DE604337C

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Publication number: DE604337C
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Verfahren zur Steigerung der Härte von Eisen-Titan-Legierungen Die Härtbarkeit des Stahles hängt bekanntlich mit dem Kohlenstoffgehalt desselben zusammen. Die Härtungsverfahren der Kohlenstoffstähle können für zwei Gruppen geteilt werden, wobei nach dem ersten Verfahren durch Abschrecken Martensit entsteht, nach dem zweiten Verfahren jedoch und nur bei gewissen Stählen durch Abschrecken Austensit gebildet wird, der an sich verhältnismäßig weich ist und erst beim Glühen bei höherer Temperatur in den härteren Martensit übergeht.
In neuerer Zeit wurde eine andere Gruppe von Legierungen entdeckt, die bei völliger Abwesenheit von Kohlenstoff durch einen thermischen Prozeß Härtegrade zu erzielen gestatten, die denjenigen der Kohlenstoffstähle nichts nachgeben. Zu dieser Gruppe von Stählen gehören die Derylliumstähle. Der thermische Vergütungsvorgang dieser Stähle ist folgender: Abschrecken aus einer Temperatur von 95o°, wonach die Stähle noch weich sind, und Anlassen bei Soo°, wodurch diese Stähle eine bedeutende Härte -erreichen.
Es wurde :gefunden, daß die viel billigeren Titanstähle in ähnlicher Weise vergütbax sind wie die Berylliumstähle. Die binären Titanstähle mit oder ohne Kohlenstoff zeigen bei einem Gehalt von 3 bis 6 Prozent Titan eine gewisse Ausscheidungshärtungsfähigkeit, wenn man sie nach dem Abschrecken von 95o° bei 5oo° anläßt. Bei diesen Gehalten an Titan zeigen diese Legierungen jedoch starke Neigung zur Vergröberung des Korns, so daß höhere mechanische Eigenschaften nicht zu erwarten sind: Solche Stähle könnten allenfalls in gewissen Fällen Verwendung finden, wo eine geringere Härtbarkeit bei völliger Abwesenheit von Kohlenstoff erwünscht ist.
Weiter wurde gefunden, daß man die grobe Struktur hochprozentiger Titanstähle durch Zusatz von Nickel oder Mangan äußerst verfeinern kann. Dabei zeigt sich noch, daß durch Zusatz von Nickel die Ausscheidungshärtungsfähgkeit der Legierungen bedeutend steigt, so daß; man mit niedrigem Titangehält auskommt, oder aber bei Verwendung desselben Titangehaltes und durch Zusatz von Nickel höhere Härteeffekte erzielen kann. Durch weitere Zusätze, insbesondere Kobalt, Vanadium, Chrom, Moiybdän u: dgl., lassen sich noch weitere Verbesserungen in der Härtbarkeit erzielen.
Zur Erzielung der größten Härteeffekte ist es zweckmäßig, den Nickelgehalt dem Titangehalt anzupassen, da ein geringer Nickelgehalt sowie in zu hoher Gehalt an Nickel zu niedrige Härtewerte ergeben. Die Härtekurve läuft in Funktion des Nickelgehaltes durch ein Maximum, so daß man den Nickelgehalt demjenigen an Titan anpassen soll. Dieses Maximum kann durch weitere Legierungskomponenten verschoben werden. Weiter hat die Art der thermischen Behandlung einen ausschlaggebenden Einfluß auf die höchst erreichbaren Härtewerte. Man benutzt als Abschrecktemperatur einen Temperaturbereich von 7oo bis 135o°, die günstigste Anlaßtemperatur für die Ausscheidungshärtung liegt zwischen 32o und 6oo°.
Praktisch erprobt wurde folgende Arbeitsweise: Abschrecken in Öl bei 950°, Anlassen während 3 Stunden bei 5oo°. Bei gewissen Legierungen genügt auch einfaches Abkühlenlassen an der Luft oder in Preßluft nach der Erhitzung auf 95o°, um bei 5oo° eine hohe Härte zu erzielen.
Vorstehendes sei an Hand einiger Beispiele erläutert: i. Eine Nickel-Titan-Legierung mit 5,5 4 Ti, 7,4 Ni, kohlenstofffrei, ergab nach dem Abschrecken eine Härte von 35o°, nach dem Anlassen eine solche von 58o Brinell. Das Korn der Legierung war sehr fein.
2. Eine nicht rostende Legierung nut 4,5 Ti, 7,6 Ni, 20,40 Cr, kohlenstofffrei, ergab nach dem Abschrecken eine Härte von 361, nach dem Anlassen eine solche von 611.
3. Eine Legierung mit derselben Zusammensetzung wie vorstehend, jedoch mit nur 12,6 Prozent Cr zeigte nach dem Abschrecken die Härte von 33o, nach dem Anlassen 611.
Die nicht rostenden Stähle mit 20 Cr, 7 Ni: und ,niedrigem Kohlenstoffgehalt sind hekanntlich normalerweise praktisch nicht härtbar. Durch Zusatz von Titan gelingt es, diese Stähle härtbar zu machen, wobei die Festigkeit gegenüber gewissen Säuren noch erhöht wird. Ähnliche Stähle wie die obengenannten, beispielsweise die Titan-Invar-Stähle mit etwa 36 Prozent Nickel und 4,5 Prozent Titan, ließen-ähnliche Werte erzielen.
Auch mit Zirkonzusätzen konnten ähnliche Wirkungen erreicht werden; doch kommt Zirkon infolge der größeren Mengen, die nötig sind, und infolge des höheren Preises praktisch kaum in Betracht.
Die Legierungen sind an sich bekannt und sind für sich nicht Gegenstand vorliegender Erfindung.

Claims

PATENTANSPRÜCFIE i. Verfahren zur Steigerung der Härte von Eisen-Titan-Legierungen nach Ab= schrecken oder Luftabkühlung aus einem Temperaturbereich von 7oo bis 1350° C, dadurch gekennzeichnet, daß diese Legierungen zwecks Erzielung einer Titan-Ausscheidungshärtung bei 32o bis 6oo° C angelassen werden.
2. Die Anwendung des Verfahrens nach Anspruch i bei solchen Legierungen, die neben Titan gleichzeitig Nickel oder Mangan, gegebenenfalls unter Anpassung des Nickelgehaltes an den Titangehalt,enthalten.
3. Die Anwendung des Verfahrens ;wach Anspruch i bei solchen Legierungen, ,die neben Titan gleichzeitig Nickel oder Mangan und Zusätze -von Chrom, Kobalt, Molybdän oder Vanadium enthalten.