DE2436983C3

DE2436983C3 - Procedure for the determination of hardenability and transformation behavior as well as grain size of metallic materials

Info

Publication number: DE2436983C3
Application number: DE2436983A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr.-Ing. 4150 Krefeld Brandis; Rolf Dr.-Ing. 4156 Willich Diederichs; Rainer Dr.- Ing. 4150 Krefeld Thielmann
Original assignee: THYSSEN EDELSTAHLWERKE AG 4000 DUESSELDORF
Current assignee: THYSSEN EDELSTAHLWERKE AG 4000 DUESSELDORF
Priority date: 1974-08-01
Filing date: 1974-08-01
Publication date: 1978-04-13
Also published as: DE2436983A1; DE2436983B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung , des Härtbarkeits- und Umwandlungsverhaltens und der Korngröße metallischer Werkstoffe.The invention relates to a method for determining the hardenability and transformation behavior and the grain size of metallic materials.

Zur Bestimmung der Analyse von Metallschmelzen ist es 2. B. aus der DT-AS 20 35 420 bekannt, mittels einer kleinen Kokille Proben aus der in der Pfanne befindlichen Metslischmelze zu nehmen und nach dem Erkalten der abgegossenen Probe z. B. mittels Funkenanalyse die Zusammensetzung des Materials festzustellen. To determine the analysis of molten metal, it is known 2. B. from DT-AS 20 35 420, by means of a small mold to take samples from the Metsli melt in the pan and after Cooling of the poured sample z. B. determine the composition of the material by means of spark analysis.

Für die Herstellung von Zerreißproben zur Bestim- ^₅ mung mechanischer Kennwerte, wie Zugfestigkeit, 0,2-Grenze, Dehnung, Einschnürung und E-Modul, mittels Kerbschlagproben, Einsatz-, Stufenhärte-, Kernhärte-, Brugger- und Jominy-Proben ist man bisher von einem z. B. 25 kg schweren Gußblock ausgegangen, der ,_o z. B. durch Schmieden oder Walzen warmverformt wurde und aus dem dann durch spangebende Bearbeitung die Probe in der gewünkehten Abmessung erzeugt wurde.For the production of tensile tests for provisions ^ ₅ mung mechanical properties such as tensile strength, 0.2-strength, elongation, constriction and modulus, by means of impact tests, use, Stufenhärte-, Kernhärte-, Brugger- and Jominy specimens is one so far from a z. B. assumed 25 kg cast block, _o z. B. was thermoformed by forging or rolling and from which the sample was then produced in the desired dimensions by machining.

Ein Grund für diese verhältnismäßig umständliche sowie material- und kostenaufwendige Herstellung solcher Proben bestand darin, daß für die Prüfung eine Probe mit homogenem Gefüge über ihrer gesamten Länge und über ihrem Querschnitt erforderlich war. Durch Gießen waren Proben mit solchem homogenen Gefüge bisher nicht herstellbar, weil sich in den verhältnismäßig dünnen und langen Proben beim Gießen derselben Lunker bildeten. Für Prüfungen von Formguß-Proben war es gemäß »Gießerei-Lexikon« 1972, Seiten 340 und 526 zwar bekannt, Probestäbe entweder an das Gußstück anzugießen oder getrennt zu gießen. Hierzu war es aber erforderlich, eine Dichtspeisung zu sichern, d. h. durch Nachgießen oder Nachfließenlassen dichte, poren- und lurikerfreie Proben zu erhalten. Bei der Blockguß-Probenahme erstarrt die ^₀ Probe aber so schnell, daß eine solche Nachspeisung nicht erfolgen kann, so daß es zu Lunkerbildung kommt.One reason for this relatively cumbersome, material and costly production of such samples was that a sample with a homogeneous structure over its entire length and over its cross section was required for the test. Samples with such a homogeneous structure could not previously be produced by casting, because voids formed in the relatively thin and long samples when the same was poured. According to "Foundry Lexicon" 1972, pages 340 and 526, it was known for testing molded cast specimens to either cast test rods onto the casting or cast them separately. For this, however, it was necessary to ensure a tight feed, ie to obtain tight, pore-free and luric-free samples by pouring or allowing them to flow again. In the ingot sampling, the ^ ₀ sample solidifies but so rapidly that such a make-up can not be done so that there will be voids.

