DE2728621A1

DE2728621A1 - Eisenwerkstoff fuer walzen, sowie damit hergestellte walze fuer warmwalzstrassen o.dgl.

Info

Publication number: DE2728621A1
Application number: DE19772728621
Authority: DE
Inventors: Toru Endoh; Masayuki Kato
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1976-06-25
Filing date: 1977-06-24
Publication date: 1978-01-05
Also published as: FR2361166B1; US4165407A; SE7707248L; IT1083651B; GB1587843A; FR2361166A1; SE439496B

Description

Erfindung betrifft einen Adamit-Eisenwerkstoff für die Außenschicht von Walzen oder Rollen für vvalzenstraßen für das Warmwalzen von Blechen oder ähnliche Anwendungszwecke, insbesondere für nach dem Schleudergußverfahren hergestellte Walzen. Die Krfindung betrifft ferner eine mit dem genannten Werkstoff hergestelle Walze. Die Erfindung zielt insbesondere auf die Schaffung eines Werkstoffs, bei dem eine gute Auflösung oder Dispersion des vernetzten Zementits erzielt wird, und welcher dadurch eine ver-

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besserte Verschleißfestigkeit, Zähigkeit und eine verringerte Oberflächenrauhigkeit aufweist.

Adamit-Eisenwerkstoffe für Gußeisenwalzen für das Warmwalzen bestehen normalerweise aus Eisen als Hauptkomponente sowie 1,0 - 2,8 % Kohlenstoff C, 0,3 - 1,5 ^l/i Silicium Si, 0,3 bis 1,5% Mangan Mn, 0,3 - 2,0 % Nickel Ki, 0,5 - 2,0 % Chrom Cr und 0,2 - 2,0 % Molybdän, Mo, wobei der Werkstoff gewöhnlich ferner Spurenverunreinigungen von Phosphor P und Schwefel S aufweist. Die obigen sowie alle im folgenden verwendeten Prozentangaben sind Gewichtsprozente. Diese Zusammensetzung ergibt eine Ausfällung von Zementit mit dem Ergebnis, daß der Werkstoff eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und Zähigkeit aufweist und deshalb für die Herstellung von Aufrauhwalzen für den ersten Walzdurchgang oder für die End- oder Fertigwalzen für Warmblechwalzwerke oder für Aufrauh-Zwischen- und Fertigwalzen für Stabeisenstraßen geeignet. Jedoch ist in dem genannten Adamitwerkstoff der Kohlenstoffgehalt größer, als dem eutektisehen Eisen-Kohlenstoffverhältnis entspricht und deshalb wird beim Abkühlen, wenn die Temperatur nach der Kristallisation der primären Austenitkristalle weiter abfällt, der Kohlenstoff in dem Austenit als ein proeutektoides Netzwerk von Zementit an den Korngrenzen ausgeschieden, wobei ein Teil davon als nadeiförmiger (acikularer) Zementit ausgeschieden wird. Es ist schwierig, durch eine nachfolgende Diffusions-Wärmebehandlung ein Auflösen dieses vernetzten Zementits in dem Austenit zu er-

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reichen. Infolgedessen können die im Betrieb auf solche Adamit-Walzen einwirkenden Kräfte ein Absplittern des Zementits und infolgedessen eine vermehrte Rauhigkeit der Oberfläche sowie eine Schwächung und verringerte Standzeit der V/alzen bewirken.

Der Widerstand der Walzen gegenüber Verschleiß im allgemeinen sowie in bezug auf die Zähigkeit und die Aufrauhung der Oberfläche kann verbessert werden, wenn das Zementitnetzwerk besonders fein und gut verteilt ausgebildet wird. Um dies zu erreichen wurden verschiedene Vorschläge gemacht.

