DE693146C - Korrosionsbestaendige Gegenstaende guter Haertbarkeit, grosser Haerte und leichter Verarbeitbarkeit - Google Patents

Description

• Korrosionsbesländige Gegenstände guter Härtbarkeit, großer -Härt e und leichter Verarbeitbarkeit Bisher wurde für Messer, Scheren, chirurgische Instrumente, Preßmatri7en o. dgl., also für Werkzeuge, die hohe Festigkeit mit großem Widerstand gegen chemische Angriffg verbinden solIen#, in der Hauptsache der bekannte rostfreie Stahl Mit 0,4 bis 0,5010 C" 14 bis 150/0 Cr mit oder ohne Nickel oder Molybdän bis zu o,5% verwandt.
• Der Nachteil dieses Stahls liegt darin, daß die #erzielbare Härte von etwa 58 Einheiten nach Reckw-ell (RC) gegenüber Werkzeugen aus sog. nicht rostbeständigen Stählen für besondere Ansprüche zu niedrig liegt. Seine Anlaßbeständigkeit ist ebenfalls zu niedrig. Eine Erhöhung des Kohlenstoffgehaltes beeinflußt zwar die Härtbarkeit in günstigem Sinne, verringert aber die Rostbeständigkeit in unzulässiger Weise. Durch entsprechende Steigerung das Chromgehaltes wird zwar eine gesteigerte Rostsicharheit wiederum erzielt, doch,erfährt die Härtefähigkeit eine Verminderung, gegebenenfalls bis zur völligen Unmöglichkeit durch vorzeitige Austenitbildungg.
• Es sind zahlreiche Versuche unternommen worden, die Verminderung der Korrosionsbeständigkeit oder der Härtefähigkeit der höher geko.hlten Chremstähle durch Hinzufügen von Mo-lybdän, Mangan, Kobalt oder Molybdän und Vanadium zu beheben.
• Von den Erfindern sind Stähle dieser Art untersucht und zum Teil verarbeitet worden, wobei folgende Nachteile in Erscheinung traten-Bei den Chrom-Mangan-Stählen mit 0,7 bis 430/0 C, io bis 16% Cr und 0,75 bis 2% Mn ist die Korrosionsbeständigkeit ungenügend. Die- Stähle werden leicht austenitisch, so daß die Erzielung der Höchsthärte außerordefitlich schwierig ist.
• - Bei Chrom-Molybdän-,Stählen mit etwa o,6 bis i 0,lo C, 17 bis 19 % Cr und i bis 2 0/0 MO ist zwar die Härtefähigkeit genügend. Indessen bletetdie Warmformgebung erhebliche Schwierigkeiten. Die Härtetemgeratur wird nach oben verschoben; der Härieblereich ist ,sehr eng. Diese nachteiligen Eigenschaften erschweren die praktische Verwendbarkeit der Chrom-Molybdän-Stähle erfahrungsgemäß außerordentlich.
• Ähnliches gilt für die in der Praxis bekannten Chrom-Molybdän-Kobalt-Stähle mit Gehalten von o.8 bis i,9-01'o C, 13 bis 18% Cr, bis io/o Mo, bis 3,50/0 CO und bis 0,5010 V. Diese durch langjährige Verarbeitung zu Messern, Scheren usw. bekannten StahLlegierungen sind bei der Verarbeitung äußerst vorsichtig zu behandeln; sie ergeben großen Schmiedeausschuß, sind infolge- eines geringen Härtebereiches schwier ig zu liärten und -werden leicht spröde.
• Das Bestreben, die vorstehend geschilderten Unvollkommenheiten auszuschalten und einen leicht zu verarbeitenden, zähen, leicht härtbaren Stahl mit einer RockwellhärteC von über 6o Einheiten von höchster Korrosions-"beständigkeit und großer Anlaßbeständigkeit zu finden, veranlaßte die Erfinder zu >einer großen Reihe von Schmelz- und Legierungsversuchen, aus welchen ein Stahl entwickelt wurde, der den gestellten Ansprüc.hen weitestgehend genügt.
• Der gemäß der Erfindung als Werkstoff für korrosionsbeständigge Gegenstände guter Härtbarkeit, großer Härte und leichter-Verarbeitbarkeit verwendete Stahl enthält neben Chrom noch die drei carbidbildenden Elemente Wolfram, Molybdän und Vanadin und bat folgende Zusammensetzung:

  o, 6 bis 2 0/0 Kohlenstoff,

  16 250/0 Chrom,

  0,2 2% Molybdän,

  0,2 3% Vanadin,

  1 7010 Wolfram,

  Rest Eisen.

