DE3434759A1

DE3434759A1 - Verfahren zur herstellung von statisch und/oder dynamisch hochbelastbaren maschinenteilen

Info

Publication number: DE3434759A1
Application number: DE19843434759
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: MAN B&W Diesel GmbH
Current assignee: SOMMER, RICHARD, 8900 AUGSBURG, DE
Priority date: 1984-09-21
Filing date: 1984-09-21
Publication date: 1986-05-22
Also published as: DE3434759C2

Description

PB 3293 -Ί -

Verfahren zur Herstellung von statisch und/oder dynamisch hochbelastbaren Maschinenteilen

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von statisch und/oder dynamisch hochbelastbaren Maschinenteilen, aus mikrolegierten Stählen und mit Querschnitten, wie in der Oberbegriffen der Ansprüche 1 bis 6 angegeben.

Hochbelastete Maschinenteile wie Kurbelwellen, Nockenwellen, Achsen, Räder, insbesondere Zahnräder, Deckel, Schrauben, Lenkhebel, Werkzeughalter oder dergleichen werden in der Regel aus vergüteten Stählen hergestellt. Letztere sind relativ teuer, weil sie bis zu mehreren Prozent Legierungselemente und eine beachtlich energieverbrauchende Wärmebehandlung benötigen. Es wurde aber auch schon vorgeschlagen, für solche Maschinenteile mikrolegierte Stähle schmiedeperlitisch zu verwenden. Es sind bisher aber noch keine Verfahren oder Methoden bekannt geworden , mit denen die für solche Maschinenteile notwendig hohe Festigkeit zugleich mit einer hohen Kerbschlagzähigkeit hätte erzielt werden können. Erst dies hätte einen unbedenklichen Einsatz mikrolegierter Stähle insbesondere für extrem hochbelastbare und außerdem relativ querschnittgroße Maschinenteile ermöglicht. Hier Abhilfe zu schaffen und die Verwendung vergleichsweise billiger

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mikrolegierter Stähle zu ermöglichen, ist ein Ziel gewesen, das es mit umfangreichen Untersuchungen begleitet von Laborversuchen und Praxistests zu erreichen galt.
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Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, für statisch und/oder dynamisch hochbelastbare Maschinenteile die Verwendung vergleichsweise billiger, mikrolegierter Stähle zu ermöglichen, und, um dies zu erreichen,Verfahren anzugeben, mit denen für solche Stähle nach bisherigen Behandlungsmethoden bislang nicht erreichte Festigkeits- und Zähigkeitswerte erzielbar sind, dahingehend, daß in den Maschinenteilen

- die Streckgrenze vom Rand zum Kern hin mindestens bis 250 mm Durchmesser nahezu gleich bleibt oder zum Kern hin nur geringfügig, bei besonders hohen Randwerten maximal bis zu 20%, abnimmt,

- die Proportionalitätsgrenze bei niedrigem Mangangehalt fast gleich und bei höherem Mangangehalt nur geringfügig niedriger ist als die Streckgrenze und auch wie letztere zum Kern hin entsprechend abfällt,

- das Verhältnis Streckgrenze zu Bruchfestigkeit stets größer ist als 0,65 und etwa bis zu 0,8 gehen kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6 für unterschiedliche Maschinenteilquerschnitte mit den Abkühlgeschwindigkeiten angepaßten , somit in ihrer Zusammensetzung unterschiedlichen mikrolegierten Stählen,mit den im jeweiligen Kennzeichen angegebenen Verfahrensschritten gelöst.

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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachstehend sind die erfindungsgemäßen Verfahren detailiert beschrieben.

Die erfindungsgemäßen Verfahren dienen generell zur Herstellung von statisch und/oder dynamisch hochbelastbaren Maschinenteilen, bei denen es sich um Kurbelwellen, Nockenwellen, Achsen, Räder, insbesondere Zahnräder, Deckel, Kupplungsteile, Schrauben, Lenkhebel, Werkzeughalter und dergl. handeln kann. Vorgenannte beispielhafte Aufzählung von Maschinenteilen soll deren Art jedoch in keiner Weise beschränken, sondern nur mögliche Anwendungen der erfindungsgemäßen Verfahren aufzeigen.

