DE1929116B1 - USING A MARTENSITIC STAINLESS DEFORMABILITY AND HIGH SPRING BENDING LIMIT - Google Patents
USING A MARTENSITIC STAINLESS DEFORMABILITY AND HIGH SPRING BENDING LIMITInfo
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Description
unreinigungen, ^impurities, ^
in lösungsgeglühtem und kaltverformtem Zustand als Werkstoff für Gegenstände mit guter Verformbarkeit und hoher Federbiegegrenze.in the solution-annealed and cold-formed state as a material for objects with good ductility and high elastic limit.
2. Verwendung eines Stahls nach Anspruch 1, der 0,1 bis 1% Aluminium und 0,3 bis 1,5% Niob enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.2. Use of a steel according to claim 1, the 0.1 to 1% aluminum and 0.3 to 1.5% niobium contains, for the purpose of claim 1.
3. Verwendung eines Stahls nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Martensitumwandlung durch Abkühlung auf Temperaturen unter 0° C herbeigeführt worden ist, für den Zweck nach Anspruch 1.3. Use of a steel according to claim 1 or 2, wherein the martensite transformation by Cooling to temperatures below 0 ° C has been brought about for the purpose of claim 1.
4. Verwendung eines Stahls nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Martensitumwandlung durch eine Kaltverformung mit einer Querschnittsverringerungvon50undmehrProzentherbeigeführtworden ist, für den Zweck nach Anspruch 1.4. Use of a steel according to claim 1 or 2, wherein the martensite transformation by a Cold deformation with a reduction in cross-section of 50 and more percent has been brought about is, for the purpose of claim 1.
5. Verwendung eines Stahls nach Anspruch 1, in dem bis 4% des Chroms durch bis zu 4% Molybdän ersetzt ist, für den Zweck nach An-Spruch 1.5. Use of a steel according to claim 1, in which up to 4% of the chromium by up to 4% Molybdenum is replaced for the purpose according to claim 1.
3535
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines martensitischen, ausscheidungshärtenden, rostfreien Stahls, der insbesondere beim Anlassen nach einer Lösungsglühbehandlung ein im wesentlichen austenitisches Gefüge oder eine erhebliche Menge Restaustenit aufweist und zur Umwandlung dieses Gefüges in ein im wesentlichen martensitisches Gefüge durch Anwendung einer Kaltverformung geeignet ist, als Werkstoff für Gegenstände mit guter Verformbarkeit und hoher Federbiegegrenze.The invention relates to the use of a martensitic, precipitation hardening, stainless Steel, which is an essentially austenitic structure or a significant amount of retained austenite and for transforming this Structure into an essentially martensitic structure by using cold deformation is suitable, as a material for objects with good deformability and high elastic limit.
Der zu verwendende ausscheidungshärtende, rostfreie Stahl ist ein in neuerer Zeit entwickelter rostfreier Stahl mit Zusatz von Al und Mo zu dem rostfreien 17-Cr-7-Ni-Stahl, der bisher als fester rostfreier Stahl mit Eignung zur Benutzung direkt nach der Kaltverformung mit Ausscheidungshärtbarkeit sowie zur Hervorrufung von für ein weites Feld von Anwendungsgebieten passenden Eigenschaften bekannt war.The precipitation hardening stainless steel to be used is a recently developed stainless steel Steel with the addition of Al and Mo to the rustproof 17-Cr-7-Ni steel, which was previously used as a solid stainless steel with suitability for use directly after cold forming with precipitation hardenability as well as for Was known to produce properties suitable for a wide range of uses.
