DE2712830A1 - Plattierter stahl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen plattierten bzw. mit einem überzug versehenen Stahl, bei dem ein Kohlenstoffstahl bzw. ein schwachlegierter Stahl irit bis zu 0,15 Gew.-% C als Ausgangsstahl mit einem oder mehreren Auflagemetallen, die jeweils aus Fe, Ni, Cr, Cu, Nb, Zr, Ta einzeln oder in Kombination bestehen, durch ein Walz-, Explosions- oder sonstiges Verfahren verbunden wird. Allgemein betrifft die Erfindung das Gebiet der plattierten bzw. mit einem überzug versehenen oder zusammengesetzten Metalle, insbesondere einen plattierten Stahl, bei dem Kohlenstoffstahl, ein schwachlegierter Stahl oder rostfreier Stahl, der als Ausgangs- oder Basisstahl verwendet wird, mit einem Metall verbunden wird, das verschieden ist von dem Ausgangsstahl und als Auflagemetall verwendet wird.

7098A 1 /0708

. C

unter Auflagemetall ist hier hauptsächlich Eisen (Fe), Nickel (Ni), Chrom (Cr), Kupfer (Cu), Niobium (Nb), Zirkon (Zr), Tantal (Ta) und Legierungen, die diese Elemente enthalten, und zwar einzeln oder in Kombination, als Hauptkomponenten, zu verstehen. Ferner ist hier unter plattiertem Stahl ein solcher zu verstehen, bei dem der Ausgangsstahl mit dem Uberzugsstahl im wesentlichen durch ein Walz-, Explosions- oder sonstiges Verfahren verbunden ist.

Der plattierte Stahl soll dafür sorgen, daß das Auflagemetall seine ursprünglichen Eigenschaften beibehält, um als Endprodukt die geforderten Funktionen zu erfüllen. Wenn jedoch der Verbund zwischen dem Ausgangsstahl und dem Auflage- oder Umhüllungsmetall mittels Druck durch eine heißplastische Deformierung bewirkt wird, wenn nach der Verbundherstellung der Stahl heiß bearbeitet wird oder einer Feststofflösung-Hitzebehandlung in Form eines Verbundmetalls oder ähnlichen Einwirkungen ausgesetzt wird, so wird bei gewöhnlichem plattierten Stahl jeglicher in dessen Ausgangsstahl enthaltener Kohlenstoff durch Diffusion in das Umhüllungsmetall bzw. Auflagemetall überführt, so daß die Qualität des plattierten Stahls leidet. Aus der Diffusion von Kohlenstoff in das Auflagemetall ergibt sich eine Beeinträchtigung von dessen ursprünglichen Eigenschaften, beispielsweise eine Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit, Verschlechterung der Formbarkeit aufgrund einer Herabsetzung der Geschmeidigkeit usw.

Die Diffusion von Kohlenstoff in das Auflagemetall bewirkt ferner eine beträchtliche Reduzierung ihrer wirksamen Dicke, welche die ursprünglichen Eigenschaften besitzen muß. Ein plattierter Stahl, der eine dünne Schicht Auflagemetall bzw. ein niedriges Plattierunasverhältnis aufweist, kann äußerst problematisch werden, wenn nicht das Phänomen der Diffusion von Kohlenstoff gelöst v/ird.

709 8 4 1/0708

Um diese Schwierigkeit zu beheben, wurden bereits verschiedene Versuche unternommen. In einer Veröffentlichung der Daily Industrial News Papers vom 20. Februar 19 72, Seite 1.077, ist beispielsweise unter dem Titel "A Handbook of Metal Surface Treatment Engineering" (Handbuch der Metalloberflächenbehandlung) eine Technik beschrieben, nach der eine Nickel- oder Eisenplattierung zwischen dem Ausgangsstahl und dem Auflagestahl aufgebracht wird.

In der Japanischen Offenlegungsschrift 31544/1975 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem zur Verzögerung bzw. Verhinderung der Kohlenstoffdiffusion von Stahl mit 5 bis 40% Cr, 16 bis 50% Ni usw. eine Zwischenschicht, also eine Sperrschicht, zwischen dem Ausgangsstahl und dem Auflagestahl aufgebracht wird.

In der Japanischen Offenlegungsschrift 2654/1976 ist ferner ein Verfahren zum Verhindern der Kohlenstoffdiffusion durch Verwendung eines Ausgangsstahls beschrieben, der einen geringeren Betrag an C aufweist als derjenige in dem Auflagemetall.

Es wurden also schon verschiedene neue Verfahren wie die vorstehend erwähnten entwickelt. Es trifft zu, daß die Auswirkungen eines herkömmlichen Elektroplattierungsverfahrens bis zu einem gewissen Ausmaß anerkannt werden können. Um gute Ergebnisse beim Blektroplattierungsverfahren zu erzielen, ist es jedoch erforderlich, die Dicke der Elektroplattierungsschicht zu erhöhen, was nicht nur zu Schwierigkeiten hinsichtlich der Verbundfestigkeit führt, sondern auch die praktische Anwendbarkeit aufgrund der höheren Kosten erschwert.

Andererseits wird bei dem vorstehend erwähnten Verfhren nach der Japanischen Offenlegungsschrift 31544/1975 eine Legierung verwendet, die große Mengen Cr und Ni enthält, so daß bei die-

7098A1 /0708

sem Verfahren die Kosten ansteigen, und es kann nur erwartet werden, daß ein Effekt erzielt wird, der im wesentlichen gleich demjenigen bei dem Elektroplattierungsverfahren ist.

Bei dem vorstehend erläuterten Verfahren nach der Japanischen Offenlegungsschrift 2654/1976 kann in Wirklichkeit, außer wenn die Kohlenstoffmenge in dem Ausgangsstahl niedrig ist (beispielsweise 0,003% höchstens), eine Diffusion des Kohlenstoffs aus dem Ausgangsstahl in das Auflagemetall nicht verhindert werden, und zwar aufgrund des Vorliegens einer Differenz in der Affinität zwischen Fe-C ur-.d Cr-C.

Die Stabilisierung von Kohlenstoff in rostfreiem Stahl wurde bereits durchgeführt, nicht jedoch bei plattiertem Stahl. Beispielsweise wird beim Stahl vom Typ AISI 321, AISI 347 und SUS 4 3OF zur Stabilisierung bzw. Fixierung des darin enthaltenen Kohlenstoffbetrages Ti, Nb, Ta und Zr hinzugefügt.