  Unter Eisen ist hierbei technisches Eisen zu verstehen, d.h. solches. mit den üblichen Gehalten an Mangan, Silicium, Phosphor, Schwefel und Verunreinigungen.
• Stähle dieser Zusammensetzung sind an sich bekannt, nur hat man sie bisher ausschließlich für andere Zwecke, nämlich als Nitrierstahl für die Herstellung von Ziehmatrizen, Kugeln, Kugellagern und Zahnrädern. verwendet.' Um das Verhalten von Stählen der vorgenannten und auch abweichender Zusammensetzung bei Verwendung gemäß der Erfindung nachzuprüfen, wurden folgende Schmelzen untersucht:

  Nr. C Cr W MO V Mn si

  or 01 o! 01 0/ 01

  A io A 2.1 0

  1' o,81 20,58 1,35 0,32 0,28

  ?' 0179 1:9,63 1,44 0,35 o,36

  3 o,85 17,54 1,34 0,30 0,33 -

  4 0,93 18,38 1,67 0,53 o,62 0,25 0,31

  5 o,88 18,26 1,15 0,51 o,62 0,31 0,34

  6 i,o6 17,91 0,78 o,62 0,52 0,32 0,30

  T 1,00 IMI 2,92 o,61 o,66 0,25 0,42

  8 IJ5 18,33 1,42 o,gi o,67 0,39 o,54

  9 o,86 20,41 1,49 0,56 0,52 1,69 0,38

  io 0,81 18,83 1'50 1,12 0,47 o,-.8 0,43

  ii 1,06 18,o6 1,47 0,55 i,go 0,35 0,41

  12 1,21 17,96 1,48 0,57 1,74 o,18 0,40

  13 0,94 18,35 1,54 o,61 0,47 u- 2,36 0/, Co.

  Das überraschend gute -Verhalten der Schmelzen4,- 5 und 8 gab Veranlassung, im Rahm-en dieser Analysengrenzen eine weitere Reihe von sechs Schmelzen herzustellen, welche sämtlich eine vorzügliche und gleichmäßige Warrnbildsamkeit zeigten:

  Nr. C cr \V Mo V n 1

  1 0,84 18,83 ",55 0,55 0,57 0,29 0,30

  2 0,89, 18,86 1'52 0,55 0,52 0,28 0,33

  3 0197 18,o6 1,55 o,61 0,5? o,28 0,31

  4 0,96 ig,ig 1,38 o,61 0,47 0,29 0,31

  -5 o,96 18,40 1,66 0,56 0,47 0,2# 0,37

  6 1'05 18,35 1'27 o,63 o,66 0, 32 0,30

  Sämtliche -Chargen ergab-en eine Rockwellhärte C von 6 1 bis 64 Einheiten, Ihre Korro#-sion5beständ igkeit ist den besten bisher bekannten rostfreien Stählen zum mündesten gleichzusetzen. Die zur Erzielung der Höchsthärte erforderliche Temperatur liegt et-%va 5o bis 6o' C niedriger als diejenige anderer rostfreier Stähle ähnlicher Härte. Der Härtebereich ist mit etwa ioo' C mehr als doppelt so groß wie derjenige der -bisher benutzten ähnlichen Stähle. Die niedriger liegende Härtetemperatur sowie der große Härtebereich in Verbindung mit vorzüglicher Amlaßbeständigkeit bieten bei der Verarbeitung des Stah1.es zu Messern, Scheren usw. außerordentliche Vorteile. - Ein weiterer besonderer Vorteil dieser Stähle liegt darin, daß sie auch vorzüglich in Luft und daher verzugsfrei.härtbar' und so-mit für die Herstellung- von korroslousbeständigen Matrizen besonders geeignet sind.
• Für verschiedene Zwecke wird, ein völlig korrosionsfester, im Einsatz härtbarer Stahl von höchster Oberflächenhärte benötigt. In solchen Fällen findet zweckmäßig ein Stahl der genannten Zusammensetzung, jedoch mit nur o,i bis o,6% Kohlenstoff, Verwendung. Beispielsweise hat eine Versuchscharge folgender Zusammensetzung sehr gute Ergebnisse geliefert:

  C Cr W Mo V Mn si

  o,i6 18,75 1,11 o,52 o,58 0,34 0,50

  Einsatz- und Härteversuche ergaben, #daß ein solcher Stahl sich zementierei! läßt, nach der Härtung (Oberflächenschicht etwa i % C) bei einem verhältnismäßig zähen Kern ane Oberflächenhärte- von 62- bis. 65 Einheiten nach RcckweI1C ergibt und durchaus korrosionsb#eständig ist.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Die Verwendur#g eines Stahles folgender Zusammensetzung: o,6 bis 2 0,/o Kohlenstoff, 16 --5% Chrom, 0,2 20,10 Molybdän, 0,2 3 % Vanadin, 1 70/0 Wolfram, Rest Eisen, als Werkstoff für korrosionsbeständige Gegenstände guter Härtbarkeit, großer Härte und leichter Verarbeitbarkeit.
2. 2. Die Verwendung eines Stahles der Zusammensetzung gemäß Anspruchi, je- doch mit nur o,i bis o,6% Kohlenstoff für derartige Gegenstände gemäß Anspritch i, die im Einsatz gehärtet werden uüd eine hohe Oberflächenhärte bei geringer Kernfestigkeit besitzen sollen.