DE734902C

DE734902C - Verfahren zur Beseitigung oder Vermeidung der Anlasssproedigkeit nitrierter Werkstuecke aus Mo-freiem Stahl

Info

Publication number: DE734902C
Application number: DEJ66604D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ernst Rossow
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1940-03-01
Filing date: 1940-03-01
Publication date: 1943-04-30

Description

Verfahren zur Beseitigung oder Vermeidung der Anlaßsprödigkeit nitrierter Werkstücke aus Mo-freiem Stahl Werkstücke, die eine Oberfächenhärtung durch Nitrieren erhalten sollen, werden im allgemeinen aus solchen Stählen hergestellt, welche Molvbdän (Mo) als Legierungsbestandteil enthalten. Mo-freie Nitrierstähle sind nur in geringem Umfang in Vecrwendung, obwohl sie wegen ihres niedrigeren Preises und ihrer Sparstofffreilheit Vorteile bringen. Der Grund hierfür liegt in der Anlaßsprödig keit Mo-freier Stähle. Diese ist darauf zurückzuführen, daß bei der zum Nitrieren erforderlichen, lang dauernden Erwärmung bzw. heim läingeren Halten einer Temperatur von etwa 5oo während des Nitriervorganges, insbesondere bei Cr-haltigen Stählen, eine Verspriödung des Werkstolles eintritt, derart. dalß die Kerbzähigkeit des Kerns auf ein Drittel. ihres ursprünglichen Wertes und noch weniger absinkt.
Diese Erscheinung ist auch bei entsprechenden Vergütungsstählen bekannt, und sie verbietet die Anwendung vom Anlaßtemperaturen in dem genannten Bereich für Werkstücke, von denen ein gewisser Grad an Zähigkeit gegenüber Schlagbeanspruchung gefordert wird. Die Beseitigung der Anlaßsprödigkeit ist bei Vergütungsstählen in bekannter Weise dadurch möglich. daß das betreffende Werkstück entweder neu vergütet oder aber auf eine Temperatur unterhalb des Umwandlungspunktes erwärmt wird. In beiden Fällen ist jedoch Voraussetzung für die Beseitigung der Anlaßsprödigkeit, daß nach der Warmbehandlung eine schnelle :Abkühlung vor-cnominen wird. um ein zu langes Halten in dem kritischen Temperaturbereich, in welchem die Anlaßsprödigkeit auftritt, zu vermeiden.
Die Ü ber tragiung dieses Verfahrens auf Nitrierstähle erscheint jedoch auf GKund der bekannten Untersuchungen an nitriertem Werkstoff nicht mö glich.
Es ist bekannt (vgl. Unttersuchungen von K ö s t e r, veröffentlicht im Archiv für Eisenhüttenwesen, Heft S, Februar I93o, Bericht E Nr. Io2 des Verlags Stahleisen), daß Stahl, der nitriert wird, bei langsamem Erkalten nichts Auffälliges zeigt, daß jedoch ein Abschrecken von einer Temperatur von 55o° den Stahl außerordentlich stark versprödet. Die Dehnung soll bei diesem Absehreckvorgang von 48%o auf o% gesunken sein.
Umfangreiche Versuche haben nun gezeigt, daß diese von der Fachwelt zu erwartende Versprödung der Nitrier schickt bei zur Anlaßsprödigkeit neigenden Stählen, d. h. insbesondere bei Cr- und Mn-reicheren Stählen, unschädlich ist.
Ein Erwärmen solcher Stähle auf eine Temperatur von etwa 58o bis 65o°, d. h. nur wenig über der als schädlich-bekannten Temperatur von 55o°, mit nachfolgender rascher Abkühlung bringt eine erhebliche Erhöhung der Zähigkeit, ohne die große Härte der Oberflächenschicht, die sich nach dem Nitrieren ergibt, zu beeinträchtigen.
.Als Beispiel sei genannt, daß bei einem Stahl, der etwa 2,5% Cr enthält, im Kern durch das Nitrieren die Kerbzähigkeit des Anlieferzustandes von I6 mkg/cm2 auf # 5 mkg/cm2 fällt und daß durch die Ablöschung von 58o° in öl nach dem Nitrieren ein Ansteigen der Kernkerbzähigkeit auf über I3mkg/cm2.d. h. auf einen ähnlichen Wert wie im Anlieferzustand, beobachtet werden kann.
Wird die Probe jetzt allseitig nitriert, so fällt sie durch eine 48stündige Nitrierung in ihrer Kerbzähigkeit unter 2 mkg/cm2. Durch Wiedererwärmung auf 58o° mit nachfolgender Ölablöschung steigt die Kerbzähigkeit auf über 5 mkg/cm2, durch ein nachfolgendes Glühen bei 2oo° von I Sttundc kann sie weiter auf fast 7 mkg/cm2 gesteigert werden.
1)ie Härte der Nitrierschicht bleibt bei dieser Behandlung im Rahmen der Streugrenzen unverändert; sie wird eher durch das Abschrecken noch etwas gesteigert.
Die Erfindung baut sich nui@ auf diesen den Fachmann überraschenden Erkcnutnissen auf und hat zum Gegenstand die Schaffung eines Verfahrens zur Behandlung Mo-freier Nitrierstäille, hei welchen die den bisherigen, nach bekannten Verfahren behandelten Stählen dieser Art anhaftenden Nachteile, insbesondere in bezug auf Anlaßsprödigkeit, vermieden werden. Gemäß der Erfindung ist es möglich. die schädlichen Wirkungen der Anlaßsprödiglecit hei Mo-freien Nitrierstählen zu vermeiden bzw. die Anlaßsprödigkeit zu beseitigen, dadurch, daß nach dem üblichen, eine Oberfächenschicht großer Härten ergebenden Nitrieren bei Mo-freien Nitrierstählen eine kurzzeitige Erwärmung auf Temperaturen über der Nitriertemperatur, aber unterhalb des Ulmwandlungspunktes, und vorzugsweise im Gebiet von 58o° bis 65o° erfolgt und anschließend an diese Erwärmung eine rasche Abkühlung vorgenommen wird. Die Erwärmung kann hierbei entweder unmittelbar im Anschluß an das übliche Nitrieren im gleichen Ofen mit unmittelbar folgender Elbkühlung auf Raumtemperatur durchgeführt werden, oder es kann nach Abkühlung der Werkstücke nach dem Nitrieren eine erneute Erwärmung mit unmittelbar anschließender rascher Abkühlung vorgenommen werden. Die Abkühlung kann dabei je nach der Größe der Werkstücke entweder in Luft bei kleinen Stücken oder beispielsweise in 01 oder Wasser insbesondere bei größeren Stücken erfolgen.

Claims

PATENTÄNSPRÜCHE: I. Verfahren zur Beseitigung oder Vermeidung der Anlaßsprödigkeit von Werkstücken aus Mo-freiem Stahl, welche eine durch Nitrieren erzeugte 0berflächenschicht großer Härte besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem eigentlichen Nitriervorgang eine Erwärmung auf eine über der Nitriertemperatur, jedoch unterhalb des Umwandlungspunktes liegende Temperatur vorgenommen und anschließend eine schnelle Abkühlung durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Nitrieren folgende Erwärmung unmittelbar anschließend an den eigentlichen Nitriervorgang vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da13 die Erwärmung erst nach erfolgter Abkühlung der nitrierten Werkstücke erfolgt. .1. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet. daß die nach (lein Nitriervorgang vorzunellniende Erwarinnng der Werkstücke auf Temperaturen im Bereich zwischen 58ö und 650' erfolgt.