Gemäß einem Vorschlag wir_d die Menge des zugefügten Kohlenstoffs verringert, um die Ausscheidung von Zementit an den Korngrenzen zu verhindern. Dies führt jedoch zu einer verringerten Bildung von Carbiden, und deshalb kann eine ausreichende Verschleißfestigkeit nicht erreicht werden. Es ist auch vorgeschlagen worden, das oben beschriebene Problem dadurch zu vermeiden, daß man eine Adamit-Walze nach dem Gießen schneller abkühlt. Da jedoch die in einem Walzwerk benötigten V/alzen groß und dick sein müssen, sind der mögliehen bzw. zulässigen Abkühlgeschwindigkeit, und damit auch den mit dem genannten Vorschlag erzielbaren Ergebnissen, Grenzen gesetzt. Es ist andererseits vorgeschlagen worden, das Zementitnetzwerk durch eine Wärmebehandlung besser zu verteilen bzw. zu dispergieren; da jedoch der Adamitwerkstoff für Gußeisenwalzen ca. 1 % Cr enthält, ist eine Dispergierung des Zementitnetzwerks nicht leicht, und ferner

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verursacht eine gesonderte Wärmebehandlungsstufe zusätzliche Kosten bei der Herstellung der Walzen.

Diese Probleme werden noch schwieriger bei der Herstellung von Walzen nach dem Schleudergußverfahren, denn dieses Verfahren wird zwar allgemein für das beste Herstellungsverfahren für Walzen angesehen, ist aber mit der Erzeugung von mehr Zementit als bei anderen Gußverfahren verbunden. Auch hier kann eine gewisse Menge des vernetzten Zementits durch nachfolgende Diffusions-Wärmebehandlung wieder beseitigt werden; wenn aber der Walzenwerkstoff auf einer Temperatur gehalten wird, die hoch genug ist, um eine vollständige und ausreichende Lösung des Zementits in dem Austen_it des Werkstoffs zu erzielen, dann ergeben sich nachteilige Auswirkungen auf andere Eigenschaften des Werkstoffs. Es herrscht deshalb die Meinung, daß in der Praxis bei den bisher bekannten Wärmebehandlungsverfahren bereits die bestmöglichen Temperaturkurven erzielt wurden, und daß eine weitere Verbesserung in den Eige: schäften von Adamit-Eisenwerkstoffen bzw. den daraus hergestellten Walzen kaum zu erwarten sind.

Unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Probleme sieht die vorliegende Erfindung einen verbesserten Adamlt-Eisenwerkstoff für gußeiserne Walzen oder Rollen für Walzstraßen od.dgl. vor, bei dem der vernetzte Zementit sehr leicht diepergiert wird, wodurch der Werkstoff hervorragende Verschleißfestigkeit sowie eine besondere Widerstandsfähig-

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keit gegen zur Aufrauhung der Oberfläche führende Kräfte aufweist. Gemäß der Erfindung wird, je nach dem angewendeten Gußverfahren für die Walze, die Menge des zugeführten Chroms bei etwa 0,8 % oder weniger gehalten, im Gegensatz zu dem normalerv/eise üblichen Wert von 1 %, und ferner werden eines oder mehrere carbidbildende Elemente, z.B. Titan Ti, Zirkon Zr, Varfüium Va, Wolfram W und Niob Nb in einer Gesamtmenge von 0,3 - 3,5 % zugefügt. Der Kohlenstoff verbindet sich bevorzugt mit diesen Elementen, wodurch die Ausscheidung einer übermäßigen Menge von vernetztem Zementit verhindert wird, und der mit dem restlichen Kohlenstoff gebildete Zementit fast ausschließlich Fe-zC ist, der leicht zu dispergieren ist, und wobei eine Kernbildung der Carbide TiC, ZrC usw. getrennt von der Bildung des Zementits erfolgt. Als Ergebnis hat der Walzenwerkstoff insgesamt das gleiche Zähigkeitsverhalten wie kohlenstoffarmes Material und ist nicht anfällig gegen Oberflächenaufrauhung, und ferner erhält der Werkstoff eine zufriedenstellende Verschleiß- oder Abriebfestigkeit durch eine Sekundärhärtung der mit Ti, Zr, V, W oder Nb gebildeten Carbide, wobei die Gesamtmenge dieser zusätzlichen carbidbildenden Elemente proportional zu der kombinierten Menge des Kohlenstoffs und Chroms in dem Werkstoff ist. Der erfindungsgemäße Werkstoff für Walzen für Walzstraßen besteht aus Eisen als Hauptkomponente, Kohlenstoff im Bereich von 1,4 bis 2,8 Gew.-%, Silicium im Bereich von 0,4 bis 1,5 Gew.-%, Mangan im Bereich von 0,4 bis 1,5 Gew.-%, Nickel in einer Menge von 4,0 Gew.-% oder weniger, Chrom in einer Menge von 0,5 Gew.-%

