DE973413C

DE973413C - Verfahren zur Erzielung einer Haerte von mindestens 54RC bei gleichzeitig hoher Schlagbiegefestigkeit

Info

Publication number: DE973413C
Application number: DER1341D
Authority: DE
Inventors: August Dipl-Ing Dammer
Original assignee: Gussstahlwerk Witten AG
Current assignee: Gussstahlwerk Witten AG
Priority date: 1944-05-31
Filing date: 1944-05-31
Publication date: 1960-02-11

Description

Es ist bekannt, daß bei dem Warmbadhärteverfahren sowie dem gebrochenen Härten (Werkstoffhandbuch, Ausg. 2, S. 7 2/1, 6a und 6b) geringere Härtespannungen als bei dem üblichen Härten durch Abschrecken in Wasser oder Öl mit anschließendem Anlassen auftreten. Andererseits werden bei der Zwischenstufenvergütung (Austempern ■— Werkstoffhandbuch T 6-6, Abs. 4) neben der vorhin erwähnten Eigenschaft höhere Zähigkeitswerte bei gleicher Härte bzw. Festigkeit sowohl gegenüber den erwähnten als auch üblichen Härteverfahren erreicht.

Die Zwischenstufenvergütung bringt wesentliche Vorteile durch höhere Zähigkeit, wenn für die Werkstücke Einbau- bzw. Verwendungshärten von 42 bis 52 RC verlangt werden. Somit kommt diesem Verfahren erhöhte Bedeutung bei der Warmbehandlung von Teilen zu, die bei hohen Festigkeiten auf Stoß, Schlag, Biegung usw. beansprucht sind. Bei höheren Härten ist nach dem Stand der Technik gegenüber normaler Härtung mit niedrigem Anlassen kein Gewinn zu erzielen.

Dieses geht insbesondere aus »Härtereitechnische Mitteilungen«, Bd. 3, 1944, S. 143 bis 157: Rossow: »Zwischenstufenvergütung«, hervor, wo außerdem an Hand eingehender Untersuchungen

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festgestellt worden ist, daß Kohlenstoff, Mangan, Chrom, Nickel und Molybdän auf die Zwischenstufenvergütung günstig wirken, während Vanadin als nicht geeignet und Silizium als kaum wirksam betrachtet werden.

Demgegenüber konnte nun festgestellt werden, daß sogar bei Härtewerten von 54 RC und darüber eine im Vergleich zur normalen Härtung größere Zähigkeit dann zu erhalten ist, wenn die zu behandelnden, an sich bekannten Mangan-Chrom-Vanadin-Stähle noch mit 0,9 bis 2,00% Silizium legiert sind.

Erfindungsgemäß wird daher zur Erzielung einer Härte von mindestens 54 RC bei gleichzeitig hoher Schlagbiegefestigkeit bei auf Druck, Zug, Biegung usw. zeitweise oder dauernd und insbesondere stoß- und schlagartig beanspruchten Werkstücken aus einem legierten Stahl so verfahren, daß die aus einer an sich bekannten Stahllegierung mit 0,50 bis 1,00% C, 0,30 bis 2,0% Mn, 0,9 bis 2,oo^fl/o Si, 0,5 bis 2,50% Cr, 0,0 bis o,3^fl/o V, Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen hergestellten Werkstücke in einem Abschreckbad von 270 bis 320° C unter Regelung der Badtemperatur in Abhängigkeit von dem geforderten Festigkeitswert zwischenstufenvergütet werden.

Bei diesen Stahllegierungen werden unter Anwendung der Zwischenstufenvergütung trotz der hohen Härte Fehler, wie Verzug, Härterißbildung, zu geringe Zähigkeit, vermieden. Außerdem ist die Grundlegierung bereits sehr verschleißfest. Diese Eigenschaft wird durch die Zwischenstufenvergütung noch wesentlich verbessert. Ferner wird insbesondere eine Gleichmäßigkeit des Härteverlaufs und der Zähigkeit auch bei Teilen mit unterschiedlichen Querschnitten erreicht.

Somit kommen die Stahllegierungen für Werkstücke, wie z. B. Zahnräder, Verschleißteile, Pleuelstangen, Kurbelwellen, Verbindungsstücke, mit Härten von mindestens 54 RC in Frage.

