DE69816948T2 - Ungehärteter stahl für mechanische strukturen - Google Patents

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    • C22C38/60Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft mikrolegierten Schmiedestahl zur Verwendung als Maschinen-Formstahl, der eine geringe Deformation einer Bruchfläche bei Bruchtrennung aufweist und im Allgemeinen auf Stahlrohlinge zur Verwendung als Maschinen-Formstahl und auf Maschinenteile, die eine geringe Deformation auf Zug- und Schlagbruch erfordern, anwendbar ist.
  • STAND DER TECHNIK
  • Die Maschinen-Formstähle, die zum Formen von Teilen von Autos und Industriemaschinen verwendet werden, werden gewöhnlich in Form einer geraden Stange oder eines aufgewickelten Drahtes geliefert und werden zur gewünschten Form warm oder kaltverarbeitet, gefolgt von verschiedenen Wärmebehandlungen, maschineller Bearbeitung usw., um ein endgültiges Teil zu liefern. Wenn die Verarbeitung von Stahlrohlingen zu Teilen die Bruchtrennung durch Kältespannung einschließt, ist es normalerweise notwendig, die Deformation auf Bruch zu regulieren, um die benötigte Genauigkeit im nachfolgenden Arbeitsschritt zu gewährleisten oder um das Auftreten von Störungen in einer automatisierten Folge von Arbeitsschritten zu vermeiden.
  • Übliche Stahlteile wurden herkömmlich durch Warm- oder Kaltschmieden, gefolgt von Härten durch Abschrecken und Anlassen, verformt, um die benötigte Härte und Zähigkeit zu liefern. Heutzutage werden mikrolegierte Stähle zum Warmschmieden (nachstehend als "mikrolegierter Schmiedestahl" bezeichnet), welche im geschmiedeten Zustand die erforderliche Härte aufweisen, in zunehmendem Maße verwendet. Das Ersetzen des durch Abschrecken gehärteten und angelassenen Stahls durch den mikrolegierten Schmiedestahl ist vorteilhaft, weil das Auslassen der Wärmebehandlung die Produktionskosten senkt und das Verziehen durch Abschrecken ausschließt.
  • Das Verformungsverfahren von Teilen aus mikrolegiertem Schmiedestahl schließt Bruchtrennung durch Schlagspannung, Bearbeiten benötigter Teile und anschließendes Wiederverbinden der Bruchflächen ein und wird in der Anwendung typischerweise zur Formung einer Verbindungsstange verwendet, hergestellt z. B. aus einem Stahl mit einem relativ hohen Kohlenstoffgehalt wie beispielsweise Fe – 0,72% C – 0,22% Si – 0,49% MnO – 0,62% S – 0,04% V, wie beschrieben in "Fundamentals and Applications of Microalloying Forging Steels", (1996) 29 TMS.
  • Das Verfahren der Herstellung einer Verbindungsstange kann grob zusammengefasst werden als Warmschmieden eines Stahlrohlings, gefolgt durch Luftkühlung, Bohren und Durchbohren eines Deckels und einer Stange, mechanisches Trennen eines großen Endes, Wiederverbinden der Bruchflächen, Verschrauben des Deckels und der Stange und maschinelle Endbearbeitung.
  • Das Verfahren ist vorteilhaft, weil relativ preisgünstige Stahlrohlinge verwendet werden können, und die herkömmlich erforderliche Hochpräzisionsbearbeitung außerdem weggelassen werden kann, um die Kosten zu verringern. Der vorstehend angeführte Stahl enthält jedoch einen großen Kohlenstoffanteil zur Verbesserung der Brechbarkeit und weist deshalb das Problem einer niedrigen Streckgrenze und einer geringen Ermüdungsfestigkeit sowie einer schlechten maschinellen Bearbeitbarkeit auf.
  • Die japanische ungeprüfte Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 8-291373 offenbart einen Stahl, für Verbindungsstangen, in welchem der Kohlenstoffgehalt von dem vorstehend erwähnten Stahl gesenkt wird, während die Brechbarkeit gewährleistet ist, und beschreibt, dass der offenbarte mikrolegierte Stahl zum Warmschmieden "leicht durch Bruch zu trennen ist und die gebrochene Fläche eine geringe Deformation aufweist und leicht wiederzuverbinden ist".
