DE896364C - Eisen oder Stahl fuer zu chromierende Teile - Google Patents

Description

• Eisen oder Stahl für zu chromierende Teile Durch die bekannten Chromierungsverfahren lassen sich einwandfreie Chromschichten auf die Oberfläche von aus Eisen und Stahl bestehenden Gegenständen nur aufbringen, wenn,der Grundwerkstoff aus niedriggekohlten Eisen- und Stahllegierungen mit Kohlenstoffgehalten von unter o, 11/9 besteht und die Gegenstände selbst nur verhältnismäßig dünne Wandstärken besitzen. Ist der Kohlenstoffgehalt der Legierungen, aus denen die zu chromierenden Teile gefertigt sind, höher als o,1 °/m, dann erzielt man mit den bekannten Mitteln nur ungenügend mit dem Grundwerkstoff verbundene Chromschichten geringer Dicke, und es lassen sich bei den üblichen Behandlungstemperaturen und den gebräuchlichen Diffusionszeiten selbst Eisenlegierungen mit weniger als o,r %Kohlenstoff dann nicht mehr befriedigend chromieren, wenn die daraus bestehenden Teile von größerem Querschnitt sind.
• Es wurde nun gefunden, daß für die Herstellung genügend starker sowie physikalisch und chemisch brauchbarer Chromierungsschichten nicht der Kohlenstoffgehalt des zu chromierenden Eisens oder des Stahls in Prozent verantwortlich ist, daß es- vielmehr auf die Gesamtmenge des in dem zu chromierenden Stück bzw. dessen Ouerschnitt sich befindlichen Kohlenstoffs ankommt. Aus zahlreichen . Schliffen ergab sich die überraschende Feststellung, daß mit dem Eindringen des Chroms in die Oberfläche der zu chromierenden Gegenstände eine Abwanderung des Kohlenstoffs aus dem Innern nach der zu chromierenden Oberfläche hin stattfindet, die um so kräftiger ist, je höher -der Kohlenstoffgehalt des zu chromierenden Eisens bzw. Stahls und je größer der zu chromierende Querschnitt ist.
• Der Erfindung liegt diese Erkenntnis zugrunde und weiterhin die Feststellung, daß für die Chromierung von Gegenständen aus unlegiertem Eisen und Stahl das nachstehende Gesetz von Bedeutung ist, in dem H ein bei der Auswahl des Grundstoffs nicht zu überschreitender Höchstwert, C der Kohlenstoffgehalt des zu chromierenden Eisens oder Stahls in Prozenten und d die Dicke der zu chromierenden Gegenstände in Millimetern bedeutet.
• Das Gesetz lautet: H = C X d.
• Wenn auf der Oberfläche von Gegenständen aus unlegierten Kohlenstoffstählen nach den bekannten Chromierungsverfahren fest mit dem Grundwerkstoff verbundene und auch in chemischer Beziehung vollkommen einwandfreie Chromierungsschichten hergestellt werden sollen, darf in diesem Gesetz der Wert von H nicht :größer sein als o,i2. übersteigt bei den bekannten Kohlenstoffstählen der Wert H den Betrag von o,i2, dann setzt beim Chromiereneine so starke Kohlenstoffwanderung vom Kern der Gegenstände nach ihrem Umfang zu ein, daß die Erzeugung einwandfreier Chromierungszonen nicht mehr gelingt. Der Wert von H =.o,12 stellt also für das C'hromieren reiner Kohlenstoffstähle den oberen Grenzwert dar.
• Auf der Erkenntnis aufbauend, .daß ier H-Wert durch die Kohlenstoffwanderung im Grundwerkstoff während der Chromierung bestimmt ist, und um nun auch Gegenstände mit höheren H-Werten einwandfrei chromieren zu können, schlägt die Erfindung vor, solche Gegenstände aus Legierungen des Eisens mit Zuschlägen herzustellen, .deren Verwandtschaft zum Kohlenstoff eine größere ist als diejenige des Chroms. Eisen- . und Stahllegierungen, die solche Zuschläge aufweisen, verhindern die Bildung kohlenstoffreicher Randschichten, und zwar sowohl in Stählen verhältnismäßig niedriger Kohlenstoffgehalte und großer Querschnitte als auch in solchen höherer Kohlenstoffgehalte und kleiner Querschnitte.
