wärmebehandlung besteht im Hinblick auf eine Zügfestigkeit von etwa 193 kg/mm und mehr in einem einstündigen Lösungsglühen bei 815°C> Luftabkühlen und 24stündigem Aushärten bei 425°C mit anschließendem Abkühlen. Bei einer derartigen Festigkeit führen Temperaturen von über 815⁰C beim Lösungsglühen zu einer Beeinträchtigung der Werkstoffeigenschaften. Ein'kürzeres oder bei niedrigeren Temperaturen durchgeführtes Aushärten ergibt eine bessere Zähigkeit, jedoch eine geringere Festigkeit . Ein dreistündiges Aushärten bei 425⁰C führt zu einer Streckgrenze von etwa 175 kg/mm .

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Der erfindungsgemäße, insbesondere für schwere Konstruktionsteile geeignete Stahl kann als Werkstoff für Schmiede stücke, Grobbleche, ELugzeugfahrge stelle, .Gesenke, Werkzeugmaschinenteile·, Befestigungsmittel u.dgl» verwendet werden. Außer als Knetlegierung läßt sich der Stahl auch für Gußstücke, insbesondere für hochfeste Gußstücke verwenden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert.

Zunächst wurden 45 kg zweier martensitaushärtharer Stähle X und Y an luft erschmolzen, deren Zusammensetzungen in Tabelle ^T wiedergegeben sind. Bei dem" Stahl X handelt es sich um einen typischen martensitaushärtbaren 18$- Üickel-Kobalt-Molybdän-Stahl mit einer Zugfestigkeit von etwa 175 kg/mm.·, während der Stahl Y ein erfindungsgemäßer Stahl ist.

Tabelle I

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X Y

Die Stähle wurden in Sandforineh vergossen, wobei

Blöcke mit einem Querschnitt von 355 cm anfielen. Die Blöcke wurden zunächst 2 Stunden bei 126O⁰C homogenisiert,

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dann zu 76 nun dicken Knüppeln gewalzt und anschließend drei Stunden "bei 480⁰O ausgehärtet. Alsdann wurden Schliffe der Stähle angeätzt und metallografisch untersucht. Die Gefügeunterschiede der "beiden Stähle ergeben sich aus den Schliff-Bildern der Zeichnung, deren jedes eine Mikrofotografie mit einhundertfacher Vergrößerung darstellt. Aus Fig. 1, die das Gefüge des Stahls X wiedergibt, ergibt sich eine merkliche Seigerung in dunklen Austenitzonen, die typisch für einen solchen Stahl "bei Verwendung für schwere Konstruktionsteile ist. Im Gegensatz dazu zeigt das Schliffbild des Stahls Y gemäß Fig. 2 keinen Austenit.

Weitere 23 Stähle nach der Erfindung wurden im "Vakuuminduktionsofen erschmolzen; ihre Zusammensetzung ergibt sich aus der nachfolgenden Tabelle II.

Diese Stähle wurden bei 1260⁰C homogenisiert und anschließend in einer Richtung zu 16 mm dicken Blechen bei einer Anfangstemperatur von 1040⁰C warmgewalzt. Probestücke dieser Stähle wurden dann jeweils einer der nachfolgend bezeichneten Wärmebehandlungen unterworfen:

Wärmebehandlung At

Einstündiges Lösungsglühen bei 815°C, Abkühlen und anschließendes dreistündiges Aushärten bei 425⁰C.

Wärmebehandlung B:

Einstündiges Lösungsglühen bei 815⁰C, Abkühlen und anschließendes 24-stündiges Aushärten bei 425°C. 009846/0252

Wärmebehandlung G; "' -

Einstündiges Lösungsglühen bei 815⁰C, Abkühlen und anschließendes dreistündiges Aushärten bei 48O⁰G.

Bei den Torstehenden Wärmebehandlungen handelt es sich um übliche Wärmebehandlungen martensitaushärtbarer
Stähle, so daß die Versuchsergebnisse nur zusammengesetzte
Wirkungen erkennen lassen.