Für Maschinenteile mit einem Querschnitt bis zu etwa 200 cm wird ein mikrolegierter Stahl verwendet, der (angegeben in Gewichtsprozent) 0,3 bis 0,65 % Kohlenstoff, weniger als 1,2 % Silizium, 0,3 bis 0,8 % Mangan, weniger als 0,065 % Schwefel, insgesamt 0 bis 0,7 % Chrom und/oder Nickel und/ oder Kupfer und/oder Molybdän, 0,005 bis 0,025 % Stickstoff, und als auscheidungshärtende und/oder feinkornbildende Elemente insgesamt 0,05 bis 0,20 % Vanadium und/oder Niob und/oder Titan und/oder Aluminium und/oder Zirkon, ferner 0,0005 bis 0,005 % Bor, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen aufweist, wobei der Chrom- und Mangananteil insgesamt nicht größer als 1,0 % ist.

Aus einem solchen Stahl hergestellte Maschinenteile werden nach einem Form-

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gebungsprozeß einer speziellen Wärmebehandlung unterzogen. Dabei werden die Maschinenteile erfindungsgemäß in einem ersten Verfahrensschritt ausgehend von einer Temperatur, bei der das Gefüge ferritisch - perlitisch ist, auf eine Temperatur im Bereich zwischen 800°C und 1OOO°C erwärmt. Von dieser Temperatur ausgehend werden die solchermaßen erwärmten Maschinenteile dann gesteuert abgekühlt, und zwar 10

a) durch ein gasförmiges oder flüssiges oder als Sprühnebel zerstäubtes Kühlmittel oder durch Wirbelschichtkühlung,

b) mit einer im verwendeten Maschinenteilwerkstoff unter Vermeidung einer nennenswerten Bainitbildung eine Ausscheidungshärtung und/ oder Feinkornbildung sowie ein möglichst vollständiges ferritisch - perlitisch.es Gefüge

_ bewirkenden Abkühlungsgeschwindigkeit von 1,5 C bis 10⁰C pro Sekunde,

c) auf eine Temperatur, die um wenigstens 50°C unterhalb jener Temperatur liegt, bei der die Umwandlung des Maschinenteilgefüges in Ferrit und Perlit beendet ist.

Eine solche wie vorstehend beschriebene gesteuerte Abkühlung ist bei den gleichen dort zugrundeliegenden Maschinenteilen - also mit einem Querschnitt bis zu 200 cm und Stahl wie angegeben - mit gleich hervorragenden Ergebnissen auch für den Fall anwendbar, daß die Maschinenteile nach einem Warmumformen durch Walzen, Schmieden oder Pressen eine Endverformungstemperatur im Bereich

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zwischen 800°C und 1150°C haben. Die Maschinenteile sind dann direkt aus dieser Endverformungstemperatur gesteuert in gleicher Weise abzukühlen, wie vorstehend beschrieben.
5

In einem anderen Fall wird

für Maschinenteile mit einem beliebigen Querschnitt ein mikrolegierter Stahl verwendet,

der (angegeben in Gewichtsprozent) 0,3 bis 0,65 % Kohlenstoff, weniger als 1,2 % Silizium, 0,8 bis 1,2 % Mangan, weniger als 0,065 % Schwefel, insgesamt 0 bis 0,7 % Chrom und/oder Nickel und/ oder Kupfer und/oder Molybdän, 0,005 bis 0,025 % Stickstoff, und als ausscheidungshärtende und/ oder feinkornbildende Elemente insgesamt 0,05 bis 0,20 % Vanadium und/oder Niob und/oder Titan und/ oder Aluminium und/oder Zirkon, ferner 0,0005 bis 0,005 % Bor, Rest Eisen und erSchmelzungsbedingte Verunreinigungen aufweist, wobei der Chrom- und Mangananteil insgesamt nicht größer als 1,4 % ist.