  • Die japanische ungeprüfte Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 9-3589 offenbart einen mikrolegierten Schmiedestahl von geringer Zähigkeit für Verbindungsstangen und beschreibt, dass ein erhöhter N-Gehalt insbesondere eine Sprödbruchfläche auf Bruchtrennung liefert und "es die Aufgabe ist, einen mikrolegierten Schmiedestahl von hoher Festigkeit und geringer Zähigkeit, welcher bei Bruchtrennung bei Raumtemperatur eine flache Sprödbruchfläche zeigt, zur Verfügung zu stellen".
  • Die in der japanischen ungeprüften Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 8-291373 oder in der japanischen ungeprüften Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 9-3589 offenbarten Stähle lieferten jedoch keine kommerziell akzeptable Brechbarkeit.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen preisgünstigen, mikrolegierten Schmiedestahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt zur Verwendung als Maschinen-Formstahl zur Verfügung zu stellen, der eine geringe Deformation aufweist, wenn er im warmverarbeiteten Zustand, durch Warmwalzen, Warmschmieden usw., gebrochen wird, und der sich aus einer Ferrit-Perlit-Mikrostruktur zusammensetzt.
  • Um die Deformation eines Stahls auf Bruch zu senken, ist es am wirksamsten, die Duktilität des Stahls zu verringern. Verschiedene Maßnahmen können die Duktilität durch Regulieren der chemischen Zusammensetzung des Stahls verringern. Eine ist es, den Kohlenstoffgehalt z. B. des Stahls mit 0,72% C, beschrieben im vorstehend erwähnten 29 TMS (1996), zu senken. Stähle mit einer Ferrit-Perlit-Mikrostruktur weisen jedoch ein geringeres Streckverhältnis (Streckgrenze/Zugfestigkeit) und eine geringere Ermüdungsfestigkeit auf, wenn der Kohlenstoffgehalt erhöht wird. Eine weitere ist es, einen großen Gehalt an P zu verwenden, um die Kristallkorngrenzen spröde zu machen, aber P reduziert auch wesentlich die Duktilität bei hohen Temperaturen und erschwert das Gießen, Walzen und Warmverarbeiten von Stahl.
  • Um eine verbesserte Brechbarkeit ohne die vorstehenden Probleme zu liefern, führten die Erfinder verschiedene Untersuchungen durch und erzielten die folgenden neuen Ergebnisse.
  • 1) Verbesserung der Brechbarkeit
  • Mn wirkt als Element zur Härtung von festen Lösungen, um einen Stahl zu härten, während es keine wesentliche Verringerung der Duktilität infolge des Härtens verursacht, und die Stähle mit mittlerem Kohlenstoffgehalt (0,25% oder mehr C) zur Verwendung als Maschinen-Formstahl enthalten gewöhnlich etwa 0,6% oder mehr Mn. Basierend auf dieser Tatsache, untersuchten die Erfinder die Beziehung zwischen Mn und Brechbarkeit und fanden heraus, dass es eine starke Wechselbeziehung zwischen der Brechbarkeit und dem Mn-Gehalt gibt; insbesondere wenn der Mn-Gehalt auf weniger als 0,4% gesenkt wird, wird die Duktilität des Stahls verringert und die Deformation auf Bruch herabgesetzt. Der gesenkte Mn-Gehalt verringert vorteilhaft die Duktilität, während keine wesentliche Reduzierung der Duktilität bei hohen Temperaturen hervorgerufen wird, was anders ist als beim Zusatz eines großen Anteils an P.
  • Mikrolegierte Schmiedestähle enthalten im Allgemeinen V oder Nb als Element für Ausscheidungshärtung und, wenn diese Elemente mit N im Stahl unter Bildung von Nitriden verbunden sind, werden die Austenitkörner während des Erwärmens beim Schmieden geseigert, und der Ferritgehalt in der Mikrostruktur erhöht sich außerdem, wodurch die Duktilität gesteigert wird, so dass die Verringerung des Mn-Gehaltes allein die praktisch benötigte geringe Duktilität (hohe Brechbarkeit) nicht gewähren kann. Deshalb ist es von grundlegender Bedeutung, die Ausscheidung von Nitriden durch Herabsetzen des N-Gehaltes zu unterdrücken. Einige der für verbesserte Zähigkeit entwickelten mikrolegierten Schmiedestähle enthalten 0,01% oder mehr N, und selbst andere durch das übliche Stahlherstellungsverfahren erhaltene Stähle enthalten 0,005% oder mehr N. Die japanische ungeprüfte Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 9-3589 empfiehlt den Zusatz von N in einem Gehalt so hoch wie möglich. Die Erfinder führten jedoch Versuche unter Verwendung von mikrolegierten Schmiedestählen mit 0,5% C und zugesetztem V durch und stellten fest, dass die Deformation im Hinblick auf die Verringerung der Bruchfläche bei niedrigeren N-Gehalten geringer ist, so dass ein Stahl mit 0,004% N eine Deformation von 70 aufweist, wenn man die von einem Stahl mit 0,01% N als 100 annimmt.
