DE2311283A1 - FAST HEAT TREATMENT OF STEEL - Google Patents

FAST HEAT TREATMENT OF STEEL

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DE2311283A1
DE2311283A1 DE19732311283 DE2311283A DE2311283A1 DE 2311283 A1 DE2311283 A1 DE 2311283A1 DE 19732311283 DE19732311283 DE 19732311283 DE 2311283 A DE2311283 A DE 2311283A DE 2311283 A1 DE2311283 A1 DE 2311283A1
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steel
tempering
heat treatment
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Andor Mandoki
Janos Dr Prohaszka
Rudolf Dr Welesz
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

DR. INO. E. HOFFMANN · I>IPL. ING. W. EITLE · DP. RER. NAT. K. HOFFMANNDR. INO. E. HOFFMANN · I> IPL. ING. W. EITLE · DP. RER. NAT. K. HOFFMANN PATKNTAN WlLTtPATKNTAN WlLTt D-8000 MDNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (Olli) »11087 *· ^ ' ' *- ° ^D-8000 MDNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · TELEPHONE (Olli) »11087 * · ^ '' * - ° ^

Licencia Talälmänyokat Ertekesitö Vällalat Budapest / UngarnLicencia Talälmänyokat Ertekesitö Vällalat Budapest / Hungary

Schnelle Wärmebehandlung von StählenRapid heat treatment of steels

Die Erfindung betrifft ein schnelles Wärmebehandlungsverfahren als Ersatz für ein aus langem Aushalten und langsamer Abkühlung bestehendes Spannungsfreiglühen, Ofenausglühen oder aus Härtung und Anlassen bestehender Anlasshärtung, Patentieren von aus plastisch verformtem und verfestigtem, unlegiertem oder legiertem Stahl mit kleinem, mittlerem oder grossem Kohlenstoffgehalt hergestellten Halb- und Enderzeugnissen, wie Drähte, Bänder, Stäbe, Rohre, Platten und dergleichen.The invention relates to a rapid heat treatment process as a substitute for long endurance and slow cooling existing stress relief annealing, furnace annealing or hardening and tempering existing tempering, patenting of plastically deformed and hardened, unalloyed or alloyed steel with low, medium or high carbon content manufactured semi-finished and finished products, such as wires, strips, rods, tubes, plates and the like.

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In den meisten verwendeten, aus Stahl hergestellten Haibund Enderzeugnissen sind die Verarbeitungsfähigkeit mit plastischer Verformung und die zur Verwendung erforderlichen mechanischen Eigenschaften durch das wohlbekannte Gefüge des Stahles gesichert, nachdem in dem verhältnismässig weichen, plastisch bildbaren Ferrit von chemischer Zusammensetzung des Stahles abhängig mehrere oder wenigere spröde Zementit- oder sonstige Karbidkörncnen bzw. Plättchen in verhältnismässig gleichmässiger Verteilung zu finden sind. Dieser Stahl ist im Laufe der Verarbeitung zum Halb- bzw. Enderzeugnis meistens kalt, plastisch verformt. Der Stahl soll während der einzelnen Verformungsvorgänge zwecks Beförderung der weiteren Kaltverformung, oder am Ende der Verformungsvorgänge zwecks Sicherung der zur Verwendung erforderlichen mechanischen Eigenschaften warmbehandelt werden. Diese Wärmebehandlung ist ein, aus langem Aushalten und langsamer Abkühlung bestehendes sogenanntes Ofenausglühen oder eine aus Härtung und nachfolgendem Anlassen bestehende Anlasshärtung bzw. Patentierung.In most of the steel-made Haibund end products used, the machinability is with plastic deformation and the mechanical properties required for use by the well-known structure of the Steel secured after being in the relatively soft, plastically formable ferrite of chemical composition of the Steel depending on several or fewer brittle cementite or other carbide grains or platelets in proportion can be found evenly distributed. This steel is mostly used in the course of processing into a semi-finished or finished product cold, plastically deformed. During the individual deformation processes, the steel should be used for further cold deformation, or at the end of the deformation processes in order to ensure the mechanical properties required for use be heat treated. This heat treatment is a so-called consisting of long endurance and slow cooling Furnace annealing or tempering consisting of hardening and subsequent tempering or patenting.

