DE2021346A1 - Kugeln und Auskleidungsplatten fuer Muehlen sowie andere Gussstuecke,die bestimmungsgemaess starker Abnuetzung und Dauer-Stossbeanspruchungen ausgesetzt sind,sowie die zu ihrer Herstellung verwendeten Staehle - Google Patents

Description

U-6.279

Jj_n e s c h r e. 1. bung SB der Suaatzpafcentanmelätmg Patent \ _w,. (Patentanmeldung PI 298390.3-23)

aer

FOlDERIES Βα&ΟΪΤΒΑΙΙΧ SCXJIEfE

rue Pr&s de la Tour» 55 Β-4βΟ1

Belgien betreffend

Kugeln und Auskleidungsplattep für Mühlen sowie andere Gußstücke» die

starker Abnützung und Bauer-StoSbeaB-sprnehungea ausgesetzt 3ind, sowie die zg: ihrer Herstellung verwendeten Stähle.

Priorität; 50.4.1969 Belgien Hr. 73444

I» Hauptpatent (Patentaninelducg P 1298390.3-23) wird für Kugeln» Awskleidungsplatten und sänliehe Stahlteile die Verwendung wen XegieriißgeQ mit hoiiem Garomgehalt empfohlen» dereß setallagraphisclie Struktur aas einer mar*eaaltisc&eö FeststofflÖsftBg,- ohne Perlit^ 'eimfeateae primäre inta seimnctäre KohlenstoffverbinduBgen -eo-thaltend, lje~

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BAD ORIGINAL

stellt. Ferner empfiehlt man dort die AnweisdttiDig \mm Stählen, da- ' reu ühroia- und Sohlegehalt in Gewlchtsprasantetii aogegefeen, sich in einem Chrom-Kohle Diagramm las Innere κ eines Tragtasoids öefitsden, dessen Koordinaten folgende sind:

Gr « 22$ C β

Cr * 2T^ G =

or = 1456 0 *

* Gr « 19£ G =

Bei verschiedenen Anwendungen hat mam Jetst festgestellt, daß vorteilhaftere Resultate bei der Anwendung too Legierungen erzielt werden, *deren ZusaaBenaetspag gleiela ©der· aibolich derjenigen des Hauptpatents sind, s©feril di«ee Siassaafflseioeetsiingen bestimmten thefisischen Behandlungen aiiegeeetst werden.

^x'-- Die vorliegende Sus^t^erfindung l»*i©ls.t sich als» auf-Kugeln, Auekleiätingsplatten fÜr Mihlec w&ä sxaä&T® firieSerÄi-fei-

: . Ie, die einer Abnützung und PauerstoSbeaDieprsfölbmsg ausgesetzt F »erden sollen, und durch beetlMete Cr-nnä G-'Seäalte defiaiert

"*'\ sind und »ieer ββη. Lpgtettmgtfn angepaßte» Waraelieiiandliiiig ausgesetzt wordern sind. _a;

ae Gr..-« G » ■ _;, _L

Legierungen in Magxwntform dergestallt_Q Auf Fig. 1 wird das

l?rape*oid des Heuptpgttents 4naelduae T 1299590.3-25 wieder-

San hat festgestellt, daö iQgierstDgea eextepr. β»·*·

.■;Γ, köanec, wenr, folgend* tiltreieche

«j*

det werden:

1) Härtung durch ruhige oder geblasene Luft bei einer Temperatur ζwiBcheη 950° C und 1100° C. Die genaue Temperatur in diesem Bereich hängt -von der Cr und C Zusammensetzung at) und steigt Je höher der Wert "* Cr - 5 X * C" let. Alle diese Faktoren , «le Temperatur, Dauer der Austenieation und Geschwindigkeit der Härtung mUeeen so gewählt sein, daß nach der Härtung die Struktur frei von Perlit und Bainite let und nicht mehr als 20 * stabil!eiertee Austenlt enthält.

2) Vergütung bei einer Temperatur zwischen 44O°C und 55O°C. Die genaue Temperatur in diesem Bereich hängt wiederum Ton der Cr und C Zusammensetzung ab und steigt je höher der Wert «$ Cr- 5 X $ C"- ist. .

Selbstverständlich können die genannten Legierungen ebenfalle verschiedene zusätzliche Elemente» wie in dem Hauptpatent erwähnt« enthalten.

