DE2432338B2 - Rohpulver fuer die pulvermetallurgische herstellung gut haertbarer niedriglegierter staehle - Google Patents

Description

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Die Erfindung beschäftigt sich mit der Zusammensetzung von Rohpulvern für die pulvermetallurgische Herstellung von niedriglegierten Stählen, die sich durch eine ausgezeichnete Härtbarkeit auszeichnen sollen.

Aus der DT-AS 19 18 176 ist es bereits bekannt, für die Herstellung von Sinterstählen mit höchst möglicher Härtbarkeit vorlegierte Stahlpulver zu verwenden, die einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,1% neben Gehalten an weiteren Legierungselementen in einer Höhe von max. 10% besitzen. Dabei wird die Verwendung von vorlegierten Stahlpulvern vorgeschlagen, um auf diese Weise Schwierigkeiten zu vermeiden, die sich bei Verwendung reiner Metalle in Pulverform durch Umsetzungen mit Sauerstoff ergeben. Bei dem bekannten Rohpulver gilt als Richtschnur für die einzuhaltenden Gehaltsgrenzen der Legierungskomponenten ein Quotient f/g, der ein Maß für die Härtbarkeitszunahme. die für eine gegebene Senkung der Kompressibilität erreicht werden kann, dargestellt. Stoffe, die als Legierungskomponenten für das bekannte Rohpulver geeignet sind, müssen einen Quotienten f/g von wenigstens 0.4 aufweisen. Die Elemente Chrom. Mangan und Molybdän zeichnen sich durch ein /"/^-Verhältnis von mehr als 04 aus, wohingegen für Nickel ein //^-Verhältnis von lediglich 0,25 angegeben wird, wodurch Nickel hinsichtlich seiner Eignung als Legierungsmittel in homogenen legierten Eisenpulvern im Vergleich zu offensichtlich u ngeeigneten Stoffen wie Silicium, welches einen /"/£·-Wert von 0,08 besitzt, einen Mittelwert einnimmt.

Die bekannten Legierungspulver sind jedoch insofern nachteilig, als aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung nur eine höchsten Ansprüchen nicht mehr genügende Härtbarkeit erreicht werden kann. Dabei ist die Ursache für das begrenzte Härtungsvermögen bei diesen bekannten Pulvern in erster Linie darin zu sehen, daß aufgrund der verwendeten Auswahlkriterien, die ein f/g-Verhältnis von wenigstens 0,4 fordern, eine Vielzahl von an sich bei Stahlwerkstoffen bekannten Legierungselementen von der Verwendung ausgeschlossen wird.

Aus der US-PS 36 87 654 ist ein Pulver zur Herstellung von gesinterten Stahlteilen bekannt, welches bis zu 0,4% Kohlenstoff, 0,2 bis 3,0% Nickel und/oder 0,2 bis 1% Chrom und/oder 0,2 bis 10% Molybdän, sowie weniger als 0,3% Mangan, weniger als 0,1% Silizium, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen, enthalten kann. Auch aus diesem bekannten Pulver werden Sinterteile mit einem relativ guten Härtungsvermögen hergestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohpulverzusammensetzung anzugeben, die zu pulvermetallurgisch erzeugten Stählen mit überraschend hoher Härtbarkeit führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Rohpulver, bestehend aus 0.90 bis 2,5% Mangan, 0,35 b^:s '.,5% Chrom, 0,1 bis 1,0% Molybdän, 0,1 bis 1,0% Nickel, bis zu 0.1 % Silicium und bis zu 0,4% Kohlenstoff, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen, mit der Maßgabe, daß die Summe der Mangan- und Chromgehalte 1,7 bis 3,1% beträgt.

