DE286847C

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Publication number: DE286847C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

V. St. A.V. St. A.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von geschmiedeten Manganstahlformstücken. Die Erfindung betrifft insbesondere die Maßnahmen, die beim Guß, bei der Hitzebehandlung, der Bearbeitung und , dem Ablöschen oder sonstigem schnellen Kühlen zu beobachten sind, um ein Endprodukt mit dichter, zäher, feinkörniger, gleichmäßig ger kristallinischer Struktur in der ganzenThe invention relates to a process for the production of forged manganese steel fittings. The invention relates in particular to the measures taken during casting, heat treatment, machining and, quenching or other rapid cooling can be observed to produce a final product with a dense, tough, fine-grained, uniformly crystalline structure throughout

ίο Masse zu erhalten, das keine Plattenbildung oder Schieferung aufweist.ίο to get mass that doesn't plate formation or has foliation.

Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, die Erhitzungsoperationen, denen der Manganstahlingot vor der Bearbeitung unterworfen werden. muß, so auszuführen, daß der bei unrichtigem Erhitzen von Manganstahl leicht auftretende Zustand geringer Kohäsion oder Absonderung der Körner vermieden wird und der Ingot die Duktilität erhält, die seine wirksame Bearbeitung bei den beabsichtigten Temperaturen gestattet. Das Verfahren wird insbesondere so geleitet, daß bei der endgültigen Bearbeitung des Stahls zum fertigenThe main feature of the invention is the heating operations that the Manganese steel ingot must be subjected to processing before processing. must be carried out in such a way that the if manganese steel is not heated properly, a state of low cohesion can easily occur or segregation of the grains is avoided and the ingot receives the ductility that its effective machining is permitted at the intended temperatures. The procedure will in particular guided so that in the final machining of the steel to manufacture

• Produkt die letzte Formgebungsoperation innerhalb solcher Grenzen vor sich geht, wo keine schnelle Wiederkristallisation des Metalls auftritt, so daß der feine, dichte, preßkörnige (crushed-grain) Zustand, der während der Bearbeitung des Metalls erzielt wurde, in dem Fertigprodukt aufrechterhalten bleibt. Dieser Zustand im Fertigprodukt kann aber, wie weiter unten beschrieben wird, auch in eine feinkörnige Austenitstruktur umgewandelt• Product where the final forming operation is going on within such limits no rapid recrystallization of the metal occurs, so that the fine, dense, press-grained (crushed-grain) state that was achieved during the processing of the metal, in the finished product is maintained. This state in the finished product can, however, as will be described below, also converted into a fine-grained austenite structure

werden. Ein besonderer Vorzug des neuen Verfahrens ist ferner darin zu erblicken, daß während der ganzen Reihe von Operationen bis einschließlich zur endgültigen Formgebung das Metall innerhalb eines Temperaturbereichs sich bewegt, der verhältnismäßig nicht weit von derjenigen Temperatur entfernt liegt, bei welcher der Ingot aus der Form genommen wird, so daß nicht allein die Operationen des Erhitzens und der Ausgleichung in verhältnismäßig kurzen Zeitabschnitten vorgenommen, sondern auch die Erzeugung als Ganzes erheblich beschleunigt werden kann.will. A particular advantage of the new process is also to be seen in the fact that throughout the entire range of operations up to and including final shaping the metal moves within a temperature range that is relatively not far from the temperature at which the ingot is removed from the mold becomes so that not only the operations of heating and balancing in proportion short periods of time, but also the generation as a whole considerably can be accelerated.

Ein weiteres Merkmal der vorzugsweise benutzten Ausführungsform der Erfindung· betrifft die Bedingungen, unter denen der Manganstahlingot gegossen wird; es besteht darin, den Manganstahl in die Ingotform bei niedriger Temperatur einzugießen, die dem Erstarrungspunkt des Metalls naheliegt, und das Metall derart erstarren und abkühlen zu lassen, -daß der Ingot in der Form eine annähernd gleichförmige hohe Temperatur annimmt, wodurch die Zeit, während welcher der Ingot bei der nächstfolgenden Operation (der Ausgleichung) verweilen muß, bei der das Metall eine gleichförmige starke Austenitstruktur erhalten soll, entsprechend verkürzt wird.Another feature of the preferably used embodiment of the invention relates to the conditions under which the manganese steel ingot is cast; it is, Pour the manganese steel into the ingot mold at low temperature, which is the freezing point of the metal is obvious, and to allow the metal to solidify and cool in such a way that the ingot in the shape approximates assumes uniform high temperature, reducing the time during which the ingot must dwell on the next operation (equalization) in which the metal a uniform strong austenite structure is to be obtained, is shortened accordingly.

