DE2853870A1 - Gusseisen mit kugelgraphit mit austenitisch-bainitischem mischgefuege - Google Patents

Gusseisen mit kugelgraphit mit austenitisch-bainitischem mischgefuege

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Description

2853370
KARL SCHMIDT GMBH 11.12.1978
Christian-Schmidt-Straße 8/12 -DRQ/GKP-
7107 Neckarsulm
Prov. Nr. 8 36 6 KS
Gußeisen mit Kugelgraphit mit austenitischbainitisehern Mischgefüge
Die Erfindung betrifft ein durch eine entsprechende Wärmebehandlung und Abkühlung hergestelltes Gußeisen mit Kugelgraphit mit austenitisch-bainitischem Mischgefüge und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
5
Ein Gußeisen mit Kugelgraphit mit solchen Grundgefügen und deren mechanische Eigenschaften ist, abgesehen von den üblichen Anwendungsbereichen, auch als Konstruktionswerkstoff für Bereiche geeignet, in denen bisher ausschließlieh Vergütungsstähle eingesetzt wurden, wie z.B. Kurbelwellen für Kraftfahrzeugmotoren, Segmentwellen und Kolben für Hydrolenkungen, Zugsattelzapfen f.ür LKW-Sattelkupplungen, Gelenkwellenköpfe für Kraftfahrzeug-Gelenkwellen, Kupplungskörper für Anhängerkupplungen.
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Unter den Gußeisen mit Kugelgraphit sind Sorten mit bainitisehern Gefüge seit langem als hochfeste und verschleißbeständige Werkstoffe bekannt und im Einsatz. Dabei werden die Gußstücke bei der Herstellung im allgemeinen auf Austenitisierungstemperatur von 920 bis 9500C erhitzt und dort 2 bis 5 Stunden gehalten, bis die Matrix einen etwa gleichmäßigen Kohlenstoffgehalt angenommen hat und eventuell nach dem Gießen vorhandener Ledeburit aufgelöst ist.
■ ■ ' Nach dem Austenitisieren werden die Gußstücke dann so rasch abgekühlt, daß eine vorzeitige Austenitumwandlung zu Perlit vor Erreichen der isothermen Bainit-Umwandlungstemperatur vermieden wird. Auf dieser Temperatur wird das Gußstück solange gehalten, bis die Bainitreaktion abgelaufen ist. Danach wird - wie üblich - auf Raumtemperatur abgekühlt (Gießerei 6J5 (1978) for. 4, Seiten 73 bis 80).
Bekannt ist ferner Gußeisen mit Kugelgraphit mit bainitischem Gefüge, bei dem von einem legierten Gußeisen ausgegangen wird und direkt im Zusammenhang mit dem dem Gießprozeß anschließenden AbkühlungsVorgang eine Bainitreaktion durch auf die Wandstärke des Gußstücks abgestellten Gehalt an Nickel, Molybdän, Kupfer, eventuell auch Chrom und Mangan erzeugt wird (DE-OS 18 08 515).
Aus der DE-OS 2 3 34- 992 ist ferner ein schwach legiertes Gußeisen mit Kugelgraphit mit den herkömmlichen Mengen an Kohlenstoff, Silizium, Phosphor, Schwefel und Magnesium und einem Molybdänζusatζ von 0,10 bis 0,26 % sowie einem Manganzusatz von 0,3 bis 1,4 % bekannt. Das daraus bestehende Gußstück wird auf eine Austenitisierungstemperatur von 900 C erwärmt und nach einer Haltezeit
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von zwei Stunden Dauer in einem Bad von 3000C in 10 Minuten bis 4 Stunden abgekühlt. Infolge dieser Maßnahmen läßt sich ein austenitisch-bainitisches Gefüge einstellen, das eine Zugfestigkeit von 1100 N/mm , eine Bruchdehnung von 10 % und eine Härte von 270 bis 300 HB aufweist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstellung eines Gußeisens mit Kugelgraphit mit einem austenitisch-bainitisehern Mischgefüge zu verbessern, ohne die für die Anwendung günstigen Werkstoffwerte zu beeinträchtigen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Gußeisen mit Kugelgraphit, das erfindungsgemäß neben den üblichen Mengen an Kohlenstoff, Silizium, Phosphor, Schwefel und Magnesium als Zusatz noch > 0 bis ^0,3 %, vorzugsweise jedoch 0,01 bis 0,25 %, Mangan enthält.
