DE102016208682A1 - Methode zur Verbesserung der Struktur einer Stahlkomponente nach einem Erhitzen und Stahlkomponente, die durch die Methode erlangt wird - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Verbessern einer Stahlstruktur einer Stahlkomponente nach einem Erhitzen wobei das Verfahren die Schritte aufweist: a) Erhitzen einer Stahlkomponente auf eine Temperatur von mindestens 1.100°C, b) Abschrecken der Stahlkomponente auf eine Temperatur oberhalb der Martensitstarttemperatur (Ms), um Bainit zu bilden, und Halten der Stahlkomponente auf dieser Temperatur für eine Haltezeit, die ausreichend ist für eine Transformation jeglichen Austenits zu Bainit, c) Wiedererhitzen der Stahlkomponente auf eine Temperatur von mindestens 580°C aber unterhalb der Ac1 Transformationstemperatur, und Halten der Stahlkomponente auf dieser Temperatur, damit die Stahlkomponente eine Härte von 45 Rockwellhärte C oder weniger aufweist, d) Abkühlen der Stahlkomonente.

Description

  • TECHNISCHES UMFELD
  • Die Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Verbessern einer Stahlstruktur für eine Stahlkomponente nach einem Erhitzen und eine Stahlkomponente, die durch das Verfahren erhalten ist.
  • HINTERGRUND
  • Stahlkomponenten, wie beispielsweise Lagerkomponenten, sind strengen Anforderungen hinsichtlich der Stärke, der Länge des Gebrauchs und der mikrostrukturellen Stabilität gegen Alterung unterworfen. Diese Stahlkomponenten erfordern ein Material, das in dem maschinenbearbeiteten Zustand eine homogene Mikrostruktur mit sehr fein verteilten rundkörnigen Karbiden hat. Es gibt gleichzeitig ein konstantes Bemühen hinsichtlich Kosteneffizienz und um sowohl hinsichtlich der Kosten als auch hinsichtlich der Qualität, die für das Anwendungsumfeld benötigt ist, wettbewerbsfähig zu sein.
  • Während der Herstellung von Lagerkomponenten werden die Lagerkomponenten auf hohe Temperaturen erhitzt, wie beispielsweise während des Schweißens, Heißwalzens und Schmiedens von Röhren und Stangen, des Heißziehens von Drähten und des Heißwalzens und Schmiedens von Ringen. Nach dem Erhitzungsschritt werden die Stahlkomponenten oft gesammelt und sich selbst überlassen, um abzukühlen. Beim Erhitzen auf derart hohe Temperaturen, kann die Mikrostruktur des Stahls beeinflusst werden. Auch beeinflussen die Bedingungen während des darauffolgenden Abkühlens die Mikrostruktur des Stahls. Wenn die Komponenten gesammelt und sich selbst überlassen werden, um zusammen abzukühlen, können die Komponenten mit verschiedenen Abkühlraten abkühlen, was zu inhomogenen Mikrostrukturen unter den Komponenten führt. Bei den Komponenten, die langsam abgekühlt sind, hat sich Korngrenzenzementit gebildet und bei Komponenten, denen ermöglicht wurde, schneller abzukühlen, besteht ein Risiko der Martensitformation. Um die Mikrostruktur der erhitzten und nachfolgend abgekühlten Ringe wieder herzustellen und zu normalisieren, müssen die Ringe nochmals geglüht werden. Das Glühen derartiger Ringe kann eine signifikante Zeit dauern, wie beispielsweise zwischen 24 und 48 Stunden.
  • Abbrennstumpfschweißen oder „Abbrennschweißen” ist eine Widerstandsschweißtechnik zum Verbinden von Metallsegmenten, wie beispielsweise Stahlkomponenten, bei welchen die Segmente Ende an Ende aneinander angeordnet werden, und elektronisch aufgeladen werden, wodurch ein elektrischer Lichtbogen produziert wird, der die Enden der Segmente schmilzt und zusammenschweißt, was in einer außerordentlichen starken und glatten Schweißnaht resultiert.