Um den für die Ausführung des Verfahrens günstigsten Gußzustand des Ingots zu erzielen, stellt man den flüssigen, gußfertigen Manganstahl derart her, daß man in einer Kelle oder einem Tiegel entoxydierten Stahl von ent-In order to achieve the most favorable casting condition of the ingot for the execution of the process, one produces the liquid, ready-to-cast manganese steel in such a way that one in a trowel or a crucible of deoxidized steel from

sprechendem Kohlenstoffgehalt mit flüssigem Ferromangan oder stark manganhaltigem Metall von solcher Zusammensetzung und in solchem Verhältnis mischt, daß man den gewünschten Manganstahl erhält. . Flußmittel, wie Kieselsäure oder Silikate, Flußspat, Natriumchlorid, Bleioxyde oder Kalk, werden der Ofenbeschickung vor dem Ausgießen in die Kelle oder dem in der Kelle befindlichen Gemisch derart zugesetzt, daß die Oxyde, die etwa mit dem Metall gemischt oder in ihm gelöst sind, sich verflüssigen, und die geschmolzene Stahlbeschickung wird in der Kelle so lange belassen, als erforderlich ist, damit die Verunreinigungen aus der Masse herausschwimmen. Ein zur Ausführung des Verfahrens brauchbarer Manganstahl kann z. B. 12 bis 13 Prozent Mangan und 1,1 bis 1,4 Prozent Kohlenstoff enthalten; die Eigenschaften des Stahls können aber auch durch Zugabe von anderen Legierungsmetallen, wie Chrom oder Kupfer, verändert werden.Speaking carbon content with liquid ferromanganese or metal with a high manganese content of such a composition and proportions that the desired Manganese steel receives. . Flux, such as silica or silicates, fluorspar, sodium chloride, Lead oxides, or lime, are added to the furnace before pouring into the Trowel or the mixture in the trowel added so that the oxides, the about mixed with the metal or dissolved in it, liquefy, and the melted Steel load is left in the trowel for as long as is necessary with it the impurities swim out of the mass. One to execute the procedure usable manganese steel can e.g. B. 12 to 13 percent manganese and 1.1 to 1.4 percent Contain carbon; the properties of the steel can also be changed by adding changed by other alloy metals such as chromium or copper.

Der Manganstahl, der in der beschriebenen Weise oder auf anderem Wege (ζ. Β. durch Einlegen von geeigneten entoxydierenden Aluminiumlegierungen oder Eisenlegierungen in die Kelle) entoxydiert worden ist, wird in die Ingotform bei einer Temperatur einge-" gössen, die nicht weit von seinem Erstarrungspunkt liegt, der für Manganstahl der üblichen Zusammensetzung etwa bei 1350 ° C liegt. Die Gießtemperatur des Metalls soll nicht mehr als etwa 100 ° C über seinem Erstarrungspunkt liegen; hat das Metall eine erheblich über 1450 ° C liegende Temperatur, so muß man es vor dem Guß so abkühlen, daß seine Temperatur zwischen 1350 ° C und etwa 1450 ° C liegt. Um diese Abkühlung zu bewirken, kann man ein heißes oder kaltes Stück des zur Erzeugung der beabsichtigten Zusammensetzung benötigten Legierungsmetalls zusetzen oder in die Kelle eine geeignete Menge Manganstahlabfall in kalten oder erhitzten Stücken einbringen.The manganese steel, which in the manner described or in another way (ζ. Β. By Insertion of suitable deoxidizing aluminum alloys or iron alloys in the trowel) has been deoxidized, is put into the ingot form at a temperature which is not far from its solidification point, which is the usual one for manganese steel Composition is around 1350 ° C. The casting temperature of the metal should no longer than about 100 ° C above its freezing point; the metal has a considerably over If the temperature is 1450 ° C, it must be cooled down to its temperature before casting between 1350 ° C and about 1450 ° C lies. To achieve this cooling, you can use a hot or cold piece of the add alloy metal required to produce the intended composition or in the ladle an appropriate amount of manganese steel waste in cold or heated pieces bring in.

