DE4226695A1 - Magnetisch graduierter stahlstab - Google Patents

Magnetisch graduierter stahlstab

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Masakazu Nakazato
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    • Y10S148/903Directly treated with high energy electromagnetic waves or particles, e.g. laser, electron beam

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetisch graduierten Stahlstab bzw. eine magnetisch graduierte Stahlstange und insbesondere einen magnetisch graduierten Stahlstab, der zusammen mit einem Positionierzylinder in der Maschi­ nenbau- und Elektronikindustrie eingesetzt werden kann.
Die Position von Positionierzylindern wird üblicherweise mit Hilfe von an den Zylindern befestigten Sensoren abgetastet, wie Drehwertgebern.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Steuerung der Position einer Kolbenstange mit Hilfe eines herkömmlichen Drehwertge­ bers. Ein Zylinder 10 ist mit einer Kolbenstange 12 versehen, die mit einer Posi­ tionsmeßwalze 14 ausgerüstet ist. Die Anzahl der Umdrehungen der Walze 14 und andere Positionierdaten werden zu einer Positionsmeßeinrichtung 16 übertragen und die Position oder Stellung der Stange 12 wird durch Messen der Abweichung des Drehwinkels von einem Vergleichswert bestimmt. Die Einrich­ tung 16 sendet ein Steuersignal an einen hydraulischen Antriebskreis für die Stange 12, deren Position durch Öffnen des Ventils 20 oder des Ventils 22 korri­ giert wird.
Diese Methode hat jedoch verschiedene Nachteile einschließlich der unzurei­ chenden Präzision und der unbefriedigenden Stabilität. Zur Lösung dieser Pro­ bleme werden in JP-A-16 309/1982 und 83 620/1987 etc. magnetische Maßein­ teilungen in Form einer Kolbenstange für einen Zylinder vorgeschlagen, die magnetisch graduiert ist und mit einem magnetischen Fühler zusammenwirkt zum Nachweis der Position der Stange als solcher. In der Tat besitzt die in der JP-A- 16 309/1982 beschriebene magnetische Maßeinteilung in dem graduierten Bereich derart geringe Unterschiede der Magnetisierung, daß eine besonde­ re Konstruktion für die Meßeinrichtung notwendig ist, die im übrigen keine be­ sonders hohe Präzision aufweist. Die in der JP-A-83 620/1987 beschriebene magnetische Maßeinteilung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens 10 Vol.-% Martensit enthalten sollte, um ihre Wirkung als Maßeinteilung ausü­ ben zu können (wobei die Zusammensetzung des Stahls in keiner Weise einge­ schränkt ist). Für praktische Anwendungen ist der Martensitgehalt auf 40% oder weniger (11 bis 26 % in den Beispielen) beschränkt, um die Bildung von Kissen zu verhindern. Die höchste, in den Beispielen erreichte Zugfestigkeit be­ trägt etwa 1177 MPa (120 kgf/mm2). Die Druckschrift erwähnt die Dauerfestig­ keit nicht, die jedoch für Stahlstäbe eine bedeutende Eigenschaft darstellt.
In Kombination mit Zylindern verwendete Kolbenstangen werden üblicherwei­ se aus Stahlstäben gefertigt, die durch Abschrecken und Tempern von "Kon­ struktionsstahl" hergestellt worden sind, welcher der Typisierung S45C ent­ spricht. Magnetische Maßeinteilungen, bei denen ein ferromagnetischer Mar­ tensit mit einem nichtmagnetischen Austenit kombiniert ist, wurden bereits für magnetisch graduierte Stäbe für Positionierzylinder in der Maschinenbau­ industrie und der Elektronikindustrie vorgeschlagen. Diese magnetischen Maßeinteilungen besitzen noch Probleme im Hinblick auf die mechanischen Ei­ genschaften und die Präzision der Maßeinteilung.
Insbesondere wurden Stahlstäbe, die als Kolbenstangen mit Zylindern verwen­ det werden sollen und magnetisch graduiert sind, als Alternative zu den her­ kömmlichen Meßfühlern vorgeschlagen, besitzen jedoch die folgenden Nachtei­ le.