Ferner ist in der Japanischen Patentveröffentlichung 15004/1971 ein Verfahren zum Schweißen von Stahlsorten verschiedener Arten beschrieben, bei dem im Falle des Verschweißens von Stahlsorten, die jeweils verschiedene Mengen Cr enthalten, eine Schweißstelle zwischen den beiden Stahlarten gebildet wird, die eine Zusammensetzung hat, welche ähnlich derjenigen von Stahl ist, der eine geringere Menge Cr enthält und dem ferner Ti oder Ti plus Nb in einer Menge zugefügt wird, die bis zu drei- bis viermal die Menge des Kohlenstoffs in der zusammengesetzten Schweißstelle beträgt, wodurch die überführung von Kohlenstoff aufgrund von Diffusion in die Grenzschicht verhindert wird.

In der US-PS 3 121 949 ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines plattierten Titanstahls beschrieben, nach dem bei der Herstellung des plattierten Titanstahls durch ein Walz- und Verbundverfahren die überführung von Kohlenstoff aus dem

709841/0708

gangsstahl in das Titan verzögert wird durch Hinzufügung von Elementen, die ein Karbid bilden, beispielsweise Cr, Mo, Ti, Nb, V oder Zr oder irgendeine Kombination dieser Elemente, zu dem Ausgangsstahl, so daß der mit Titan umhüllte bzw. plattierte Stahl eine gute Duktilität der Verbundstelle aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen plattierten Stahl zu schaffen, dessen Eigenschaften nicht durch Diffusion von Kohlenstoff beeinträchtigt sind. Es soll also das Auflage- oder Plattierungsmetall vor einem Hineindiffundieren des Kohlenstoffs aus dem Ausgangsstahl geschützt werden. Dadurch soll das Auflagemetall seine ursprünglichen Eigenschaften bewahren, und zwar selbst dann, wenn der plattierte Stahl einem Wärmeverfahren während oder nach der Herstellung unterzogen wird.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Aufgabe durch keines der bekannten Verfahren gelöst werden kann; es wurden zwar die Japanische Patentveröffentlichung 15004/1971 und die US-PS 3 121 949 sowie das allgemeine Fachwissen bezüglich stabilisierten rostfreien Stahls berücksichtigt, aufgrund der Verschiedenheit des plattierten Stahls, mit dem sich die Erfindung beschäftigt, von den Werkstoffen, die in diesen Veröffentlichungen beschrieben sind, aufgrund der Qualität, der Herstellungsverfahren, der angestrebten Eigenschaften usw. führt jedoch die Anwendung der daraus entnehmbaren technischen Lehre nicht zum Ziel.

Als Ergebnis von ausführlichen Untersuchungen des Phänomens der Kohlenstoffdiffusion in plattierten Stahlsorten wurde die Erkenntnis erlangt, daß Elemente wie Ti, Zr, Nb, Ta, Cr usw. bei der Fixierung von Kohlenstoff wirksam tätig sind. Folglich wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch einen plattierten Stahl der eingangs beschriebenen Art gelöst, der gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß zum Verhindern der überführung von in dem Ausgangsstahl enthaltenem Kohlen-

709841/0708

Stoff in das Auflagemetall durch Diffusion aufgrund der Behandlung des plattierten Stahls durch ein Wärmeverfahren während oder nach seiner Herstellung dem Ausgangsstahl eines oder mehrere kohlenstoffbindende Elemente zugesetzt werden, die in dem Ausgangsstahl enthaltenen Kohlenstoff durch Karbide ersetzen können.

Durch die Erfindung wird also ein plattierter bzw. mit einer Auflage versehener Stahl geschaffen, bei dem dem Ausgangsstahl Ti, Zr, Nb, Ta und Cr in einer solchen Menge zugegeben wird, daß diese zur Bildung von Karbiden ausreicht, die mit Kohlenstoff in Wechselwirkung treten, der in dem Ausgangsstahl enthalten ist und sonst in das Auflagemetall hineindiffundieren würde.

Die Menge des Ti, Zr, Nb, Ta und Cr wird ferner gemäß der Erfindung synthetisch bestimmt als ein Ti-Äquivalent, das später noch im einzelnen beschrieben wird, auf der Grundlage der Ti-Menge, und gleichzeitig wird der Bereich des Ti-Äquivalents so geregelt, daß es die Qualität des Ausgangsstahls im Hinblick auf seinen C-Gehalt nicht beeinflussen kann.

Das Ti-Äquivalent ist durch die folgende Formel gegeben: Ti-Äquivalent (Gew.-%) = Ti(%) +

Nb(%) + Ta(%) . Cr(%) 2 ⁺ 275

worin Ti(%), Zr(%), Nb(%) und Cr(%) jeweils die Menge an Ti, Zr, Nb, Ta und Cr in Gew.-% bedeuten.

Durch die Erfindung wird also ein plattierter Stahl geschaffen, der reinen Kohlenstoffstahl als Ausgangs- oder Grundstahl und ein damit verbundenes Auflagemetall aufweist, das über eine

7098A1 /0708

Sperrschicht aus dazwischen angeordnetem Weichstahl mit dem Ausgangsstahl verbunden ist, wobei die Sperrschicht so behandelt ist, daß die Diffusion von Kohlenstoff in sie hinein nicht in das Auflagemetall durchdringt.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Ausgangsstahl auf einer Oberfläche, die der mit dem Auflagemetall verbundenen Oberfläche gegenüberliegt, mit reinem Kohlenstoffstahl oder niedrig legiertem Stahl verbunden werden, um so einen plattierten Vielschichtstahl zu bilden.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm, aus dem die Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt in Gew.-% in einem Ausgangsstahl und dem Gehalt des Ti-Äquivalents in Gew.-% in diesem hervorgeht, wobei der Kohlenstoffgehalt auf der Ordinate und das Ti-Äquivalent auf der Abszisse aufgetragen sind; und

Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels für eine Kohlenstoffverteilung in dem erfindungsgemässen plattierten Stahl und in herkömmlichem plattierten Stahl, wobei die Ordinate den Kohlenstoffgehalt in Gew.-% und die Abszisse den Abstand von der Verbundstelle, die mit O bezeichnet ist, in >u angibt.

Figur 1 zeigt also das Verhältnis zwischen dem Kohlenstoffgehalt des Ausgangsstahls eines plattierten bzw. mit einem Überzug versehenen Stahls in Gew.-% und der Menge des Ti-Äquivalents in Gew.-%, das dem Grundstahl oder Ausgangsstahl hinzugefügt werden muß, um den darin enthaltenen Kohlenstoff zu binden bzw. zu fixieren, wobei das Ti-fiquivalent in Gew.-% durch die vorstehend angegebene Formel (1) definiert ist.

7098 A1/0708

Durch das Ti-Äquivalent wird zum Ausdruck gebracht, daß, wenn in dem Ausgangsstahl enthaltener Kohlenstoff durch Hinzufügung von Ti, Zr, Nb, Ta und Cr gebunden werden soll, der kombinierte Effekt der jeweiligen Elemente bei der Fixierung bzw. Bindung des Kohlenstoffs in dem Ausgangsstahl durch dieses dargestellt wird.