  • 2) Verbesserung der Streckgrenze und der Ermüdungsfestigkeit
  • Um einen Ferrit-Perlit-Stahl mit einem verbesserten Streckverhältnis (Streckgrenze/ Zugfestigkeit) und Dauerfestigkeitsverhältnis zur Verfügung zu stellen, ist es wirksam, den Kohlenstoffgehalt zu senken und den Gehalt an geeigneten Legierungselementen zu erhöhen. In V-gehärteten mikrolegierten Schmiedestählen verbessert einfaches Senken des Kohlenstoffgehaltes von 0,7% auf 0,6% das Streckverhältnis von 0,55 auf 0,65 und das Dauerfestigkeitsverhältnis von 0,39 auf 0,44. Daher ist es wichtig, den Kohlenstoffgehalt herabzusetzen, solange die benötigte Brechbarkeit gewährleistet ist. Wie auf dem Fachgebiet bekannt, ist die Verbesserung des Streckverhältnisses und des Dauerfestigkeitsverhältnisses durch den Auscheidungshärtungseffekt von V ebenfalls entscheidend, um die Verringerung der Festigkeit wegen der herabgesetzten C- und Mn-Gehalte wettzumachen.
  • Basierend auf den vorstehenden Ergebnissen stellt die Endung mikrolegierte Schmiedestähle als Maschinen-Formstähle wie nachstehend in (1), (2), (3) und (4) dargelegt zur Verfügung.
    • (1) Mikrolegierter Schmiedestahl zur Verwendung als Maschinen-Formstahl, dadurch gekennzeichnet, dass er aus: C: 0,3 bis 0,6 Gew.-%, Si: 0,1 bis 2,0 Gew.-%, Mn: 0,1 Gew.-% oder mehr und weniger als 0,4 Gew.-%, P: 0,01 bis 0,1 Gew.-%, S: 0,01 bis 0,2 Gew.-%, V: mehr als 0,15 Gew.-% und bis zu 0,4 Gew.-%, und als Rest: Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, wobei die unvermeidbaren Verunreinigungen weniger als 0,005 Gew.-% N einschließen und der Stahl eine Ferrit-Perlit-Mikrostruktur aufweist. Optionale Elemente können auf Kosten des Restes wie folgt beteiligt sein:
    • (2) Mikrolegierter Schmiedestahl zur Verwendung als Maschinen-Formstahl wie in (1) dargelegt, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin: Al: 0,005 bis 0,05 Gew.-% enthält.
    • (3) Mikrolegierter Schmiedestahl zur Verwendung als Maschinen-Formstahl wie in (1) oder (2) dargelegt, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin eines oder beide von: Ti: 0,005 bis 0,05 Gew.-% und Nb: 0,05 bis 0,2 Gew.-% enthält.
    • (4) Mikrolegierter Schmiedestahl zur Verwendung als Maschinen-Formstahl wie in einem von (1) bis (3) dargelegt, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin eines oder beide von: Cr: 0,1 bis 0,5 Gew.-% und Mo: 0,1 bis 0,5 Gew.-% enthält.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Aufriss, der eine Bruchfläche eines gekerbten Stücks des Zugversuchs, gebrochen durch Zugspannung (Querschnitt 10 × 20 mm, Kerbgrund 1,0 R, Kerbtiefe 2,0 mm), zeigt, wobei A eine Länge senkrecht zur Kerbe ist, und B und C Längen parallel zur Kerbe sind.
  • BESTES VERFAHREN ZUR UMSETZUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die chemische Zusammensetzung aus folgenden Gründen angegeben.
  • C: 0,3 bis 0,6%
  • 0,3% oder mehr C sind notwendig, um eine benötigte Festigkeit der Maschinenbauteile und eine verbesserte Brechbarkeit durch Versprödung des Stahls zu liefern. Ein zu hoher C-Gehalt setzt jedoch die Steckgrenze und die Ermüdungsfestigkeit herab, und deshalb ist die Obergrenze 0,6%.
