DE2951812A1

DE2951812A1 - Automatenstahl

Info

Publication number: DE2951812A1
Application number: DE19792951812
Authority: DE
Inventors: Shozo Abeyama; Tetsuo Kato; Atsuyoshi Kimura; Sadayuki Nakamura; Makoto Saito
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1978-12-25
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1980-07-10
Also published as: FR2445388B1; FR2445388A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Automatenstahl für bearbeitende bzw. spanabhebende Konstruktionszwecke mit verbesserten Eigenschaften, der Sulfideinschlußteilchen mit kontrolliertem LSngen/Seiten-Verhältnis, Größe und Verteilung enthält.

Gemäß der Erfindung wird ein Automatenstahl mit ausgezeichneter Bearbeitbarkeit bzw. spanabhebender Bearbeitbarkeit zur Verfügung gestellt, der durch die Kontrolle des Längen- und Seitenverhältnisses, der Größe und der Verteilung von Einschlußteilchen auf MnS-Basis in der Stahlmatrix verstärkt ist.

Durch die Erfindung wird weiterhin ein Automatenstahl mit hoher Walzkontakt-Dauerfestigkeit zur Verfügung gestellt, der dadurch verbessert worden ist, daß das Längen- und Seitenverhältnis der Sulfideinschlußteilchen in dem Stahl so kontrolliert worden ist, daß der Hauptteil der relativ großen Teilchen nicht extrem elongiert sein kann und indem die prozentuale Fläche der AluminiumoxldbUndel im Matrixquerschnitt erniedrigt worden ist.

Der erfindungsgemäße Automatenstahl für spanabhebende bzw. bearbeitende Konstruktionszwecke umfaßt Stahl, Manganstahl, Nickelchromstahl, Chrommolybdänstahl, Nickelchrommolybdänstahl, Manganchromstahl, Molybdänstahl und Nickelmolybdänstahl.

Es ist bereits bekannt, daß einige Elemente, wie zum Beispiel Schwefel, Tellur und Blei, dazu geeignet sind, die Bearbeitbarkeit von Stählen zu erhöhen. Automatenstähle mit verbesserter Bearbeitbarkeit durch Zugabe von einem oder mehreren dieser Elemente zu Kohlenstoffstahl oder niedriglegiertem Stahl werden in weitem Ausmaß verwendet.

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Die Forderungen nach einer besseren Bearbeitbarkeit von Stahl sind jedoch noch nicht vollständig erfüllt, und in verschiedenen Industriezweigen wird nach einer weiteren Verbesserung der Bearbeitbarkeit von Stahl gesucht.

Es wurde nun gefunden, daß ein Stahl für spanabhebende Konstruktionszwecke, der geeignete Mengen von Te und S enthält, nicht nur eine erhöhte Bearbeitbarkeit bzw. spanabhebende Bearbeitbarkeit sondern auch eine verminderte Anisotropie der mechanischen Eigenschaften und eine gute Verformbarkeit beim Kaltschmieden hat. Es bestand ein Bedürfnis nach einer Verbesserung der Walzkontakt-Dauerfestigkeit eines solchen Automatenstahls.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Automatenstahl für bearbeitende bzw. spanabhebende Konstruktionszwecke zur Verfügung zu stellen, der über das übliche Maß hinaus eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit bzw. spanabhebende Bearbeitbarkeit hat.

Durch die Erfindung soll auch ein Automatenstahl für bearbeitende Konstruktionszwecke zur Verfügung gestellt werden, der eine höhere Walzkontakt-Dauerfestigkeit besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Langen- und Seitenverhältnis, die Größe und die Verteilung der Teilchen der Sulfideinschlüsse, insbesondere der Einschlüsse auf MnS-Basis, in dem Stahl kontrolliert wird.

Der erfindungsgemäße Automatenstahl enthält bis zu 0,6 % C, bis zu 2,0 % Si, bis zu 2,0 % Mn, 0,04 bis 0,4 % S, 0,002 bis 0,50%Te und 0,0010 bis 0,0300 % 0 und zum Rest im wesentlichen Fe. Er enthält Einschlüsse auf MnS-Basis in Form von Teilchen mit einer Länge von 5 bis 100 Aim, einer Breite von 1 bis 10um, wobei das Längen- und Seitenverhältnis von

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von Länge/Breite der Teilchen nicht größer als 10 ist und die Dich

beträgt.

2
die Dichte pro 1 mm Matrixquerschnitt 20 bis 200 Teilchen

Dieser Automatenstahl zeigt, wie unten beschrieben, eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit bzw. spanabhebende Bearbeitbarkeit, die sich durch eine 1,5- bis 2,0fache oder längere Standzeit im Vergleich zu einem herkömmlichen Automatenstahl dieser Sorte, der Einschlußteilchen ohne Kontrolle der oben definierten Charakteristiken enthält, anzeigt.

Im folgenden werden die Rollen der oben erwähnten Legierungselemente und die Signifikanz der Zusammensetzung und die Charakteristiken der Einschlußteilchen erläutert.

C: bis zu 0,6 %

Kohlenstoff ist wesentlich, um dem Stahl die Festigkeit für Konstruktionszwecke zu verleihen. Dieses Element ist in dem Stahl in einer für den Anwendungszweck geeigneten Menge enthalten. Ein über 0,6 % hinausgehender Gehalt bewirkt jedoch eine verkürzte Standzeit aufgrund einer zu hohen Festigkeit.

Si: bis zu 2,0 %

Silizium wird zu dem Stahl als Desoxidierungselement gegeben. Es erhöht die Härtungseigenschaften und die Antitemperabilität. Da überschüssige Mengen von Si die Schlagfestigkeit erheblich vermindern, sollte der Gehalt dieses Elemente auf 2,0 % höchstens begrenzt werden.

Mn: bis zu 2,0 %

Mangan fördert nicht nur die Härtbarkeit sondern ist auch zur Bildung von Einschlüssen auf MnS-Basis, die die Standzeit beeinflussen, unerläßlich. Mn sollte mindestens in einer Menge, die dem Verhältnis Mn/S>2 genügt, enthalten sein. Anderer-

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seits beeinträchtigt ein Gehalt von mehr als 2,0 % die Standzeit aufgrund einer zu starken Verstärkung der Matrix.

S: 0,04 bis 0,40 %

Schwefel ist naturgemäß unterläßlich, um Einschlüsse auf MnS-Basis zu bilden. Aus diesem Grunde sollte der Gehalt mindestens 0,04 % betragen. Zu hohe Mengen an Schwefel verschlechtern die Anisotropie der Festigkeit und die Heißverformbarkeit. 0,40 % sind daher die Obergrenze des Gehalts an diesem Element.

Te: 0,002 bis 0,50 %

Tellur ist wesentlich, um das Längen- und Seitenverhältnis von Einschlüssen auf MnS-Basis zu kontrollieren, das die Standzeit beherrscht. Der erfindungsgemäße Stahl sollte Te in einer Menge von mindestens 0,002 % enthalten. Aufgrund einer signifikanten Verminderung der Heißverformbarkeit bei einem höheren Gehalt an Te darf dieser nicht mehr als 0,50 % betragen.

0: 0,0010 bis 0,0300 %

Auch Sauerstoff spielt eine wichtige Rolle bei der Kontrolle des Längen- und Seitenverhältnisses der Einschlüsse auf MnS-Basis. Die Untergrenze für diesen Zweck ist 0,002 %, und die Obergrenze ist 0,03 %· Ein zu hoher Gehalt bewirkt eine Verminderung der Zähigkeit des Stahls.

Längen- und Seitenverhältnis und Verteilung der Einschlußteilchen

Es wurde gefunden, daß die Bearbeitbarkeit bzw. die spanabhe- * bende Bearbeitbarkeit der Automatenstähle stark von dem Längen- und Seitenverhältnis von nichtmetallischen Einschlußteilchen, insbesondere Einschlüssen auf MnS-Basis, abhängt. Es wurden erhebliche Untersuchungen mit verschiedenen Längen- und Seitenverhältnissen der Einschlußteilchen durchgeführt.