In Figur 1 ist mit "A" ein Bereich bezeichnet, in dem der in dem Ausgangsstahl enthaltene Kohlenstoff das Auflagemetall aufgrund eines nicht ausreichenden Ti-Äquivalents karburiert. Mit "B" ist ein Bereich bezeichnet, in dem der in dem Ausgangsstahl enthaltene Kohlenstoff aufgrund des Hinzufügens eines ausreichenden Ti-Äquivalents fixiert wird und doch die überschüssigen Additive keinen Einfluß auf den Ausgangsstahl ausüben .

Mit "B'" ist ein Bereich bezeichnet, der gegenüber dem Bereich ¹¹B" zu bevorzugen ist, wenn der Auflagestahl einer intensiven kaltplastischen Bearbeitung unterzogen werden soll oder wenn Wirtschaftlichkeit zu berücksichtigen ist.

Mit "C" ist ein Bereich bezeichnet, in dem aufgrund eines zu hohen Ti-Äquivalents im Vergleich zur Menge des in dem Ausgangsstahl enthaltenen Kohlenstoffs das Vorliegen einer übermäßigen Menge von Additiven gemeinsamen mit der Erzeugung von Karbiden die Festigkeit usw. des Ausgangsstahls beeinträchtigt.

Schließlich ist mit "D" ein Bereich bezeichnet, in dem die Kohlenstoffmenge 0,15 Gew.-% übersteigt, so daß, wenn Kohlenstoff durch Hinzufügung von diesen bindenden Elementen fixiert werden soll, eine'große Menge der ihn bindenden Elemente erforderlich wäre, was dazu führt, daß, obwohl die Fixierung des Kohlenstoffs durchgeführt werden kann, ein Verlust der Eigenschaften des Ausgangsstahls auftritt, und zwar aufgrund der vielfachen Effekte

7098A1/0708

des Kohlenstoffs und der diesen bindenden Elemente. Der Bereich "D" wird daher nicht angestrebt.

Wenn der Betrag des in dem Ausgangsstahl enthaltenen Kohlenstoffs weniger ist als 0,05 Gew.-% und ein relativ kleiner Betrag des Ti-Äquivalents wirksam ist, jedoch wenigstens 0,01 Gew.-% des Ti-Äquivalents erforderlich ist, wenngleich ein niedrigerer Betrag des Ti-Äquivalents als 0,01 Gew.-% nicht als vollständig unwirksam bezeichnet werden kann, so wird ein kleiner Effekt sichtbar, eine Analyse einer Menge des Ti-Äquivalents von kleiner als 0,01 Gew.-% ist jedoch schwierig präzise durchzuführen.

Wenn hingegen der Betrag an Kohlenstoff oberhalb 0,05 Gew.-% liegt, so ist ein geeigneter Betrag des Ti-Äquivalents entweder derselbe wie derjenige des in dem Ausgangsstahl enthaltenen Kohlenstoffs, oder bis zu dem 15-fachen des Kohlenstoffgehalts. Es ist zwar auch ein Betrag des Ti-Äquivalents oberhalb des 15-fachen des Kohlenstoffgehalts in dem Ausgangsstahl möglich, da jedoch eine Beeinträchtigung der Bearbeitbarkeit und dergleichen des Ausgangsstahls zu Schwierigkeiten führt, besteht gewöhnlich kein Bedürfnis, das Ti-Äquivalent mit mehr als dem 15-fachen des Kohlenstoffgehalts in dem Ausgangsstahl hinzuzufügen. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß bei kleinem Kohlenstoffgehalt des Ausgangsstahls, wie bei extrem kohlenstoffarmem Stahl (der Kohlenstoffgehalt liegt unterhalb von etwa 0,05%), der Stahl nicht die Tendenz besitzt, daß sich seine Eigenschaften verschlechtern, obwohl ein Ti-Äquivalent vom 15-fachen seines Kohlenstoffgehalts zugefügt wurde. Wenn allein die Diffusion des Kohlenstoffs verhindert werden soll, so ist es nicht erforderlich, ein Ti-Äquivalent zuzufügen, dessen Betrag das 15-fache des Kohlenstoffgehalts ist, ein derart hoher Gehalt kann jedoch dazu dienen, die Festigkeit des Ausgangsstahls zu erhöhen.

709841/0708

Bei einem plattierten Stahl mit unterhalb etwa 0,003 Gew.-% Kohlenstoff ist die Hinzufügung von kohlenstoffbindenden Elementen nicht erforderlich, weil keine Diffusion des Kohlenstoffs in das AuflagemetaU auftritt.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand von plattiertem Stahl beschrieben, der zwei Schichten umfaßt, d.h. den Ausgangsstahl und das Auflagemetall, es ist jedoch offensichtlich, daß die Erfindung auch zur Herstellung von vielschichtigem plattierten Stahl Anwendung finden kann, indem entweder der so hergestellte plattierte Stahl als Auflagemetall verwendet wird, der mit einem anderen Ausgangsstahl bzw. Grundstahl verbunden wird, oder aber indem der erfindungsgemäße Grundstahl als Sperrschicht verwendet wird, die zwischen einem Auflagemetall und gewöhnlichem Kohlenstoffstahl angebracht wird.

Im folgenden wird die Erfindung weiter anhand von Beispielen erläutert.

BEISPIEL 1

Als Ausgangsstahl wird eine Platte aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt mit einer Dicke von 50 mm, einer Breite von 500 mm und einer Länge von 1.000 mm verwendet (wobei hier zur Vereinfachung die Abmessungen des Metallstücks im folgenden nur mit beispielsweise 50 χ 500 χ 1.000 angegeben werden).

Der schwachkohlenstoffhaltige Stahl besitzt die in Tabelle I angegebene chemische Zusammensetzung. Gemäß der Erfindung wurde diesem Stahl Ti, Nb und Ta als Kohlenstoffbindeelemente zugeführt, wobei das Ti-A'quivalent (Gew.-%) folgendermaßen aus der bereits angeführten Formel berechnet wurde:

Ti (0,21 Gew.-%) + Nb, Ta (0,06 χ 1/2 Gew.-%) = 0,24 Gew.T%.

7098A1/0708

Als Auflagemetall wurde eine Stahlplatte aus AISI 304 mit den Abmessungen 5,5 χ 500 χ 1.000 und der in Tabelle I angegebenen chemischen Zusammensetzung verwendet. Der plattierte bzw. mit einem überzug versehene Stahl wurde durch ein Explosionsverfahren aus dem Ausgangsstahl und dem Auflagemetall hergestellt. Der Auflagestahl wurde auf 1.200°C erhitzt und heißgewalzt bis auf eine Dicke von 3 mm, und anschließend wurde er einer Feststofflösung-Behandlung bei einer Temperatur von 1.050°C unterzogen. Der so behandelte plattierte Stahl wurde untersucht, um herauszufinden, ob eine Änderung des Kohlenstoffgehalts in dem Auflagemetall aufgetreten ist.

