DE2612918A1

DE2612918A1 - Verfahren zur herstellung von walzstahlerzeugnissen mit entfestigter randzone und hochfestem kern

Info

Publication number: DE2612918A1
Application number: DE19762612918
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: FLORIN STAHL WALZWERK
Current assignee: FLORIN STAHL WALZWERK
Priority date: 1975-04-02
Filing date: 1976-03-26
Publication date: 1976-10-21
Also published as: DD119270B1; DD119270A1

Description

Verfahren zur Herstellung von Walzstahlerzeugnissen mit entfestigter Randzone und hochfestem ern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Walzstahlerzeugnissen mit entfestigter Randzone und hochfestem kern, insbesondere in Form von Rundmaterial, wobei der Stahl mit Endwalztemperaturen, in der Regel von > Ac3, einer mindestens zweistufigen Abschreckungsbehandlung, gegebenenfalls in Verbindung mit einer nachfolgenden Anlaßbehandlung, unterzogen wird.
Im Sinne der Anpassung der Werkstoffeigenschaften an die in der Praxis vorherrschenden Relastungs- und Anwendungsfälle sind in Übereinstimmung mit den gegebenen technologischen Möglichkeiten bereits eine Reihe von Stählen mit thermisch verfestigter Randschicht und relativ unbeeinflußtem Kern bekannt. Neben speziellen Verschleißteilen gehören hierzu u.a. auch die thermisch verfestigten betonstähle, bei denen durch eine gesteuerte Abkühlung eine Verfestigung der landschicht bei leichzeitig relativ unbeeinflußtem Kern erzeugt wird.
Für andere AnwendunCsfälle, insbesondere für Walzstahlerzeugnisse deren Oberflächenschichten aus den verschiedenartigsten Gründen einer folgenden spanenden oder spanlosen Verformung unterzogen werden, ist dagegen eine weiche oder entfestigte Randschicht bei gleichzeitig hochfestem Kern von Vorteil. Desweiteren kann mit einem derartigem Gefügeaufbau der @ißentstehung und -ausbreitung unter den jeweiligen Winsatzbedingungen entgegengewirkt werden.
Ein mit dieser Zielrichtung entwickeltes Verfahren zum Härten des Kerns von Stahlgegenständen besteht darin, daß der Stahl von Endwalztemperaturen bis zu einer Oberflächentemperatur direkt oberhalb des Ar3 -Punktes abgekühlt und darauf in einem für die Härtung des Stahles geeigneten Abschreckmittels bis unterhalb der Ms-Temperatur abgeschreckt wird.
Abgesehen davon, daß der angestrebte Effekt infolge des Umwandlungsverhaltens für ein breites Spektrum der gebräuchlichen Vergütungsstähle nicht realisierbar ist, dürfte eine Einordnung dieses Verfahrens in bereits bestehende Walzstraßen nur schwer zu ermöglichen und generell mit einer Störung der Kontinuität des Produktionsablaufes verbunden sein.
Die Erfindung bezweckt, die Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden und ein hochproduktives Verfahren zu entwickeln, das insbesondere für alle vergütbaren Stähle weitgehend anwendbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zu entwickeln, das es gestattet, Walzwerkserzeugnisse mit entfestigter randzone und hochfestem Kern, insbesondere Kundmaterial in Ring- und Stabform, auf dem Vege der hochtemperaturthermomechanischen behandlung zu erzeugen.
Erfindungsgemäß ird diese Aufhabe dadurch gelöst, daß vergütbare Stähle direkt aus der Walzhitze, insbesondere von Temperaturen oberhalb des Ac3 -Punktes in einer mindestens zweistufigen Abkühlung, unter Nutzung spezieller, regelbarer Abschreckeinrichtungen derart gehärtet werden, daß die Handzone in der ersten Kühlstufe rnit hoher Abkühlgeschwindigkeit im Walzfluß bis unter Ms-Temperatur abgeschreckt und in einer darauffolgenden Ausgleichsstrecke, vor der Fortsetzung des Härtevorganges durch die verbleibende Kernwärme gezielt auf die sich einstellende Ausgleichstemperatur angelassen wird, wodurch sich nach Beendigung des Härteprozesses in den weiteren Abkühlstufen über den Querschnitt ein Gefügeaufbau eribt, der durch eine entsprechend angelassene und dadurch gegenüber dem unangelassenen martensitischen Kern entfestigten Randschicht gekennzeicbnet ist, die prinzipiell auch nach weiterer Anlaßbehandlung auf unterhalb der Ausgleichstemperatur liegende Anlaßtemperaturen bestehen bleibt.
Die Stärke der Randschicht und Höhe der Ausgleichstemperatur bzw. der Grad der Entfestigung der Randschicht können durch die 'Vahl der Kühlintensität und der Kühlzeit der ersten Vühlstufe sowie durch die Länge der Ausgleichsstrecke und gegebenenfalls durch die Höhe der Sndwalztemperatur gesteuert und somit den jeweiligen Winsatzbedingungen oder der nachfolgenden Bearbeitung entsprechend angepaßt werden. 3-- ist jedoch ein Charakteristikum des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß beide Größen einander indirekt proportional sind.