Wenn man eine bestimmte Zusammensetzung von Bestandteilen auswählt, die zur Bewirkung einer Um-Wandlung von Austenit in Martensit tendiert, dann tritt eine Ausscheidungsphase, die in Austenit löslich, in Martensit dagegen nach der Umwandlung unlöslich ist, in der Martensitmatrix auf. ·When one selects a certain composition of ingredients that are responsible for a conversion from austenite tends to martensite, then a precipitation phase occurs which is soluble in austenite, is insoluble in martensite after the conversion, on the other hand, in the martensite matrix. ·
Es ist bekannt, daß es zwei Arten des Martensittyps des rostfreien Stahls gibt, und zwar rostfreien Stahl (rostfreier 17-Cr-4-Ni-Stahl), bei dem die Um-Wandlung von Austenit in Martensit unmittelbar in einem Abkühlungsschritt nach der Lösungsglühbehandlung auftritt und die Ausscheidungshärtung durch eine Wärmebehandlung des umgewandelten rostfreien Stahls vorgenommen werden kann, und rostfreien Stahl (rostfreier 17-Cr-7-Ni-Stahl), bei dem alle oder die meisten Gefügearten auch, nachdem man den Stahl abkühlen läßt, nach der Lösungsglühbehandlung austenitisch bleiben, der Austenit nur durch eine Zwischenwärmebehandlung oder KaItverformung in Martensit umgewandelt werden kann ™.d wf?r df Ausscheidungshärtung durch eine Wärmebehandlung des Stahls bewirkt werden kann. Der BeS^ »Federbiegegrenze« in der Erfindung wird definiert als Oberflächenspannung eines Metall-It is known that there are two kinds of martensite type stainless steel, namely stainless steel (17-Cr-4-Ni stainless steel) in which transformation from austenite to martensite occurs immediately in a cooling step after the solution treatment and precipitation hardening can be carried out by heat treatment of the converted stainless steel, and stainless steel (17-Cr-7-Ni stainless steel) in which all or most of the structures are austenitic even after the steel is allowed to cool after the solution heat treatment remain, the austenite can only be converted into martensite by means of an intermediate heat treatment or cold deformation ™. dw f? rd f precipitation hardening can be brought about by heat treatment of the steel. The Be S ^ "spring deflection limit" in the invention is defined as the surface tension of a metal
Streifens istj wenn die Restbeanspruchungsverformung in der Mitte des Streifens 0,05 oder 0,025 mm erreicht. ISTJ strip when the R est deformation stress is 0.05 or 0.025 mm is reached in the middle of the strip.
Die Federbiegegrenze stellt einen Grad des Wider-Standes gegenüber der sogenannten »Relaxation« der Feder dar. Der 17-Cr-7-Ni-Stahl mit einer chemischen Nennzusammensetzung:The spring deflection limit represents a degree of resistance to the so-called "relaxation" of the The 17-Cr-7-Ni steel with a nominal chemical composition:
GewichtsprozentWeight percent
r · ' <0 09r '<0 09
„. < 1Ό". <1Ό
pp „\,"\,
„ ' <oYn"'<OYn
^. Z™ u·^. Z ™ u ·
J-?J-?
_, 16'bis 18_, 16 'to 18
.F η 7S V>*.F η 7S V> *
A1 ·' J1J3J A1 · 'J 1 J 3 J
pe n'est p e n ' est
hat nach Ausscheidungshärtung bei 50% Quer-Schnittsverminderung eine Federbiegegrenze von etwa 120 kg/mm2. Weiter sind ein rostfreier 17-Cr-7-Ni-Stahl mit dieser chemischen Nennzusammensetzung, zu der sehr geringe Mengen von Ti, Zr, V u. dgl. zugesetzt werden, um die Schweißbarkeit des 17-Cr-7-Ni-Stahls zu verbessern, oder ein rostfreier 17-Cr-7-Ni-Stahl, in welchem 4 Gewichtsprozent oder weniger Cr durch die gleiche Menge Mo ersetzt werden, um die Hochtemperaturfestigkeit zu verbessern, bekannt. After precipitation hardening with 50% reduction in cross-section, it has a flexural limit of about 120 kg / mm 2 . Next is a 17-Cr-7-Ni stainless steel of this nominal chemical composition to which very small amounts of Ti, Zr, V and the like are added to increase the weldability of the 17-Cr-7-Ni steel or a 17-Cr-7-Ni stainless steel in which 4% by weight or less of Cr is replaced with the same amount of Mo in order to improve the high-temperature strength is known.
Der erfindungsgemäß zu verwendende rostfreie Stahl soll gleichzeitig mit sowohl einer guten Verformbarkeit als auch einer hohen Federbiegegrenze ausgestattet sein.The stainless steel to be used in the present invention should have both good formability at the same time as well as a high elastic limit.