Man hat jedoch festgestellt, daß die !lebensdauer der Teile noch erhöbt wird, wenn bei gleicher allg. Zusammensetzung der anderen Elemente ausser dem Eisen und bei sonst gleichen Eigenschaften, die Chrom- und Kohlegehalte der benutzten Legierungen sich im Trapezoid der Pig.2 zwischen folgenden Koordinaten befinden;

Cr ■ 31* C ■'- 2%

Cr - 35* C - 2,5*

Cr- 22* C «2*

Cr . « 27* C «3*

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!Die empfohlen® thermlBdfae MuhwaülMüg mn die angegebenen !Leistungen zu erreichen, besteht wie bei den legierungen de© Types I au β Hörten und Vergüten, Im die genauen Bedingungen des Härtens zu «definieren, muß die Olserfl&cjhe, bestimmt durch das Trapezoid der JPig.2^ In drei Zonen.-water teil* werden. -Di« nrerechledenen Zonen weirdem im SetouMlid. «Lurcsh Linien !begrenzt '.deren-Koordinaten «die folgenden aiwd^

Cr ■- ZIo k ma "$y$: Or - 2,63^ C . .

G lind -ÄB.S* G^ - 2*91$ ß

bevorzugten Hört« temperature η werden diaroTa folgende Formeln ief^ttierta
mir lone I 8 95φ% + ^r - !5960 - 1^1S,75^OC

Bieee Formel gilt besociderB für die .dee Typs- I _:·. ..

Für gone II r 1.13^G
mir Zone III : 95O°G ♦ IfGr - 89&G - 1,5)° 1B,75°C

Sfimtliolie durelh dieee Formeln erhaltenen Teraperatiarein liegen »wiselieii nwpG iund 1200⁰G.

Bie empfohlenen Temperaturen für die Vergütung der Geeamtheit dieser "yer1beeserte;n lieistiange-Legierungesn de® U^rps II liegen »wiseJien 53Λ und 5€Λ.

Bie folgendein Beispiele dienen nur zur Erläuterung und nicht zur BeBchränlcung:
Ir. 1

Verglichen wurden in ei» und derselben MUiIe Kugeln von 90 §■■ mm

iiergeatell-fc mit 2t# 'Gt„ "2^?*1$ G;'-iaH. 1130⁰G gehärtet Und Ibei ^G Vergütet und I^eloelt I^ Gr, 2,556 G_Λ ab 1ißÖ^oe gelhlr-

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tet und bei 47O°G vergütet· Beide Kugeln hatten nach der thermischen Behandlung eine Härte von 60 Rc (Rockwell O) und einen Rest-Austenit von weniger als 3$.

Die Kugeln mit 27# Cr, 2,7# G versuhleieaen zweimal weniger ala die Kugeln mit 19# Cr, 25# C.

Andererseits hat man bei gewiesen Anwendungen festge«--. stellt, daß weniger teuere Teile nach allg. ähnlichen Zusammensetzungen des Hauptpatents hergestellt, jedoch mit einem Chrom- und Kohlegehalt wie auf Fig.3 (Typ III) bei geringeren absolut ten Leistungen kleiner ale die o.g. beschriebenen, ökonomischer im Einsatz sind, da in den Anwendungen ihre relativen Leistungen höher als der relative Preis bleiben, unter der Bedingung, daß die Kennzeichen, die ihnen ihre angewendeten Behandlungen verleihen ähnlich seien bez. Härte und maximal Rest-Austenit-* Gehalt wie diejenigen der kostspieligeren Legierungen.

Die Behandlungen, welche diese Eigenschaften ergeben,, sind Härten und Vergüten·

In der Zone 4 muß die Härte-Temperatur im Bereich von 96O⁰C-IOOO⁰C liegen, während die Vergütungs-Temperatur bei 45O⁰C +1O⁰C liegt. Die durch diese Behandlungen erzielten Eigenschaften sind:
Härte 57 bis 61 Rc
Öehalt von Rest-Austenit : 5^

Beiaplel Hr. 2

Verglichen wurden in ein und derselben Äihle Kugeln von 90 ^i am, , hergeetellt »it 19% Cr, 2,536 G, ab 1000°C gehärtet und bei 47O°C vergütet und Kugeln mit 125* Cr, 2,3# C, ab 980⁰C gehär-

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tet und bei 450 C vergütet, Bei der e^ ι ΐν '■ a eine Harte von 61 Hc erzielt und ein Gehalt an üest-Austenit von weniger als 3# während bei der »weiten Probe eine Härte von 59 Rc erzielt wurde und ein Gehalt an Rest-üustenit von 4#. ·. Die Lebensdauer der ersten Probe war der zweiten um 15^ überlegen. Dieser unterschied ist in den meisten Fällen ungenügend um einen Preisunterschied in der Erstellung zu rechtfertigen.