Der', Manganstahl wird, wenn er nun die entsprechend niedrige Gießtemperatur aufweist, in die Ingotformen gegossen, und die Art, Geschwindigkeit und der Umfang der Abkühlung in den Formen wird so geregelt oder vorher bestimmt, daß bei der Bildung des Ingots sein unterer Teil früher zu erstarren beginnt als der obere, so daß der Teil des Ingotkopfes, der später mit Rücksicht auf die Schrumpfungshöhlungen entfernt werden muß, genau vorher bestimmt und möglichst klein gehalten werden kann. Um ein Erstarren oder Setzen des unteren Ingotteils vor dem oberen zu erzielen, kann man die Formen mit einer Bodenplatte aus Metall versehen, die den Anprall des eingegossenen Stahls aufnimmt, desgleichen mit Metallwänden, die sich innerhalb der Form bis zu gewünschter Höhe erstrecken. Der Metallboden ruht zweckmäßig auf einer Unterlage aus feuerbeständigen Ziegeln oder anderem feuerbeständigen Material von niedriger Wärmeleitfähigkeit; auch die eingesetzten Wände erhalten zweckmäßig ein solches Widerlager. Die Dicke des Einsatzbodens und der Einsatzwände ist so bemessen, daß sie vorübergehend eine Abschreckung bewirken, aber, nachdem sie diese Wirkung ausgeübt haben, durch die von dem Ingotkern nach außen sich verbreitende Wärme von innen her auf eine hohe Temperatur erhitzt werden. Nachdem der Ingot sich gesetzt hat, kann er auch oben eine Decke von trockenem Sand 0. dgl. erhalten. Die Abschreckungsfähigkeit des Einsatzbodens und der Einsatzwände, desgleichen die Wärmeleitfähigkeit des feuerbeständigen Zwischenmaterials und die Gießtemperatur werden in ihrem Verhältnis zueinander derart gewählt, daß der Ingot, während er noch in der Form liegt, schließ-τ lieh durch und durch auf annähernd gleiche Temperatur, zweckmäßig zwischen 1100⁰ C und 1225 ° C gebracht wird, wobei es in der Hand des den Guß leitenden Arbeiters liegt, die das Erstarren und Abkühlen bewirkenden Umstände so zu ändern bzw. zu regeln, daß der Wärmeausgleich innerhalb des Ingots in der Form bei einer Temperatur vor sich geht, wie sie der Art der Ausgleichgrube bzw. des Wärmofens entspricht, der für die weiteren Operationen zur Verfügung steht. Der so in der Form auf annähernd gleichmäßige Temperatur gebrachte Ingot weist dann nach dem Herausnehmen aus der Form nur geringe Unregelmäßigkeiten in der Struktur und Zusammensetzung im Vergleich mit einem Ingot auf, der in den gewöhnlichen schweren Eisenformen unter starker Abkühlung seiner äußeren Schicht an dem für das Freilegen geeigneten Zeitpunkt gegossen wird, oder im Vergleich mit einem Ingot, der bei einer beträchtlich über dem Erstarrungspunkt des Stahls liegenden Temperatur gegossen wird.The ' manganese steel, when it now has the correspondingly low casting temperature, is poured into the ingot molds, and the type, speed and extent of cooling in the molds is regulated or determined in advance so that its lower part is earlier when the ingot is formed begins to solidify than the upper one, so that the part of the ingot head which later has to be removed with regard to the shrinkage cavities can be precisely determined beforehand and kept as small as possible. In order to solidify or set the lower ingot part before the upper one, the molds can be provided with a metal base plate that absorbs the impact of the cast steel, likewise with metal walls that extend within the mold to the desired height. The metal floor expediently rests on a base made of fire-resistant bricks or other fire-resistant material of low thermal conductivity; The walls used are also appropriately provided with such an abutment. The thickness of the bottom and walls of the insert is such that they temporarily act as a quench, but after they have exerted this effect, they are internally heated to a high temperature by the heat dissipating outward from the ingot core. After the ingot has settled, it can also have a covering of dry sand at the top. The detergency of the insert bottom and the insert walls, as well as the thermal conductivity of the fire-resistant intermediate material and the casting temperature are selected in their relationship to one another in such a way that the ingot, while it is still in the mold, finally lent through and through to approximately the same temperature, expediently is brought between 1100 ^0C and 1225 ° C, wherein it is in the hands of the cast conductive worker to change the solidification and cooling causing circumstances so or regulate that the heat balance within the ingot in the mold at a temperature is going on as it corresponds to the type of compensation pit or heating furnace that is available for further operations. The ingot, which is brought to an approximately uniform temperature in the mold, then shows only minor irregularities in structure and composition after removal from the mold in comparison with an ingot that is in the usual heavy iron molds with strong cooling of its outer layer on the one for the Exposure is poured at the appropriate time, or compared to an ingot which is poured at a temperature well above the solidification point of the steel.