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines martensitischen rostfreien Stahls, bestehend ausThe invention relates to the use of a martensitic stainless steel consisting of
η 1 ν 1Si «ο/η 1 ν 1S i «ο /
u'x °1S 1^ ^fSfS^K t „
/0 kohlenstoff, u ' x ° 1S 1 ^ ^ fSfS ^ K t "
/ 0 carbon,
£ehr als 1J5 /o Mangan,
Elsen und erschmelzungsbedingten Verunreinigungen,
More than 1 J 5 / o manganese,
Elsen and impurities caused by the melting process,
in lösungsgeglühtem und k,altverformtem Zustand als Werkstoff für Gegenstände mit guter Verformbarkeit und hoher Federbiegegrenze.in the solution-annealed and cold-deformed state as a material for objects with good ductility and high elastic limit.
Weiter ist es zweckmäßig, einen Teil des Cr durch Mo zu ersetzen.It is also appropriate to replace part of the Cr with Mo.
Ein Teil .des Zusammensetzungsbereichs des erfindungsgemäß zu verwendenden Stahls, und zwar mitPart of the composition range of the invention to be used steel, namely with
9 bis 10% Nickel, 12 bis 15,5% Chrom, 0,15 bis 1% Niob, 0,5 bis 1,5% Aluminium, bis 0,03% Kohlenstoff, 0 bis 0,2% Silizium, 0 bis 0,2% Mangan,.Rest Eisen, ist bereits aus der deutschen Patentschrift 1239 108 bekannt, doch ist hinsichtlich der Verwendung dort von einem aushärtbaren, rostfreien Stahl mit einer Festigkeit und Zähigkeit die Rede, die ihn beispielsweise als Werkstoff für Druckkessel, Flugzeugteile od. dgl. geeignet machen.9 to 10% nickel, 12 to 15.5% chromium, 0.15 to 1% niobium, 0.5 to 1.5% aluminum, up to 0.03% carbon, 0 to 0.2% silicon, 0 to 0.2% manganese, remainder iron, is already from the German patent 1239 108 known, but is in terms of use there of a hardenable stainless steel with a Strength and toughness are mentioned, which for example make it a material for pressure vessels and aircraft parts or the like. Make suitable.
Die Erfindung soll im folgenden an Hand der Zeichnung und Beispiele näher erläutert werden; darin zeigtThe invention is to be explained in more detail below with reference to the drawing and examples; in it shows
F i g. 1 ein Blockdiagramm der Ausscheidungshärtungsschritte des vorliegenden rostfreien Stahls undF i g. 1 is a block diagram of the precipitation hardening steps of the present stainless steel and
F i g. 2 ein Diagramm der Eigenschaftskurven der Härte und der Federbiegegrenze gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.F i g. 2 shows a diagram of the characteristic curves of the hardness and the spring bending limit according to an exemplary embodiment the invention.
Der erfindungsgemäß zu verwendende rostfreie Stahl hat ein austenitisches Gefüge oder eine erhebliche
Menge restaustenitisches Gefüge, wenn der Stahl einer Lösungsglühbehandlung unterworfen und dann,
so wie er ist, direkt abgekühlt wird und ein geeignet ausgewähltes, bestimmtes Mischverhältnis von Cr
und Ni besitzt, so daß ein solches Gefüge durch Kaltverformung mit einem bestimmten Grad der
Querschnittsverminderung in ein im wesentlichen martensitisches Gefüge umwandelbar ist.
Als Verfahren zur Ausscheidungshärtungsbehandlung von 17-Cr-7-Ni-Stahl sind drei Verfahren, d. h.
TH-Verfahren, RH-(unter 0°C)-Verfahren und CH-Verfahren bekannt, die sich je nach der Art der Umwandlung
des Gefüges des Stahls nach der Lösungsglühbehandlung in Martensit unterscheiden.The stainless steel to be used in the present invention has an austenitic structure or a substantial amount of residual austenitic structure when the steel is subjected to a solution heat treatment and then directly cooled as it is and has an appropriately selected, certain mixing ratio of Cr and Ni so that a such a structure can be converted into an essentially martensitic structure by cold deformation with a certain degree of cross-section reduction.