Der mit Hilfe des erfindungsgemäß zusammengesetzten Rohpulvers erzielbare technische Fortschritt ist in erster Linie darin zu sehen, daß dank der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, insbesondere infolge des Nickelgehaltes, eine beträchtliche Steigerung des Härtungsvermögens erzielt worden ist. Dabei ist insbesondere zu unterstreichen, daß durch das Vorliegen von Nickel in den erfindungsgemäß zusammengesetzten Pulvern der Sauerstoffgehalt selbst dann beträchtlich gesenkt wird, wenn reichliche Mengen an Mangan und Chrom in den Pulvern, bzw. in den daraus pulvermetallurgisch hergestellten Stählen vorliegen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Rohpulver bevorzugt, bei welchem der Molybdängehalt auf 0,10 bis 0.80% und der Mangangehalt auf 0,90 bis 1,65% beschränkt ist. Ferner können erfindungsgemäße Pulver vorteilhafterweise so aufgebaut werden, daß ein relativ enge*· Mangangehalt von 1,10 bis 2,5% und ein bevorzugt enger Molybdängehalt von 0.20 bis 1,0% eingehalten sind.

Die erfindungsgemäßen Pulver sind in erster Linie zur Herstellung von Automobilteilen mit Hilfe des auch als Sinterschmieden bezeichneten Sinterforging-Verfahrens bestimmt. Bei den hergestellten Automobilteilen handelt es sich um solche, die ein ausgezeichnetes Härtungsvermögen besitzen sollen und außerdem eine ausreichend gute Verschleißfestigkeit und Zähigkeit sowie andere gute mechanische Eigenschaften besitzen sollen. Die bisher bei Vervvendung herkömmlicher Rohpulver beobachteten hohen Sauerstoffgehalte sind insbesondere eine Folge davon, daß Rohpulver eine größere spezifische Oberfläche besitzen als schmelzmetallurgisch erzeugte Produkte mit gleichen Volumina, wodurch der Sauerstoffgehalt zunimmt. So sind beispielsweise selbst in vollständig reduzierten Reineisenpulvern etwa 0,3 Gew.-% Sauerstoff enthalten, wohingegen bei einem unberuhigten schmelzmetallurgisch erzeugten Stahl lediglich Sauerstoffgehalte von 0.02 bis 0,03% und bei beruhigtem Stahl ein Sauerstoffgehalt von 0,01 % zu beachten ist.

Die Legierungselemente Chrom, Mangan und dergleichen steigern bei schmelzmetallurgisch erzeugten Stählen die Härtbarkeit, wohingegen die genannten

Elemente jedoch beim Sinterforging-Verfahren die Härtbarkeit des Werkstoffes vermindern. Insbesondere Chrom und Mangan sind leicht oxidierbare Elemente, _was zur Folge hat, daß durch die gebMdeten Oxide der Sauerstoffgehalt noch weiter gesteigert wird. Demzufolge hat man sich in der Regel bei der Herstellung von legierten Rohpulvern bemüht, die Gehalte an Mangan und Chrom möglichst gering zu halten, was aus dem Pulver nacL AISI 4600 (etwa 0,3% Mangan, etwa 2% Nickel, etwa 04% Molybdän, Rest Eisen) und dem Pulver nach AISI 8600 (etwa 0,5% Mangan, etwa 0,5% Nickel, etwa 0,5% Chrom, etwa 0,5% Molybdän, Rest Eisen) ersichtlich ist Die bereits genannten Legierungselemente werden im Hinblick auf ihre erfindungsgemäß einzuhaltenden Gehaltsbereiche näher erläutert.

