DE69201981T2

DE69201981T2 - Ausscheidungshärtbarer, austenitischer Warmarbeitsstahl und Verfahren zur Behandlung desselben.

Info

Publication number: DE69201981T2
Application number: DE69201981T
Authority: DE
Inventors: Lars-Ake Norstroem; Odd Sandberg
Original assignee: Uddeholms AB
Current assignee: Uddeholms AB
Priority date: 1991-02-13
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2012-01-15
Also published as: ATE121141T1; ES2072080T3; JPH0578786A; SE9100424L; CA2059853A1; SE467929B; DE69201981D1; EP0499298A1; SE9100424D0; EP0499298B1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft einen aushärtbaren, austenitischen Warmarbeitsstahl, der eine hohe Warmstreckfestigkeit, eine gute Beständigkeit gegen Anlassen und eine gute Warmdehnbarkeit (Zähigkeit) bei Temperaturen von etwa 700ºC aufweist. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Behandlung eines solchen Stahls.

HINTERGRUND DES FACHGEBIETS

Wenn Kupfer, Messing und Stahl heiß geformt werden, z.B. einer Extrusion und einem Druckschmieden unterworfen werden, werden die Formwerkzeuge sowohl sehr hohen Temperaturen als auch einer hohen mechanischen Belastung unterworfen. Die zu bildenden Rohlinge werden im allgemeinen auf Temperaturen von etwa 700ºC vorgeheizt und so kann die Oberfläche des Verarbeitungswerkzeugs in Kontakt mit dem Werkstück Temperaturen von etwa 700ºC erreichen. Auf diese Weise ist die Lebensdauer der Werkzeuge üblicherweise sehr beschränkt, was diesbezuglich ein ernsthaftes technisches und wirtschaftliches Problem mit sich bringt. Die Lebensdauer des Werkzeugs ist üblicherweise durch die Bildung von einer der folgenden Beschädigungen beschränkt, die ein Verwerfen des Werkzeugs bewirken:
Mitzeverschleiß
plastische Verformung
Risse/Brüche
Somit bilden die möglichen Beschädigungen der Werkzeuge ein Problem der Materialtechnologie, das schwer zu lösen ist, und folglich sind die Eigenschaften des Werkzeugmaterials von großer Bedeutung für die Lebensdauer des Werkzeugs.
Hauptsächlich die folgenden Eigenschaften des Werkzeugmaterials sind entscheidend, wenn die maximale Beständigkeit gegen die wichtigen Beschädigungsursachen erhalten werden soll:
Warmstreckfestigkeit (Warmhärte)
Beständigkeit gegen Rückanlassen
Warmdehnbarkeit/Zähigkeit
Diese Eigenschaften müssen bei Temperaturen von etwa 700ºC Maximalwerte haben. Insbesondere die Warmstreckfestigkeit und die Beständigkeit gegen Rückanlassen (die Fähigkeit, einem zeitabhängigen Erweichen bei hohen Temperaturen zu widerstehen) sind von entscheidender Bedeutung.
Gegenwärtig werden für solche Werkzeuge in einigem Umfang übliche, martensitische Warmarbeitsstähle verwendet, z.B. Typ AISI H13 (etwa 0,40 % C - 1,0 % Si - 0,5 % Mn - 5 % Cr - 1,3 % Mo - 0, 9 % V). Diese Stahlsorten weisen eine gute Dehnbarkeit/Zähigkeit auf, aber leider eine unzureichende Warmfestigkeit und Beständigkeit gegen Anlassen bei der interessanten Temperatur (700ºC). Folglich sind üblicherweise ihre Werkzeug-Lebensdauern primär bezüglich Hitzeverschleiß bzw. plastischer Verformung zu kurz.
Es wurden auch zunehmend sogenannte Superlegierungen verwendet, die hochlegierte, metallische Materialien sind, die üblicherweise mittels intermetallischer Phasen ausgehärtet sind. Solche Materialien können eine sehr hohe Warmfestigkeit und Beständigkeit gegen Rückanlassen aufweisen und weisen in vielen Fällen sehr befriedigende Lebensdauern der Werkzeuge auf. Die Nachteile der Superlegierungen sind jedoch, daß sie wegen ihrer chemischen Zusammensetzung sehr teuer zu verwenden sind und schwer in ausreichend großem Maße zu erhalten (schwer herzustellen) sind. Beispiele für in diesem Zusammenhang verwendete Superlegierungen sind z.B.: Eisen-Grundlegierung A 286 (etwa 0,04 % C - 15 % Cr - 26 % Ni - 1,3 % Mo - 2,0 % Ti - 0,2 % Al) bzw. Nickel-Grundlegierung René 41 (etwa 0,10 % C - 19 % Cr - 55 % Ni - 11 % Co - 10 % Mo -3 % Ti - 1,5 % Al).
Später wurden für kleinere Werkzeuge auf diesem Gebiet zunehmend auch keramische Materialien verwendet. Keramische Materialien können eine sehr gute Warmfestigkeit und Beständigkeit gegen Rückanlassen aufweisen. Das Problem bei den bis jetzt erhältlichen keramischen Materialien war jedoch, daß sie zu spröde sind und so zu leicht Werkzeugausfälle wegen Rißbildung/Bruchen bewirken. Sie sind ebenfalls sehr teuer, und es ist schwer, sie zu bearbeiten, wobei auf diese Weise sehr hohe Werkzeugkosten bewirkt werden.
Die GB-A-1 384 234 offenbart einen aus einer durch Carbidausscheidung gehärteten, austenitischen Stahllegierung hergestellten Warmarbeitsstahl. Die Legierung umfaßt 0,62 % C, 19,1 % Mn, 4,33 % Cr, 1,8 % V, 0,81 % Mo, 0,95 Si und 0,11 % Ni.

