DE321035C - Process and device for the production of tempered molded parts from austenitic manganese steels - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von vergüteten Formstücken aus austenitischen Manganstählen. Man verarbeitete bisher Manganstähle, deren Mangangehalt (hei etwa I ProzenltKolhlengehalt) niemals wesentlich I2Prozent Überstieg. Die Eigenschaften der austenitischen Manganstähle dieser Art könnten durch die Wärmebelhandlung nicht den verschiedenen Anforderungen angepaßt werden (vgl. S a u -v e u r, The Metallography of Iron and Steel, 1912, McGraw-Hill Book Company, Lesson XVII, Seite 9, Absatz 3), nur insofern mußte man den Einfluß der Temperaturverhältnisse berücksichtigen, als zwecks Erzielung der besten mechanischen Eigenschaften die Bildung voll freien Karbiden, die zuweilen auftrat, unbedingt verhindert werden sollte(vgl. S ä u v e u r, Lesson KVII, Seite 8, Aibsatz I), was bei den bisher untersuchten Mänganstählen nur- diurclh Erhitzen des 5tahles über die kritische Temperatur der Zemen titausscheidung, also etwa Iooo°C, und durch Abschrecken in Wasser oder Öl erfolgen wußte (vgl. S ä u v eur, L esson XVII, Seite 9, Absatz 3).Method and device for the production of tempered fittings made of austenitic manganese steels. So far, manganese steels and their manganese content have been processed (i.e. about 1 percent carbon content) never significantly exceeded 12 percent. The properties the austenitic manganese steels of this type could not due to the heat treatment adapted to the various requirements (cf. S a u -v e u r, The Metallography of Iron and Steel, 1912, McGraw-Hill Book Company, Lesson XVII, page 9, paragraph 3), only insofar one had to take into account the influence of the temperature conditions, than, in order to achieve the best mechanical properties, the formation is completely free Carbides, which occasionally occurred, should be prevented at all costs (cf.Sä u v e u r, Lesson KVII, page 8, paragraph I), what is the case with the manganese steels investigated so far only diurclh heating of the steel above the critical temperature of the cement precipitation, So about Iooo ° C, and could be done by quenching in water or oil (see p ä u v eur, L esson XVII, page 9, paragraph 3).

Die yörliegende Erfindung bezweckt eine Vergütung der austenitischen Manganstähle, die nach ihrer Entnahme aus der Gußform bzw. nach ihrer Bearbeitung- nur in den wenigsten Fällen den Anforderungen entsprechende Eigenschaften besitzen, so zwar, daß durch eine geeignete Wärmebehandlung unter Beibehaltung der austenitischen Struktur, durch Beeinflussung der Ausscheidung der freien Karbide innerhalb weiter Grenzen,-den jeweiligen Anforderungen entsprechende Eigenschaften erzielt werden können, etwa Eigenschaften der perlitischen Stähle wie die Eigenschaften der perlitischen Stähle (z.B. der Kohlenstoffstähle) durch die infolge der geeigneten Wärmebehandlung herbeigefÜhrte Strukturveränderung (weiter oder weniger weit fortgeschrittene Überführung des Austenits in Martensit, Troostit, Sorbit bzw.Perlit) den verschiedenenAnforderungen angepäßt- werden können.The present invention aims to temper the austenitic Manganese steels, which after their removal from the mold or after their processing only have properties that meet the requirements in very few cases, so that by a suitable heat treatment while maintaining the austenitic Structure, by influencing the precipitation of free carbides within further Limits, properties corresponding to the respective requirements can be achieved properties of pearlitic steels such as the properties of pearlitic steels Steels (e.g. carbon steels) due to the appropriate heat treatment Structural change brought about (more or less advanced transfer austenite in martensite, troostite, sorbite or pearlite) to meet the various requirements can be adjusted.

Die Erfindung fußt auf der Erkenntnis, daß durch die Erhöhung des Mangangehaltes im Verhältnis zum Kohlenstoffgehalt die Geschwindigkeit der Ausscheidung der Karbide während der Abkühlung des austenitischen Manganstahles mit steigendem Mangangehalt abriimmt,- so daß die Zeittemperaturkurven, nach denen der Mlanganstahl gekühlt werden muß, um bestimmte Materialeigenschaften zu erhalten zeitlich so stark ausgedehnt werden und die den merklich verschiedenen Materialeigenschäftenentsprechenden Zeittemperaturkurven So weit auseinandergehalten » werden können, daß die -durch die praktische Ausführbärkeit der Kühlung lind- die. Materialstärke des zu kühlenden Gegenstandes bedingten Abiveicliiingen von der gewählten Zeitteinperaturkurve noch keine nennenswerte Beeinträchtigung der angestrebten Eigenschaften bewirken.The invention is based on the knowledge that by increasing the Manganese content in relation to carbon content is the speed of excretion of the carbides during the cooling of the austenitic manganese steel with increasing Manganese content decreases - so that the time temperature curves, according to which the Mlangan steel must be cooled in order to maintain certain material properties so strongly over time and which correspond to the noticeably different material properties Time-temperature curves can be kept so far apart that the -by the practical implementation of the cooling is soothing. Material thickness of the to be cooled Subject-related differences from the selected time temperature curve still cause no significant impairment of the desired properties.