Der aus der Form genommene Ingot wird nun in eine Ausgleichgrube oder einen Wärmofen eingebracht, zum Zweck, ihn in seiner ganzen Masse auf gleiche Temperatur zu bringen, die noch - vorhandenen Unregelmäßigkeiten in seiner Struktur und Zusammensetzung auszugleichen und ihm in seiner ganzen Masse eine gleichförmige Austenitstraktur ohne Trennung oder Kohäsionsverminderung zwisehen den Körnern seiner wiederkristallisierten Struktur zu verleihen.The ingot removed from the mold is now placed in a compensation pit or a heating furnace introduced, for the purpose of bringing it to the same temperature in all its mass, the remaining irregularities in its structure and composition to balance and give it a uniform austenite structure without Forcing separation or reduction in cohesion to give the grains its recrystallized structure.

Kann die vorhandene Ausgleichgrube nicht mittels besonderer Heizvorrichtungen, sondern nur durch die,Wärme des in sie eingebrachten heißen Ingots beheizt werden, so muß das Maß und die Ausdehnung der AbkühlungCan the existing compensation pit not by means of special heating devices, but must only be heated by the heat of the hot ingot introduced into it the extent and extent of the cooling

des Ingots in der Form so geregelt werden, daß er dort eine möglichst gleichförmige Durchschnittstemperatur von etwa 1225° C bzw. eine solche Temperatur annimmt, daß, wenn er nun sofort in die Ausgleichgrube eingebracht wird, er durch eine weitere Ausgleichung und Wiederverteilung der schon beim Herausnehmen aus der Form vorhandenen Hitze durch und durch auf eine gleichförmige Temperatur von etwa 1175⁰ C bzw. eine solche Tempera-, tür über 1125⁰ C gebracht wird, bei der die erforderliche Duktilität vorhanden ist. Verfügt man dagegen über eine Ausgleichgrube mit Vorrichtungen zum Wiederanwärmen von niedrigeren auf hohe Temperaturen, so regelt man zweckmäßig das Maß und die Ausdehnung der Abkühlung des Ingots in der Form derart, daß er dort eine möglichst gleichförmige Temperatur von etwa 1100⁰ C erhält, worauf er aus der Form in die Ausgleichgrube übergeführt und durch Erhöhung der Temperatur derart in kurzer Zeit durch und durch auf eine Temperatur von 1125⁰ C bis 1225 ° C gebracht wird, je nach der für die Formas gebung erforderlichen Duktilität, und auf dieser Temperatur erhalten wird, bis er eine gleichmäßige Austenitstruktur aufweist.of the ingot can be regulated in such a way that it assumes an average temperature of about 1225 ° C, which is as uniform as possible, or such a temperature that, if it is now immediately introduced into the compensation pit, it will be compensated for and redistributed during the removal is brought out of the mold through and through existing heat to a uniform temperature of about 1175 ⁰ C and such a temperature door about 1125 ⁰ C at which the required ductility is present. If, on the other hand, a compensation pit with devices for reheating from lower to high temperatures is available, the extent and extent of the cooling of the ingot in the mold are appropriately regulated in such a way that it ^{receives as uniform a temperature as possible of about 1100 °} C. there, whereupon it transferred from the mold into the equalization pit and brought through and through to a temperature of 1125 ⁰ C to 1225 ° C by increasing the temperature in a short time, depending on the ductility required for the molding, and is maintained at this temperature, until it has a uniform austenite structure.

Die Wirkung des Temperaturausgleichs innerhalb des in der Ausgleichgrube liegenden Ingots besteht darin, seine noch einer Ausscheidung fähigen Bestandteile in Lösung zu bringen und durch die ganze Masse wieder zu verteilen, bis der Zustand vollkommen gleichförmiger Struktur und Verteilung der einzelnen Bestandteile erreicht ist, so daß sich eine durchgehende gleichförmige und fest zusammenhängende Austenitstruktur ergibt, indem die Temperatur des Ingots und die Zeit, während welcher das Metall bei den hohen Temperaturen belassen wurde, während der Ausgleich- bzw. Erhitzungsoperation richtig begrenzt wurde, so daß die Metallkristalle nicht veranlaßt wurden, sich auszuscheiden oder einen Zustand schwacher Kohäsion anzunehmen. The effect of temperature equalization within that lying in the equalization pit Ingots consists of its components that are still capable of excretion in solution bring and redistribute through the whole mass until the state is perfect uniform structure and distribution of the individual components is achieved, so that results in a continuous uniform and firmly connected austenite structure by the temperature of the ingot and the time during which the metal is at the high Temperatures was maintained correctly during the equilibrium or heating operation was limited so that the metal crystals were not caused to precipitate or assume a state of weak cohesion.

