DE2620449A1

DE2620449A1 - Stahlbolzen von hoher streckfestigkeit und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2620449A1
Application number: DE19762620449
Authority: DE
Inventors: Mario Economopoulos; Yves Respen
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1975-05-14
Filing date: 1976-05-08
Publication date: 1976-11-25
Also published as: BE829089A

Description

Stahlbolzen von hoher Streckfestigkeit und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft Stahlbolzen von hoher Streckfestigkeit mit zusammengesetztem Gefüge.
Bekanntlich gehören zu den Haupteigenschaften, die seitens der Verbraucher bei Stahlbolzen vorausgesetzt werden, insbesondere eine für die jeweils verwendete Stahlqualität möglichst hohe Zerreiss- und Streckfestigkeit.
Es ist grundsätzlich bekannt, daß zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften eines Stahls insbesondere die Zusammensetzung desselben verändert bzw. der Stahl einer entsprechenden Wärmebehandlung wie Glühen mit gegebenenfalls anschließender Abschreckung unterzogen werden kann.
Man erhält auf diese Weise Bolzen, deren Eigenschaften im wesentlichen durch ausreichende Warmebehandlungen bzw. durch Zusatz von Elementen wie beispielsweise Nickel oder Chrom verbessert wurden.
Die vorliegende Erfindung betrifft Stahlbolzen, deren Komplexeres Gefüge ihnen aufgrund ihrer gegenüber de- vorerwähnten Bolzen noch besseren oder gleichen Festigkeitseigenschaften eine besonders hohe Wirtschftlichkeit verleiht, die beispielsweise auf der Tatsache beruht, dass diese Eigenschaften mit weniger hohen Gehalten an Legierungselementen erzielt werden-Die erfindungsgemässen Bolzen sind in wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass in einer in ihrer Längsachse verlaufenden Zone ihr Gefüge mindestena zwei koaxiale Bereiche umfasst, dass der eine bereich, der die Oberflächenschicht der Bolzen bildet, aus vergütetem Marten sit bzw. Bainit besteht, und ciass der andere Bereich, der Kernbereich, im wesentlichen aus unvergütetem Ferrit-Perlit gebildet wird.
Der Rahmen der vorliegenden Erfindung: wird nicht verlassen, wenn die erfindungsgemässen Bolzen zwischen den beiden vorerwähnten Bereichen noch eine im wesentlichen aus unvergütetem Bainit bestehende Zone umfassen.
Die Erfindung betrifft desweiteren ein Verfahren zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Bolzen mit hoher Festigkeit.
Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der zur Herstellung der Bolzen bestimmte Walzstab nach dem Austritt aus dem Fertiggerüst des Walzwerks einer entsprechenden Kühlbehandlung mittels einer Flüssigkeit so unterzogen wird, dass eine martensitische bzw. bainitsche Abschreckung an der Staboberfläche bewinkt wird, dass die Kühlbedingungen so reguliert werden, dass am Ausgang der Kühlzone der nicht abgeschreckte Teil des Stakes eine genügend hohe Temperatur führt, um beim späteren Verweilen an der Luft einerseits elne Veigütun der martensitischen bzw. bainitschen Oberflächenschicht zu ermöglichen und andererseits eine Umwandlung von Austenlt in Ferri-b-Perlit sowie Karbide im Stabkern sicherzustellen; und dass aus dem Stab durch Verformung, beispielsweise Kaltprdgen, Bolzen hergestellt werden.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Bolzenherstellung keinerlei Werkstoffabtrag, also zerspanende Bearbeitung, im BereIch des Bolzenschaftes beinhaltet.
Es wurden Vergleichsergebnisse ermittelt, d-e in der nach stehenden Tabelle zusammengefasst sind: Bolzenart Zusammensetzung Merkmale C % Mn % Si % Nb % Re R A % kg/mm² kg/mm² Bezugsbolzen kleiner als 0.35- 0.40- 0.2- -- >60 >80 12 16 mm # * 0.40 0.60 0.3 Erfindungsgem.
Bolzen grösser 0.18 1.0 0.05 0.035 72.6 85.4 15 als 16 mm Erfindungsgem.
Bolzen kleiner 0.15 0.6 0.05 -- 73.4 56.3 14 als 16 mm .
Der Bezugsbolzen versteht sich mit Wärmebehandlung des Fertigproduktes, während die erfindungsgemässen Bolzen keiner späteren Wärmebehandlung unterzogen werden.
Je nach Zusammensetzung des verwendeten Stahls und je nach Dicke der abgeschreckten und vergüteten Oberflächenschicht ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren ohne spätere Wärmebehandlung sogar die Herstellung von Bolzen, deren Streckfestigkeit 100 k vmm2 erreicht und überschreiten kann.
PATENTANSPRÜCHE

Claims

PATENTANSPRÜCHE: Stahlbolzen von hoher Streckfestigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß in einer in seiner Längsachse verlaufenden Zone sein Gefüge mindestens zwei koaxiale Bereiche umfasst, von denen der eine die Oberflächenschicht des Bolzens bildet und aus vergütetem Martensit bzw. Bainit besteht, und von denen der andere den Kern bildet und im wesentlichen aus unvergütetem Ferrit-Perlit gebildet wird.
2. Stahlbolzen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den beiden Bereichen noch eine im wesentlichen aus unvergütetem Bainit bestehende Zone befindet.
3. Verfahren zur Herstellung von Bolzen gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Herstellung der Bolzen bestimmte Walzstab nach Austritt aus dem Fertiggerüst des Walzwerks durch eine Kühlbehandlung mittels einer Flüssigkeit oberflächlich martensitisch bzw. bainitisch abgeschreckt wird, wobei die Kühlbedingungen so reguliert werden, daß am Austritt der Kühlzone der nicht abgeschreckte Teil des Stabes eine genügend hohe Temperatur besitzt, um beim späteren Verweilen an der Luft einerseits eine Vergütung der martensitischen bzw. bainitischen Oberflächenschicht zu ermöglichen und andererseits eine Umwandlung von Austenit in Ferrit-Perlit sowie Karbide im Stabkern sicherzustellen, und daß aus dem Stab durch Verformung, beispiels-weise Kaltprägen, die Bolzen hergestellt werden.