DE2054416C3 - Verfahren zur Wärmebehandlung von Vergütungsstählen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Vergütungsstählen, bei dem der Stahl von Temperaturen oberhalb A₁ im Warmbad abgeschreckt und dort gehalten wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der Zeitschrift »Werkstatt und Betrieb«, 1961, Seiten 259 bis 264 bekannt. Es ist darauf gerichtet, beim Abschrecken eine Rißbildung bzw. ein Verziehen infolge innerer Spannungen im Werkstück zu vermeiden. Dabei dient das bekannte Halten im Warmbad einem Temperaturausgleich über den Werkstückquerschnitt.

Ferner ist aus der Zeitschrift »Industrie-Anzeiger«, 1953, Seiten 341 bis 343 ein Verfahren der beschriebenen Art bekannt. Es hat ein vorzugsfreies Härten zum Ziel und ist ganz auf eine ausreichende Verschleißhärte des Werkstücks abgestellt. Auch bei diesem Verfahren wird das Werkstück nach dem Abschrecken so lange im Abschreckbad gehalten, bis es über den ganzen Querschnitt gleichmäßig die Badtemperatur angenommen hat.

Schließlich ist durch die britische Patentschrift 720 252 ein mehrstufiges Verfahren bekanntgeworden, das aus einem Abschrecken des Werkstücks auf eine Temperatur unterhalb Af₁ mit anschließendem Halten besteht, dem sich jedoch ein Anlassen desTeilmartensitsmit einem kurzen Halten oberhalb M₁ sowie nachfolgendem Abschrecken anschließt. Dieses Verfahren dient der Restumwandlung in ein vollmartensitisches Gefüge unter Vermeidung innerer Spannung.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem ein Warmbadabschrecken nicht nur auf eine gleichmäßige Temperaturverteilung über den Werkstückquerschnitt und ein Vermeiden innerer Spannungen sondern auf eine Verbesserung der Verformbarkeit bzw. auf die Erhöhung der Einschnürung unter Beibehaltung der Festigkeit gerichtet ist. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Stahl auf eine

Temperatur unterhalb M₅ abgeschreckt und dabei das Gefüge zu 10 bis 20 % in Martensit umgewandelt und der Stahl anschließend zur isothermen Restumwandlung mindestens das Dreifache der Umwandlungszeit bei der Temperatur der unteren Zwischenstufe gehalten wird.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren Vorteile zeigen sich an dem Kurvenverlauf der Diagramme in der Zeichnung. So zeigt insbesondere Bild 1, daß die Einschnürung als Kennzeichen für

die Verformbarkeit in der Anlaufphase des Abschrekkens bzw. Haltens außerordentlich gering ist und erst mit zunehmendem Anteil des Zwischenstufengefüges höhere Werte annimmt. Demzufolge läßt sich die Verbesserung der Verformbarkeit nicht mit einem

ao bloßen Warmbadabschrecken und kurzfristigem Halten im Warmbad erreichen, sondern es sind erfindungsgemäß vielmehr Haltezeiten erforderlich, die ein Mehrfaches der üblichen Umwandlungszeiten betragen. Dabei ist überraschend, daß es während des

^a5 Anstiegs der Einschnürung nicht zu einem Festigkeitsverlust kommt, wie der nahezu horizontale Verlauf der Festigkeitskurve des Bildes 1 zeigt.

Das Verfahren wurde erprobt an einem Stahl 50 CrMo 4. Die isotherme Behandlung wurde bei

280° C vollzogen. Der*Ai,-Punkt liegt bei 310° C, die Festigkeit o_fl, die Feindehngrenze o_{o 01} und das Verformungsvermögen, gekennzeichnet durch die Einschnürung ψ, in Abhängigkeit von der Haltedauer bei 280° C zeigt das B ild 1. Die Änderung der Gefüge-

zusammensetzung und die jeweiligen Härtewerte gibt B i 1 d 2 wieder. Es ist deutlich erkennbar, daß bei Haltezeiten von 100 bis 200 see die in der Zwischenstufe auftretenden Gefügeanteile von 5 auf 50 % ansteigen. Der bei der Abkühlung nach dem Halten entstehende Martensit ist so spröde, daß eine Bestimmung der Zugfestigkeit nicht möglich ist. Wenn nach 400 see Haltczeit der Gefügeanteil der unteren Zwischenstufe etwa 90 % erreicht, kann zwar im Zugversuch bereits eine Festigkeit von 210 kg/mm² gemessen werden, die Einschnürung ψ beträgt jedoch nicht mehr als 5 %. Mit bis auf 1300 see zunehmender Haltezeit sinkt die Festigkeit nicht, die Einschnürung nimmt jedoch bis auf 40 % zu. Demgegenüber wird beim Anlassen martensitischer Proben eines gleichen Stahles eine Einschnürung φ von 40 % nachteiligerweise erst dann erreicht, wenn die Festigkeit bereits auf 180 kg/mm² abgesunken ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Wärmebehandlung von Vergütungsstählen, bei dem der Stahl von Temperaturen oberhalb A₁ im Warmbad abgeschreckt und dort gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl auf eine Temperatur unterhalb Ai₁ abgeschreckt und dabei das Gefüge zu 10 bis 20 % in Martensit umgewandelt und der Stahl anschließend zur isothermen Restumwandlung mindestens das Dreifache der Umwandlungszeit bei der Temperatur der unteren Zwischenstufe gehalten wird.