  • 1) Es wurde überwiegend darauf geachtet, die Eigenschaften der Maßeintei­ lung zu verbessern, so daß die mechanischen Eigenschaften der Maßeintei­ lungen in keiner Weise besser sind als die von herkömmlichen Einteilungen;
  • 2) die Maßeinteilungen besitzen eine unzureichende Dauerfestigkeit, die ei­ ne besonders wichtige mechanische Eigenschaft darstellt; und
  • 3) die Maßeinteilungseigenschaften sind in keiner Weise zufriedenstellend.
Darüber hinaus hat der Einsatz solcher Stahlstäbe für Anwendungen mit schweren und variierenden Belastungen zugenommen, so daß deren Betriebs­ umgebungen immer schwieriger geworden sind. Spezifische Anwendungen um­ fassen Betätigungseinrichtungen für Baumaschinen und große technische Vorrichtungen, die mit hoher Belastung betrieben werden, sowie hydraulische Einrichtungen für Fahrzeugaufhängungen, die schwankenden Belastungen mit hoher Frequenz unterworfen sind.
Es besteht daher ein starkes Bedürfnis zur Verbesserung der mechanischen Ei­ genschaften und insbesondere der Dauerfestigkeit von magnetisch graduierten Stahlstäben oder Stahlstangen. Die zur Verbesserung dieser Eigenschaften üblicherweise herangezogenen Maßnahmen beruhen überwiegend auf Behand­ lungen zur Oberflächenmodifizierung, wie dem Carburieren und Nitridieren. Jedoch hat keine dieser Methoden sich im Hinblick auf die Festigkeit und die Korrosionsbeständigkeit der erhaltenen Stäbe als zufriedenstellend erwiesen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, einen magnetisch graduierten Stahlstab oder eine magnetisch graduierte Stahlstange anzuge­ ben, der bzw. die mit Positionierzylindern zusammenarbeiten kann und die oben angesprochenen Probleme zu lösen geeignet ist, nämlich eine ausreichend hohe Zugfestigkeit (1275 MPa (130 kgf/mm2) und eine hohe Dauerfestigkeit (588 MPa (60 kgf/mm2) aufweist und als magnetisch graduierter Stab oder Stange für Positionierzylinder geeignet ist.
Die folgenden Erkenntnisse haben zu der vorliegenden Erfindung geführt.
  • 1) Wenn man eine magnetische Maßeinteilung mit Hilfe eines Verfahrens herstellt, das darin besteht, einen instabilen Austenit unter Bildung von Mar­ tensit kaltzuziehen und dann den Martensit lokal zu schmelzen, so daß er wie der in das austenitische Gefüge übergeht, man die höchste Zugfestigkeit und Dauerfestigkeit dann erreicht, wenn der Martensitgehalt 30 bis 60 Vol.-% be­ trägt und die Maßeinteilung aus einem Stahl gefertigt ist, der die nachfolgend angegebene Zusammensetzung besitzt.
  • 2) Es ist im allgemeinen schwierig, durch Kaltziehen 30 bis 60 Vol.-% Mar­ tensit zu erzeugen. Dies kann jedoch erreicht werden bei Anwendung eines Stahls, der 0,02 bis 0,10% C, 0,05 bis 1,0%Mn, 0,5 bis 1,0%Si, 17 bis 20% Cr, 5 bis 8% Ni und 0,05 bis 0,20% (C+N) enthält, ohne daß eine Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften des Stahlprodukts erfolgt.
  • 3) Wenn der Stahl 17 bis 20% Cr, 5 bis 8% Ni und 0,05 bis 0,20% (C+N) ent­ hält, kann der Gehalt an durch Kaltbearbeiten gebildeten Martensits auf 30 bis 60 Vol.-% erhöht werden, ohne daß sich eine Beeinträchtigung der magneti­ schen Eigenschaften des gebildeten Stahls ergibt.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein magnetisch graduierter Stahlstab oder eine magnetisch graduierte Stahlstange mit einer magnetischen Maßeintei­ lung, der bzw. die gekennzeichnet ist durch einen Stahl der Zusammensetzung in Gew.-%:
0,02 bis 0,10%C,
0,50 bis 1,0% Mn,
0,50 bis 1,0% Si,
17 bis 20% Cr,
5 bis 8% Ni,
0,05 bis 0,20% (C + N),
Rest Fe und herstellungsbedingten Verunreinigungen und 30 bis 60 Vol.-% eines durch Kaltbearbeiten gebildeten oder induzierten Martensit enthält und durch lokales Schmelzen mit einem nichtmagnetischen austenitischen Gefüge versehen worden ist und eine Zugfestigkeit von minde­ stens 1275 MPa (130 kgf/mm2) und einer Dauerfestigkeit von mindestens 588 MPa (60 kgf/mm2) besitzt.