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oder weniger, Molybdän in einer Menge von 2,0 Gew.-yi oder weniger, sowie einem oder mehreren der Elemente Vanadium, Niob, Titan, Zirkon oder Wolfram in einer Gesamtmenge im Bereich von 0,3 bis 3,0 Gew.-%.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Werkstoff, wenn er für die Außenschicht einer zusammengesetzten Walze bestimmt ist, bei der eine Außenschicht nach dem Schleudergußverfahren hergestellt und dann der Kernbereich der Walze einstückig mit der Außenschicht nach dem Schleudergußverfahren oder im Formguß hergestellt wird, vorzugsv/eise folgende Zusammensetzung: Kohlenstoff im Bereich von 1,4 bis 3,0 Gew.-%, Silicium im Bereich von 0,4 bis 1,5 Gew.-%, Mangan im Bereich von 0,4 bis 2,0 Gew.-!ro, Wickel in einer Menge bis zu 4,0 Gew.-lfc, Chrom in einer Menge bis zu 0,8 Gew.-%, Molybdän in einer Menge bis zu 2,0 Gew.-%, sowie eines oder mehrere der Elemente Vanadium, Niob, Titan, Zirkon oder Wolfram in einer Gesamtmenge im Bereich von 0,5 bis 3,5 Gew.-%.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele sowie mit Bezugnahme auf die Abbildungen näher erläutert.

Fig. 1 bis 6 zeigen 60fach vergrößerte Mikrofotografien der Struktur einiger zu vergleichender V/alzenwerkstoffe, wobei Fig. 1 einen Adamit-Werkstoff nach dem Stand der Technik

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mit 1 % Chrom zeigt land Fig. 2 bis 6 entsprechende Werkstoffe unter Hinzufügung von 0,5 %, 1 %, 1,5 %, 2,0 % bzw. 2,5 96 Vanadium darstellen.

Fig. 7 zeigt eine 60fach vergrößerte Mikrofotographie der Struktur eines anderen erfindungsgemäßen Walzenwerkstoffs.

Fig. 8 zeigt in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt des Werkstoffs und der Menge der zusätzlichen carbidbildenden Elemente, die zur Erzielung einer wirksamen Dispersion des Zementits erforderlich ist, und zwar bei einem Chromgehalt des Werkstoffs im Bereich von 0,25 % bzw. 1,0 %, wenn die Walze im stationären Formguß hergestellt wird.

Fig. 9 bis 17 sind 65fach vergrößerte Mikrofotografien der Struktur von Walzenwerkstoffen von im Schleuderguß hergestellten Walzen, und zwar zeigt Fig. 9 einen üblichen Adamit-Walzenwerkstoff mit 1 % Chrom, Fig. 10, 11, 12 und 13 Werkstoffe, bei denen 0,5 %, 1 %, 1,5 % bzw. 2,5 % Vanadium zu dem Werkstoff nach Fig. 9 hinzugefügt wurden, Fig. 14 ein Material mit 0,25 % Chrom und 0,5 % Vanadium, Fig. 15 einen Werkstoff mit 0,5 % Chrom und 0,5 % Vanadium, Fig. 16 einen Werkstoff mit 0,25 % Chrom und 1 % Vanadium und Fig. 17 einen Werkstoff mit 0,5% Chrom und 1 % Vanadium.