  • Ein Abbrennstumpfschweißstromkreis besteht üblicherweise aus einer Starkstromenergiequelle niedriger Spannung (üblicherweise ein Schweißtransformator) und zwei Spannelektroden. Die zwei Segmente, die zusammengeschweißt werden, werden in den Elektroden zusammengespannt und aneinander gebracht, bis sie sich treffen, wobei sie einen leichten Kontakt ausbilden. Eine Bestromung der Transformatoren verursacht, dass ein Strom hoher Dichte durch die Bereiche, die in Kontakt miteinander sind, fließt. Das Abbrennen beginnt und die Segmente werden aneinander mit ausreichender Kraft und Schnelligkeit geschmiedet, um eine Abbrennwirkung aufrecht zu erhalten. Nachdem sich ein Hitzegradient zwischen den beiden zu schweißenden Flächen etabliert hat, wird eine Stauchkraft angelegt, um das Schweißen zu vervollständigen. Diese Stauchkraft extrudiert Asche, Oxide und geschmolzenes Metall aus der Schweißzone, wodurch eine Schweißanhäufung in der kälteren Zone des erhitzten Metalls hinterlassen wird. Der Naht wird dann ermöglicht, sich leicht abzukühlen, bevor die Spannbacken geöffnet werden, um den geschweißten Artikel frei zu lassen. Die Schweißanhäufungen können je nach Bedarf an ihrem Ort gelassen werden oder durch Abscheren, während der geschweißte Artikel noch heiß ist, oder durch Abschleifen entfernt werden. Obwohl Abbrennstumpfschweißen eine einfache und effiziente Schweißtechnik ist, können die physikalischen Eigenschaften der Komponenten in der Nähe der Schweißnaht (Nähte) durch das Abbrennschweißen negativ beeinflusst sein, aufgrund von Defekten, wie beispielsweise Schweiß-/Abschreckrisse, die während und nach dem Abbrennschweißen auftreten, und da die Mikrostruktur des Stahls in einer Hitze beeinflussten Zone (HAZ) um die Schweißnaht herum durch das Abbrennstumpfschweißen modifiziert werden wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein effektives und sehr zeitsparendes Verfahren zum Verbessern einer Stahlstruktur nach einem Erhitzen auf hohe Temperaturen, wie beispielsweise nach einem Schweißen, Heißwalzen und Schmiedens von Rohren und Stangen, Heißziehen von Drähten, und Heißwalzen und Schmieden von Ringen, um eine Stahlkomponente, wie beispielsweise eine Lagerkomponente, bereitzustellen, die eine verbesserte Mikrostruktur aufweist, und demnach eine korrekt gehärtete Mikrostruktur aufweist, um zu einem verbesserten Verschleißwiderstand zu gelangen, wie beispielsweise verbesserten Rollkontaktermüdungseigenschaften. Weiterhin kann, da das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung in Reihe mit dem Erhitzungsschritt ausführbar ist, die Energie, die von dem ersten Erhitzungsschritt resultiert, während der nachfolgenden Wiederherstellungsschritte verwendet werden, was in einer Ersparnis hinsichtlich des Energieverbrauchs resultiert.
  • Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren zum Verbessern einer Stahlstruktur nach einem Erhitzen gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Somit bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Verbessern der Stahlstruktur einer Stahlkomponente nach einem Erhitzen, die die Schritte aufweist; a) Erhitzen der Stahlkomponente auf eine Temperatur von mindestens 1.100°C, b) Abschrecken der Stahlkomponente auf eine Temperatur oberhalb der Martensitstarttemperatur (Ms), um Bainit zu bilden, und Halten der Stahlkomponente auf dieser Temperatur für eine Haltezeit, die ausreichend ist für eine Transformation jeglichen Austenits zu Bainit, c) Wiedererwärmen der Stahlkomponente auf eine Temperatur von mindestens 580°C aber unterhalb der Ac1 Transformationstemperatur und Halten der Stahlkomponente auf dieser Temperatur, damit die Stahlkomponente eine Harte von 45 Rockwellhärte C oder darunter aufweist, d) Abkühlen der Stahlkomponente.