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Als Ergebnis wurde festgestellt, daß das günstigste Längen- und Seitenverhältnis und die günstigste Verteilung der Einschlußteilchen für ein langsameres Fortschreiten des Werkzeugabriebs wie folgt sind: eine Länge von 5 bis 100Aim, eine Breite von 1 bis 10yum, ein Längen- und Seitenverhältnis

von Länge/Breite von nicht mehr als 10 und eine Dichte von

20 bis 200 Teilchen pro 1 mm des Matrixquerschnitts. Es wurde weiterhin festgestellt, daß, wenn diesen Erfordernissen nicht genügt wird, die Bearbeitbarkeit und die Festigkeit nicht zufriedenstellend sind. Somit werden erfindungsgemäß das Längen- und Seitenverhältnis und die Verteilung der Einschlußteilchen in dem erfindungsgemäßen Stahl wie oben definiert.

Zu der oben angegebenen Grundzusammensetzung des Stahls können gewünschtenfalls die folgenden Legierungselemente zugesetzt werden:

P: bis zu 0,10 96

Phosphor ist günstig, um die Glätte der durch Bearbeitung fertiggestellten Oberfläche zu verbessern. Daher ist eine Zugabe dieses Elements oftmals zweckmäßig. Aufgrund einer Versprödung und daher einer verminderten Duktilität, die durch große Phosphormengen bewirkt wird, ist der Höchstgehalt auf 0,10 % begrenzt.

Die Zugabe von einem oder mehreren der folgenden Elemente in geeigneter Menge verbessert weiterhin die Bearbeitbarkeit und/oder die Festigkeit des Stahls:

Pb: 0,03 bis 0,30 %

Blei verleiht dem Stahl mit der Grundzusammensetzung eine höhere Bearbeitbarkeit. Es wird daher bevorzugt, Pb in einer geeigneten Menge zuzusetzen. Der Effekt der Zugabe wird bei einem Gehalt von 0,03 % oder mehr nennenswert. Da die Schlag-

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festigkeit durch große Mengen von Pb erheblich beeinträchtigt wird, ist ein bevorzugter Gehalt nicht höher als 0,30 %.

Ni: bis zu 4,5 %; Cr: bis zu 4,5 96; Mo: bis zu 1,0 %

Diese Elemente sind dazu geeignet, die Härtbarkeit und die Festigkeit nach dem Tempern zu verbessern. Die oben angegebenen Obergrenzen wurden im Hinblick darauf aufgestellt, eine Verminderung der Bearbeitbarkeit aufgrund einer erhöhten Festigkeit bei einem höheren Gehalt dieser Elemente zu vermeiden.

Es wurde festgestellt, daß das Längen- und Seitenverhältnis und die Verteilung der Einschlußteilchen,die verlängerte Standzeiten ergeben, stark von der Durchwärmungstemperatur der Blöcke und von der Walztemperatur bei der Fertigstellung des Zeißwalzens abhängen. Aus einer Anzahl von Versuchen wurde die Schlußfolgerung gezogen, daß eine Durchwärmungstemperatur zwischen 1200 und 1AOO⁰C und eine Fertigbearbeitungstemperatur von mehr als 1000°C Einschlußteilchen mit dem oben beschriebenen Längen- und Seitenverhältnis und der oben beschriebenen Verteilung ergeben.

Der erfindungsgemäße Automatenstahl, der eine verbesserte Walzkontakt-Dauerfestigkeit bzw. Walzkontakt-Eruüdungsfestigkeit.zeigt, enthält folgendes: bis zu 0,6 % C, bis zu 2,0 % Si, bis zu 2,0 % Mn, 0,04 bis 0,40 % S, bis zu 0,1 96 Te, wobei %Te/%S 0,04 oder höher ist, und bis zu 0,003 % 0 und bis zu 0,020 % N und zum Rest im wesentlichen Fe. Dieser Stahl ist dadurch charakterisiert, daß mindestens 80 % der Einschlußteilchen auf Sulfidbasis, die eine Länge von 10/um oder mehr haben, ein Längen- und Seitenverhältnis oder ein Länge/Breite-Verhältnis von 5 oder weniger haben und daß die prozentuale Fläche der Aluminiumoxidbündel im Matrixquerschnitt nicht höher als 0,5 # ist.

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Der Automatenstahl hat auch eine verbesserte Verformbarkeit beim Kaltschmieden, die durch Zugabe von Te erzielt wird.

Die Rollen der oben angegebenen Komponenten und die Signifikanz der Zusammensetzung sind, soweit es die Elemente C, Si, Mn und S betrifft, nahezu die gleichen,wie oben für den Automatenstahl mit ausgezeichneter Bearbeitbarkeit beschrieben.

Im folgenden werden die weiteren Komponenten erläutert:

Te: bis zu 0,1 %

Bei einem Automatenstahl, der 0,04 bis 0,4 % Schwefel enthält, ist es erforderlich, #Te/9tö auf einen Wert von nicht weniger als 0,04, vorzugsweise von erheblich mehr, einzustellen, um eine unerwünschte Elongierung der Sulfideinschlüsse, wie MnS, zu verhindern. Jedoch verschlechtert eine zu hohe Menge an Te, wie von Schwefel, die Heißverformbarkeit bei nur einer geringen Verbesserung der Verformbarkeit beim Kaltschmieden und der Walzkontakt-Dauerfestigkeit. Somit wird die obere Grenze auf 0,1 % gesetzt.

0: bis zu 0,0030 %

Im Hinblick auf die Walzkontakt-Dauerfestigkeit ist Sauerstoff ein schädliches Element, da es Oxide bildet, die zu einer Rißbildung Anlaß geben. Damit Te die Walzkontakt-Dauerfestigkeit vollständig begünstigen kann, sollte der Sauerstoffgehalt auf 0,003 % oder weniger begrenzt sein. Eine besonders gute Walzkontakt-Dauerfestigkeit kann bei einem Sauerstoffgehalt von nicht mehr als 0,002 % realisiert werden.

N: bis zu 0,0200 %

Stickstoff verleiht dem Stahl eine hohe Deformationsbeständigkeit und eine niedrige Bearbeitbarkeit und Verformbarkeit beim Kaltschmieden. Der Gehalt dieses Elements sollte daher so niedrig wie möglich sein. Die obere Grenze beträgt 0,02 %.

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Der Automatenstahl mit hoher Walzkontakt-Dauerfestigkeit kann gewünschtenfalls ein oder mehrere der folgenden Legierungselemente in den unten angegebenen Mengen enthalten:

P: bis zu 0,1 %,

Pb: bis zu 0,3 %t Bi: bis zu 0,3 %» mit der Maßgabe, daß Pb 4- Si nicht Über 0,4 # hinausgeht, Se: bis zu 0,4 %, mit der Maßgabe, daß S + Se nicht über 0,4

% hinausgeht, und

Ca: bis zu 0,0010 %.

Die oben angegebenen Elemente verbessern die Bearbeitbarkeit, wenn sie zu dem Stahl zugegeben werden. Die Obergrenzen werden im Hinblick darauf festgelegt, eine Elongierung der Sulfideinschlußteilchen in dem Stahl zu vermeiden und eine gute Walzkontakt-Dauerfestigkeit aufrechtzuerhalten. Wenn Pb und Bi oder S und Se miteinander zugegeben werden, dann sollte die Gesamtmenge dieser Elemente nicht über 0,4 # hinausgehen, so daß die Heißverformbarkeit und die Walzkontakt-Dauerfestigkeit nicht beeinträchtigt werden.

