DE2118154A1

DE2118154A1 - Verfahren zum Behandeln von Stahl mit hoher austenitischer Grobkorn-Umwandlungstemperatur

Info

Publication number: DE2118154A1
Application number: DE19712118154
Authority: DE
Inventors: S Konoshita; A Suzuki; T Ueda
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1970-04-15
Filing date: 1971-04-15
Publication date: 1971-11-04
Also published as: GB1350784A; JPS5015209B1; FR2089709A5; US3788903A; SE375798B

Description

47 696

Firma KOBE STEEL Ltd., 36-1, 1-Chome, Wakinohama-Cho, Fukiai-Ku, KOBE (Japan)

Verfahren zum Behandeln von Stahl mit hoher austenitischer Grobkorn-Umwandlungstemperatür

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Stahl, bei dem die Temperatur, ab welcher das Korngefüge im austenitisehen Bereich grob wird, verhältnismäßig hoch liegt. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Vafahren zum Behandeln von Stahl, durch welches die Gefahr der Erzeugung von gemischten Kornstrukturen bei der Wärmebehandlung im austenitischen Bereich nach einer Kaltverformung des Stahls vermieden wird.

Wenn Kohlenstoffstahl und Stahllegierungen, die kornverfeinernde Elemente wie Aluminium , Titan, Niob usw. enthalten, in ihren austenitischen Bereich erhitzt werden, besitzen sie eine abnormale Kornwachstumskurve. Eine Kaltverformung von kornverfeinernde Elemente ent-

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haltendem Stahl im Temperaturbereich unter der ferritischen Rekristallisationstemperatur senkt die Temperatur, ab der das beim nachfolgenden Behandeln im austenitischen Bereich entstehende Wachstum der austenitischen Körner abnormal groß wird, so daß eine gemischte Kornstruktur entsteht.

Eine gemischte Kornstruktur aufweisende Stähle besitzen im allgemeinen eine schlechte Qualität, insbesondere Stähle, welche unter stark austenitisch wirkenden Bedingungen mit Wärme behandelt werden, beispielsweise wenn eine Aufkohlung im austenitischen Bereich mit anschließender Kaltverformung durchgeführt wird, weil hierbei die Zähigkeit und die Festigkeit des Stahls wegen der gemischten austenitischen Kornstrukturen vermindert werden können.

Es wurde bereits gefunden, daß eine Erhitzung des Stahls im Bereich oberhalb 1000° C nach einer Kaltverformung desselben die Gefahr der Erzeugung von gemischten Kornstrukturen durch Erhöhung der austenitischen Kornvergröberungs-Temperatur des kaltvaformten Stahls verringert. Eine bei einer derart hohen Temperatur durchgeführte Wärmebehandlung bringt jedoch zahlreiche andere schwerwiegenden Nachteile, nämlich es ergibt sich eine wesentlich geringere Genauigkeit der Abmessungen eines so behandelten Werkstückes und die bei der Kaltverformung erzeugte glatte Oberfläche verschwindet wieder. Auch ist eine Wärmebehandlung bei derart hohen Temperaturen wegen des hierfür erforderlichen hohen Energiebedarfs nachteilhaft.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Behandeln von Stahl zu schaffen, durch welches die Temperatur, ab welcher sich austenitisches Grobkorn aufgrund von Kaltverformung bildet, erhöht und die Gefahr der Erzeugung gemischter austenitischer Kornstrukturen bei der austenitischen Behandlung im Anschluß an die Kaltverformung auf ein Minimum herabgesetzt wird, um somit eine Verschlechterung der Fähigkeit und Zugfestigkeit und eine Zerstör-ung des Materials wegen Mischkornstrukturen verhindert wird, ohne daß die bei der Kaltverformung sich ergebenden Vorteile einer ausgezeichneten Abmessungsgenauigkeit der bearbeiteten Werkstücke und einer glatten Oberfläche derselben verloren geht und ohne daß beim an die Kaltverformung anschließenden Aufkohlen des Stahls gemischte Kornstrukturen entstehen können.