Die Erfindung sei im folgenden näher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Drehwertgebers zur Bestimmung der Position eines Betätigungsorgans;
Fig. 2 ein Fließschema zur Verdeutlichung der Herstellung des erfindungsge­ mäßen magnetisch graduierten Stahlstabs;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Messung von Feh­ lern bei einem Abtasttest; und
Fig. 4 eine Kurvendarstellung, die verschiedene Eigenschaften von erfin­ dungsgemäßen Beispielen in Abhängigkeit von dem Martensitgehalt verdeutlicht.
Im folgenden seien die Gründe für die oben beschriebene Zusammensetzung des erfindungsgemäß verwendeten Stahls erläutert.
  • C) Kohlenstoff übt nicht nur eine Härtungswirkung aus, sondern beeinflußt auch die Stabilität des Austenits. Wenn der Kohlenstoffgehalt weniger als 0,02% beträgt, wird der Austenit derart instabil, daß sich in dem Stahl Ferrit bildet und dessen Eignung als Maßstab oder Maßeinteilung beeinträchtigt. Darüber hinaus läßt sich die Festigkeit des Stahls nicht verbessern. Wenn der Kohlen­ stoffgehalt 0,10% übersteigt, nimmt die Duktilität des durch Kaltbearbeiten gebildeten Martensits ab und der Martensit kann nicht in ausreichender Menge erzeugt werden. Demzufolge ist der Kohlenstoffgehalt auf eine Menge im Be­ reich von 0,02 bis 0,10 Gew.-% begrenzt.
S1) Silicium ist ein ferritbildendes Element, welches jedoch eine geringe Wir­ kung auf die Austenitstabilität ausübt. Statt dessen beeinflußt und vermindert es die Duktilität des durch Spannung induzierten Martensits, d. h. den durch Kaltbearbeiten gebildeten Martensit. Damit der Martensit in ausreichender Menge gebildet werden kann, ist es erwünscht, daß der Siliciumgehalt auf 1,0 Gew.-% oder darunter begrenzt ist. Die angestrebte Stahlfestigkeit kann jedoch nicht erreicht werden, wenn der Siliciumgehalt weniger als 0,5 Gew.-% beträgt. Demzufolge ist der Siliciumgehalt auf einen Bereich von 0,5 bis 1,0 Gew.-% be­ grenzt.
Mn) Mangan ist ein austenitbildendes Element, übt jedoch eine geringe Wir­ kung auf die Stabilität des Austenits aus. Ebenso wie Silicium beeinflußt und reduziert Mangan die Duktilität des durch Spannungen induzierten Marten­ sits. Damit der Martensit in der notwendigen Menge gebildet werden kann, ist es erwünscht, daß der Mangangehalt auf 1,0 Gew.-% und darunter begrenzt ist. Wenn jedoch der Mangangehalt weniger als 0,50 Gew.-% beträgt, kann die ge­ wünschte Festigkeit nicht erreicht werden. Demzufolge ist der Mangangehalt auf eine Menge im Bereich von 0,50 bis 1,0 Gew.-% begrenzt.
Cr) Wenn der Chromgehalt weniger als 17 Gew.-% beträgt, nimmt der Gehalt des Chroms in dem durch Spannung gebildeten Martensit ab und die Festigkeit des Endprodukts kann den angestrebten Wert von 1275 MPa (130 kgf/mm2) nicht übersteigen. Demzufolge ist es erwünscht, daß Chrom in einer Menge von mindestens 17 Gew. -% enthalten ist. Wenn andererseits der Chromgehalt 20 Gew.-% übersteigt, nimmt die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Ferrit zu, welcher Ferrit sogar in dem Austenit gebildet wird und die Eignung des Stahls als Maßstab beeinträchtigt (d. h. das Ausgangssignal des Sensors und die Nachweisfehlergrenze). Demzufolge liegt die Obergrenze des Chromgehalts bei 20 Gew. -%. Erfindungsgemäß sollte daher der Chromgehalt im Bereich von 17 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 17 bis 18 Gew.-%, liegen.