Die Stähle wurden verschiedenen Versuchen"unterworfen, bei denen die Zugfestigkeit und Kerbschlagzähigkeit an Proben gemessen wurden, die aus dem 16 mm, dicken Blech
herausgeschnitten und bei Raumtemperatur quer zur Walzrichtung untersucht wurden. Die jeweilige Wärmebehandlung und
die Ergebnisse der verschiedenen Untersuchungen sind in der nachfolgenden Tabelle II zusammengestellt*

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~ Die Versuchsergebhisse der Tabelle II veranschau-

- - " ■ lichen die außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Stahls. Beim Stahl 1 lag der Molybdän- und der kohaltgehalt im unteren Bereich der Gehaltsgrenzen, so daß die Streckgrenze entsprechend niedrig ist. Die Stähle 3, 4 und 5 zeigen jedoch, daß Streckgrenzen von 175 kg/mm und mehr bei höheren Molybdän- und Eobaltgehalten ohne weiteres erreichbar sind= Die mit dem Stahl 3 vergleichbaren Stähle 6, 7 und 8 veranschaulichen die allgemeine Verbesserung der technologischen Eigenschaften durch einen Zirkoniumzusatz. Auf diese Weise lassen sich Kerb-Schlagzähigkeiten von 4,3 kgm/cm bei Streckgrenzen von 175 kg/mm und einer niedrigen Aushärttemperatur von beispielsweise 425°C erreichen.

Vanadin-verbessert ebenfalls die Festigkeit und Zähigkeit, wie sich aus den Daten der Stähle 9 bis 14 ergibt. Eine optimale Eigenschaftskombination ergibt sich Jedoch bei den Stählen, die sowohl Zirkonium als auch Vanadin enthalten. Dies beweisen die Versuchsergebnisse der Stähle 15 und 16, deren Kerbschlagzähigkeit bei einer Streckgrenze von 175 kg/mm und einer Aushärttemperatur von 425°G etwa 5,2 kgm/cm betrug.

Demzufolge besitzen die erfindungsgemäßen Stähle bereits nach einem Aushärten bei der verhältnismäßig niedrigen Temperatur von 425⁰Q gute mechanische Eigenschaften.

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Normalerweise würde man annehmen, daß "bei einei? derartig niedrigen Temperatur ausgehärtete^martensitaushärt"bare Stäh Ie nich~b "vollständig ausgehärtet selen. So führt, abgesehen von einer niedrigeren Festigkeit, ein nicht ausreichendes Aushärten bei den bekannten martensitaushärtbaren Stählen zu einer geringeren Zähigkeit. Mit den erfindungsgemäßen Stählen läßt sich ein größerer Festigkeits- oder Zähigkeits bereich einstellen, so daß dem Stahl durch.geeignete Wahl der Wärmebehandlung eine vorgegebene Eigenschaftskombination verliehen werden kann₀

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Stahls liegt darin, daß seine Martensittemperatur um etwa 80 bis 110°C hoher liegt al>- bei den bisher bekannten martensitaushärtbaren Stählen. So beträgt die Martensittemperatur der Stähle 5, 9 und 11 etwa 230⁰C, 25.2⁰C bzw. 249°C Derartig hohe Umwandlungstemperaturen verringern die Gefahr des Auftretens von Restaustenit sowie einer Streifenbildung bzw. eines LamellengefügeSo

Im Rahmen weiterer Versuche wurden die erfindungsgemäßen Stähle 24 bis 26 sowie die außerhalb der Erfindung liegenden Stähle A bis G erschmolzen und in der im Zusammenhang mi"b Tabelle II beschriebenen Weise behandelt und untersucht. Die Zusammensetzungen dieser Stähle ergibt sich aus Tabelle III. Abgesehen von den im einzelnen aufgeführten Elementen enthielten diese Stähle noch über 0,03$ Kohlen-

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stoff sowie als Rest Eisen einschließlich Verunreinigungen. Zu Vergleichszwecken sind auch die Zusammensetzungen und Versuchsergetmisse der Stähle 1, 4 und 18 in Tabelle III mit aufgeführt.

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-Vergleicht man die. Daten der Stähle 18 und 24, so zeigt sich, daß bei Anwesentheit- von Zirkonium und Vanadin das Chrom keine Verbesserung der technologischen Eigenschaften herbeiführt* Verhältnismäßig geringe Chromgehalte erhöhen jedoch die Zähigkeit wesentlich, wenn der betreffende Stahl kein Zirkonium und. kein Vanadin enthält, wie sich aus einem Vergleich der Legierungen 25'und 4 ergibt. .

Der Stahl A enthielt 3,7% Chrom und die an ihm durchgeführten Versuche beweisen die schädliche Wirkung zu hoher Chromgehalte. Der überaus starke Festigkeitsverlust dieses Stahls wird durch eine zu große Menge Austenit verursachte

Während der Stahl 26 wesentlich weniger zäh war als der Stahl 25, besaß er eine wesentlich größere Festigkeit. Im Hinblick auf eine maximale Zähigkeit sollte der Chromgehalt 1$, vorzugsweise 0,5$ nicht übersteigen.

Die festigkeitserhöhende Wirkung des. Kobalts ergibt sich aus einem Vergleich der Streckgrenzen der Stähle 1 und B.