Zur .,Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, durch welches die Temperatur, ab der sich ein grobes austenitishes Korn bildet, durch Verringerung der das austenitische Kornwachstum bei Wärmebehandlung des Stahls im austenitischen Bereich bewirkenden Kraft erhöht wird, indem die durch Kaltverformung entstandene ferritische Struktur im Temperaturbereich der ferritischen Rekristallisation vor der austenitischen Behandlung für die Wärmebehandlung rekristallisiert wird.

Die Erfindung ist insbesondere auf derartige Stähle anwendbar, die ein abn.orma.es Kornwachstum im austenitischen Bereich aufweisen, d.h. das austenitische Korn beginnt plötzlich ab einer Temperatur im austenitischen Bereich zu wachsen, wodurch ein gemischtes austenitisches

ΠΠΓ8ΤΊΓ7"ΤΤΤ5

Korngefüge entsteht. Im einzelnen handelt es sich hierbei um Kohlenstoffstähle ader Stahllegierungen, die einzelne oder mehrere kornverfeinernde Elemente wie Aluminium , Titan, Niob, Zirkon, Vanadium, Tantal, seltene Erdenmetalle usw. enthalten, die als Nitride, Carbide und Oxide ausfallen.

Derartige für eine Kaltverformung nach einer Heißverformung und / oder Hitzebehandlung usw. vorbereiteten Stähle werden in die gewünschte Form durch Walzen, Schmieden, Extrudieren usw. bei einer Temperatur verformt, die unterhalb des ferritischen Rekristallisations-Temperaturbereiches liegt. Zum Begriff " Kaltverformung " wird auch eine mechanische Bearbeitung wie eine spanabhebende oder ähnliche Bearbeitung hinzugerechnet.

Ein kaltverformter Stahl besitzt eine geringere austenitische Kornvergröberungs-Temperatur als nicht kaltverformter Stahl. Dann wird dieser Stahl gemäß der vorliegenden Erfindung im ferritischen Rekristallisationstemperaturbereich rekristallisiert, um somit die austenitische Kornvergröberungstemperatur anzuheben. Deshalb mu-ß die erfMungsgemäße Wärmebehandlung unter derartigen Bedingungen durchgeführt werden, daß das kaltverformte ferritische Stahlgefüg-e im ferritischen Bereich rekristallisiert. Daraus folgt, daß die untere Grenze der Wärmebehandlungstemperatur die Temperatur ist, ab der ein verformtes ferritisches Gefüge rekristallisieren kann, während die obere Grenze durch die A, - Umwandlungstemperatür gebildet wird, unterhalb welcher noch ein ferritisches Gefüge vorhanden ist.

ΓΟΊΠΠΗΓ7ΤΖΤ5

Vorzugsweise ist die obere Grenze die A^ - Umwandlungstemperatur. Dieser Temperaturbereich hängt von der Art des verarbeiteten Stahles und von den Kaltverformungsbedingungen ab, jedoch liegt die untere Grenze im allgemeinen bei 400 bis 500° C und die obere Grenze bei 700 bis 800° C.

Wenn die Wärmebehandlung bei einer unterhalb der unteren Grenze liegenden Temperatur durchgeführt wird, rekristallisiert das verformte ferritische Gefüge praktisch nicht, während bei einer Wärmebehandlung oberhalb der oberen Grenze das nicht rekristallisierte ferritische Gefüge eine verringerte austenitische Kornvergröberungstemperatur bedingt, wodurch die Gefahr von Mischkorngefügen bei der austenitischen Behandlung entsteht. In diesem Temperaturbereich gilt, daß, je niedriger die Wärmebehandlungstemperatur ist, die Wärmebehandlungszeit umso größer sein muß, Jedoch beträgt die Wärmebehandlungszeit mindestens 5 Minuten und vorzugsweise mehr als 30 Minuten, weil eine Behandlungszeit von weniger als 5 Minuten nicht ausreicht, um eine ausreichende Rekristallisation zu bewirken.