Ni) Wenn der Nickelgehalt weniger als 5 Gew.-% beträgt, bildet sich Ferrit in dem Austenit und beeinträchtigt die Eigenschaften des Stahls als Maßstab. Darüber hinaus ergibt die anschließende Kaltbearbeitung ein gemischtes Drei­ phasengefüge aus Ferrit, Martensit und Austenit und der angestrebte Wert der Dauerfestigkeit kann nicht erreicht werden. Demzufolge ist es erwünscht, daß Nickel in einer Menge von 5 Gew.-% oder mehr vorhanden ist. Wenn auf der an­ deren Seite der Nickelgehalt 8 Gew.-% übersteigt, wird der Austenit stabilisiert und die Menge des Martensits ist zu niedrig, um den angestrebten Werte im Hinblick auf die Eigenschaften des Stabs als Maßeinteilung und im Hinblick auf die Festigkeit zu erreichen. Demzufolge beträgt die Obergrenze des Nickelge­ halts 8 Gew.-%. Erfindungsgemäß ist daher der Nickelgehalt auf einen Wert im Bereich von 5 bis 8 Gew.-% und vorzugsweise im Bereich von 5 bis 7 Gew.-% be­ grenzt.
C + N) Der Summengehalt von Kohlenstoff und Stickstoff ist auf einen Wert im Bereich von 0,05 bis 0,20 Gew.-% und vorzugsweise 0,05 bis 0,15 Gew.-% be­ grenzt. Wenn der Gesamtgehalt an C + N weniger als 0,05 Gew.-% beträgt, bildet sich Ferrit in dem Austenit und beeinträchtigt das Verhalten des Stahls als Maßstab. Darüber hinaus ergibt die anschließende Kaltbearbeitung ein ge­ mischtes Dreiphasengefüge aus Ferrit, Martensit und Austenit, so daß der an­ gestrebte Wert für die Dauerfestigkeit nicht erreicht werden kann. Es ist daher erwünscht, daß der Gehalt an C + N mindestens 0,05 Gew.-% beträgt. Wenn die Summe von C + N 0,20% übersteigt, wird der Austenit stabilisiert und die Men­ ge des Martensits ist zu niedrig, um die angestrebten Werte bezüglich der Ei­ genschaften als Maßeinteilung und bezüglich der Festigkeit zu erreichen. Dar­ über hinaus nimmt die Duktilität (Ziehverhalten) des Stahls ab. Demzufolge ist die Obergrenze für (C + N) auf 0,20 Gew.-% begrenzt, während der bevorzugte Bereich sich von 0,05 bis 0,15 Gew.-% erstreckt.
Andere Verunreinigungen, die in dem erfindungsgemäß verwendeten Stahl vor­ handen sein können, sind P und S. Im allgemeinen können diese Elemente in ei­ ner Menge von bis zu 0,010 Gew.-% vorhanden sein, ohne irgendwelche nach­ teiligen Wirkungen auf die Zugfestigkeit und die Dauerfestigkeit des Stahls auszuüben.
Die Fig. 2 verdeutlicht anhand eines Fließschemas ein Verfahren zur Herstel­ lung des erfindungsgemäßen magnetisch graduierten Stahlstabs. Das Verfah­ ren beginnt mit dem Schmelzen des Stahls in einer Menge von beispielsweise 150 kg und Warmwalzen der Schmelze unter Bildung eines Stabs mit einem Durchmesser von 20 mm. Vor der Kaltbearbeitung wird der Stab einer Lösungs­ wärmebehandlung bei 1000 bis 1100°C unterworfen, dann geätzt und mit ei­ nem Schmiermittel behandelt. Anschließend wird der Stab kaltgezogen bis zu einem Durchmesser von 16,5 mm. Um sicherzustellen, daß Martensit bei der Kaltbearbeitung in einer Menge von 30 bis 60 Vol.-% gebildet wird, sollten die angewandten Spannungskräfte, d. h. der Prozentsatz des Kaltbearbeitens oder die Verminderung der Querschnittsfläche, im Bereich von 25 bis 45% liegen.
Um den Stahl mit der magnetischen Maßeinteilung zu versehen, wird Laserlicht dazu angewandt, den Stahl in ausgewählten Bereichen zu schmelzen, in wel­ chen Bereichen sich dann ein nichtmagnetisches austenitisches Gefüge ergibt. Nach der Graduierung mit Hilfe des Lasers wird der Stahlstab mechanisch und sensorisch geprüft, um festzustellen, ob er die vorbestimmten mechanischen und magnetischen Eigenschaften besitzt.