  • Optional kann der Schritt a) aufweisen, ein Formen der Stahlkomponente durch Heißwalzen, Schmieden und/oder Heißziehen bei einer Temperatur von mindestens 1.100°C.
  • Optional kann der Schritt a) aufweisen, ein Schweißen der Stahlkomponente bei einer Temperatur von mindestens 1.100°C, um eine Schweißnaht auszubilden, wobei die Schweißnaht optional eine Abbrennstumpfschweißnaht ist.
  • Optional kann der Schritt b) aufweisen, ein Abschrecken der Stahlkomponente auf eine Temperatur oberhalb Ms und unterhalb von 450°C um Bainit zu bilden, und ein Halten der Stahlkomponente auf dieser Temperatur für eine Haltezeit, die ausreichend ist für eine Transformation jeglichen Austenits zu Bainit.
  • Optional kann der Schritt b) aufweisen, ein Abschrecken der Stahlkomponente auf eine Temperatur von 300°C bis 350°C, um Bainit zu bilden, und ein Halten der Stahlkomponente auf dieser Temperatur für eine Haltezeit, die ausreichend ist für eine Transformation jeglichen Austenits zu Bainit.
  • Optional ist die Stahlkomponente eine hoch-kohlenstoffhaltige Stahlkomponente.
  • Optional ist die Stahlkomponente eine Lagerkomponente, wie beispielsweise ein Lagerring.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Stahlkomponente, die durch Verwendung eines Verfahrens gemäß einem der Aspekte der Erfindung hergestellt ist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Stahlkomponente mit einer Schweißnaht, wie beispielsweise einer Abbrennstumpfschweißnaht, die durch Verwendung eines Verfahrens gemäß einem der Aspekte der Offenbarung hergestellt ist.
  • Optional kann die Stahlkomponente ein Lagerring sein, für eine Verwendung in einem Lager, wie beispielsweise einem Wälzlager, einem Nagellager, einem Kegelrollenlager, eifern Pendelrollenlager, einem Toroidalrollenlager, einem Axiallager oder einem Lager für eine beliebige Anwendung, bei der es alternierenden Hertzschen Drücken ausgesetzt ist, wie beispielsweise Rollkontakten oder kombinierten Roll- und Gleitkontakten. Das Lager kann beispielsweise bei Automobil, Wind, Marine, Metallherstellung oder anderen Maschinenanwendungen verwendet werden, die eine hohe Verschleißresistenz und/oder erhöhte Ermüdungs- und Zugstärken erfordern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden weiter erklärt werden mittels nicht limitierender Beispiele mit Bezug auf die hieran anhängenden schematischen Figuren;
  • 1 zeigt ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegender Offenbarung.
  • 2 zeigt einen offenen Ring, der eingespannt ist, um abbrennstumpfgeschweißt zu werden, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • 3 zeigt ein Lager gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Während der Herstellung von Lagerringen mittels Schweißens, Heißwalzens und Schmiedens von Rohren und Stangen, Heißziehens von Drähten, und Heißrollens und Schmiedens von Ringen, wird der Stahl auf hohe Temperaturen, wie beispielsweise oberhalb von ungefähr 1.200°C, erhitzt. Die Komponenten, die aus diesen Metallformprozessen hervorgehen, werden nachfolgend normalerweise in einem Container gesammelt und sich selbst überlassen, um abzukühlen.
  • Wenn die Mikrostruktur des Stahls auf derart hohe Temperaturen erhitzt wird, wird die Mikrostruktur des Stahls beeinflusst, und auch die Abkühlrate für den Stahl beeinflusst die Mikrostruktur. Wenn die Komponenten sich selbst überlassen werden, um abzukühlen, können die Komponenten mit verschiedenen Abkühlraten abkühlen, was zu inhomogenen Mikrostrukturen unter den Komponenten führt. Bei den Komponenten, die langsam abgekühlt sind, hat sich Korngrenzenzementit ausgebildet, und bei Komponenten, denen ermöglicht wurde, schneller abzukühlen, gibt es ein Risiko der Martensitausbildung, wobei beide Fälle zu unerwünschten Mikrostrukturen führen.