Auch hier werden die aus einem solchen Stahl hergestellten Maschinenteile nach einem Formgebungsprozeß einer speziellen Wärmebehandlung unterzogen und dabei ausgehend von einer Temperatur, bei der das Gefüge ferritisch perlitisch ist, auf eine Temperatur im Bereich zwischen 8 00 C und 1000 C erwärmt. Von dieser Temperatur ausgehend werden die Maschinenteile dann gesteuert abgekühlt, und zwar

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P 34 34 759.3 Neue Seite ύ' 22.10.1984

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b) mit einer im verwendeten Maschinenteilwerkstoff unter Vermeidung einer nennenswerten Bainitbildung eine Ausscheidungshärtung und/ oder Feinkornbildung sowie ein möglichst vollständiges ferritisch - perlitisches Gefüge bewirkenden Abkühlungsgeschwindigkeit von 0,5⁰C bis 5°C pro Sekunde,

c) auf eine Temperatur, die um wenigstens 50 C unterhalb jener Temperatur liegt, bei der die Umwandlung des Maschinenteilgefüges in Ferrit und Perlit beendet ist.

Eine wie vorstehend beschriebene gesteuerte Abkühlung ist bei den gleichen dort zugrundeliegenden Maschinenteilen (mit beliebigem Querschnitt, Stahl wie angegeben) auch für den Fall mit gleich hervorragenden Ergebnissen anwendbar, daß die Maschinenteile nach einem Warmumformen durch Walzen, Schmieden oder Pressen noch eine Endverformung stemperatur im Bereich zwischen 800°C und 1150 ⁰C haben.' Die Maschinenteile sind dann unmittelbar aus dieser Endverformungstemperatur gesteuert in gleicher Weise abzukühlen, wie vorstehend beschrieben.

In einem weiteren Fall wird

für Maschinenteile mit einem Querschnitt über

ο
30 cm , um eine langsamere Abkühlung zu ermög-

liehen, ein mikrolegierter Stahl mit höherem Mangangehalt verwendet, der (angegeben in Gewichtsprozent) 0,30 bis 0,65 % Kohlenstoff, weniger als 1,2 % Silizium, mehr als 1,2 % Mangan, weniger als 0,065 % Schwefel, insgesamt 0 bis 0,7 % Chrom und/oder Nickel und/oder Kupfer und/oder Molybdän,

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0,005 bis 0,025 % Stickstoff, und als ausscheidungshärtende und/oder feinkornbildende Elemente insgesamt 0,05 bis 0,2 0 % Vanadium und/oder Niob und/oder Titan und/oder Aluminium und/oder Zirkon, ferner 0,0005 bis 0,005 % Bor, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen aufweist, wobei der Chrom- und Mangananteil insgesamt nicht größer als 2,6 % ist.

Auch in diesem Fall werden die aus einem solchen Stahl hergestellten Maschinenteile nach einem

Formgebungsprozeß einer speziellen Wärmebehandlung unterzogen und dabei ebenfalls ausgehend von einer Temperatur, bei der das Gefüge ferritisch - perlitisch ist, auf eine Temperatur im Bereich zwischen 800⁰C und 1OOO°C erwärmt. Von dieser Temperatur ausgehend werden dann die so erwärmten Maschinenteile gesteuert abgekühlt und zwar

b) mit einer im verwendeten Maschinenteilwerkstoff unter Vermeidung einer nennenswerten Bainitbildung eine Ausscheidungshärtung und/ oder Feinkornbildung sowie ein möglichst vollständiges ferritisch - perlitisches Gefüge bewirkenden Abkuhlungsgeschwxndigkei't von kleiner als 1°C pro Sekunde,

c) auf eine Temperatur, die um wenigstens 50⁰C unterhalb jener Temperatur liegt, bei der die Umwandlung des Maschinenteilgefüges in Ferrit und Perlit beendet ist.