Das Ofenausglühen ist am, in grossen Spulen befindlichen Stahl durchgeführt und ist ein, eine bedeutende Ofenkapazitat, grosse Werkstattbodenfläche, viele Materialverschiebungen erfordernder, arbeitsintensiver Arbeitsvorgang. Die Anlasshärtung oder das Patentieren besteht aus mehreren Stufen und enthält eine verwickeitere Operationsserie als das Ofenausglühen, deren erster Vorgang ein ziemlich langes Ausglühen bei hoher Temperatur ist, welches sehr oft Zunderungs- und Dekarbonisationsschwierigkeiten verursacht. Die nachfolgende schnellere oder langsamere Abkühlung verursacht vielleicht Risse und fast immer Kühlmittelschwierigkexten. Das nach der Abschreckung folgende Anlassen oder Aushalten ist ein, dem Ofenausglühen ähnlicher, langwieriger Arbeitsvorgang. Die Kostspieligkeit dieser aus mehreren Stufen bestehenden, verwickelten Wärmebehandlung wird durch die komplizierten, mitThe furnace annealing is carried out on the steel in large coils and is a, a significant furnace capacity, Large workshop floor area, labor-intensive work process requiring many material movements. The temper hardening or patenting consists of several stages and involves a more intricate series of operations than furnace annealing, the first process of which is a rather long high temperature annealing, which very often involves scaling and Causes decarbonization difficulties. The subsequent faster or slower cooling may cause Cracks and almost always coolant problems. The starting or endurance that follows after the deterrent is one that Long process similar to furnace annealing. The cost of these multi-tiered, intricate ones Heat treatment is complicated by having

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hohen Investitionskosten verbundenen diesbezüglichen Vorrichtungen noch erhöht.related devices associated with high investment costs still increased.

Mit dem Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung können sowohl das Ofenausglühen als auch die Anlasshärtung oder das Patentieren mit einem einzigen, mit den im Stahl während des Ausglühens vor sich gehenden Gefügeveränderungen entsprechend gleichgestimmten, kurzen Aushalten ersetzt werden. Das neue Verfahren beruht auf der besseren Ausnützung der im Stahl während der plastischen Verformung und des danach folgenden Ausglühens vor sich gehenden Gefügeänderungen, und sein Wesen ist wie folgt: Im Laufe der Verarbeitung zum Halb- oder Enderzeugnis wird der Stahl kalt, plastisch verformt. Zur plastischen Verformung ist erforderlich, dass sich das Material vorhergehend in weichem Zustand befindet. Dieser Zustand ist durch das während der, der Kaltverformung zuvorkommenden warmen plastischen Verformung, bzw. während der nachfolgenden langsamen Abkühlung, oder als Ergebnis einer separaten Ofenausglühen-Wärmebehandlung im Stahl sich ausgestaltende Gefüge gesichert. In diesem Gefüge ist das zur plastischen Verformung geeignete Ferrit, in weichem, gut kaltverformbarem Zustand. Von der chemischen Zusammensetzung des Stahles abhängig sind die im Gefüge anwesenden, mehreren oder wenigeren Zementite und sonstige Karbide verhältnismässig grobkörnig und weisen eine ungleichmassige Verteilung auf. Auf das Gefüge dieses Stahles übt die kalte plastische Verformung dreierlei Wirkung aus:With the method according to the present invention can both furnace annealing and tempering or patenting with a single one, with those in the steel during of the annealing occurring structural changes are replaced according to the same, short endurance. That The new process is based on the better utilization of the properties in the steel during the plastic deformation and the subsequent one The process of annealing changes in structure, and its essence is as follows: In the course of processing into a semi-finished or finished product the steel is cold, plastically deformed. For plastic deformation it is necessary that the material has been previously is in a soft state. This state is due to the warm plastic that occurs during the cold deformation Deformation, or during the subsequent slow cooling, or as a result of a separate furnace annealing heat treatment The structure developing in the steel is secured. In this structure is the ferrite suitable for plastic deformation, in a soft, easily cold-deformable condition. The structure depends on the chemical composition of the steel The presence of more or less cementites and other carbides are relatively coarse-grained and have a non-uniform Distribution on. Cold plastic deformation has three effects on the structure of this steel:

1. Das die Verformung ermöglichende Ferrit verfestigt sich.1. The ferrite that enables the deformation solidifies.

2. Die im Gefüge anwesenden, mehr oder weniger groben Zementit- bzw. Karbidkörnchen und Plättchen zerbröckeln.2. The more or less coarse cementite or carbide grains and platelets present in the structure crumble.

3. Unter der Wirkung der bedeutenden, 3o bis 8o-prozentigen plastischen Verformung platten sich die zwischen den einzelnen Zementit- bzw. Karbidkörnchen, Korngruppen vorkommenden breiteren Ferritzonen zu schmalen Streifen ab, so dass3. Under the action of the significant, 3o to 8o percent plastic deformation flatten the grain groups occurring between the individual cementite or carbide grains wider ferrite zones to narrow strips, so that

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die grösserenEntfernungen zwischen den Karbidkörnchen bedeutend abnehmen und ihre ursprüngliche grobkörnige, ungleichmässige Verteilung eigentlich behoben wird.the larger distances between the carbide grains decrease significantly and their original coarse-grained, uneven distribution is actually corrected.

Die Verfestigung des Ferrits, die Zerbröckelung der mehr oder weniger geben Karbidkörnchen und Plättchen und ihre gleichmässige Verteilung in dem Gefüge ergeben, dass die Zugfestigkeit und Streckgrenze, besonders aber die Plastizität des Materials so klein sind, dass der Stahl in diesem Zustand wirtschaftlich nicht weiter plastisch verformt werden kann. Wegen der geringen Duktilität kann er als Enderzeugnis nicht verkauft werden. Ehe die von der vorliegenden Erfindung gesicherten Möglichkeiten bekannt waren, wurde im Falle, wenn wegen der weiteren plastischen Verformung, oder weil zum Verbrauch ein Endprodukt im ausgeglühten Zustand erforderlich war, bei dem kaltverformten, verfestigten Material ein, aus verhältnismässig langsamer Aufheizung, aus einem oft den anwesenden Zementit und sonstiges Karbid auch auflösenden, langfristigen Aushalten bei entsprechend hoher Temperatur und aus einer, mit dem Ofen gleichzeitig erfolgenden Abkühlung bestehendes Ofenausglühen verwen-The solidification of the ferrite, the crumbling of the more or less give carbide grains and flakes and theirs Even distribution in the structure results in the tensile strength and yield point, but especially the plasticity of the material are so small that the steel can no longer be plastically deformed economically in this state. Because of its low ductility, it cannot be sold as an end product. Before those secured by the present invention Possibilities were known in the case when because of further plastic deformation, or because of consumption Final product in the annealed state was required, in the case of the cold-formed, solidified material, from relatively slow heating, from a cementite and often present other carbide also dissolving, long-term endurance at a correspondingly high temperature and from one, with the furnace at the same time cooling using existing furnace annealing