Fig. 18 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt d#s Werkstoffs und der Menge

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von zusätzlichen carbidbildenden Elementen, die zur Erzielung einer wirksamen Dispersion des Zementits erforderlich ist, und zwar für Chromgehalte des Werkstoffs im Bereich von 0,25 % bzw. 1,0 %, und für im Schleuderguß hergestellte Walzen.

Fig. 19 und 20 sind 65fach vergrößerte Mikrofotografien der Struktur eines üblichen Adamit-Walzenwerkstoffs bzw. eines erfindungsgemäßen Walzenwerkstoffs mit einem Vanadiumgehalt von 1 % und einem Chromgehalt von 0,25 %_t wobei die Walzen im Schleuderguß hergestellt wurden.

Eine erste Gruppe von Walzenproben 1-7 aus Adamit-Gußeisen wurde hergestellt durch Vergießen von Adamit-Material in Blöcke vom AY-Typ und anschließende Wärmebehandlung der Gußstücke bei 980⁰C während 6 Stunden. Die Zusammensetzung der Proben 1-7 ist in der Tabelle 1 angegeben, wobei die angegebenen Werte Gewichtsprozente sind und der in der Tabelle nicht gesondert angegebene Gewichtsrest bei jeder Probe aus Eisen besteht.

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No.	1
No.	2
No.	3
No.	4
No.	5
ND.	6
	7

Tabelle 1

-Chemische Zusammensetzung der Proben 1-7 Probe Wo. C Ji. JJh. _P_ JL JUL_ Cx_ Jto_ .V. Tm_

1.92 0.63 1.02 0.026 0.021 1.17 1.01 0.63 tr Rest .·

1.89 0.59 0.99 0.024 0.018 1.19 0.98 0.61 0.52 ·

1.87 0.58 0.98 0.022 0.019 1.17 1.03 0.58 0.97 ·

1.91 0.62 1.01 0.023 0.020 1.15 0.99 0.60 1.48 ·

1.92 0.60 1.03 0.025 0.018 1.17 1.04 0.62 2.03 „

1.88 0.64 1.00 0.024 0.019 1.13 1.06 0.64 2.51 η

1.90 0.57 0.98 0.029 0.017 1.16 0.24 0.58 0.45 *

Probe 1 ist ein typisches Beispiel eines üblichen Adamit-Werkstoffs mit 1 % Chrom. Die Proben 2-6 sind Beispiele eines Adamit-Werkstoffs mit ähnlicher Zusammensetzung wie Probe 1, wobei jedoch Vanadium als carbidbildendes Element hinzugefügt wurde, und zwar in einer Menge, die von Probe zu Probe um 0,5% zunimmt. Die mit den Zusammensetzungen der Proben 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7 erzielte Werkstoffstruktur ist aus den Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6 bzw. 7 ersichtlich, wobei der Zementit in den Fotografien als weiße Bereiche sichtbar ist. Probe 1 ist ein typisches Beispiel eines üblichen Walzenwerkstoffs mit einer, wie aus Fig. lersichtljc h, sehr ungleichmäßigen Verteilung des Zementits, was eine besonders ausgeprägte Neigung zur Aufrauhung der Oberfläche der Walzen zur Folge hat. Aus Fig. 2 bis 6 erkennt man, daß, wenn der Chromgehalt bei ca. 1 % gehalten wird, der erforderliche Zusatz von Vanadium zur Erzielung einer ausreichenden Verteilung oder Dispersion des Zementits 1,0 bis 2,5 % beträgt, wie die Proben 3-6 zeigen. Jedoch wird eine noch bessere Verteilung des Zementits erreicht, wenn

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der Chromgehalt auf 0, 25 % verringert wird und die Vanadiummenge etwa 0,5 % beträgt, wie in Fig. 7 dargestellt. In dem Werkstoff gemäß Fig. 7 ist das Chrom sehr gut in dem Zementitnetzwerk gelöst, welches fast ausschließlich aus Fe,C besteht, da die Menge des Chroms geringe ist und dieses im Material gut verteilt ist. Hierdurch wird die Gefahr einer Absonderung von Zementitansammlungen vom übrigen Material und damit die Neigung zur Oberflächenaufrauhung stark herabgesetzt, während eine ausreichende Verschleißfestigkeit des tiaterials durch die feinen, gut verteilten, mit Vanadium gebildeten Carbide, die sich gesondert von dem Zementit bilden, gewährleistet wird.

