DE3936072A1 - Verfahren zum waermebehandeln - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Wärmebe
handeln eines warmgewalzten ferritischen Chromstahls.
Nichtrostende ferritische Chromstähle finden aufgrund ihrer
hohen Korrosionsbeständigkeit insbesondere gegenüber oxydie
renden Medien bei hoher Festigkeit und Zähigkeit angesichts
ihres im Vergleich zu austenitischen Legierungen niedri
geren Preises in vielfältiger Hinsicht als Baustähle Verwen
dung; ihre Korrosionsbeständigkeit ist im Einzelfall vom
Chrom- und Kohlenstoffgehalt abhängig. Während sich die
Korrosionsbeständigkeit mit zunehmendem Chromgehalt verbes
sert, führt die Anwesenheit von Kohlenstoff zum Entstehen
chromreicher Karbide, die sich an den Korngrenzen ausschei
den und dort zu einer Chromverarmung führen. Diese Chrom
verarmung ist angesichts des vorerwähnten Zusammenhangs zwi
schen Chromgehalt und Korrosionsbeständigkeit mit einer Be
einträchtigung der Korrosionsbeständigkeit verbunden und
führt dazu, daß die ferritischen Stähle je nach Kohlenstoff
gehalt mehr oder minder anfällig für eine interkristalline
Korrosion sind. Um dem entgegenzuwirken, geht das Bestreben
dahin, den Kohlenstoffgehalt ferritischer Stähle möglichst
gering zu halten, zumindest aber mit Titan stabil abzubin
den, was jedoch mit einem erheblichen Verlust an Zähigkeit
und Korrosionsbeständigkeit sowie mit dem Entstehen von
Titanoxyd verbunden ist, das die Oberflächenbeschaffenheit
sowie Zähigkeit und die Warmverformbarkeit beeinträchtigt.
Niedrige Kohlenstoffgehalte sind jedoch andererseits mit
dem Nachteil verbunden, daß die vom Kohlenstoffgehalt abhän
gige Umwandlungsfähigkeit verlorengeht und damit die Mög
lichkeit entfällt, im Wege einer Wärmebehandlung ein ausge
wogenes Verhältnis von hoher Festigkeit und angemessener
Zähigkeit einzustellen. Demgemäß unterscheiden sich die Fe
stigkeiten der umwandlungsfreien ferritischen Chromstähle
bei Raumtemperatur nur in geringem Maße.
Um dennoch höhere Festigkeiten zu erreichen, ist es aus der
deutschen Patentschrift 29 23 532 bekannt, einen nichtro
stenden ferritischen Chromstahl nach dem Warmwalzen zu
nächst weichzuglühen und anschließend mit einem Verfor
mungsgrad von 18 bis 25% kalt umzuformen. Die Glühtempera
tur liegt üblicherweise bei etwa 750 bis 850°C, da höhere
Glühtemperaturen mit einer Kornvergröberung verbunden sind,
die zu einem Zähigkeitsverlust bzw. zu Schwierigkeiten beim
Kaltumformen führen.
Das bekannte Verfahren ist zudem angesichts des Weichglü
hens und des sich anschließenden Kaltwalzens verhältnis
mäßig aufwendig und führt lediglich zu Zugfestigkeiten von
750 bis 800 N/mm2 sowie angesichts der verhältnismäßig
starken Kaltverformung zu einem nicht unerheblichen Zähig
keitsverlust.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, im Wege einer
Wärmebehandlung einen warmgewalzten nichtrostenden ferriti
schen Chromstahl ohne Zähigkeitsverlust auf eine hohe Fe
stigkeit und Härte sowie ein hohes Kaltformänderungsvermö
gen einzustellen.
Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf der überraschenden
Feststellung, daß ein ferritischer Chromstahl mit 16 bis
18% Chrom trotz eines Kohlenstoffgehalts von höchstens
0,07% umwandlungsfähig und demgemäß härtbar ist. Demgemäß
besteht die Lösung der vorerwähnten Aufgabe im einzelnen
darin, daß erfindungsgemäß ein warmgewalzter Stahl mit
0,03 bis 0,07% Kohlenstoff
höchstens 1% Silizium
höchstens 1% Mangan
13 bis 18% Chrom
höchstens 2% Nickel
Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen
höchstens 1% Silizium
höchstens 1% Mangan
13 bis 18% Chrom
höchstens 2% Nickel
Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen
lösungsgeglüht und auf ein ferritisch-martensitisches
Zwei-Phasen-Gefüge mit beispielsweise 50% Martensit abge
schreckt wird. Das Abschreckgefüge zeichnet sich durch eine
sehr geringe Korngröße aus, die eine hohe Festigkeit von
mindestens 800 N/mm2, beispielsweise 900 N/mm2 bei gleich
zeitig hoher Zähigkeit, die sich insbesondere beim Biegen
mit geringem Biegeradius bis Null im Faltversuch erweist.
Demzufolge erlaubt der erfindungsgemäß wärmebehandelte
Stahl ein anrissfreies Biegen, dem insbesondere beim Her
stellen von über Gelenkbolzen miteinander verbundenen Schar
nierbandketten große Bedeutung zukommt. Dies gilt auch für
die hohe Härte von etwa 105 bis 107 HRB im abgeschreckten
Zustand, die mit einer entsprechend geringen Kratzempfind
lichkeit bzw. Oberflächengüte verbunden ist.
Der Stahl sollte mindestens 1,0% Nickel, höchstens 0,035%
Phosphor und höchstens 0,025% Schwefel sowie im Hinblick
auf das ferritische Gefüge höchstens 0,03% Stickstoff
enthalten; er enthält vorzugsweise höchstens 0,06% Kohlen
stoff, mindestens 0,01% Stickstoff sowie mindestens 0,025%
Kohlenstoff und Stickstoff. Höhere Nickelgehalte erhöhen
den Austenitanteil im Gefüge und führen zu Schwierigkeiten
beim Warmwalzen, insbesondere zu einer Rißbildung beim
Wickeln.
Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren warm
gewalztes Band nach einem Durchlaufglühen beispielsweise
bei einer Temperatur über 1050°C mit Wasser abgeschreckt,
wobei sich ein über die Länge außerordentlich gleichmäßiges
Gefüge mit entsprechend gleichmäßig hoher Zugfestigkeit,
Streckgrenze und Härte sowie ausgezeichneter Oberflächenbe
schaffenheit einstellt. Dies führt bei der Weiterverarbei
tung inbesondere beim Herstellen von Scharnierbandketten
zu entsprechend gleichmäßigen Kettengliedern, gleichviel ob
diese nun aus dem Bandanfang, der Bandmitte oder vom Band
ende stammen.
Je nach der Glüh- bzw. Abschrecktemperatur über etwa 1000°C
ergeben sich unterschiedliche Härten, wobei sowohl die
Makro- als auch die Mikrohärte mit steigender Abschrecktem
peratur zunimmt.
Die erfindungsgemäße Wärmebehandlung macht ein Kaltwalzen
zur Festigkeitserhöhung überflüssig; dennoch kann sich der
erfindungsgemäßen Wärmebehandlung ein Dressieren mit einem
oder zwei Stichen bei einer Dickenabnahme bis 10%, vorzugs
weise 2 bis 8%, insbesondere bis 6% anschließen, um ein
Band mit äußerst geringer Dickentoleranz und hoher Oberflä
chenglätte zu schaffen, die ihrerseits die Korrosionsbestän
digkeit verbessert und bei der Verwendung des erfindungsge
mäß wärmebehandelten Stahls für Rollen- und Scharnierband
ketten von großer Bedeutung ist. Scharnierbandketten weisen
nämlich an ihren Unterseiten angeschweißte, zumeist schwal
benschwanzförmige Führungen auf und gleiten mit den Unter
seiten der plattenförmigen Kettenglieder und den Führungs
schuhen bei hoher Geschwindigkeit von beispielsweise etwa
2 m/s über entsprechend geformte, teilweise kurvenförmige Füh
rungsschienen. Das verhältnismäßig hohe Gewicht metalli
scher Scharnierbandketten und deren erhebliche Belastung
durch das Transportgut erfordert für einen derartigen Ket
tenförderer eine entsprechend hohe Antriebsleistung und ist
mit einem erheblichen Verschleiß an den Kettengliedern und
Führungsschienen verbunden, der umso größer ist, je weniger
maßhaltig die Kette und je rauher die Oberfläche der Ketten
glieder ist.