Für die Zonen 1, 2 und 3 sind die am besten geeigneten Härte- und Vergütungβtemperatüren identisch mit denen der Zone mit dea gleichen Indis der teueren Legierungen. Diese Temperaturen werden in der folgenden Tabelle angeführt:

Tabelle I

Bez.d.	95O0C	HärtcteBoeratur	0C	Yereü te temperatur
Zonen	95O°C	J4.(?6Cr.53<C-4)i8,75	0C	44O°C+(#Jr-5*C~4 ) 11,25°C
""Zone 0		i+(^Cr-5?fe-4)18,75		53O-56ö°C
Zone 1	95O°C	11370C	75°C	53O-56O°C
3one 2				- · - r ... "Τ»-''""

erreichten Kennwerte nach diesen Behandlungen eindι JBeofcwell C Härte: 58 bis 62 Ho an Reet-Austeoit: «< 33t

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BAD OBiGINAl.

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■- r-

Beispiel »τ. T ■ " " / /

Vergliclien wurden ic ein und derselben Mühle Kugeln τοπ .90^;ji sun Uer^atellt mit13# Or, 25$"C, ab tWtpQ «eiitrtet bei AlO^G'-mtgätet-'uua- Kugeln »it 13$ Cr, 1,6$ C₁ al) g?O% iharte* und lbei 45^ *ei^it«t.

Bei £®t ereten Probe wurde eine Härte iron €1 Bc eraielt und fcei der «weiten 60 Rc. Beide Pröl»π enthielten «einiger ale 3$ Meat-Aiueterait. Bie Letensäauer der ersten Probe war der «weiten «■ 1 QjG überlegen. Dieser ünterBchied ist in den meieten Fällen ungenügend üb einen PreiflunterecMed zu rechtfertigen. ^{ W&T mmürnxe ieile wie Mahlkörper, besonder« filr ecliwa- ©to« Teile^lcaiiii ader Bruetawi€er*iEaiiä^ iö-'gewisse m Fäll ein ungeiöU-gend sein, falle die Teile größeren S ti? Ben/Sehlage η ausgesetzt sind,. In dieeen AnwendungflfSllen ist es notwendig, eine Legierung zu wählen, deren Mechanische Eigenschaften besser sind und sei es zu Laateja des Verschleißwiderstande. Die entspr. Chrom-und Kohle-Zone 1st auf dem SehauMld 4 {üPyp BTj widergegeben und die anssuetrebende thermische Behandlung wird in der folgenden Tabelle angeführts

Il

Hart e t eaper at ur

SAD ORIGINAL

Die erreichten Kennwerte nach diesen Behandlungen sind:

Rockwell C Härte: 52 bis 59 Rc
Gehalt an Rest-AUBtenit:<"«2$

Beispiel Nr. 4

Verglichen wurden in ein und derselben Kühle Auafcleidungsplat ten mit einer Stärke von 30 mm» die einen hergestellt mit 19$ 2,5$ C₁ ab 1000⁰C gehärtet und bei 47O⁰C vergütet, die anderen hergestellt mit 13$ Cr, 1,6$ C ab 97O°C gehärtet und bei 470⁰C vergütet.

Bei der ersten Probe wurde eine Härte von 61 Rc erzielt bei einem Gehalt an Rest-Austenit von 2,5$. Bei der zweiten Probe wurde eine Härte von 55 Rc erzielt bei einem Gehalt an Rest-Austenit von weniger als 1°/oo. Die Platten der ereten Sorte (19$ Cr, 2,5$ C) mußten frühzeitig wegen Bruch aus der Mühle entfernt werden. Die Teile der Sorte 13$ Cr, 1,6$ C gaben volle Zufriedenheit.

In allen genannten Legierungen können selbstverständlich außer Spezial-Elementen, wie Chrom auch Mo, V und V/,.sowie andere im Stahl geläufige Elemente wie Un₁ Si, S und P vorhanden eein. ·

Trotz der beschriebenen und im allg„ bevorzugten Herstellungemethode der Erfindung, bes. in Bezug auf Härte- und Vergütetemperatüren wurden diese selbstverständlich für den Fachmann zur Information gegeben. Diese Temperaturen werden jeweils den Abmessungen des Teiles, der Leistung des Ofens, u.s.w. angepaßt.

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Claims (8)

ZOZ T 3.4 B PATEN TAN S P H ti 0 H E nach Hauptpatent P 1298390.3-23

1) Metallische Formkörper, welche einer starken Abnutzung und Dauerstoßbeanspruchung ausgesetzt sind, wie Kugeln, Auekleidungsplatten für Mühlen, sowie andere Gußstücke, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß sie aus Stahllegierungen hergestellt sind, deren Gehalte in Gewichtsprozenten an Chrom und Kohle im Inneren einer Figur mit folgenden Koordinaten liegen:

20$ Cr 0,6$ C

35# Cr 2,5$ C

27% Cr 3# C

155* Cr 3# C

yf° Cr . 0,6f C

und daß diese Stähle gehärtet und eventuell je nach Zusammenstellung vergütet worden sind.

