DE2537702B2

DE2537702B2 - Niedriglegierter Vergütungsstahl

Info

Publication number: DE2537702B2
Application number: DE2537702A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr.-Ing. Brandis; Serosh Dipl.-Ing. 4154 Toenisvorst Engineer; Albert Von Den Dr.-Ing. Steinen
Original assignee: THYSSEN EDELSTAHLWERKE AG 4000 DUESSELDORF
Current assignee: THYSSEN EDELSTAHLWERKE AG 4000 DUESSELDORF
Priority date: 1975-08-23
Filing date: 1975-08-23
Publication date: 1979-01-25
Also published as: SE7609028L; ATA621876A; FR2322208B1; IT1066110B; DE2537702C3; BE845123A; US4060431A; FR2322208A1; SE431561B; AT361960B; GB1507807A; NL7609302A; DE2537702A1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines niedriglegierten Stahls im vergüteten Zustand zur Herstellung von anlaßbeständigen Gegenständen, die eine Mindestzugfestigkeit von 700 N/mm² und eine Kerbschlagzähigkeit (DVM-Probe) von mindestens 55 Joule besitzen müssen.

Um die vorerwähnten Eigenschaften zu erreichen, hat man bisher Stähle eingesetzt, die mit Mangan, Chrom und Molybdän legiert waren. So ist z. B. aus der DE-OS 59 011 ein niedriglegierter Vergütungsstahl mit

0,15 bis 0,4% C
1,1 bis 1,9% Mn
max. 0,06% S
max. 0,04% P
0,1 bis 1,0% Si
Obis 1,1% Cr
max. 0,25% Ni
0,1 bis 0,75% Mo
mind. 0,0005% B
Rest Fe

bekannt, der Zugfestigkeitswerte von 590 bis N/mm² im vergüteten Zustand aufweist.

Aus der Stahl-Eisen-Liste ist ein weiterer Vergütungsstahl 30CrNiMo8 folgender Zusammensetzung bekannt:

0,33% C
0,24% Si
0,43% Mn
1,98% Cr
0,25% Mo
1,98% Ni
Rest Fe

Ziel der vorliegenden Erfindung ist nun die Schaffung eines niedriger als die vorerwähnten bekannten Stähle legierten und damit billigeren Stahls, der aber die gleichen guten Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften aufweisen soll, wie die erwähnten höher legierten bekannten Stähle.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird für den eingangs erwähnten Verwendungszweck ein Stahl mit 035 bis 0,6% C, 0,1 bis 0,5% Si, 03 bis 1,0% Mn, 0,1 bis 0,6% Cr, 0,01 bis 0,1% Nb, Rest Eisen vorgeschlagen, der nach dem Austenitisieren durch rasches Abkühlen von Temperaturen oberhalb 1000° C zur Erzeugung eines hauptsächlich aus Martensit und Zwischenstufe bestehenden Gefüges und anschließendes Anlassen unterhalb der Ai-Temperatur vergütet isL Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, daß ein Zusatz von Niob in der angegebenen Größenordnung in Verbindung mit der Wahl der geeigneten Austenitisierungstemperatur, die einerseits die Lösung einer ausreichenden Menge an Niob zulassen, jedoch die Entstehung von Grobkorn verhindern soll, zur Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften führt, die nur von den vorerwähnten höher legierten Vergütungsstählen erzielt wurden. Der erzielte Vorteil schlägt sich also in einer Verringerung der Herstellungskosten des Stahls nieder.

Aus der DE-OS 23 50 370 war es zwar bekannt, daß man durch einen Zusatz von 0,05 bis 0,15% Vanadium oder Niob zu einem unlegierten Kohlenstoff-Mangan-Stahl die 0,2-Grenze erhöhen kann. Aus dieser Schrift ergab sich jedoch nicht, daß Vanadium und Niob auf das Umwandlungsverhalten durchaus unterschiedliche Wirkungen haben. Während nach den Feststellungen der Erfinder durch einen Zusatz von Niob in der angegebenen Größenordnung die Perlitumwandlung verzögert wird und ein Zwischenstufengebiet vorliegt, so daß die Ausbildung eines aus Martensit und Zwischenstufe bestehenden Gefüges nach dem Härten erreicht werden kann, welches die Grundlage höherer Festigkeits- und Zähigkeitswerte ist, hat Vanadium nicht diese Wirkung. Durch Zusatz von Vanadium in einer Menge von etwa 0,1% entsteht also kein Zwischenstufengebiet wie bei einem Zusatz von Niob. Da der aus der DE-OS 23 50 370 bekannte Stahl ein perlitisch-ferritisches Gefüge besitzt, erreicht er nicht die Zähigkeitswerte des erfindungsgemäß zu verwendenden Stahls.