  • Beim Formen von hoch-kohlenstoffhaltigem Stahl, der beispielsweise für Lagerkomponenten 7, 8, 9, wie beispielsweise Lagerringe 7, 8, geeignet ist, muss der Stahl in einem weichgeglühtem Zustand sein, um eine Rissbildung zu verhindern. Dies impliziert eine feingekörnte homogene Mikrostruktur des Stahls, der kugelförmige Karbide aufweist. Um die Mikrostruktur der erhitzten und nachfolgend abgekühlten Komponenten wiederherzustellen und zu normalisieren, müssen die Komponenten geglüht werden. Das Glühen derartiger Komponenten, kann eine signifikante Zeit dauern, wie beispielsweise zwischen 24 und 48 Stunden. Dieser Glühprozess, der ein Wiedererhitzen der Stahlkomponenten aufweist, resultiert in einer hohen Energieverschwendung.
  • Mit einem hoch-kohlenstoffhaltigen Stahl ist hierin ein Stahl gemeint mit einem Kohlenstoffanteil von ungefähr 0,6 Gewichtsprozent oder höher, wie beispielsweise 0,6 bis 1,20 Gewichtsprozent, wie beispielsweise ungefähr 0,8 bis ungefähr 1,20 Gewichtsprozent. Der hoch-kohlenstoffhaltige Lagerstahl kann 100 Cr6/SAE52100 und 100CrMo7 – 4 der SKF AG sein.
  • Optional kann der Stahl die folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent haben:
    C 0,6 bis 1,2
    Si 0 bis 0,25
    Mn 0,1 bis 1,0
    Cr 0,01 bis 2,2
    Mo 0,01 bis 1,0
    Ni 0,01 bis 2,0
    S 0 bis 0,002
    P 0 bis 0,010
    Cu 0 bis 0,45
    Al 0,010 bis 1,0
    As 0 bis 0,1
    Pb 0 bis 0,01
    Ca/Pb/Ti/N/H 0 bis 0,0001
  • Ausgleichs Fe und normal auftretende Verunreinigungen.
  • Glühen ist eine wohlbekannte Wärmebehandlungsmethode, die die physikalischen Eigenschaften des Materials, im folgenden Stahl, verändert, um seine Duktilität zu erhöhen und ihn bearbeitbarer zu machen. Es involviert das Erhitzen eines Materials über seine Glasübergangstemperatur, das Halten auf einer geeigneten Temperatur und dann ein Abkühlen. Das Glühen kann eine Duktilität induzieren, ein Material weich machen, innere Spannungen abbauen, die Struktur verfeinern, indem sie homogen gemacht wird, und die Kaltbearbeitungseigenschaften verbessern.
  • 1 zeigt ein Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung. Dieses Verfahren ist ein sehr kosteneffizientes Verfahren, das hauptsächlich geeignet ist für Anwendungen, bei denen die Stahlkomponenten einem geringeren Verschleiß ausgesetzt sind. Das Verfahren umfasst die Schritte a) eines Erhitzens einer Stahlkomponente auf eine Temperatur von mindestens 1.100°C, wie beispielsweise zumindest 1.200°C. Statt den Komponenten zu ermöglichen auf ungefähr Raumtemperatur abzukühlen, können die Stahlkomponenten direkt einem Verfahren unterzogen werden, das die Schritte b) bis d) aufweist. Es hat sich herausgestellt, dass das direkte Unterziehen der Stahlkomponenten diesen Verfahrensschritten die Mikrostruktur des Stahls hinsichtlich Duktilität signifikant verbessert in einem sehr kosteneffizienten In-Reihe-Verfahren.