Gleichzeitig wurde zu Vergleichszwecken ein plattierter Stahl mittels eines Explosionsverfahren hergestellt, der dieselben Abmessungen hatte wie der erfindungsgemäße, jedoch enthielt der Ausgangsstahl nicht die kohlenstoffbindenden Elemente, seine chemische Zusammensetzung ist ebenfalls in Tabelle I angegeben.

Auch dieser plattierte Stahl wurde untersucht, um herauszufinden, ob eine Änderung des Kohlenstoffgehalts in dem Auflagemetall von der Oberfläche aus aufgetreten war.

Die Ergebnisse der Untersuchungen sind in Tabelle II angegeben. Wie aus dieser Tabelle hervorgeht, wird keine Kohlenstoffübertragung aus dem Ausgangsstahl in das Auflagemetall aufgrund von Diffusion beobachtet; die Auswirkung der Hinzufügung von Elementen bei der Fixierung von Kohlenstoff, der in dem Ausgangsstahl enthalten ist, ist folglich klar ersichtlich.

709841/0708

Tabelle I

Chemische Zusammensetzung der	Werkstoffe	(Gew. -%)	I	Ni	Cr	Mo	Ti Nb+Ta
C	P	S	9,25	18,11	0,14	-
Auflagemetall 0,071	0,026	0,018

Erfindungsgemäßer Ausgangs- 0,060 0,014 0,019 stahl

0,21 0,06

Herkömmlicher Ausgangsstahl

0,060 0,015 0,018

Tabelle II

Kohlenstoffmenge in Auflagemetall (Gew.-%)

Abstand von der Oberfläche (mm)

Oberfläche

0,15

0,25

Erfindungsgemäßes Auflagemetall

0,071

0,071

Herkömmliches Auflagemetall

0,080

0,26

BEISPIEL 2

Als AusgangsstahL wurde eine Platte schwachkohlenstoffhaltigen Stahls mit dan Abmessungen 50 χ 500 χ 1.000 verwendet, die eine chemische Zjsammensetzung gemäß Tabelle III besaß, wobei das Ti-Äquivalent (Gew.-%) zu 0,73 Gew.-% berechnet wurde. Als Auflagemetall wurde eine Platte aus Stahl AISI 304 mit der ebenfalls in Tabelle II angegebenen chemischen Zusammensetzung verwendet. Aus dan beiden Metallen wurde durch ein Explosivverfahren ein plattierter Stahl hergestellt. Der plattierte Stahl wurde auf 1.200⁰C erhitzt und auf eine Dicke von 2,7 mm heißgewalzt. Danach wurde er einer Feststofflösung-Behandlung bei der Temperatur 1.050⁰C ausgesetzt, und der Kohlenstoffgehalt in dem Auflagemetall wurde von seiner Oberfläche bis zur Grenzschicht an ier Verbundstelle untersucht.

Zum Vergleich wurde herkömmlicher plattierter Stahl mit denselben Abmessungen wie der erfindungsgemäße durch ein Explosivverfahren hergestellt, wobei der herkömmliche Ausgangsstahl die ebenfalls in Tabelle III angegebene chemische Zusammensetzung aufwies, jedoch keine kohlenstoffbindenden Elemente enthielt, und das Auflagemetall war dasselbe, wie bei dem erfindungsgemäßen plattierten Stahl. Der plattierte Stahl wurde auf eine Dicke von 2,7 mm heißgewalzt und anschließend einer ähnlichen Hitzebahandlung wie der erfindungsgemäße plattierte Stahl unterzogen. Auch hier wurde die Änderung des Kohlenstoffgehalts in dem Aaflagemetall untersucht.

Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind in Tabelle IV wiedergegeben. Aus dieser Tabelle geht hervor, daß in dem erfindungsgemäßen plattierten Stahl kein Übergang des Kohlenstoffs aus dem Ausgangsstahl in das Auflagemetall aufgrund von Diffusion auftrat.

709841/0708

Hingegen wurde bei dem herkömmlichen plattierten Stahl, bei dem ein Ausgangsstahl ohne kohlenstoffbindende Elemente verwendet wurde, ein Kohlenstoffgehalt im Auflagemetall in einer Tiefe von 0,2 3 mm von dessen Oberfläche aus gemessen festgestellt, der auf 0,174 Gew.-% erhöht wurde.

Zusätzlich wurden für beide plattierten Stahlsorten Zugfestigkeitsüberprüfungen mit einer Meßgerätlänge von 50 mm durchgeführt; die Ergebnisse sind in Tabelle V angegeben.

Durch Vergleich der Verlängerung, die die beiden plattierten Stahlsorten erfuhren, wird offensichtlich, daß der erfindungsgemäße Stahl eine größere Festigkeit aufweist als der herkömmliche.

709841/0708

Tabelle III

Chemische Zusammensetzung der	Werkstoffe	(Gew.-%)	Ni	Cr	1	Mo	Ti	Nb
C	P	S	9,25	18,1		0,14	-	-
Auflagemetall _ ^1 (AISI 304) °'071	0,026	0,018

Erfindungsgemäßer Ausgangs- 0,053 0,012 0,016 - - 0,67 0,12 "J stahl

CO

~ Herkömmlicher _ _ _ _

_* Ausgangsstahl irr

σ> Tabelle IV

Kohlenstoffgehalt in Auflagemetall (Gew.-%)	Oberfläche	0,10	0,23	ro
Abstand von der Oberfläche (mm)	0,072	0,070	0,071	7121
Erfindungsgemäßes Auflagemetall	0,071	0,073	0,174
Herkömmliches Auflagemetall

Tabelle V
Ergebnisse der Zug festigkeitsüberprüfung (Meßgerätlänge = 50 mm)

	Tragfestig- keit2 kp/mm	Zugfestig keit- kp/mm	Verlängerung %
Erfindungs gemäßer Auf lagestahl	15,3	37,0	54,9
Herkömmli ehe r Auflagestahl	27,0	39,8	39,3

Ferner wurden diese zwei Typen plattierten Stahls jeweils verschweißt unter Vervendung einer rostfreien Elektrode für AISI 304, Im Ergebnis wurde lestätigt, daß zwar in dem erfindungsgemäßen plattierten Stahl }· ein übergang des C zwischen dem Ausgangsstahl und dem aufgetragei en rostfreien Stahl durch die Schweißstelle hindurch auftrat, νohl jedoch in dem damit zu vergleichenden plattierten Stahl. Zusätzlich wurde eine Zugfestigkeitsüberprüfung bei dem heikömmlichen plattierten Stahl durchgeführt, und es wurde eine I eeinträchtigung der Eigenschaften hinsichtlich der Zugfestigkeit beobachtet.