Dieses Gußeisen mit Kugelgraphit eignet sich zur Herstellung eines austenxtisch-bainitischen Gefüges, wobei erfindungsgemäß das Gußstück auf eine Austenitisierungstemperatur von 800 bis 86O°C, vorzugsweise 820 bis 83O°C, erhitzt und auf dieser Temperatur 10 bis 60 Minuten, vorzugsweise 10 bis 25 Minuten, gehalten wird und dann rasch in weniger als 2 Minuten auf eine Temperatur von 350 bis 4000C, vorzugsweise 375°C, abgekühlt und auf dieser Temperatur etwa 5 bis 60 Minuten, vorzugsweise 20 bis 25 Minuten, gehalten wird. Anschließend erfolgt die Abkühlung auf Raumtemperatur.
30
Das Gußeisen mit Kugelgraphit kann noch einzeln oder zu mehreren > 0 bis 3 % Nickel, 0,2 bis 0,8 %, vorzugsweise 0,25 bis 0,1I % Molybdän und 0,1 bis 1,5 %, vorzugsweise 0,4 bis 0,6 %, Kupfer enthalten.
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Der Kohlenstoffgehalt beträgt 2,5 bis 3,7 %, vorzugsweise 3,0 bis 3,2 % und der Siliziumgehalt 2,0 bis 3,0 %, vorzugsweise 2,2 bis 2,6 %.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil ist darin zu sehen, daß gegenüber dem Stand der Technik ein erheblich geringerer Aufwand für die Wärmebehandlung erforderlich ist, ohne daß dadurch die guten Werkstoffkennwerte der ein austenitisch-bainitisches Gefüge aufweisenden Gußeisen mit Kugelgraphit beeinträchtigt werden.
Die Zeichnung zeigt die photographische Darstellung eines Schliffbildes der erfindungsgemäßen Gußeisensorte mit Kugelgraphit mit bäinitisch-austenitischem Gefüge mit eingelagerten Sphäroliten, wobei die dunklen Nadeln Bainit und die hellen Gefügebestandtexle Austenit darstellen.
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Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE
1. Gußeisen mit Kugelgraphit mit austenitisch-bainitischem Mischgefüge, gekennzeichnet durch einen Mangangehalt von y 0 bis < 0,3 %, vorzugsweise 0,01 bis 0,25 %.
2. Gußeisen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Zusätze von > 0 bis 3 % Nickel, 0,2 bis 0,8 %j vorzugsweise 0,25 bis 0,1 % Molybdän und 0,1 bis 1,5 %, vorzugsweise 0,4· bis 0,6 %, Kupfer.
3. Gußeisen nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch einen Siliziumgehalt von 2,0 bis 3,0%, vorzugsweise 2,2 bis 2,6 %.
■+. Gußeisen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch.einen Kohlenstoffgehalt von 2,5 bis 3,7 %, vorzugsweise 3,0 bis 3,2 %.
5. Verfahren zur Herstellung des Gußeisens nach den Ansprüchen 1 bis 1, gekennzeichnet durch eine 10 bis 60 Minuten, vorzugsweise 10 bis 25 Minuten, dauernde austenitisehe Wärmebehandlung bei Temperaturen von 800 bis 8600C, vorzugsweise 820 bis 83O°C, sowie einer anschließenden raschen weniger als 2 Minuten dauernden Abkühlung auf eine Temperatur von 350 bis 4000C, vorzugsweise etwa 375 C, auf der das Gußstück etwa 5 bis 60 Minuten, vorzugsweise 20 bis 25 Minuten, gehalten wird.
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