0,9 bis 2,5% Mangan

Mangan dient zur Steigerung der Härtbarkeit und erfindungsgemäß wird dieses Element zu diesem Zweck eingesetzt Bei Gehalten von weniger als 0,9% Mangan ist der Einfluß auf die Verbesserung der Härtbarkeit oering, weshalb die untere Gehaltsgrenze für Mangan auf 0,9% festgelegt wurde. Der Mangangehalt liegt vorzugsweise im Hinblick auf die Härtbarkeit oberhalb dieser unteren Grenze, aber die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die verbesserte Härtbarkeit durch das Nebeneinandervorliegen der angegebenen Mengen an Molybdän und Chrom erreicht wird. Demzufolge ^;st für den Mangangehalt die obere Grenze im Hinblick auf die Härtbarkeit festgelegt und wenn der Mangangehalt mehr als 2,5% beträgt, so wird die Härtbarkeit ziemlich beeinträchtigt Übersteigt der Mangangehalt 2,5%, so steigt außerdem der Sauerstoffgehalt unnormal an und werden die Pulvergranulate sehr hart, so daß das Verdichten bei Raumtemperatur schwierig wird.

0,35 bis 1,50% Chrom

Chrom ist ein Element, welches gemeinsam mit Mangan und Molybdän zur Verbesserung der Härtbarkeit beiträgt. Demzufolge ist es erforderlich, den Chromgehalt in Relation zu den Mangan- und Molybdängehalten zu bestimmen. Die untere Grenze des Chromgehaltes liegt im Hinblick auf die Härtbarkeit bei 0,35%. Die obere Grenze des Chromgehaltes sollte aus dieser Sicht bestimmt werden, wobei jedoch zu beachten ist, daß die Viskosität des geschmolzenen Stahles bei einem großen Chromgehalt groß ist und daß die Zerstäubungsdüse vor der Granulation verstopft wird, wenn die Temperatur nicht in unnormaler Weise erhöht wird. Der Sauerstoffgehalt nimmt zu, und es wird schwierig, die Pulver bei Raumtemperatur zu verdichten, so daß die obere Gehaltsgrenze für Chrom auf 1,5% festgelegt worden ist.

0,1 bis 1,0% Molybdän

Es ist bekannt, daß Molybdän ein Element darstellt, welches zur Verbesserung der Härtbarkeit, der Zunderbeständigkeit, der Sprödigkeit beim Glühen u. dgl. !beiträgt. Im Rahmen der Erfindung zeichnet sich Molybdän jedoch dadurch aus, daß es ein Element ist, welches die auf Mangan und Chrom beruhende Härtbarkeit verbessert und fördert. Mangan ist jedoch teuer und demzufolge ist es erforderlich, die Gehaltsgrenzen von Molybdän aus wirtschaftlicher und metallurgischer Sicht zu bestimmen. Aus diesem Gesichtswinkel ist der Molybdängehalt auf 0,1 bis 1,0% in Relation zu den Mengen an Mangan und Chrom festgelegt.

0,1 bis 1,0% Nickel

Allgemein herrscht die Meinung, daß es sich bei Nickel um ein Element handelt, welches nicht zur Härtbarkeit beiträgt Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei niedrigem Siliciumgehalt und einem hohen Gehalt an Mangan in Anwesenheit von Chrom und Molybdän Nickel zu einer beträchtlichen Verbesserung der Härtbarkeit führen kann. Außerdem verbessert Nickel die Reduzierbarkeit und selbst wenn Mangan und Chrom in einer großen Menge vorhanden sind, kann durch die Anwesenheit von Nickel der Sauerstoffgehalt beträchtlich gesenkt werden.

j 1,7 bis 3,1% Mangan + Chrom

Die untere Grenze der aufsummierten Gehalte an Mangan und Chrom muß im Hinblick auf die Härtbarkeit 1,7% betragen, wobei der Mangangehalt 0,9 bis 2% und der Chromgehalt 0,35 bis 1,5% ausmacht Selbst wenn es im Hinblick auf die Härtbarkeit bevorzugt ist, mit größeren Mengen an Mangan und Chrom zu arbeiten, so muß beachtet werden, daß bei zu hohen Gehalten der Sauerstoffgehalt des Pulvers ansteigt und die Härtbarkeit sowie die mechanischen

