DE19857156B4 - Verwendung eines Panzerungsbleches aus martensitaushärtendem Stahl - Google Patents
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Abstract
Panzerungs-Blech
aus martensitaushärtendem
Stahl mit bis zu 12 mm Dicke, insbesondere der Zusammensetzung ≤ 0,03% C, ≤ 0,1% Si, ≤ 0,1% Mn, ≤ 0,01% P, ≤ 0,01% S,
0,05 bis 0,15% Al, 17,0 bis 19,0% Ni, 7,0 bis 16,0% Co, 4,0 bis
6,5% Mo und 0,5 bis 2% Ti, ggf. ferner ≤ 0,5% Cr, ≤ 0,5% Cu, ≤ 0,2% Nb, ≤ 0,2% V, ≤ 0,2% Zr und/oder ≤ 0,2% W, Rest
Fe und verfahrensbedingte Verunreinigungen, das, insbesondere nach
dem Ausschneiden und ggf. sonstigen Formen des Zuschnitts, durch
Erwärmen
auf eine Temperatur unter der Umwandlungstemperatur Martensit → Austenit
ausgehärtet
und anschließend
zusätzlich
durch eine chemisch-thermische Randschichtbehandlung oberflächengehärtet worden
ist, unter Anwendung einer Temperatur, die gleichfalls unter der
Umwandlungstemperatur Martensit → Austenit
liegt, gek. durch die Verwendung als Beschuß-Schutz bei Beschuß.
Description
- Die Erfindung befaßt sich mit einem Panzerungs-Blech aus martensitaushärtendem Stahl mit bis zu 12 mm Dicke, insbesondere der Zusammensetzung ≤ 0,03% C, ≤ 0,1% Si, ≤ 0,1% Mn, ≤ 0,01% P, ≤ 0,01% S, 0,05 bis 0,15% Al, 17,0 bis 19,0% Ni, 7,0 bis 16,0% Co, 4,0 bis 6,5% Mo und 0,5 bis 2% Ti, ggf. ferner ≤ 0,5% Cr, ≤ 0,5% Cu, ≤ 0,2% Nb, ≤ 0,2% V, ≤ 0,2% Zr und/oder ≤ 0,2% W, Rest Fe und verfahrensbedingte Verunreinigungen, das insbesondere nach dem Ausschneiden und ggf. sonstigen Formen des Zuschnitts, durch Erwärmen auf eine Temperatur unter der Umwandlungstemperatur Martensit → Austenit ausgehärtet worden ist.
- Ein solches Panzerungs-Blech ist bekannt aus dem Werkstoffblatt „DILLIDUR X" der DILLINGER HÜTTE GTS (Spezifikation DH- D 02- B, Ausgabe 11.1992). Er wird angeboten in Blechdicken von 4,5 bis 9,0 mm zum Schutz z.B. von PKWs und Werttransportern gegen Beschuß und Einwirkung von Explosivstoffen. Die Blechdicken sind inzwischen auf 12,0 mm vergrößert.
- Aus der Patentliteratur weiterhin bekannt sind zu gleichen Zwecken Verbundstähle mit einer härteren Außenlage und einer zäheren Innenlage.
- Die
DE 43 44 879 C2 beschreibt einen solchen Verbundstahl aus martensitaushärtenden Stählen. Die Außenlage weist 4,0 bis 6,0% Mo, 17,0 bis 18,0% Ni, < 0,05% Cr, 1,7 bis 1,8% Ti und 14,0 bis 15,0 Co auf, die Innenlage 4,0 bis 6,0% Mo, 17,0 bis 18,0% Ni, < 0,08% Cr, 0,5 bis 0,8% Ti und 7,0 bis 9,0% Co; beide Lagen enthalten ferner < 0,02% C, < 0,06% Si, < 0,01% Mn, < 0,01% P, < 0,01% S und unter < 0,02% Cu. Das Dickenverhältnis der Außenlage zur Innenlage soll etwa 3:2 betragen. - Referiert ist in der genannten Patentschrift die
DE 29 21 854 C1 mit dem Hinweis, der in dieser Veröffentlichung angegebene Verbundstahl sei nur bedingt einsetzbar, da die beiden fest miteinander verbundenen Stähle unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten besitzen, so daß es zu Verformungen kommen könne. - Die Zusammensetzungen sind hier andere, es handelt sich um kein martensitaushärtendes Material. Die Offenlegungsschrift befaßt sich vornehmlich mit der Schweißbarkeit; vorgesehen ist, die Bleche nur an der weicheren Innenlage zu verschweißen.
- Als Stand der Technik erwähnt ist die Verschweißung bestimmter Panzerbleche im Zweiten Weltkrieg, die eine oberflächengehärtete dünne Schicht martensitischen Charakters und auf der anderen Seite eine dicke perlitisch-ferritische Zone aufwiesen, die, wenn auch unter Schwierigkeiten, geschweißt werden konnte. Kritisiert ist an diesem Stand der Technik, die äußere Schicht sei dünn und spröde gewesen, dann entstandene Risse konnten sich bis in den weicheren Bereich fortleiten. Die Herstellung sei aufwendig und mit Verzug der Konstruktion verbunden. Gegenwärtige Anforderungen werden nicht mehr erfüllt.