Ni: bis zu 6,0 %, Cr: bis zu 4,0 %, Mo: bis zu 2,0 %

Diese drei Elemente sind für den erfindungsgemäßen Stahl wesentlich, wenn eine Zähigkeit und Antitemperabilität erforderlich sind. Bei einem höheren Gehalt sind jedoch ihre Wir- · kungen nicht der Erhöhung des Gehalts proportional. Daher können ein oder mehrere dieser Elemente in den oben angegebenen Grenzen zugesetzt werden.

Al: bis zu 2,0 %, B: bis zu 0,010 %, V: bis zu 0,3 #, Ti: bis zu 0,3 %, Nb: bis zu 0,3 %, Ta: bis zu 0,3 %, Zr: bis zu 0,3 %» SEM (Seltene Erdmetalle): insgesamt bis zu 0,1 %

Es wird bevorzugt, ein oder mehrere der ausgewählten Elemente aus der oben erwähnten Gruppe zuzusetzen, da sie die Kristallstruktur des Stahls und die Wärmebehandlungseigenschaf-

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ten verbessern. Damit der erfindungsgemäße Stahl das günstige Längen- und Breitenverhältnis der Sulfideinschlußteilchen sowie eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit und Walzkontakt-Dauerfestigkeit beibehalten kann, müssen die Zugabemengen dieser Elemente in dem angegebenen Bereich liegen.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Beispiel 1

Die Materialien wurden in einem Elektroofen mit basischer Auskleidung geschmolzen, um Automatenstähle mit der Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 herzustellen. Die Stähle wurden wie folgt klassifiziert; die Nummern der JIS-Definitionszusammensetzungen sind unten angegeben:

Versuch Nr.	bis	4	Stahlsorte	JIS-Nummer	4051
1	bis	8	Stahl mit niedri gem Kohlenstoff gehalt	G	4051
5	bis	12	Stahl mit mittle rem Kohlenstoff gehalt	G	4104
9	bis	16	SCr21	G	4105
13	bis	20	SCM21	G	4103
17	SNCM5	G

Blöcke der Versuchsnummern 1, 3, 5, 7, 9» 11» 13, 15, 17 und 19 oder der ungeraden Nummern wurden bei 1200 bis 1400⁰C durchgewärmt und sodann heißgewalzt, wodurch Barren mit einem Durchmesser von 90 cm erhalten wurden. Das Heißbearbeiten erfolgte bei einer Fertigbearbeitungstemperatur von oberhalb 1000°C.

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Andererseits wurden Blöcke der Versuchsnummern 2, k, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 und 20 oder der geraden Nummern heißgewalzt, wodurch Blöcke mit der gleichen Größe wie die obigen Blöcke unter üblichen Bedingungen erhalten wurden, d.h. bei einer DurchwSrmungstemperatur von 1100 bis 1300⁰C und einer Fertigbearbeitungswalztemperatur von 900 bis 1000°C.

Die Versuche mit ungeraden Nummern sind daher AusfUhrungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, während die Versuche mit geraden Nummern Kontrollbeispiele gemäß der herkömmlichen Heißbearbeitungsmethode sind. Die Bedingungen des Heißbearbeitens sind in Tabelle II zusammengestellt.

Bei den oben genannten Barren wurden Probekörper für die mikroskopische Analyse genommen, und das Längen- und Seitenverhältnis und die Verkeilung der Einschlußteilchen auf MnS-Basis wurden ermittelt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt. In Tabelle III bedeutet die Abkürzung "L/B" das durchschnittliche Länge/Breite-Verhältnis oder das Längen- und Seitenverhältnis der Einschlußteilchen.

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Stahlsorte Vers.

Si

Tabelle I (1)

Mn P S

Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt

1 0.08 0.02 1.25 0.061 0.275

2 0.10 0.02 1.30 0.059 0.283

3 0.08 0.02 1.23 0.060 0.285

4 0.10 0.02 1.28 0.063 0.278

Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt

SCr21

5	0. 48	0.27	0.79	0.010	0.045
6	0. 50	0. 28	0.79	0.009	C.051
7	0. 48	0. 25	0.81	0.013	0.055
8	0.50	0.26	0.78	0.010	0.050
9	0.14	0.25	0.73	0.012	0.055
10	0.14	0.25	0.73	0.013	0.053
11	0.13	0.24	0.75	0.011	0.045
12	0.13	0.23	0.75	0.011	0.055

Pb

andere

0.04 0.0115

0.03 0.034

0.0 4 0.010 0.18

0.04 0.032 0.19

0.02 0.0031

0.02 0.0032

0.02 0.0043 0.18

0.03 0.0020 0.18

0.02 0.0082 Cr:1.12

0.02 0.0090 Cr:l.ll

0.02 0.0073 0.13 Cr:1.21

0.02 0.0081 0.13 Cr:1.15

IN* CO

Tabelle I (2) Stahlsorte Vers. C Si Mn ρ S

SCM21

13 0.15 0.25 0.68 0.008 0.048

SN CM 5

Te

0.02 0.0085

14 0.15 0.26 0.62 0.009 0.050 0.02 0.0081

15 0.14 0.22 0.70 0.007 0.070 0.02 0.0075 0.10

16 0.17 0.27 0.65 0.005 0.068 0.02 0.0073 0.08

17 0.34 0.25 0.40 0.010 0.061 0.02 0.0048

18 0.33 0.27 0.47 0.010 0.056 0.02 0.0045

19 0.35 0.23 0.45 0.010 0.058 0.02 0.0051 0.12

20 0.34 0.26 0.46 0.011 0.048 0.02 0.0042 0.10

andere

Cr: 1.10 Mo:0I20

Cr:1.2l Mo:0.21

Cr:l.15 Mo:0.23

Cr:1.22 Mo:0.19

Cr:2.75 Ni:3.35 Mo:0.63

Cr :2.96 Ni:3.25 Mo:0.58

Cr:2.81 Ni:3.18 Mo:0.62

Cr:2.88 Ni:3.30 Mo:0.55

VJl I

- 16 Tabelle II

Heißwalzbedingungen

Durchwärmunge- Fertigbearbeitungs-Stahlsorte Versuch temperatur (^UC) temperatur (⁰C)

SCr21 SCM 21 SCNM 5

drigei	m Kohlenstoffgehalt	1,	030
1	1,3 50		950
2	1,2 50	1,	0 50
3	1,380		980
4	1,280
ti er ei	n Kohlenstoffgehalt	1,	000
5	1,250		950
6	1,250	1,	000
7	1,250		950
CX)	1,250	1,	000
9	1,250		970
10	1,250	1,	010
11	1,250		980
12	1,250	1,	010
13	1,250		980
14	1,250	1,	020
15	1,200		980
16	1,250	1,	010
17	1,250		980
18	1,250	1,	000
19	1,250		980
20	1,250
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Tabelle III

Einschlußteilchen auf MnS-Basis

durch- durch- durch- durchschn.Länsehn. Brei-sehn . sehn. Zahl Stahlsorte Versuch ge ( μτα) te (um) L/B

Stahl mit niedrigem	SCr 21	9	'SCM21	13	SNCM 5	17	Kohlenstoffgehalt	5. 5	1.5	2. 3	98
1	10	14	18	12.5	0.9	0.8	30. 3	203
2	11	15	19	27.3	4.8	1.6	1. 6	150
3	12	16	20	7.5	0.7	0.7	36.3	210
4	25.4	Kohlenstoffgehalt
Stahl mit mittlerem	1. 5	3.8	3.7	190
5	8. 3	1.1	10.3	740
6	5.3	2.5	3.3	18 2
7	7.5	1.3	10.7	832
8
14.2	4.9	3.7	52
18.4	1.8	16.7	73
15.8	3.4	6.3	45
21.3	1.3	16. 4	78

19.0	4.0	3.9	35
73.1	1.9	40.6	72
15.8	6.2	4.6	40
58.2	2.0	44.8	10 5

15.8	4.0	35
53.0	27.9	53
12.1	2.0	28
35.0	17.5	40

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Aus Tabelle III wird ersichtlich, daß die Einschlußteilchen auf MnS-Basis der Kontrollbeispiele, nämlich der Versuche mit geraden Nummern, ein höheres Längen/Seiten-Verhältnis oder ein höheres L/B-Verhältnis haben. Weiterhin finden sich im Matrixquerschnitt größere Zahlen im Vergleich zu den AusfUhrungsbeispielen, nämlich den Versuchen mit ungeraden Nummern und mit gleicher chemischer Zusammensetzung.