  • Das Verfahren gemäß vorliegender Offenbarung umfasst demnach einen weiteren Schritt b), bei dem die Stahlkomponenten einem Abschrecken unterzogen werden, auf eine Temperatur oberhalb der Martensitstarttemperatur (Ms), um Bainit zu bilden, wie beispielsweise 10 bis 20°C oberhalb der Ms Temperatur, und auf dieser Temperatur für eine Haltezeit gehalten werden, die ausreichend ist, für eine Transformation jeglichen Austenits zu Bainit. Der Zweck dieses Schritts ist es, eine Formation von Martensit zu vermeiden, Bainit zu bilden, und zu Beginnen, die erwünschte Mikrostruktur wiederzuerlangen. Normalerweise wird Bainit in einem Temperaturintervall von oberhalb Ms und unterhalb 450°C gebildet. Demnach kann dieser Schritt b) aufweisen, ein Abschrecken der Stahlkomponente auf eine Temperatur oberhalb von Ms und unterhalb von 450°C. Um weiterhin die Gefahr von Korngrenzenzementit zu minimieren, kann Schritt b) ein Abschrecken der Stahlkomponenten auf eine Temperatur von 300 bis 350°C aufweisen.
  • Dieser Schritt kann mittels eines Fluidbetts, eines Eintauchens in ein Salzbad, in flüssigen Stickstoff oder in Luftdampf, oder Ähnliches durchgeführt werden.
  • Um festzustellen und zu bestimmen, wann eine Transformation jeglichen Austenits in Bainit vollzogen ist, kann der Fachmann ein Dilatometer verwenden. Dilatometrie ist eine Experimentaltechnik, die es ermöglicht, die Festkörperphasentransformationen, die in verschiedenen Materialien, insbesondere Stahl, auftreten, zu detektieren und nachzuverfolgen. Phasenübergänge rufen Volumenänderungen hervor, und diese Änderungen können aufgenommen werden, indem die Längenänderungen von Proben mit normalisierten Dimensionen während ihres Erhitzens oder Abkühlens aufgenommen wird. Die Änderungen in der Rate oder Richtung der Längenänderungen gegenüber der Temperatur (Dilatation/Kontraktion) ermöglicht es, die Temperaturen, bei denen die Phasentransformationen des Stahls stattfinden, festzulegen.
  • Ein Zweck dieses Abschreckschritts ist demnach eine Formation von Korngrenzenzementit zu vermeiden. Dies kann auch durch das Abschrecken der Stahlkomponente mit einer Abkühlrate sichergestellt werden, die schnell genug ist, um Korngrenzenzementit zu vermeiden, wie mit Bezug auf ein CCT Diagramm festgestellt werden kann. Das CCT Diagramm kann vorher vorbereitet sein, in einer Datenbank abgespeichert, oder anderweitig für eine Steuerung der Abkühlrate zugängig gemacht sein. CCT Diagramme können natürlich auch vorbereitet sein und verwendet werden, um die Temperaturen und Abkühlraten festzulegen, die während der Abschreck- und Erwärmungsschritte eingesetzt werden.
  • Wenn die erwünschte Abkühlung erreicht ist, können die Stahlkomponenten in einen Ofen transferiert werden, um isothermal auf einer Temperatur im Bereich von 150 bis 260°C gehalten zu werden. Das Ziel ist es, für die Stahlkomponenten eine Temperatur von ungefähr 320°C zu erreichen und diese Temperatur für ungefähr zwei Stunden, wie beispielsweise zumindest 1,5 Stunden zu halten. Der Zweck davon ist, eine vollständige Transformation jeglichen Austenits zu Bainit sicherzustellen, aber auch die Handhabung der Stahlkomponenten zu erleichtern, und um hohe Ofentemperaturen zu vermeiden, wenn er mit den Stahlkomponenten beschickt wird.