Allgemein gesprochen ist die Gesamtmenge von Titan, Vanadium, Zirkon, Wolfram, Niob und/oder eines ähnlichen carbidbildenden Elements, die zur Erzielung einer guten Verteilung oder Dispersion des Zementits in dem Adamit-Werkstoff hinzugefügt werden muß, abhängig von der Gesamtmenge des Kohlenstoff- und Chromgehalts des Materials, und nimmt mit diesem zu. Dies wird veranschaulicht durch Fig. 8, in der die für die Herstellung der Walzen im stationären Formguß geltenden Werte aufgetragen sind, und aus der man erkennt, daß die Menge des zusätzlichen carbidbildenden Materials im Bereich von 0,3 bis 3 % liegen soll, um eine ausreichende Verteilung des Zementits in dem Adamit-Walzenwerkstoff zu erreichen, wenn der Kohlenstoffgehalt des Werkstoffs im Bereich von 1,6 bis 2,8 96 liegt und der Chromgehalt bei 0,25 % bzw. 1,0 % liegt. Man erkennt, daß für jeden gegebenen Chromgehalt die erfor-

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derliche Menge des oder der carbidbildenden Elemente die
gleiche Kurvenform ergibt, und daß die erforderliche Menge mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt zunimmt.

Es wird nun auf Fig. 9 bis 17 Bezug genommen, welche
65fach vergrößerte Mikrofotografien von Strukturen zeigen, die mit den Proben No. 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 bzw. erzielt wurden, die im Schleuderguß hergestellt wurden und die in der Tabelle 2 in Gewichtsprozenten angegebene Zusammensetzung hatten.

Tabelle 2 Chemische Zusammensetzung der Proben 8-16

Probe No. _C_ Ji_ _Mh_ JL _§_ ÜL .£*. 2*L ^v Fe

1.94 0.60 1.02 0.028 0.017 1.21 1.05 0.57 0 Rest 1.99 0.57 0.98 0.023 0.016 1.19 1.01 0.58 0.49 · 1.91 0.61 1.03 0.025 0.015 1.17 1.03 0.57 0.97 ·

1.95 0.61 0.97 0.027 0.019 1.20 1.04 0.56 1.53 » 1.91 0.64 1.00 0.024 0.019 1.16 1.06 0.62 2.46 -1.91 0.57 0.99 0.023 0.017 1.17 0.24 0.57 0.45 ·

1.96 0.60 0.97 0.022 0.018 1.19 0.47 0.61 0.51 · 1.95 0.61 1.00 0.026 0.019 1.21 0.24 0.60 0.98 · 1.91 0.58 1.03 0.025 0.015 1.17 0.55 0.57 1.01 -

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NO.	8
NO.	9
No.	10
NO.	U
NO.	12
NO.	U
NO.	14
NO.	15
MP.	IS

Die Proben No. 8-16 wurden im Schleuderguß hergestellt, wobei in jedem Fall 60 kg Metallschmelze verwendet wurden, die in eine Form mit einem Innendurchmesser von 2üO mra und einer Tiefe von 220 mm bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 880 U/min gegossen wurden. Jedes Gußstück wurde anschlies send einer Y/ärmebehandlung unterzogen, bei der es sechs Stunden lang auf 980° C gehalten wurde. Diese Proben stellen einen Adamit-Werkstoff dar, wie er sich bei der Herstellung von zusammengesetzten Walzen nach dem Schleudergußverfahren ergibt, bei denen eine äußere Schicht aus hochverschleißfestem Material im Schleuderguß hergestellt und dann das Kernstück der Walze einstückig mit der äußeren Schicht durch Gießen in den von der äußeren Schicht gebildeten zentralen Hohlraum entweder im Schleuderguß oder in einer stationären *οπη, in der die äußere Schicht angeordnet ist, hergestellt wird. Eine solche zusammengesetzte Walze wird entweder als Aufrauhwalze oder Fertigwalze in einer Heißblechstraße oder als Aufrauhwalze, Zwischenwalze oder Fertigwalze in einer Stabeisenstraße verwendet.