Die obigen Probekörper wurden nach der Normalisierungsregulierung der Härte Bearbeitungstests durch Bohren und Drehen bei den unten angegebenen Bedingungen unterworfen.

Werkzeugstandzeit-Test mit einem HSS-Twistbohrer

Bohrer: SKH9, Durchmesser 10 mm
Vorschubgeschwindigkeit: 0,42 mm/rev. Bohrgeschwindigkeitι 47 mm/min
Lochtiefe: 30 mm (Blindloch)
Schneidöl: keines

Kriterium der Standzeit: Gesamtzahl der Löcher, bis der Bohrer keine weiteren Löcher mehr schneidet (im Durchschnitt η » 10)

Standzelttest mit einem Carbid-Einzelpunktwerkzeug

Werkzeug: P10 (-5, -5, 5, 5, 30, 0, 0,4) Vorschubgeschwindigkeit: 0,20 mm/rev.

Schneidgeschwindigkeit: 130 mm/min Schneidtiefe: 2,0 mm

Schneidöl: keines

Kriterium der Standzeit: Gesamtzeit bis VB » 0,2 mm (im Durchschnitt η » 10)

Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammen mit den Normalisierungsbedingungen zusammengestellt.

030028/07 9B

- 19 Tabelle IV

Normalisie- Bohrerstand- Werkzeugrungsbedin-Härte zeit (Anzahl standzeit

Stahlart Vers.

Rung

(HB) der

SCr21

9

SCM21

13

SNCM 5

17

-

18

830°C

200

Löcher

(min)

Stahl mit 1

135

8 50

245

niedri

920 C

10

14

19

x2 Std.

20 5

gem Koh- 2

130

452

120

lenstoff-

x2 Std.

11

15

20

A.C.

198

gehalt 3

A Γ

130

2112

290

4

128

12

16

200

1311

185

Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt

ο

5

900 C

178

82

125

6

x2 Std.

175

48

95

7

A.C.

175

155

153

8

170

100

105

900°C

175

180

185

x2 Std.

170

102

150

A.C.

175

28 5

200

173

191

155

8 50°C

228

183

170

x2 Std.

230

98

130

A.C.

230

250

18 5

0300

228

170

140

2 8/0798

60

110

40

95

123

125

60

110

Tabelle IV zeigt eindeutig, daß bei allen Stahlsorten die erfindungsgemäßen Automatenstähle, bei denen das Längen- und Seitenverhältnis und die Verteilung der Einschlußteilchen, wie oben definiert, reguliert worden sind, 1,5- bis 2,Ofach höhere Standzeiten sowohl beim Bohren als auch beim Drehen als bei den Kontrollstählen erhalten wurden. Bei letzteren waren das Längen- und Seitenverhältnis und die Verteilung der Einschlußteilchen nicht reguliert.

Weitere Tests der Bearbeitbarkeit bzw. der spanabhebenden Bearbeitbarkeit wurden bei den Bedingungen einer verschiedenen Schneidgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Schneidtiefe durchgeführt. Auch diese Ergebnisse zeigten, daß die erfindungsgemäßen Automatenstähle im Vergleich zu herkömmlichen Automatenstählen eine überlegene Bearbeitbarkeit haben.

Weiterhin hat der erfindungsgemäße Stahl, der Blei enthält, eine 1,5- bis 2,Ofach höhere Bohrzeit als ein bleifreier Stahl. Dies zeigt eindeutig den Effekt der Zugabe von Blei auf die Bearbeitbarkeit, insbesondere das Bohrverhalten.

Beispiel 2

In einem Versuchsbogenofen wurden die anderen Legierungselemente als Te, Pb, Bi und Ca aufgeschmolzen, wodurch Stähle mit vorbestimmten Zusammensetzungen erhalten wurden. Die geschmolzenen Stähle wurden in ein Vakuumentgasungsgefäß zur Entgasung überführt und sodann in eine Gießpfanne gegossen, die einen porösen Stöpsel am Boden hatte. Nach Zugabe der vorgewählten Menge von Al wurde Argongas in die geschmolzenen Stähle durch den porösen Stöpsel eingeblasen, um die Schmelze durchzubewegen. Während der Durchbewegung wurde Te zu der Stahlschmelze in einer solchen Menge entsprechend zu dem Schwefelgehalt der Stähle gegeben, daß #Te/#S 0,04 oder höher war.

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Erforderlichenfalls wurde Pb, Bi oder Ca in vorgewählter Menge in Form eines Pulvers durch den porösen Stöpsel auf dem Argongasstrom zugegeben. Alternativ können Pb, Bi und Ca zu dem Strom der Stahlschmelze während des Ausgießens aus dem Entgasungsgefäß in die Gießpfanne mit einem porösen Stöpsel fUr das Gaseinblasen zugegeben werden.

Hierauf wurde der geschmolzene Stahl zu 1,3-Tonnen-Blöcken durch Bodengießen gegossen. Dieser Stahl kann gewünschten- falls auf herkömmliche Weise des kontinuierlichen Gießens gegossen werden.

In Tabelle V ist die Zusammensetzung der so hergestellten Stähle angegeben. Die untenstehende Liste gibt die in die sem Beispiel verwendeten Stahlsorten und die Versuche mit jeder Stahlsorte an:

Stahlsorte Gemäß der Erfindung Vergleichsbeispiele

Versuchsnummern Versuchsnummern

SlOC	1	to 6	7	17
S55C	8	to 15	16,	24
SMn21	18	to 22	23,	35
SCr 4	25	to 32	33 to
SNC2	36	to 40	41
SNCM25	42	to 4 6	47	57
SCM22	48	to 55	56,	66
SMnC 3	58	to 64	65,
4032	67	to 71	72
4621	73	to 77	78

030028/0738

Stahlsorte Versuch C

Si

Mn

Te

%Te/

Tabelle V (1)

Al Ni

1 0.08 0.25 1.21 0.026 0.360 0.015 0.042 0.0015 0.012 0.025

2 0.09 0.22 1.22 0.016 0.384 0.016 0.042 0.0014 0.015 0.007

3 0.12 0.24 1.25 0.027 0.356 0.018 0.051 0.0012 0.013 0.033

4 0.10 0.24 1.23 0.023 0.351 0.019 0.054 0.0024 0.01.1 0.005

5 0.11 0.22 1.25 0.070 0.350 0.015 0.043 0.0013 0.012 0.032

6 0.08 0.20 1.21 0.065 0.375 0.017 0.045 0.0012 0.013 0.040

7 0.12 0.21 1.25 0.017 0.355 - - 0.0104 0.010 0.005

8 0.56 0.24 0.81 0.021 0.054 0.003 0.056 0.0016 0.009 0.018

9 0.54 0.24 0.80 0.013 0.054 0.004 0.074 0.0011 0.008 0.028

0.58 0.28 0.74 0.024 0.051 0.015 0.294 0.0012 0.009 0.015

0.57 0.25 0.85 0.029 0.045 0.008 0.178 0.0009 0.010 0.010

0.57 0.28 0.83 0.010 0.051 0.009 0.176 0.0010 0.010 0.018

0.56 0.28 0.82 0.022 0.055 0.005 0.091 0.0012 0.008 0.022

0.58 0.25 0.77 0.005 0.053 0.025 0.472 0.0014 0.008 0.023

Cr

Mo

B,V,Ti,Nb, pb,Bi, Ta,Zr , SEM Sc,Ca

Ti:0.09

- Pb:0.18

- Bi:0.18 Nb:0.08 Ca:0.0032

Zr:0.l6

Ph · η η fi ca-0 0076

ro

B:0:0Ö3	Pb:	-	06	K)
Ti:0.003	Pb:		09	CO cn
Zr:0.04	Ca:		0041
Nb:0.07	Sc:	0.	35	OO
TirO.Ol		0.		Ni
-		ο:
	0.

