DE2537702A1 - Niedriglegierter verguetungsstahl - Google Patents

Description

Thyssen Edelstahlwerke

Aktiengesellschaft
Kref eld, Oberschlesienstr. 16

Niedriglegierter Vergütungsstahl.

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines niedriglegierten Stahls

im vergüteten Zustand zur Herstellung von anlaßbeständigen Gegen-

2 ständen, die eine Mindestzugfestigkeit von 700 N/mm und eine

K erb Schlagzähigkeit (DVM-Probe) von mindestens 55 Joule besitzen müssen.

Um die vorerwähnten Eigenschaften zu erreichen, hat man bisher Stähle eingesetzt, die mit Mangan, Chrom und Molybdän legiert waren. So ist z.B. aus der DT-OS 2 359 011 ein niedriglegierter Vergütungsstahl mit

0,15 bis 0,4 % C
1,1 bis 1, 9 % Mn
max. 0, 06 % S
max. 0, 04 % P

0,1 bis 1, 0 % Si 0 bis 1,1 % Cr
max. 0,25 % Ni
0,1 bis 0,75 % Mo
mind. 0, 0005 % B
Rest Fe

bekannt, der Zugfestigkeitswerte von 590 bis 1080 N/mm im vergüteten Zustand aufweist.

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ORiGiNAL INSPECTED

Aus der Stahl-Eisen-Liste ist ein weiterer Vergütungsstahl 30 CrNiMo8 folgender Zusammensetzung bekannt:

0, 33 % C
0, 24 % Si

0, 43 % Mn

1, 98 % Cr
0,25% Mo
1, 98 % Ni
Rest Fe

Ziel der vorliegenden Erfindung ist nun die Schaffung eines niedriger als die vorerwähnten bekannten Stähle legierten und damit billigeren Stahls, der aber die gleichen guten Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften aufweisen soll, wie die erwähnten höher legierten bekannten Stähle.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird für den eingangs erwähnten Verwendungszweck ein Stahl mit 0, 35 bis 0, 6 % C, 0,1 bis 0, 5 % Si, 0, 3 bis 1, 0 % Mn, 0,1 bis 0, 6 % Cr, 0, 01 bis 0,1 % Nb, Rest Eisen vorgeschlagen, der nach dem Austenitisieren durch rasches Abkühlen von Temperaturen oberhalb 1000°C zur Erzeugung eines hauptsächlich aus Martensit und Zwischenstufe bestehenden Gefüges und anschließendes Anlassen unterhalb der A₁ -Temperatur vergütet ist. Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, daß ein Zusatz von Niob in der angegebenen Größenordnung in Verbindung mit der Wahl der geeigneten Austenitisierungstemperatur, die einerseits die Lösung einer ausreichenden Menge an Niob zulassen, jedoch die Entstehung von Grobkorn verhindern soll, zu Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaf ten führt, die nur von den vorerwähnten höher legierten Vergütungsstählen erzielt wurden. Der erzielte Vorteil schlägt sich also in einer Yerringerung der Herstellungskosten des Stahls nieder.

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Aus der DT-OS 2 350 370 war es zwar bekannt, daß man durch einen Zusatz von 0, 05 bis 0,15 % Vanadium oder Niob zu einem unlegierten Kohlenstoff-Mangan—Stahl die 0,2-Grenze erhöhen kann. Aus dieser

auf das Umwandlungsverhalten Schrift ergab sich jedoch nicht, daß Vanadium und Niob^cEfrcnaus unterschiedliche Wirkungen haben. Während nach den Feststellungen der Erfinder durch einen Zusatz von Niob in der angegebenen Größenordnung die Perlitumwandlung verzögert wird und ein Zwischenstufengebiet vorliegt, so daß die Ausbildung eines aus Martensit und Zwischenstufe bestehenden Gefüges nach dem Härten erreicht werden ka.nn, welches die Grundlage höherer Festigkeits- und Zähigkeitswerte ist., hat Vanadium nicht diese Wirkung. Durch Zusatz von Vanadium in einer Menge von etwa 0,1 % entsteht also kein Zwischenstufengebiet wie bei einem Zusatz von Niob, Da der aus der DT=OS 2 350 370 bekannte Stahl ein perlitisch-ferritisches Gefüge besitst, erreicht er nicht die Zähigkeitswerte des erfindungsgemäß zu verwenden Stahls.

