DE926254C

DE926254C - Stahlgusslegierung

Info

Publication number: DE926254C
Application number: DEM7277A
Authority: DE
Inventors: Albert Paul Gagnebin; Keith Dwight Millis; Norman Boden Pilling
Original assignee: Mond Nickel Co Ltd
Current assignee: Mond Nickel Co Ltd
Priority date: 1949-10-22
Filing date: 1950-10-21
Publication date: 1955-04-14

Description

Stahlgußlegierung Man hat bisher daran festgehalten, daß zur Herstellung von Gußeisen mit sphärolithischem Graphit ein übereutektischer oder nahezu eutektischer Kohlenstoffgehalt gehört. Schon ;geringe Mengen an Magnesium- oder Cer, z. E. 0,o2 bis o,rOh, begünstigen dann das Entstehen von kugelförmigem Graphit, mit dem sich die Festigkeitseigenschaften des Gußeisens erheblich steigern.
Es ergab sich nun.;, d,aß man auch einen Stahlguß mit wesentlich niedrigerem Kohlenstoffgehalt, der mindestens teilweise als Graphit auftritt, in nicht zu erwartendem Umfang verbessern kann, wenn man ihn mit geringem Anteil .an Magnesium legiert. Ein solcher Stahlguß ist in nachstehender Zusammensetzung Gegenstand der Erfindung: Gesamtkohlenstoff 1,2 bis 1,65 0/0, Graphit in Form von Sphärolithen mindestens 0,35'/0, Silizium 0,5 bis 6%, Mangan o, r bis 2,5%, Magnesium o,o,3 bis 0,5%, Schwefel weniger als o;o2%, Phosphor bis zu 0,5 0%, Rest Eisen.
Der sphärolithische Stahlguß kann noch bis zu 36% Nickel, bis zu 3:0/a Kupfer, bis zu 2% Chrom und bis zu 2 0% Molybdän enthalten, diese Elemente einzeln oder zu mehreren. Vorzugsweise wird die Legierung so vergossen, daß schon im Gußzustand mindestens 0,35% Kohlenstoff als Graphit aus!gesahieden ist, doch kann man sie in an sich bekannter Weise auch dergestalt abgießen, daß ihr Kohlenstoff ganz oder überwiegend in gebundener Form vorliegt. Der Fertigguß wird dann oberhalb der kritischen Temperatur auf die Abscheidung von mindestens 0,315% Graphit geglüht. Als Beispiel eingr"geeigneten Wärmebehandlung sei eine mindestens 2stündige Erhitzung in einem Bereich von 83i0 bis 95o° C :genannt.
Der Siliziumgehalt des Stahlgußes soll mindestens 0,6% betragen und vorzugsweise 30/a nicht übersteigen. Die oberste Schwefelgrenze liegt bei 0,02%. Während die Elemente Aluminium und Kalzium in Mengen bis zu o, i bzw. o,oi5 % nicht stören, sind Gehalte an Zinn, Blei, Antimon, Wismut, Arsen, Selen, Tellur und Titan schädlich.
Bei der Herstellung des Stahlgusses wird das Magnesium der Schmelze vorzugsweise in Form einer Legierung zugesetzt, die neben 4 bis 20% Magnesium im Rest einzeln oder zu mehreren die Elemente Nickel, Kupfer, Silizium und Eisen enthalten kann. Ein Impfen. der Schmelze mit Silizium in Form von Ferrosilizium nach der Zugabe des Magnesiums und -vor dem Abguß kann vorteilhaft sein.