Bekannt war schon, daß der Manganzusatz die kritischen Temperaturen der Strukturumwandlungen vorn Austenit in der Richtung des Perlits nach Maßgabe der Höhe des Manganzusatzes herunterdrückt, doch war es nicht bekannt, daß die Steigerung des Manganzusatzes bei austenitischen Manganstählen die Karbidausscheidung verzögert.It was already known that the addition of manganese caused the critical temperatures the structural transformations in front of austenite in the direction of pearlite according to the requirements the amount of manganese added, but it was not known that the increase the addition of manganese in austenitic manganese steels delays carbide precipitation.

Eine der wichtigsten Strukturen, die bei austenitischen Manganstählen erzielt werden soll, ist die rein austenitischle (bei der also die Karbidausscheidung gänzlich unterdrückt ist). Diese konnte nun bisher am schwierigsten erhalten werden, da man hierzu bisher zur jähen Abschreckung greifen mußte, so daß bei größerenl Stücken eine ungleichmäßige Struktur und dlas Auftreten von gefährlichen Spannungen im Stahl unvermeidlich war.One of the most important structures in austenitic manganese steels is to be achieved is purely austenitic (i.e. the carbide precipitation is completely suppressed). This has been the most difficult to obtain so far, because up to now one had to resort to sudden deterrence, so that with larger l Pieces of uneven structure and the appearance of dangerous stresses was inevitable in steel.

Da gemäß der Erfindung durch Erhöhung des Manganzusatzes die Karbidausscheidung wesentlich verzögert wird, so kann man durch die Erfindung auch die reine, also von Karbidausscheidungen freie. austenitische Struktur auch bei verlangsamter Abkühlung erzielen. Die gegenüber dem Abschrecken verlangsamnte Abkühlung gestattet es insbesondere unter Anwendung der weiter unten angegebenen besonderen Maßregeln, daß die Abkühlung in der ganzen Masse selbst großer Formstücke von stark wechselnder Materialstärke überall gleichmäßig stattfindet, so daß nicht nur die Struktur des Formstückes durchwegs gleichmäßig ist, sondern auch das Auftreten von schädlichen Materialspannungen gänzlich vermieden wird.Since according to the invention by increasing the addition of manganese, the carbide precipitation is substantially delayed, then one can also use the invention for the pure, that is free of carbide precipitates. Austenitic structure even with slowed cooling achieve. The slower cooling compared to quenching allows it in particular using the special measures given below that the cooling on the whole, even large fittings of greatly varying material thickness takes place uniformly everywhere, so that not only the structure of the molding is consistently is uniform, but also the occurrence of harmful material stresses entirely is avoided.

Die der Erfindung zugrunde liegenden Verhältnisse sind in Fig. g veranschaulicht. Die Abszissen stellen. die Mangangehalte dar, die Ordinaten die Abkühlungszeiten in Minuten. In diesem Koordinatensystem sind Kurven gleicher Temperaturen, z. B. 8oo° C, 700° C, 60o° C usw. dargestellt. Die mit der Ordinatenachse parallelen Schnitte dieser Kurven geben für die einzelnen Mangangehalte an, innerhalb welcher maximalen Zeit die betreffenden Temperaturen in der Abkühlung, von Iooo° C ausgehend, erreicht werden müssen, um noch das rein austenitische Gefüge beizubehalten, also eine jede Karbidausscheidung zu verhüten.The relationships on which the invention is based are illustrated in FIG. Place the abscissas. the manganese content, the ordinates the cooling times in minutes. In this coordinate system, curves of equal temperatures, e.g. B. 8oo ° C, 700 ° C, 60o ° C etc. are shown. The sections parallel to the ordinate axis these curves indicate for the individual manganese contents within which maximum Time to reach the respective temperatures in the cooling, starting from Iooo ° C must be in order to retain the purely austenitic structure, i.e. each one To prevent carbide precipitation.