  • Si: 0,1 bis 2,0%
  • Si wirkt als Element zur Härtung von festen Lösungen, verringert außerdem die Duktilität des Stahls und muss in einem Gehalt von 0,1% oder mehr vorhanden sein, um eine wesentliche Herabsetzung der Duktilität zu liefern. Ein Gehalt von mehr als 2,0% verringert jedoch die Duktilität bei hohen Temperaturen und führt zur Rissbildung während des Walzens und Schmiedens und fördert außerdem die Entkohlung.
  • Mn: 0,1% bis weniger als 0,4%
  • Mn wird gewöhnlich als Element zur Härtung von festen Lösungen verwendet, und in der vorliegenden Erfindung wird der Mn-Gehalt auf weniger als 0,4% begrenzt, um die Duktilität zu verringern. Mn bildet außerdem MnS, wodurch die maschinelle Bearbeitbarkeit verbessert wird. Wenn der Mn-Gehalt jedoch weniger als 0,1% beträgt, wird S in den Mischkristall eingebracht, wodurch die Kristallkorngrenzen während des Erwärmens spröde werden, und die Warmverformbarkeit verringert wird, was häufig zu Rissbildung während der Herstellung von Stahlrohlingen und Stahlteilen führt.
  • P: 0,01 bis 0,1%
  • P wird an Kristallkorngrenzen abgeschieden, was die Versprödung des Stahls verursacht, wodurch die Brechbarkeit verbessert wird. Um diese Wirkung zu bringen, muss der P-Gehalt 0,01% oder mehr betragen. Ein zu hoher P-Gehalt verringert jedoch die Warmverformbarkeit und führt dazu, dass Rissbildung leicht auftritt, und deshalb darf der P-Gehalt nicht mehr als 0,1 % betragen.
  • S: 0,01 bis 0,2%
  • S wird zur Verbesserung der maschinellen Bearbeitbarkeit verwendet. Der S-Gehalt muss 0,01% oder mehr betragen, um die maschinelle Bearbeitbarkeit zu verbessern, und die Obergrenze ist 0,2%, um die Entwicklung der Anisotropie der mechanischen Eigenschaften zu unterdrücken.
  • V: mehr als 0,15% bis 0,4%
  • V verbessert in erster Linie die Streckgrenze und die Ermüdungsfestigkeit durch Ausscheidungshärtung und verringert außerdem die Duktilität. V muss in einem Gehalt von mehr als 0,15% vorhanden sein, aber ein Gehalt von mehr als 0,4% bringt nur eine geringe Wirkung in Bezug auf die benötigten Kosten.
  • N: weniger als 0,005%
  • Die Herabsetzung des N-Gehaltes ist sehr wichtig, um eine verbesserte Brechbarkeit zu liefern. N bildet VN und NbN, wodurch die Mikrostruktur der Stahlrohlinge und warmverarbeiteten Produkte geseigert wird, und erhöht außerdem den Ferritgehalt, wodurch die Duktilität verstärkt wird, und deshalb ist der N-Gehalt vorzugsweise so niedrig wie möglich. Um eine in der Anwendung benötigte geringe Deformation auf Bruch zu liefern, muss der N-Gehalt weniger als 0,005% betragen.
  • Al: 0,005 bis 0,05%
  • Al wirkt als Deoxidationsmittel. Übliche Schmiedestähle werden unter Anwendung der Al-Deoxidation hergestellt, was unvermeidlich zum Dispergieren von Aluminiumteilchen in den Stahl führt, wodurch die maschinelle Bearbeitbarkeit gelegentlich eingeschränkt wird. Wenn eine gute maschinelle Bearbeitbarkeit benötigt wird, wird deshalb keine Al-Deoxidation verwendet (erste Erfindung). Die Unterlassung der Al-Deoxidation gewährleistet außerdem vorteilhaft das Ausbleiben der Abscheidung von AlN, so dass die Mikrostruktur gröber wird, wodurch die Brechbarkeit verbessert wird.
  • Wenn jedoch eine Zielstreckgrenze niedrig ist oder wenn der Anteil der maschinellen Bearbeitung gering ist, wirft die maschinelle Bearbeitbarkeit keine wesentlichen Probleme auf, und 0,005% oder mehr Al können vorhanden sein, ein Gehalt von mehr als 0,05% liefert jedoch keine weitergehende Wirkung (zweite Erfindung).