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det, wobei Stahl mit grösserem Kohlenstoffgehalt eine Zunderbildung und Dekarbonisierung durch Vorsehung einer entsprechenden Schutzgasatmosphäre vermieden wurde. Im Laufe der Wärmebehandlung wurde das Ferrit ausgeglüht und rekristallisiert, während der Zementit bzw. das Karbid, wenn er während des Aushaltens gelöst wurde, bei der langsamen Abkühlung von der Lösung ausscheidend, verhältnismässig grobkörnig bzw. lamellar, und die Menge des Perlits und die Abmessung der Ferritkörnchen entsprechend ungleichmässig verteil! wurden.det, whereby steel with a higher carbon content creates scale and decarbonization was avoided by providing a suitable protective gas atmosphere. In the course of the heat treatment the ferrite was annealed and recrystallized, while the cementite or the carbide if it were during endurance was dissolved, separating from the solution during the slow cooling, relatively coarse-grained or lamellar, and the The amount of perlite and the dimensions of the ferrite grains are accordingly unevenly distributed! became.

Dieses Material war wegen des weichen Ferrits zur weiteren plastischen Verformung ausgezeichnet geeignet. Wegen des grobkörnigen, unregelmässig verteilten Zementits bzw. Perlits aberBecause of the soft ferrite, this material was excellently suited for further plastic deformation. Because of the coarse-grained, Irregularly distributed cementite or perlite, however

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2 31! 28 32 31! 2 8 3

sind die Festigkeitseigenschaften überflüssigerweise auf zu kleine Werte gesunken, und dies war schon ein Hindernis der im Laufe der weiteren Verformung erreichbaren, die Qualität des Endproduktes verbessernden Festigkeitserhöhung. Besonders schädlich war die Senkung der Festigkeitswerte bei solchem Material, welches als Enderzeugnis im ausgeglühten Zustand verkauft werden sollte. Da wäre nämlich das Ziel, bei je grösserer Plastizität eine je grössere Streckgrenze bzw. Zugfestigkeit des Materials beizubehalten.the strength properties have dropped unnecessarily to values that are too small, and this was already an obstacle the increase in strength that can be achieved in the course of further deformation and improves the quality of the end product. Particularly The lowering of the strength values of such a material, which is the end product in the annealed state, was harmful should be sold. The goal would be, the greater the plasticity, the greater the yield point or Maintain tensile strength of the material.

Mit diesen Problemen muss man aber wegen der Begrenztheit der vom Ofenausglühen herrührenden Möglichkeiten rechnen. Wenn das Material als Enderzeugnis nicht im ausgeglühten Zustand erforderlich ist, sondern eine viel grössere Zugfestigkeit und Streckgrenze und, als Kompromiss, noch eine massige, zum Verbrauch aber genügende Plastizität, Längendehnung, Kontraktion erfordert wurden, haben die vor der vorliegenden Erfindung verwendeten Wärmebehandlungsverfahren - die Anlasshärtung, das Plattieren - die Aufgabe in solcher Weise gelöst, dass die, im Laufe der früheren technologischen Arbeitsvorgängen sich ausgestalteten Eigenschaften und Gefüge des Stahles in der ersten Wärmebehandlungsstufe vollkommen "abgewascht" wurden. Im Laufe der Aufhei-zung auf die Härtungstemperatur und des Aushaltens wird nämlich erstens das, die plastische Verformung meistens ertragende ausgehärtete Ferrit ausgeglüht. Danach werden die Karbide (in erster Reihe der Zementit) gelöst. Während der nachfolgenden Abschreckung, daan während des Anlassens bzw. Patentieraushaltens entsteht ein vollkommen neues, den Erfordernissen entsprechende mechanische Eigenschaften sicherndes Gefüge.However, one must reckon with these problems because of the limited possibilities resulting from furnace annealing. If that Material as the end product is not required in the annealed state, but a much greater tensile strength and Yield strength and, as a compromise, a moderate one, for consumption but sufficient plasticity, elongation, contraction were required have those used prior to the present invention Heat treatment process - temper hardening, plating - the task is solved in such a way that the, im In the course of earlier technological work processes, the properties and structure of the steel developed in the first Heat treatment stage were completely "washed off". In the course of the heating to the hardening temperature and the endurance namely, first of all, the hardened ferrite, which usually withstands plastic deformation, is annealed. After that, the Carbides (in the first place the cementite) dissolved. During the subsequent Deterrence, because a completely new one arises during the tempering or perseverance, the requirements corresponding structure securing mechanical properties.

Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung beruht eben auf der Erkenntnis, dass zum Erreichen des gewünschten Ergebnisses solche verwickelten, kostspieligen und deshalb vieleThe method according to the present invention is based on this on the recognition that to achieve the desired result such complex, costly and therefore many

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Schwierigkeiten und Fehlermöglichkeiten bietenden Arbeitsvorgänge unnötig sind.Work processes that present difficulties and possible errors are unnecessary.

Bei der Ausarbeitung des Verfahrens gemäss der Erfindung wurde es klar, dass zum Erreichen des, die weitere plastische Verformung sichernden weichen Zustandes - zur Erweichung, Rekristallisation des zur Verformung geeigneten, ursprünglich plastischen Ferrits - das langwierige Ofenausglühen nicht erforderlich ist, sondern dieser Zustand während eines einzigen, entsprechend geregelten, aus schneller Aufheizung und aus kurzfristigem, vielleicht nur momentanem Aushalten bestehenden Wärmebehandlungsvorganges ausgestaltet werden kann.When working out the method according to the invention, it became clear that in order to achieve the further plastic deformation securing soft state - for softening, recrystallization of the originally suitable for deformation plastic ferrite - the lengthy furnace annealing is not required, but this condition during a single, appropriately regulated heat treatment process consisting of rapid heating and short-term, perhaps only momentary endurance can be designed.

Das neue Verfahren löst die oben erwähnten technischen und wirtschaftlichen Probleme der Anlasshärtung und Patentierung dadurch, dass man auf die Anlasstemperatur mit einer Aufheizgeschwindigkeit von wenigstens 5o° C/Sek., vorteilhaft 2oo bis loo ooo° C/Sek., aufheizt und die Dauer und Temperatur des Anlassens höchstens auf 3oo Sek., vorteilhaft o,o4 bis 3 Sek., bzw. auf höchstens 0,85-stel, vorteilhaft 0,5 bis 0,75-stel der im Kelvin-Grad gemessenen Schmelz- bzw. Solidustemperatur begrenzt, so dass das die Verformung ermöglichende und während der Verformung verfestigte Ferrit in erwünschtem Masse ausgeglüht und rekristallisiert wird, während das im Gefüge anwesende, im Laufe der Verformung zerbröckelnde spröde Zementit und sonstige Karbide aber nur äusserst begrenzt, in dem für endgültige mechanische Eigenschaften erforderlichen Masse, aufgelöst werden.The new process solves the above-mentioned technical and economic problems of temper hardening and patenting by heating to the tempering temperature with a heating rate of at least 50 ° C./sec., Advantageously 2oo to 100,000 ° C./sec., And the duration and The tempering temperature is limited to a maximum of 300 seconds, advantageously 0.4 to 3 seconds, or to a maximum of 0.85, advantageously 0.5 to 0.75 of the melting or solidus temperature measured in Kelvin degrees so that the ferrite that enables the deformation and solidified during the deformation is annealed and recrystallized to the desired extent, while the brittle cementite and other carbides that are present in the structure and crumble during the deformation are only extremely limited to the extent required for the final mechanical properties to be resolved.