As methods for precipitation hardening treatment of 17-Cr-7-Ni steel, three methods, ie TH method, RH (below 0 ° C) method and CH method are known, which differ depending on the type of transformation of the structure Differentiate between steel and martensite after solution heat treatment.
F i g. 1 zeigt ein typisches Blockdiagramm, wie die Ausscheidungshärtungsbehandlung nach diesen drei Verfahren vorgenommen wird. Unter diesen ist das CH-Verfahren am ausgezeichnetsten; das RH-Verfahren und das TH-Verfahren folgen vom Gesichtspunkt des Erhaltene eines rostfreien Stahls mit einer hohen Federbiegegrenze aus in dieser Reihenfolge.F i g. Fig. 1 shows a typical block diagram of the precipitation hardening treatment after this three procedures are undertaken. Of these, the CH method is the most excellent; the RH method and TH method follow from the viewpoint of obtaining a stainless steel with a high spring deflection limit from in that order.
Tabelle 1 zeigt Zusammensetzungen und Federbiegegrenzen nach der Schlußglühbehandlung des erfindungsgemäß zu verwendenden rostfreien Stahls (Beispiele 1 bis 6) und der herkömmlichen 17-Cr-7-Ni-Stähle (Bezugsbeispiele 1 bis 3) der Standardzusammensetzungen. Table 1 shows compositions and spring deflection limits after the final annealing treatment of the stainless steel to be used according to the invention (Examples 1 to 6) and the conventional 17-Cr-7-Ni steels (Reference Examples 1 to 3) of the standard compositions.
Zusammensetzung (Gewichtsprozent)Composition (weight percent)
SiSi
MnMn
CrCr
NiNi
AlAl
NbNb
Federbiegegrenze Spring deflection limit
nach der
Behandlungafter
treatment
(kg/mm2)(kg / mm 2 )
BezugsbeispielReference example
P-I PI
P-2 P-2
P-3 P-3
Beispiel
1 example
1
0,00
0,09
0,090.00
0.09
0.09
0,08
0,07
0,06
0,06
0,03
0,080.08
0.07
0.06
0.06
0.03
0.08
0,12
0,03
0,430.12
0.03
0.43
0,02
0,87
0,55
0,64
0,35
0,450.02
0.87
0.55
0.64
0.35
0.45
0,20
0,18
0,620.20
0.18
0.62
0,14
0,96
0,52
0,54
0,45
0,350.14
0.96
0.52
0.54
0.45
0.35
18,0
16,7
17,018.0
16.7
17.0
18,018.0
16,416.4
16,7716.77
16,7916.79
16,5516.55
17,0517.05
7,3
6,947.3
6.94
7,27.2
7,37.3
7,07.0
7,027.02
6,826.82
6,956.95
6,906.90
0,98
0,98
1,030.98
0.98
1.03
0,22
0,19
0,21
0,20
0,40
0,980.22
0.19
0.21
0.20
0.40
0.98
0 0 00 0 0
0,30
0,47
1,05
1,44
3,02
0,150.30
0.47
1.05
1.44
3.02
0.15
124
111
125124
111
125
168
172
178
181
180
165168
172
178
181
180
165
In den verschiedenen Beispielen und Bezugsbeispielen wird die Kaltverarbeitung mit einer 50%igen Verformung nach der Lösungsglühbehandlung vorgenommen. Die kaltgewalzten Stähle werden 60 Minuten bei 480 bis 5000C als Schlußglühbehandlung wärmebehandelt; in den Beispielen 1 bis 5 ist die Menge des Al etwas geringer als die in einer Standardzusammensetzung des 17-Cr-7-Ni-Stahls.In the various examples and reference examples, cold working is carried out with 50% deformation after the solution heat treatment. The cold-rolled steels are heat treated for 60 minutes at 480 to 500 0 C as Schlußglühbehandlung; in Examples 1 to 5, the amount of Al is slightly less than that in a standard composition of 17-Cr-7-Ni steel.