Der Temperaturverlauf in Kern und Pand ist der schematischen Darstellung im fiktiven ZTU-Schaubild, gemäß Bild 1 zu entnehmen. Entsprechend der weiteren Behandlung und der jeweiligen Anwendung des nach diesem Verfahren hergestellten Materials, kann sich daran eine weitere Anlaßbehandlung anschließen, die jedoch bis zu Anlaßtemperaturen = Ausgleichstemperatur am erfindungsemäben Gefügeaufbau mit dem höherfesten Kern prinziniell nichts ändert.
@@@@@@@@ vont elhafte Annordnungs ebiete des Verfahrens ergeben @@@ in @@@@@ @@@ enen erzeugnis susatzlich die Forder @@@@@@ spanloser Kaltumformung oder genanender @mformung der @@@@@ chenschten erhoben wird, d.h. für Weiterverarbeitungs@@@ @@@@ den für die eine entfestigte Oberfläche vorteilhaft ist. Das @@@@@@ sint hiervon insbesonders solche Ein-@@@@@@@ @@ der @@@@@@@@@@@ bet@offen, bei@denen mittels Ein-@@@@@@ @@@@@@ H@@fte zu übertra en sind, i@ z.B. bei @@@ beton@tählen.
@@@@@@ Anwendungsgebiete dieses Verfahrens lassen sich daraus ahleiten, @@ durch den erzielten Gefügeaufbau der hier nach produzierten lastaklerzeugnisse der Kiwentstahung und -ausbreitun, unter Einsatzbedingungen entgegengewirkt wird.
Die durch das Erfindungsgemäse Verfahren erzielbaren Werkstoff-@@@@@@haften sollen am Beispiel von Rundstahl mit 10 mm # folgender chemisch Zusammensetzung verdeutlicht werden: C = C,31 3; Si C,43 ; Mn = C, 5 @; P = C,026 %; S = C,044 % Dei zweistufiger Abschreckung in insgesamt ca. 1,5 s wird hierbei ein etwa 1,5 mm starke randschicht erzeugt, deren Härte mit VV 30 - 360 kn/mm² um 100 kp/mm² unter der entsprechenden Kern-Härte liegt. Die constigen Eigenscheften dieses gehärteten Materials sind: #C, = 126 kp/mm²; #B = 124 kp/mm²; #5 = c,9% Mit dem Einsatz von weniger umwandlungsfreudigen Stählen gestalter, sich die Fedingungen für die Einführung des erfindungsgemäßen Verfahrens infolge der Möglichkeit des Einbaus von längeren Ausgleichszeiten prinzipiell künstigen. Die gleiche T@@@enz ist bis zu gewissen Grenzen auch mit der Absenkung der Ms-Temperatur und dem Anwachsen des Walzstahldurchmessers verbunden.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Walzstahlerzeugnissen mit entfestigter @ondzone und hochfestem Kern, dadurch gekennzeichnet, daß vergütbare Stähle direkt aus der Walzhitze, insbesondere von Temperaturen oberhalb des Ac3 -Punktes in einer mindestens zweistufigen Abkühlung unter Futzung spezieller, regelbarer Abschreckeinrichtungen derart gehärtet werden, daß die Randzone in der ersten Kühlstufe mit hoher Abkühlgeschwindigkeit im Valzfluß bis unter Ms-Temperatur abgeschrekt und in einer darauffolgenden Ausgleichsstrecke, von der Fortsetzung des Härtevorganges durch die verbleibende Kernwärme gezielt auf die sich einstellende Ausgleichstemperatur angelassen wird, wodurch sich nach Beendigung des Härteprozesses in den weiteren Abkühlstufen über den Querschnitt ein Gefügeausbau ergibt, der durch eine entsprechend angelassene und dadurch gegenüber dem unangelassenem martensitischen Kern entfestigten Randschicht gekennzeichnet ist, die prinzipiell auch nach weiterer Anlaßbehandlung auf unterhalb der Ausgleichstemperatur liegende Anlaßtemperaturen bestehen bleibt.
2. Nach Verfahren gem. Anspruch 1 hergestellter Walzstahl, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Stahl für spanlose Kaltumformungen oder spanende Umformung der Oberflächenschichten eingesetzt wird.
3. Nach Verfahren gem. Anspruch 1 hergestellter Walzstahl, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Stahl unter Bedingungen zum Einsatz kommt, wo mittels Einspannung große Kräfte zu übertragen sind, wie z.B. bei Spannbetonstählen.
4. Nach Verfahren gem. Anspruch 1 hergestellter Walzstahl, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Stahl einen erhöhten Widerstand gegen Rißentstehung und -ausbreitung aufweist, Sericht zum Stand der Technik Zur Errmittlung des Standes der Technik wurden die deutschsp@@chigen Patentschriften folgender Klassen gesichtet: 18c, 1/00 - C 21 d, 1/00 18c, 1/02 - C 21 d, 1/02 18c, 7/14 - C 21 d, 7/14 18c, 9/52 - C 21 d, 9/52 Insbesondere sind die BRD - OS 2.234.891 - K1 1Sc, 1/02 und das DDR - , 106.661 - Kl. 18c, 7/10 als zutreffender Stand der Technik erkannt worden.