Erfindungsgemäß ist die Menge des durch Kaltbearbeiten erzeugten Martensits auf 30 bis 60 Vol.-% begrenzt, und zwar aus den folgenden Gründen.
Wenn die Menge des durch Kaltbearbeiten gebildeten Martensits weniger als 30 Vol.-% beträgt, können die angestrebten Werte für die Zugfestigkeit und die Dauerfestigkeit von mindestens 1275 MPa (130 kgf/mm2) bzw. 588 MPa (60 kgf/mm2) nicht erreicht werden. Demzufolge ist die Menge des durch Kaltbear­ beiten erzeugten Martensits auf mindestens 30 Vol.-% begrenzt. Wenn anderer­ seits die Menge des durch Kaltbearbeiten erzeugten Martensits 60 Vol.-% über steigt, vermindert sich die Dauerfestigkeit des Stahls und der angestrebte Dau­ erfestigkeitswert kann nicht erreicht werden. Demzufolge ist die Obergrenze der Menge des durch Kaltbearbeiten erzeugten Martensits auf 60 Vol.-% defi­ niert. Kurz gesagt kann dann, wenn durch ein zu hohes Maß des Ziehens eine zu große Menge des Martensits gebildet wird, der negative Effekt der Restspan­ nungen nicht länger vernachlässigt werden.
Vorzugsweise beträgt die Menge des Martensits 40 bis 55 Vol.-%.
Der durch Kaltbearbeiten gebildete Martensit wird im allgemeinen durch Kalt­ ziehen erzeugt, wobei die Menge proportional ist dem Prozentsatz der Kaltbear­ beitung. Wenn es erwünscht ist, Martensit in einer Menge von 60 Vol.-% zu er­ zeugen, ist es notwendig, eine Kaltbearbeitung von etwa 40 bis 45% Quer­ schnittsverminderung zu bewirken.
Eine andere Kaltbearbeitungsmethode zur Erzeugung von spannungsinduzier­ tem Martensit ist das Kaltwalzen.
Wie bereits im Hinblick auf die Erläuterung des Standes der Technik erwähnt, sind spezifische Beispiele für Anwendungszwecke, bei denen eine hohe Zugfe­ stigkeit und eine hohe Dauerfestigkeit notwendig sind, Betätigungseinrichtun­ gen, die unter hoher Belastung eingesetzt werden (wie Baumaschinen und großindustrielle Einrichtungen) und hydraulische Einrichtungen, die variie­ renden Belastungen mit hoher Wechselfrequenz unterworfen werden (wie bei­ spielsweise aktive Federungen für Kraftfahrzeuge). In der Vergangenheit wur­ den diese Anforderungen teilweise durch Wärmebehandlung (beispielsweise Abschrecken, Tempern, Carburieren und Nitridieren) oder durch Legierungs­ prozesse erreicht. Im Vergleich zu diesen herkömmlichen Methoden ermöglicht die vorliegende Erfindung eine deutliche Bereicherung der Technik, da es ledig­ lich notwendig ist, einen Stahl vorbestimmter Zusammensetzung kalt zu bear­ beiten, welche Maßnahme gleichzeitig der Formgebung dient.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiele
Stähle der in der nachfolgenden Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung wer­ den entsprechend dem in der Fig. 2 dargestellten Fließschema warmgewalzt, kaltgewalzt und mit einem Laser graduiert. Bei jedem Ansatz werden 150 kg Stahl geschmolzen, warm zu einem Stab mit einem Durchmesser von 20 mm ge­ walzt und anschließend einer Lösungswärmebehandlung bei 1050°C unterwor­ fen. Nach einer Ätzbehandlung und dem Behandeln mit einem Schmiermittel werden die Stäbe mit den angegebenen Querschnittsverminderungen (Rd) kalt gezogen.
Bei der Graduierung wird ein CO2-Laser, der einen Fleck mit einem Durchmes­ ser von 1 mm bei einer Leistung von 0,5 kW erzeugt, verwendet, um den gezoge­ nen Stab in ausgewählten Bereichen bis zu einer Tiefe von 0,4 mm zu schmel­ zen, und dies mit einer Geschwindigkeit von 1 m/min unter Bildung einer Maß­ einteilung aus Schmelzmarken mit einer Breite von 1,0 mm, die in einem Ab­ stand von 2,0 mm voneinander angeordnet sind. Die Stäbe werden visuell be­ züglich der Schmelzmarkierungen untersucht. Beim Stehlenlassen verfestigen sich die geschmolzenen Bereiche eines jeden Stabes schnell.