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Eine wie vorstehend beschriebene gesteuerte Abkühlung ist bei den gleichen dort zugrundeliegenden Maschinenteilen

auch für den Fall mit gleich hervorragenden Ergebnissen anwendbar, daß die Maschinenteile nach einem Warmumformen durch Walzen, Schmieden oder Pressen noch eine Endverformungstemperatur im Bereich zwischen 800⁰C und 1150 ⁰C haben. Die Maschinenteile sind dann unmittelbar aus dieser Endverformungstemperatur gesteuert in gleicher Weise abzukühlen, wie vorstehend beschrieben.

Für die meisten Maschinenteile, bei denen eine höhe Zähigkeit vorrangig gegenüber einer hohen Elastizität ist, kann es genügen, wenn der verwendete Stahl einen Siliziumanteil hat, der weniger als 0,6 % beträgt.

In vielen Fällen genügt es, wenn die Maschinenteile in der angegebenen Verfahrensweise abgekühlt werden. Wenn die Maschinenteile eine äußerst hohe Dauerfestigkeit aufweisen sollen, ist es zweckmäßig, daß die gesteuerte Abkühlung in der angegebenen Verfahrensweise bis auf eine Tem-

peratur unter 250 °C erfolgt.

Maschinenteile erfordern ihrer Zweckbestimmung entsprechend in der Regel entweder eine sehr hohe Zähigkeit bei gleichzeitig nicht so hoher Festigkeit oder eine sehr hohe Festigkeit bei

gleichzeitig nicht so extrem hoher Zähigkeit. Für den Fall einer erforderlich hohen Zähigkeit, jedoch nicht so hoher Festigkeit liegt die Temperatur, von der ausgehend die Maschinenteile generell abgekühlt werden, im angegebenen Temperaturbereich näher bei 800⁰C, beispielsweise bei 82O°C. Für den Fall dagegen, daß eine sehr hohe Festigkeit, jedoch nicht so extrem hohe Zähigkeit erforderlich ist, liegt die Temperatur, von der ausgehend die Maschinenteile abgekühlt werden, im angegebenen Temperaturbereich näher zu dessen Obergrenze hin, also etwa bei 950 C. Bei Anfang der gesteuerten Abkühlung zwischen den genannten Grenzwerten 820 ⁰C und 950 ⁰C erzielt man Relationen von Festigkeit zu Kerbschlagzähigkeit, die zwischen jenen der genannten Extremwerte liegen.

Bei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Maschinenteilen mit einem Durchmesser bis zu etwa 250 mm werden im Maschinenteilquerschnitt im Abstand eines Sechstels des Durchmessers vom Maschinenteilrand in Faserverlaufsrichtung folgende Festigkeits- und Zähigkeitswerte erzielt, und zwar unterschieden nach den Fällen, ob höchste Festigkeit bei gleichzeitig nicht so hoher Zähigkeit, oder höchste Zähigkeit bei gleichzeitig nicht so hoher Festigkeit notwendig ist siehe nachfolgende Tabelle.

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-JdO -

Maschinenteile mit gewünscht

	[N/itm²]	.CM	höchster Festigkeit bei gleich zeitig nicht so hoher Zähigkeit	höchster Zähigkeit bei gleich zeitig nicht so hoher Festigkeit
	- Proportionalitätsgrenze [N/mm ]	[* ]	mindestens	mindestens
- Streckgrenze R	- Dehnung A	gemessen [J ]	620	580
	- Einschnürung Z	- Zug-Druck-Wechselfestigkeit öl™, an gestrahlten Proben mit 0 16 mm [± N/mm ]	600	550
	- Kerbschlagzähigkeit an ISO-ü-Proben	18	22
45	50
25	35
440	400

Bei Maschinenteilen mit einem Durchmesser von mindestens 500 mm liegen die Streck- und Elastizitätsgrenzen bei gleichen Zähigkeitswerten um nicht mehr als 10 % unter den oben angegebenen Werten.