Neu war auch die Feststellung, daß durch einen Zusatz Niob in der angegebenen Größenordnung die Durchhärtbarkeit verbessert werden kann, so daß das gewünschte aus Martensit und Zwischenstufe bestehende Gefüge auch bei größeren Querschnitten der gehärteten Gegenstände entsteht.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Verwendung eines Stahls, bestehend aus 0,4 bis 0,5% C, 0,2 bis 0,4% Si, 0,7 bis 1,0% Mn, 0,2 bis 0,5% Cr, 0,08 bis 0,12% V, 0,02 bis 0,05% Nb, Rest Eisen vorgeschlagen, der von Temperaturen um 1100° C rasch abgekühlt und zwischen 650°C und der Ai-Temperatur angelassen wird, wodurch Mindest-0,2-Grenzwerte von 550 N/mm² und eine Mindestzugfestigkeit von 750 N/mm² sowie eine Kerbschlagzähigkeit (DVM-Probe) von mindestens 60 Joule erreicht werden.

In Bild 1 sind die Festigkeits- und Zähigkeitswerte eines erfindungsgemäß zu verwendenden Stahls mit der dort angegebenen Zusammensetzung in Abhängigkeit von der Anlaßbehandlung aufgetragen. Aus den Diagrammen ergibt sich, daß sogar bei einer Anlaßtemperatur von 650°C eine 0,2-Grenze von rd. 900 N/mm² bei einer Kerbschlagzähigkeit von mehr als 60 Joule (DVM-Probe) erreicht wird.

Aus B i I d 2 geht hervor, daß der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl, der dort mit MPS bezeichnet ist und die dort angegebene Zusammensetzung besitzt, gleich gute Festigkeitskennwerte wie der bekannte aber höher legierte und damit teuere Vergütungsstahl 30 CrNiMo8

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aufweist. einem niedriglegierten Stahl der angegebenen Zusam-

Der im Stirnaoschreckversuch ermittelte Härtever- mensetzung Festigkeits-und Zähigkeitswerte erreichen,

lauf (Bild 3) zeigt, daß für einen Stahl mit der die bislang nur mit höherlegierten Stählen erzielt

erfindungsgemäß vorgeschlagenen Zusammensetzung wurden. Damit ist aber die Möglichkeit gegeben,

beachtlich hohe Härtewerte auch bei einem Abstand "· niedriglegierte und damit billigere Stähle für jene

von rd. 20 mm von der Stirnfläche erzielt werden Zwecke zu verwenden, die bisher nur höherlegierten

können. Vergütungsstählen vorbehalten gewesen waren.
Durch den Erfindungsvorschlag lassen sich also mit

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung eines niedriglegierten Stahls, bestehend aus 035 bis 0,6% C, 0,1 bis 0,5% Si, 0,3 bis 1,0% Mn, 0,1 bis 0,6% Cr, 0,01 bis 0,1% Nb, Rest Eisen, der nach dem Austenitisieren durch rasches Abkühlen von Temperaturen oberhalb 1000°C zur Erzeugung eines hauptsächlich aus Martensit und Zwischenstufe bestehenden Gefüges und anschließendes Anlassen unterhalb der ArTemperatur vergütet ist, zur Hersteilung von anlaßbeständigen Gegenständen, die eine Mindestzugfestigkeit von 700 N/mm² und eine Kerbschlagzähigkeit (DVM-Probe) von mindestens 55 Joule besitzen müssen.

2. Verwendung eines Stahls, bestehend aus 0,4 bis 0,5% C, 0,2 bis 0,4% Si, 0,7 bis 1,0% Mn, 0,2 bis 0,5% Cr, 0,08 bis 0,12% V und 0,02 bis 0,05% Nb, Rest Eisen, der von Temperaturen um 1100⁰Q rasch abgekühlt zwischen 650⁰C und der ArTemperatur angelassen ist, zur Herstellung von Gegenständen, die eine Mindest-O^-Grenze von 550 N/mm², eine Mindestzugfestigkeit von 750 N/mm² und eine Kerbschlagzähigkeit (DVM-Probe) von mindestens 60 Joule aufweisen müssen.