Insgesamt zeichnet sich der nach dem erfindungsgemäßen Ver
fahren wärmebehandelte Stahl durch eine um etwa 50% höhere
Streckgrenze, eine um etwa 10% höhere Härte, eine hohe
Zähigkeit und Gleichmäßigkeit, eine ausgezeichnete Kaltver
formbarkeit, eine bessere Oberflächenbeschaffenheit, eine
höhere Dauerfestigkeit, gute Schweißbarkeit und eine län
gere Lebensdauer aus. Dies wirkt sich bei der Verwendung
des Werkstoffs zum Herstellen von Scharnierbandketten in
Richtung einer geringeren Geräuschempfindlichkeit, eines ge
ringeren Verschleißes und eines geringeren Wartungsaufwan
des aus. Außerdem bewirkt die hohe Maßhaltigkeit der Ketten
glieder eine geringere Kippgefahr für das Transportgut ins
besondere bei einem Flaschentransport.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich
nung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläu
tert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 Eine Ansicht von unten auf zwei miteinander ver
bundene Kettenglieder,
Fig. 2 Einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1
bei in die Zeichenebene geklappten Plattenglie
dern.
Ein Plattenbandförderer mit einer Scharnierbandkette 1
dient beispielsweise zum Fördern von Flaschen und Behältern
in Industrie- und Verpackungsanlagen. Ein solcher Förderer
besteht aus hintereinander angeordneten Kettengliedern 2,
die eine flache Tragfläche 3 für das Transportgut besitzen.
Die Kettenglieder 2 bestehen aus einem flachen Mittelteil,
dessen hintere Seitenkante 4 ein mittiges Scharnierauge 6
und die gegenüberliegende vordere Seitenkante 5 zwei mit
Abstand voneinander angeordnete Scharnieraugen 7 aufweist.
Das mittige Scharnierauge 6 greift in den Zwischenraum der
Scharnieraugen 7 des benachbarten Plattengliedes ein und
ist mit diesem durch einen nicht dargestellten Scharnier
bolzen gelenkig verbunden. Die mittigen Scharnieraugen 6
sind so ausgebildet, daß sie ein seitliches Verschwenken
der einzelnen Kettenglieder 2 erlauben.
Bei kurvengängigen Förderern wird die Scharnierbandkette in
einer ortsfesten Führungsbahn geführt, die aus zwei ein
ander gegenüberliegenden Führungsschienen 8 besteht sowie
die Scharnierbandkette in einer horizontalen Ebene hält und
in den Kurven führt. Gemäß Fig. 2 besitzt jedes Kettenglied
sich im wesentlichen vertikal nach unten erstreckende Füh
rungsflächen 11 mit rechtwinklig nach außen abgewinkelten,
die Führungsschienen 8 untergreifenden Führungslappen 12
zum seitlichen und horizontalen Führen an den Führungs
schienen 8.