Praktisch wird die Wärmebehandlung im ferritschen Rekristallisationsbereich normalerweise so durchgeführt, daß der Stahl im ferritischen Rekristallisationsbereich auf einer konstanten Temperatur gehalten und anschließend abgekühlt wird. Man kann denselben Effekt Jedoch auch dadurch erreichen, daß man im ferritischen Rekristallisationsbereich mit ausreichender Geschwindig-

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keit aufheizt und / oder abkühlt, um verformtes ferritisches Gefüge zu rekristallisieren.

Wenn man so verfährt, daß man den Stahl nach der Rekristallisationsbehandlung unter den ferritischen Rekristallisationstemperaturbereich abkühlt, so ist zu empfehlen, daß als obere Temperatürgrenze die A* - Umwandlungstemperatur gewählt wird. Es ist möglich, unmittelbar im Anschluß an die Rekristaüx sationsbehandlung des verformten ferritischen Gefüges in den austenitischen Bereich aufzuheizen, ohne das Gefüge zwischendurch abzukühlen, um eine vorbestimmte Wärmebehandlung wie eine Aufkohlung durchzuführen, was dieselbe Wirkung haben kann.

In diesem Falle kann die obere Temperaturgrenze bei der Rekristallisationsbehandlung die A, - Umwandlungstemperatur sein. Welches dieser Verfahren man im einzehen anwendet, hängt vom Bearbeitungsverfahren, der Bearbeitungsvorrichtung, dem Wärmebehandlungsofen usw. in Übereinstimmung mit den tatsächlichen Arbeitsbedingungen ab.

Die erfindungsgemäß durchgeführte Wärmebehandlung im Bereich der ferritischen Rekristallisation ist unabhängig davon wirksam, ob die das austenitische Kornwachstum hemmenden Zuschläge wie Nitride, Carbide wad Oxide vor der ferritischen Rekristallisationsbehandlung bereits ausgefällt worden sind oder ihre Ausfällung während der ferritischen Rekristallisationsbehandlung stattfindet. Auch wird das erfindungsgemäße Verfahren nicht vom Ausfällungszustand wie der Menge, der Anzahl, der Verteilung und der Morphologie bzw. Form der Partikel der das Kornwachstum hemmenden Elemente beeinflußt. Die positive Anwendung der Ausfällung dieser ' _ -7-

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Elemente während der ferritischen Rekristallisationsbehandlung erhöht jedoch zusätzlich die austenitische Kornvergröberungstemperatur, weil hierdurch die Partikelgrößen der das austenitische Kornwachstum hemmen-i den Elemente verringert oder verfeinert wird. Das bedeutet, daß ein anderes Merkmal der Erfindung darin besteht, daß die austenitische Kornvergröberungstemperatur durch eine Kombination der erhöhten Hemmung gegen Kornvergröberung und verringerter Forcierung des Kornwachstums nach austenitischer Behandlung weiter angehoben wird. Die Vergrößerung der Hemmkräfte des Kornwachstums erhält man von der Ausfällbehandlung übersättigter Stähle im ferritischen Bereich, während die Verringerung der Kornbildungskräfte von der feiritischen Rekristallisationsbehandlung im Anschluß an die Kaltverformung abgeleitet wird.

Es ist notwendig, das Nitrid und das Carbid in eine feste Lösung bei der Vergütungsbehandlung von Stählen zu dissoziieren und danach eine Aufheizung über 1000⁰C für mehr als 5 Minuten durchzuführen.

Wenn die Aufheizung unter 1000° C liegt und für weniger als 5 Minuten durchgeführt wird, ist die Dissoziation der Ausfällungen nicht ausreichend, so daß auch nicht genügend ausgefällte Partikel während der Ausfällbehandlung im ferritischen Bereich entstehen, um eine austenitische Kornvergröberung im unteren austenitischen Temperaturbereich bei der nächtigenden austenitischen Behandlung zu verhindern.

