DE872956C

DE872956C - Zwischenstufenverguetung von unlegierten und legierten Staehlen

Info

Publication number: DE872956C
Application number: DEV1789D
Authority: DE
Inventors: Winfried Dr-Ing Connert; Werner Dr-Ing Holtmann
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1943-08-28
Filing date: 1943-08-28
Publication date: 1953-04-09

Description

Zwischenstufenvergütung von unlegierten und legierten Stählen In den letzten Jahren ist unter der Bezeichnung Zwischenstufenvergütung (amerikanisch austempering) ein Wärmebehandlungsverfahren für Stahl bekanntgeworden,durch ,das besonders hohe Zähigkeit bei hoher Härte erzielt werden kann. Es besteht in einem Abschrecken der Werkstücke von Härtetemperatur in einem Wärmebad von geeigneter Temperatur, wobei die Werkstücke :bis zur vollständigen Umwandlung im Warmbad verbleiben. Die Temperatur -des Warmbades liegt hierbei unterhalb des Temperaturgebietes rascher Perlitbildung, aber oberhalb des Temperaturgebietes rascher Martensitbildung innerhalb des Bereichs der sogenannten Zwischenstufen, in dem der Austenit eine erhöhte Beständigkeit aufweist und sich erst nach mehr oder weniger langer Zeit in ein troostitähnliches Gefüge umwandelt. Bei bestimmten Stählen ist das Gebiet der Zwischenstufe vom Gebiet rascher Perlitbildung noch ,durch ein zweites Gebiet erhöhter Austenitbeständigkeit getrennt, an .das sich ein Temperaturbereich mit erhöhtem Umwandlungs'bestreben zu einem troostitähnlichen Gefüge anschließt. Bei derartigen Stählen muß ,die Warmbadtemperatur unterhalb dieses Gebietes mit schneller Troostitbildungliegen. Der für -die Zwischenstufenvergütung in Frage kommende Temperaturbereich erstreckt sich von etwa 175 bis 5oo° C. Die angewendete Warm@badtemperatur muß auf die gewünschte Festigkeit abgestimmt werden. Als besonders günstig hat sich eine Warmbadtemperatur von etwa 300° C erwiesen.
Die Abschreckgeschwindigkeit des Werkstückes im Warmbad muß so groß sein, daß jede Umwandlung :bis zum angenäherten Temperaturausgleich unterdrückt - wird- und erst mit dem mehr oder weniger langen Verweilen des Werkstückes im Warmbad erfolgt. Da die Kühlwirkung der Warmbäder (meistens werden Salzbäder verwendet) verhältnismäßig gering ist, läßt sich die Zwischenstufenvergütung mit Vorteil nur bei kleinen Querschritten anwenden. Dieser Nachteil ist der allgemeinen Einführung des neuen Wärmebehandlungsverfahrens sehr hinderlich gewesen.
Eine geringe Vergrößerung -der Wärmebehandlungsquerschnitte wurde dadurch ermöglicht, daß die Werkstücke zunächst in einem Salzbad von niedrigerer Temperatur als ,das Bad, in dem die Umwandlung erfolgen sollte, abgeschreckt und nach kurzer Verweildauer im Abschreckbad in das eigentliche Umwardlungsbad übergeführt wurde. Da man aber hierbei dieTemperatur des-Abschreckbades noch oberhalb -der Temperatur beschleunigter Martensitbildung hielt, war die in derartigen Ab-, schreckbädern zu erreichende Abkühlungsgeschwindigkeit gegenüber der ursprünglichen Wärmebehandlung in nur einem Bad-nicht wesentlich erhöht.
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die Zzvischenstufenvergütung in der Weise durchzuführen, daß die Stähle von Härtetemperatur zunächst zur Unterdrückung der Umwandlung kurzzeitig in einem Bad von einer Temperatur im Bereich beschleunigter Martensitbildung, vorzugsweise von Raumtemperatur, abgeschreckt und, bevor ein Temperaturausgleich erfolgt ist, im austenitischen Zustand in ein Warmbad von einer Temperatur -innerhalb des Bereichs der Zwischenstufe übergeführt werden, in dem. dann die Umwandlung nach möglichst weitgehendem Temperaturausgleich abläuft: Als Abschreckmittel kommen beispielsweise in Frage Ö1, Wasser, wäßrige Lösungen von Natronlauge oder Ko.chsalz-u. dgl.
Die Besohaffenheit :der Abschreck- und Umwandlungsbäder soll nach Möglichkeit derart sein, daß geringe Reste des Abschreckbades, die durch das Werkstück in .das Umwandlun:gsbad eingebracht werden, dort keine störenden Reaktionen hervorrufen. Andernfalls kann man aber auch so vorgehen, :daß _man das Werkstück nach dem Herausnehmeh aus dem Abschreckbad kurzzeitig an Luft läßt, bis die Reste des Abschreckbades unter der Einwirkung der Eigenwärme verdampft sind: Die Verweilzeit -der Werkstücke im Abschrec.kbad soll einerseits möglichst groß sein, damit die Perlitumwandlung bzw. bei den erwähnten legierten Stählen auch die beschleunigte Troostitbildung möglichst bis in den Kern des Werkstoffes unterdrückt wird. Andererseits darf .die Verweildauer aber niemals so lang werden, daß die Randschicht der Werkstücke .bis an das Temperaturgebiet rascher Martensitbildung abkühlt, da dann eine, wenn auch nur teilweise Umwandlung des Gefüges bei zu niedriger Temperatur nicht vermieden werden :kann. Wenn nur die Perlitbildung (bzw. die Perlit- und Troostitbildung)- unterdrückt ist und ein Gebiet erhöhter Austenitbeständigkeit erreicht ist, -kann die weitere Abkühlung des Kerns langsamer erfolgen, ohne daß die Gefahr einer vorzeitigen Umwandlung besteht, so _daß hierzu die im Umwandlungsbad erzielbare geringereAbkühlungsgeschwindigkeit ausreicht. Die Randzone der Werkstücke kann im Abschreckbad auch bis unter. die Temperatur des Umwundlumgsibades abgekühlt werden und dann im Umwandlungsba.d wieder eine gewisse Erwärmung erfahren. Wichtig ist aber in jedem Fall, daß sowohl im Kern als auch in den Randzonen ,der Werkstücke die Umwandlung erst dann vor sich geht, wenn ein möglichst weitgehender Temperaturausgleich mit dem Umwandlungsbad erfolgt ist. Die günstigste Verweilzeit der Werkstücke im Abschreckbad, die sich je nach Stahlzusammensetzung, Abmessungen des Werkstückes und Art des Absehreckbades ändert, wird am einfachsten durch Versuche festgelegt.
Durch das Verfahren nach der Erfindung ist es möglich, die Vorteile der sogenannten Zwischenstufenvergütung auch bei Werkstücken mit verhältnismäßig dicken Querschnitten auszunutzen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Z-#vischenstufenvergütung von unlegierten und legierten Stählen, dadurch gekennzeichnet, -daß die Stähle von Härtetemperaturen zunächst zur Unterdrückung der Umwandlung kurzzeitig in einem Bad von einer Temperatur im Bereich beschleunigter Martensitbildung abgeschreckt, und, bevor ein Temperaturausgleich erfolgt ist, im austenitischen Zustand :in ein Warmbad von einer Temperatur innerhalb tdes Bereichs der Zwischenstufen übergeführt werden, in dem dann die Umwandlung erst nach möglichst weitgehendem Temperaturausgleich vollständig zu Ende läuft.