Nach der plastischen Verformung verfügt der Stahl meistens über annähernd gleiche physikalische Eigenschaften, die von den Verbrauchern erwünscht sind. Seine Festigkeitswerte sind sogar besser, nur die Plastizität ist schlechter. So scheintAfter the plastic deformation of the steel has mostly over approximately the same physical properties that are desired by consumers. Its strength values are even better, only the plasticity is worse. So it seems

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der Gedanke natürlich, dass zur Sicherung der gegenüber dem Endprodukt gestellten Anforderungen eine solche Wärmebehandlung verwendet werden soll, welche die Festigkeitswerte nicht verschlechtert, und die Plastizitätszahlen in gewünschtem Masse verbessert. Das Verfahren gemäss der Erfindung löst das Problem mit einer, aus einem einzigen schnellen Aufglühen und aus kurzfristigem Aushalten bei massiger Temperatur bestehenden Wärmebehandlung, in deren Laufe das, die Verformung ermöglichende und während der Verformung aufgehärtete Ferrit in gewünschtem Masse ausglüht, der im Gefüge anwesende, im Laufe der Verformung vielleicht zerbröckelte spröde Zementit oder sonstige Karbide aber nur in geringem Masse oder gar nicht gelöst werden. Das kurzfristige Aushalten soll nicht unbedingt durch schnelle oder langsame Abkühlung erfolgen. Während solcher Wärmebehandlung verbessert sich bedeutend die Plastizität, die Längendehnung und Kontraktion der Legierung, während die Festigkeitswerte, die Zugfestigkeit und Streckgrenze sich nur soweit vermindern, dass das Material den Anforderungen des Verbrauchers entspricht. Diese Eigenschaften können durch die Aufheizgeschwindigkeit und Aushalttemperatur sowie Aushaltdauer entsprechend geregelt werden, so dass auch grössere Längendehnung - kleinere Festigkeit oder kleinere Längendehnung - grössere Festigkeit wunschgemäss erreicht werden können.the idea, of course, that such a heat treatment is required to ensure that the requirements placed on the end product are met should be used, which does not deteriorate the strength values, and the plasticity numbers in desired mass improved. The method according to the invention solves the problem with one, of a single one rapid glowing and heat treatment consisting of short-term endurance at moderate temperatures, in which Run the ferrite, which enables the deformation and which has hardened during the deformation, anneals to the desired extent, but only the brittle cementite or other carbides present in the structure, which may have crumbled in the course of the deformation Solved to a small extent or not at all. The short-term endurance should not necessarily be achieved through fast or slow ones Cooling take place. During such heat treatment, plasticity, elongation and elongation improve significantly Contraction of the alloy, while the strength values, tensile strength and yield point only decrease to such an extent that the material meets the consumer's requirements. These properties can be influenced by the heating rate and holding temperature as well as holding time are regulated accordingly, so that greater elongation - smaller ones Strength or smaller elongation - greater strength can be achieved as required.

Zur Verwirklichung des Verfahrens gemäss der Erfindung stehen die nachfolgenden Beispiele zur Verfügung:The following examples are available for implementing the method according to the invention:

1. Ein 1 mm dickes, Io mm breites, mit Mangan legiertes, o,2 % Kohlenstoff enthaltendes Stahlband von C52 Qualität gemäss der ungarischen Norm soll vor dem endgültigen Fertigwalzen ausgeglüht werden, da es infolge des vorhergehenden Kaltwalzverfahrens zu hart, und zur weiteren Verformung ungeeignet ist. Das Ausglühen geschieht aufgrund des Verfahrens gemäss der Erfindung1. A 1 mm thick, 10 mm wide, manganese alloyed, 0.2 % carbon containing steel strip of C52 quality according to the Hungarian standard should be annealed before the final finish rolling, as it is too hard as a result of the previous cold rolling process and for further deformation is unsuitable. The annealing takes place on the basis of the method according to the invention