Ein weiterer Grund dafür, daß man glaubte, die Prüfungen nur an plastisch verformten Proben durchführen zu können, bestand in dem Wunsch, an der Probe möglichst genau den Zustand herzustellen, in dem sich das aus dem Werkstoff durch Warmverformung hergestellte Werkstück befindet. Auf diese Weise wurden also Werkstückkenngrößen ermittelt. Die Vergleichbarkeit solcher Werkstückkenngrößen hängt stark davon ab, inwieweit man die Probe tatsächlich in der Weise verformt, wie später das aus dem Werkstoff hergestellte Werkstück.Another reason why it was believed that the tests were only carried out on plastically deformed specimens to be able to, consisted in the desire to restore the sample as precisely as possible to the state in which the workpiece made from the material by hot forming is located. In this way So workpiece parameters were determined. The comparability of such workpiece parameters depends strongly depends on the extent to which the sample is actually deformed in the way that the material will later be deformed manufactured workpiece.

Die Herstellung solcher Proben erfordert, wie gesagt, einen verhältnismäßig großen Material- und Verarbeitungsaufwand, denn die Proben wurden aus einem größeren Block durch Umformung herausgearbeitet. Die Verformung des Blockes bedeutet nicht nur fertigungstechnisch einen Mehraufwand sondern verzögert auch die Probenherstellung.As I said, the production of such samples requires a relatively large amount of material and processing, because the samples were made from one larger block worked out by reshaping. The deformation of the block doesn't just mean In terms of production engineering, it also entails additional expenditure, but also delays the production of samples.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist neben einer Vereinfachung und Verbilligung der Probenherstellung vor allem die Schaffung einer Probe, an der Werkstoffkenngrößen ermittelt werden können, die eine allgemeine Aussage über das Härtbarkeits- und Umwandlungsverhalten sowie Korngrößen eines metallischen Werkstoffs, unabhängig von der Art und dem Umfang seiner plastischen Verformung, zulassen.The object of the present invention is, in addition to simplifying and making the production of samples cheaper Above all, the creation of a sample on which the material parameters can be determined, which are a general Statement about the hardenability and transformation behavior as well as grain sizes of a metallic material, regardless of the type and extent of its plastic deformation.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgesehlagen, die Prüfung an mittels einer Kokille aus dem Gießstrahl gezogenen, nur durch spangebende Bearbeitung in die jewglls gewünschte Fonn gebrachten plastisch nicht verformten Proben vorzunehmen. Das erfindungsgemäß mittels einer Kokille aus dem Gießstrahl genommene Probeblöckchen kann dann noch in üblicher Weise wärmebehandelt werden.To achieve this object, it is proposed according to the invention that the test be carried out on by means of a mold drawn from the pouring stream, only brought into the desired shape by machining to make samples that are not plastically deformed. According to the invention by means of a mold from the Sample blocks taken from the pouring stream can then be heat-treated in the usual way.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß man nicht wie bisher unbedingt plastisch verformte Proben einsetzen muß, sondern daß erfindungsgemäß mit plastisch nicht verformten Gußproben Werkstoffkenngrößen ermittelt werden können, die eine allgemeine Aussage über das Härtbarkeits- und Umwandlungsverhalten sowie die Korngröße von metallischen Werkstoffen, unabhängig von der Verformung, ermöglichen.Surprisingly, it has been shown that one does not necessarily need plastically deformed samples as before must use, but that according to the invention with plastically not deformed cast samples material parameters can be determined, which makes a general statement about the hardenability and transformation behavior as well as the grain size of metallic materials, regardless of the deformation.

Am Beispiel einer Stirnabschreckhärteprobe (Jominy-Probe) wird dies anhand des Diagramms, Bild 1, verdeutlicht, aus dem der nahezu identische Verlauf der Härtekurven einer in erfindungsgemäßer Weise hergestellten Probe (gestrichelte Linie) und einer aus einem 25-kg-Block in bekannter Weise durch Warmverformung hergestellten Probe (durchgezogene Linie) zu entnehmen ist.Using the example of a forehead quenching hardness test (Jominy test) this is illustrated by the diagram, Figure 1, from which the almost identical course of the Hardness curves of a sample produced in accordance with the invention (dashed line) and one from one 25 kg block in a known manner by hot forming sample (solid line) can be found.

