NO125000B

NO125000B -

Info

Publication number: NO125000B
Application number: NO2400/69A
Authority: NO
Inventors: M Jarleborg
Original assignee: Fagersta Bruks Ab
Priority date: 1968-06-14
Filing date: 1969-06-10
Publication date: 1972-07-03
Also published as: FI50144C; NL6908991A; US3661656A; DE1929289B1; FR2010925A1; AT297075B; GB1207643A; FI50144B; SE334750B

Description

Anvendelse av et tettet, manganlegert stål.

Foreliggende oppfinnelse vedrører anvendelsen av en stållegering til fremstilling av settherdede produkter eller gjenstander så som stenger, rør, tannhjul, borkroner og lignende produkter som krever en hård slitesterk overflate og som har et seigt kjerneparti. Oppfinnelsen vedrører således anvendelsen av et tettet, manganlegert stål bestående av

0,01-0,04?, fortrinnsvis 0 ,01-0,0352 C,

2,2-6,055, fortrinnsvis 2,5-5,0$ Mn,

0,7-1,5? Si,

0-0,2?, fortrinnsvis 0,01-0,1? Al (syreoppløselig),

0,01-0,5?, fortrinnsvis 0,02-0,2? Nb og/eller V, hvor Nb kan være

helt eller delvis erstattet med Ta,

0-0,03?, fortrinnsvis 0,005-0,02? N,

0-0,2? Zr, og

resten Fe og vanlige forurensninger, til fremstilling av settherdede gjenstander som er fri for restaustenitt, har høy slitestyrke, høy utmattingsfasthet og høy motstandskraft mot støt, og har minst ett hårdt, karbonisert overflatesjikt som inneholder 0,5-1,5?, fortrinnsvis 0,7-1,2? C og forøvrig har samme sammensetning som stålet.

Det ikke-karboniserte stål har en meget finkornet struktur og spesielt gode holdfasthetsegenskaper. Ved å variere manganinnholdet i stålet kan strekkgrensen og holdfastheten vari-eres innen vide grenser alt etter behov. Strekkgrensen varierer mellom 60 og 100 kp/mm . Materialet er meget seigt og omslagstemp-eraturen ved slagseighetsprøving ligger under -40°C også ved maksi-mal holdfasthet. Stålet inneholder 2,2-6,0? mangan, fortrinnsvis 2,5-5,0?. For visse formål velges fortrinnsvis manganinnholdet til 3,0-5,0?.

Silisiuminnholdet i stålet skal være 0,5~2,0?. Hvis grensen 0,5? under skrides, skjer karboniseringen langsomt eller ujevnt. Silisiuminnholdet i stålet, som fortrinnsvis skal ligge i området 0,7-1,5? har betydning for stålets karbonisering, idet si-lisium øker karbonaktiviteten, noe som resulterer i at sluttprodukt-et kan gis et jevnt karbonisert sjikt på relativt kort tid. Videre forsvinner den restaustenitt, som av normalt oppnås ved karbonisering, spesielt hvis manganinnholdet i stålet er høyt.

Stålet inneholder 0,01-0,5? niob (tantal) og/eller vanadium, fortrinnsvis 0,02-0,2?. Vanligvis bør stålet inneholde maksimalt 0,3? niob (tantal) med hensyn til innløsningsevnen og heller ikke mere enn 0,3? vanadium, hovedsakelig av økonomiske grun-ner .

Stålet har meget god formbarhet og kan lett bearbeides med skjærende-verktøy. Skjærbarheten ved fresning illustreres ved hjelp av det vedlagte diagram for et stål nr. 2736. Sponvolumet i cm^ (ordinaten) er inntegnet som fuksjon av skjærehastigheten i meter pr. minutt (absissen) ved fresning med hurtigstål (WKE 4, skjæredybde 1 mm, matning 0,1 mm, kriterium VBmax = 0,7 mm). Stål nr. 2736 som har følgende sammensetning: 0,032? C, 1,15? Si, 3,85? Mn, 0,070? Al, 0,13? Nb og 0^015? N, er varmebehandlet til en strekk- grense på 76 kp/mm 2 , en bruddgrense på 93 kp/mm 2 og en brinellhård-het på 330. Som sammenligning viser diagrammet verdien for seig-herdningsstålet SIS 2541 som er varmebehandlet til brinellhårdheten 270. Dette stål 2541 inneholder C, Si, Mn, Cr, Ni og Mo i følgende omtrentlige mengder: C 0,35?, Si 0,25?, Mn 0,7?, Cr 1,4?, Ni 1,4?, Mo 0,2?.