Die Kühlgeschwindigkeit nach dieser Vergütungsbehandlung darf nicht geringer als 5° C pro Minute im Temperaturbe-

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reich von 900 Ms 500 ° C sein. Eine gerringere Kühlgeschwindigkeit als 5⁰C pro Minute erhöht die Ausfällung von größeren Mengen grober Ausfällungspartikel, die weniger wirkungsvoll sind, um bei der nachfolgenden austenitischen Behandlung die austenitische Kornvergröberung zu verhindern, und führt außerdem zu einer verringerten Menge der fein ausgefällten Partikel bei der anschließenden Ausfällbehandlung. Gerade die fein ausgefällten Partikel hemmen jedoch sehr viel wirkungsvoller die austenitische Kornvergröberung.

Im Anschluß an die Vergutungsbehandlung oder Lösungsbehandlung kann eine Warmverformung wie ein Walzen, Schmieden oder Extrudieren-stattfinden, um den Stahl für die Kaltverformung vorzubereiten, wobei der obengenannte KühlVorgang der Warmverformung folgen kann.

Der Stahl befindet sich in übersättigter fester Lösung mit Stickstoff, Kohlenstoff und / oder zusätzlichen Legierungselementen,um Nitrid und / oder Carbid nach dem im Ansch-luß an die Vergütungsbehandlung und die Warmverformung durchgeführte Abkühlung mit vorbestimmter Geschwindigkeit zu bilden. Der übersättigte Stahl wird dann einer künstlichen Alterung unterworfen, so daß die dabei ausgefällten oder abgelagerten Partikel während der nachfolgenden austenitischen Behandlung das austenitische Grobkronwachstum hemmen. Hierdurch wird die austenitische Grobkornwachstums-Temperatur erhöht wozu es bei der Wärmebehandlung von übersättigtem bzw. aufgekohltem Stahl besonders vorteilhaft ist, diesen Stahl für mehr als 5 Minuten im Temperaturbereich zwischen 500° C und dor A_T -Umwand]ungstemperatur zu ha]ton.

1 ο ü a /«b /1 ;■· 3 b

BAD ORIGINAL

Die ausgefällten oder abgelagerten Partikel bilden feine Partikel im ferritischen Gefüge und die Ablagerungsgeschwindigkeit hängt von der Arbeitstemeperatur ab. Die Ablagerungsgeschwindigkeit ist unterhalb 500° C gering, d.h. unterhalb dieser Temperatur findet praktisch keine oder nur eine sehr geringe Ablagerung statt. Auf der anderen Seite führt eine Ablagerungs- oder Ausfällbehandlung im austenitischen Bereich zu gröberen abgelagerten Partikeln, was nicht wünschenswert ist. Bisher hat man ein Normalisieren oder Glühen, welches für die Kaltverformung vielfach angewendet wird, niemals in der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Art einer Wärmebehandlung vor der Kaltverformung durchgeführt.

Die Wärmebehandlung des Stahls im höheren ferritischen Temperaturbereich vor der Kaltverformung desselben verringert den beim Kaltverformen auftretenen Verformungswiderstand und erhöht die kritische Arbeitsgeschwindigkeit, oberhalb der Riße, Brüche oder sonstige Beschädigungen bei der Kaltverformung auftreten. Wenn schwerere Arbeitsbedingungen bei der Kaltverformung erwünscht sind, kann diese Behandlung mit einem Weichglühen verbunden werden, um die Kaltverformbarkeit des Materials zu verbessern.

Um die zum Hemmen der austenitischen Grobkornbildung vorgesehenen Ablagerungen oder Ausfällungen in ihrem günstigsten Zustand zu halten, sollte eine Austenitbildung bei einer Zwischenwärmebehandlung wie einem Glühen oder Anlassen zwischen Kaitverformungsvorgangen ebenso vermieden werden.