Aus Bild 2 ergibt sich, daß die Kornzahl nach A.S.T.M. gemessen an der erfirdungsgemäß hergestellten Probe sowohl der für die in bisher bekannter Weise aus dem 25-kg-Biock hergestellten Probe als auch der für den Vorblock und das Endprodukt ermittelten entspricht. Daraus ergibt sich, daß die erfindungsgemäß erzeugte Probe zur Feststellung der Korngröße des plastisch verformten Endprodukts geeignet ist.From Figure 2 it follows that the grain number according to A.S.T.M. measured on the sample produced according to the invention both for the in the previously known manner from the 25 kg block as well as that determined for the bloom and the end product. It follows that the sample produced according to the invention to determine the grain size of the plastic deformed end product is suitable.

Tafelblackboard

Vergleich des Umwandlungsverhaltens des Werkstoffs ZF I (F) nach verschiedenen ProbenahmeverfahrenComparison of the transformation behavior of the material ZF I (F) according to different Sampling procedure

Wärmebehandlung: 30 min 880°C/L + 60 min 900⁰C + Umlegen auf 660"CHeat treatment: 30 min 880 ° C / 60 min + L 900 ⁰ C + folding to 660 "C

1.5 h M><r CV W
Ferrit Perlit 1.5 h M><r CV W
Ferrite pearlite

2 h 660" C/W
Ferrit Perlit2 hours 660 "C / W
Ferrite pearlite

Gußprobe 35 mm 0 Gußzustand 25-kg-Block auf 35 mm 0 geschmiedet Vorblock 250 mm '/\ auf 35 mm 0 geschmiedet Gußprobe 0 35 mm as-cast 25 kg block of 35 mm 0 forged billet 250 mm '/ \ 0 to 35 mm forged

65% 65% 60% 35% 35% 40% 65% 65% 60% 35% 35% 40%

60%
60%
60%60%
60%
60%

40%
40%
40%40%
40%
40%

Tafel zeigt das Umwandlungsverhalten am des Stahls ZF 1 (F), Auch hier ergibt der :h zwischen der erfindungsgemäß hergestellten }Is »Gußprobe« bezeichnet, und einer aus dem lock sowie einer aus dem Vorblock hergestellten laß das Umwandlungsverhalten, wie es mit Hilfe rfindungsgemäßer Weise hergestellten Gußproittelt wurde, genau sg gut und exakt bestimmt kann, wie an einer aus einem 25-kg-Block oder rbiock in bisher bekannter Weise entnommenen Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man von kleiner dimensionierten Gußproben ausgehen als bisher, wo man bei der Probenherstellung von über 20 kg schweren Blöcken ausgehen mußte. Dadurch verringert sich einmal der Materialaufwand, Weiterhin wird auf die bisher übliche Warmverformung des Gußblocks erfindungsgemäß verzichtet, so daß die Probenherstellung weiter verbilligt und auch beschleunigt wird. Sie erweist sich somit als technisch fortschrittlicher als bisher bekannte Verfahren.The table shows the transformation behavior of the steel ZF 1 (F). Here, too, the : h between that produced according to the invention } Is called "casting sample", and one made from the lock and one made from the bloom Let the transformation behavior as it is produced with the aid of the casting proittelt according to the invention was, exactly so-called good and can be determined exactly, such as one from a 25 kg block or rbiock taken in a previously known manner when carrying out the method according to the invention one can start from smaller-dimensioned cast samples than before, where one has to do with the sample production had to assume blocks weighing more than 20 kg. This reduces the cost of materials, Furthermore, according to the invention, the hot forming of the ingot, which has been customary up to now, is dispensed with, so that the Sample production is further cheaper and also accelerated. It thus proves to be technical more advanced than previously known processes.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Method for determining the hardenability and transformation behavior and the grain size of metallic materials which they have in their final state produced by plastic deformation, characterized in that the test on plastically not deformed, only by machining in the respective desired shape _{| 0} brought samples is made.