Sofern die Führungsflächen 10, 11 nicht unmittelbar aus
einem mit dem Plattenglied 2 einstückigen Blech hergestellt
werden, sondern - wie dargestellt - mittels Schweißpunkten
13 unten an das Kettenglied 2 angeschweißt und über einen
Verbindungssteg 14 miteinander verbunden sind, lassen sich
die Plattenglieder 2 mit vorgefertigten, C-förmigen Füh
rungsschuhen versehen. Die Führungsschuhe bestehen somit
jeweils aus zwei durch einen mit zumindest einem Schweiß
punkt 13 an die Kettenglied-Unterseite angeschweißten Ver
bindungssteg 14 miteinander verbundenen Führungsflächen 10
bzw. 11, wobei die Führungsflächen 10, 11 bereits außer
mittig mit dem Verbindungssteg 20 verschweißt sind.
Wie sich aus der zeichnerischen Darstellung ergibt, kommt
es bei den Kettengliedern insbesondere auf eine gute Kalt
verformbarkeit, Schweißbarkeit, Härte und Verschleißfestig
keit an; denn die Scharnieraugen 6, 7 werden aus den Lappen
eines gestanzten Flachmaterialzuschnitts gebogen und neigen
bei der Verwendung herkömmlicher Werkstoffe zum Zurückfe
dern, das zumindest mit stark verschleißerhöhenden Toleran
zen verbunden ist, wenn es nicht zu Ausschuss führt. Außer
dem erfordert das Anschweißen der Führungsschuhe 11, 12, 20
einen ohne wesentliche Versprödung und einen Verlust an
Korrosionsbeständigkeit in der wärmebeeinflußten Zone
schweißbaren Werkstoff.
Claims (7)
1. Verfahren zur Wärmebehandlung eines nichtrostenden fer
ritischen Chromstahls, dadurch gekennzeichnet, daß ein
warmgewalzter Stahl mit
0,03 bis 0,07% Kohlenstoff
höchstens 1% Silizium
höchstens 1% Mangan
16 bis 18% Chrom
höchstens 2% Nickel
Rest erschmelzungsbedingte Verunreinigungenlösungsgeglüht und auf ein ferritisch-martensitisches Gefüge abgeschreckt wird.
höchstens 1% Silizium
höchstens 1% Mangan
16 bis 18% Chrom
höchstens 2% Nickel
Rest erschmelzungsbedingte Verunreinigungenlösungsgeglüht und auf ein ferritisch-martensitisches Gefüge abgeschreckt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Glühtemperatur mindestens 1050°C beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Stahl einzeln oder nebeneinander
höchstens 0,06% Kohlenstoff
mindestens 1% Nickel
höchstens 0,035% Phosphor
höchstens 0,025% Schwefel
0,02 bis 0,04% Stickstoff
sowie mindestens 0,03% Kohlenstoff und Stickstoffenthält.
mindestens 1% Nickel
höchstens 0,035% Phosphor
höchstens 0,025% Schwefel
0,02 bis 0,04% Stickstoff
sowie mindestens 0,03% Kohlenstoff und Stickstoffenthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß wärmebehandeltes Blech oder Band mit einer
Dickenabnahme bis 10% nachgewalzt wird.
5. Verwendung eines nach dem Verfahren der Ansprüche 1
bis 3 wärmebehandelten Stahls als Werkstoff zum Her
stellen von Scharnierband- oder Rollenketten.
6. Kettenglied für eine Scharnierband- oder Rollenkette,
gekennzeichnet durch einen Stahl aus
0,03 bis 0,07% Kohlenstoff
höchstens 1% Silizium
höchstens 1% Mangan
16 bis 18% Chrom
höchstens 2% Nickel
Rest erschmelzungsbedingte Verunreinigungenim lösungsgeglühten und abgeschreckten Zustand mit ei nem ferritisch-martensitischen Gefüge.
höchstens 1% Silizium
höchstens 1% Mangan
16 bis 18% Chrom
höchstens 2% Nickel
Rest erschmelzungsbedingte Verunreinigungenim lösungsgeglühten und abgeschreckten Zustand mit ei nem ferritisch-martensitischen Gefüge.
7. Kettenglied nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß es nachgewalzt ist.
Priority Applications (10)
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