CH156516A - Verfahren zur Erhöhung der Festigkeitseigenschaften von Stahl. - Google Patents

Description

      Verfahren    zur Erhöhung der     Festigkeitseigensehaften    von Stahl.    Es ist bekannt, dass im allgemeinen die  Zugfestigkeit und die Streckgrenze von kalt  verformtem Stahl durch Anlassen bei Tem  peraturen oberhalb von etwa 350 0 mit stei  gender     Anlasstemperatur    und     -dauer    stetig       sinken,    während die Zähigkeitswerte ent  sprechend der     Entfestigung    ansteigen.  



  Demgegenüber wurde gefunden, dass die       Festigkeitseigenschaften    eines kaltverformten,  das heisst unterhalb     60011    und vorzugsweise  unter 550 0 verformten Stahles, welcher Kupfer       in        einer        Menge        von        zweckmässig        0,4-3        %     und höchstens     5('/o    enthält, durch Anlassen  bei Temperaturen zwischen etwa 350  und<B>6000</B> in wirksamem Grade erhöht wer  den.  



  Der Verlauf der Zugfestigkeit, der Streck  grenze und der Dehnung bei steigenden An  lasstemperaturen ist für einen,     Kohlenstoffstahl,     aus der beigefügten     Fig.    1 und für einen       Chrom-Kupferstahl    aus     derFigA    zu entnehmen.    Bei dem gemäss     Fig.    1 untersuchten Stahl       handelt        es        sich        um        einen        um    6     %        kaltge-          zogenen    Rundstahl mit     0,299o    Kohlenstoff.

    Die Kurven zeigen den Verlauf der Festig  keitseigenschaften und der Dehnung bei  zweistündigem Anlassen bei verschiedenen  Temperaturen, die in Celsius-Graden ange  geben sind. Die auf der linken Seite der  Figur angegebenen Zahlen geben Streck  grenze und Zugfestigkeit in     kg/mml,    die  rechts angebrachten Zahlen die Dehnung 8,o       in        %        an.        Die        in        vollen        Linien        gezeichnete     Kurve bezieht sich auf die Zugfestigkeit, die  langgestrichelte auf die Streckgrenze und  die kurzgestrichelte auf die Dehnung. Je nach  der chemischen Zusammensetzung und dem  Grad der.

   Kaltverformung beobachtet man  bis zu einer     Anlasstemperatur    von etwa 300 0  mitunter eine gewisse Steigerung von Festig  keit und Streckgrenze über ihre Ausgangs  werte.. Diese Erscheinungen gehören in das  Gebiet des Alterns.      Die     Fig.    2 bezieht sich auf nahtlose Rohre  aus     Chrom-Kupferstahl    mit 0,2 0%     Kohlenstoff,          0,3        %        Silizium,        0,8        %        Mangan,        0,4        %        Chrom          und        0,

  8%        Kupfer.        Die        Rohre        sind        um        8%     kaltgezogen und eine Stunde bei steigenden  Temperaturen angelassen und bei Raumtem  peratur geprüft. Die Kurven lassen den Ver  lauf der Streckgrenze     bezw.    der 0,2 Grenze,  der Zugfestigkeit und der Dehnung in Ab  hängigkeit von der     Anlasstemperatur    erkennen.  Die     Kurvenbezeichnung    entspricht der der       Fig.    1.

   Dem bei etwa 350 0 einsetzenden       Entfestigungsvorgang    überlagert sich hier bei  400-5500 eine Steigerung von Streckgrenze  und Zugfestigkeit, während gleichzeitig Deh  nung und Zähigkeit stark ansteigen. Bei  entsprechender Anpassung von     Anlasstempera-          tur    und     -dauer    wurden zum Beispiel nach sechs  stündigem Anlassen bei 450 0 75     kg/mm2     Streckgrenze, 84 kg/mm' Zugfestigkeit und       und        12        %        Dehnung        (81o)

          erreicht.        Gleichzei-          tig    wird auch die Schwingungsfestigkeit  durch das Anlassen erheblich erhöht.  