2f. Eigenschaften verschlechtert werden, weshalb die obere Grenze des Gesamtgehaltes an Mangan und Chrom auf 3,1% festgelegt worden ist. Übersteigt der Gesamtgehalt an Mangan und Chrom 3,1 %, so steigt die Härte der Pulvergranulate selbst an, so daß die Verdichtbarkeit der Pulver bei Raumtemperatur schwierig wird. Dieses ist auch der Grund der obengegebenen Festlegung. Silicium wird im Rahmen der Erfindung als unerwünschtes Element anzusehen, weshalb Silicium nicht absichtlich zugegeben wird, was einen Unterschied gegenüber den, herkömmlichen schmelzmetallurgisch erzeugten Stählen darstellt. Der unvermeidbare Gehalt an Silicium innerhalb der Legierung wird auf maximal 0,1% festgelegt.

Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen

Der Rest der Legierung besteht nicht allein aus Eisen, sondern aus Eisen und Verunreinigungen in einem solchen Ausmaß, wie dieses bei herkömmlichen pulvermetallurgisch oder schmelzmetallurgisch erzeugten Stählen der Fall ist. Das gleiche gilt auch im Hinblick auf Kohlenstoff und der Kohlenstoffgehalt beträgt etwa 0,2% im Falle von einsatzgehärteten Stählen, während der Kohlenstoffgehalt etwa 0,4% beträgt, wenn es sich um einen vergüteten Stahl handelt.

Die besondere Wirksamkeit des Nickels wird im

folgenden durch eine Anzahl von Beispielen näher erläutert. Es sei jedoch bereits jetzt ein Hinweis auf die durch Nickelgehalte erzielbare Wirkung gegeben.

Die Pulver können mit Hilfe eines Granulationsverfahrens, mit Hilfe eines Zerstäubungsverfahrens oder mit Hilfe anderer bekannter Arbeitsweisen hergestellt werden. Anschließend können die Pulver durch Glühung in einer Wasserstoffatmosphäre reduziert werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

F i g. 1 ein Vergleichsschaubild von Jominy-Kurven erfindungsgemäß sowie nicht erfindungsgemäß zusammengesetzter Probekörper,

Fig.2 und 3 Schaubilder von Jominy-Kurven von Vergleichs-Probekörpern, deren Zusammensetzung außerhalb der erfindungsgemäßen Gehaltsbereiche liegt, und

Fig.4 und 5 Schaubilder von Jominy-Kurven von Probekörpern aus bekannten Pulvern.

Die in der folgenden Tafel 1 zusammengestellten Pulver wurden mit Hilfe des Wasser-Zerstäubungsverfahrens hergestellt und nach der Granulation 3 Stunden lang bei einer Temperatur von 1050⁰C einer Reduktionsglühung in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen.

Bei den in Tafel 1 zusammengestellten Pulvern sind die Pulver A bis Cerfindungsgemäß aufgebaut, während _]0 als übrigen Pulver von A' bis K Vergleichspulver darstellen. Die Pulver A bis K besaßen im wesentlichen die folgende Siebanalyse:

etwa 17% war Pulver von 100 bis 150 Maschen
etwa 28% war Pulver von 150 bis 200 Maschen etwa 15% war Pulver von 200 bis 250 Maschen
etwa 15% war Pulver von 250 bis 325 Maschen und etwa 25% war Pulver von - 325 Maschen,
(jeweils JIS-Standard-Siebsatz)

wobei die Teilchengrößenverteilung von Pulver zu Pulver keine großen Unterschiede zeigte.

