CH174407A - Hochwertiger Niet. - Google Patents

Description

      Hochwertiger    Niet.    Die Erfindung bezieht sich auf einen Niet  von besonders hoher Festigkeit und Klemm  kraft.  



       Hochbeanspruchte    Bauwerke; zum Bei  spiel Brücken aus Stählen mit mehr als  50     kbfmm2    Zugfestigkeit bedürfen zur Ver  bindung der     Bauelemente    Nieten mit einer  dem zu     verbindenden    Werkstoff angepassten  Scherfestigkeit, wenn die Tragfähigkeit des  Stahles voll und gleichzeitig wirtschaftlich  ausgenutzt werden soll. Dieses Ziel lässt sich  nach den bisherigen Erfahrungen - aller  dings nur unter Inkaufnahme anderer Nach  teile - durch die Wahl eines     Nieten.stahles     erreichen, der ähnlich wie der jeweilige Bau  stahl zusammengesetzt ist, jedoch eine um  etwa 10 % geringere Festigkeit besitzt.  



  Untersuchungen .der     Anmelderin        haben     nun ergeben, dass die nach diesen Gesichts  punkten aufgebauten     (legierten)        Nietenstä_hle     während des Nietvorganges eine verhältnis  mässig geringe Klemmkraft erzeugen.

   Wer-    den als derartig     legierte        Nietens-tähle    zum  Beispiel Nickel- oder     1Vlanganstähle    verwen  det, so weisen nie Nietverbindungen infolge  ,der     geringen    Klemmkraft der Nieten einen  sehr geringen Gleitwiderstand auf, wodurch  .die Gefahr     entsteht,        nass    die     Verbindungen     besonders bei auftretender Wechselbean  spruchung sehr bald locker werden.

   Wählt  mau -dagegen     unlegierte        Nietenstähle    mit 34  oder 42     kg#(mm2    Zugfestigkeit, so ist zwar  die Klemmkraft befriedigend hoch, jedoch  liegt bei Nieten aus St 34 die Scherfestigkeit  unter der des Blechmaterials; bei Nieten aus  St 42, dagegen ist bei nicht immer befriedi  gender Scherfestigkeit die Zähigkeit niedri  ger als bei legierten Nieten.  



       Erfindungsgemäss,    gelingt es nun, die ver  schiedenen einander widersprechenden An  forderungen, die somit an     einen        hochwertigen     Niet für     hochbeanspruchbare        Bauwerke     ,gestellt werden müssen, dadurch zu beseiti  gen, dass für den Niet ein Stahl verwendet           wird,    der bei niedrigem, und zwar weniger  als<B>0,13%</B>     betragendem    Kohlenstoffgehalt  und niedrigem, und zwar weniger als 0,5  betragendem     Mangangehalt,    0,1 bis     2%    min  destens eines solchen     Legierungselementes     enthält,

   das .die Temperatur der     y_'a-Umwand-'     lang bei .gleichzeitig geringer     Hysteresis    der  Umwandlung nicht oder nur unwesentlich  herabsetzt und die     Warmdehngrenze    im  Bereich zwischen 450 und 650   C erhöht.  Solche     Legierungselemente    sind Kupfer,       Molybdän,        Vanaäin    und Silizium. Die Menge  .des einzelnen Elementes soll bei dem zu ver  wendenden Stahl nicht mehr als 1 % betra  gen. Es können auch gleichzeitig mehrere  der     genannten        Elemente    im     Gesamtbetrage     bis zu 2 % verwendet werden.  



       Ein    hochliegender     Umwandlungspunkt     führt dazu, dass der Schrumpfungsvorgang,  dem der Niet nach Beendigung des Nietvor  ganges überlassen wird, nicht durch eine Um  wandlung gestört wird. Eine geringe       Hysteresis    der Umwandlung verhindert wäh  rend der beschleunigten Abkühlung des  geschlagenen Nietes durch .die ihn umgeben  den Stahlmassen die Entstehung eines     Här-          tungsgefüges;

      die     Bildung        von        Härtungs-          gefüge        führt    bekanntlich zu     Volumenver-          grösserung    und ungenügender Zähigkeit. und  würde also die Klemmkraft und Zähigkeit  des geschlagenen     Nietes    herabsetzen.