Während also z. B. ein Manganstahl mit I Prozent C- und I2 Prozent Mn-Gehalt in etwa 36 Sekunden von über Iooo° auf 400° abgeschreckt werden muß, um die Karbidausscheidung hintanzuhalten, kann man bei gleichem Kohlenstoffgehalt des Stahles mit einem Mangatngehalt von I6 Prozent die Abkühlung von I00o° C auf 400' C bis auf etwa 4 Mi= nuten ausdehnen, ohne daß eine Karbidaus- .:@lll`l@li;lt@; @l<tll;@ati- el1all 1\';iclist dio ttttter Z-er:a@@i@ltnh der Ks;r- hidausscbeidung noch zulässige Vergrößerung der Abkühlungszeit rapid, so daß z. B. bei einem Mangangehalt von 17 Prozent die Ab- lcülilungszeit von etwa iooo° C auf 40o° C bis zu 9l/., Minuten verlängert werden kann. Die absoluten Werte der Zeiten und Tem- peraturen sind gewissen Abweichungen unter- worfen, je nachdem der Kohlenstoffgehalt mehr oder weniger nach unten oder oben von deui Werte z Prozent abm-eicht, doch bleibt (las wesentliche Merkmal der Konvergenz der Kurven gegen 12 Prozent #Kangangehalt stets bestehen. Aus den Schablinien ist ersichtlich, daß die Temperaturkurven bei Überschreitung des :\laiima.ilgehaltes von 12 Prozent ein jähes hn:e,i>Ii@1@11 titl(l elnersel@@ r-.ini,1. 1111r1 zwar 11e1 wachsendem 1\tangangehalt, finit rasch zu- nehmender Steilheit ansteigen, und daß die Kurven anderseits in der Nähe des Mangan- gehaltes von 12 Prozent zusammenlaufen, so daß in der Gegend dieses 1Tangangehaltes die Zeitpunkte, in denen der zu vergütende Stahl- gegenstand die bestimmten Temperaturstufen durchlaufen muß, so nahe.aneinander rücken, daß es praktisch unmöglich ist, die Kühlung derart zu regeln, daß.innerhalb der einzelnen Abschnitte der schon an und für sich kurzen Gesanitabkühlungszeit gerade die erforder- lichen Wärmemengen an der ganzen Ober- fläche und in der ganzen Masse des Gegen- standes diesem entzogen werden. Wenn die Abkühlung des auf etwa ioo° C erhitzten Stahles nicht langsamer, als durch für die betreffende Stahlart maßgebende Schaulinie der Temperaturkurven Fig. 5 an- gegeben ist, vorgenommen wird, so schei- det sich kein T'a rbirl aus, 111,1 rler sta111 erbalt die seiner Zusammensetzung entsprechende größtmögliche Reißfestigkeit Und Dehnung, aber die geringste Härte. Kühlt man schnel- ler, so wird gegenüber der gemäß den Kurven der Fig. 5 ausgeführten Abkühlung keine an- dere Struktur erzielt, aber es entstehen ge- fährliche Spannurigen im Stahle, die eben durch die gemäß der Erfindung ermöglichte verlangsamte Abkühlung vermieden werden sollen. So gestaltet sich z. B. für einen Stahl mit 17Prozent Mangangehalt die äußerste Grenze der Verzögerung der Abkühlung gemäß Fig. 5 wie folzt: ' von iooo° C bis auf 80o° C .2 Minuten, - 800° - 700° _ 1,5 - - 700° - - _ 600°-- 1,5 - -- 60o° - - -- 50o° - 2 - _ 5009 - 400' - 2,5 - Diese Abkühlung ist gegenüber der Abküh lung auf der freien Luft eine beschleunigte. Wird etwas langsamer gekühlt, so tritt Karbidbildung auf, und zwar schreitet bei den Stählen mit über Ia Prozent Mangangehalt die Karbidbildung bei Verzögerng der Abkühlung so allmählich fort, daß man ganz feine Abstufungen erzielen kann. Bei der im Ofen vorgenommenen, für praktische Zwecke noch in Betracht kommenden langsamsten Abkühlung, also bei der weitgehendsten Karbidausscheidung insbesondere an den Grenzen der Körner der sonst unverändert verbleibenden austenitischen Struktur, wird die Härte, im Gegensatz zu den übrigen Stählen, bei der betreffenden Zusammensetzung die möglichst größte, wogegen die Reißfestigkeit und Dehnung den niedrigsten Wert erreichen.So while z. B. a manganese steel with I percent C and I2 percent Mn content has to be quenched in about 36 seconds from over Iooo ° to 400 ° in order to prevent the carbide precipitation, you can cool down with the same carbon content of the steel with a mangate content of 16 percent from 100o ° C to 400 ° C down to about 4 Mi = expand the grooves without causing a carbide expansion .: @ lll`l @ li; lt @; @l <tll; @ ati- el1all 1 \ '; iclist dio ttttter Z-er: a @@ i @ ltnh der Ks; r- cover still permissible magnification the cooling time rapid, so that z. B. at a manganese content of 17 percent, the Cooling time from about 100o ° C to 40o ° C up to 9l /., minutes can be extended. The absolute values of the times and tem- temperatures are subject to certain deviations thrown, depending on the carbon content more or less down or up from deui values z percent, but remains (read essential feature of the convergence of the Curves towards 12 percent #Kangan content always exist. From the scraping lines it can be seen that the Temperature curves when the : \ laiima.il salary of 12 percent a sudden hn: e, i> Ii @ 1 @ 11 titl (l elnersel @@ r-.ini, 1. 1111r1 indeed 11e1 increasing 1 \ tangan content, finite rapidly increasing increasing steepness, and that the Curves on the other hand near the manganese salary of 12 percent converge, so that in the area of this 1Tangan content the Points in time at which the steel to be remunerated subject the specific temperature levels must go through, so close. that it is practically impossible to keep the cooling to regulate in such a way that. within the individual Sections of the already short ones in and of themselves Sanitary cooling time just the required heat quantities all over the upper surface and in the whole mass of the opposite state to be withdrawn from this. When the cooling down to about 100 ° C heated steel not slower than through decisive for the steel type in question Visual line of the temperature curves Fig. 5 is given, is made, so fail If there is no T'a rbirl, 111.1 rler sta111 inherited that corresponding to its composition greatest possible tear strength and elongation, but the least harshness. You cool quickly ler, it will be compared to that according to the curves the cooling performed in FIG. 5 no other structure is achieved, but there are dangerous tensions in steel, that is made possible by the invention slowed cooling can be avoided should. This is how z. B. for a steel with 17 percent manganese content is the extreme limit the delay in cooling according to FIG. 5 as folks: ' from 100o ° C to 80o ° C. 2 minutes, - 800 ° - 700 ° _ 1.5 - - 700 ° - - _ 600 ° - 1.5 - - 60o ° - - - 50o ° - 2 - _ 5009 - 400 '- 2.5 - This cooling is accelerated compared to cooling in the open air. If the cooling is a little slower, carbide formation occurs, and in steels with a manganese content of over 1%, carbide formation progresses so gradually when cooling is delayed that very fine gradations can be achieved. In the case of the slowest cooling carried out in the furnace, which is still possible for practical purposes, i.e. with the most extensive carbide precipitation, especially at the boundaries of the grains of the otherwise unchanged austenitic structure, the hardness, in contrast to the other steels, for the composition in question is the the greatest possible, whereas the tensile strength and elongation reach the lowest value.