Die Pulver A bis K wurden, wie oben erläutert, hergestellt und diese Pulver sowie die Pulver mit der Zusammensetzung gemäß der folgenden Tafel 2 wurden unter einem Druck von 5 t/cm² verdichtet, um Grünpreßlinge mit einer Dichte von 6,5 g/cm³ zu erzielen. Diese Grünpreßlinge wurden unter einem endothermischen Gas (Propan-Luft-Abspaltungsgas) bei 1050⁰C eine Stunde lang gesintert, worauf die gesinterten Probekörper 5 Minuten lang unter Wasserstoffatmo-Sphäre bei 1200° C erhitzt wurden, woran sich ein Ausschmieden in einem Preßstempel unter einem Druck von 10 t/m² anschloß. Durch dieses Sinterschmieden wurden Stahlblöcke mit einer Dichte von mehr als 99.5% erzielt. Diese Stahlblöcke wurden bei 870^cC gemäß der japanischen Industrienorm G0561 normali-

Tafel 1

siert und sodann zu Jominy-Versuchskörpern verarbeitet. Diese Proben wurden einem Abschreckversuch an nur einem Ende bei 845⁰C unterworfen. Der in den Tafeln 1 und 2 aufgeführte Kohlenstoffgehalt ist ein Analysenwert des Proben nach Durchführung des oben beschriebenen Versuches, während die anderen Komponenten Analysenwerte der Pulver selbst darstellen. Die Ergebnisse der Abschreckversüche sind in Fig. 1 dargestellt.

Diese Figur zeigt erfindungsgemäße Proben A, Bund C sowie Vergleichsproben A', B' und C. wobei die erfindungsgemäßen Proben Nickel in cen erfindungsgemäßen Gehaltsgrenzen enthalten, wohingegen bei den Vergleichsproben A', B'und Clediglich Nickclgehalte vorhanden sind, die unterhalb der erfindungsgemäßen unteren Grenze liegen. Wie Fig. 1 zu entnehmen, sind die Sauerstoffgehalte (ausgedrückt durch die Rockwell-Härte) bei den Probekörpern A. B und C weitaus günstiger als bei den Vergleichsprobekörpern A', ß'und C. Außerdem führt Nickel zu einem feinkörnigen Gefüge, und demzufolge wird das Gefüge selbst dann nicht grobkörnig, wenn eine Zemenu.tion oder eine ■Wärmebehandlung im Anschluß an das Sinterschmieden ausgeführt werden. Es versteht sich, daß die Veränderung einer Grobkornbildung zu vorteilhaften mechanischen Eigenschaften des Materials führt.

Demzufolge ist erfindungsgemäß ein Nickelgehalt vorgesehen, wobei wenigstens 0,1% Nickel im Material enthalten sein müssen, um den angestrebten Effekt zu gewährleisten. Bei steigenden Nickelgehalten kann die angestrebte Wirkung jedoch nicht in Relation zu der gesteigerten Nickelmenge vergrößert werden, weshalb Nickelmengen von mehr als 1,0% zu vermeiden sind. Derartig große Nickelmengen sind unwirtschaftlich und vergrößern außerdem den Gehalt an Restaustenit