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2 3 1 '! ? 8 32 3 1 '! ? 8 3

wie folgt: das kaltgewalzte, glatte, blanke Band läuft von einer Spule zwischen zwei, je 15 mm breite Kontaktrollen von je 2oo mm Durchmesser. Die Kontaktrollen sind aus Zinnbronze hergestellt. Die Kontaktflächen der Rollen sind mit 2o % Silber enthaltenden Wolfram-Silberplättchen bzw. Segmenten aufgelötet, um die vollkommene Stromübergabe zu sichern und um die Einbrandgefahr durch Funkenbildung zu vermeiden. Das aus den Kontaktrollen auslaufende Band läuft nach einer 2ooo mm langen Strecke in ein geschmolzenes Bleibad von etwa 35o° C, dessen Aufgabe die Sicherung des entsprechenden elektrischen Kontaktes ist. Auf die Kontaktrollen ist eine Klemme, auf das Bleibad eine andere Klemme einer Gleichstromquelle von 4o V angeschlossen. An der 2ooo mm langen Strecke zwischen den zwei Kontakten fliesst ein Strom von etwa 6oo A, und der Joule-Effekt des Stromes glüht die Strecke auf 7oo° C auf. Das Band läuft zwischen den zwei Kontakten mit einer solchen Geschwindigkeit, dass jeder Punkt des Bandes die 2ooo mm lange Strecke binnen 2o Sek. zurücklegt. Daher sind ungefähr 2 Sekunden zum Erreichen der Temperatur von 7oo° C nötig, und 18 Sekunden bleiben zum Aushalten. Zwischen den zwei Kontakten läuft das Band zwischen zwei Graphitplatten, um die Oxydation und Dekarbonisation verhindern zu können. Das aus dem Bleikontakt auslaufende Band wird zwischen, ebenfalls aus Graphit hergestellten "bleiabziehende" Platten und von hier in das abkühlende ölbad geführt. Die Längendehnung des in dieser Weise warmbehandelten Bandes ist wenigstens 25 %, die eine weitere plastische Verformung schon ermöglicht.as follows: the cold-rolled, smooth, bare strip runs from a reel between two 15 mm wide contact rollers, each 200 mm in diameter. The contact rollers are made of tin bronze. The contact surfaces of the rollers are soldered with tungsten-silver plates or segments containing 20% silver in order to ensure the complete transfer of current and to avoid the risk of burn-in caused by sparks. The tape running out of the contact rollers runs after a distance of 2,000 mm into a molten lead bath at about 35 ° C, the task of which is to secure the corresponding electrical contact. A terminal of a direct current source of 4o V is connected to the contact rollers and to the lead bath. A current of about 600 A flows along the 2ooo mm long section between the two contacts, and the Joule effect of the current glows the section to 700 ° C. The tape runs between the two contacts at such a speed that each point on the tape covers the 2,000 mm distance within 20 seconds. Therefore, it takes about 2 seconds to reach the temperature of 700 ° C and 18 seconds to endure. Between the two contacts, the tape runs between two graphite plates to prevent oxidation and decarbonization. The tape running out of the lead contact is guided between "lead-removing" plates, also made of graphite, and from here into the cooling oil bath. The elongation of the strip heat-treated in this way is at least 25 %, which already enables further plastic deformation.

2. Das in dem vorangehenden Beispiel beschriebene Stahlband soll als Endprodukt mit Abmessungen von o,8 χ Io mm verwendet werden. Die Zugfestigkeit des vorher bis 7o % kaltverformten Bandes ist Io5 kp/mm , seine Längendehnung 2 %. Die gegenüber dem Endprodukt gestellte Anforderung ist aber eine Zugfestigkeit von min. 8o kp/mm und eine Längendehnung von 12 %. 2. The steel strip described in the previous example is to be used as the end product with dimensions of 0.8 χ Io mm. The tensile strength of the tape previously cold-formed to 70% is Io5 kp / mm, its elongation is 2 %. The requirement for the end product, however, is a tensile strength of at least 8o kp / mm and a length extension of 12 %.