Wie die Tabelle erkennen läßt, kann die Zugabe von etwa 0,15% Nb zu dem 17-Cr-7-Ni-Stahl mit einer Standardzusammensetzung die Federbiegegrenze über 160 kg/mm2 steigern, und die Federbiegegrenze zeigt eine Verbesserung entsprechend dem Anwachsen der zugesetzten Nb-Menge.As can be seen from the table, the addition of about 0.15% Nb to the 17-Cr-7-Ni steel with a standard composition can increase the spring deflection limit above 160 kg / mm 2 , and the spring deflection limit shows an improvement in accordance with the increase in the added amount of Nb.
Tabelle 2 zeigt ein Beispiel, in dem einem 17-Cr-7-Ni-Stahl mit der Standardzusammensetzung 1,04% Nb zugesetzt wird, wobei die Menge des Al vergleichsweise erhöht ist, und ein Beispiel, in dem nur etwa 0,1% Nb zugesetzt wird, zusammen mit den Federbiegegrenzen dieser Stähle, auf welche die gleiche Ausscheidungshärtungsbehandlung wie nach den Beispielen in der Tabelle 1 angewendet wurde.Table 2 shows an example in which a 17-Cr-7-Ni steel with the standard composition 1.04% Nb is added, the amount of Al comparatively is increased, and an example in which only about 0.1% Nb is added along with the Spring deflection limits of these steels to which the same precipitation hardening treatment as after the examples in Table 1 was used.
Federbiegegrenze Spring deflection limit
nach der
Behandlungafter
treatment
(kg/mm2)(kg / mm 2 )
Zusammensetzung (Gewichtsprozent)Composition (weight percent)
Beispiel 7
Beispiel 8Example 7
Example 8
Man findet durch Vergleich der so erhaltenen Ergebnisse mit dem Ergebnis nach Beispiel 3 in der Tabelle 1, daß, wenn die Mengen des Nb gleich, d. h. etwa 1,0% sind, ein Stahl mit einer höheren Federbiegegrenze in dem Fall erhältlich ist, wenn die Al-Menge etwas größer ist. Weiter wird deutlich, daß ein Stahl mit einer weit höheren Federbiegegrenze in dem Fall nicht erhalten werden kann, wenn die Menge des Nb sehr klein, z. B. 0,1 Gewichtsprozent, ist.By comparing the results thus obtained with the result according to Example 3, FIG Table 1 shows that when the amounts of Nb are equal, i.e. H. about 1.0% is a steel with a higher Spring deflection limit is available in the case when the amount of Al is slightly larger. It also becomes clear that a steel with a much higher spring deflection limit cannot be obtained in the case where the Amount of Nb very small, e.g. B. 0.1 weight percent.
Wenn die Verformbarkeit des 17-7-PH-Stahls in Betracht gezogen werden muß, wird die Härte bei der Formgebung natürlich wichtig. Das heißt, daß die Verformbarkeit eines Stahls besser wird, wenn die Härte vor der Schlußglühbehandlung nach dem CH-Verfahren geringer ist.If the ductility of the 17-7-PH steel in Needless to say, hardness becomes important in shaping. That means that the Deformability of a steel is better if the hardness before the final annealing treatment after CH procedure is lower.
F i g. 2 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehungen zwischen der Menge Al, der Vickers-Härte und der Federbiegegrenze bei dem erfindungsgemäß zu verwendenden Stahl.F i g. Fig. 2 is a diagram for explaining the relationships among the amount of Al, Vickers hardness and the spring bending limit in the steel to be used according to the invention.
Die Zusammensetzung des rostfreien Stahls, der in den Beispielen verwendet wurde, ist 17,0% Cr, 7,0% Ni, 1,0% Nb, 0,6% Si, 0,1% C, 0,4% Mn, 0,05 bis 1,4% Aluminium, Rest Fe. Es wurden rostfreie Stähle verwendet, die nach der Lösungsglühbehandlung bei einem 50%igen Verformungsgrad kaltgewalzt und einer Schlußglühbehandlung von 60 Minuten bei 480 bis 500° C unterworfen wurden.The composition of the stainless steel used in the examples is 17.0% Cr, 7.0% Ni, 1.0% Nb, 0.6% Si, 0.1% C, 0.4% Mn, 0.05 to 1.4% aluminum, remainder Fe. They were rustproof Steels used that are cold-rolled after solution heat treatment at a 50% degree of deformation and subjected to a final annealing treatment at 480 to 500 ° C for 60 minutes.