BEISPIEL 3

Gemäß der Erfindung wurden zwei plattierte Stähle durch ein Heißwalzverfahren hergestellt, unter Verwendung ven zwei Stahlsorten als Ausgangs stähle, deren chemische Zusammensetzung jeweils in Tabelle Vl angegeben ist, und AISI 405 mit der in Tabelle VI gezeigten chemischen Zusammensetzung wurde als Auflagemetall verwendet, v.obei beide plattierten Stähle eine Auflagemetallschicht aus AISI 405 mit 0,2 mm Dicke und eine Ausgangsstahlschicht mit einer Dicke von 2,3 mm aufwiesen und einer Teih-

709841 /0708

perung bei 75O°C ausgesezzt wurden. Das Ergebnis der Untersuchung des Kohlenstoffgehalts in dem AISI 405 ist in Tabelle VII wiedergegeben. Bei dem erfindungsgemäßen plattierten Stahl war der Kohlenstoffgehalt praktisch identisch mit demjenigen des ursprünglichen Auflagemetalls. Bei dem plattierten Stahl, bei dem keine kohlenstoffbindenden Elemente dem Ausgangsstahl hinzugefügt wurden, wurde der Kohlenstoffgehalt in dem Auflagemetall bei einer Tiefe von 0,17 mm von seiner Oberfläche aus gemessen auf 0,096% erhöht. Es ist offensichtlich, daß zwischen dem herkömmlichen plattierten Stahl und dem erfindungsgentäßen ein klarer Unterschied besteht.

709841/0708

Tabelle VI

Chemische Zusammensetzung der	Werkstoffe	(Gew.-%	}	0	P	0	S	Cr	Ti
C	Si	Mn			,01 1		,010	13,4	-
Auflagemetdll _c_ (AISI 405) °'062	0,30	0,21

Erfindungsgemäßer Ausgangsstahl

Herkömmlicher Ausgangsstahl

0,035 0,01

0,33

0,012 0,016

0,04

Tabelle VII

Kohlenstoffgehalt in Auflagemetall AISI	405 (Gew.-%)	0,08	0,17	NJ
Abstand von Oberfläche aus (mm)	Oberfläche	0,063	0,068	128
Erfindungsgemäßes Auflagemetall	0,064	0,063	0,096
Herkömmliches Auflagere tall	0,064

BEISPIEL 4

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Sperrschicht-Stahlplatte mit einer Dick« von 2 mm und der in Tabelle VIII angegebenen chemischen Zusammensetzung wurde mit einem Grundstahl aus ASTM A515-G6O nit einer Dicke von 25 mm durch ein Explosionsverfahren verbunden, und mit der erfindungsgemäßen Stahlsperrschicht wurde lerner durch Explosion "Carpenter 20" mit einer Dicke von 3 mm verbunden, dessen chemische Zusammensetzung ebenfalls aus Tabelle VIII hervorgeht. Der so durch Verbund hergestellte p]attierte Stahl wurde während zwei Stunden auf einer Temperati.r von 75O°C gehalten. Durch überprüfung des KohlenstoffgehcIts in dem "Carpenter 20" wurde festgestellt, daß keine überführung von Kohlenstoff aufgrund von Diffusion stattgefunden latte, wie in Tabelle IX angegeben ist.

Zum Vergleich vurde ein plattierter Stahl hergestellt, in dem "Carpenter 20" direkt mit einer Aisgangsstahlplatte (ASTM A515-G6O verbunden wurde , und der Kohlenstoffgehalt in dem "Carpenter 20" wurde ebenfallf untersucht, nachdem die gleiche Behandlung erfolgt war. Im lrgebnis wurde bestätigt, daß der Kohlenstoffgehalt in einer Tiefe von 2,8 mm von der Oberfläche aus gemessen sich bis auf 0,14% erhöhte, wie in Tabelle IX angegeben ist. Beim Studium d( r Tabelle wird offensichtlich, daß der erfindungsgemäße pl;ttierte Stahl sich deutlich von dem Vergleichsstahl unterschc idet.

Ferner wird ve)ständlich, daß wie bei dem vorliegenden Beispiel, bei Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, nach dem zwischen einem Ausgangsstahl und einem Auflagemetall eine Stahlsperrschicht angebracht wird, die gebundenen Kohlenstoff enthält, die Ul erführung von Kohlenstoff mittels Diffusion aus dem Grundstahl in das Auflagemetall wirksam durch diese Stahlgrenzschicht verhindert wird und der Grund- oder Ausgangsstahl

7 09 8 A 1 /0708

COPY ORIGINAL INSPECTED

ASTM A 515-G6O veitere Eigenschaften wie Zugfestigkeit aufweisen kann.

Wenn die erfindungsgemaßen plattierten Stähle miteinander verschweißt werden, um anschließend einer Wärmebehandlung unterzogen zu werden so wird ferner die Karburierung eingeschränkt/ so daß sich überlegene Eigenschaften zeigen.

709841/0708

Tabelle VIII Chemische Zusammensetzung der Werkstoffe (Gew.-%)

	0	C	0	Si	1	Mn	0	P	0	S	Ni	Cr	Ti
Auflagerte tall ("Carpenter 20")	0	,065	0	,71	0	,02	0	,023	0	,008	29,3	20,5	-
Stahigrenzsehicht gemäß Erfindung	0	,122	0	,08	0	,77	0	,012	0	,015	-	-	0,52
Herkömmlicher Ausgangsstahl	,17	,23	,75	,015	,017	-	-	-

Tabelle IX

Kohlenstoffgehalt im Auflagemetall	(Gew.-%)	1,5	2,8	ro
Abstand von Oberfläche aus (mm)	Oberfläche	0,062	0,064	Ki OO
Erfindungsgemäßes Auflagemetall	0,064	0,063	0,148
Herkömmliches Auflagemetall	0,064

BEISPIEL 5

Eine Ausgangsst.ihlplatte mit 50 χ 500 χ 1.000 Größe und mit der in Tabelle '/. gezeigten chemischen Zusammensetzung wurde zusammen mit eit em Ti-Äquivalent von 0,39 Gew.--%, berechnet aus dem Zr- und demTa-Gehalt, als Ausgangsstahl verwendet und mit einem Exploi ionsverfahren mit einer Platte AISI 304 als Auflagemetall mit den Abmessungen 5 χ 500 χ 1.000 verbunden. Der plattierte i tahl wurde auf 1.200°C erhitzt, um auf eine Gesamtdicke von 2,7 mm heißgewalzt zu werden. Danach wurde er einer Feststoff]ösung-Behandlung bei 1.050⁰C unterzogen, und die Änderung dei Kohlenstoffgehalts in dem Auflagemetall wurde von der Oberfläche bis zur Verbundgrenzschicht präzise untersucht. In gleicl er Weise wurde ein zum Vergleich dienender plattierter Stal·1 mit einer Dicke von 2,7 mm hergestellt, wobei ein Ausgangs stahl verwendet wurde, dem keine kohlenstoffbindenden Elemerte hinzugefügt wurden, wie ebenfalls in Tabelle X gezeigt ist, rit denselben Abmessungen und demselben Auflagemetall wie bei cem erfindungsgemäßen plattierten Stahl. Auch in diesem plattierten Stahl wurde der Kohlenstoffgehalt untersucht.