Aus der vorstehenden Erläuterung der Erfindung ergibt

-10-108845/1235

- ίο -

sich, daß bei Anwendung der Erfindung auf kalt zu verformende Stähle die austenitische Kornvergröberungstemperatur erhöht und somit die Gefahr des Auftretens von gemischtem Korngefüge durch Behandlung im austenitischen Bereich und somit eine Qualitätsverschlechterung der Stähle auf ein Minimum herabgesetzt wird. Da das erfindungsgemäße Verfahren keine Wärmebehandlung bei im Vergleich zu bekannten Verfahren hohen Temperaturen bedingt, wird der Verlust einer ausgezeichneten Ab-Bessungsgenauigkeit und einer glatten Oberfläche der Werkstücke, die ein Vorteil der Kaltverformung sind, auf einen Minimum gehalten. Auch ist das erfindungsgemäße Verfahren sehr wirkungsvoll, wenn es bei Stählen für Maschinenelemente angewendet wird, welche stark austenitischen Bedingungen wie einer Aufkohlung nach der Kaltverformung unterworfen werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit einigen Tabellen und Bildern.

Die Figuren 1a und 2a sind Fotografien von Materialschliffen in 10Ofacher Vergrößerung, die ein bevorzugtes feiies Korngefüge nach einer austenitischen Behandlung bei einer Temperatur von 950° C des erfindungsgemäß behandelten Stahles zeigen, während die Figuren 1b und 2b Materialschliffe in 10Ofacher Vergrößerung sind, die ein gemischtes Korngefüge nach einer austenitischen Behandlung bei 950° C desselben Stahls zeigen, der nach bisher bekannten Verfahren behandelt wurde.

Die Tabelle 1 zeigt die chemische Zusammensetzung von Testmaterialien für die vorliegende Erfindung und Vergleichsdaten derselben.

-11-

—~ 10 9 8 4ΊΓ7"ΪΠΤ"~~ ~~~~ ~~~~

Tabelle 1: chemische Zusammensetzung der Testmaterialien ( Gew. % )

"ehalte otahlart

Si

Ti Kb

Al

A B C D E P

0,20 0.22 0.37 0.005 0.010

0.13 0.27 0.46 0.006 0.009 1.01 0.20 0.17 0.28 0.55 0.007 0.012 0.98 0.22 0.025

0.19 0.23 0.41 0.006 0.011 1.04

0.18 0.23 0.40 0.005 0.010 1.01

0.22 0.22 0.40 0.005 0.010 1.03 0.30 0.038

0.20 0.26 0.45 0.005 0.008 0.99 0.15 0.045

0.025 0.036

0.036 0.035

In Tabelle 1 ist der Stahl A ein normaler Kohlenstoffstahl rait einem Aluminimizuschlag, der Stahl B ein Cr-Ho-Stahl mit einem Aluminiumgehalt, der Stahl C und auch der Stahl G ein Cr-Mo-Stahl mit einem Titangehalt, der Stahl D und auch der Stahl E ein Cr-Stahl mit einem Aluminiumgehalt und der Stahl F ein Cr-Mo-Stahl mit einem Niob-Gehalt.

Aus Tabelle 2 ergibt sich die ausr.enitische Kornvergröberungs-Teinperatur, die gemessen wurde, nachdem der Stahl eine Stunde lang auf einer Temperatur im ferritischen Rekristallisaticnsbereich und darunter gehalten v.'orden ist, vorauf hin die Stähle A, B und C,welche in nachfolgender Weise hergestellt wurden, austenitisch behandelt worden sind:

1100° C χ 1Std. Vcrgütungsbehandlung—> 50?'-ige Y/ormverfornnm^—^ Luftkühlung (durchschnitt!j ehe Kühlgeschvindigkoit = 20° C pro Minute)—^ 50^-2^(2 Kaltverformung.

H L* U U [. I 1 ? 3 S

BAD ORIGINAL

Tabelle 2 : Temperaturen, auf denen die Stähle für die ferritische Rekristallisation ge- ■ halten wurden, und austenitische Kornvergröberungs-Temperatur

Stahlart Raum-

temp. 400 450 500 600 700 (Temp.⁰C)

A 900 900 910 925 925 950 B 925 925 940 950 950 975 C 925 950 975

Die Stähle wurden hierbei in der vor Tabelle 2 angegebenen Weise bearbeitet.