Es ist aus den Ergebnissen offenbar, daß die Federbiegegrenze des rostfreien Stahls nach der Schlußglühbehandlung innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 0,3% Al zum Anwachsen proportional zur Al-Zusatzmenge neigt und der Anstieg in der Federbiegegrenze zur Sättigung tendiert, wenn die Al-Menge 0,3% überschreitet.It is apparent from the results that the spring deflection limit of the stainless steel after the final annealing treatment within a range of 0.1 to 0.3% Al to increase in proportion to the amount of Al added tends and the increase in the spring deflection limit tends to saturate when the amount of Al Exceeds 0.3%.
Weiter kann man sagen, daß die Härte vor der Schlußglühbehandlung um einen Punkt über 1,0% Al-Zugabe eine Tendenz zum starken Anstieg hat. So ist festzustellen, daß, um einen rostfreien Stahl mit einer hohen Federbiegegrenze und einer guten Verformbarkeit zu erhalten, eine Vorzugs-Al-Menge innerhalb eines Bereichs von 0,3 bis 1% zu wählen ist. Tabelle 3 zeigt einen Vergleich mehrerer Beispiele gemäß vorliegender Erfindung mit verschiedenen Bezugsbeispielen.It can also be said that the hardness before the final annealing treatment by a point above 1.0% Al addition has a tendency to increase sharply. So it should be noted that in order to make a stainless steel with a high flexural limit and good ductility to obtain a preferred amount of Al to be selected within a range of 0.3 to 1%. Table 3 shows a comparison of several examples according to the present invention with various reference examples.
Zusammensetzung (Gewichtsprozent)Composition (weight percent)
Si Mn Cr Ni AlSi Mn Cr Ni Al
NbNb
Federbiegegrenze (kg/mm2)Spring bending limit (kg / mm 2 )
vor der
Behandlung before the
treatment
nach dei Behandlung after the treatment
Härte (kg/mm2)Hardness (kg / mm 2 )
vor der Behandlung before treatment
nach der Behandlung after treatment
9 9
10 10
11 11th
12 12th
13 13th
14 14th
15 15th
16 16
17 17th
18 18th
BezugsbeispieleReference examples
4 4th
5 5
6 6th
7 7th
8 8th
9 9
0,06
0,07
0,06
0,05
0,06
0,08
0,08
0,05
0,03
0,050.06
0.07
0.06
0.05
0.06
0.08
0.08
0.05
0.03
0.05
0,07
0,05
0,09
0,08
0,07
0,050.07
0.05
0.09
0.08
0.07
0.05
0,53 0,52 0,55 0,62 0,64 1,08 0,02 0,07 0,35 0,070.53 0.52 0.55 0.62 0.64 1.08 0.02 0.07 0.35 0.07
0,53 -0,52 0,62 0,70 0,53 0,530.53 -0.52 0.62 0.70 0.53 0.53
7,02 6,81 7,02 6,86 6,82 7,52 7,43 6,85 6,95 6,757.02 6.81 7.02 6.86 6.82 7.52 7.43 6.85 6.95 6.75
6,94 6,93 8,53 10,80 6,93 7,03 0,39
0,79
0,21
0,09
0,20
0,73
0,72
0,75
0,40
0,736.94 6.93 8.53 10.80 6.93 7.03 0.39
0.79
0.21
0.09
0.20
0.73
0.72
0.75
0.40
0.73
0,890.89
1,401.40
1,101.10
1,011.01
1,051.05
0,420.42
1,441.44
1,041.04
0,970.97
1,05*)1.05 *)
3,023.02
0,95**)0.95 **)
1,071.07
0,960.96
55
62
70
49
57
52
55
51
6055
62
70
49
57
52
55
51
60
115
47
61
63
99
65115
47
61
63
99
65
191 180 178 169 181 194 182 180 167 165191 180 178 169 181 194 182 180 167 165
126 111 114 122 179 163126 111 114 122 179 163
340 346 341 397 353 362 367 380 393 390340 346 341 397 353 362 367 380 393 390
533 588 404 354 431 342533 588 404 354 431 342
483 521 476 483 498 519 521 520 530 540483 521 476 483 498 519 521 520 530 540
546 597 367 373 603 466546 597 367 373 603 466
*) (Mo) 2,06. **) (Mo) 4,13.*) (Mo) 2.06. **) (Mo) 4.13.