Stahlpulver	Herkömm	C	I	Si	Mn	Ni	Cr	Ni	Mo	O	Legieru'gskomponenten
	lich	(%)		(%)	(0/0)	(0/0)	(0/0)	(o/o)	(0/0)	(0/0)
Beispiel 1 A	legierte	0,43		0,034	1,41	0.54	0,54		0.58	0.15	kein Si-Zusatz: Mn-Ni-Cr-Mo
Beispiel 2 B	Stahlpulver	0.41		0,010	0,98	0.62	0.98		0,34	0.20	kein Si-Zusatz; Mn —Ni-Cr-Mo
Beispiel 3 C	037		0,007	1,76	0,89	0,41		0.78	0.17	kein Si-Zusatz; Mn —Ni-Cr-Mo
Beispiel 4 -A1-	G39	/. 037-0.45	G.G29	■ i;54'	ö,ö3	- "ÖM		ϋ.ου	U.J2	kein Si-Zusatz: Mn — Cr — Mo
Beispiel 5 B	039	0,021	0,91	0,04	1.05		032	0.24	kein Si-Zusatz: Mn —Cr — Mo
Beispiel 6 C	038	0,023	1,87	0,03	0,37	0.69	0.33	kein Si-Zusatz; Mn —Cr — Mo
Beispiel 7 E	0.41	0,015	139	0,02	0,53	0.021	038	kein Si-Zusatz; Mn-Cr
Beispiel 8 F	035	0,22	1,23	0,01	0,61	0,46	0,43	Si —Mn—Cr—Mo
Beispiel 9 G	038	031	137	0,36	0,47	0,60	0,35	Si-Mn-Ni-Cr-Mo
Beispiel 10 H	0,47	0,038	0.78	0,74	0,74	0,01	0,63
Beispiel 10 H	0,47	0,038	0,78	0.74	0,01	0,63	0,19	kein Si-Zusatz; Mn —Ni-Mo
Beispiel 11 /	0.44	0,026	3,02	0.71	039	0,49	0,62	kein Si-Zusatz: Mn—Ni-Cr-Mo
Beispiel 12 /	036	0,043	U!	0,39	2,34	0.51	0,83	kein Si-Zusatz; Mn—Ni-Cr-Mo
Beispiel 13 K	0.43	0,072	1.25	1Λ3	038	034	0,21	kein Si-Zusatz; Mn —Ni-Cr-Mo
Tafel 2
Stahlpulver C		Si	Mn		Cr	Mo	O Legierungskomponenten
(%]	(%)	{%)		(o/o)	(0/0)	(0/0)
0,20-0,35 0.70-	1.05	0,80-1	.15 0.15-0,25 - Si-haltis nach

SAE 4140 H

JFort.sctz.ung
IStalilpulvcr C

Si
(%)

Mn
("A.)

Ni Cr

Mo

C) CM

IW 0.37-0.45 0.20-0,35 0.70-1,05 0,35-0.75 0,35-0.65 0,15-0.25 - Si-hallig nach

^s SAE 8640 H

■jV 0.37-0.45 0.20-0.35 0.60-0.95 1,50-2.00 0.65-0.95 0.20-0.30 - Si-hallig nach

SAF 4340 H O 0.59 - 0.48 - - 0.59 Mn- u. Mo-arm

nach jap. Patent

Anmeldung 20 049/72 P 0.39 0.020 0.54 0.58 0.42 0.4) 0.4b wenig Mn, Ni. Cr u. Mo

nach AISl 8600 Q 0.47 0.016 0.28 1.91 0.02 0.4") 0.25 wenig Mn. Ni u. Mo

nach AISI 4600

Bei den Pulvern bzw. Probekörpern A\ B' und C liegen die Nickelgehalte unter der erfindungsgemäß ■einzuhaltenden unteren Nickel-Gehaltsgrenze. Wenngleich c ie genannten Vergleichsprobekörper hinsichtlich ihrer Haftbarkeit gunstiger sind als die Pulver bzw. Probekörper nach den Fig. 2 und 3, so fällt doch deutlich auf. daß die erfindungsgemäß Nickel enthaltenden Probekörper 4. Sund Cdie günstigsten Ergebnisse aufweisen.

Sind die Gehalte an Mangan und Molybdän relativ niedrig, d. h. bei 0.9 bis 1,65% Mangan und 0,1 bis 0.8% Molybdän, so wird die Härtungstiefe der Abschreck-Härtekirven mehr oder weniger flach, wobei die Kurven,;üge einen derartigen Verlauf nehmen, daß die Härie allmählich vom abgeschreckten Ende in Richtung auf das Probeninnere abnimmt. Werkstoffe die ehe derartige Eigenschaft besitzen, sind besonders für Teile geeignet, bei denen die Dauerslandsfestigkeit eine große PoIIe spielt.