Die Ergebnisse cer Untersuchung sind in Tabelle XI gezeigt. Wie dieser Tabelle zu entnehmen ist, zeigt der rostfreie Teil des erfindungsgemäßen plattierten Stahls keine Kohlenstoffdiffusion aus dem Ausgangsstahl in das Auflageir.etall.

Im GegensEtz hieizu erhöhte sich bei dem herkömmlichen plattierten Stahl, bei cem ein Ausgangsstahl ohne kohlenstoffbindende Elemente verwendet wurde, der Kohlenstoffgehalt in dem rostfreien Teil in einer Tiefe von 0,22 mm von der Oberfläche aus gemessen auf 0,174%, so daß die ursprüngliche Qualität verlorenging und sich im Ergebnis eine Reduzierung der effektiven Dicke des rostfreien Stahls zeigt.

7098 A1 /0708 ORIGINAL INSPECTED

Tabelle X

Chemische Zusammensetzung der	O1	C	Werkstoffe	(Gew.-i	i)	P	0	S	Ni	Cr	Zr	Ta
	,069	Si	Mn		,017		,016	8,55	18,33	-	-
Auflagemetall (AISI 304)	0,45 0	,75	0

Erfindungs-

ycr.idßer Aus- C₁Oi'- C,03 0,35 0,010 0,013 - - 0,40 0,25

gangsstahl

<=> Herkömmlicher
Ausgangsstahl

to » »,,ι 0,044 0,03 0,34 0,013 0,015

oe Tabelle XI

Kohlenstoffgehalt im Auflagemetall (Gew.-%)	Oberfläche	0,12	0,22	to
Abstand von der Oberfläche aus (mm)	0,069	0,071	0,071	712
Erfindungsgemäßes Auflagemetall	0,069	0,072	0,158
Herkömmliches Auflagemetall

00 CO CD

BEISPIEL 6

Entsprechend der Erfindung wurde eine Sperrschicht-Stahlplatte mit einer Dicke von 1,5 mm und der in Tabelle XII gezeigten chemischen Zusammensetzung durch Explosion mit einem Ausgangsstahl (A515-G6O) mit einer Dicke von 25 mm und der ebenfalls in Tabelle XII gezeigten chemischen Zusammensetzung verbunden, und ferner wurde mit der erfindungsgemäßen Sperrschicht-Stahlplatte eine Schicht "Carpenter 20" mit einer Dicke von 3 mm und einer in Tabelle XII angegebenen chemischen Zusammensetzung durch Explosion verbunden.

Nachdem der so hergestellte plattierte Stahl während zwei Stunden auf 85O°C erhitzt wurde, wurde der Kohlenstoffgehalt in dem "Carpenter 2O" untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle XIII gezeigt, aus der hervorgeht, daß kein Kohlenstoffübergang erkennbar wurde.

Zum Vergleich wurde ein plattierter Stahl hergestellt, bei dem ein Weichstahl mit einer ähnlichen chemischen Zusammensetzung wie bei der erfindungsgemäßen Sperrschicht-Stahlplatte, jedoch ohne Zr, zwischen "Carpenter 20" und der Stahlschicht aus A515-G6O angeordnet war. Nach derselben Behandlung wurde eine Untersuchung durchgeführt, um den Kohlenstoffgehalt in dem Auflagemetall in einer Tiefe von 2,8 mm von der Oberfläche aus gemessen zu vergleichen. Das ebenfalls in Tabelle XIII gezeigte Ergebnis weist ejnen Kohlenstoffgehalt von 0,148% aus. Aus dieser Tabelle iit leicht ersichtlich, daß die Karburierung des AuflagemetalJs unterdrückt werden kann und ein plattierter vielschichtiger itahl erhalten werden kann, bei dem die Festigkeit des AusgangiStahls von gewöhnlichem Stahl, nämlich A515-G6O, geliefert werden kann, und zwar indem zwischen dem Ausgangsstahl unc] dem Auflagemetall eine Sperrschicht angeordnet wird, in der gemäß der Erfindung der Kohlenstoff gebunden wurde.

709841/0708

ORIGINAL INSPECTED

Tabelle XII Chemische Zusammensetzung der Werkstoffe (Gew.-%)

Si Mn P S Ni Cr Zr

0,063 0,71 1,02 0,023 0,008 29,3 20,5

0,047 0,01 0,35 0,012 0,015 - - 0,75

Weichstahl 0,047 0,01 0,35 0,012 0,015 -

S ^t-Geo?*¹ °'¹⁷ °'²³ °'⁷⁵ °'⁰¹⁵ °'⁰¹⁷ - - - £ '

oo Tabelle XIII

Kohlenstoffgehalt in Auflagemetall (Gew.-%)

Abstand von Oberfläche aus (mm)	Oberfläche	1,5	2,8
Erfindungsgemäßes Auflagemetall	0,064	0,063	0,064
Herkömmliches Auflagemetall	0,064	0,064	0,148 ^

BEISPIEL 7

Gemäß der Erfindung wurden als Ausgangsstahl eine Platte aus Kohlenstoffstahl mit den Abmessungen 50 χ 500 χ 1.0OO und mit 0,025% Kohlenstoff sowie 0,32% Ti-Äquivalent unter Verwendung von Ti als kohlenstoffbindendes Element und als Auflagemetall eine Platte aus AISI 3O4L mit den selben Abmessungen wie der Ausgangsstahl außer der Dicke, die 5,3 mm betrug, und mit 0,028% Kohlenstoffgehalt durch ein Explosionsverfahren miteinander verbunden. Der so durch Verbund hergestellte plattierte Stahl wurde auf eine Dicke von 1,1 mm in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 5 gewalzt.

Zum Vergleich wurde ein plattierter Stahl hergestellt, bei dem der Ausgangsstahl mit O,035% Kohlenstoff, jedoch ohne kohlenstoffbindende Elemente mit dem AISI 3O4L als Auflagemetall verbunden wurde, und wurde in gleicher Weise auf eine Dicke von 1,1 mm gewalzt.