- Ferner ist ohne Kritik die DE-OS 21 42 360 erwähnt, die eine Panzerung aus einem weiteren Verbundstahl zum Inhalt hat.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit vergleichsweise geringem Aufwand einen Schutz zu ermöglichen, der hohen Sicherheitsanforderungen hinsichtlich Beschuß gerecht wird.
- Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Verwendung gelöst.
- Die Beschußsicherheit konnte auf diesem Wege mit einer Nitrierbehandlung bei gleicher Blechdicke von 9 mm um im Mittel mehr als 15% gesteigert werden. Umgekehrt ist bei gleicher Schutzwirkung eine Verringerung der Blechdicke um 0,4 mm und damit eine entsprechende Gewichtseinsparung möglich.
- Die gehärtete Schicht hat dabei nur eine Dicke von 0,10 bis 0,15 mm, innerhalb derer überdies die Stickstoffkonzentration und damit die Härte kontinuierlich abnimmt. Bei den Verbundstählen beträgt demgegenüber die Schichtdicke der harten Schicht 3 bis 6 mm und es besteht eine Grenzfläche zwischen den Lagen, die immer eine Schwachstelle bildet.
- Im Unterschied zu der offenbar flammgehärteten, etwa 4 bis 5 mm dicken Schicht der erwähnten Panzerbleche ist die bei wesentlich niedrigerer Temperatur entstandene, nach der Erfindung bevorzugt vorgesehene Nitrierschicht rissefrei und gleichmäßig in das Blech eingebunden. Das Blech bleibt ohne Verzug.
- Als Alternativen zu der Nitrierbehandlung kann eine andere chemisch-thermische Randschichtbehandlung, wie Carbonitrieren oder Sulfonitrieren, vorgesehen sein.
- Die Vorteile werden auch bei Anwendung auf die äußere Lage eines Verbundstahles erzielt.
- Bleche von 9 mm Dicke mit der Zusammensetzung 0,003% C, 0,03% Si, 0,02% Mn, 0,002% P, 0,003% S, 0,001% N, 0,10% Al, 4,06% Mo, 18,50% Ni, 11,35% Co und 1,24% Ti wurden lösungsgeglüht und durch Auslagerung gehärtet.
- Ein Teil der Bleche wurde daraufhin geschliffen und durch Plasmanitrierung zusätzlich oberflächengehärtet.
- Eine erste Probe der nitrierten Bleche zeigte eine metallographisch bestimmte Nitrierhärtetiefe von 0,11 mm.
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- In dem nachstehenden Diagramm ist die Abhängigkeit der Beschußsicherheit von der Blechdicke für Stähle vergleichbarer Zusammensetzung aufgetragen.
- Ausgehend von dieser Abhängigkeit findet man für die erzielte Verbesserung der Beschußsicherheit von 15% den Gegenwert von 0,4 mm Blechdicke.
- Erfordert beispielsweise die Ausstattung eines Fahrzeugs in einem bestimmten Beschußsicherheitsniveau 900 kg Blech von 7,7 mm Dicke, so bedeutet die nach der Erfindung mögliche Verringerung um 0,4 mm eine Gewichtseinsparung von rund 50 kg bzw. 5,5%.
Claims (3)
- Panzerungs-Blech aus martensitaushärtendem Stahl mit bis zu 12 mm Dicke, insbesondere der Zusammensetzung ≤ 0,03% C, ≤ 0,1% Si, ≤ 0,1% Mn, ≤ 0,01% P, ≤ 0,01% S, 0,05 bis 0,15% Al, 17,0 bis 19,0% Ni, 7,0 bis 16,0% Co, 4,0 bis 6,5% Mo und 0,5 bis 2% Ti, ggf. ferner ≤ 0,5% Cr, ≤ 0,5% Cu, ≤ 0,2% Nb, ≤ 0,2% V, ≤ 0,2% Zr und/oder ≤ 0,2% W, Rest Fe und verfahrensbedingte Verunreinigungen, das, insbesondere nach dem Ausschneiden und ggf. sonstigen Formen des Zuschnitts, durch Erwärmen auf eine Temperatur unter der Umwandlungstemperatur Martensit → Austenit ausgehärtet und anschließend zusätzlich durch eine chemisch-thermische Randschichtbehandlung oberflächengehärtet worden ist, unter Anwendung einer Temperatur, die gleichfalls unter der Umwandlungstemperatur Martensit → Austenit liegt, gek. durch die Verwendung als Beschuß-Schutz bei Beschuß.
- Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, daß als die Randschichtbehandlung eine Nitrierbehandlung, vorzugsweise eine Plasmanitrierung, vorgenommen worden ist.
- Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Randschichtbehandlung auf der an der Beschußseite liegenden Lage eines Verbundstahlbleches vorgenommen worden ist.
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