DE933154C

DE933154C - Stahllegierung fuer Gegenstaende, von denen hohe Wechselfestigkeit verlangt wird

Info

Publication number: DE933154C
Application number: DEK4456D
Authority: DE
Inventors: Hubert Dr Bennek; Heinrich Dr-Ing Neumeister
Original assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Current assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Priority date: 1942-02-03
Filing date: 1942-02-03
Publication date: 1955-09-22

Description

Stahllegierung für Gegenstände, von denen hohe Wechselfestigkeit verlangt wird Es ist schon mehrfach angegeben worden, daß die Wechselfestigkeit von Stählen bei hohen Zugfestigkeitswerten nicht mehr proportional mit der Zugfestigkeit ansteigt und daß sogar ein Absinken der Wechselfestigkeit beim Ansteigen der Zugfestigkeit auf etwa 150 kg/mm2 und mehr eintreten kann.
Es ist ferner bekannt, die Wechselfestigkeit von Bauteilen, die starken Schwingungsbeanspruchungen ausgesetzt sind, durch Nitrieren zu erhöhen. Für Teile mit sehr hoher Zugfestigkeit, von z. B. über =5o kg/mm2, wurde dieser Weg bisher nicht beschritten, weil die im Maschinenbau und Motorenbau für hochbeanspruchte Bauteile üblichen Stähle nach dem Nitrieren bei 5oo° nur noch eine Kernfestigkeit von etwa xoo bis 130 kg/mm2 haben, auch wenn man sie vorher auf erheblich höhere Festigkeit vergütet hat. Andererseits waren zwar Werkzeugstähle und Warmarbeitsstähle bekannt, die bis 5oo° Anlaßtemperatur und darüber eine sehr hohe Härte und eine Zugfestigkeit von über 15o und selbst über 17o kg/mm2 behalten; die bisher verwendeten anlaßbeständigen Stähle sind aber infolge ihres hohen Kohlenstoffgehaltes und außerdem gerade wegen der die Anlaßbeständigkeit hervorrufenden Ausscheidung von Sonderkarbiden der Elemente Chrom, Wolfram, Molybdän, Vanadin usw. sehr spröde und deshalb für hochbeanspruchte Maschinenteile nicht verwendbar.

Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß Stahllegierungen mit 0,3o bis o,65 °/o C, i,7 bis 5 °/a Cr, 0,4 bis 2 °/o V und 0,4 bis 2 % Mo sowie den üblichen Gehalten an Silizium und Mangan, wozu noch bis zu 2 °% W, Ti, Ta oder Nb einzeln oder gemeinsam treten können, selbst wenn sie durch Wärmebehandlung auf i7o kg/mm2 Zugfestigkeit und darüber gebracht worden sind, noch bemerkenswert gute Zähigkeitseigenschaften aufweisen und außerdem noch gut nitrierbar und so anlaßbeständig sind, daß sie auch nach mehrtätigem Nitrieren bei 5oo° ihre hohe Zugfestigkeit im Kern beibehalten. Diese Stahllegierungen weisen zudem eine Wechselfestigkeit auf, die schon im nichtnitrierten Zustand an glatten Stäben bei 14o bis i5o kg/mm2 Zugfestigkeit den Wert von 70 kg/mm2 bzw. bei 15o bis 16o kg/mm2 Zugfestigkeit den Wert von 8o kg/mm2 übersteigt und die durch Nitrieren noch wesentlich erhöht wird: Besonders gute Eigenschaften sind an wärmebehandelten Stählen mit 0,45 bis. 0,55 % C, 2,5 bis 3,5 °/o Cr, 0,5 bis 1,2 °/o V und 0,5 bis 1,2 °% Mo gefunden worden. Die Wechselfestigkeit derartiger Stähle mit 18o bis igo kg/mm2 Zugfestigkeit liegt für glatte Proben im nitrierten Zustand bei ioo bis iio kg/mm2, für gekerbte Proben (Rundkerb von 7,5 auf 6 mm 0, Ausrundungshalbmesser 0,75 mm) bei 7o bis 8o kg/mm2. Dies sind die höchsten bisher bekannt gewordenen Absolutwerte der Wechselfestigkeit für Stahllegierungen. Die angegebenen Stahllegierungen weisen aber auch ein so günstiges Verhältnis von Wechselfestigkeit zu Zugfestigkeit für glatte und besonders für gekerbte Proben auf, wie es bisher noch nicht bekannt geworden ist. Als Beispiel wird ein Stahl mit folgender Zusammensetzung angegeben:

C Si Mn Cr V Mo

°/o 0/0 0/0 0l0 °/o 0/0

0,47 0,37 0,52 2,72 1'03 I,IO

Im Kern einer 8o-mm-Rundstange aus diesem Stahl wurden folgende Festigkeitswerte gefunden:

Dehnung Ein- Biegewechselfestigkeit

Streckgrenze Zugfestigkeit 5.d schnürung glatt gekerbt gekerbt glatt gekerbt gekerbt

kg/mm2 kg/mm2 °/o % kg/mm2 kg/mm2 I glatt I kg/mm2 I kg/mm2 I glatt

151 184 11,5 46 ^@ 97 -57 I 0 ,59 Ios I -70 ( o,67

nicht nitriert nitriert

Claims

PATENTANSPRÜCHE:' i. Gegenstände, von denen hohe Wechselfestigkeit verlangt wird, z. B. hochbeanspruchte Pleuelstangen und Getriebeteile, .dadurch gekennzeichnet, daß sie aus wärmebehandelten Stahllegierungen bestehen,' die 0,3o bis o,650/, Kohlenstoff 1,7 bis 5 °/o Chrom 0,4 bis 2 °/o Vanadin 0,4 bis 2 °% Molybdän enthalten und eine Zugfestigkeit von mehr als 15o kg/mm2, vorzugsweise mehr als i7o kg/mm2, aufweisen. '
2. Gegenstände nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahllegierungen zusätzlich noch bis zu 20/, Wolfram, Titan, Tautal oder Niob einzeln oder zu mehreren enthalten.
3. Gegenstände nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Erhöhung der Wechselfestigkeit durch Nitrieren gehärtet sind.