Der Hinweis "Raumtemperatur" in Tabelle 2 bedeutet, daß die austenitische Behandlung direkt nach der Kaltverformung durchgeführt worden ist.

Aus Tabelle 2 ergibt sich, daß die austenitische Kornvergröberungs-Temperatur der Stähle erhöht wird, wenn die ferritische Rekristallisation bei Temperaturen oberhalb 450 C durchgeführt wurde.

Tabelle 3 zeigt die austenitische Kornvergröberungs-Temperatur in Relation zur Zeitdauer, während der die ferritische Rekristallisation bei 700° C in Verbindung mit dem Stahl B gemäß Tabelle 2 durchgeführt wurde.

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BAD ORIGINAL Tabelle 3

Wärmebehandlungszeit für eine ferritisch Rekristallisationsbehandlung bei 700° C und die entsprechende austenitische Kornvergröberungs-Temperatur (für Stahl B)

Zeit (min)

10

30 60

Kornvergröberungs-Temperatur (⁰C)

925 950 950 975 975 975

In Tabelle 3 bedeutet, daß bei einer Wärmebehandlungszeit von 0 Minuten praktisch keine Wärmebehandlung zwischen der Kaltverformung und der austenitischen Behandlung stattfand. Wie Tabelle 3 deutlich zeigt, steigt die austenitische Kornvergröberungs-Temperatur ab einer Behandlungszeit von 5 Minuten oder mehr bei Behandlungstemperaturen von 700° C.

Das in Fig. 1a zu erkennende gleichförmig mikrofeine Gefüge erhielt man durch eine gleichförmige Wärmebehandlung von 700⁰C für eine Zeitdauer von 1 Stunde mit anschließender Luftkühlung und austenitischer Behandlung bei 950° C mit anschließender Abschreckhärtung aus einem Stahl B, der gemäß dem in Verbindung mit Tabelle 2 erläuterten Verfahren behandelt wurde. Andererseits erhielt man ein gemischtes Korngefüge nach einer austenitischen Behaodlung bei 950° C, wenn vorher keine ferritische Rekristallisation bei einer Temperatur von 700° C durchgeführt wurde.

Das ähnlich gleichförmige und feine Gefüge aus Fig. 2a erhielt man aus Stahl C, der ebenso wie der das Gefüge aus Fig. 1a zeigende Stahl behandelt wurde. Andererseits -14-

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erhielt der Stahl C das in Fig. 2b zu erkennende Gefüge, nachdeijfer ohne ferritische Rekristallisationsbehandlung einer austenitischen Behandlung unterworfen worden war. Fig. 1b zeigt das entsprechende schlechte Gefüge, welches der Stahl B ohne ferritische Rekristallisationsbehandlung erhielt.

Tabelle 4 zeigt einen Vergleich zwischen der austenitischen Kormrergröberungs-Temperatur des Stahls D, der . nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt worden ist. Das erfindungsgemäße Verfahren lief folgendermaßen ab:

Vergütaigsbehandlung —^Abkühlen —> Kaltverformungferritische Rekristallisation

Vergütungsbehandlung—^ Abkühlen—^Behandlung zur Abscheidung von feinen AlN - Partikeln—^ Kaltverformung—** ferritische Rekristallisation.

Das bekannte Verfahren lief folgendermaßen ab:

Vergütungsbehandlung—-> Abkühlen —^ Normalisieren (_ßpanungsfrei Glühen)—^ Kaltverformung.

Tabelle 4 : Behandlungsverfahren und austenitische Kornvergröberungs-Temperatur ( bei Stahl D )

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— IR _

"* Kornvergröbungs-

Temp. (⁰C)

Erfindungsgemäßes Verfahren

700° C X 1 Std. AC—> 50%ige Kaltverformung

1100° C X 1 Std. Vergütungsbehandlung

—y 700° C X 1 Std. AC ' 975,

1100⁰C X 1 Std. Vergütungsbehandlun-g—> —»900° C X 1 Std. AC—>5C#ige Kaltverformung 950

Bekanntes Verfahren

1100⁰C X 1 Std. —> 90O⁰C X 1 Std. AC —> 5C#ige Kaltverformung 900

In allen drei Fällen betrug die Abkühlgeschwindigkeit nach der Vergütungsbehandlung 8°C pro Minute.