Die rostfreien Stähle, die bei den Beispielen und Bezugsbeispielen nach Tabelle 3 benutzt wurden, waren nach Lösungsglühbehandlung mit 50% Querschnittsabnahme kaltgewalzte Blechmaterialien nach anschließender Schlußglühbehandlung. Als Schlußglühbehandlung wurde im Bezugsbeispiel 6 eine Wärmebehandlung von 60 Minuten bei 600° C und in den anderen Beispielen und den Bezugsbeispielen von 45 Minuten bei 480 bis 5000C angewendet.The stainless steels which were used in the examples and reference examples according to Table 3 were cold-rolled sheet materials after the solution heat treatment with 50% reduction in cross-section after a subsequent final heat treatment. A heat treatment of 60 minutes at 600 ° C and in the other Examples and Reference Examples 45 minutes at 480 was applied to 500 0 C in the Reference Example 6 as Schlußglühbehandlung.
Das Bezugsbeispiel 4 betrifft eine Art wohlbekannter rostfreier Stähle für Federzwecke, die nach der Lösungsglühbehandlung ein instabiles Austenitgefüge haben, jedoch nicht ausscheidungshärtbar sind, obwohl bei ihnen durch Kaltverarbeitung ein Martensitgefüge entwickelt wird. Der Stahl nach diesem Bezugsbeispiel weist die Schwierigkeit auf, daß die Härte nach der Kaltwalzung sehr groß ist, und er hat nicht eine so hohe Federbiegegrenze nach der Hitzebehandlung wie die des erfindungsgemäß zu verwendenden rostfreien Stahls,.Reference example 4 relates to a type of well-known stainless steel for spring use, which is disclosed in US Pat Solution heat treatment have an unstable austenite structure, but are not precipitation hardenable, although they develop a martensite structure through cold processing. The steel after this Reference example has a problem that the hardness after cold rolling is very large, and he does not have as high a spring deflection limit after the heat treatment as that of the invention using stainless steel.
Die rostfreien Stähle der Bezugsbeispiele 6 und 7 haben die herkömmliche stabile Austenitstruktur. Dabei kann die Härte des kaltgewalzten Stahls um einen gewissen Grad gesenkt werden, doch die Federbiegegrenze nach der Ausscheidungshärtungsbehandlung kann nicht übermäßig gesteigert werden.The stainless steels of Reference Examples 6 and 7 have the conventional stable austenite structure. In doing so, the hardness of the cold-rolled steel can be reduced to a certain extent, but the spring bending limit after the precipitation hardening treatment, it cannot be increased excessively.
Das Bezugsbeispiel 8 zeigt einen Fall, in dem die Al-Menge relativ gegenüber den Beispielen vorliegender Erfindung gesteigert ist. Dabei ist die Härte des Stahls vor der Ausscheidungshärtungsbehandlung beträchtlich hoch.Reference example 8 shows a case where the amount of Al is relative to that of the present examples Invention is increased. It is the hardness of the steel before the precipitation hardening treatment considerably high.
Das Bezugsbeispiel 9 zeigt einen Fall, in dem überhaupt kein Al zugesetzt wurde. Dabei ist die Härte des Stahls vor der Schlußglühbehandlung nicht zu groß, jedoch die Federbiegegrenze kann nicht hoch gemacht werden.Reference example 9 shows a case where no Al was added at all. Here is the Hardness of the steel before the final annealing treatment is not too great, but the spring bending limit can be not be made high.
Nach den Beispielen gemäß der Erfindung in dieser Tabelle kann man einen rostfreien Stahl mit einer Vickers-Härte von 350 nach der 50%igen Kaltwalzung und einer Federbiegegrenze von 180 kg/mm2 nach der Schlußglühbehandlung ohne weiteres herstellen.According to the examples according to the invention in this table, a stainless steel with a Vickers hardness of 350 after 50% cold rolling and a spring deflection limit of 180 kg / mm 2 after the final annealing treatment can easily be produced.