Nach der Graduierungsbehandlung werden die Stäbe auf ihren Oberflächen bis zu einer Tiefe von 0,05 mm abpoliert, so daß die Schmelzmarken jeweils eine Breite von 0,9 mm besitzen.
Die in dieser Weise hergestellten Proben von magnetisch graduierten Stahlstä­ ben wurden in der in der Fig. 3 dargestellten Weise einem Abtasttest unterwor­ fen. Man bringt einen Magnetsensor 5 in die Nähe der Oberfläche des magne­ tisch graduierten Stahlstabs 11 und bewegt ihn in Richtung der Pfeile vorwärts und rückwärts über die Markierungen 2. Die Wellenformen der erzeugten Aus­ gangssignale werden aufgezeichnet und sind auf der rechten Seite der Fig. 3 dargestellt. Der Fehler α wird aus der Differenz zwischen der Wellenform des ge­ bildeten Ausgangssignals bei der Bewegung des Sensors in der Einrichtung und der Wellenform des Ausgangssignals bei der Bewegung in der entgegengesetz­ ten Richtung bestimmt. Der Test gilt als bestanden, wenn α gleich oder weniger als 4% beträgt. Der Fehler α ist, wie in der Fig. 3 angegeben definiert, wobei a für die volle Ausgangssignalamplitude, e für die Differenz zwischen zwei Aus­ gangssignalen, von denen das eine bei der Bewegung des Sensors in der einen Richtung und das andere bei der Bewegung des Sensors in der anderen Rich­ tung erzeugt worden sind, und P für den Abstand zweier Markierungen stehen.
Nach der Aufzeichnung der Wellenformen der Ausgangssignale werden die Pro­ ben einer mechanischen Untersuchung unterworfen und es wird die Dauerfe­ stigkeit einer jeden Probe der magnetisch graduierten Stahlstäbe bei einem Drehbiegetest geprüft.
In der Tabelle 1 sind die Ergebnisse der Messung der Fehler α und der Dauerfe­ stigkeit angegeben.
Die Fig. 4 verdeutlicht anhand einer Kurvendarstellung die Beziehung zwi­ schen der Menge des durch Kaltbearbeiten erzeugten Martensits in dem Stahl und dessen mechanischen Eigenschaften (σww = Dauerfestigkeit, RA = Flächen­ verminderung und TS = Zugfestigkeit).
Wie oben ausgeführt, werden durch die Erfindung magnetisch graduierte Stahlstäbe mit ausreichend hoher Präzision, Zugfestigkeit und Dauerfestigkeit erhalten, die für Positionierzylinder verwendet werden können, die in der Ma­ schinenbauindustrie, der Elektroindustrie, der Elektronikindustrie und in an deren Bereich der Industrie eingesetzt werden können. Die Stahlstäbe sind be­ sonders geeignet für technische Vorrichtungen, die schwere und wechselnde Lasten tragen müssen, für welche Einrichtungen ein starkes Bedürfnis für ver­ besserte Positionierzylinder besteht.

Claims (7)

1. Magnetisch graduierter Stahlstab mit einer magnetischen Maßeinteilung, gekennzeichnet durch einen Stahl der Zusammensetzung in Gew.-%:
0,02 bis 0,10%C,
0,50 bis 1,0% Mn,
0,50 bis 1,0% Si,
17 bis 20% Cr,
5 bis 8% Ni,
0,05 bis 0,20% C plus N,
Rest Fe und herstellungsbedingten Verunreinigungen, der 30 bis 60 Vol.-% eines durch Kaltbearbeiten gebildeten Martensits enthält und durch lokales Schmelzen mit einem nichtmagnetischen austenitischen Ge­ füge versehen worden ist, und eine Zugfestigkeit des Stahlstabes von minde­ stens 1275 MPa (130 kgf/mm2) und eine Dauerfestigkeit von mindestens 588 MPa (60 kgf/mm2).
2. Magnetisch graduierter Stahlstab nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stahl 17 bis 18 Gew.-% Cr enthält.
3. Magnetisch graduierter Stahlstab nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stahl 5 bis 7 Gew.-% Ni enthält.
4. Magnetisch graduierter Stahlstab nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stahl 0,05 bis 0,15 Gew.-% C + N enthält.
