DE3842042A1 - Stahl fuer hochbeanspruchte bauteile mit hoher anforderung an verformbarkeit und dauerfestigkeit sowie die verwendung desselben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Stahl, insbesondere für hochbeanspruchte Bauteile mit hohen Anforderungen an Verformbarkeit und Dauer­ festigkeit, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist, und die Verwendung derartiger Stahlarten.

Der beanspruchte Stahl kann mit Vorteil für Bauteile der ge­ nannten Art verwendet werden und hat der Herstellung und Bearbeitung derartiger Baustoffteile besonders angepaßte Eigen­ schaften.

In herkömmlicher Weise wird der Kohlenstoffgehalt in den erfindungsgemäßen Stählen entsprechend dem speziellen An­ wendungsbereich eingestellt. Das Merkmal dieser Stähle ist jedoch hauptsächlich, daß der einzige absichtliche (Legierungs-) Zusatz Molybdän ist, während die anderen normalerweise ver­ wendeten Zusatzstoffe auf die geringsten normalen Mengen für die Stahlherstellungsprozesse begrenzt sind. Wir glauben, daß die Stähle infolgedessen eine Struktur erhalten, welche maxi­ mal bearbeitbar ist, da derartige Elemente, welche durch Lösung in die ferritische Phase des Stahls einer Verarbeit­ barkeit entgegenstehen, vermieden werden, während derartige Elemente, welche dem Endprodukt die gewünschten Eigenschaften verleihen, in Karbidform abgelagert werden und nur erforder­ lichenfalls freigegeben werden, d.h. wenn der Stahl gehärtet wird.

Bauteile, für welche die beanspruchten Stähle insbesondere geeignet sind, sind Zahnräder, Wellen, andere Transmissions­ bestandteile, Ventilfedern und Rollenlagerelemente. Die genannten Stahlarten sind im Einsatz härtender Stahl, vergüt­ barer Stahl, durch Induktionshärtung behandelter Stahl, Feder­ stahl und Rollenlagerstahl.

Die für C und Mo genannten Mischungsbereiche werden in vier entsprechende Gruppen aufgeteilt:

0,10-0,35% C und 0,20-1,00% Mo
0,35-0,60% C und 0,20-1,00% Mo
0,60-0,85% C und 0,20-1,00% Mo
0,85-1,15% C und 0,20-1,00% Mo

Andere Elemente sollten vorzugsweise innerhalb der folgenden Grenzen eingehalten werden:
Alle Legierungsstoffe - Si, Mn, Cr, Ni, V, W und andere - sollen in Mengen vorhanden sein, die nicht größer sind als es für Restanteile für den industriellen Herstellungsprozeß typisch ist, der für den betreffenden Stahl angewendet wird. Normale Restbestandteile sollen nicht mehr vorhanden sein, als es für Restbestandteile für den verwendeten Stahlher­ stellungsprozeß typisch ist. Dies gilt nicht für die Gehalte an S, Ti und O.

Der S-Gehalt soll auf das Anwendungsgebiet des Stahl ein­ gestellt sein. Für das Anwendungsgebiet, bei welchem plastische Formgebung der Haupt-Formgebungs-Arbeitsgang für den Stahl ist, soll der S-Gehalt maximal 0,015% sein. Wenn die haupt­ sächliche Behandlungsform für den Stahl in einem Schneid­ vorgang liegt, dann soll der S-Gehalt innerhalb des Bereiches von 0,010-0,025% liegen. Wenn die Anforderungen an Schneid­ fähigkeit extrem hoch für den Stahl sind, kann der S-Gehalt bis zu 0,080% betragen.

Soweit Titan betroffen ist, soll der Ti-Gehalt vorzugsweise stets auf höchstens 50 ppm begrenzt sein.

Bezüglich des Sauerstoffgehaltes sollte dieser vorzugsweise stets auf höchstens 20 ppm begrenzt sein.

Die Erfindung beschreibt infolgedessen Stähle, welche speziell für hochbeanspruchte Bauteile geeignet sind, insbesondere für solche mit hohen Anforderungen an Verformbarkeit und Dauer­ festigkeit. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung dieser Stähle für die genannten allgemeinen und spezifischen Anwen­ dungen sowie für äquivalente Anwendungen. Wie jedem Fachmann klar sein wird, ergeben die hier genannten Bereiche und Grenzen eigene Vorteile, selbst wenn nicht alle diese Vorteile hier dargelegt sind.

Die beanspruchten Stähle sind daher besonders gut geeignet für die Verwendung in hochbeanspruchten Bauteilen mit hohen Anforderungen an Verformbarkeit und Dauerfestigkeit, ins besondere wenn das Bauteil nach der Formgebung (entweder durch Schneiden oder plastische Formgebung) gehärtet werden soll.

Claims (11)

1. Stahl, insbesondere für hochbeanspruchte Bauteile, speziell Bauteile mit hohen Anforderungen an Verformbarkeit und Dauer­ festigkeit, wobei dieser Stahl einen auf den angestrebten Verwendungszweck eingestellten Kohlenstoffgehalt hat, da­ durch gekennzeichnet, daß der einzige absichtliche Legierungszusatz im Stahl Molybdän ist, daß andere normalerweise verwendete Legierungsstoffe wie Si, Mn, Cr, Ni, V und W auf die geringste normale Menge für den auf den Stahl anwendbaren Herstellungsprozeß begrenzt sind.

2. Stahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Molybdängehalt 0,2 bis 1,0% beträgt.

3. Stahl nach Anspruch 1 oder 2 zur Verwendung in Bauteilen wie Zahnrädern, Wellen, Transmissionsbestandteilen, Ventil­ federn und Rollenlagerelementen.

4. Stahl nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3 zur Ver­ wendung als im Einsatz härtender Stahl, vergüteter Stahl, durch Induktionshärtung behandelter Stahl, Federstahl und Rollenlagerstahl mit entsprechenden C-Gehalten von 0,10 - 0,35% bzw. 0,35-0,60% bzw. 0,60-0,85% bzw. 0,85-1,15%.

5. Stahl nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der S-Gehalt auf den Anwendungsbereich des Stahls eingestellt ist.

6. Stahl nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der S-Gehalt weniger als oder gleich 0,015% für Stähle mit einem Anwendungsbereich beträgt, in welchem plastische Formgebung der erste Formgebungs-Arbeitsgang ist.

7. Stahl nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der S-Gehalt im Bereich von 0,010-0,025% für hauptsächlich durch Schneiden zu behandelnden Stahl liegt.

8. Stahl nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der S-Gehalt im Bereich von 0,010-0,080% für Stahl mit hohen Anforderungen an die Schneidfähigkeit liegt.

9. Stahl nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ti-Gehalt weniger als 50 ppm beträgt.

10. Stahl nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der O-Gehalt weniger als oder gleich 20 ppm ist.

11. Die Verwendung der Stähle nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10 für die genannten Anwendungen.