Wie in den Beispielen 16 und 18 gezeigt ist, hat ein rostfreier Stahl, bei dem ein Teil des Cr durch Mo ersetzt ist, ebenfalls eine hohe Federbiegegrenze.As shown in Examples 16 and 18, a stainless steel in which a part of Cr is replaced by Mo is replaced, also has a high spring deflection limit.
Wie vorstehend erläutert wurde, fand man, wie die Beispiele zeigen, daß sich ein rostfreier Stahl mit einer niedrigen Härte vor der Schlußglühbehandlung, einer günstigen Verformbarkeit und einer sehr hohen Federbiegegrenze nach der Schlußglühbehandlung erzielen läßt, indem man bestimmte Mengen von Nb und Al zusetzt. Diese verbesserten Eigenschaften können eine sehr gute Wirkung mit sich bringen, wenn der erfindungsgemäß zu verwendende rostfreie Stahl für diverse Federmaterialien verwendet wird. Als Beispiel kann ein Federmaterial für den Halter einer Schattenmaske bei einem Farbfernsehgerät erwähnt werden. Die Feder gehört je nach dem Verfahren zum Halten der Schattenmaske zu einer von zwei Arten. Das heißt, im einen Fall ist ein Material niedriger Wärmeausdehnung erforderlich, und im anderen Fall benötigt man ein Material mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten nahe, dem des die Schattenmaske darstellenden Materials (üblicherweise reines Eisen).As explained above, as the examples show, a stainless steel was found to work with a low hardness before the final annealing treatment, a favorable deformability and a very high one After the final annealing treatment, the elastic limit can be achieved by adding certain amounts of Adds Nb and Al. These improved properties can have a very good effect, when the stainless steel to be used in the present invention is used for various spring materials. as For example, a spring material for the holder of a shadow mask in a color television set can be mentioned will. The spring is one of two depending on the method of holding the shadow mask Species. That is, a material of low thermal expansion is required in one case and in the other In this case, you need a material with a coefficient of thermal expansion close to that of the shadow mask constituting material (usually pure iron).
Im letzteren Fall kann man vorteilhaft den erfindungsgemäß ausgewählten rostfreien Stahl als Feder für Haltezwecke verwenden. Hierbei ist ein Material mit einer Austenitstruktur ungeeignet, da es einen übermäßig hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat. Man benötigt ein Material mit einem Martensitgefüge, wie es der erfindungsgemäß zu verwendende rostfreie Stahl aufweist.In the latter case, the stainless steel selected according to the invention can advantageously be used as the spring use for holding purposes. Here, a material with an austenite structure is unsuitable because it has a has an excessively high coefficient of thermal expansion. You need a material with a martensite structure, as it has the stainless steel to be used according to the invention.
Um ein Auftreten einer Verschiebung der Schattenmaskenstellung auf Grund einer Vibration oder eines Stoßes zu vermeiden, ist es nötig, eine Feder mit einem hohen Widerstand gegenüber der sogenannten »Relaxation« zu verwenden. In dieser Hinsicht kann der erfindungsgemäß zu verwendende rostfreie Stahl mit seiner hohen Federbiegegrenze einen ausgezeichneten Dienst leisten.To an occurrence of a shift in the shadow mask position due to a vibration or a To avoid shock, it is necessary to use a spring with a high resistance to the so-called To use "relaxation". In this regard, the stainless steel to be used in the present invention can provide an excellent service with its high spring deflection limit.
Weiter ist es bei der Massenproduktion von Federn erforderlich, daß die Formgebung ohne weiteres mittels einer Stanzpresse erfolgen kann und ein Formpressenverlust erspart wird. In dieser Hinsicht ist der erfindungsgemäß zu verwendende rostfreie Stahl ausgezeichnet, da seine Härte zur Zeit der Formgebung, d. h. vor der Ausscheidungshärtungsbehandlung, gering ist.Further, in the mass production of springs, it is necessary that the shaping be easily can be done by means of a punch press and a compression loss is saved. In this regard it is the stainless steel to be used according to the invention is excellent because its hardness at the time of shaping, d. H. before the precipitation hardening treatment, is low.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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209 511/286209 511/286
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12 bis iy% Chrom,io k, v loo / rn, L
12 to iy% chromium,
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