KURZE OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Das Ziel der Erfindung ist es, ein Stahlmaterial für zum Warmformen von Kupfer, Messing und Stahl verwendete Werkzeuge vorzuschlagen, das die folgende Kombination von Eigenschaften aufweist:
Dieser Stahl weist eine sehr gute Kombination von kritischen Eigenschaften auf (eine hohe Warmstreckfestigkeit, eine gute Beständigkeit gegen Anlassen und eine gute Warmdehnbarkeit/Zähigkeit). Die Warmstreckfestigkeit und die Beständigkeit gegen Rückanlassen sind höher als diejenige, die mit üblichen, martensitischen Warmarbeitsstählen erreicht werden können. Eher sind sie von der gleichen Qualität, wie sie mit exklusiven Superlegierungen erreicht werden kann.
Dieser Stahl weist einen geringen Gehalt an teuren Legierungselementen auf, und so sind die Legierungskosten viel geringer als für Superlegierungen. Die Kosten sind statt dessen vergleichbar mit denen von üblichen, martensitischen Warmarbeitsstählen, die diesbezüglich als "billige" Werkzeugmaterialien angesehen werden.
Dieser Stahl kann mit Erfolg unter Verwendung von für übliche Werkzeug-Stahlmaterialien entwickelten Verfahren/Methoden, auch in ausreichend großen Ausmaßen, verarbeitet (geschmolzen, geschmiedet/gewalzt und hitzebehandelt usw.) werden.
Die obengenannten Eigenschaften aufweisende Stahlmaterialien sind erfindungsgemäß aushärtbare, austenitische Legierungen mit den folgenden Zusammensetzungsbereichen (Gew. -%):
0,35 - 0,60 C
max. 1 Si
9 - 17 Mn
2 - 8 Cr
max. 2 Ni
1 - 4 Mo, das ganz oder teilweise gegen die doppelte Menge an W (Gew. -%) ausgetauscht sein kann
1,2 - 1,8 V
0,001 - 0,020 B
der Rest im wesentlichen Eisen und Verunreinigungen.
Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1 und 10 festgelegt. Bevorzugte Ausfuhrungsformen sind in den Ansprüchen 2 - 9 gezeigt.
Die technischen Merkmale des Stahls können auf die folgende Weise kurz beschrieben werden:
Anschließend an eine Lösungs-Hitze-Behandlung im Temperaturbereich 1100 - 1200ºC und Abkühlen auf Umgebungstemperatur besteht die Matrix aus Austenit, und es wird eine Härte von etwa 25 HRC erhalten.
Durch eine Vergütungsbehandung im Temperaturbereich 650 - 750ºC kann mittels Aushärtung die Härte auf nicht mehr als etwa 45 HRC erhöht werden. Die Matrix ist nach dem Vergütungsverfahren und dem Abkühlen auf Umgebungstemperatur immer noch austenitisch.
Der starke Aushärtungs-Effekt, der so hoch wie etwa 20 HRC sein kann, gemessen als Härtezunahme, wird durch eine intragranulare Ausscheidung von sehr fein dispergiertem und hitzebeständigem MC-Material (Vanadiumcarbid) während des Vergütungsverfahrens erhalten.
Dieser Stahl weist in seiner ausgehärteten Form eine ausgeprägte Hochtemperaturfestigkeit und Beständigkeit gegen Rückanlassen, kombiniert mit einer vergleichbar guten Dehnbarkeit/Zähigkeit, auf.
Die einzigartige Kombination von Legierungselementen in gut ausgewogenen Mengen verleiht dem Stahlmaterial seine optimalen Eigenschaften. Die Wichtigkeit von jedem der obengenannten Legierungselemente wird jetzt ohne besondere Bevorzugung kurz beschrieben.
Kohlenstoff und Vanadium in Kombination bilden den Hauptbestandteil der Aushärtungs-Phase Vanadiumcarbid (MC). Der Effekt der Aushärtung hängt von der nach der Lösungs- Hitze-Behandlung in Lösung vorliegenden Menge an Kohlenstoff und Vanadium ab. Mindestens etwa 0,35, vorzugsweise mindestens 0,4, % Kohlenstoff sind erforderlich, um einen wirksamen Härtungseffekt zu erhalten. Es ist jedoch nicht möglich, mehr als etwa 0,6 % Kohlenstoff zu lösen, wenn diese Art von Stahl lösungshitzebehandelt wird. Überschüssiger Kohlenstoff bleibt in der Form von nicht gelösten Vanadiumcarbiden zurück, welche die Dehnbarkeit/Zähigkeit des Stahls in unerwünschter Weise beeinträchtigen. Dies bedeutet, daß der erfindungsgemäße Stahl 0,35 - 0,60 % Kohlenstoff enthalten soll, mit einem optimalen Kohlenstoffgehalt im Bereich von 0,4 - 0,5 % Kohlenstoff.