Das Metall wird dann bearbeitet und diese Bearbeitung fortgesetzt, bis das Formstück eine Endtemperatur unter 1075° C aufweist; es muß dann so rasch abgekühlt werden, daß Abscheidungen in der Masse oder ein Wiederkristallisieren vermieden wird. Durch Fortsetzen der Bearbeitung bis zu Temperaturen unter 1075° C bleibt der Schmiedezustand, d. h. die feine preßkörnige Struktur des Stahls, die bei der Bearbeitung entsteht, in den unterhalb dieser Temperatur fertig geformten Produkten auch nach dem Erkalten erhalten. Bei Temperaturen über 1075 ° C, z. B. bei 1100⁰ C, wurde das zwischen den Walzen, unter dem Hammer oder, der Schmiedepresse herauskommende Metall sofort wieder kristallisieren und sich körnen, und das fertige Formstück würde die durch die Bearbeitung unter Druck erhaltene feine Preßkornstruktur nicht aufweisen. Würde man die Bearbeitung fortsetzen, bis die Temperatur des Metalls unter etwa .800° C gesunken ist, so würde ein starker Spannungszustand eintreten, der, um dem Stahl nach der Bearbeitung wieder eine körnige Struktur zu erteilen, eine Wiedererhitzung nötig machen würde, so daß das Metall, wenn es von der Bearbeitungshitze bei einer Temperatur von 600° C, d. h. unterhalb desWiederkristallisierungsbereiehs, der annähernd zwischen '640 ° C.und 720° C liegt, gelöscht/würde, starr und brüchig sein würde, besonders wenn die Bearbeitung bei unter 800 ° C liegenden Temperaturen von starken Volumenverminderungen oder starkem Drucke begleitet war.The metal is then machined and this machining is continued until the fitting has a final temperature below 1075 ° C; it must then be cooled so quickly that deposits in the mass or recrystallization is avoided. By continuing the machining up to temperatures below 1075 ° C, the forged state, ie the fine, pressed-grain structure of the steel that is created during machining, is retained in the finished products below this temperature even after cooling. At temperatures above 1075 ° C, e.g. B. at 1100 ⁰ C, which immediately crystallized out coming back metal between the rolls under the hammer or the forging press and graining, and the finished molded pieces would not have the fine Preßkornstruktur obtained by the processing under pressure. If you were to continue the processing until the temperature of the metal has dropped below about .800 ° C, a strong state of stress would occur which, in order to give the steel a granular structure again after processing, would require reheating, so that the metal, if it were quenched by the processing heat at a temperature of 600 ° C, ie below the recrystallization range, which is approximately between '640 ° C and 720 ° C, would be rigid and brittle, especially if the processing at below 800 ° C was accompanied by strong reductions in volume or strong pressure.

. Das Maximum an Festigkeit, Dichte und Zähigkeit wird erreicht, wenn die endgültige Formgebung bei einer Temperatur zwischen 900 ° C und 1000° C, am besten bei etwa 950° C vorgenommen und das Formstück bei dieser Temperatur sofort abgelöscht wird. Diesen Zustand kann man aber nur dadurch erzielen, daß man ztierst die Struktur des Metalls vollkommen gleichförmig macht, indem man es auf hohe Temperatur erhitzt und diese Erhitzung bei Temperaturen über 1125⁰ C fortsetzt, bis sich alle Bestandteile gleichförmig in fester Lösung befinden.. The maximum in strength, density and toughness is achieved when the final shaping is carried out at a temperature between 900 ° C and 1000 ° C, preferably around 950 ° C, and the molding is immediately quenched at this temperature. This state can only be achieved by partially making the structure of the metal completely uniform by heating it to a high temperature and ^{continuing this heating at temperatures above 1125 °} C. until all components are uniformly in solid solution.