Die in vorstehender Tabelle angegebenen Werte sind Minimalwerte.

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In Praxistests sind diese Minimalwerte jedoch zum Teil noch ganz erheblich übertroffen und Werte erzielt worden, wie aus nachfolgender Tabelle ersichtlich.

Maschinenteile mit gewünscht

10 15	- Streckgrenze R_Q _' ■ [ N/mm ]	höchster Festigkeit bei gleich zeitig nicht so hoher Zähigkeit	höchster Zähigkeit bei gleich zeitig nicht so hoher Festigkeit
20 - Proportionalitätsgrenze [N/rtiri ]	720	635
- Dehnung A [% ]	680	595
- Einschnürung Z [ % ]	17	22
- Kerbschlagzähigkeit gemessen an ISO-ü-Proben [ J ]	56	56
- Zug-Druck-Wechselfestigkeit 30 CC™ ^an gestrahlten Proben mit 0 16 mm [± N/mm² ]	26	37
>46O	>400

Diese in vorstehenden Tabellen angegebenen Festigkeits- und Zähigkeitswerte zeigen mit aller Deutlichkeit

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die bislang nicht gegebene Möglichkeit auf, relativ billige mikrolegierte Stähle auch für statisch und/oder dynamisch hochbelastbare

Maschinenteile verwenden zu können. Diese Möglichkeit wird allerdings erst durch die erfindungsgemäßen Verfahren geschaffen, die wiederum für sich gesehen mit einfachem Aufwand und Mitteln durchführbar sind. Insgesammt gesehen lassen sich durch Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahren , jetzt Maschinenteile der genannten Art vergleichsweise billig herstellen.

Es bleibt anschließend anzumerken, daß die Maschinenteile nach Beendigung der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte, jederzeit an ihrer Kontur weitergebildet werden können, wobei jedoch keine Erwärmung auf so hohe Temperaturen erfolgen darf, die das gegebene Grundgefüge verändern würde.

Claims

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-I-

Patentanspüche:

Verfahren zur HersteTTiiiTig: wm, statisch, umä/cssäer dynamisch hochbelastbaren: M&sG±r±nen.teil.en.,. wie Kurbelwellen, Nockenwellen:,,' fidisen, Räder., Deckel, Schrauben.,. Heralifefrgl, Werkzeug-

halter oder derg leicheu,,, mit eüiDsrr. Querscdxnitt

2
bis etwa 2 00 cm , unter- V^er^endäing/ von. irrikrralegiertem Stahl, der- (isngregefeeix irr. Gewicirtsgrra— zent) 0,30 bis 0,65 % E&n-JleaistXEEE:, weniger als 1,2 % Silizium, Q,3 bris* (E₁M % Mangan, als 0,065 % Schwetel-, insgesamt Q bis Q,7 % Chrom und/oder Nickel, uredyfatfe-rr Mxgf.er Molybdän, 0,005 bis 0/,,GQS %.. Stdkdistof£,. und: als feinkornbildende und/oderr sussciiexdung'sh'är-'bsn'äe Elemente insgesamt Q_T;CL5> bris? GE„ZCL %. Vanadium und/oder Niob und/oder" Titsir. unrE/ader Ä-luirrxnium und/oder Zirkon, fernear Q._r(MM5& Ms 0,00^. Hear, HeHt Eisen und erschmelzung/sfeedüing/te; Ve^nan aufweist, wobei der Chrom— und: Mängananteil insgesamt nicht größer" aLs 1.,,CT %: ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Maschinenteile nach exnectr