Silicium ist kein erforderliches Legierungselement gemäß der Erfindung, aber es kann in Mengen verwendet werden, die normal sind, wenn bei der Stahlherstellung Desoxidation verwendet wird. Silicium regt jedoch die Kohlenstoffaktivität in Austenit an, d.h. Silicium wirkt der erforderlichen Lösung von Vanadiumcarbid während der Lösungs-Hitze-Behandlung entgegen. Daher ist erfindungsgemäß der Siliciumgehalt auf ein Maximum von 1 % beschränkt.
Mangan ist ein stark Austenit stabilisierendes Element und wird erfindungsgemäß verwendet, um den Stahl bei allen Temperaturen austenitisch zu machen. Wir haben gefunden, daß mindestens etwa 9 % Mn, vorzugsweise mindestens 10 % Mn, erforderlich sind, dies zu erhalten. Mangan erniedrigt auch die Kohlenstoffaktivität in dem Austenit und verbessert folglich gleichzeitig die Lösung von Vanadiumcarbid während der Lösungs-Hitze-Behandlung. Ein hoher Mangangehalt führt jedoch zu verschiedenen metallurgischen Komplikationen bei der Stahlherstellung, und demgemäß bedeutet ein zu hoher Gehalt unnötige Probleme und Kosten. Daher ist der Mangangehalt auf nicht mehr als 17 %, vorzugsweise nicht mehr als 15 %, beschränkt, mit einem optimalen Mangangehalt im Bereich 10,5 - 13 %.
Chrom und Mangan weisen ähnliche Effekte auf die Austenitstabilisierung und die Kohlenstoffaktivität auf. Chrom verbessert auch in einer erwünschten Weise die Oxidationsbeständigkeit des Stahls. Somit sollten mindestens 2 % Chrom, vorzugsweise mindestens 3 % Chrom, zu dem Stahl gegeben werden. Wenn jedoch ein Chromgehalt von mehr als etwa 10 % verwendet wird, beginnt das Chrom damit, während der Vergütungsbehandlung in einem unerwünschten Grad Chromcarbide zu bilden, was einen nachteiligen Effekt auf die Aushärtung von Vanadiumcarbiden hat. Folglich darf der erfindungsgemäße Stahl geeigneterweise nicht mehr als 8 % Chrom, vorzugsweise nicht mehr als 7 % Chrom, enthalten, mit einem optimalen Chromgehalt im Bereich 4 - 6 % Crom.
Nickel ist wie Mangan ein stark Austenit stabilisierendes Element und kann folglich teilweise Mangan in dem Stahl ersetzen. Nickel regt jedoch wie Silicium die Kohlenstoffaktivität des Austenits in einer die Lösungsbehandlung beeinträchtigenden Weise an. Daher ist Nickel diesbezüglich kein erwünschtes Legierungselement, und der Nickelgehalt ist erfindungsgemäß auf nicht mehr als 2 %, vorzugsweise nicht mehr als 0,5 %, beschränkt. Der Stahl sollte geeigneterweise Nickel nur in Mengen enthalten, die für unvermeidbare Begleitelemente normal sind.
Molybdän verbessert die Beständigkeit gegen Rückanlassen des Stahls durch Verzögerung der Kornvergröberung der Vanadiumcarbide während eines Übervergütens. Molybdän ergibt auch wesentliche Zunahmen der Warmstreckfestigkeit, teilweise aufgrund einer Lösungshärtungs-Bedingung. Folglich sollte Molybdän in einer Menge von nicht weniger als 1 % verwendet werden. Der Effekt von Molybdän steigt an, wenn die Menge auf bis zu etwa 4 % ansteigt, wo sich eine Neigung zur Sättigung zeigt. Daher sollte Molybdän in einer Menge zwischen 1 und 4 %, mit einem optimalen Gehalt im Bereich 2 - 3 %, verwendet werden.