Die mittels des beschriebenen Verfahrens erzeugten Schmiedeformstücke weisen, wenn sie so ihre endgültige Form und Struktur erhalten haben, eine gleichförmige durchgehende Kristallstruktur auf und sind frei von jeder Plattenbildung und Schieferung (lamination). Zur Vermeidung der letztgenannten Fehler im fertigen Produkte müssen bei allen Erhitzungsoperationen längere, dauernde Erhitzungen bei ein und derselben Temperatur, besonders oberhalb des bei etwa 1125⁰ C liegenden Schmelzpunktes der eutektischen Legierung vermieden werden. Es ist ferner unzulässig, den Ingot auf 1250 ° C oder darüber zu erhitzen, da bei diesen Temperaturen Manganstahl stets in einen Zustand gerät, der Plattenbildung zur Folge hat. Bei längerer Erhitzung über 1125⁰C oder bei einer kürzeren Erhitzung auf oder über 1250 ° C schreitet die Kristallbildung im Vergleich mit anderen Stahlen sehr rasch fort, und die sich dann bildenden großen Körner weisen glatte Flächen auf und besitzen nur geringe Kohäsion untereinander. Außerdem trennen sich die Stahlkristalle bei lang andauerndem Erhitzen auf die oben erwähnten hohen Ταπί peraturen tatsächlich voneinander, und bei • dem späteren Auswalzen oder Bearbeiten des Stahls werden die getrennten Körner nur unvollkommen verschweißt, so daß ein Wieder-When they have obtained their final shape and structure in this way, the forged shaped pieces produced by means of the method described have a uniform, continuous crystal structure and are free from any plate formation and cleavage (lamination). In order to avoid the last-mentioned defects in the finished product, longer, continuous heating at one and the same temperature, especially above the melting point of the eutectic alloy, which is ^{around 1125 ° C., must be avoided in all heating operations.} It is also inadmissible to heat the ingot to 1250 ° C or above, since at these temperatures manganese steel always gets into a state that results in plate formation. By prolonged heating above 1125 ⁰ C or at a shorter heating at or above 1250 ° C, the crystallization proceeds in comparison with other steels very rapid pace, and then forming large grains have smooth surfaces and have little cohesion among themselves. In addition, if the steel crystals are heated for a long time to the high Ταπί temperatures mentioned above, the steel crystals actually separate from one another, and when the steel is subsequently rolled out or processed, the separated grains are only imperfectly welded, so that a re-

kristallisieren durch die unvollkommen verschweißten Flächen hindurch unmöglich wird und das fertige Produkt einen ausgesprochen schieferigen Zustand zeigt.crystallize through the imperfectly welded Surface becomes impossible and the finished product shows an extremely slate condition.

Wenn das fertige Formstück nicht gut in einer Operation hergestellt und infolgedessen das vorgeschmiedete Stück zwecks weiterer Bearbeitung wieder angewärmt werden muß, müssen, um ein schieferfreies^; Produkt zu er-halten, gleichfalls zu hohe Temperaturen und längeres Erhitzen bei mehr als 1125⁰ C vermieden werden.If the finished shaped piece is not made well in one operation and, as a result, the pre-forged piece has to be reheated for further processing, in order to obtain a slate-free ^; To obtain the product, too high temperatures and prolonged heating at more than 1125 ^° C. must also be avoided.

