DE896508C

DE896508C - Einsatzstahl

Info

Publication number: DE896508C
Application number: DEO1157D
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl-Ing Kunze; Wilhelm Dr-Ing Habil Oertel
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1941-02-15
Filing date: 1941-02-15
Publication date: 1953-11-12

Description

Einsatzstahl Zur Verwendung als Einsatzstähle sind zwei Gruppen von Legierungen bekannt, die durch die Normenstähle StC-Din 1661 und ECM 3I5 gekennzeichnet werden können. Bei ersteren handelt es sich um unlegierteKohlenstoffstähle(Wasserhärter) mit 0,o6 bis 0,20°/o Kohlenstoff, max. o,51/o, Mangan, max. o,3,5 % Silizium, Schwefel und Phosphor nicht mehr als je o,oq.%, zusammen jedoch nicht mehr als 0,070/u und im Rest Eisen. Die Stähle ECM 35 sind Nickel-Chrom-Stähle (Ölhärter) mit 0,a9 bis 0,,i8 % Kohlenstoff, 3;,7,5,% Nickel, 0,950/0 Chrom, max. o,5 % Mangan, max. o,35i% Silizium, Schwefel und Phosphor nicht mehr als je o,35;0/0, zusammen nicht mehr als o,,o6% und im Rest Eisen. Der Abstand der Kernfestigkeit der beiden Stähle ist beträchtlich. Versuche, die Nickel-Chrom-Einsatzstähle durch einen Manganstahl zu ersetzen, scheiterten an der kornvergröbernden Wirkung des Mangans und. an der metallurgisch schwierigen Verarbeitung hochmanganhaltiger Eisen-Kohlenstoff-Legierungen. Das wird auch noch als nachteilig empfunden bei der Herstellung von Werkstücken mit Querschnitten unter 3o X 3o m:m und insbesondere bei der Herstellung von SchuBwaffen, leichten Kraft- und Arbeitsmaschinen, Apparaten usw.
Gegenstand der Erfindung ist nun die Verwendung eines Stahles mit o,io bis o,3;o(% Kohlenstoff, mindestens 1,a0/0 Mangan, höchstens o@4@o% Silizium, o,io bis 0,50% Vanadin, im Rest Eisen mit den für Einsatzstähle üblichen Gehalten an Phosphor und Schwefel als Werkstoff für Gegenstände mit Querschnitten, unter 30 X 30 mm, die nach Einsatzhärtung in Gebrauch genommen werden, insbesondere für derartige Teile an Schußwaffen und an leichten Kraft- und Arbeitsmaschinen.
Die Härtefähigkeit des erfindungsgemäßen Einsatzstahles wird durch den Mangangehalt von mehr als i,o 0% erzielt und dabei die Neigung zur Kornvergröberung durch einen Vanadinzuschlag von o,i bis o,5.% beseitigt. Proben von i2 mm 0 bz.w. 12 mm I / I ergaben nach dem Abschrecken von 85o° C in Öl eine mittlere Festigkeit von i2o kg/mm2, eine Dehnung (1= lod) von 9%, eine Einschnürung von 50% und eine Kerbzähigkeit von 5.mkg/cm2 (DVM-Probe mit Spitzkerb). Unter gleichen-Bedingungen lassen sich an einem Stahl der Sorte ECM 35 nach einer Härtung von 8oo° C eine Festigkeit von 13,o kg/mm2 eine Dehnung von 8%, eine Einschnürung von 57 % und eine Kerbzähigkeit von 7a3.1 mkg/cm2 erzielen. Die Kernfestigkeit des erfindungsgemäß zu verwendenden Stahles ist leicht durch entsprechende Einstellung seines Kohlenstoffgehalts zu verändern.
Es sind Stähle bekannt, die bei Kohlenstoffgehalten von 0321 bis o,q.81% i,o bis 2,5;% Mangan und bis zu 2 % eines kornverfeinernd wirkenden Elements, beispielsweise Vanadin, enthalten und im Einsatz gehärtet werden sollen. Hier handelt es sich aber um Mangan-Silizium-Stähle mit Siliziumgehalten von o,5, bis 1,5,%, die man deshalb üblicherweise nicht zu den Einsatzstählen zählt, deren Siliziumgehalt wesentlich niedriger angegeben wird und höchstens o,4o% beträgt. Höhere Siliziumgehalte sind bei Einsatzstählen nachteilig, weil sie zu einer zu starken Korndurchhärtung führen. Schließlich sind höher silizierte Stähle auch viel schwieriger treffsicher zu erschmelzen. Der nach der Erfindung als Einsatzstahl zu verwendende Stahl besitzt den für Einsatzstähle üblichen niedrigen Siliziumgehalt von höchstens ob4p'%, und es ist nun überraschend, daß sich damit sowie mit einem Mangangehalt von mindestens 1% und Vanadingehalten von o,io bis or,,5io0/a Stähle ergeben, deren Eigenschaften denjenigen der Einsatzstähle auf Basis Nickel-Chrom voll entsprechen. Die Vorteile der Verwendung des Mangan-Vanadin-Stahls als Einsatzstahl liegen außer in der Ölhärtbarkeit dieses Stahles noch darin, daß der Stahl gegen lange Einsatzbehandlung, d. h. gegen lang andauerndes Erhitzen auf hohe Temperaturen sehr unempfindlich ist. Er kann unmittelbar aus dem Einsatz gehärtet werden, da das Vanadin nicht nur eine Vergröberung des Korns verhindert, sondern dem Stahl von vornherein ein wesentlich feineres Korn verleiht, als es die bisher gebräuchlichen Nickel-Chrom- und molybdänfreien Einsatzstähle besitzen.
Eine Rückfeinung des Kerns der Werkstücke ist nicht erforderlich. Die Beseitigung spröde machender Ferritreste im Gefüge durch die Härtung von Temperaturen oberhalb A3 ist bei den erfindungsgemäßen Mangan-Vanadin-Einsatzstählen das Gegebene. Wird schon durch die Ölhärtung ein Verziehen der Teile gegenüber Wasserhärtung vermindert, so ist gerade dieErhöhung des Mangangehaltes im Stahl geeignet, eine besondere Formbeständigkeit der Werkstücke zu erzielen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Die Verwendung eines Stahls mit o,ioi bis 0,30% Kohlenstoff, mindestens i,o% Mangan, höchstens 0,40-0/a Silizium, o,ioi bis oy5o% Vanadin, Rest Eisen und den für Einsatzstähle üblichen Gehalten an Phosphor und: Schwefel als Werkstoff für Gegenstände mit Querschnitten unter 30 X 30 mrn, die nach Einsatzhärtung in Gebrauch genommen werden, insbesondere für derartige Teile an Schußwaffen und an leichten Kraft- und Arbeitsmaschinen. Angezogene Druakschri£ten: Schweizerische Patentschrift Nr. 169 4(16; österreichische Patentschriften Nr. 83 2t53; 93 254,; Werkstoff-Handbuch »Stahl und Eisen«, 1927, B1. G 2, NI'i, H 4;i, G i o, H 5;1.