Formgebungsprazeß: e±ner- sp^ezxellen. Warnrebehandlung unterzogen werxEeir. und: dabei., ausgehend von einer Temperatur:,, tcei der das Gefüge ferritisch - perlitilsch: ist,.. öEuf eine

zwischen 800°C und IQQQ⁰C erwärmt werden, und ausgehend von dieser Temperatur" gesteuert dxirc:h' ein gasförmiges oder' ELüssdig/es ccder als: Spr.ühnebel zerstäubtes Kühlitrittei- axEec durch". WirtxeX.-schichtkühlung mit einer im. Ea=uteilwerksta£f unter Vermeidung einer' rcesrnenswecten Bainitbildung eine Aussaheidung-shä^r tu ng- und/adex Fe±nkornbildung sowie ein. mägLx.Ghst vollständiges

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ferritisch - perlitisches Gefüge bewirkenden Abkühlgeschwindigkeit von etwa 1,5 bis 1O°C pro Sekunde abgekühlt werden auf wenigstens 50 C unterhalb jener Temperatur, bei der Umwandlung in Ferrit und Perlit beendet ist.
2. Verfahren zur Herstellung von statisch und/oder dynamisch hochbelastbaren Maschinenteilen , wie Kurbelwellen, Nocken*- wellen, Achsen, Räder, Deckel, Schrauben, Lenkhebel, Werkzeughalter oder dergleichen, mit einem beliebigen Querschnitt, unter Verwendung von mikrolegiertem Stahl, der (angegeben in Gewichtsprozent) 0,3 bis 0,65 % Kohlenstoff, weniger als 1,2 % Silizium, 0,8 bis 1,2 % Mangan, weniger als 0,065 % Schwefel, insgesamt 0 bis 0,7 % Chrom und/oder Nickel und/oder Kupfer und/oder Molybdän, 0,005 bis 0,025 % Stickstoff, und als feinkornbildende und/oder ausscheidungshärtende Elemente insgesamt 0,05 bis 0,20 % Vanadium und/oder Niob und/oder Titan und/oder Aluminium und/oder Zirkon, ferner 0,0005 bis 0,005 % Bor, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen, aufweist, wobei der Chrom- und Mangananteil insgesamt nicht größer als 1,4 % ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Maschinenteile nach einem

Formgebungsprozeß einer speziellen Wärmebehandlung unterzogen werden und dabei ausgehend von einer Temperatur, bei der das Gefüge ferritisch - perlitisch ist, auf eine Temperatur zwischen 800 C und 1000 C erwärmt werden und ausgehend von dieser Temperatur gesteuert durch ein gasförmiges oder flüssiges oder als

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Sprühnebel zerstäubtes Kühlmittel oder durch Wirbelschichtkühlung mit einer im Bauteilwerkstoff unter Vermeidung einer nennenswerten Bainitbildung eine Ausscheidungshärtung und/ oder Feinkornbildung sowie ein möglichst vollständiges ferritisch - perlitisches Gefüge bewirkenden Abkühlgeschwindigkeit von etwa 0,5 bis 5°C pro Sekunde abgekühlt werden auf wenigstens 50°C unterhalb jener Temperatur, bei der Umwandlung in Ferrit und Perlit beendet ist.
3. Verfahren zu Herstellung von statisch und/oder dynamisch hochbelastbaren Maschinenteilen, wie Kurbelwellen, Nockenwellen, Achsen, Räder, Deckel, Schrauben, Lenkhebel, Werkzeughalter oder dergleichen, mit einem

2 "

Querschnitt über 30 cm , unter Verwendung von ₍ mikrolegiertem Stahl, der (angegeben in Gewichtsprozent) 0,3 bis 0,65 % Kohlenstoff, weniger als 1,2 % Silizium, mehr als 1,2 % Mangan, weniger als 0,065 % Schwefel, insgesamt 0 bis 0,7 % Chrom und/oder Nickel und/oder Kupfer und/oder Molybdän, 0,005 bis 0,025 % Stickstoff, und als feinkornbildende und/oder ausscheidungshärtende Elemente insgesamt 0,05 bis 0,20 % Vanadium und/oder Niob und/oder Titan und/oder Aluminium und/oder Zirkon, ferner 0,0005 bis 0,005 % Bor, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen aufweist, wobei der Chrom- und Mangananteil insgesamt nicht größer als 2,6 % ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Maschinenteile nach einem Formgebungsprozeß einer speziellen