Die Ergebnisse der Untersuchung hinsichtlich des Kohlenstoffgehalts in dem Auflagemetall beider Stahlsorten sind in Figur 2 dargestellt, welche zeigt, daß bei dem herkömmlichen plattierten Stahl eine Kohlenstoffkonzentration in dem Auflagemetall deutlich beobachtet werden kann, während bei dem erfindungsgemäßen plattierten Stahl eine Änderung des Kohlenstoffgehalts kaum beobachtet werden kann.

709841 /0708

BEISPIEL 8

Wie in Tabelle XJV gezeigt ist, wurden als Ausgangsstahl eine Stahlplatte mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und mit den Abmessungen 40 χ 5C)O χ 500 und mit 0,22% Ti-Äquivalent unter Verwendung von Cr als Kohlenstoffbindeelement und als Auflagemetall eine NicJc€:lplatte mit denselben Abmessungen wie der Ausgangsstahl, jedoch mit einer Dicke von 3,3 mm, durch ein Explosionsverfahren miteinander verbunden. Der so durch Verbund hergestellte- plattierte Stahl wurde bei einer Temperatur von 1.200°C auf eine Dicke von 1 mm gewalzt.

Zum Vergleich wurde in gleicher Weise ein plattierter Stahl mittels einex Explosionsverfahrens unter Verwendung desselben Auflagemetalls wie bei der Erfindung und eines AusgangsStahls hergestellt, der keine kohlenstoffbindende Elemente enthielt, aber dieselben Ai messungen besaß wie der erfindungsgemäße plattierte Stahl.

Auch hier wurde t ine Untersuchung hinsichtlich des Kohlenstoffgehalts in dem Auflagemetall, nämlich Nickel, für beide Stahlsorten durchgeführt; die Ergebnisse sind in Tabelle XV gezeigt. Aus dieser geht hervor, daß bei dem erfindungsgemäßen Erzeugnis die Nickelschicht keinen übergang von Kohlenstoff aus dem Ausgangsstahl aufgrund von Diffusion ausweist.

7098 A1 /0708 ORIGINAL INSPECTED

O CD OO

Tabelle XIV

Chemische Zusammensetzung der Werkstoffe (in Gew.-%)

•	Nickel	C	Si	Mn	P	S	Ni	Cr
Erfindungsgemäßer Ausgangsstahl	0,06	0,28	0,23	-	0,005	99,16	-
Herkömmlicher Ausgangsstahl	0,054	0,04	0,35	0,010	0,015	-	0,55
0,054	0,03	0,33	0,012	0,014	-	-

Tabelle XV

Kohlenstoffgehalt im Auflagemetall (Gew.-%)

Abstand von Oberfläche aus (mm) Oberfläche 0,06

Erfindungsgemäßes Auflagemetall 0,06 0,06

Herkömmliches Auflagemetall 0,07 0,10

BEISPIEL 9

In Übereinstimmung mit der Erfindung wurde eine Stahlplatte mit niedrigem Kohlenstoffgehalt als Ausgangsstahl und mit den Abmessungen 50 χ 50 χ 1.000 und einer chemischen Zusammensetzung gemäß Tabelle XVI, wobei das Ti-Äquivalent 0,24 Gew.-% betrug, wie aus den Ti- und Zr-Gehalten berechnet werden kann, durch ein Explosionsverfahren mit einer Platte aus Stahl vom Typ AlSI 316L als Auflagemetall verbunden, welches dieselben Abmessungen wie der Ausgangsstahl besaß, außer daß die Dicke 5 mm betrug. Der so durch Verbund hergestellte plattierte Stahl wurde auf 1.200°C erhitzt und auf eine Dicke von 2,7 mm gewalzt, und der Kohlenstoffgehalt in dem plattierten Metall wurde von der Oberfläche aus untersucht.

Zum Vergleich wurde in gleicher Weise ein plattierter Stahl mittels eines Explosionsverfahrens und unter Verwendung einer Ausgangsstahlplatte mit denselben Abmessungen wie bei der erfindungsgemäßen Ausgangsstahlplatte, jedoch ohne Gehalt von kohlenstoffbindenden Elementen, und unter Verwendung desselben Auflagemetalls wie bei dem erfindungsgemäßen plattierten Stahl hergestellt. Der zum Vergleich dienende plattierte Stahl wurde ebenfalls untersucht, um den Kohlenstoffgehalt in dem Auflageine tall von der Oberfläche aus zu ermitteln.

Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind in Tabelle XVII dargestellt. Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, daß bei dem erfindungsgemäßen plattierten Stahl kein Übergang des Kohlenstoffs durch Diffusion aus dem Ausgangsstahl in den Bestandteil aus AISI 316 erkennbar ist.

709841 /0708

Tabelle XVI

Chemische Zusammensetzung der Werkstoffe (Gew.-%)

	0	C	0	Si	Mn	0	P	0	S	Ni	Cr	Ti	Zr
Auflagertetall (AISI 306)	0	,026	0	,40	0,81	0	,021	0	,017	11,4	16,9	-	-
Erfindungsgemäßer Ausgangsstahl	0	,11	0	,03	0,38	0	,010	0	,012	-	-	0,11	0,20
Herkömmlicher Ausgangsstahl	,12	,05	0,40	,011	,013	-	-	-	-

Tabelle XVII

Kohlenstoffgehalt in Auflagemetall (Gew.-%)	Oberfläche	0,15	0,23	IS3 —Ί
Abstand von Oberfläche aus (mm)	0,027	0,027	0,028	128
Auflagemetall gemäß Erfindung	0,030	0,038	0,102
Herkömmliches Auflagemetall

- at -

Aus den vorstehend beschriebenen Beispielen ist klar ersichtlich, daß durch die Erfindung ein plattierter bzw. mit einem Überzug versehener Stahl geschaffen wird, bei dem ein übergang bzw. eine Diffusion des Kohlenstoffs aus dem Ausgangsstahl in das Auflagemetall wirksam verhindert werden kann durch Hinzufügung von Kohlenstoffbindeelementen wie Ti usw. mit der Menge des Ti-Äquivalents bezüglich des Ausgangsstahls, selbst wenn der Auflagestahl einem stark beanspruchenden Wärmeverfahren während oder bei der Herstellung unterzogen wird. Daher wird gewährleistet, daß in dem erfindungsgemäßen plattierten Stahl keine Reduzierung der effektiven Dicke des Auflagemetalls auftritt, so daß die Erfindung es ermöglicht, einen plattierten Stahl mit einem niedrigeren Plattierungsverhältnis bzw. mit einer dünneren Netallauflage herzustellen. Der plattierte Stahl bzw. vielschichtige plattierte Stahl nach der Erfindung kann folglich das Auflagemetall dazu bringen, seine ursprüngliche Funktion und gute Verarbeitbarkeit auszuweisen.