Liegen andererseits die Gehalte an Mangan und Molybdän im oberen Bereich der erfindungsgemäß jeweils einzuhaltenden Gehaltsbereiche, d. h. bei 1.1 bis 2.5% Mangan und 0,2 bis 1.0% Molybdän, so nimmt die Härte rasch vom abgeschreckten Ende in Richtung auf das Probeninnere ab. Demzufolge sind Werkstoffe der zulem genannten Zusammensetzung besonders für solche Teile geeignet, die eine ausreichende Schlagzäh;gkcit besitzen sollen.

Werden die Ergebnisse von F i g. 2 mit den Ergebnissen nach Fig. 1 verglichen, so kann die Zusammensetzung \ mit der Zusammensetzung G und die Zusammensetzung A mit der Zusammensetzung F verglichen werden. Aus diesem Vergleich ist ersichtlich, daß dit Zusammensetzungen G und F Siliciumgehalte besitzen, die oberhalb der erfindungsgemäßen Siliciumgrenzer liegen und daß bei Siliciumgehalten von mehr als 0.1'¹O der Sauerstoffgehalt ansteigt, wie Tafel 1 zu

Werden in den F i g. 1 und 2 die Zusammensetzungen 4' und Eriiteinander verglichen, wobei die Zusammensetzung E im Hinblick auf die Elemente Mangan. Chrom und Silicium innerhalb des Rahmens der Erfindung liegt. jedoch der Molybdängehalt unterhalb der erfindungsgcmäßen Grenze für Molybdän liegt, so wird beobachtet, daß dii Härtbarkeit der Zusammensetzung //nicht so gunstig ist wie diejenige der Zusammensetzung 4 . Aus diesem Umstand ist ersichtlich, daß die Verbesserung der Hartbarkcil der Pulver nicht mn der früheren Mutmaßung oder allgemein verbreiteten Annahme bei den PiiKcrmetallurgen übereinstimmt und <l.iB die Verbesserung der Hartbarkeit eine folge des gleichzeitigen Vorliegens von Chrom, Mangan und Molybdän unter der Bedingung ist, daß der Gehalt an Silicium niehl oberhalb von 0,1% liegt.

Wird die Zusammensetzung /-/mit den Zusammensetzungen .4 bis C"' verglichen, so zeigt sich, daß die erstgenannte einen sehr niedrigen Chromgehalt besitzt Aus dem Vergleich der in F1 g. 1 und F i g. 2 veranschaulichten Daten ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäß definierte Gehalt an Chrom als eine< der gleichzeitig vorliegenden Elemente von Bedeutung ist.

Die Zusammensetzung / hat einen höheren Mangangehalt als die Zusammensetzungen 4 bis C" und die Zusammensetzung /hat einen höheren Chromgehalt als die Zusammensetzungen A bis C und wie aus Tafel 1 ersichtlich, haben die Zusammensetzungen /und /einer höheren Sauerstoffgehalt. Wie aus F i g. 3 ersichtlich sind die Härtbarkeiten dieser Zusammensetzung gerin ger und sind die mechanischen Eigenschaften und die Verdichtbarkeiten bei Raumtemperatur bei dieser Pulvern schlechter.

Bei der Zusammensetzung / mit einem großer Chromgehalt war die Viskosität des geschmolzener Stahles hoch und war die Zerstäubungsdüse irr Anschluß an den Zerstäubungsvorgang verstopft.

Bei der Zusammensetzung K ist der Nickelgehalt zi groß und bei dieser Zusammensetzung steigt der Antei an Restaustenit an, weshalb das abgeschreckte Ends eine geringere Härte als die Zusammensetzungen /unc / besitzt, wie aus F i g. 3 ersichtlich. Außerdem ist dei

so Sauerstoffgehalt vergleichsweise hoch, wie aus Tafel i ersichtlich. Dieses zeigt, daß Nickel zwar den obenbe schriebenen Effekt besitzt, jedoch ein optimaler Bereicl vorhanden ist.