PB 3293 -A-

Wärmebehandlung unterzogen werden und dabei ausgehend von einer Temperatur, bei der das Gefüge ferritisch - perlitisch ist, auf eine Temperatur zwischen 800⁰C und 1000°C erwärmt werden und ausgehend von dieser Temperatur

gesteuert durch ein gasförmiges oder flüssiges oder als Sprühnebel zerstäubtes Kühlmittel oder durch Wirbelschichtkühlung mit einer im Bauteilwerkstoff unter Vermeidung einer

nennenswerten Bainitbildung eine Ausscheidungshärtung und/oder Feinkornbildung sowie ein möglichst vollständiges ferritisch - perlitisches Gefüge bewirkenden Abkühlgeschwindigkeit von kleiner als 1 C pro Sekunde abgekühlt werden

auf wenigstens 50 C unterhalb jener Temperatur, bei der Umwandlung in Ferrit und Perlit beendet ist.

j
4. Verfahren zur Herstellung von statisch und/

j 20 oder dynamisch hochbelastbaren Maschinenteilen,

j wie Kurbelwellen, Nockenwellen, Achsen,

! _ Räder, Deckel, Schrauben, Lenkhebel, Werkzeug-

halter oder dergleichen, mit einem Querschnitt

2
bis zu etwa 200 cm , unter Verwendung von mikro-

legiertem Stahl, der (angegeben in Gewichtsprozent) 0,3 bis 0,65 % Kohlenstoff, weniger als 1,2 % Silizium, 0,3 bis 0,8 % Mangan, weniger als 0,065 % Schwefel, insgesamt 0 bis 0,7 % Chrom und/oder Nickel

und/oder Kupfer und/oder Molybdän, 0,005 bis 0,025 % Stickstoff, und als feinkornbildende und/oder ausschexdungshärtende Elemente insgesamt 0,05 bis 0,20 % Vanadium und/oder Niob und/oder Titan und/oder Aluminium und/oder

5 Zirkon, ferner 0,0005 bis 0,005 % Bor,

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Rest Eisen und erSchmelzungshedingte Verunreinigungen, aufweist, wobei der Chrom- und Mangananteil insgesamt nicht größer als 1 % ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Maschinenteile nach einem Warmumformen durch Walzen, Schmieden, oder Pressen aus Endverformungstemperaturen zwischen 800⁰C und 1150°C gesteuert durch ein gasförmiges oder flüssiges oder als Sprühnebel zerstäubtes Kühlmittel oder durch Wirbelschichtkühlung mit einer im Bauteilwerkstoff unter Vermeidung einer nennenswerten Bainitbildung eine Ausscheidung shärtung und/oder Feinkornbildung sowie ein möglichst vollständiges ferritisch perlitisches Gefüge bewirkenden Abkühlgeschwindigkeit von etwa 1,5° bis 1O°C pro Sekunde abgekühlt werden auf wenigstens 50 C unter-Jialb jener Temperatur, bei der Umwandlung in Ferrit und Perlit beendet ist.
5. Verfahren zur Herstellung von statisch und/oder dynamisch hochbelastbaren Maschinenteilen, wie Kurbelwellen, Nockenwellen, Achsen, Räder, Deckel, Schrauben, Lenkhebel,

. Werkzeughalter oder dergleichen, mit einem beliebigen Querschnitt, unter Verwendung von mikrolegiertem Stahl, der (angegeben in Gewichtsprozent) 0,3 bis 0,65 % Kohlenstoff, weniger als 1,2 % Silizium, 0,8 bis 1,2 % Mangan, weniger als 0,065 % Schwefel, insgesamt 0 bis 0,7 % Chrom und/oder Nickel und/oder Kupfer und/oder Molybdän, 0,005 bis 0,025 % Stickstoff, und als feinkornbildende und/oder ausscheidungshärtende Elemente insgesamt 0,05 bis 0,20 % Vanadium und/