  • Das Verfahren umfasst weiterhin den Schritt c) eines Wiedererhitzens der Stahlkomponente auf eine Temperatur von mindestens 580°C aber unterhalb der der Ac1 Transformationstemperatur und ein Halten der Stahlkomponente auf dieser Temperatur für eine Haltezeit, die ausreichend ist, dass die Stahlkomponente eine Härte von 45 Rockwellhärte C oder weniger zeigt. Da in dem vorhergehenden Schritt jeglicher Austenit vollständig in Bainit umgeformt wurde und im Prinzip kein Abkühl-Perlit vorhanden ist, muss die Temperatur in diesem Schritt nur auf 580°C im Schritt c) gebracht werden, und kann unterhalb von 950°C gehalten werden, um den Stahl duktiler und formbarer zu machen. Es wurde herausgefunden, dass ein Erhitzen keine höhere Temperatur erreichen muss, um die Mikrostruktur des Stahls ausreichend zu verbessern, wenn die Stahlkomponente in diesem Temperaturintervall für eine Haltezeit gehalten wird, die ausreichend ist, damit die Stahlkomponente eine Harte von 45 Rockwellhärte C oder unterhalb aufweist. Das resultierende Verfahren ist demnach ein sehr kosteneffizientes Wiederherstellungsverfahren. Die Stahlkomponenten können auch in diesem Temperaturintervall für eine Haltezeit gehalten werden, die ausreichend ist, damit die Stahlkomponenten eine Brinellhärte zwischen 280 und 320 HB 10/3000 zeigen, was weniger hart ist als 45 Rockwellhärte C. Diese verringerte Härte erfordert eine längere Haltezeit und wird ein Kompromiss zwischen Kosten und Duktibilität sein. Die Stahlkomponenten lässt man nachfolgend in einem Schritt d) auf Raumtemperatur mittels eines beliebigen Abkühlverfahrens, wie beispielsweise zum Beispiel Luftkühlung, abkühlen, was bedeutet, dass kein kontrolliertes Abkühlen notwendig ist, was logistisch hoch effizient ist.
  • Mit „Ac1 Transformationstemperatur” ist hierin die Anfangstemperatur der Umformung von Ferrit zu Austenit gemeint.
  • Die Rockwellhärte wird hierin gemäß der Standardmethode ISO 6508-1, Skala C, gemessen.
  • Demnach wurde herausgefunden, dass mittels eines sehr kosteneffizienten Verfahrens die Eigenschaften der resultierenden Stahlkomponenten, wie beispielsweise von Lagerkomponenten, hinsichtlich Duktilität sehr stark verbessert werden können, was essentiell für die Funktion und die Verschleißresistenz während der Verwendung der Lagerkomponenten in Lagern ist.
  • Weiterhin dauert das Wiederherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung ungefähr 7–8 Stunden verglichen mit einem konventionellen Glühprozess, der 24 bis 48 Stunden dauert. Die vorliegende Erfindung hat einen weiteren Vorteil darin, dass das Wiederherstellungsverfahren in Reihe mit dem Erwärmungsprozess ausgeführt werden kann, und demnach einiges an Energie, die während des Prozesses entsteht, verwenden kann, statt dass die Energie durch die Umwandlung in Hitze verloren geht.
  • Eine Möglichkeit der Herstellung von Lagerkomponenten 7, 8, 9, wie beispielsweise Lagerringen 7, 8, umfasst ein Abbrennstumpfschweißen. Weichgeglühte Stahlplatten werden dann gewalzt und in einer Walzmaschine gebogen, um offene Lagerringe 2 auszubilden. Wenn hoch-kohlenstoffhaltiger Stahl geformt wird, der beispielsweise für Lagerringe geeignet ist, muss der Stahl in einem weichgeglühten Zustand sein, um Rissbildung zu vermeiden. Dies impliziert eine homogene feinkörnige Mikrostruktur des Stahls mit kugelförmigen Karbiden. Die Enden 3, 4 der offenen Lagerringe 2 können miteinander abbrennstumpfgeschweißt werden, um einen Lagerring 8, 9 zu bilden.
  • Beim Abbrennstumpfschweißen eines offenen Rings 2, wie in 2 gezeigt, ist der Ring nahe der Enden 3, 4, die zu verschweißen sind, eingespannt, indem zwei Spannelektroden 5, 6 verwendet werden, und die Enden 3, 4 werden dann zueinander gebracht, bis sie sich treffen, wobei sie einen leichten Kontakt ausbilden, und eine Abbrennstumpfschweißnaht wird gebildet. Während der Ring im Allgemeinen auf ungefähr 200°C während des Schweißens erhitzt wird, liegt die Hitze, die sich an der Schweißnaht zwischen den Spannbacken ausbildet, bei ungefähr 1.300 bis ungefähr 1.500°C. Die Mikrostruktur des resultierenden Stahlrings 7, 8 in einem Bereich zwischen den Enden der hitzebeeinflusste Zone (HAZ), ist demnach beeinträchtigt und die Eigenschaften der Lagerkomponente sind in der HAZ verschlechtert. Für einen Lagerring 7, 8 sind die Rollkontaktermüdungseigenschaften dieser Zone inadequat.