  • Ti: 0,005 bis 0,05%
  • Ti wird als Element für Ausscheidungshärtung verwendet. Wenn TiN gebildet wird, wird die warmgeschmiedete Mikrostruktur geseigert, wodurch die Duktilität erhöht wird. Eine benötigte geringe Duktilität wird jedoch erzielt, wenn der N-Gehalt weniger als 0,005% beträgt und der Stahl eine genügend hohe Härte hat. Zur Gewährleistung der Ausscheidungshärtung sind 0,005% oder mehr Ti erforderlich, und die Obergrenze beträgt weniger als 0,05%, um die Einschränkung der maschinellen Bearbeitbarkeit wegen der Bildung von groben Oxiden zu verhindern.
  • Nb: 0,05 bis 0,2%
  • In ähnlicher Weise wie V sorgt Nb für Ausscheidungshärtung, wodurch die Streckgrenze und die Ermüdungsfestigkeit verbessert werden und die Duktilität verringert wird. Das Vorhandensein von Nb zusammen mit V verbessert die vorstehende Wirkung weiter. Der Nb-Gehalt muss 0,05% oder mehr betragen, damit eine Härtung bewirkt wird, ein Nb-Gehalt von mehr als 0,2% bringt jedoch nur eine geringe Wirkung in Bezug auf die benötigten Kosten.
  • Cr: 0,1 bis 0,5%, Mo: 0,1 bis 0,5%
  • Cr und Mo können jeweils in einem Gehalt von 0,1% oder mehr zugesetzt werden, wenn dies für die Regulierung der Festigkeit erforderlich ist, und der Gehalt darf nicht mehr als 0,5% betragen, um die Verringerung der Brechbarkeit wegen der Seigerung einer Perlit-Mikrostruktur zu verhindern.
  • Es würde kein Problem verursachen, wenn eines oder mehrere von 0,01 bis 0,4% Pb, 0,01 bis 0,4% Bi, 0,01 bis 0,04% Se, 0,002 bis 0,005% Te und 0,0005 bis 0,003% Ca in dem erfindungsgemäßen Stahl zugesetzt werden, um die maschinelle Bearbeitbarkeit zu verbessern.
  • Ferrit-Perlit-Stähle weisen eine Zugfestigkeit und eine Härte auf, die hauptsächlich durch das Kohlenstoffäquivalent CE ausgedrückt durch eine Formel wie z. B. CE (%) = C% + (1/7) Si% + (1/5) Mn% + (1/2) V%, beschrieben in der japanischen geprüften Offenlegungsschrift (Kokoku) Nr. 60-45250, bestimmt werden. Wie aus dieser Formel zu ersehen ist, ist der erfindungsgemäße Stahl preisgünstig, weil er ein Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt ist und eine gewünschte Zugfestigkeit durch Verwendung geringer Anteile an teuren Elementen außer Kohlenstoff erzielt werden kann. Die Produktionskosten werden durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Stahls zur Herstellung von Stahlteilen durch Warmschmieden ohne nachfolgende Wärmebehandlung ebenfalls wesentlich gesenkt.
  • Der erfindungsgemäße Stahl ist weiter durch eine Ferrit-Perlit-Mikrostruktur gekennzeichnet, welche kein spezielles Stahlherstellungs- oder Schmiedeverfahren erfordert, aber durch ein übliches kommerzielles Stahlherstellungsverfahren, das Schmelzen und Gießen einschließt, und übliches Warmwalzen zu einer warmgewalzten Stange oder Warmschmieden zum Formen von Autoteilen, gefolgt durch freie Luftkühlung oder Gebläseluftkühlung erreicht wird. Es ist ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Stahls, dass er eine Zusammensetzung mit mittlerem Kohlenstoffgehalt mit wenig Mn, die V enthält, hat, die die Ferritumwandlung erleichtert, und sich deshalb unterkühlte Phasen wie Bainit im Gegensatz zu herkömmlichem mikrolegierten Stahl zum Warmschmieden kaum bilden.