Ferner ist offensichtlich, daß durch die Erfindung ein plattiertes bzw. mit einem Überzug versehenes Metall geschaffen werden kann, bei dem Fe, Ni, Cr, Cu, Nb, Zr oder Ta oder irgendwelche Legierungen dieser Elemente als Auflagemetall verwendet werden und welches die als Beispiele vorstehend angeführten guten Eigenschaften besitzt.

709841 /0708

Claims (11)

Patentansprüche

1. Plattierter bzw. mit. einen» Überzug versehener Stahl, bei dem ein Kohlenstoffstahl bzw. ein schwachlegierter Stahl mit bis zu 0,15 Gew.-% C als Au:;gangsstahl mit einem oder mehreren Auflagemetallen, die jeweils aus Fe, Ni, Cr, Cu, Nb, Zr, Ta einzeln oder in Kombination bestehen, durch ein Walz-, Explosions- oder sonstiges Verfahren verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verhindern der überführung von in dem Ausgangsstahl enthaltenem Kohlenstoff in das Auflagemetall durch Diffusion aufgrund der Behandlung des plattierten Stahls durch ein Wärmeverfahren während oder nach seiner Herstellung dem Ausgangsstahl eines oder mehrere kohlenstoffbindende Elemente zugesetzt sind, die in dem Ausgangsstahl enthaltenen Kohlenstoff durch Karbide ersetzen können.

2. Plattierter Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kohlenstoffbindonden Elemente eines oder mehrere Elemente sind, die aus der aus Ti, Zr, Nb, Ta und Cr bestehender Gruppe gewählt sind.

709841/0708

ORIGINAL INSPECTED

3. Plattierter Stahl nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Ti, Zr, Nb, Ta und Cr der kohlenstoffbindenden Elemente relativ zu dem Gewichtsbetrag des in dem Ausgangsstahl enthaltenen Kohlenstoffsso bestimmt ist, daß ein vorbestimmter Wert eines Ti-Xquivalents in Gew.-% erfüllt ist, der durch die folgende Gleichung bestimmt wird:

Ti-Äquivalent (Gew.-%) = Ti (%) +

4. Nb(%) + Ta(%) . Cr(%)

worin Ti(%), Zr(%), Nb(%), Ta(%) und Cr(%) jeweils einen Betrag in Gew.-% von Ti, Zr, Nb, Ta und Cr bedeuten, der dem Ausgangsstahl hinzuzufügen ist.

4. Plattierter Stahl nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ti-Äquivalent in Gew.-% relativ zu dem in Gew.-% ausgedrückten Betrag des in dem Ausgangsstahl enthaltenen Kohlenstoffs so bestimmt wird, daß er innerhalb eines Bereiches "B" des in Figur 1 der Zeichnung dargestellten Diagramms liegt, in dem die Abszisse das Ti-Äquivalent in Gew.-% und die Ordinate den in dem Ausgangsstahl enthaltenen Kohlenstoffbetrag in Gew.-% angeben.

5. Plattierter Stahl nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ti-Äquivalent in Gew.-% relativ zu dem in Gew.-% ausgedrückten Kohlenstoffgehalt des Ausgangsstahls so gewählt wird, daß er innerhalb eines Bereiches "B"¹ in dem in Figur 1 gezeigten Diagramm liegt.

6. Plattierter Stahl nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsstahl auf seiner Oberfläche, die der mit dem Auflagemetall verbundenen Oberfläche gegenüberliegt, mit reinem Kohlenstoffstahl, einem schwachlegierten

709SA 1/0708

Stahl oder dergleichen verbunden ist, so daß ein vielschichtiger plattierter Stahl gebildet wird.

7. Plattierter bzw. mit einem überzug versehener Stahl, bei dem ein Kohlenstoffstahl oder schwachlagierter Stahl als Ausgangsstahl mit einem Auflagemetall, das von dem Ausgangsstahl verschieden ist und aus Fe, Ni, Cr, Cu, Nb, Zr oder Ta einzeln oder in Kombination besteht, durch ein Walz- oder Explosionsoder sonstiges Verfahren verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verhindern der überführung von in dem Ausgangsstahl enthaltenem Kohlenstoff in das Auflagemetall durch Diffusion aufgrund der Behandlung des Auflagestahls mit einem Wärmeverfahren während oder nach seiner Herstellung eine Stahlsperrschicht zwischen dem Ausgangsstahl und dem Auflagemetall angeordnet wird, wobei der Stahlsperrschicht eines oder mehrere kohlenstoffbindende Elemente zugefügt sind, die den in der Stahlsperrschicht enthaltenen Kohlenstoff durch Karbide ersetzen können.

8 . Plattierter Stahl nach Anspruch V, dadurch gekennzeichnet, daß die kohlenstoffbindenden Elemente eines oder mehrere Elemente sind, die aus der aus Ti, Zr, Nb, Ta und Cr bestehenden Gruppe gewählt sind.

9 . Plattierter Stahl nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, daß die Menge bzw. die Mengen des Ti, Zr, Nb, Ta und Cr als kohlenstoffbindende Elemente relativ zu dem in der Stahlsperrschicht enthaltenen Kohlenstoffgehalt in Gew.-% so bestimmt sind, daß ein vorbestimmter Wert eines Ti-A'quivalents in Gew.-% erfüllt wird, der durch die folgende Formel definiert ist:

Ti-Äpivalent (Gew.-%) = Ti (%) +

. Nb(%) + Ta(%) Cr(%)

+ j + _2r5

709841 /0708

worin Ti(%), Zr(%), Nb(%), Ta(%) und CR(%) jeweils eine in Gew.-% ausgedrückte Menge Ti, Zr, Nb, Ta und Cr bedeuten, die der Stahlsperrschicht hinzuzufügen sind.

10. Plattierter Stahl nach Anspruch 0 , dadurch gekennzeichnet, daß das Ti-Äquivalent in Gew.-% relativ zu dem in Gew.-% ausgedrückten Kohlenstoffgehalt der Stahlsperrschicht so bestimmt ist, daß es innerhalb eines Bereiches "B" in dem in Figur 1 der Zeichnung gezeigten Diagramm liegt, in dem die Abszisse das Ti-Äquivalent in Gew.-% und die Ordinate den in Gew.-% ausgedrückten Kohlenstoffgehalt der Stahlsperrschicht zeigt.

11. Plattierter Stahl nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ti-Ä'quivalent in Gew.-% relativ zu dem in Gew.-% ausgedrückten Kohlenstoffgehalt der Stahlsperrschicht so bestimmt ist, daß es innerhalb eines Bereiches "B¹" des Diagramms in Figur 1 liegt.

709841 /0708