Dadurch, daß die Abkühlung auf einen verhältnismäßig großen Zeitraum ausgedehnt werden kann, ist die Art der Abkühlung nicht wie beim Abschrecken verschiedenen Zufälligkeiten ausgesetzt, sondern steht in unmittelbarem Zusammenhang mit der Wärmeentziehungsfähigkeit des in der Zeiteinheit mit dem abzukühlenden Stahlgegenstand in Berührung gebrachten Kühlmittels. Die Einheit der von der Menge und von den physikalischen Eigenschaften (spezifische Wärme) des festen, flüssigen oder gasförmigen Kühlmittels sowie von dem zwischen demselben und dem zu kühlenden Gegenstand herrschenden Temperaturunterschied abhängenden Wärmeentziehungsfähigkeit, also die Menge der in der Zeiteinheit von der Oberflächeneinheit des abzukühlenden Formstückes entzogenen Wärme soll der Einfachheit halber »wirksame Wärmekapazität« des Kühlmittels genannt werden.Because the cooling takes place over a relatively long period of time can be extended, the type of cooling is not different as in quenching Exposed to coincidences, but is directly related to the ability to extract heat that brought into contact with the steel object to be cooled in the unit of time Coolant. The unit of quantity and physical properties (specific heat) of the solid, liquid or gaseous coolant as well as of the temperature difference between the same and the object to be cooled depending on the ability to withdraw heat, i.e. the amount of heat in the unit of time of The heat extracted from the surface unit of the molded piece to be cooled is intended to improve simplicity half the "effective heat capacity" of the coolant.

Die erforderliche, verhältnismäßig geringe Abkühlungsgeschwindigkeit ermöglicht es nun, während des Zeitverlaufes der Abkühlung die Menge der wirksamen Wärmekapazität des mit dem abzukühlenden Gegenstande in Berührung gebrachten Kühlmittels durch Änderung der die wirksame Wärmekapazität beeinflussenden Faktoren derart zu regeln, daß die Abkühlung gemäß einer zweckentsprechend gewählten Abkühlungskurve erfolgt.The required, relatively slow cooling rate it now allows the amount of effective Heat capacity of the coolant brought into contact with the object to be cooled by changing the factors influencing the effective heat capacity regulate that the cooling according to an appropriately selected cooling curve he follows.

Will man nun Materialeigenschaften erzielen, die zwischen den beiden durch die reine austenitische Struktur bzw. durch die langsamste Abkühlung hervorgerufene maximale Karbidausscheidung hervorgerufenen Grenzwerten liegen, so wird man, durch während des Verlaufes der Abkühlung vorgenommene planmäßige willkürliche Änderung der in der Zeiteinheit zur Einwirkung gebrachten Wärnmekapazitäten die Abkühlung gemäß derjenigen innerhalb dem einerseits durch die Grenzzeittemperaturkurve der reinen austenitischen Struktur und anderseits durch die Zeittemperaturkurve der langsamen Abkühlung in ruhender freier Luft begrenzten Gebiete verlaufenden Zeittemperaturkurve vornehmen, die auf Grund empirischer Ermittelungen die angestrebten Materialeigenschaften ergibt.If you want to achieve material properties that are between the two caused by the pure austenitic structure or by the slowest cooling maximum carbide precipitation caused limit values are, so one will by deliberate arbitrary change made during the course of cooling of the heat capacities brought into effect in the unit of time, the cooling according to the one within the on the one hand by the limit time temperature curve of the pure austenitic structure and on the other hand by the time temperature curve of the slow cooling in still open air limited areas running time temperature curve undertake, based on empirical determinations, the desired material properties results.