Um dies zu erzielen, wird gemäß der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der Ingot zuerst auf die oben . erwähnten ■ höheren Temperaturen gebracht und dann schnell bearbeitet, wodurch ein Werkstück mit einer Durchschnittstemperatur erhalten wird, die nur wenig unterhalb der Ingottemperatur (z.B. bei iioo° C bis 1150⁰C) liegt; dieses Werkstück wird dann schnell wieder angewärmt, um ihm die erforderliche Duktilität wieder zu verleihen, und dann nach Bedarf weiter bearbeitet. Ebenso erzielt man, wenn der Stahl wieder angewärmt worden · ist, ein Endprodukt von feinkörniger Struktur und höchster Widerstandsfähigkeit nur, wenn die letzte Bearbeitung so ausgeführt wird, daß die Masse durchweg bei Temperaturen bearbeitet wird, die bei der letzten Bearbeitungsoperation zwischen 900 und 1000 ° C liegen. Muß das vorgeschmiedete Werkstück bis unter 1000⁰ C, etwa bis auf dunkle Rotglut oder noch weiter abgekühlt werden, bevor es zum Zwecke weiterer Formgebung wieder angewärmt wird, so kann das vorgeschmiedete Werkstück rasch auf weniger als 640 ° C abgekühlt werden, um Veränderungen in der Masse während des Kühlens zu verhindern, und dann so weit über 900⁰ C bis zu 1000⁰ C erhitzt werden, daß die nun folgende Bearbeitung sich innerhalb dieser Temperaturgrenzen vollzieht. Ist das vorgeschmiedete -, Werkstück nach dem Formen langsam , abgekühlt worden, so kann man es über 1125⁰ C anwärmen, um die bei dem langsamen Abkühlen verloren gegangene Gleichförmigkeit der Struktur wieder herzustellen, und es dann bei Temperaturen bearbeiten, die bei der letzten Formgebungsoperation zwischen 900 und 1000° C liegen; man erhält auf diese Weise ein Endprodukt von bester Beschaffenheit. Man kann die endgültige Formgebung aber auch durchweg bei irgendeiner Temperatur zwischen 800 und 1075 ° C vornehmen und erzielt dann ein Produkt, das durchweg eine feinkörnige Schmiedestruktur aufweist. Die Endbearbeitungstemperatur regelt die Widerstandsfähigkeit und Dichte des ferti-To achieve this, in accordance with the preferred embodiment of the method, the ingot is first applied to the above. mentioned ■ brought higher temperatures and then machined quickly, whereby a workpiece is obtained with an average temperature which is only slightly below the ingot temperature (for example at 100 ° C to 1150 ⁰ C); this workpiece is then quickly reheated in order to give it the required ductility again, and then further processed as required. Likewise, when the steel has been reheated, an end product with a fine-grained structure and maximum resistance can only be achieved if the last processing is carried out in such a way that the mass is consistently processed at temperatures between 900 and 1000 ° in the last processing operation C lie. Has the forging workpiece to less than 1000 ⁰ C, for example up to a dull red heat or cooled still further, to be before it is heated again for the purpose of further shaping, the forging workpiece can be cooled to less than 640 ° C quickly to changes in the To prevent mass during cooling, and then ^{heated so far over 900 0} C up to 1000 ⁰ C that the now following processing takes place within these temperature limits. If the forging - been workpiece after the molding slowly cooled, it may be it over 1125 ⁰ C to warm to those in the slow cooling previous uniformity lost the structure to restore, and then editing it at temperatures in the final forming operation lie between 900 and 1000 ° C; in this way an end product of the best quality is obtained. However, the final shaping can also be carried out at any temperature between 800 and 1075 ° C and then a product is obtained that has a fine-grain forged structure throughout. The finishing temperature regulates the resistance and density of the finished

6.0 gen Produkts, vorausgesetzt, daß dieses sofort nach der letzten Formgebung abgelöscht wird!6.0 gen product, provided that it is immediately is extinguished after the last shaping!

Die Qualität und Struktur des Stahls kann, gleichgültig ob das fertige Formstück in einer oder mehreren Operationen erzeugt wurde, dadurch bestimmt werden, daß man es nach der letzten Formgebung auf eine höhere Temperatur erhitzt, als es bei dieser Formgebung hatte, und es dann rasch abkühlt oder ablöscht. Ein Material von höchster Qualität wird durch das Wiedererhitzen erzielt, wenn das Metall dabei auf eine Temperatur von 1000⁰ C gebracht und nur kurze Zeit hindurch bei dieser Temperatur ausgeglichen wird. Die Wirkung dieses Wiedererhitzens und Ausgleichens der Temperatur ist die, die feine Preßkornstruktur in eine gleichförmige, fein wieder gekörnte Austenitstruktur zu verwandeln. The quality and structure of the steel, regardless of whether the finished shape was produced in one or more operations, can be determined by heating it after the last shaping to a higher temperature than it was at that shaping and then cooling it down rapidly or extinguish. A material of the highest quality is achieved by reheating when the metal is brought to a temperature of 1000 ^° C. and is only equilibrated at this temperature for a short time. The effect of this reheating and equalization of temperature is to transform the fine aggregate structure into a uniform, finely re-grained austenite structure.