Weil Wolfram und Molybdän sehr ähnlich sind, auch wenn die relative Atommasse von Wolfram doppelt so groß wie die von Molybdän ist, ist es einsichtig, zu erwarten, daß ähnliche Effekte mit einer Wolframzugabe in einer Menge, die, ausgedruckt in Gew.-%, doppelt so groß ist, erhalten werden können. Folglich kann es möglich sein, Molybdän teilweise oder vollständig gegen Wolfram in einer Menge, die, ausgedruckt in Gew.-%, doppelt so groß ist, auszutauschen. Aus produktionstechnischen, abfallbehandlungstechnischen und folglich auch ökonomischen Gründen sollte jedoch Molybdän in dem Stahl überhaupt nicht gegen Wolfram ausgetauscht sein, und daher enthält die bevorzugte Zusammensetzung des Stahls Wolfram nur in Verunreinungsgehalten.
Vanadium ist der Hauptbestandteil der ausgehärteten Phase Vanadiumcarbid (MC). Folglich ist diese Substanz ein erfindungsgemäßes Schlüsselelement, und wenn die vorliegenden Kohlenstoffgehalte verwendet werden, ist mindestens etwa 1,2 % Vanadium erforderlich, um einen ziemlich wirksamen Härtungseffekt zu erhalten Ein zu hoher Vanadiumgehalt beeinträchtigt jedoch die erforderliche Lösung des Vanadiumcarbids während der Lösungsbehandlung, und daher sollte der Stahl nicht mehr als 1,8 % Vanadium enthalten. Der optimale Vanadiumgehalt wird im Bereich 1,3 - 1,7 % gefunden.
Wie oben erwähnt wurde, ist eine gute Warmdehnbarkeit/Zähigkeit von primärer Wichtigkeit für interessante Werkzeuganwendungen. Das schwache Glied der Mikrostruktur bezüglich der Dehnbarkeit/Zähigkeit eines ausgehärteten, austenitischen Stahls dieses Typs ist die Festigkeit (Kohäsion) der Austenit-Korngrenzen. Die Korngrenzen sind üblicherweise schwächer als das Innere der Körner, und folglich neigen die Brüche dazu, den Korngrenzen zu folgen, was eine niedrige Dehnbarkeit/Zähigkeit ergibt. Diese Situation hängt primär von der Ausscheidung von ungünstigen Korngrenzen-Carbiden (z.B. M&sub2;&sub3;C&sub6;, worin M Cr, Mo, Mn und Fe ist) während des Vergütens in Kombination mit dem erwünschten, fein dispergierten, intragranularen Vanadiumcarbid ab. Diese Korngrenzen-Carbide machen die Korngrenzen durch Verminderung ihrer Kohäsion spröde.
In diesem Zusammenhang ist Bor von entscheidender Wichtigkeit als Mikrolegierungs-Bestandteil. Wenn Bor zugegeben wird, endet es dank seiner sehr geringen Löslichkeit in dem Stahl hauptsächlich in den Austenit-Korngrenzen. Auf diese Weise ändert Bor dramatisch die Bedingungen in den Korngrenzen und dann auch die Bedingungen für eine Ausscheidung von Korngrenzen-Carbiden. In diesem Stahltyp erniedrigen Borzugaben scheinbar sowohl die Menge von erhaltenen Korngernzen-Carbiden als auch deren Fähigkeit, den Stahl auf eine Weise spröde zu machen, die für die Warmdehnbarkeit/Zähigkeit sehr wichtig ist (eine Verdoppelung des Koeffizienten der Querschnitts-Kontraktion in einer Zugfestigkeits-Vorrichtung bei 700ºC). Sehr kleine Borzugaben (wenige Tausendstel eines Prozents) sind ausreichend, die Korngrenzen des Stahls zu "füllen" und ergeben dann prinzipiell einen ausreichenden Effekt. Daher soll der erfindungsgemäße Stahl mindestens 0,001 % Bor enthalten, aber um den gewünschten Effekt zweifelsfrei zu erhalten, sollte die Menge an Bor mindestens 0,003 % betragen. Zu hohe Mengen von Bor können jedoch leicht schmelzbare Boridphasen ergeben, was nachteilig bezüglich der Verarbeitung (Schmieden/Walzen) des Stahls ist. Somit sollte die Menge an Bor nicht mehr als 0,020 %, vorzugsweise nicht mehr als 0,015 %, betragen.