Die genaue Einhaltung der Abkühlungskurven wäre nur bei Gegenständen von verhältnismäßig geringer Materialstärke möglich, bei denen die zwischen der Oberfläche und dem Inneren herrschenden Temperaturunterschiede bei den in Betracht kommenden Abkühlungsgeschwindigkeiten vernachlässigt werden können. Um mun bei stärkeren Stücken den Einfluß des Temperaturunterschiedes zwischen der Oberfläche und dem Inneren des Formstückes einerseits sowie zwischen dem Formstück und dem Kühlmittel anderseits auszugleichen, kühlt man gemäß vorliegender Erfindung zweckmäßig nicht in stetiger Anschmiegung an die gewählte Abkühlungskurve, sondern auf eine Temperatur ab, die unterhalb der gemäß der gewählten Abkühlungskurve in dem betreffenden Zeitpunkte zu erreichenden Temperatur liegt, aber von dieser nicht so weit abweicht, daß schädliche Veränderungen (Ausscheidungen) oder Spannungen auftreten können, und setzt mit der Zufuhr der wirksamen Wärmekapazitäten bis zii dein für die betreffende Temperatur durch die gewählte Abkühlungskurve bestimmten Zeitpunkte aus, wonach der gleiche Vorgang bis zur Erreichung der untersten Abkiihlungstemperatur wiederholt wird.The exact observance of the cooling curves would only be for objects of relatively low material thickness possible, in which the between the Surface and the interior prevailing temperature differences in the coming cooling rates can be neglected. To mun with stronger ones Pieces the influence of the temperature difference between the surface and the Inside the fitting on the one hand and between the fitting and the coolant on the other hand to compensate, one does not cool according to the present invention expediently in constant conformity to the selected cooling curve, but to one temperature from, which is below the according to the selected cooling curve at the relevant point in time temperature to be reached lies, but does not deviate from this so far that harmful Changes (excretions) or tension can occur and continues with the Supply of the effective heat capacities up to zii your for the temperature in question points in time determined by the selected cooling curve, after which the same The process is repeated until the lowest cooling temperature is reached.

Fig..t veranschaulicht diese Art der absatzweisen Abkühlung für eine Abkühlungskurve.Fig..t illustrates this type of intermittent cooling for a Cooling curve.

Zur Abkühlung gemäß der Zeittemperaturkurve A soll nicht -so Gekühlt werden, daß der Zeittemperaturverlauf des abzukühlenden Formstückes sich stetig der Kurve A anscIimieZt. Vielmehr wird der Gegenstand, von der Erhitzungstemperatur von zooo° C, also vom Punkt a ausgehend, steiler als die Kurve A abfallend auf eine Temperatur b ge- kühlt, die unterhalb der gemäß Kurve A im Zeitpunkt b' zu erreichenden Temperatur b" liegt, von dieser jedoch nicht so weit abweicht, daß die Abweichung b"-b schädliche Materialspannungen verursacht oder Veränderungen hervorruft, die die Eigenschaften des Materials beeinträchtigen könnten. Hierauf wird mit der Zufuhr des Kühlmittels bis zu einem Zeitpunkt c' ausgesetzt, also so lange, bis durch einen im Inneren des Gegenstandes staugefundenen Wärmeausgleich die Temperatur einen durch die Kurve .1 für den betreffenden Zeitpunkt c' angegebenen Wert c erreicht hat. Es erfolgt nun eine neue Abkühkingsstufe von c aus auf eine Temperatur (l, die tim einen gewissen, jedoch noch ungefährlichen Betrag unterhalb der durch die Kurve A für den betreffenden Zeitpunkt d' angegebenen Wert d" liegt, wonach mit der Kühlung wieder ausgesetzt wird, bis durch den Temperaturausgleich in dem Zeitpunkte' die durch die Kurve A angegebene Temperatur e erreicht worden ist. Der gleiche Vorgang wird bis zur Erreichung der tiefsten Abkühlungstemperatur von etwa 2oo° C wiederholt.For cooling according to the time-temperature curve A, cooling should not take place in such a way that the time-temperature curve of the shaped piece to be cooled steadily approaches curve A. Rather, the object, starting from the heating temperature of zooo ° C, i.e. starting from point a, is cooled more steeply than curve A falling to a temperature b which is below the temperature b "to be reached according to curve A at time b ', but does not deviate from this so far that the deviation b "-b causes harmful material stresses or changes which could impair the properties of the material. Thereupon, the supply of coolant is suspended up to a point in time c ', i.e. until the temperature has reached a value c indicated by curve .1 for the relevant point in time c' due to a heat compensation found in the interior of the object. There is now a new cooling step from c to a temperature (l, the tim is a certain, but still harmless amount below the value d "indicated by the curve A for the relevant point in time d ', after which the cooling is stopped again, until the temperature e indicated by curve A has been reached by the temperature equalization at the point in time. The same process is repeated until the lowest cooling temperature of about 200 ° C. is reached.