Die Stähle C und D mit zu hohem Nickelgehalt besaßen eine geringe Streckgrenze, während der Stahl 1, dessen Nickelgehalt zu gering war, neben einer geringen"Streckgrenze auch eine zu geringe Zähigkeit besaß. Die Stähle 3? und G- waren molybdänfrei und besaßen demzufolge eine unzu-* reichende Streckgrenze,

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Claims

International Nickel Limited, Thames House, Millbank,

London, S. W. 1, England

Patentansprüche;

1. Martensitaushärtbarer Nickel-Kobalt-Molybdän-Stahl, bestehend aus

14 bis 22 ft Nickel,

12 bis 25 ft Kobalt,-

2 bis 4 ft Molybdän,

0 bis 0,4' ft Titan,

0 bis 0,1 ft Zirkonium,

0 bis 2 ft Vanadin,

O bis 0,025$ Magnesium,

0 bis 3 4 io Chrom, 0 bis 0, 15 ft Aluminium, bis o, ft Kohlenstoff, 0 bis 1 io Silizium, 0 bis 1 ft Mangan, 0 bis 2 01 ft Wolfram, 0 bis 0, ft Bor, 0 bis 1 ft Beryllium, 0 bis 6 ft Kupfer, 0 bis 3 ft Niob, 0 bis 4 ft Tantal,

Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Eisen.

2. Stahl riach Anspruch 1, dessen Kohlenstoffgehalt jedoch 0,05$ nicht übersteigt.

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3. Stahl nach den Ansprüchen 1 oder 2, der "jedoch ,1-5,5 bis 20,-5$ Nickel, 13-bis 20$ Kobalt und 2 bis 3,5$ Molybdän enthält. ■

4. Stahl nach den Ansprüchen 1 bis 3, der jedoch 0,001$ Zirkonium enthält.

5v Stahl nach Anspruch 4, der jedoch 0,001 bis 0,05$ Zirkonium

enthalt. i

6. Stahl nach den Ansprüchen 1 Ms 3, der jedoch 0,2 bis 1,5$ Vanadin enthält.

7. Stahl nach den Ansprüchen 1 Ms 3, der jedoch 0,001 bis 0,05$ Zirkonium und 0,2 bis 1,5$ Vanadin enthält.

8. Stahl nach den Ansprüchen 6 oder 7, der jedoch 0,4 bis 0,9$ Vanadin enthält. ■- ~

9. Stahl nach den Ansprüchen 1 bis 8, der jedoch höchstens 0,2$ !Titan enthält.

10. Stahl nach den Ansprüchen 1 bis 9, der jedoch höchstens" je 0,25$ Silizium: und Mangan enthält.

11. Stahl nach den Ansprüchen 1 bis 10, der jedoch 0,01 bis 2$ Chrom" enthält. ■■'""" .

12. Stahl nach den Ansprüchen 1 bis 11, der jedo.ch 0,1 bis 1$ Chrom enthält* " "' ^ ' ■-"■-·■-

009846/0252 " ^:

13. Stahl■ ,nach den Ansprüchen 1- öder 2,Γ der jedoch 17 Ms 19% Nickel;."19 Ms 21^ KoTDaIt und 3,5 Ms 4$ Molybdän-enthält.

14. MartensitaushärtlDarer Stahl, "bestehend aus^; , ■""

17. Ms 19 '^Nickel, 14 Ms 16: $ Kobalt, 2,5 Ms 3,5 $ Molybdän, 0 Ms 0,2 $ Titan,
0,005 Ms Q,04-$ Zirkonium, 0,4 Ms 0,9 $ Vanadin, 0 Ms 0,5 $ Chrom
0 Ms 0,2 $ Aluminium,

Ms 0,03 $ Kohlenstoff, 0 Ms 0,025$ Silizium, 0 Ms 0_r25 io Mangan, 0 Ms 0,5 io Wolfram, 0 Ms 0,05$ Beryllium, Q Ms 4 $ Kupfer, 0 Ms 2 $.Niob und 0 Ms 2 $ Tantal,

Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Yerunreinigungen Eisen.

15. Stahl nach Anspruch 14, der jedoch mindestens 0,05$ Titan, mindestens 0,05$ Aluminium, höchstens 0,02$ Kohlenstoff und je höchstens 0,15$ Silizium und Mangan enthält.

16. Stahl nach den Ansprüchen 1 bis 15, der 1 bis 100 Stunden bei 370 bis 540^QC ausgehärtet worden ist.

17. Verwendung eines Stahls nach den Ansprüchen 1 bis 16 als Werkstoff für Gegenstände -, deren Querschnitt 25 mm über- " steigt.

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