5. Magnetisch graduierter Stahlstab nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Martensitgehalt 40 bis 55 Vol.-% beträgt.
6. Magnetisch graduierter Stahlstab nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kaltbearbeitung mit einer Querschnittsverminderung von 25 bis 45% durchgeführt wird.
7. Magnetisch graduierter Stahlstab mit einer magnetischen Maßeinteilung, gekennzeichnet durch einen Stahl der Zusammensetzung in Gew.-%:
0,05% C,
0,80% Mn,
0,80% Si,
17 bis 20% Cr,
5 bis 8% Ni,
0,05 bis 0,20% C plus N,
Rest Fe und herstellungsbedingten Verunreinigungen,
der 30 bis 60 Vol.-% eines durch Kaltbearbeiten gebildeten Martensits enthält und durch lokales Schmelzen mit einem nichtmagnetischen austenitischen Ge­ füge versehen worden ist, und eine Zugfestigkeit des Stahlstabes von minde­ stens 1275 MPa (130 kgf/mm2) und eine Dauerfestigkeit von mindestens 588 MPa (60 kgf/mm2).
DE4226695A 1991-08-13 1992-08-12 Magnetisch graduierter stahlstab Withdrawn DE4226695A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0629711A1 (de) * 1993-06-18 1994-12-21 Nippondenso Co., Ltd. Zusammengesetztes magnetisches Element, Verfahren zum Herstellen deses Elementes und ein dieses Element enthaltendes elektromagnetisches Ventil
EP2055797A1 (de) * 2006-08-23 2009-05-06 Japan Science and Technology Agency Eisenlegierung und herstellungsverfahren dafür

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08134595A (ja) * 1994-11-11 1996-05-28 Nippon Steel Corp 耐応力腐食割れ特性に優れた高強度ステンレス鋼板
US6415181B1 (en) 2000-02-25 2002-07-02 Medtronic, Inc. Implantable medical device incorporating adiabatic clock-powered logic
JP4789306B2 (ja) * 2000-05-02 2011-10-12 株式会社ノーケン 磁歪線、および磁歪線を備えた変位検出装置、ならびに磁歪線の製造方法
GB201103675D0 (en) 2011-03-03 2011-04-20 Rls Merlina Tehnika D O O Method of scale substrate manufacture
JP2019196530A (ja) * 2018-05-11 2019-11-14 株式会社デンソー マルテンサイト系ステンレス鋼

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2506558A (en) * 1949-12-14 1950-05-02 Armco Steel Corp Stainless steel and method
US3282686A (en) * 1965-02-01 1966-11-01 Armco Steel Corp Stainless steel and articles
DE2018462B2 (de) * 1970-04-17 1974-10-10 Licentia Patent-Verwaltungsgmbh, 6000 Frankfurt Martensitaushärtender Stahl mit erhöhter Koerzitivfeldstärke
JPS5716309A (en) * 1980-07-04 1982-01-27 Toshiba Mach Co Ltd Displacement detector
JPS6283620A (ja) * 1985-10-09 1987-04-17 Sumitomo Metal Ind Ltd 磁気目盛

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0629711A1 (de) * 1993-06-18 1994-12-21 Nippondenso Co., Ltd. Zusammengesetztes magnetisches Element, Verfahren zum Herstellen deses Elementes und ein dieses Element enthaltendes elektromagnetisches Ventil
US5865907A (en) * 1993-06-18 1999-02-02 Nippondenso Co., Ltd Composite magnetic member, process for producing the member and electromagnetic valve using the member
EP1061140A1 (de) * 1993-06-18 2000-12-20 Denso Co., Ltd. Zusammengesetztes magnetisches Element, Verfahren zu dessen Herstellung und ein dieses Element enthaltendes elektromagnetisches Ventil
US6187459B1 (en) 1993-06-18 2001-02-13 Nippondenso Co., Ltd. Composite magnetic member, process for producing the member and electromagnetic valve using the member
US6390443B1 (en) 1993-06-18 2002-05-21 Nippondenso Co. Ltd. Composite magnetic member, process for producing the member and electromagnetic valve using the member
EP2055797A1 (de) * 2006-08-23 2009-05-06 Japan Science and Technology Agency Eisenlegierung und herstellungsverfahren dafür
EP2055797A4 (de) * 2006-08-23 2014-12-17 Japan Science & Tech Agency Eisenlegierung und herstellungsverfahren dafür

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