  • BEISPIELE
  • Stähle mit den in Tabelle 1 zusammengefassten chemischen Zusammensetzungen wurden unter Verwendung eines 150-kg-Vakuumschmelzofens, erneut erhitzt auf 1473 K, warmgeschmiedet zu runden Stangen mit einem Durchmesser von 20 mm und luftgekühlt, um Stahlrohlinge zu liefern, hergestellt. Alle Beispiele wiesen eine Ferrit-Perlit-Mikrostruktur auf. Um die Deformation auf Bruch zu messen, wurden gekerbte Zugversuchsstücke (Querschnitt: 10 × 20 mm, Kerbgrundradius: 1,0 R, Kerbtiefe: 2,0 mm) aus den Stahlrohlingen maschinell bearbeitet und durch Zugspannung gebrochen. Die Messung der gebrochenen Versuchsstücke zeigte, dass alle Proben im Wesentlichen die gleiche Deformation auf der Bruchfläche in senkrechter Richtung zur Kerbe aufwiesen (die Änderung der Kantenlänge A, gezeigt in 1). Die Brechbarkeit wurde ausgewertet ("Deformation" in Tabelle 1) unter dem Aspekt der Deformation auf der Bruchfläche in paralleler Richtung zur Kerbe, speziell die Summe der Änderungen der Breite der Bruchfläche auf der Kerbenseite und auf der ebenen Seite (die Änderungen in den Kantenlängen B und C, gezeigt in 1). Ungekerbte Zugversuchsstücke mit einem parallelen Teildurchmesser von 9 mm wurden außerdem aus Stahlrohlingen maschinell bearbeitet und auf Zugfestigkeit getestet.
  • Die so ermittelte Zugfestigkeit und Deformation sind ebenfalls in Tabelle 1 zusammengefasst. Die erfindungsgemäßen Stähle wiesen Zugfestigkeiten im Bereich von 708 MPa bis 992 Mpa und Deformationen von weniger als 0,40 auf, während der herkömmliche QT-Stahl (QT – engl.: quenched and tempered) (Nr. 1, gehärtet durch Abschrecken von 850 °C, angelassen bei 600 °C) und der herkömmliche mikrolegierte Schmiedestahl (Nr. 2) Deformationen von 0,56 bis 0,65 aufwiesen. Der Vergleichsstahl Nr. 12 hatte eine relativ geringe Deformation. Eine weitere Untersuchung zeigte jedoch, dass Beispiel Nr. 12 wegen des hohen Kohlenstoffgehaltes ein kleines Streckverhältnis von 0,58 aufwies und schlechter als die erfindungsgemäßen Beispiele Nr. 6 und 41 mit relativ kleinen Streckverhältnissen von 0,64 und 0,62 war, weil diese die höchsten Kohlenstoffgehalte unter den erfindungsgemäßen Proben hatten. Die Vergleichsbeispiele Nr. 19 und 21 enthielten hohe Gehalte an Al und wiesen eine schlechte maschinelle Bearbeitbarkeit auf, welche 20% niedriger als die des Beispiels Nr. 15 bezüglich VL1000 war (maximale Umfangsgeschwindigkeit, bei der das Ausbohren einer gebohrten Gesamtlänge von 1000 mm durchgeführt werden kann), gemessen unter Verwendung eines Sinterhartmetallbohrers.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Wie vorstehend beschrieben weist der erfindungsgemäße Stahl eine gute Festigkeit und eine äußerst geringe Deformation auf Bruch als Maschinen-Formstahl mit einer Ferrit-Perlit-Mikrostruktur zur Verwendung für Autos und Industriemaschinen auf und ist außerdem preisgünstig. Der erfindungsgemäße Stahl wird am vorteilhaftesten in Ferrit-Perlit-Stahlrohlingen und -teilen angewendet, die kein gutes Schlagverhalten erfordern, aber der Bearbeitung durch Brechen unterzogen werden.
  • Figure 00120001
  • Figure 00130001

Claims (5)

  1. Mikrolegierter Schmiedestahl zur Verwendung als Maschinen-Formstahl, dadurch gekennzeichnet, dass er aus: C: 0,3 bis 0,6 Gew.-%, Si: 0,1 bis 2,0 Gew.-%, Mn: 0,1 oder mehr und weniger als 0,4 Gew.-%, P: 0,01 bis 0,1 Gew.-%, S: 0,01 bis 0,2 Gew.-%, V: mehr als 0,15 Gew.-% und bis zu 0,4 Gew.-%, und als Rest: Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, wobei die unvermeidbaren Verunreinigungen weniger als 0,005 Gew.-% N einschließen und der Stahl eine Ferrit-Perlit-Mikrostruktur aufweist.