Zr :0.08 Ti:0.05

Tabelle V(2) Stahl- . %Te/ B,V,Ti,Nb, i>b,Bi,

sorte C Si Mn P S Te ,_ς Ο N Al Ni Cr Mo

Versuch « To, Zr, SEM so ,Ca

15 0.58 0.23 0.74 0.014 0.046 0.010 0.217 0.0011 0.010 0.014 - Nb:0.05 Ca:0.0049

16 0.53 0.28 0.73 0.016 0.053 - - 0.0035 0.009 0.022 -

17 0.56 0.27 0.78 0.012 0.053 - - 0.0045 0.011 0.025 - Φ·°ή°ϋι⁹ αι Γΐ:υ·υ J

^ 18 0.21 0.27 1.25 0.015 0.154 0.007 0.045 0.0012 0.012 0.025 -

eo B:0.0019

^ 19 0.19 0.29 1.28 0.014 0.144 0.009 0.063 0.0014 0.013 0.032 - Ti:0.05

O Nb:0.03

-3 20 0.19 0.26 1.33 0.015 0.162 0.015 0.093 0.0007 0.015 0.035 - Ti:0.03

^TO 21 0.20 0.24 1.34 0.024 0.161 0.011 0.068- 0.0016 0.012 0.028 - - Ετ·η'η4

22 0.19 0.28 1.26 0.021 0.165 0.011 0.067 0.0017 0.013 0.049 - Zr^lS '

Bi-004 Se-o'o35

23 0.20 0.23 1.32 0.019 0.165 - - 0.025 0.013 0.035 -

24 0.20 0.22 1.30 0.013 0.161 - - 0.045 0.025 0.033 - JjU[^

SCr4 J₀

25 0.40 0.22 0.78 0.018 0.064 0.011 0.172 0.0017 0.010 0.029 - 0.96 - - J£

26 0.39 0.20 0.74 0.024 0.070 0.009 0.129 0.0013 0.012 0.900 - 0.98 - 5·?«°^ " <X>

27 0.42 0.28 0.75 0.008 0.075 0.003 0.040 0.0019 0.019 0.018 - 1.05 - V:0.15 - N>

28 0.41 0.28 0.70 0.019 0.074 0.018 0.243 0.0013 0.017 0.026 - 1.01 - Nb:0.08

Tabelle V(3)

Stähl- ' %Te/ B,v,Ti,Nb, rb,Di,

sorte C Si Mn P S Te .- 0 N Al Ni Cr Mo

Versuch « Ta,zr, SEM r-o_,Ca

29 0.41 0.23 0.73 0.013 0.065 0.015 0.231 0.0012 0.014 0.022 - 0.99 - - Tb:0.19

30 0.40 0.22 0.74 0.028 0.068 0.028 0.412 0.0020 0⁵:012 0.034 - 0.97 - - ?c:0.224

ο 31 0.41 0.22 0.72 0.022 0.063 0.005 0.079 0.0018 0.011 1.100 - 1.05 - - S^i:S*2J_nc

d> Ca : 0 . 00 96

° 32 0.39 0.24 0.71 0.024 0.067 0.008 0.119 0.0015 0.012 0.021 - 1.00 - τ[°0°05 ^Ca:0-0033

^ 33 0.40 0.23 0.74 0.026 0.075 - - 0.0050 0.011 0.008 - 0.98 - - ·

O 34 0.39 0.28 0.75 0.023 0.080 - - 0.0045 0.012 0.0'65 - 1.04 - ^o*⁰"⁴ " *"

35 0.41 0.21 0.76 0.005 0.074 0.001 0.014 0.0038 0.010 0.023 - 1.00 - V:0.14 rb:0.04

36 0.30 0.27 0.48 0.022 0.053 0.005 0.094 0.0018 0.010 0.019 2.69 0.79 -

37 0.30 0.27 0.48 0.010 0.052 0.008 0.154 0.0018 0.011 0.020 2.77 0-80 - B:0.0089

38 0.30 0.27 0.45 0.020 0.058 0.004 0.069 0.0007 0.010 0.025 2.66 0.76 - ^^b:°·?^

^Zr:0·¹⁵ Pb:0.05 .„

39 0.32 0.24 0.49 0.028 0.055 0.013 0.236 0.0017 0.010 0.021 2.72 0.74 - - Se:0.083 Γ~

Ca:0.006 JJl

40 0.31 0.21 0.46 0.022 0.058 0.012 0.207 0.0008 0.011 0.023 2.79 0.81 - Ti:0.05 Di:0.06 __>

41 0.29 0.20 0.41 0.011 0.060 - - 0.0025 0.011 0.022 2.71 0.85 - _>

ca u
χι ο

C₄ (Λ

•■Η »

O
Σ

cn

CQ

ιη r^

Γ** CN CO C5

O rH O Ή

O O O O

Xl CU ro -γ-4

CU CO D CQ

η ιηχ·ο
ο cno

O > ΐ-ι >

-3· ιη

O O

I O ·

• O

CQ

X) 2

νο

CO

CM CM.

»η

sr

IT)

OO OO	rH ω	O 00	ro 00	ιη co	ο οο
O	ο	O	ο	ο	ο
O CM	.18	.33	.19	.25	.24
.025 4	,023 4	,028 4	,024 4	.045 4	.024 4
ο	ο	ο	ο	ο	ο
.012	.012	OTO'	.012	TTO'	ZTO'
ο	ο	ο	ο	ο	ο
.0013	.0012	,0021	.0010	.0019	,0044
ο	ο	ο	ο	ο	ο
075	,044	,125	333	.525	ι
ο	ο	ο	ο	ο
.004	ZOO'	,005	.018	,024	ι
ο	ο	ο	ο	ο
,053	.046	,040	.054	.046	,050
ο	ο	ο	ο	ο	ο
.006	.022	.020	.014	,028	,007
ο	ο	ο	ο	ο	ο
■sr	frfr	VO •sr	00 sr	00 •sr	6fr
ο	ο	ο	ο	ο	ο
CN CN	νο CN	rH CN	CN CM	ο CN	ro CM
O	O	O	O	O	O
VD	,^	-^	VO	ιη	00

VO

σι

οο

rH

	ι	LTI	ιη	■—ι	I	ιη	CO	cn cn
		rH	ο	rsl		ο	ro	ιη ο
		O	ο	O		ο	ο	CN O
	ιη	Γ)	Xl	O		C	O	C O
	ο	Ο	Cu	O		Γ3	O	ο ο
	•					U	<3	<Λ O
	ο			U		U	sr
		Ι					ο
ιη	χι ■				ι		•
ο					•	ο
..					ο	■ ·
ο					.,	Xl
			Xl	2
		2

in

CO

σι

00

cn σι

ιη
ο

νο	Γ-»	CN	00	crt	O	rH	CN
SJ¹	S]*	CN	sr	SJ¹	in	in	in

in

CM O

VD CTt

034	,035	,042	,036	,039	OfrO'	,038	.035
O	O	O	O	O	O	O	O
ZTO¹	OTO¹	,017	,012	.010	TTO'	STO'	.014
O	O	O	O	O	O	O	O
.0012	.0012	6000'	.0016	.0012	OTOO'	.0016	.0017
O	O	O	O	O	O	O	O
239	117	191	,280	265	051	980	,122
O	O	O	O	O	O	O	O
TTO'	,007	600	014	,013	,003	005	900'
O	O	O	O	O	O	O	O
,046	O VO O	,047	050	,049	059	058	.049
O	O	O	O	O	O	O	O
0.014	0.020	0.023	0.019	0.011	0.006	0.008	0.005
VD	O r-	CN r-	VO	CN r-·	rH	ro	VD r»
O	O	O	O	O	O	O	O
ro CN	σ» CN	ro CN	oo CN	ro CM	•sr CN	r- CN	ro CM
O	O	O	O	O	O	O	O
O CN	O CM	σι rH	O CN	cn rH	σ» rH	cn rH	O CM