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2.'-Π1?832 .'- Π1? 83

Das kaltverformte Band wird durch die im vorangehenden Beispiel beschriebene Vorrichtung in solcher Weise geführt, dass die Entfernung zwischen den zwei Kontakten insgesamt 2oo mm ausmacht. Die Spannung ist 6 V, der durchfliessende Strom hat eine Stärke von 800 A. Die Laufgeschwindigkeit des Bandes ist gleich der im früheren Beispiel, so dass jeder Punkt des Bandes die Entfernung zwischen den Kontakten binnen 2 Sek. zurücklegt. Der Joule-Effekt des Stromes heizt das Band in etwa 1 Sekunde auf 76o° C auf, und das Band bleibt weiter für 1 Sekunde bei dieser Temperatur. Am Ende des Arbeitsvorganges ist die Zugfestigkeit des Materials 85 bis 90 kp/mm und seine Längendehnung 14 bis l8 %. The cold-formed strip is passed through the device described in the previous example in such a way that the distance between the two contacts amounts to a total of 200 mm. The voltage is 6 V, the current flowing through it has a strength of 800 A. The speed of the tape is the same as in the previous example, so that each point of the tape covers the distance between the contacts within 2 seconds. The Joule effect of the current heats the tape to 76o ° C in about 1 second, and the tape remains at this temperature for 1 second. At the end of the work process, the tensile strength of the material is 85 to 90 kgf / mm and its elongation is 14 to 18 %.

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Claims (1)

PatentanspruchClaim Schnelles Wärmebehandlungsverfahren als Ersatz für ein aus langem Aushalten und langsamer Abkühlung bestehendes Spannungsfreiglühen, Ofenausglühen, oder aus Härtung und Anlassen bestehender Anlasshärtung, Patentieren von aus plastisch verformten! und verfestigtem, unlegiertem oder legiertem Stahl mit kleinem, mittlerem oder grossem Kohlenstoffgehalt hergestellten Halb- und Enderzeugnissen, wie Drähte, Bänder, Stäbe, Rohre, Platten und dergleichen, dadurch gekennzeichnet , dass man auf die Anlasstemperatur mit einer Aufheizgeschwindigkeit von wenigstens.5o C/Sek., vorteilhaft 2oo bis loo ooo° C/Sek., aufheizt und die Dauer und Temperatur des Anlassens höchstens auf 3oo Sek., vorteilhaft o,o4 bis 3 Sek., bzw. auf höchstens 0,85-stel, vorteilhaft 0,5 bis 0,75-stel der im Kelvin-Grad gemessenen Schmelz- bzw. Solidustemperatur begrenzt, so dass das die Verformung ermöglichende und während der Verformung verfestigte Ferrit in erwünschtem Masse ausgeglüht und rekristallisiert wird, während das im Gefüge anwesende, im Laufe der Verformung zerbröckelnde spröde Zementit und sonstige Karbide aber nur äusserst begrenzt, in dem für endgültige mechanische Eigenschaften erforderlichen Masse aufgelöst werden.Rapid heat treatment process as a substitute for one that consists of long endurance and slow cooling Stress-relieving annealing, furnace annealing, or temper hardening consisting of hardening and tempering, patenting of plastic deformed! and solidified, unalloyed or alloyed Semi-finished and finished products made of steel with low, medium or high carbon content, such as wire, Strips, rods, tubes, plates and the like, characterized in that the tempering temperature is used with a heating rate of at least 50 C / sec., advantageous 200 to 100,000 ° C / sec., Heats up and the duration and temperature of the tempering to a maximum of 300 sec., Advantageous o, o4 to 3 seconds, or to a maximum of 0.85th, advantageously 0.5 to 0.75th of the melting or melting point measured in Kelvin degrees. Solidus temperature limited, so that the deformation enabling and solidified during the deformation ferrite in the desired The mass is annealed and recrystallized, while that which is present in the structure crumbles in the course of the deformation brittle cementite and other carbides but only extremely limited in the amount required for final mechanical properties Mass to be dissolved. 309838/0938309838/0938
DE19732311283 1972-03-07 1973-03-07 FAST HEAT TREATMENT OF STEEL Pending DE2311283A1 (en)

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