  2. Mikrolegierter Schmiedestahl zur Verwendung als Maschinen-Formstahl gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin (auf Kosten des Eisens): Al: 0,005 bis 0,05 Gew.-% enthält.
  3. Mikrolegierter Schmiedestahl zur Verwendung als Maschinen-Formstahl gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin (auf Kosten des Eisens) eines oder beide von: Ti: 0,005 bis 0,05 Gew.-% und Nb: 0,05 bis 0,2 Gew.-% enthält.
  4. Mikrolegierter Schmiedestahl zur Verwendung als Maschinen-Formstahl gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin (auf Kosten des Eisens) eines oder beide von: Cr: 0,1 bis 0,5 Gew.-% und Mo: 0,1 bis 0,5 Gew.-% enthält.
  5. Mikrolegierter Schmiedestahl zur Verwendung als Maschinen-Formstahl gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin (auf Kosten des Eisens) mindestens eines von: Pb: 0,01 bis 0,4 Gew.-%, Bi: 0,01 bis 0,4 Gew.-%, Se: 0,01 bis 0,4 Gew.-%, Te: 0,002 bis 0,005 Gew.-% und Ca: 0,0005 bis 0,003 Gew.-% enthält.
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DE (1) DE69816948T2 (de)
WO (1) WO1998054372A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105925902A (zh) * 2016-04-24 2016-09-07 洛阳辰祥机械科技有限公司 球磨机钢球的斜轧法制造工艺

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3445478B2 (ja) * 1997-11-18 2003-09-08 いすゞ自動車株式会社 機械構造用鋼及びそれを用いた破断分割機械部品
JP4119516B2 (ja) * 1998-03-04 2008-07-16 新日本製鐵株式会社 冷間鍛造用鋼
JP3739958B2 (ja) * 1999-03-09 2006-01-25 新日本製鐵株式会社 被削性に優れる鋼とその製造方法
WO2004083475A1 (ja) 2003-03-18 2004-09-30 Sumitomo Metal Industries Ltd. 非調質コネクティングロッド及びその製造方法
JP4141405B2 (ja) * 2003-10-28 2008-08-27 大同特殊鋼株式会社 快削鋼及びそれを用いた燃料噴射システム部品
CN101883874B (zh) 2008-07-29 2012-01-18 新日本制铁株式会社 高强度断裂分割用非调质钢和断裂分割用钢部件
JP6488774B2 (ja) * 2015-03-09 2019-03-27 新日鐵住金株式会社 破断分離後の破断面同士の嵌合性に優れた鋼部品用の熱間圧延鋼材および鋼部品
JP2016180165A (ja) * 2015-03-25 2016-10-13 株式会社神戸製鋼所 破断分離型コネクティングロッド用成型部品及び破断分離型コネクティングロッド、並びにこれらの製造方法
KR101758470B1 (ko) 2015-11-12 2017-07-17 주식회사 포스코 냉간가공성이 우수한 비조질 선재 및 그 제조방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5403410A (en) * 1990-06-06 1995-04-04 Nkk Corporation Abrasion-resistant steel
JP3327635B2 (ja) * 1993-04-23 2002-09-24 新日本製鐵株式会社 疲労強度に優れた熱間鍛造用非調質鋼材及びその鋼材を用いた非調質熱間鍛造品の製造方法
JPH07157824A (ja) * 1993-12-07 1995-06-20 Nippon Steel Corp 降伏強度、靭性および疲労特性に優れる亜熱間鍛造非調質鋼材の製造方法
JP3637375B2 (ja) * 1995-04-17 2005-04-13 大同特殊鋼株式会社 コネクティングロッドの製造方法
JP3149741B2 (ja) * 1995-08-15 2001-03-26 住友金属工業株式会社 耐疲労特性に優れた非調質鋼材及びその製造方法
JPH09194999A (ja) * 1996-01-19 1997-07-29 Sumitomo Metal Ind Ltd フェライト・パーライト型非調質鋼
US5922145A (en) * 1996-11-25 1999-07-13 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Steel products excellent in machinability and machined steel parts
JPH10324947A (ja) * 1997-05-26 1998-12-08 Nippon Steel Corp 黒鉛均一分散用鋼材

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105925902A (zh) * 2016-04-24 2016-09-07 洛阳辰祥机械科技有限公司 球磨机钢球的斜轧法制造工艺

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