2) Gießereiteile, nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

ζ e i ch η e t, daß der Cr und C Gehalt innerhalb eines Trapezoide mit folgenden Koordinaten liegt:

31# Cr

355t Cr ,

225ί Cr 29& C

■"■-." _L ■ ■ . > ■■■-■■ . .

273* Or. 5^0

3) Gießereiteile, nach Anspruch 2, dadurch g β te η η -

ζ e ic h net, daß die Or und C Gehalte der Stähle inner-

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- 4ΰ

halb eines Trapezoids mit folgender Kc, linat*»« "^

95O°C +

4) Gießereiteile, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ur und 0 Gehalte der Stähle innerhalb eines Trapezoids mit folgenden Koordinaten liegen:

285* Cr 2# C Cr 2,63# C Cr 236 C

28,55^ Cr 2,91^ 0

und bei 1.137⁰C gehärtet worden sind.

5) Gießereiteile, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Cr und C Gehalte der Stähle innerhalb eines Trapzoids mit folgenden Koordinaten liegen;

2M> Cr 27S C # Cr 2,91# C Cp 2Jt C

er yf> c

und gehärtet worden sind bei einer Temperatur, die durch folgende Ponte 1 be stiemt wird:

95Q°C ♦ (*Cr~55<C-4) 18,75°C

6) Gießereiteile nach, eines der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen 53O⁰C und 56O⁰C vergütet worden sind.

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BADORlGlNAt

7) Gießereitelle nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ ei cn η e t, daß die Cr und C Gehalte der Stähle innerhalb einer Figur mit folgenden Koordinaten liegen:

7,5*Cr 1,5* C 27* Cr 1,5* C

31* Cr 2* C

14* Cr 2* C

19* Cr yf, G

15* Cr 3* C

8) Gießereiteile nach Anspruch 7, g e k e η η ze i c h η e t durch folgende HärtungB- und Vergilt ungetemperature η:

Grenzen der
Zusammenee tsung Härtetemperatur TerffUt et ennae ra t ur 19,5Cr, .1,50;
22Cr, 2C;
11,5Cr₁ 1.5C
14Cr, 2G 950^oC+(*Cr-5*C-4)-
18,75⁰C 440⁰ö+(*Cr~5*C-4)
11,25⁰C 21,5Cr, 1.5C;
24Cr,2C
19,5Cr, 1.5C;
22Cr, 2Ci 950^oC+(*Gr-5*C-4)
18,75⁰C . 53O-56O°C 24Cr, 1,5C;
28Cr, 2C;
21,5Cr, 1,5C;
24Cr, 2C; 1137°C 530-56O⁰G 27Cr, 1,5Ci
31Cr, 2C;
24Cr, 1,5Ci
28Cr, 2C 950^oC+(*er-8*ö-1,5)
18_f75°C 53O-56O°c 1Φ,50γ, 1,5Ci
19Cr, 3Ci
7,5Cr, J,5C;
15Cr, 3C 96O^pCr1OOO°C 45O⁰C t 10⁰C

BAD ORiGlNAL

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S) 'gießereiteile nach Anspruch 1 av.geiünrt_v g e k e r· η zeichnet durch folgende Härtungs- und Vergütungetem peratüren:

Grenzen der
Z u säumeπ se t zu ng Kartetemperatur Vergütetemperatur 15Cr, C,6C;
27Cr, 3C;
7Cr_T C.6C;
19Cr, 3Ci 95O°C+(^c/iCr-5^C-4)
18,75⁰C 17Cr, C,6C;
28,5Cr, 2_t9"!G;
15Cr, o,60:
27Cr, 3C 95C°C+(^Cr-5"/^C-4}
18,75^OC 46O°C + (<-Cr»5^-4)
-11,25°C 17Cr, G,60;
33Cr, 2.630:
26,5Cr, 2,910 1137⁰C
0 5? C -5⁷C⁰C 2ÜCr, C,6C:
36Cr, 2,5C;
17Cr, C,6C;
33Cr, 2,63C 95O°C+(%Cr~ 8^0-1,5 )
15,75⁰C 550-57c°: 7Cr, 0,60;
19Cr, 3C;
3Cr, ü,6C:
15Cr, 3C 960-1000°C 55C-57O⁰C 47O⁰C i IG⁰C

1C) Gießereiteile nach einem der Ansprüche 1 bis 9, g e k e η η-zeichnet durch Anwesenheit anderer dem C beigefügten Spezialeleraente wie Ko, Y₁ W und übliche im Stahl enthaltene Blemente wie Mn, Si, S, P.

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BAD