  Wie Untersuchungen ergeben haben, ist  die Steigerung der Festigkeitseigenschaften  des kaltverformten kupferlegierten Stahles  auf die Ausscheidungshärtung durch über  schüssig gelöstes Kupfer zurückzuführen, die  sich dem normalen     Entfestigungsvorgang     überlagert. Die optimale     Anlasstemperatur     und     -dauer    werden durch die Menge des  überschüssig gelösten Kupfers und den Grad  der Kaltverformung bestimmt, und zwar  wirken beide Faktoren in der gleichen Rich  tung; je höher die überschüssig gelöste Kupfer  menge und der Grad der Kaltverformung ist,  bei desto tieferen Temperaturen wird bei  entsprechender Zeitdauer ein Optimum der  Festigkeitseigenschaften erreicht. Als untere  Grenztemperatur kann<B>3050</B> 0 C, als obere  600 0 angesehen werden.

   Im allgemeinen  werden unter 500 0 C liegende. Temperaturen  und aus betriebstechnischen Gründen Zeiten  von 1-6 Stunden zweckmässig sein. Durch  Kombination verschiedener     Anlasstempera-          turen    und     -zeiten    ist eine weitgehende Ab  stufung in den Festigkeitseigenschaften mög  lich. Besondere Kennzeichen der auf diesem    Wege erreichten Eigenschaften sind immer  ein hohes     Streckgrenzenverhältnis    und ver  hältnismässig hohe Zähigkeitswerte.  



  Formgebung und Anlassen können ausser  dem zweckmässig auch im gleichen Arbeits  gang, das heisst bei gleicher Temperatur,  erfolgen, was mit wirtschaftlichen Vorteilen  verbunden ist. Gleichzeitige Verformung und  Ausscheidungshärtung führen also zu einer  ganz ausserordentlich starken     Steigerung    von  Streckgrenze und Zugfestigkeit.

   So wurden       durch        ein        10        %iges        Recken        eines        kupfer-          legierten    Stahles bei 450 0, der im     Walzzu-          stand    eine Streckgrenze von 38 kg/mm' und  Zugfestigkeit von 55 kg/mm' besass, 60  kg/mm' Streckgrenze und 67     kg/rnm2    Zug  festigkeit bei guter Dehnung und Zähigkeit  erreicht.  



  Der Kohlenstoffgehalt der kupferlegierten       Stähle        soll        zweckmässig        0,4%        nicht        über-          schreiten,    da der     Ferrit    der Träger der An  lasshärtung ist. Am Wesen des Verfahrens  wird nichts geändert, wenn die kupferlegier  ten Stähle noch gewisse Mengen anderer       Mischkristallbildner    (unter 2 %) einzeln oder  kombiniert enthalten, was mit Rücksicht auf  eine hohe Zähigkeit erwünscht ist.  



  Die Kaltverformung kann in üblicher  Weise und in den üblichen Grenzen, zum  Beispiel durch Ziehen, Walzen, Stauchen  oder Pressen erfolgen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Erhöhung der Festigkeits eigenschaften von Stahl, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Stahl, welcher Kupfer in einer Menge von höchstens 51/o enthält; unterhalb 600 0 verformt und bei Tempera turen angelassen wird, die zwischen etwa 350 und<B>600'</B> liegen. UNTERAN SPRüCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zu behandelnde Stahl höchstens 0,4% Kohlenstoff enthält. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl weitere Mischkristallbildner in Mengen von höch- stens 2% enthält. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zu behandelnde Stahl 0,4-3 % Kupfer enthält. 4. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu behandelnde Stahl 0,4-3% Kupfer enthält. 5.

   Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zu behandelnde Stahl 0,4 bis 31/o Kupfer enthält. 6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung und das Anlassen bei gleicher Temperatur vorgenommen werden.