Stålet kan formes på mange forskjellige måter. Et rå-emne kan fremstilles ved støpning, valsning, smining, osv. Ved mas-kinbearbeining eller presning i varm eller kald tilstand gis emnet den for produksjonen ønskede form.

Detaljen underkastes deretter en karbonisering i ovér-flatesjiktet til de partier som herdnes. Såvel utvendige som inn-vendige partier kan bli gjenstand for karbonisering. Karboniseringen utføres på kjent måte ved f.eks. pulverkarboninnføring, karbonisering med cyanid eller gasskarboninnføring. Tykkelsen på det karboniserte partiet kan variere mellom 0,1 og ca. 2,5 mm, avhengig av produktets dimensjoner. Den minste karboninnføringsdybde benyttes vanligvis ved små dimensjoner og den største ved grove maskindeler. Karboninnholdet i det karboniserte partiet går opp til 0,5-1,5?, fortrinnsvis 0,7-1,2?. Som eksempel kan nevnes at det i et tilfelle ble utført en behandling av stålproduktet ved 900° i 6 timer, hvor-ved et karbonisert sjikt mec ca. 0,9? C og 1 mm tykkelse ble opp-nådd.

Herdningen foretas i enkleste tilfelle direkte etter karboniseringen fra en temperatur noe under den ved hvilken karboniseringen er foretatt. En annen metode er at detaljen først får avkjøle etter karboniseringen før den igjen oppvarmes til herdnings-temperatur og herdnes. Herdningen foretas i vann, olje, luft, salt-bad eller lignende. Vanligvis avsluttes behandlingen ved anløpning til lav temperatur. Etter gjennomført varmebehandling har delen vanligvis en overflatehårdhet på 55-65 Rc.

Et eksempel på oppfinnelsen er anvendelsen til fremstilling av en bergborkrone. Emnet til denne formes på ovenfor an-gitt måte, hvoretter overflatesjiktet karboniseres på utsiden og/ eller innsiden. Deretter festes hårdmetallskjæret til borkronen og i tilslutning til dette foretas den nødvendige varmebehandling. Med

.slagglodning oppvarmes borkronen vanligvis partielt til ca. 1000-1200°C. Man kan også først oppvarme hele borkronen til en lavere

temperatur, f.eks. 800-900°C og deretter fortsette oppvarmningen av den fremre del med de for skjæret anordnede spor eller hull i kronen til den nevnte loddetemperatur. Også andre varmebehandlingsmetoder kan anvendes.

Et annet eksempel på oppfinnelsen er anvendelsen til fremstilling av tannhjul. Etter at delen er maskinbearbeidet eller fremstilt ferdig på annen måte, karboniseres tennene i overflaten,

hvoretter delen varmebehandles ved herdning og anløpning til ønsket hårdhet.

Oppfinnelsen medfører betydlige fordeler både med hen-

syn til produktets egenskaper og med hensyn til dets fremstilling i industriell drift: 1. Som utgangsmateriale anvendes et stål som er lett bearbeidbart og som derfor gir lave bearbeidelseskostnader.

2. Produktet har på grunn av den karboniserte over-

flate høy slitestyrke og høy utmatningsfasthet.

3. Materialets kjerneparti bibeholder sin seighet

også etter karboniseringen.

4. Produktet blir takket være det hårde overflate-

sjikt og den seige kjernen motstandsdyktig mot støt, idet material-

et virker dempende mot slaggpåkjenninger.

5. Takket være grunnmaterialets sieghet oppnås mindre dimensjonsforandringer ved varmebehandlingen i forbindelse med lod-

ding og derved en mer fordelaktig spenningsfordeling i loddefugen.

6. Produktet blir billigere i fremstilling enn hvis

f.eks. seighetdningsstålet SIS 2541 benyttes til gjenstand.

Claims

Anvendelse av et tettet, manganlegert stål bestående

av

0,01-0,04?, fortrinnsvis 0,01-0,03? C,

2,2-6,0?, fortrinnsvis 2,5-5,0? Mn,

0,7-1,5? Si,.

0-0,2?, fortrinnsvis 0,01-0,1? Al (syreoppløselig),

0,01-0,5?, fortrinnsvis 0,02-0,2? Nb og/eller V, hvor Nb kan være helt eller delvis erstattet med Ta,

0-0,03?, fortrinnsvis 0,005-0,02? N,

0-0,2? Zr, og

resten Fe og vanlige forurensninger, til fremstilling av settherd-

ede gjenstander som er fri for restaustenitt, har høy slitestyrke,

høy utmatningsfasthet og høy moststandskraft mot støt, og har minst ett hårdt, karbonisert overflatesjikt som inneholder 0,5"1, 5%, fortrinnsvis 0,7-1,2? C og forøvrig har samme sammensetning som stålet.