Probe 8 ist ein übliches Adamit-Material mit etwa 8 % Chrom und keinem zusätzlichen carbidbildenden Element. Proben 9, 10, 11 und 12 enthalten Vanadiumzusätze von 0,5 %_t 1fO %_t 1,5 % bzw. 2,5 %t wobei der Chromgehalt im Bereich von 1,0 % und der Kohlenstoffgehalt im Bereich von 1,9 % liegt. Aus Fig. 10 bis 13 erkennt man, daß die Proben 9-12, und insbesondere die Proben 10-12 eine wesentlich bessere Dispersion des Zementits ergeben,

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Bei der Probe 13, deren Struktur in Fig. 14 dargestellt ist, liegt der Kohlenstoffgehalt bei etwa 1,9 %, während der Vanadiumgehalt auf weniger als 0,5 % verringert wurde und eine entsprechende Verringerung des Chromgehalts auf etwa 0,25 % vorgenommen wurde.

Bei den Proben 9-12, bei denen der Chromgehalt bei etwa 1,0 % liegt, erkennt man, daß eine Zugabe von Vanadium im Bereich von 1,0 % notwendig ist, um eine gute Verteilung des Zementits zu erreichen. Wenn dagegen der Chromgehalt auf etwa 0,25 % verringert wird, wie bei der Probe 13, braucht der Vanadiumzusatz nur etwa 0,5 % oder weniger zu betragen, um eine gute Dispersion des Zementits zu erreichen. Ein 0,5#iger Zusatz von Vanadium gibt auch gute Ergebnisse in bezug auf die Dispersion des Zementits, wenn der Chromgehalt im Bereich von 0,5 % liegt, wie man bei der in Fig. 15 dargestellten Probe No. 14 erkennt.

Bei den Proben 15 und 16 liegt der Vanadiumgehalt in beiden Fällen bei etwa 1 % und der Chromgehalt bei 0,25 % bzw. 0,5 %. Man erhält sehr leicht eine gute Verteilung des Zementitnetzwerks, da dieser im wesentlichen aus Fe,C besteht, wie oben erwähnt.

Hinsichtlich der Gesamtzusammensetzung ist die Menge des Kohlenstoffs selbstverständlich wichtig, und für in Schleuderguß gegossenes Material sollte ein Gleichgewicht

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eingehalten werden zwischen der Gesamtmenge der zugefügten carbidbildenden Elemente und der Gesamtmenge des zugefügten Kohlenstoffs und Chroms, wobei die allgemeine Beziehung für im Schleuderguß gegossenes Adamit-Walzenmaterial in Fig. 18 gezeigt ist, welche ähnlich Fig. 8 ist. Aus Fig. 18 erkennt man, daß die erforderliche Zugabe von kohlenstoffbildenden Zusätzen für verschiedene Kohlenstoffgehalte des Werkstoffs und für Chromgehalte im Bereich von 0,25 % bzw. 1,0 % bei dem im Schleuderguß verarbeiteten Material im wesentlichen den gleichen Verlauf hat wie bei dem im Formguß verarbeiteten Material, wobei jedch die oberen und unteren Grenzen der Mengenbereiche der carbidbildenden Zusätze bei dem im Schleuderguß verarbeiteten Material etwas höher liegen, was wahrscheinlich mit der vermehrten Neigung zur Zementitbildung beim Schleudergußverfahren zusammenhängt.

Auf der Basis der mit den Proben 2-7 und 9-16 erhaltenen Resultate und der in Fig. 8 und 18 aufgetragenen Abhängigkeiten, ergeben sich erfindungsgemäß bevorzugte Bereiche der Bestandteile des Adamit-Walzenwerkstoffs, wobei für diese bevorzugten Bereiche die folgenden Gründe gelten.