EXPERIMENTE - BEVORZUGTE ZUSAMMENSETZUNG

Es wurden einige 50 kg-Laborchargen hergestellt, die Stähle Nr. 1 - 5 in Tabelle 1. Vorherige Labortests zeigten an, daß die beste Kombination von Merkmalen mit den Stählen Nr. 2, 4 und 5 erhalten wurde. Ausgehend von diesen Ergebnissen wurde eine 6 Tonnen-Produktions-Charge hergestellt, mit der Sollzusammensetzung (Rest Eisen und Verunreinigungen in normalen Mengen):
Die wahre Zusammensetzung ist in Tabelle 1, Stahl Nr. 6 gezeigt. Tabelle 1 Die chemische Zusammensetzung (Gew.-%) der hergestellten Stähle, wobei der Rest hauptsächlich Eisen ist. Stahl Nr.
Aus Stahl Nr. 6 hergestellte Gußteile wurden unter Produktionsbedingungen ähnlichen Bedingungen zu verschiedenen Stababmessungen von zwischen 30 mm ∅ und 150 mm ∅ geschmiedet und gewalzt, wobei die Ergebnisse ausgezeichnet waren. Dies zeigt klar, daß dieser Stahl unter Verwendung üblicher Stahlherstellungs-Verfahren innerhalb eines Maßbereichs, der für die bezweckte Verwendung geeignet ist, hergestellt werden kann.
Labortests (Mikrostruktur-Untersuchungen, Festigkeitstests, Warmziehtests bzw. Kerbschlagfestigkeitstests) an geschmiedeten Stäben ergaben die folgenden typischen Ergebnisse:

Lösungsbehandlungs-Bedingung, 1150ºC - 1 h - Wasser

Härte: 240 HB
Mikrostruktur: Austenit mit einer bestimmten Menge von nicht gelösten Carbiden vom MC-Typ

Vergütungsbedingung, 700ºC - 12 h - Luft

Härte: 45 HRC
Mikrostruktur: Die gleiche wie oben plus einer kleinen Korngrenzen-Carbid-Ausscheidung und einer sehr fein dispergierten Ausscheidung von intragranularem Vanadiumcarbid (MC)
Kerbschlagzähigkeit: 12 Joule bei Umgebungstemperatur
(Charpy V): 25 Joule bei 700ºC
Hochtemperaturfestigkeit bei 700ºC:
Als Vergleich sollte angemerkt werden, daß der martensitische Warmarbeitsstahl AISI H13 und die Superlegierungen A286 und René 41, in dieser Reihenfolge, ungefähr die folgenden Werte der Warmstreckfestigkeit (Rp0,2) bei 700ºC ergeben können: 150 MPa, 550 MPa und 850 MPa, in dieser Reihenfolge.
Somit zeigen die erhaltenen Ergebnisse, daß der erfindungsgemäße Stahl eine sehr attraktive Kombination von Hochtemperatur-Festigkeit, Beständigkeit gegen Rückanlassen und Warmdehnbarkeit (Zähigkeit) aufweist.
Es wurden zwei Einsatzerprobungen durchgeführt, bei denen der Stahl als Werkzeugmaterial für Dorne (60 mm ∅ x 200 mm) für die Heißextrusion von aus Messing hergestellten Rohrkrümmungen getestet wurde. Solche Dorne bringen ein schweres materialtechnisches Problem mit sich, weil sie aufgrund der ausgedehnten Kontaktzeiten mit den heißen Messingmaterialien, die extrudiert werden, sowohl einer großen mechanischen Belastung als auch hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Die Lebensdauer der Dorne, die ziemlich beschränkt ist, weil sie früher oder später plastisch deformiert (verbogen) werden, ist diesbezüglich ein kritischer Produktionsfaktor während der Heißextrusion. Demgemäß ist die Anwendung sehr typisch für das, wofür der Stahl zur Verwendung bestimmt ist. Bei einem der Tests wird eine vergleichsweise leicht extrudierte Messinglegierung (Cuzn40Pb2) verwendet und bei dem anderen Test eine schwerer extrudierte Legierung (CuZn36Pb2As). Normalerweise wird der martensitische Warmarbeitsstahl AISI H13 für die angegebenen Dorne verwendet. Zusätzlich zu dem neuen, erfindungsgemäßen Stahlmaterial wird sowohl ein zusätzlicher martensitischer Warmarbeitsstahl AIST H19, der eine noch höhere Hochtemperaturfestigkeit als H13 aufweist und aus diesem Grund oft bei Anwendungen der vorliegenden Art verwendet wird, als auch die zwei Superlegierungen A 286 und René 41 getestet.
Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten: Mit CuZn40Pb2, Formteiltemperatur etwa 700ºC Dornmaterial Härte (HRC) Lebensdauer des Dorns (Zahl der Schläge) Der erfindungsgemäße Stahl Mit CuZn36Pb2As, Formteiltemperatur etwa 775ºC Dornmaterial Härte (HRC) Lebensdauer des Dorns (Zahl der Schläge) René 41 Der erfindungsgemäße Stahl
Die Ergebnisse zeigen, daß der Stahl gemäß der vorliegenden Erfindung sehr befriedigende Leistungen bei diesen vorläufigen Einsatzerprobungen innerhalb eines typischen Bereichs der Anwendung ergibt. Es stimmt, daß zusätzliche Einsatzerprobungen erforderlich sind, bevor allgemeinere Schlüsse gezogen werden können, aber die Ergebnisse zeigen, daß der Stahl ein Potential aufweist, das ihm ermöglicht, martensitische Warmarbeitsstähle stark zu übertreffen und auch mit eingeführten Superlegierungen direkt zu konkurrieren.