Mit fortschreitender Abkühlung werden die Ruhepausen b'-c' bzw. d'-e' usw. im Verhältnis zu den Temperaturabweichungen b"-b bzw. d"-d usw. allmählich länger, was mit Rücksicht auf die allmähliche Verminderung der im Formstücke herrschenden Temperaturunterschiede und der verminderten Elastizität des Stahles günstig ist.As the cooling progresses, the rest periods b'-c 'and d'-e' etc. gradually in relation to the temperature deviations b "-b or d" -d etc. longer, taking into account the gradual reduction of the prevailing in the fittings Temperature differences and the reduced elasticity of the steel is favorable.

Bei der Massenerzeugung von Stahlformstücken kann die Regelung der Zufuhr der wirksamen Wärmekapazitäten durch geeignete mechanische Vorrichtungen selbsttätig erfolgen.In the mass production of steel fittings, the regulation of the Supply of the effective heat capacities by suitable mechanical devices take place automatically.

Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die die Kühlmittelzufuhr beherrschenden Regelorgane unter den Einfluß einer gleichmäßig bewegten Steuerschablone gestellt sind, die den festgestellten Zeittemperaturkurven bzw. Kühl- und Aussetzungsperioden entsprechend bemessene und angeordnete Steuerglieder trägt.The device is characterized in that the coolant supply dominant regulating organs under the influence of a uniformly moving control template are set that correspond to the determined time temperature curves or cooling and exposure periods carries appropriately sized and arranged control members.

In den Fig. I bis 3 der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform dieser Vorrichtung zum Kühlen eines Gitterfensters dargestellt.In Figs. I to 3 of the drawings, for example, is an embodiment this device for cooling a lattice window shown.

Fig. I zeigt den Grundriß, Fig. 2 einen Querschnitt der Vorrichtung, Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Apparates für die elektrische Betätigung derselben.Fig. I shows the plan, Fig. 2 shows a cross section of the device, Fig. 3 is a schematic representation of an apparatus for electrical actuation the same.

Der Rahmen des Gitterfensters weist einen beträchtlich größeren Querschnitt auf als die Sprossen desselben. Würde dieses Fenster aus Manganstalhl mit etwa I Prozent Kohlenstoff und I2 Prozent Mangangehalt hergestellt und in der üblichen Weise durch Erhitzen auf Iooobis I Ioo° C und Abschrecken in Wasser oder Öl vergütet, so würden die Sprossen viel zu schnell einschrumpfen und vom Rahmen abreißen. Im Gegensatz hierzu wird der Erfindung gemäß das Fenster z. B. aus Stahl mit I Prozent Kohlenstoff und einem Marngangehalt von mehr als I7 Prozent hergestellt und die Abkühlung der oben angeführten Zeittemperaturkurve etsprechend stufenweise dturchgeführt. Der Vorgang innerhalb einer solchen Stufe bzw. Teilperiode ist der, daß das Stück vorerst auf die vorher bestimmte Temperatur mittels Kühlflüssigkeit abgekühlt und dann in der Luft frei liegen gelassen wird, bis sich die Temperatur durch das ganze Stück ausgeglichen hat. Teilkühlung und Temperaturausgleich vollziehen sich also abwechselnd so lange, bis das Stück genügend abgekühlt ist. Um diese Vorgänge beim Vergüten einer Serie gleicher Gegenstände selbsttätig sich abspielen zu lassen, wird die dargestellte Vorrichtung angewendet.The frame of the lattice window has a considerably larger cross-section up as the rungs of it. Would this window made of manganese steel with about I. Percent carbon and I2 percent manganese content and manufactured in the usual Way compensated by heating to Iooobis Ioo ° C and quenching in water or oil, so the rungs would shrink too quickly and tear off the frame. in the In contrast, the invention according to the window z. B. made of steel with I percent Carbon and a marzipan content of more than 17 percent produced and the Cooling down of the time temperature curve given above is carried out accordingly in stages. The process within such a stage or partial period is that the piece initially cooled to the previously determined temperature by means of cooling liquid and then left in the air until the temperature is through the whole Piece has balanced. Partial cooling and temperature equalization therefore take place alternately until the piece has cooled down enough. To these operations at the Payment for a series of the same items to be played automatically, the device shown is used.