C: 1,4 - 3,0 %.

Die Ausscheidung von Kohlenstoff als Zementit oder in Form anderer Carbid· ist ein wesentlicher Faktor für die Verschleißfestigkeit, wobei proeutektolder Zementit (netzwerkbildender Zementit) in diesem Zusammenhang besonders wichtig

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ist. Wenn ein Schleudergußverfahren angewendet wird und Vanadium oder ähnliche carbidbildende Elemente hinzugefügt werden, sind mindestens 1,4 96 C erforderlich, um die Ausscheidung ei ner wirksamen Menge von netzwerk- oder gerüstbildendem Zementit zu erreichen. Andererseits führt eine Zugabe von mehr als 3,0 % C zu einer übermäßigen Bildung von Zementit und damit zu einer geringeren Zähigkeit und einer geringeren Widerstandsfähigkeit gegen zur Aufrauhung der Oberfläche führende Einwirkungen.

Si: 0,4 - 1, 5 %

Mindestens 0,4 % Silicium sind für die Desoxydation erforderlich, bei Siliconzugabe von mehr als 1,5 % wird jedoch die Zähigkeit verringert.

Hn: 0,4 - 2,0 %

i.hnlich wie Silicium muß auch Mangan in einer Menge von nicht weniger als 0,4 % vorhanden sein, um eine ausreichende Desoxydation zu erzielen. Andererseits stellen 2,0 % die obere Grenze dar, da ein höherer Gehalt an Mangan zu einer geringeren Zähigkeit des V/erkstoffs führt.

Ni: 4,0 % oder weniger

Nickel ist ein notwendiges Element zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit und Zähigkeit, wird jedoch erfindungsgebei 4,0 % od.er weniger gehalten, da größere Mengen davon zur Bildung einer übermäßigen Menge von Bainit führt.

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Cr: 0,8 96 oder weniger für im Schleuderguß verarbeitetes Material; 0,5 % oder weniger für im stationären Formguß verarbeitetes Material.

Chrom trägt wesentlich zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit bei, wenn es im Zementit enthalten ist, der dann die Formel (Fe, Cr)^C hat. Wie oben erwähnt, ist es jedoch erwünscht, die Bildung einer übermäßigen Menge von netz- oder gerüstbildendem Zementit zu vermeiden, die durch eine anschließende Wärmebehandlung nur schwer zur Verteilung oder Dispersion gebracht werden kann. Wenn der Chromanteil unter den oben genannten Werten gehalten wird, ergibt sich praktisch keine Abscheidung von (Fe, Cr)^C als Netzwerk, und der netzwerkbildende Zementit besteht nahezu ausschließlich aus Fe,C, welches leicht durch Wärmebehandlung dispergiert wer den kann, wobei eine ergänzende Verbesserung der Verschleiß festigkeit durch die Carbide erzielt wird, die durch die Zugabe der oben erwähnten carbidbildenden Elemente gebildet werden. Ferner ist die erforderliche Zusatzmenge der zusätz lichen carbidbildenden Elemente um so geringer, je niedriger der Chromgehalt ist, wie man aus Fig. 3 und 1d erkennt.

Mo: 2,0 >ji oder weniger

Molybdän ist sehr wirksam zur Verbesserung der Warmfestigkeit und Härtbarkeit und zur Verhinderung der Anlaßsprödigkeit, jedoch sind über 2 % liegende Zugaben von Ho zuneh- mend weniger wirksam zur Verbesserung der Eigenschaften des Walzenwerkstoffs und machen den Werkstoff wesentlich kost-

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V, Nb, Ti, Zr, W jeweils allein oder in Kombination: 0,3 - 3,5 fi bei Schleudergußmaterial; 0,3 - 3,0 % für in stationäre Formen vergossenes Material.