Der sphärolithische Stahlguß nach der Erfindung weist eine außerordentlich günstige Vereinigung hoher Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Bearbeitbarkeit auf. Beispiel i Einem Teil einer Schmelze, die 1,270/a Kohlenstoff, 0,5% Mangan und 1,4% Silizium enthielt, wurde Magnesium in Form einer 95 % Nickel und 50/0 Magnesium enthaltenden Legierung zugesetzt und die Schmelze nach dem Impfen mit 850/aigem Ferrosilizium mit 0,070/0 Magnesium und i,9 % Silizium vergossen. Ein weiterer, nicht mit MagnesiumbehandelterTeil der Schmelze wurde in gleicher Weise geimpft und vergossen. Das Magnesium und sphärolithischen Graphit enthaltende Gußstück hatte eine Zugfestigkeit von 611#:g/mm2 und eine Härte von 334 Brinell, während das magnesiumfreie. Gußstüek eine Zugfestigkeit von nur 45 kg/mm2 und eine Härte von 332. Brinell aufwies. Das magnesiumhaltige Gußstück widerstand einer Querlast von 5 t. Es wies bei der Prüfung mit 30 cm Abstandskerben eine Durchbiegung von 7,5 mm auf. Das magnesiumfreie Gußstück brach unter einer Querlast von nur 3 t. Es hatte eine Durchbiegung von nur 3 mm. DerAufschlagwiderstand des magnesiumhaltigen Gußstückes war etwa dreifach größer als der des magnesiumfreien.
Beispiele Ein Teil einer Schmelze mit 1,5% Kohlenstoff, 0,07% Mangan und 1,3% Silizium wurde mit Magnesium in Farm einer 950/0 Nickel und 5% Magnesium enthaltenden Legierung behandelt und daraufhin geimpft. Dias fertige Gußstück enthielt 0,07% Magnesium, i,&0/0 .Silizium und Graphit in sphäroidischer Form. Ein weiterer, nicht mit Magnesium behandelter Teil dar Schmelze wurde in gleicher Weise geimpft und vergossen. Das magnesiumhaltige Gußstück hatte eine Zugfestigkeit von 6o kg/mm2 und eine Härte von 364 Beinell, das magnesiumfreie Gußstück eine Zugfestigkeit von nur 32 kg/mm2 und eine Härte von 33o Brinell.
In dem Stahlguß gemäß der Erfindung liegt der sphäroidische Graphit in der Form kleiner, gleichmäßig verteilter Teilchen vor, die den Faserverlauf des Gefüges nicht wesentlich stören und die Festigkeit der Grundmasse nicht beeinträchtigen. Dadurch wird die Verschleißfestigkeit und Bearbeitbarkeit des Gußstückes verbessert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Stahlguß, dessen Kohlenstoff mindestens teilweise als Graphit ausgeschieden ist, gekennzeichnet durch nachstehende Zusammensetzung: Gesamtkohlenstoff 1,2 bis i,65 %, Graphit in Form von Sphärolithen mindestens o,35 0/0, Silizium o, 5 bis 6 %, Mangan o, i bis :2,5 %, Magnesium 0,03 bis o,50 /o, Schwefel- weniger als o,o2%, Phosphor bis zu o,50/0, Rest Eisen.
2. Stahlgaß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß er noch bis zu 36% Nickel, bis zu 3%_ Kupfer, bis zu 20/a Chrom und bis zu 2% Molybdän enthält, diese Elemente einzeln oder zu mehreren.
3. Verfahren zum Herstellen von Staklguß nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die legierte Schmelze, @gegebenenfalls nach vorherigem Impfen vorzugsweise mit Silizium; dergestalt vergossen wird, daß im Fertigguß mindestens a, 35 %- Graphit in sphärolithischer Form ausgeschieden sind.
4. Verfahren zum Herstellen von Stahlguß nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, da,ß die Schmelze in an sich bekannter Weise dergestalt vergossen wird, daß ihr Kohlenstoff ganz oder überwiegend in gebundener Form zur Ausscheidung gelangt und der Fertigguß oberhalb der kritischen Temperatur auf die Abscheidung von mindestens 0,350/0 Graphit geglüht wird. Angezogene Druckschriften: Die neue Gießerei; Techn. wissenschaftliche Beihefte, Ne. i, Septemper 1949, S.25; Journal of Iron and Steel Institute, 155/i947, März, S. 32.1 ff.