Die Gehäuse 2, 3 und 21 (Fig. I und 2) enthalten die Kühlflüssigkeit, welche durch die in Fig.2 ersichtlichen Düsen auf das zu kühlende Stück geführt wird. Der Gehäuseteil 3 ist an dein Gehäuse 2 um den Drehbolzen 4l verschwenkbar und so angesetzt, daß die Flüssigkeit vom Behälter 2 in den Behälter 3 übertreten kann. Nach V erschwenken des letzteren um den Zapfen q aus der gezeichneten Stellung wird das erhitzte Stück in das Gehäuse 2 eingebracht, der Gehäuseteil 3 durch Zurückdrehen angeschlossen sowie gefestigt und die Kühlung begonnen.The housings 2, 3 and 21 (Fig. I and 2) contain the cooling liquid, which passed through the nozzles shown in FIG. 2 onto the piece to be cooled will. The housing part 3 can be pivoted on the housing 2 about the pivot pin 4l and set in such a way that the liquid passes from container 2 into container 3 can. After pivoting the latter around the pin q from the position shown the heated piece is introduced into the housing 2, the housing part 3 by turning back connected and consolidated and the cooling started.

Die Düsendurchmesser, d. h. die Austrittsöffnung des Kühlmittels, richten sich nach der Querschnittsgröße und dem Ausmaß der Kühloherfläche des betreffenden zu kühlenden Teiles. In dein dargestellten Falle haben z. B., wie aus Fig. 2 ersichtlich, die Düsen für den Rahmen einen größeren lichten Durchmesser als die Düsen für die Sprossen. Die Düsendurchmesser sind derart bemessen, daß die den massigeren Teilen des Fensters entzogene Wärme in demselben Verhältnis größer ist als die den dünnerenTeilen entzogeneWärmemenge,wie die in den ersteren aufgespeicherte 1@'ärineiiteiige größer ist als diejenige in den letzteren. Dadurch, daß den Teilen mit mehr Masse auch im Verhältnis mehr Wärme entzogen wird, sinkt die Temperatur überall in demselben Ausmaße. Es ist klar, daß insbesondere bei sehr komplizierten Formen des zu kühlenden Gegenstandes die Kühlvorrichtung selbst sehr kompliziert -werden würde, wollte inan zu jeder einzelnen Querschnittagröße des Gegenstandes, d. h. der jeweiligen Kühloberfläche entsprechend bemessene Düsengrößen anordnen. Um in solchen Fällen einfacher vorzugehen, -wird, -wie bereits erwähnt, der. Kühlvorgang in eine Reihe aufeinanderfolgender Stufen zerlegt, und zwar so, daß während bestimmter Zeitintervalle der Zufluß des Kühlmittels abgestellt wird.The nozzle diameters, i.e. H. the outlet opening of the coolant, depend on the cross-sectional size and the extent of the cooling surface of the relevant part to be cooled. In your illustrated case z. B., as can be seen from Fig. 2, the nozzles for the frame have a larger inside diameter than the nozzles for the Sprouts. The nozzle diameters are dimensioned in such a way that the larger parts heat extracted from the window is in the same proportion greater than that from the thinner parts The amount of heat withdrawn, like that accumulated in the former, is greater is than that in the latter. Because the parts with more mass also When proportionally more heat is withdrawn, the temperature drops everywhere in it Dimensions. It is clear that especially with very complicated shapes to be cooled Object the cooling device itself would be very complicated, wanted inan for each individual cross-sectional size of the object, d. H. the respective cooling surface Arrange appropriately sized nozzle sizes. To make things easier in such cases, -is, -as already mentioned, the. Cooling process in a series of consecutive Stages are broken down in such a way that during certain time intervals the inflow of the Coolant is turned off.