   Die  hohe     Warmdehngrenze,    wie sie im Nieten  stahl der vorliegenden Erfindung angestrebt  wird, ermöglicht die Bildung einer hohen  Klemmkraft sowohl bei höheren Temperatu  ren,     als    auch nach Abkühlung des     Nietes.     Es können also bei Wahl des vorgeschlagenen       Nietenstahles    im     Laufe    des unter sonst nor  malen Bedingungen durchgeführten Nietver  fahrene Nieten erzeugt werden, die nicht nur  die gleichen Werte für Streckgrenze, Zug  festigkeit und Dehnung wie das umgebende  Blechmaterial, sondern auch hohe     Klemm-          kraft,    hohe Scherfestigkeit     und    Zähigkeit  besitzen.  



  Zur Kennzeichnung der wichtigsten  Eigenschaften eines     Nietes    aus einem Stahl  .der angegebenen Art werden als Beispiel         nachstehende    Zusammensetzung und Festig  keitseigenschaften, sowie die     Klemmkraft     von 2:5 mm starken Nieten nach dem Schla  gen mitgeteilt.  
EMI0002.0039     
  
    <I>Zusammensetzung:</I>
<tb>  C <SEP> 0,09
<tb>  Si <SEP> 0,58
<tb>  Mn <SEP> 0,43
<tb>  Cu <SEP> 0.,38
<tb>  Mo <SEP> 0,15       Rest Eisen mit den üblichen Verunreini  gungen.  



       Blechpakete    aus     ftinf    Blechen von je  25 mm Dicke wurden mit Nieten dieses Stah  les unter Verwendung eines Lufthammers bei  6,5 Atmosphären Luftdruck in einer Nietzeit  von etwa 18 Sekunden vernietet. An den  geschlagenen Nieten wurde nach C. Bach die  Klemmkraft bestimmt, sie lag zwischen<B>8,3</B>  und 40     kglmm2,    im     Mittel    bei 37     kg/mm2.     



  Die Festigkeitseigenschaften der geschla  genen     Nieten,    wurden an     Zerreissproben    mit  10 mm Durchmesser und 50 mm     Messlänge,          .die    Scherfestigkeit an     doppelschnittigen          Soherproben,    die     Kerbzähigkeit    an Proben  mit den Abmessungen 10 X 10 X 60 mm  mit 3 mm tiefem     Rundkerb    von 2 mm Durch  messer geprüft.

   Die mittleren Ergebnisse  sind nachstehend aufgeführt:  
EMI0002.0053     
  
    Streckgrenze <SEP> 42 <SEP> kg,!mm2
<tb>  Zugfestigkeit <SEP> 56 <SEP> kg./mm2
<tb>  Dehnung <SEP> 2:8
<tb>  Einschnitt <SEP> <B>65%</B>
<tb>  Scherfestigkeit <SEP> 44 <SEP> kg/mm2
<tb>  Kerbzähigkeit <SEP> 22 <SEP> mkb!cm2       Die Ergebnisse der Festigkeitsprüfung kenn  zeichnen die geschlagenen Nieten als einen  Werkstoff mit hoher Streckgrenze und  Scherfestigkeit, mittlerer Zugfestigkeit bei  gleichzeitig hoher     Dehnung    und Kerbzähig  keit.

   Die Klemmkraft liegt mit 37     kgi!mm2     im     Mittel    nahe der Streckgrenze und     etwa.     <U>um</U> 40 bis 50% höher als bei Nieten     aus     St. 34, die unter gleichen Nietbedingungen  hergestellt waren. Andere günstige Nieten-      stähle nach der Erfindung hatten folgende  Zusammensetzungen  
EMI0003.0001     
  
    C <SEP> 0,08 <SEP> bis <SEP> 0,13
<tb>  Si <SEP> 0,35 <SEP> bis <SEP> 0,6
<tb>  Mn <SEP> 0,35 <SEP> bis <SEP> 0,45
<tb>  Cu <SEP> 0,25 <SEP> bis <SEP> 0,40%
<tb>  Rest <SEP> Eisen.
<tb>  C <SEP> 0,08 <SEP> bis <SEP> 0,13
<tb>  Si <SEP> 0;35 <SEP> bis <SEP> 0,6 <SEP> %
<tb>  Mn <SEP> <B>0,35:</B> <SEP> bis <SEP> 0,45
<tb>  Cu <SEP> 0,25 <SEP> bis <SEP> 0,40
<tb>  Mo <SEP> 0,1 <SEP> bis <SEP> 0,3
<tb>  Rest <SEP> Eisen.

