CH161612A - Verfahren zur Herstellung von Gegenständen hoher Verschleissfestigkeit. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von     Gegenständen    hoher     Verschleissfestigkeit.       Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver  fahren zur Herstellung von Gegenständen,  insbesondere Radreifen, bei denen es auf     hoba     Verschleissfestigkeit ankommt, aus einem       eutektoiden    Stahl.

   Die Erfindung geht von       Versuchen    aus, nach denen     Kohlenstoffstähle.     die     eutektoid    sind und zum     Beispiel    Mangan       als        Doppelkarbidbildner    in einer Menge ent  halten, die ausreicht, um den     Kohlenstoff-          (;ehalt    bei rein     larnellarperlitischem    Gefüge  erheblich unter     0,9, ö    senken zu lassen, eine  Verschleissfestigkeit besitzen, die nicht nur  über diejenige vergüteter Stähle, sondern  auch     eutektoider    Stähle mit     0,9/00'    Kohlen  stoff beträchtlich hinausgeht.

    



  Es hat sich ferner gezeigt, dass allgemein  für den Verschleisswiderstand     lamella.rperliti-          schen        eutektoiden    Stahls der Gehalt der     Ze-          mentitlamellen    des     Perlits    an Doppelkarbid  bildnern ausschlaggebend ist, und     da.ss    das  bei früheren Versuchen bereits als     Doppel-          karbiAbildner    verwandte Mangan ganz oder  teilweise durch     Cr,        iNlo,    V mit gutem Er-         fallt    ersetzt werden kann.

   Die Menge der an  der Stelle des     Mangans    oder     neben    ihm zuge  setzten andern Metalle wird so geregelt, dass  der Kohlenstoffgehalt des     eutektoiden    Stahls  zwischen<B>0,78</B> und 0,65 ,wo liegt, und zwar  liegt alsdann beispielsweise der Mangan  gehalt zwischen 0,40 und 0,85 %, der Chrom  gehalt     zwischen        0,30    und 0,80.%, der Wolf  ramgehalt zwischen 0,25 und     0,70%,    der       Molybdängehalt    zwischen 0,22 und 0,65  und der     Vanadingehalt    zwischen 0,18 und       0,60%.     



  Bei weiteren Versuchen wurde überra  schenderweise gefunden, dass der bereits an  sich hohe Verschleisswiderstand der die oben  genannten     Doppelkarbidbildner    enthaltenden       eutektoiden    Stähle durch Steigerung des     Si-          Gehaltes    einer weiteren Erhöhung fähig ist.

    Die     Si-Gehalte    der bisher vom     Anmelder     hergestellten verschleissfesten     eutektoiden     Stähle lagen in den Grenzen von 0,15 bis       0,30%.    Durch geringe Erhöhung des     ,@S.i-          Gehaltes,    beispielsweise um wenig mehr als      0,05<B>%,</B> tritt eine unerwartet starke Zunahme  des Verschleisswiderstandes auf. Diese .Stei  gerung des     Verschleisswiderstandes    lässt sich  durch weiteren     3i-Zusatz    noch erhöhen.

   Auch  hier ist das Vorhandensein eines rein     lamel-          larperlitischen    Gefüges wesentlich für den  Erfolg, denn bekanntlich braucht ein     eutek-          toider    Stahl durchaus nicht nach der Abküh  lung einen     lamellaren    Gefügeaufbau aufzu  weisen. Die neben Mangan noch     Cr,    W,     Mo,     V enthaltenden Stähle neigen vielmehr dazu,  bei normaler Abkühlung     sorbitischen        Perlit     zu bilden.  



  Dementsprechend besteht die Erfindung  in einem Verfahren zur     Herstellung    von Ge  genständen hoher Verschleissfestigkeit, insbe  sondere Radreifen, bei welchem die Gegen  stände aus einem Stahl hergestellt werden,  der einen Kohlenstoffgehalt von<B>0,78</B> bis  0,65%, -einen     Siliziumgehalt    von 0,35 bis       0,80%    und einen     solchen    Gehalt an minde  stens einem     Doppelkarbidbildner,    wie zum  Beispiel Mn,     Cr,    W, V, Mo einzeln oder       nebeneinander,    aufweist, dass ein rein     eutek-          toider    Stahl erzielt wird.

   Die Abkühlung  wird dabei nach abgeschlossener Warmform  gebung der Gegenstände so geregelt, dass die  fertigen Gegenstände rein     lamellarperliti-          sches    Gefüge aufweisen.  



  Nachstehend sind einige Beispiele für  Stahlzusammensetzungen gemäss der Erfin  dung angegeben:  
EMI0002.0023     
  
    C <SEP> Mn <SEP> Si <SEP> Cr <SEP> W <SEP> Mo <SEP> V
<tb>  1. <SEP> 0,70 <SEP> 0,51 <SEP> 0,78 <SEP> 0,49
<tb>  2. <SEP> 0,69 <SEP> 0,59 <SEP> 0,46 <SEP> 0,41
<tb>  3. <SEP> 0,71 <SEP> 0,56 <SEP> 0,5<B>1</B> <SEP> 0,3.5
<tb>  4. <SEP> 0,75 <SEP> 0,45 <SEP> 0,54 <SEP> 0,34       Die günstige Wirkung höherer     Si-Gehalte     geht aus folgenden Zahlen hervor.  