[cowl

P 34 34 759.3 Neue Seite 6 22.10.1984 PB 3293

oder Niob und/oder Titan und/oder Aluminium und/oder Zirkon, ferner 0,0005 bis 0,005 % Bor, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen, aufweist, wobei der Chrom- und Mangananteil insgesamt nicht größer als 1,4 % ist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Maschinenteile nach einem Warmumformen durch Walzen, Schmieden oder Pressen aus Endverformungstemperaturen zwischen 800°C und ll50°C gesteuert durch ein gasförmiges oder flüssiges oder als Sprühnebel zerstäubtes Kühlmittel oder durch Wirbelschichtkühlung mit einer im Bauteilwerkstoff unter Vermeidung einer nennenswerten Bainitbildung eine Ausscheidungshärtung und/oder Feinkornbildung sowie ein möglichst vollständiges ferritisch perlitisches Gefüge bewirkenden Abkühlgeschwindigkeit von etwa 0,5 bis 5°C pro Sekunde abgekühlt werden auf wenigstens 50°C unterhalb jener Temperatur, bei der Umwandlung in Ferrit und Perlit beendet ist.
6. Verfahren zur Herstellung von statisch und/oder dynamisch hochbelastbaren Maschinenteilen, wie Kurbelwellen, Nockenwellen, •Achsen, Räder, Deckel, Schrauben, Lenkhebel, Werkzeughalter oder dergleichen, mit einem Querschnitt über 30 cm , unter Verwendung von mikrolegiertem Stahl, der (angegeben in Gewichtsprozent) 0,3 bis 0,65 % Kohlenstoff, weniger als 1,2 % Silizium, mehr als 1,2 % Mangan, weniger als 0,065 % Schwefel, insgesamt 0 bis 0,7 % Chrom und/oder Nickel und/oder Kupfer und/ oder Molybdän, 0,005 bis 0,025 % Stickstoff, und als feinkornbildende und/oder ausscheidungs-

härtende

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Elemente insgesamt 0,05 bis 0,20 % Vanadium und/oder Niob und/oder Titan und/oder Aluminium und/oder Zirkon, ferner 0,0005 bis 0,005 % Bor, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen, aufweist, wobei der Chrom- und Mangananteil insgesamt nicht größer als 2,6 % ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Maschinenteile nach einem Warmumformen durch Walzen, Schmieden, oder Pressen aus Endverformungstemperaturen zwischen 800 C und 1150°C gesteuert durch ein gasförmiges oder flüssiges oder als Sprühnebel zerstäubtes Kühlmittel oder durch Wirbelschichtkühlung mit einer im Bauteilwerkstoff unter Vermeidung einer nennenswerten Bainitbildung eine Ausscheidungshärtung und/oder Feinkornbildung sowie ein möglichst vollständiges ferritsch perlitisches Gefüge bewirkenden Abkühlgeschwindigkeit von kleiner als 1 C pro Sekunde abgekühlt werden auf wenigstens 50°C unterhalb jener Temperatur, bei der Umwandlung in Ferrit und Perlit, beendet ist.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch seine Anwendung bei einem Stahl mit weniger als 0,6 % Silizium.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinenteile auf eine Temperatur von weniger als 25O°C abgekühlt werden.

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9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur, von der aus die Maschinenteile abgekühlt werden, für den Fall einer erforderlich hohen Zähigkeit jedoch nicht so extrem hoher Festigkeit im angegebenen Temperaturbereich näher bei 800 C, also bei etwa 820 C, und für den Fall einer erforderlich hohen Festigkeit, jedoch nicht extrem hoher Zähigkeit im angegebenen Temperaturbereich näher zur Bereichsobergrenze hin, etwa bei 95O°C liegt.