• Als Legierungselemente für zu chromierendes Eisen oder für Stähle mit höheren H-Werten als o,12 erwiesen sich in dieser Beziehung als besönders brauchbar die Elemente Titan, Vanadin, Tantal, Niob, Zirkon und andere Karbidbildner, deren Wirkung um so stärker zu sein scheint, je größer ihre Affinität zum Kohlenstoff und je geringer die Neigung ihrer Karbide ist, unter den bekannten Chromierungsbedingungen in feste Lösung zu gehen.
• Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, Eisen-und Stahllegierungen, die einen höheren Kohlenstoffgehalt besitzen müssen oder mit stärkerem Querschnitt chromiert werden sollen, etwa o,i bis i °/o Titan oder gleichwirkende Karbidbildner in solchen Mengen zuzusetzen, daß der Kohlenstoff größtenteils als Karbid,an diese Elemente gebunden ist und daher die Kohlenstoffabwanderung im Querschnitt der zu chromierenden Gegenstände unterbleibt. Der Zusatz an Titan soll bei einem H-Wert von o,ia beginnen und innerhalb der Grenze von o,i bis i °/o zweckmäßigorweise mit steigendem H-Wert etwa gleichmäßig ansteigen.
• Die Wirkung der Legierungselemente mit stärkerer Verwandtschaft zum Kohlenstoff als Chrom kann in bezug auf die Herstellung günstiger Chromierungsschichten durch einen geeigneten Zusatz der sonst noch üblichen Begleitelemente des Eisens unterstützt und verstärkt werden. So erwies sich z. B. ein gleichzeitig im Eisen vorhandener Phosphorgehalt von mehr als 0,03'/o als günstig. Sc'hließlic'h fördern Aluminiumgehalte von mehr als o,oo5 % die Bildung guter Diffusionsschichten.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Die Verwendung von Eisen oder Stahl mit Zusätzen von Legierungselementen, die eine größere Verwandtschaft zum Kohlenstoff als das Chrom besitzen, für solche bei hohen Temperaturen zu chromierend@en Teile, bei denen das Produkt aus dem Kohlenstoffgehalt der Legierungen und der Dicke der zu chromierenden Teile, d. h. H = C (o/o) X d (mm), den Wert von o,i2 überschreitet.
2. 2. Die Verwendung von Eisen- oder Stahllegierungen nach Anspruch i, :die solche Mengen an Titan, Vanadin, Niob, Tantal, Zirkon oder ähnlichen Karbidbildnern einzeln oder zu mehreren enthalten, daß der Kohlenstoff größtenteils als Karbild an diese Elemente gebunden ist, für den Zweck nach Anspruch i.
3. 3. Die Verwendung von Eisen- und Stahllegierungen nach Anspruch i oder 2; die o,i bis i °/o Titan enthalten, für den Zweck nach Anspruch i. q..
4. Die Verwendung von Eisen- und Stahllegierungen nach den Ansprüchen i bis 3, die jedoch noch mehr als o,o3 % Phosphor enthalten, für den Zweck nach Anspruch i.
5. 5. Die Verwendung von Eisen- und - Stahllegierungen nach den Ansprüchen i bis q., die jedoch noch mehr als o,o5 % Aluminium enthalten, für den Zweck nach Anspruch i. Angezogene Druckschriften: R ap at z : »Edelstähle«, i925, S. 71 und 113; Archiv für das Eisenhüttenwesen, April 1931, S. 503; G r ü t z n e r : »Eisen- und Stahllegierungen«, 1932, Vorbemerkungen; Stahlnormen DIN i661.