  Verschleissversuche auf der Maschine von  Mohr     und-Federhaff    unter folgenden Bedin  gungen:  Breite der Verschleissscheiben 10 mm       Anpressdruck    100 kg  Umdrehungszahl je Minute 425    Schlupf -1  Härte der Gegenscheibe 500  Anzahl Umdrehungen 2:

  50000  
EMI0002.0027     
  
    Chem. <SEP> Zusammensetzung
<tb>  C <SEP> Mn <SEP> Cr <SEP> Si <SEP> Verschleiss <SEP> mg
<tb>  <B>0,67</B> <SEP> 0,58 <SEP> <B>0,78</B> <SEP> 0,26 <SEP> 435
<tb>  0,70 <SEP> 0,58 <SEP> 0,43 <SEP> 0,30 <SEP> 365
<tb>  0,72 <SEP> 0,56 <SEP> 0,45 <SEP> 0,38 <SEP> 230
<tb>  0,69 <SEP> 0,54 <SEP> 0,47 <SEP> 0,44 <SEP> 190
<tb>  0,70 <SEP> 0,51 <SEP> 0,49 <SEP> 0,78 <SEP> 140       Die angestellten Versuche haben gezeigt,  dass bei Überschreitung der normalen     obern     Grenze des     Si-Gehaltes,    also über<B>0,3070</B>     Si,     die Abnutzung unter den genannten Ver  suchsbedingungen unterhalb des bei normalen  verschleissfesten Stählen in den günstigsten  Fällen zu erreichenden Minimums, das  300 mg beträgt, liegt.  



  Dass das Silizium bei     eutektoiden    Stäh  len mit gewissen     C-Gehalten,    auf die noch  näher eingegangen wird, in Verbindung mit  den     Doppelkarbidbildnern,    einen besonders  hohen     Verschleisswiderstand    bewirkt, war  bisher nicht bekannt. Die günstige Wirkung  höherer     ,Si-Zusätze    auf den Verschleisswider  stand     doppelkarbidhaltigen        lamellarperliti-          schen        eutektoiden    Stahls muss wohl auf die  Änderung der Zusammensetzung der     Ze-          mentitlamellen    zurückzuführen sein.

   Be  kanntlich geht ja     @Si    im Stahl teilweise in  ,die     Zementitlamellen    des     Perlits.    Höhere     Si-          Gehalte    setzen demnach auch .den Kohlen  stoffgehalt des     Zementits    herunter.

   Ob sich       ,das,Si    im     Zementit    als     Eisensilizid    oder     Si-          liziumkarbid    oder als Doppel-     bezw.    Mehr  stoffkarbid befindet, ist nicht eindeutig fest  g     o        estellt.        Tatsache        ist        jedenfalls,        dass        An-          melder    bei allen Versuchsschmelzen mit stei  gendem     Si-Gehalt    eine wachsende Verschleiss  festigkeit     nachweisen    konnte.

   Die obere  Grenze für den     Si-Zusatz    ist zahlenmässig  kaum     anzugeben.    Sie wird bestimmt einer  seits durch die Aufnahmefähigkeit des     Ze-          mentites    an     Si    und anderseits durch den bei      hohen     Si-Gehalten    und geringen Abkühlungs  geschwindigkeiten eintretenden Zerfall des       Zementites    zu Kohlenstoff (Graphit,     Temper-          kohle)    und     Ferrit.    Für das vorliegende Ver  fahren, also beispielsweise zur Herstellung  von Radreifen, Schienen, Zahnrädern, Spin  deln usw.

   haben sich     Si-Gehalte    von 0,35  bis     0,80/10    als günstig     erwiesen.    In diesem  Zusammenhang haben die Versuche ergeben,  dass mit steigendem     Si-Gehalt    der     C-Gehalt     bis zu 0,65% gesenkt werden kann, wobei  naturgemäss der Gehalt an mindestens einem       Doppelkarbidbildner    wie zum Beispiel Mn,       Cr,    W, Mo, V, so abzustimmen ist, dass  jeweils ein rein     eutektoider    Stahl erreicht  wird.  



       Beispiel:     Nach dem Windfrisch- oder Herdfrisch  verfahren     bezw.    im Elektroofen wird ein  Stahl erschmolzen, dessen     C-Gehalt    so hoch  ist, dass er im fertigen Stahl zwischen 0,65  und 0,78 % liegt.

   Zu -dem flüssigen Bad wird  nach der     Desoxydation    im Ofen oder in der  Pfanne     Ferromangan,        F'errochrom,        Ferrowolf-          ram    oder     Ferrovanadin    in solchen Mengen  zugegeben, dass nach der zuletzt erfolgenden  Zugabe von     Ferrosilizium,    die so zu     bemes-          fen    ist, dass der     Si-Gehalt    im fertigen Stahl    0,35 bis 0,80% beträgt, ein     eutektoider    Stahl  erzielt wird.

   Darauf wird der Stahl im übli  chen     Warmformgebungsprozess    zu den je  weils in Frage kommenden Gegenständen  verarbeitet, jedoch die Abkühlungsgeschwin  digkeit nach     erfolgter    Fertigstellung auf ein  fache Weise, zum Beispiel durch     Einsetzen     in einen erkaltenden Ofen, Abdecken oder  Zusammenpacken in Stapeln usw., so gere  gelt, dass der fertige Gegenstand ein rein       lamellarperlitisches    Gefüge besitzt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Gegen ständen hoher Verschleissfestigkeit, insbe sondere Radreifen, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Gegenstände aus einem Stahl herge stellt werden, der einen C-Gehalt von<B>0,78</B> bis 0,65 %, einen Si-Gehalt von 0;

   35 bis 0,80 und einen solchen Gehalt an mindestens einem Doppelkarbidbildner aufweist, dass ein rein eutektoider Stahl erzielt wird, und dass ferner die Abkühlung nach abgeschlossener Warmformgebung der Gegenstände so gere gelt wird, dass die fertigen Gegenstände rein lamellarperlitisches Gefüge aufweisen.