Claims

1. Aushärtbarer, austenitischer Warmarbeitsstahl, der eine hohe Warmstreckfestigkeit, eine gute Beständigkeit gegen Anlassen und eine gute Warmdehnbarkeit (Zähigkeit) bei Temperaturen von etwa 700ºC aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß er die folgende Zusammensetzung, ausgedrückt in Gew.-%, aufweist:

0,35 - 0,60 C

max. 1 Si

9 - 17 Mn

2 - 8 Cr

max. 2 Ni

1 - 4 Mo, das ganz oder teilweise gegen die doppelte Menge an W (Gew. -%) ausgetauscht sein kann

1,2 - 1,8 V

0,001 - 0,020 B

der Rest Eisen und Verunreinigungen in normalen Mengen.

2. Stahl gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 0,4 - 0,5 C enthält.

3. Stahl gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 10 - 15 Mn enthält.

4. Stahl gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß er 10,5 - 13 Mn enthält.

5. Stahl gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 3 - 7 Cr, vorzugsweise 4 - 6 Cr, enthält.

6. Stahl gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 2 - 3 Mo enthält.

7. Stahl gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 1,3 - 1,7 V enthält.

8. Stahl gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 0,003 - 0,015 B enthält.

9. Stahl gemäß einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß er die folgende chemische Zusammensetzung aufweist:

0,42 - 0,48 C

0,1 - 0,8 Si

11,6 - 12,4 Mn

4,5 - 5,5 Cr

max. 0,5 Ni

2,2 - 2,8 Mo

1,2 - 1,6 V

0,003 - 0,015 B

der Rest Eisen und Verunreinigungen.

10. Verfahren zur Behandlung eines Stahls, der die folgende chemische Zusammensetzung, ausgedrückt in Gew.-%, aufweist:

0,35 - 0,60 C

max. 1 Si

9 - 17 Mn

2-8 Cr

max. 2 Ni

1-4 Mo, das ganz oder teilweise gegen die doppelte W-Menge (Gew.-%) ausgetauscht sein kann

1,2 - 1,8 V

0,001 - 0,020 B

der Rest Eisen und Verunreinigungen in normalen Mengen, und zur Herstellung von Werkzeugen aus diesem Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl zu Stäben oder Blöcken geschmiedet und/oder warm gewalzt wird, wobei der Borgehalt des Stahls vorzugsweise in den Austenit-Korngrenzen vorkommt, in denen die Gegenwart von Bor der Ausscheidung von für die Dehnbarkeit ungünstigen Korngrenzen-Carbiden entgegenwirkt, daß der geschmiedete und/oder warm gewalzte Stahl im Temperaturbereich 1100 - 1200ºC lösungsbehandelt und auf Umgebungstemperatur abgegekuhlt wird, wobei der Stahl eine austenitische Matrix behält und eine Härte von max. 30 HRC erhält, daß aus diesem lösungsbehandelten Stahl durch Schneidformung Werkzeuge in einem mindestens nahezu fertigen Zustand hergestellt werden und daß die Werkzeuge im Temperaturbereich 650 - 750ºC vergütungsbehandelt werden, wobei eine sehr fein dispergierte und temperaturbeständige, intragranulare Ausscheidung von Vanadiumcarbid (MC) in der noch immer austenitischen Matrix erhalten wird und eine Härte wegen der Aushärtung auf mehr als 40 HRC zunimmt.