Um die Unterbrechungen des Flüssigkeitszulaufes zu bewerkstelligen, sind an den Gehäusen bzw. in den Zuleitungen Ventile oder Hähne vorgesehen, die für die Behandlung vieler gleichförmiger Gegenstände von gleichen Abmessungen durch eine selbsttätig wirkende Vorrichtung geöffnet bzw. geschlossen werden, so z. B. laut Fig. i und 2 das Ventil 51 für die Gehäuse 2 und 3 sowie das Ventil 61 für das Gehäuse 21. Die Betätigung der Ventile kann mittels irgendeiner an und für sich bekannten Steuerschablone erfolgen. In Fig. 3 ist eine elektrische Steuerschablone schematisch dargestellt, die aus einer mit Gleitkontakten Io versehenen gedrehten Trommel g besteht. Der von einem elektrischen Generator 7 gelieferte Strom wird bei Drehung der Trommel g durch die Gleitkontakte Io abwechselnd unterbrochen und wieder geschlossen, wobei der Elektromagnet 8 das Ventil 51 und das in Fig. 3 nicht eingezeichnete Ventil 61 öffnet und schließt. Bei einer bestimmten Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel und geeigneter Länge der Gleitkontakte Io vollzieht sich der ganze Kühlvorgang im Sinne der früheren Ausführungen nach einer bestimmten Zeittemperaturkurve, die so gewählt werden kann, daß man in allen Teilen des Stückes, sei es ein rein austenitisches Gefüge, sei es ein solches mit Karbidgehalt erhält. Durch Änderung der Trommelumfangsgeschwindigkeit und Kontaktabmessungen kann man den Kühlvorgang nach Belieben beschleunigen oder verzögern und die damit verbundenen, schon erörterten Wirkungen erzielen.To manage the interruptions in the liquid supply, Valves or cocks are provided on the housings or in the supply lines, which for the treatment of many uniform objects of the same dimensions an automatically acting device can be opened or closed, such. B. according to Fig. i and 2, the valve 51 for the housing 2 and 3 and the Valve 61 for the housing 21. The actuation of the valves can be performed by means of any on and known per se control template. In Fig. 3 is an electrical control template shown schematically, the rotated from a provided with sliding contacts Io Drum g consists. The current supplied by an electric generator 7 is upon rotation of the drum g by the sliding contacts Io alternately interrupted and closed again, the electromagnet 8 not the valve 51 and that in FIG. 3 drawn valve 61 opens and closes. At a certain speed of rotation The whole cooling process takes place with the drum and a suitable length of the sliding contacts Io in the sense of the earlier statements according to a certain time temperature curve, the can be chosen in such a way that one can work in all parts of the piece, be it a purely austenitic Structure, be it one with a carbide content. By changing the drum peripheral speed and contact dimensions you can accelerate the cooling process or at will delay and achieve the related effects already discussed.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Erzeugung von vergüteten Formstücken aus austenitischen Manganstählen, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem zur Verzögerung der Karbidausscheidung geeignet hohen Manganzusatz enthaltenden Stahle hergestellten Formstücke zwecks Vergütung zunächst über die kritische Temperatur der Zementitausscheidung erhitzt und dann durch während des Verlaufes der Abkühlung vorgenommene, planmäßige, willkürliche Änderung der in der Zeiteinheit zur Einwirkung gebrachten Wärmekapazitäten gemäß einer den jeweils zu erzielenden Materialeigenschaften entsprechend gewählten, innerhalb des einerseits durch die Zeittemperaturkurve derAbschreckung und anderseits durch die Zeittemperaturkurve des langsamen Abkühlens in freier Luft begrenzten Gebietes verlaufenden Zeittemperaturkurve abgekühlt werden. PATENT CLAIMS I. Process for the production of tempered fittings austenitic manganese steels, characterized in that the one for Retardation of carbide precipitation in steels containing high levels of manganese manufactured fittings for the purpose of remuneration initially above the critical temperature the cementite precipitate and then heated by during the course of cooling made, planned, arbitrary change in the unit of time to act brought heat capacities according to one of the material properties to be achieved in each case appropriately chosen, within the on the one hand by the time temperature curve of deterrence and on the other hand by the time temperature curve of the slow cooling in the open air limited area running time temperature curve can be cooled. 2. Verfahren zur Erzeugung von vergüteten Formstücken aus austenitischen Manganstählen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Formstück statt in stetiger Anschmiegung an die getvählte Zeittemperaturkurve zunächst auf -ineTemperatur abgekühlt wird, die unterhalb der gemäß der gewählten Abkühlungskurve in dem betreffendenZeitpunkte zu erreichenden Temperatur liegt, aber von dieser nicht so weit abweicht, daß schädliche Veränderungen oder Spannungen auftreten können, und daß man dann mit der Zufuhr der wirksamen Wärmekapazitäten bis zu dem für die betreffende Temperatur durch die gewählte Abkühlungskurve bestimmten Zeitpunkte aussetzt und diesen Vorgang in einer Anzahl Stufen bis zur Erreichung der untersten Abkühlungstemperatur wiederholt. 2. Procedure for the production of tempered fittings from austenitic manganese steels according to claim i, characterized in that the shaped piece instead of in constant clinging to the selected time temperature curve is first cooled to a temperature below to be achieved according to the selected cooling curve at the time in question Temperature lies, but does not deviate from this so far that harmful changes or tension can arise, and that one can then begin with the supply of the effective Heat capacities up to that for the relevant temperature due to the selected cooling curve suspends certain times and this process in a number of stages up to Reaching the lowest cooling temperature repeatedly. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstücke aus einem Stahl hergestellt werden, der bei einem Kohlenstoffgehalt von etwa i Prozent mindestens 12 Prozent Mangan enthält. q.. Vorrichtung zur Ausführung der Abkühlung gemäß Anspruch i oder 2 bei einer größeren Anzahl gleichartiger Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kühlmittelzufuhr beherrschenden Regelorgane unter den Einfluß einer gleichmäßig bewegten Steuerschablone gestellt sind, die den festgestellten Zeittemperaturkurven bzw. Kühl- und Aussetzungsperioden entsprechend bemessene und angeordnete Steuerglieder trägt.3. The method according to claim i and 2, characterized in that the fittings are made of steel with a carbon content of about i percent at least 12 percent Contains manganese. q .. Device for carrying out the cooling according to claim i or 2 with a larger number of similar objects, characterized in that the regulating organs governing the supply of coolant under the influence of a uniformly moving control template are provided that the determined time temperature curves or cooling and exposure periods appropriately sized and arranged control elements wearing.