Die Härtungstiefe der obenbeschriebenen Ver

5s gleichsversuche ist wie folgt Die Pulver .4 bis C au¹ Fiel werden mit den Pulvern F. F. G und H narr Fig. 2 verglichen. Sowohl bei Fig. 1 als auch bei Fig. \ sind die Härten am abgeschreckten Ende im wesenili chen gleich, wobei jedoch die Pulver nach F 1 g. 2 in Hinblick auf die Härtbarkeiistiefe schlechter abschnei den. Jedes Element dieser Pulver wird im folgender untersucht. In der Zusammensetzung /" beträgt dei Siliciumgehah lediglich 0.015%. wobei gleii.hf.tlls dei MoKbdängehall mit 0.021 % sehr niedrig liegt, so dal^;

hs die Härtbarkeit schlecht ist Bei den Zusammcnsetztin gen / und cVbctragi der Siliziumgeh.ilt 0.22 bzw. 0. Jl⁽"<i was hoch ist, während bei der Zusammensetzung /dei Nickelgch.tlt mit 0.01 "1. einen niedrigen Wen besii/i

wohingegen in der Zusammensetzung O der Nickelge-'JiitIt 0,36% beträgt und somit innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens liegt. Der Einfluß des Siliciumzusatzes ist jedoch groß und die Härtbarkeit ist schlecht. Bei der Zusammensetzung H ist der Siliciumgehalt niedrig Und beträgt auch der Chromgehalt lediglich 0.01%. so daß dieses Pulver eine schlechte Härtbarkeit besitzt.

Werden die die Pulver /, /und K betreffenden Daten aus F i g. 3 mit den Daten aus F i g. 1 verglichen, so zeigt sich, daß die in Fig. 3 dargestellten Pulver niedrigere Härten am abgeschreckten Ende besitzen und daß die Härtungstiefen dieser Pulver nicht sehr gut sind.

Das Verhalten eines jeden Elementes der erfindungsgemäßen Pulver ist nunmehr verständlich. Außerdem

sind noch Daten, betreffend bekannte Pulver, in den F i g. 4 und 5 veranschaulicht.

In Tafel 2 enthalten alle Pulver L bis N 0,2 bis 0,35% Silicium, wohingegen das Pulver O weder Silicium noch Nickel noch Chrom enthält. Das Pulver P hat einen niedrigen Mangangehalt und das Pulver Qbesitzt wenig Mangan und einen /u hohen Nickelgehalt sowie einen zu niedrigen Chromgehall.

Alle Pulver, /., M und /V enthalten mehr als 0.1% Silicium und der Effekt des Nebeneinandervorliegens von Mangan, Chrom und Molybdän und der Effekt des zusätzlichen Zufügens von Nickel dazu sind nicht entwickelt, so daß die Härtbarkeit keine Verbesserung zeigt.

Hierzu .ι Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Rohpulver für die pulvermetallurgische Herstellung von ausgezeichnet härtbaren niedriglegiertpn Stählen, bestehend aus

0,90 bis 2,5% Mangan,

0,35 bis 1,5% Chrom,

0,1 bis 1,0% Molybdän,

0,1 bis 1,0% Nickel,

bis zu 0,1 % Silicium und

bis zu 0,4% Kohlenstoff,

Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen,

mit der Maßgabe, daß die Summe der Mangan- und Chromgehalte 1,7 bis 3,1% beträgt

2. Rohpulver nach Anspruch 1, enthaltend
0,90 bis 1,65% Mangan und

0,10 bis 0,80% Molybdän.

3. Rohpulver nach Anspruch 1, enthaltend
1.10 bis 2,50% Mangan und

0,20 bis 1,0% Molybdän.

4. Vervvendung eines Rohpulvers nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,4% zur Herstellung von vergüteten Stählen.

5. Verwendung eines Rohpulvers nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,2% zur Herstellung von einsatzgehärteten Stählen.

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