Tabelle 5 zeigt einen Vergleich zwischen der austenitischen Kornvergröberungs-Temperatur des Stahls E, der nach erfindungsgemäßen Verfahren behandelt worden ist;im Vergleich zum selben Stahl, der nach einem bekannten Verfahren behandelt wurde.

Das erfindungsgemäße Verfahren lief folgendermaßen ab:

Vergütungsbehandlung —> Warmverformung ^Abkühlen —^

Behandlung zur Ablagerung von feinen AlN- Partikeln ^

Kaltverformung—> (Zwischenwärmebehandlung—> Kaltverformung)—^ ferritische Rekristallisation

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Vergütungsbehandlung —>. Warmverformung —$> langsamere Abkühlung—> (leichte) Behandlung zur Ablagerung von feinen

Alli-Fcrtikcln ^. Kaltverformung >- f©rriticche Rekristalli-

sation.

Das bekannte Verfahren lief folgendermaßen abt

Versütruncsbehandlung —3>.Uaraverf ormung >» Abkühlen

Normalisieren (ßponnungsfrei Glühen) -—£·">Kaltverformung.

Tabelle 5: Behandlungsverfahren und sustenitische Kornvergrüberungs-Ieiaperatur ( bei Stahl G)

Kornvergröberungs-Verfahren _φ /o_rx

vorliegende Erfindung

*1100°C X 1 Std. Vergütungsbehandlung »

Varmverformung*—> 50O⁰C X 30 Std· AC 50#ige Kaltverformung -->. 500⁰C X 30 Std.AC 925

*1100°C X 1 Std. VergUtungsbehandlung—> Varnverformun^—> 700⁰C X 1 Std. AC —» 5O?5igeKaltverformung —» 500⁰C X 30 Std.AC 925

*11Ö0°C X 1 Std. Verpütungsbehandlung >

Varmverfornung* —». 500⁰C X 1 St'l. AC 5O5^ige Kaltverformung —^ 700⁰C X 30 min.AC 950

#1100°C X 1 Std. Vergütungsbehandlung Y/arnvcrforc;un£" —^ 700⁰C X 10 nin^AC

50;iigo I^ltveriorz2uns -> 700⁰C X 10 ain.AC 925 -1?·

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4 Π £ If

* 1100° CXt Std. VergUtungEbehandlung —» Vonavorformuns*^ 700⁰C X 1 Std. AC —» 5<#iee Kaltverformung --» 700⁰C X 1 Std. AC 975

* 1100° C X 1 Std. Vergütimesboliandluijg—^ Varanrorionawagt» 700⁰C X 1 Std. AC 50$tg« Kaltverfonaung -^ 700⁰C X 1 Std. AC

Ealtvtrforaung —> 700⁰C X 1 Std. AC Ί000

♦ 1100° C X 1 Std. VersUtungsbehimdlung Warmver£ormmstä^7eo°C X 1 Std· AC 50Jligo KaXtverf oxmms ~* 700⁰C X 1 Std. AC 925

Bekannte Behandlung

110O⁰C X 1 Std· VerßUtunßsbehandlung Varwverf ornung»-^ 90O⁰C X 1 Std. AC

—> 50£&gQ Kaltvorformung 875

* Bedeutet, daß die Abkühlungsgeschwindigkeit nach der Wanaverfo:?mung 8 C / Minute betrug.

·* Bedeutet,

daß die Abkühlungsgeschwindlgkeit nach der

Varmverfoi'Biung 2 C / Hinute betrug.

Tabelle 6 aeigt die austenitleche Kornvorcröborungs-Töjnperatur dor Stähle ? und G_t die nach den dort aufgeführten Verfahren behandelt worden sind.