Die Zugabe dieser Elemente ergibt die bevorzugte BiI-dung der Carbide VC, NbC, TiC, zRC, bzw. WC, wodurch sich ein niedriger Kohlenstoffgehalt in der Hauptmasse der den Walzenwerkstoff bildenden Legierung, sowie eine verbesserte Zähigkeit ergeben, wie bereits erwähnt wurde.

Die Erfindung bietet somit den Vorteil, daß eine örtlieh konzentrierte Ausscheidung von netzwerkbildendem Zementit, die zu einer Anfälligkeit gegen Oberflächenaufrauhung der Walzen führt, vermieden wird, wobei jedoch die erforder liche Festigkeit für hohe Beanspruchungen durch fein dispergierte Carbide von Vanadium oder ähnlichen Zusätzen gewährleistet wird.

Der Rest des Walzenwerkstoffs besteht aus Eisen mit Spurenverunreinigungen von Schwefel und Phosphor, die selbstverständlich möglichst gering gehalten werden sollten.

Fig. 19 und 20 sind 65fach vergrößerte Mikrofotografien, die die erfindungsgeinäßen Vorteile weiter veranschaulichen. Fig. 19 zeigt die Struktur eines üblichen Adamit-Werkstoffs als Außenschicht einer tatsächlich hergestellten Walze mit einer Zusammensetzung, die als Probe A in der folgenden Tabelle 3 angegeben ist, wobei die angegebenen Zahlen Gewichts-

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Prozente darstellen. Fig. 20 zeigt die Struktur der Probe B von Tabelle 3, die einen erfindungsgemäß zusammengesetzten Werkstoff darstellt und ebenfalls zur Herstellung einer tatsächlichen Walze verwendet worden ist.

Tabelle 3
Chemische Zusammensetzung eines Walzenv/erkstoffs

Probe Nr. C Si Mn P S Mi Cr Wo J_ _Fe_

A 1.97 0.57 1.05 0.027 0.023 1.17 1133 0.61 - Rest B 1.99 0.61 1.02 0.028 0.021 1.19 0230.571.13 "

Beide Proben A und B wurden in einer Schleudergußfofm bei einer Drehzahl von 550 U/min mit einem Innendurchmesser von 750 mm und einer Länge von 2.500 ram vergossen zur Bildung einer 80 mm dicken Außenschicht einer Walze, die nach dem Gießen 6 Stunden lang bei 980⁰C wärmebehandelt wurde. Man erkennt, daß die Dispergierung des Zementits in dem erfindungsgemäßen Werkstoff wesentlich ausgeprägter ist als in dem üblichen Werkstoff, wenn man Fig. 19 und 20 vergleicht.

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Claims

Patentansprüche

1. Eisenwerkstoff für Walzen für walzstraßen od.dgl., bestehend aus 1,4 bis 3,0 Gew.-% Kohlenstoff, 0,4 bis 1,5 Gew.-% Silicium, 0,4 bis 2,0 Gew.-% Mangan, 4,0 Gew.-^ oder weniger Wickel, 0,8 Gew.-% oder weniger Chrom, 2,0 ?ί oder weniger Molybdän, einem oder mehreren der Elemente Vanadium, Niob, Titan, Zirkon oder l/olfram in einer Gesamtmenge von 0,3 bis 3,5 Gew.-%, Rest im wesentlichen Eisen.

2. Eisenwerkstoff naah Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kohlenstoffgehalt 1,4 bis 2,3 %, der fiangangehalt 0,4 bis 1,5 %,der Chromgehalt 0,5 % oder weniger und der Gehalt des oder der Elemente aus der Gruppe Vanadium, Niob, Titan, Zirkon und Wolfram 0,3 bis 3,0 (Jre\r.-% beträgt.

3. Aus dem Werkstoff nach Anspruch 1 oder 2 gegossene Walze für Walzstraßen od.dgl.

4. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Schleuderguß hergestellt ist.

5. Walze mit einer aus dem Werkstoff nach Anspruch 1 oder 2 im Schleuderguß hergestellten Außenschicht, die einen mit der Außenschicht einstückig verbundenen, im Schleuderguß oder Formguß hergestellten Kern aufweist.

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