in in

in

030028/0 7 96

Tabelle V(5)

to ο
ο
ro
οο

ο -α
to
α>

Stahlsorte C Versuch

Si

Mn

Te

%Te/ %S

Al Ni Cr Mo

SCM22

56 0.20 0.23 0.73 0.026 0.050

57 0.20 0.25 0.71 0.011 0.057

0.0058 0.015 0.030 0.010 5 0.012 0.005

SMn C 3

58 0.42 0.25 1.40 0.018 0.094 0.006 0.064 0.0011 0.011 0.035

59 0.43 0.27 1.44 0.026 0.096 0.008 0.084 0.0018 0.009 0.036

60 0.43 0.27 1.46 0.012 0.101 0.009 0.089 0.0012 0.011 0.038

61 0.42 0.26 1.46 0.025 0.094 0.015 0.160 0.0013 0.012 0.042

62 0.44 0.27 1.48 0.015 0.096 0.013 0.135 0.0009 0.010 0.041

63 0.43 0.25 1.40 0.025 0.094 0.004 0.043 0.0016 0.012 0.035

64 0.43 0.21 1.46 0.007 0.108 0.017 0.157 0.0018 0.011 0.037

65 0.42 0.20 1.44 0.023 0.102 - - 0.0043 0.012 0.034

66 0.44 0.23 1.45 0.015 0.106 - - 0.0052 0.010 0.025

32

67 0.31 0.29 0.81 0.018 0.075 0.009 0.12 0.0015 0.011 0.042

68 0.31 0.22 0.80 0.021 0.087 0.004 0.046 0.0009 0.011 0.045

69 0.32 0.22 0.85 0.025 0.083 0.008 0.096 0.0017 0.012 0.040

B,V,Ti,Nb, Pb,Bi, Ta, Zr ,SEM so,Ca

0.99 0.16

1.03 0.18 Nb:0.05 Ca:0.0014

0.46 -

0.55 -

0.51 0.49
0. 45

0.53 -

0.51 -

0.44 -

0.51 -

0.25 0.24

B:0.	001	Ca	:0.	0053	I
Ti:0	.04	Bi	:0.	03	ro
Ϊ6?0	⁹Si	Ca	:0.	0033
Ti: 0	. 09	Pb Bi	:0. :0.	03 07	¹
	-	Sg	:D.	065


Nb:0	.04
Ti:0 Zr :0	.03 . 15
B:0.	0022
Ti:0	.05

ViO.Ol

Ti:0.05 0.27 Zr:0.12

Tabelle V(6)

Stahl- %Te/ B,v,Ti,nb, pb,Bi,

SOirte C Si Mn P S Te „_s 0 N Al Ni Cr Mo

Versuch * Ta,Zr, SEM Se,Ca

S ⁴⁰³²

70 0.33 0.22 0.87 0.024 0.078 0.018 0.231 0.0028 0.009 0.025 - - 0.27 kv-h-uS

a> 71 0.31 0.26 0.83 0.010 0.084 0.014 0.167 0.0023 0.007 0.041 - - 0.24 Nb:0.05 Pb:0.18

° 72 0.31 0.25 0.82 0.007 0.089 - - 0.0064 0.009 0.040 - - 0.26 - - '

—j

α, 4621

ro

73 0.21 0.28 0.88 0.014 0.045 0.012 0.267 0.0018 0.012 0.041 1.77 - 0.26

B:0.0042

74 0.20 0.20 0.82 0.011 0.047 0.010 0.213 0.0011 0.012 0.045 1.81 - 0.26 Ti:0.04

Z r " 0 01

75 0.21 0.26 0.85 0.012 0.054 0.009 0.167 0-0010 0.012 0.019 1.83 - 0.27 - Ca'-OOoV

76 0.22 0.22 0.80 0.015 0.045 0.007 0.156 0.0020 0.013 0.016 1.75 - 0.24 - Ca:0.005B

77 0.20 0.29 0.82 0.023 0.048 0.008 0.167 0.0012 0.012 0.015 1.77 - 0.25 Zr:0.10 ^!^0042 *°

78 0.20 0.27 0.83 0.022 0.050 - - 0.0048 0.001 0.038 1.85 - 0.27 - —»

Die Blöcke wurden bei einer Fertigbearbeitungstemperatur von 950°C und mit einem Schmiedeverhältnis von etwa 100 oder mehr heißgewalzt. Aus dem gewalzten Material wurden Probekörper zur Bestimmung des Längen- und Seitenverhältnisses der Sulfideinschlußteilchen und des Gehalts der AluminiumoxidbUndel entnommen.

1) Längen- und Seitenverhältnis der Sulfideinschlußteilchen

In einem definierten Feld des Mikroskops wurden die Sulfidteilchen mit einer Länge von 10 um oder mehr beobachtet, um ihre Länge (L) und Breite (B) zu messen. Die prozentuale Anzahl der nichtelongierten Teilchen, die ein Längen- und Seitenverhältnis von L/B von nicht mehr als 5 hatten, unter den gemessenen Teilchen wurde bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI zusammengestellt. Gemäß dieser Tabelle war der prozentuale Anteil bei allen Kontrollstählen weniger als 20, während der prozentuale Anteil bei allen erfindungsgemäßen Stählen mehr als 80 betrug. Es wurde die Schlußfolgerung gezogen, daß die Sulfideinschlußteilchen in den erfindungsgemäßen Stählen nicht in elongierter Form vorlagen.

2) Gehalt an Aluminiumoxidbündeln

Probekörper mit einer Länge von 20 mm und einer Breite von 15 mm wurden nach JIS-Methode G o555 mikroskopisch untersucht, um die prozentuale Fläche der Aluminiumoxidbündel im Matrixquerschnitt zu bestimmen. Die erhaltenen Ergebnisse sind gleichfalls in Tabelle VI zusammengestellt. Die Tabelle zeigt eindeutig, daß die erfindungsgemäßen Stähle erheblich niedrigere prozentuale Flächen von Aluminiumoxidbündeln haben als die Kontrollstähle. Man geht davon aus, daß die bessere Reinheit den Effekt des niedrigeren Sauerstoffgehalts anzeigt.

In Tabelle VI bedeutet L/B ^ 5 (#) die prozentuale Anzahl der Sulfideinschlußteilchen mit L/B von nicht mehr als 5. Aluminiumoxid (%) bedeutet die prozentuale Fläche der AluminiumoxidbUndel.