Muß das fertige Formstück nach der letzten Bearbeitung, vor dem Ablöschen oder sonstigem schnellen Abkühlen, das zur Erzielung höchster Zähigkeit erforderlich ist, abgekühlt werden, so muß die Abkühlung auf weniger als 640 ° C sehr schnell, z. B. binnen 5 Minuten oder noch weniger, von 1000 ° auf etwa 600 ° C vorgenommen werden. Das Formstück muß darin rasch, ζ. Β. binnen 10 Minuten, aus dem abgekühlten Zustand auf etwa iooo⁰ C gebracht werden, dann nur so lange im Ofen, belassen, bis es durchweg die zum Ablöschen bestimmte Temperatur angenommen hat, und dann sofort abgelöscht werden.If the finished molding has to be cooled after the last processing, before extinguishing or other rapid cooling, which is necessary to achieve maximum toughness, the cooling to less than 640 ° C must be very fast, e.g. B. can be made within 5 minutes or even less, from 1000 ° to about 600 ° C. The fitting must be there quickly, ζ. Β. be made within 10 minutes from the cooled state at about iooo ⁰ C, then only so long in the oven, kept until it throughout the particular for quenching temperature adopted, and are then quenched immediately.

Muß der Ingot in der üblichen Weise gegossen werden, und ist er außen beträchtlich abgekühlt, bevor er in die Ausgleichgrube kommt, so führt man das Erhitzen zweckmäßig folgendermaßen aus:The ingot must be poured in the usual way, and is it sizable on the outside cooled before it comes into the equalization pit, the heating is carried out expediently like this:

Man setzt den Ingot in eine Ausgleichgrube ein, in der eine Temperatur von etwa 1000 ° C herrscht, und bringt den Ofen allmählich auf etwa iO5o°C;man bewirkt dann die Ausgleichung innerhalb des Ingots bei dieser Temperatur und erhitzt ihn darauf vorsichtig weiter bis auf eine Temperatur oberhalb 1125° C; bei der hohen Temperatur, die zur Erzielung der für die Bearbeitung erforderlichen Duktilität nötig ist, hält man sie nur so lange, daß das Metall die gleichförmige Austenitstruktur annimmt; der Ingot wird dann bearbeitet und die Bearbeitung fortgesetzt, bis das fertige Formstück eine Temperatur von etwa 950⁰C aufweist, worauf es sofort abgelöscht werden kann; man kann es aber auch schnell abkühlen, dann wieder auf etwa 1000 ° C anwärmen und dann ablöschen.The ingot is placed in an equalization pit at a temperature of about 1000 ° C and the furnace is gradually brought to about 1050 ° C; the ingot is then equalized at this temperature and then carefully heated up a temperature above 1125 ° C; at the high temperature that is necessary to achieve the ductility required for machining, it is held only so long that the metal assumes the uniform austenite structure; the ingot is then processed and processing continued until the finished molding has a temperature of approximately 950 ^° C., after which it can be extinguished immediately; but you can also cool it down quickly, then reheat it to around 1000 ° C and then extinguish it.

Claims

Patent Claims:

1 .. Process for the production of more resistant, cleavage and slab formation free, manganese steel forgings, characterized in that the loading

Machining of a uniform, firmly connected austenite structure Metal to the finished fitting makes at a temperature that is between 8oo and 1075 ° C at the end, whereby the product is given a fine crushed-grain structure, and then rapidly cools down to recrystallize and to avoid separation or separation of the components.

2. Embodiment of the method according to claim 1, characterized in that the workpiece is quickly reheated before the final rapid cooling and is ^{subjected to a temperature equalization for a short time at about 1000 0} C, for the purpose of removing all irregularities in the product caused by insufficiently rapid Cooling or failure to observe the correct machining conditions have to be corrected and a fine regrained austenite structure can be generated by rapidly cooling the product from a predetermined temperature.

3. Embodiment according to claim 1 for the cases where the processing is to be carried out in several operations, characterized in that a preprocessing within the temperature range and under the conditions which were described in claim 1, then rapidly cooled to at most 1075 ° C is reheated ■ in order to make the fine-grained structure disappear avoid completing the shaping within the same temperature range and in turn is rapidly cooled.

4. Embodiment of the method according to claim 1 for the cases where the processing is made in several operations and the forged The shaped piece is to be cooled slowly after the preprocessing, characterized in that that the pre-forged, slowly cooled molding to a temperature above 1125 ° C again is heated to restore the uniform, firmly connected austenite structure manufacture, followed by final processing to restore the fine-grained state at one temperature is made, the last is between 800 and 1075 ° C, to then to cool quickly.

5. Embodiment of the method according to claim 1 for obtaining a steel of Uniform, firmly connected austenite structure, characterized in that that one can measure the extent and extent of the cooling of the suitably deoxidized and at a point close to the solidification point lying temperature of the cast metal regulates so that the ingot is already in the form to an approximate in the whole mass cools down uniform temperature, whereupon he turns into a Equalization pit or a heating furnace is subjected to further equalization, until the austenite structure mentioned above is achieved. ,