              Die    hohe Klemmkraft der Nieten     wirkt     sich naturgemäss auch auf den     Gleitwider-          stand    von Nietverbindungen aus. So wurden  im     Feinmessversuch    an zweireihigen Nietver  bindungen aus Stahl mit 55     kg!mm2    Zug  festigkeit bei Verwendung von Nieten gemäss  der Erfindung ein Gleitwiderstand von 14  bis 16     kdmm''',    bei Verwendung von Nieten  aus     unlegiertem        Kohlenstaffstahl    mit zirka       0,08%    C ein solcher von nur 7 bis 8 kg/mm'  ermittelt.  



  Dauerversuche mit Nietverbindungen,  die unter Verwendung von Nieten gemäss der  Erfindung hergestellt waren, ergaben bei  schwellender Dauerbeanspruchung eine um  25% höhere     Ursprungsfestigkeit    als Niet  verbindungen, die unter sonst gleichen Bedin  gungen bei Verwendung von Nieten aus wei  chem     Kohlenstoffstahl    hergestellt waren.  Wurden an     Stelle    der weichen Nieten aus       Kohlenstoffstahl        harte    Nieten, zum Beispiel  aus '3     %igem        Niekeleinsatzstahl    gewählt, so  waren Klemmkraft und Ursprungsfestigkeit  wesentlich kleiner als bei Nieten gemäss der  Erfindung.  



  Für die Werkstatt hat sich weiter die  geringe Überhitzungsempfindlichkeit     und,die     verhältnismässig     geringe        Zunderbildung    des  gemäss, der Erfindung legierten Nietes als ein  hoher Vorteil erwiesen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Hochwertiger Niet, dadurch gekennzeich net, dass er aus einem Stahl besteht, der weniger als<B>0,13%</B> Kohlenstoff, weniger als <B>0,5%</B> Mangan und 0,1 bis 2 % mindestens eines solchen Legierungselementes enthält, das die Temperatur der y/a-Umwandlung bei g o leichzeitig .geringer Hysteresis,

   der Umwand- lung höchstens unwesentlich herabsetzt und die Warmdehngrenze im Bereich zwi schen 450 und 65e0 C erhöht, wobei die Menge :eines einzelnen Elementes höchstens 1 % beträgt. UNTERANSPRüCHE 1. Niet nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch einen Kupfergehalt von 0,1 bis 1 % . 2. Niet nach Patenta-nspruoh, gekennzeichnet durch einen Molybdängehalt von 0,1 bis 1%. 3. Niet nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch einen Vanadingehalt von 0,1 bis 1 % .

   .1. Niet nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch einen Siliziumgehalt von 0,1 bis 1%. Niet nach Patentanspruch, .gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,1 bis 1 % Kupfer und 0,1 bis 1 % Vanadin. 6. Niet nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch weniger als 0,13 % Kohlenstoff, weniger als 0,5 % Mangan, bis insgesamt 2,% an. Silizium, Kupfer, Molybdän und Vanadin, Rest Eisen. 7.

   Niet nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch. EMI0003.0052 0,08 <SEP> bis <SEP> 0,13% <SEP> Kohlenstoff <tb> 0,35 <SEP> bis <SEP> 0,6 <SEP> % <SEP> Silizium <tb> 0,35 <SEP> bis <SEP> 0,45% <SEP> Mangan <tb> <B>0,25</B> <SEP> bis <SEP> 0,40% <SEP> Kupfer <tb> Rest <SEP> Eisen. B. Niet nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch: EMI0003.0053 0;0@8@ <SEP> bis <SEP> 0,1.3,% <SEP> Kohlenstoff <tb> 0,35 <SEP> bis <SEP> 0,6 <SEP> % <SEP> Silizium <tb> 0,35 <SEP> bis. <SEP> 0,45% <SEP> Mangan <tb> 0,25 <SEP> bis <SEP> 0,40% <SEP> Kupfer <tb> 0,1 <SEP> bis <SEP> 0,3 <SEP> % <SEP> Molybdän <tb> Rest <SEP> Eisen.