0 3 0 0 2 3 / 0 7 ? 6

Tabelle VI(I)

Stahl sorte Versuch SlOC	1	S55C	8	L/B £ 5	Aluminium oxid (S.)	Stahl sorte Versuch	L/B f S ( ")	Aluminium oxid ' v)
2	9			SMn 21
3	10	82	0.04	21	86	0.06
4	11	85	0.03	22	92	0.07
5	12	84	0.05	23	21	0.69
• 6	13	89	0.01	24	18	0. 87
7	. 14	83	0.06	SCr 4
15	91	0.03	25	90	0.04
16	14	0.82	26	90	0.02
17			27	85	0.02
SMn 21	98	0.06	28	96	0.03
18	95	0.07	29	97	0.01
19	97	0.04	30	91	0.08
20	99	0.03	31	91	0.01
	94	0.02	32	89	0.04
92	0.02	33	13	0.86
90	0.03	34	15	0.84
95	0.02	35	22	0.52
19	0.85	SNC2
16	0.54	36	89	0.01
		37	94	0.04
87	0.03	38	93	0.04
88	0.04	39	93	0.02
88	0.01	40	97	0.08
		41	18	0.86

030028/GVüß

Tabelle VI(2)

Stahl sorte Versuch	L/B < 5	Aluminium oxid (%)	Stahl sorte Versuch	L/B ύ 5	Aluminium oxid (' ι
SNCM25			SMnC 3
42	90	0.05	62	87	0.08
43	91	0.02	63	87	0.09
44	88	0.07	64	91	0.01
45	96	0.02	65	20	0.82
46	94	0.05	66	18	0.83
47	25	0.87	4032
SCM22			67	86	0.04
48	92	0.06	68	84	0.08
49	81	0.06	69	85	0.08
50	96	0.02	70	90	0.02
51	93	0.04	71	90	0.02
52	92	0.06	72	16	0.85
53	92	0.05	4621
54	89	0.06	73	95	0.07
55	90	0.01	74	97	0.03
56	21	0.83	75	87	0.06
57	15	0.96	76	87	0.07
SMnC3			77	90	0.04
58	94	0.02	78	18	0.85
59	85	0.05
60	89	0.04
61	87	0.01

030028/0796

Die Stähle der Tabelle V wurden bei geeigneten Bedingungen wärmebehandelt,und es wurde die Walzkontakt-Dauerfestigkeit gemessen. Diese Messung erfolgte mit Probekörpern einer Länge von 22 mm und eines Durchmessers von 12 mm, indem die B₁₀-Lebenszeit (Anzahl des wiederholten Walzens, bis 10 % der Gesamtstücke brachen) und die Ben-Lebenszeit (Anzahl des wiederholten Walzens, bis 50 % der gesamten Stücke brachen) bei den unten angegebenen Testbedingungen bestimmt wurden:

Testbedingungen bei der Bestimmung der Walzkontakt-Dauerfestigkeit

Herzspannung: 300 bis 600 kg/mm Anzahl der Drehungen: 23120 U.p.m. Schmiermittel: Turbinenöl Nr. 140 Anzahl der Wiederholungen: 10

Tabelle VII zeigt die Ergebnisse des obigen Tests und die Bedingungen der oben erwähnten Wärmebehandlung. Die Tabelle zeigt eindeutig die erhebliche Verbesserung der Walzkontakt-Dauerfestigkeit der erfindungsgemäßen Stähle im Vergleich zu den Kontrollstählen.

030028/07 9 6

	1	S55C	8	Tabelle	VIi(D	B_1n-Le-	B₅₀-Le-
					behszeit	benszei
	2	9			(xio^b)	(xl0^b)
Stahl			Wärmebe	Walzkontakt-Dauerfestigkeit
sorte Vers.	3	10	handlung	Oberflä	2.2	9.8
SlOC				chendruck
4	11		kq/mm	1.8	8.6
		Aufkohlung
5	12		400	1.2	4.5
		900°C
6	13		400	1.2	4.2
	14	Härtung
7	15		400	2.0	8.8
16	830⁰C, +)
17		400	1.6	5.0
Temperung
	400	0.3	1.0
200°C, A.C.
	400	1.5	3.4

	400	1.6	3.5
Hochfrequenz
	600	1.8	3.8
Härtung
	60 0	1.5	3.5
830⁰C, +)
	600	0.9	2.0
Temperung
	600	0.8	2.0
200°C, A.C.		1.3	3.0
	600	1.3	3.1
		0.2	0.6
	600	0.2	0.5
	600
	600
600
600

Wasser-Abschr.

030028/Q79B

Tabelle VII(2)

	Vers.	Wärmebe	•	Walzkontafct.-Dauerfestiekeit	B₁₀-Le-	B₅₀-Le-
		handlung	Oberflä-	benszelt 6	benszeit
Stahl	18		chendrupk	(xio )	(XlO )
sorte			kq/mm^
SMn 21	19	Aufkohlung		3.0	10.0
			600
	20	900⁰C		3.2	11. 5
	21		600
		Härtung		3.0	10.0
	22	830°C, +♦)	600	1.5	6.2
	23		600
		Temperung		1.6	5.8
	24	200 C, A.C.	600	0.5	2.4
			600
	25			0.4	2.3
	26		600
SCr 4	27			13	44
			3 50	16	51
	28	Härtung	3 50	20	58
			350
	29	850°C, ++)		14	46
	30		350
	31			7.1	25
		Temperung	350	7.5	28
*	32	450°C, A.C.	350	9.8	37
	33		350
	34			19	55
	35		350	2.0	5.1
		350	2.5	5.2
		350	1.6	3.5
	350

Öl-Abschr.

030028/0798

Tabelle VII(3)

	Vers.	Wärmebe handlung	Walzkontakt-Dauerfestigkeit	^Bio-^Le- benszeit (XlO⁶)	ι- -Le- "50 ^Le benszeit (XlO⁶)
Stahl sorte			Oberflä chendruck kq/mm
SNC2	36 37 38	Härtung 850⁰C, ⁺⁺)		11 12 14	45 45 51
	39 40 41	Temperung 400⁰C, +)	350 350 3 50	8.3 15 0.9	33 60 2.6
			350 350 350
SNCM25	42	Aufkohlung		14	44
	43	900⁰C	600	18 .	42
	44	Härtung	600	10	36
	45	830⁰C, ++)	600	9.5	25
	46	Temperung	600	9.6	26
	47	190°C, A.C.	600	3. 4	10
		600

Wasser-Abschr. öl-Abschr.

030028/0798

	Vers.	Tabelle	VII(4) Walzkontakt-Dauerfestigkeit	benszeit (XlO⁶)	benszeit (XlO⁶)
Stahl sorte		Wärmebe handlung	Oberflä chendruck kq/mm
SCM 2 2	48			16	40
	49		600	15	39
	50		600	19	44
	51	Aufkohlung	600	10	30
	52	900⁰C	600	11	29
	53	Härtung	600	19	50
	54	830⁰C, ++)	600	18	46
	55	Temperung	600	12	39
	56	190°C, A.C.	600	3.3	8. 1
	57		600	4-5	9.8
			600
SMn C 3	58			20	73
	59		3 50	22	74
	60 61 62 63 64		350	27 27 18 16 17	81 80 68 66 69
	65	Härtung 850°C, ++) Temperung 400°C, A.C.	350 350 350 350 350	4.0	12.8
	66		350	3.9	13.0
		350

öl-Absehr.

030028/0798

Tabelle VII(5)

	Vers.	Wärmebe handlung	Walzkontakt-Dauerfestigkeit	B₁₀-Le- benszeit (XlO⁶)	B₅₀-Le- benszeit
Stahl sorte			Oberflä chendruck kq/jnm
4032	67			5.1	16
	68	Härtung	350	5.7	17
	69	830⁰C, ++)	350	5.6	17
	70	Temperung	350	4.0	15
	71	300°C, +)	350	3.3	15
	72		350	0.8	3.9
			350
4621	73	Aufkohlung		8.2	29
	74	900°C	600	8.9	26
	75	Härtung	600	5.3	11
	76	83o°c, ++;	600	10.1	35
	77	Temperung	) 600	8.0	19
	78	150°C, A.C.	600	1.4	3.9
		600

Wasser-Absehr

Öl-Abschr.

030028/0796

Um die Bearbeitbarkeit der Stähle der Tabelle V zu bestimmen, wurden die Probekörper nach einer für jede Stahlsorte geeigneten Wärmebehandlung bei den folgenden Bedingungen spanabhebend bearbeitet.

Werkzeugstandzelt-Test mit HSS-Twistbohrer Bohrer: SKH 9» Bohrer mit geradem Schaft, Durchmesser 10 mm

Vorschubgeschwindigkeit: 0,42 mm/rev. Bohrgeschwindigkeit: 30 mm/min Lochtiefe: 20 mm (Blindloch) SchneidÖl: keines

Kriterium der Lebenszeit: Gesamttiefe der Löcher, bis der Bohrer nicht mehr schneidet

Werkzeugstandzeit-Test mit einem Carbid-Einzelpunktwerkzeug

Werkzeug: P 10 (-5, -5, 5, 5, 30, 0, 0,4)

Vorschubgeschwindigkeit: 0,2 mm/min Schneidgeschwindigkeit: 200 mm/min Schneidtiefe: 2,0 mm SchneidÖl: keines Kriterium der Lebenszeit: Gesamtzeitspanne, bis V_ß » 0,2 mm* Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle VIII zusammengestellt.