Beispiele Aus Stahllegierungen mit

Vo	a	b	C
C	0,85	0,50	0,58
Mn	0,65	o,77	0,93
Si	0,95	0,92	1,22
P	O,OI5	0,027	O,O29
S	0,009	0,021	Ο,ΟΙΟ
Cr	0,68	1,13	O,63
V	0,17	0,12	0,12
Ni	0,20	—	0,IO

wurden Schlagbiegeproben hergestellt.

Um die Überlegenheit der Zwischenstufenvergütung darstellen zu können, wurden Schlagbiegeproben auch direkt und im Warmbad gehärtet.

Die Probekörper wurden wie folgt behandelt:

Härtetemperatur in ° C

Abschreckbadtemperatur in ° C

Abkühlzeit im Bad in Minuten

Anlaßtemperatur in ⁰ C, 60 Minuten

Endabkühlung

Zwischen stufe

850

300 60

Luft

Warmbad

850

250 60

Luft

Normale Härtung

830 bis 840

25 15

300 bis 400

Luft

Die Schlagbiegefestigkeit, ermittelt an Proben mit Querschnitten 10-7 mm normal, warmbad- und zwischenstufenvergütet, zeigten die wesentliche Überlegenheit der Zwischenstufenvergütung gemäß der Erfindung (Tabelle 1),

Einfluß der Warmbehandlung auf Schlagbiegefestigkeit

	Abschreckbad temperatur	Warmbehandlung	Halte- bzw. Anlaßzeit	—	60	Werkstoff b	—	60	Werkstoff c	—	60	Härte	Verbrauchte Schlagarbeit
Härtetemperatur	⁰C	Anlaß temperatur	Minuten	—	60	—	60	—	60	KL-	mkg
⁰C		⁰C	Werkstoff a	300	60	300	60	320	60
	300	400	60	350	60	400	60	55	6,2 bis J,7
850	250		59	5,2 bis 2,5
850	2O	59	0,8
S30	20	54	1,8
830 bis 840
	3OO	54	über 30
850	25Ο	56	3.7 bis 3,5
850	20	56	1,0
830 bis 840	20	54	1,8
830 bis 840
	3OO	55	24,4 bis 27,1
850	25Ο	57	4,5 bis 4,9
850	2O	57	o,7
830	20	54	1,8
830 bis 840

Somit sind die Stahllegierungen geeignet für Bauteile und Werkstücke der erwähnten Art, wobei entsprechend den Konstruktionsanforderungen die notwendige Härte durch entsprechende Abstufung der Legierung, Abschreckhöhe, Badtemperatur und Haltezeit bei höchsten Zähigkeitswerten erreicht werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Konstruktionsteile wegen der hohen Zähigkeit, die bei normaler Behandlung vielfach nur bei niedrigen Festigkeitsstufen zu erreichen ist, schwächer gehalten werden können. Somit bieten die Stahllegierungen die Möglichkeit, zu einer Leichtbauweise überzugehen.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Erzielung einer Härte von mindestens 54 RC bei gleichzeitig hoher Schlagbiegefestigkeit bei auf Druck, Zug, Biegung usw. zeitweise oder dauernd und insbesondere stoß- und schlagartig beanspruchten Werkstücken aus einem legierten Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einer an sich bekannten Stahllegierung mit 0,50 bis 1,00% C, 0,30 bis 2,0% Mn, 0,9 bis 2,00% Si, 0,5 bis 2,50°/» Cr, 0,0 bis 0,3% V, Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen hergestellten Werkstücke in einem Abschreckbad von 270 bis 320° C unter Regelung der Badtemperatur in Abhängigkeit von dem geforderten Festigkeitswert zwischenstufenvergütet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Anspruch 1 genannte Stahllegierungen, die jedoch zusätzlich bis i,5% Nickel, bis 0,3% Molybdän, einzeln oder zu mehreren enthalten, vergütet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Härterei—Technische Mitteilungen, Bd.
3, April 1944, S. 143 bis 157; »Stahl und Eisen«, 1953, S. 1 bis 4 und 356;
Archiv für das Eisenhüttenwesen, Juni 1935,

s. 541 ff·;

Hondremont, Sonderstahlkunde, 1943, S. 413 bis 418; Engel, Stahlhärtung, 1931, S. 119;

Werkstoffhandbuch Stahl und Eisen, 1937,
2. Auflage Blatt G1-1; 1953, 3. Auflage Blatt G1-1.

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