Tabelle 6 ι Behandlungsverfahren und austenitlsche Kornvercröberungs-Temporatur ( bei den Stählen F und 0)

Kornvergröberungs-Stehl&rtcn Verfahren Temp. (⁰C)

vorliegende Erfindung

ORIGINAL INSPECTED

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Stehlart F:

-18 -

110O⁰C Vergütungsbehandlung X 1 Std—» Warmverformung4700°C X 1 Std. AC—* 50#ige Kaltverformung

—* 700⁰C X 1 Std. AC 1000

1100⁰C Vergütungsbehandlung X 1 Std.—»Warmverformung-^ 50#ige Kaltverformung —> 70O⁰C X 1 Std.AC 975

110O⁰C Vergütungsbehandlung X 1 Std.-^ Warmverformung —> 90O⁰C X 1 Std. AC —» 5C#ige Kaltverformung —> 700⁰C X 1 Std. AC 950

110O⁰C Vergütungsbehandlung K 1 Std. —>»Warmverformung ->700°C X 1 Std. AC-> 5O96ige Kaltverformung —> 700°C X 1 Std. AC-> 50#ige Kaltverformung —» 70O⁰C X 1 Std. AC 1000

übliches Verfahren

110O⁰C Vergütungsbehandlung X1 Std.—> Warmverformung-^ 900°C X 1 Std. AC-> 6O56ige Kaltverformung 925

Stahlart^G:
vorliegende Erfindung

110O⁰C Σ 1 Std. Vergütungsbehandlung-> Warmverformung -> 70O⁰C X 1 Std. AC

^» 5O96ige Kaltverformung—» 700⁰C X 1 Std.AC 950

übliches Verfahren

110O⁰C Vergütungsbehandlung X 1 Std ->. Warmverformung -> 90O⁰C X 1 Std. AC -» 50Jiige Kaltverformung 875

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In allen Fällen "betrug die Abkühlgeschwindigkeit nach der Warmverformung 8⁰C pro Minute.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche:

1.) Verfahren zum Behandeln von Stahl mit hoch liegender austenitischer Kornvergröberungstemperatur, d ad u r c h gekennzeichnet, daß man Stahl mit einer abnormalen Kornwachstumskurve von beim Kaltverformen entstehendem austenitischen Korn vor der endgültigen Verformung desselben in einem Temperaturbereich zwischen der ferritischen Rekristallisationstemperatur und der A^ - Umwandlung stemperatür für eine Zeitdauer von mehr 't als 5 Minuten zum Rekristallisieren des Ferrits erwärmt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl für über 5 Minuten auf eine Temperatur oberhalb 1000°C erhitzt wird, um festes lösbares Nitrid, Carbid und / oder Oxid im Austenit zu erzeugen, anschließend auf wenigstens 900 bis 50O⁰C mit einer Geschwindigkeit von mehr als 5⁰C pro Minute abgekühlt, dann wieder im Temperaturbereich zwischen 500⁰C und dem A^ - Umwandlungspunkt für über 5 Minuten erhitzt um das Nitrid, Carbid und / oder Oxid auszufällen oder abzuscheiden, daraufhin kaltverformt und dann im Temperaturbereich zwischen der ferritischen Rekristallisationstemperatur und dem A-* - Umwandlungspunkt für über 5 Minuten erhitzt wird, um eine Rekristallisation seines Gefüges durchzuführen.

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3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er zwischen dem Erhitzen auf über 1OOD°C und dem Abkühlen in einen Temperaturbereich von 900 bis 500 C warmverformt wird.

4.) Verfahren nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltverformung in mehreren Schritten durchgeführt wird, wobei zwischen den einzelnen Kaltverformungsschritten eine Zwischenwärmebehandlung unterhalb der A^ - Umwandlungstemperatür durchgeführt wird.

5.) Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltverformung eine mechanische, spanabhebende oder ähnliche Bearbeitung ist.

6.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Rekristallisation im austenitischen Bereich eine Aufkohlbehandlung durchgeführt wird.

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Le e rs e i te