030028/0798

Tabelle VIII(I)

Stahl- Wärmebe- Bohrerstand- Werkzeugstandsorte Vers, handlung zeit (min) zeit (min)

1	Normalisierung 900°C, A.C.	6,920	58
2		6,7 60	60
3 4 5		19,240 21,080 7,240	65 64 121
6		10,500	134
7		5,400	41
8		280	17
9		240	15
10	Vergütung	220	15
11	850°C, F.C.	220	16
12		680	18
13		1,240	35
14		2,160	20
15		320	32
16	200	12
17	160	12

030028/0796

Tabelle VIII(2)

Stahl- Wärmebe- Bohrerstand- Werkzeugstand' sorte Vers, handlung zelt (min) zeit (min)

SMn 21	18	SCr 4	25	Normalisierung 850⁰C, A.C.	CM -H	520	21
19	26			4 60	20
20 21 22	27			480 100 820	21 25 28
23	28			340	16
24	29 30 31			300	14
32
33			480	24
34			480	22
35	Vergütung 850⁰C, F.C.	1, 1.	420	20
			4 60	21
			280 320 560	25 31 64
			500	60
		3 60	18
		320	16
	420	15

030028/07 9 6

-AO-Tabelle VIII(3)

Stahl- Wärmebe- Bohrerstand- Werkzeugstandsorte Vers. handlung zelt (min) zelt

SNC2	36	SNCM25	42	Vergütung	2 60	16
37	43	850°C, F.C.	240	15
38	44		'240	15
39	45		8 80	18
40	46		600	17
41	47		200	13

	Normalisierung	400	22
	900°C, A.C.	380	20
	400	20
	2,160	64.
	1,880	24
280	17

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Tabelle VIII(A)

Stahl sorte Vers.	48	SMnC 3	58	Wärmebe- Bohrerstand handlung zeit (min)	Vergütung 850°C, F.C.	700	Werkzeugs zeit (min
SCM22	49	59			680
50	60			720	40
51 52 53	61			,800 ,680 700	41
.54	62 63			740	41
55	64	1 Normalisierung 1 900 C, A.C.	,120	45 74 72
56	65		500	70
57	66	2	500	86
		34
	220	40
	200
	200	10
	220	10
	340 660	9
	480	29
140	34 15
120 m	13
6
6

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Tabelle VIII(S)

Stahl- Wärmebesorte Vers, handlung

Bohrerstand- Werkzeugstand· zeit (min) zeit (min)

4032 4621

67	Vergütung	180	6
68	830°C, F-C.	160	5
69		160	5
70		320	18
71		480	7
72		110	4
73	Vergütung	460	25
74	830°C, F.C.	420	24
75		7 60	68
76		4 60	70
77	680	69
78	320	21

Ende der Beschreibung

030028/0796

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Automatenstahl für bearbeitende bzw. zerspanende Konstruktionszwecke mit ausgezeichneter Bearbeitbarkeit, bestehend aus bis zu 0,6 % C, bis zu 2,0 % Si, bis zu 2,0 96 Mn, 0,04 bis 0,4 % S, 0,002 bis 0,50 % Te und 0,0010 bis 0,0300 % 0 und zum Rest im wesentlichen aus Fe,mit einem Gehalt von Einschlüssen auf MnS-Basis in Form von Teilchen mit'einer Länge von 5 bis 100 um, einer Breite von 1 bis 10yum, wobei das durch Länge/Breite definierte Längen- und Seitenverhältnis nicht größer als 10 ist, und einer Dichte von 20 bis 200 Teilchen pro 1 mm² Matrixquerschnitt.

2. Automatenstahl nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß er weiterhin bis zu 0,10 % P enthält.

3. Automatenstahl nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß er weiterhin 0,03 bis 0,30 94 Pb enthält.

030028/0796

■X-

4. Automatenstahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin ein oder mehrere Bestandteile: bis zu 4,5 % Ni, bis zu 4,5 % Cr und bis zu 1,0 % Mo enthält.

5. Verfahren zur Herstellung eines Automatenstahls für bearbeitende bzw. zerspanende Konstruktionszwecke mit ausgezeichneter Bearbeitbarkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Block eines Stahls, welcher bis zu 0,6 % C, bis zu 2,0 % Si, bis zu 2,0 % Mn, 0,04 bis 0,4 % S, 0,002 bis 0,50 % Te und 0,0010 bis 0,0300 % 0 und zum Rest

im wesentlichen Fe enthält, bei den Bedingungen einer Ausgleichstemperatur zwischen 1200 und 14OO°C und einer Fertigstellungstemperatur oberhalb von 1000⁰C heißwalzt.

6. Automatenstahl fUr bearbeitende bzw. zerspanende Konstruktionszwecke mit verbesserter Walzkontakt-Dauerfestigkeit, enthaltend bis zu 0,6 $ C, bis zu 2,0 % Si, bis zu 2,0 % Mn, 0,04 bis 0,4 % S und bis zu 0,1 % Te, wobei das Verhältnis #Te/#S mindestens 0,04 beträgt, bis zu 0,0030 % 0 und bis zu 0,0200 % N und zum Rest im wesentlichen Fe, wobei mindestens 80 % der Einschlußteilchen auf Sulfidbasis mit einer Länge von 10iim oder mehr ein durch Länge/Breite definiertes Längen- und Seitenverhältnis von 5 oder weniger haben und wobei die prozentuale Fläche der Aluminiumoxidbündel in dem Matrixquerschnitt nicht mehr als 0,5 % beträgt.

7. Automatenstahl nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin ein oder mehrere der folgenden Legierungselemente enthält: bis zu 0,1 % P, bis zu 0,3 96 Pb, bis zu 0,3 % Bi, mit der Maßgabe, daß die Summe von Pb -ι- Bi nicht größer als 0,4 96 ist, bis zu 0,4 96 Se, mit der Maßgabe, daß die Summe von S + Se nicht größer als 0,4 96 ist, und bis zu 0,010 96 Ca enthält.

030028/0 7 98

8. Automatenstahl nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin ein oder mehrere der folgenden Legierungselemente enthält: bis zu 6,0 % Ni, bis zu 4,0 % Cr, bis zu 2,0 % Mo, bis zu 2,0 % Al, bis zu 0,010 % B, bis zu 0,5 % V, bis zu 0,5 % Ti, bis zu 0,5 % Nb, bis zu 0,5 % Ta, bis zu 0,5 % Zr und insgesamt bis zu 0,1 % SEII (Seltene Erdmetalle) enthält.

9. Automatenstahl nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß er weiterhin ein oder mehrere der folgenden Legierungselemente enthält: bis zu 6,0 % Ni, bis zu 4,0 % Cr, bis zu 2,0 % Mo, bis zu 2,0 % Al, bis zu 0,010 % B, bis zu 0,5 % V, bis zu 0,5 % Ti, bis zu 0,5 % Nb, bis zu 0,5 % Ta, bis zu 0,5 % Zr und bis zu insgesamt 0,1 % SEM zusammen mit einem oder mehreren der folgenden Legierungselemente: bis zu 0,1 % P, bis zu 0,3 % Pb, bis zu 0,3 % Bi, mit der Maßgabe, daß die Summe von Pb + Bi nicht größer als 0,4 % ist, bis zu 0,4 % Se, mit der Maßgabe, daß die Summe von S + Se nicht größer als 0,4 96 ist, und bis zu 0,0010 % Ca enthält.

Q30028/n^r/ijB