Neu war auch die Feststellung^ daß durch einen Zusatz von Niob in der angegebenen Größenordnung die Dur-^'ih&ribarkeit verbessert werden kann, so daß das gewünschte aus Martensit rnc! Sv:li?eaenstufe bestehende Gefüge auch bei größeren Querschnitten der gshärtai-^ Gegenstände entsteht.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Verwendung eines Stahls, bestehend aus 0,4 bis 0, 5 % C, 0,2 bis 0, 4 % Si, 0, 7 bis 1, 0 % Mn, 0, 2 bis 0, 5 % Cr, 0, 08 bis 0,12 % V, 0, 02 bis 0, 05 % Nb, Rest Eisen vorgeschlagen, der von Temperaturen um 1100 C rasch abgekühlt und zwischen 650°C und der A -Temperatur angelassen wird, wqfdurch Mindest-0,2-Grenzwerte von 550 N/mm und eine Mindest-Zugfestigkeit von 750 N/mm sowie eine Kerbschlagzähigkeit (DVM-Probe) von mindestens 60 Joule erreicht werden.

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In Bild 1 sind die Festigkeits- und Zähigkeitswerte eines erfindungsgemäß zu verwendenden Stahls mit der dort angegebenen Zusammensetzung in Abhängigkeit von der Anlaßbehandlung aufgetragen. Aus den Diagrammen ergibt sich, daß sogar bei einer Anlaßtemperatur von 650 C eine 0, 2-Grenze von rd. 900 N/mm bei einer Kerbschis Zähigkeit von mehr als 60 Joule (DVM-Probe) erreicht wird.

Aus Bild 2 geht hervor, daß der erfindungsgemäß zu verwendende Stahl, der dort mit MPS bezeichnet ist und die dort angegebene Zusammensetzung besitzt, gleich gute Festigkeitskennwerte wie der bekannte aber höher legierte und damit teurere Vergütungsstahl 30 CrNiMo8 aufweist.

Der im Stirnabschreckversuch ermittelte Härteverlauf (Bild 3) zeigt, daß für einen Stahl mit der erfindungsgenaäß vorgeschlagenen Zusammensetzung beachtlich hohe Härtewerte auch bei einem Abstand von rd. 20 mm von der Stirnfläche erzielt werden können.

Durch den Erfindungsvorschlag lassen sich also mit einem niedriglegierten Stahl der angegebenen Zusammensetzung Festigkeits- und Zähigkeitswerte erreichen, die bislang nur mit höherlegierten Stählen erzielt wurden. Damit ist aber die Möglichkeit gegeben, niedrigerilegierte und damit billigere Stähle für jene Zwecke zu verwenden, die bisher nur höherlegierten Vergütungsstählen vorbehalten gewesen waren.

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Claims (2)

Patentansprüche

1. Verwendung eines niedriglegierten Stahles,, bestehend aus O, 35 bis O, 6 % C, O₄1 bis O₄ 5 % Si₄ O₄ 3 bis I₄ 0 % Mn₄ 0,1 bis O₄ 6 % Cr, 0, 01 bis 0,1 % Nb₄ Rest Eisen, der nach dem Austenitisieren durch rasches Abkühlen von Temperaturen oberhalb 1000 C zur Erzeugung eines hauptsächlich aus Martensit und Zwischenstufe bestehenden Gefüges und anschließendes Anlassen unterhalb der A₁ -Temperatur vergütet ist, zur Herstellung von anlaßbeständigen Gegenständen, die eine Mindestzugfestigkeit von 700 N/mm und eine Kerbschlagzähigkeit (DVM-Probe) von mindestens 55 Joule besitzen müssen.

2. Verwendung eines Stahles, bestehend aus 0,4 bis O₄ 5 % C,

0,2 bis 0,4 % Si, O₄ 7 bis I₄ 0 % Mn, 0, 2 bis 0, 5 % Cr, 0, 08 bis O₄12 % V und O₄ 02 bis O₄ 05 % Nb, Rest Eisen, der von Temperaturen um 1100 C rasch abgekühlt zwischen 650 C und der A₁-Temperatur angelassen ist, zur Herstellung von Gegenständen, die eine Mindest-

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0,2-Grenze von 550 N/mm , eine Mindestzugfestigkeit von 750 N/mm und eine Kerbschlagzähigkeit (DVM-Probe) von mindestens 60 Joule aufweisen müssen.

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