  • Es hat sich herausgestellt, dass, wenn die Stahlkomponenten nach dem Schweißen, wie beispielsweise einem Abbrennstumpfschweißen, einem Verfahren gemäß vorliegender Offenbarung mit den Schritten b) bis d) ausgesetzt werden, sich die Duktilität der Stahlkomponenten in der hitzebeeinflussten Zone wesentlich verbessert, was zu einer verbesserten Verschleißresistenz, wie beispielsweise verbesserten Rollkontaktermüdungserscheinungen, und somit einer verlängerten Lagerlebensdauer führt.
  • 3 zeigt ein Beispiel eines Lagers 1, nämlich eines Wälzlagers, das in einer Größe von 10 mm Durchmesser bis einigen wenigen Meter Durchmesser rangieren kann, und eine Lastaufnahmekapazität von einigen Zehn Gramm bis mehreren Tausenden von Tonnen aufweisen kann. Das Lager 1 gemäß vorliegender Offenbarung kann nämlich jede beliebige Größe haben und jede beliebige Lastaufnahmekapazität. Das Lager 1 hat einen Innenring 7 und einen Außenring 8, wobei einer oder beide durch einen Ring gemäß der vorliegenden Offenbarung gebildet sein können, und einen Satz von Wälzkörpern 9.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Standardmethode ISO 6508-1, Skala C [0035]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Wiederherstellen einer Stahlstruktur für eine Stahlkomponenten nach einem Erhitzen dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist: a) Erhitzen einer Stahlkomponente auf eine Temperatur von mindestens 1.100°C, b) Abschrecken der Stahlkomponente auf eine Temperatur oberhalb der Martensitstarttemperatur (Ms), um Bainit zu bilden, und Halten der Stahlkomponente auf dieser Temperatur für eine Haltezeit, die ausreichend ist für eine Transformation jeglichen Austenits zu Bainit, c) Wiedererhitzen des Stahlrings (1) auf eine Temperatur von mindestens 580°C aber unterhalb der Ac1 Transformationstemperatur, und Halten des Stahlrings (1) auf dieser Temperatur, damit der Stahlring (1) eine Harte von 45 Rockwellhärte C oder weniger aufweist, d) Abkühlen des Stahlrings (1).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt a) umfasst ein Formen der Stahlkomponente durch Heißwalzen, Schmieden und/oder Heißziehen bei einer Temperatur von mindestens 1.100°C.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt a) umfasst ein Schweißen der Stahlkomponente bei einer Temperatur von mindestens 1.100°C, um eine Schweißnaht auszubilden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht eine Abbrennstumpfschweißnaht ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt b) umfasst ein Abschrecken der Stahlkomponente auf eine Temperatur oberhalb Ms und unterhalb 450°C, um Bainit zu bilden, und ein Halten der Stahlkomponente auf dieser Temperatur für eine Haltezeit, die ausreichend ist für eine Transformation jeglichen Austenits zu Bainit.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b) umfasst ein Abschrecken der Stahlkomponente auf eine Temperatur von 300 bis 350°C, um Bainit zu bilden, und ein Halten der Stahlkomponente auf dieser Temperatur für eine Haltezeit, die ausreichend ist für eine Transformation jeglichen Austenits zu Bainit.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlkomponente eine hoch-kohlenstoffhaltige Stahlkomponente ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlkomponente eine Lagerkomponente (7, 8, 9) ist.
  9. Stahlkomponente, dadurch gekennzeichnet, dass sie mittels eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.
  10. Stahlkomponente nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Stahlring (2, 7, 8) ist.
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