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Kostenoptimierung durch Änderung der Legierungszuschläge für wärmebehandelbare Baustähle

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Published/Copyright: May 2, 2013
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HTM Journal of Heat Treatment and Materials
From the journal HTM Journal of Heat Treatment and Materials Volume 67 Issue 4

Abstract

The substitution of expensive alloying elements like Mo and Ni by cheaper ones, e. g. Mn or B-Ti, was studied on the Q&T steel 42CrMo4 and the case-hardening steel 18CrNiMo7-6 based on equal hardenability. The alternative alloying concepts met the requirements for hardenability and mechanical properties in both steel types. The total substitution of Mo by Mn in the Q&T steel caused a loss in low temperature impact toughness. Residual elements (P, As, etc.) seem to promote this kind of temper embrittlement, so for temperature-critical cases the Mo content must be adapted. In the case-hardening steel the substitution of a part of Mo and Ni by Mn or B-Ti resp. lead to a tolerably reduced impact toughness and tooth impact bending force. Nb addition improved the impact toughness. The presented concepts of substitution offer a considerable potential for saving costs for alloy additions.

Kurzfassung

Die Substitution teurer Legierungselemente wie Molybdän und Nickel durch billigere, z. B. Mangan oder Bor-Titan, wurde an den Stählen 42CrMo4 und 18CrNiMo7-6 auf Basis gleicher Härtbarkeit untersucht. Die alternativen Legierungskonzepte erfüllten die Anforderungen an Härtbarkeit und mechanischen Eigenschaften beider Stahltypen. Der vollständige Ersatz von Molybdän durch Mangan im Vergütungsstahl führte zu einem Verlust an Tieftemperatur-Kerbschlagzähigkeit. Spurenelemente (Phosphor, Arsen usw.) scheinen diese Art von Anlassversprödung zu fördern, sodass für temperaturkritische Fälle der Molybdängehalt anzupassen ist. Im Einsatzstahl führte die teilweise Substitution von Molybdän und Nickel durch Mangan bzw. Bor-Titan zu einer tolerierbaren Verringerung der Kerbschlagzähigkeit und der Zahnschlagbiegekraft. Durch einen Niob-Zusatz verbesserte sich die Kerbschlagzähigkeit. Die vorgestellten Substitutionskonzepte bieten ein erhebliches Potenzial zur Einsparung an Kosten für Legierungszuschläge.

Schlüsselwörter: Legierungskosten; Härtbarkeit; Kerbschlagzähigkeit; Vergütungsstahl; Einsatzstahl
Keywords: Alloying costs; hardenability; impact toughness; Q&T steel; case-hardening steel
2 (Kontakt/Corresponding author)

Literatur

1. Schifferl, H.; Zamberger, S.; Joeller, A.: Substitution von teuren Legierungselementen bei Edelbaustählen. BHM155 (2010) 5, S. 201–206Search in Google Scholar

2. Schifferl, H.; Zamberger, S.; Joeller, A.: Alternative alloying concepts for heat-treatable engineering steels. In: Future trends in steel development, processing technologies and applications, proc. 3rd Int. Conf. on Steels in Cars and Trucks. Stahleisen, Düsseldorf, 2011, S. 322–329Search in Google Scholar

3. Hock, S.; Kellermann, I.; Kleff, J.; Mallener, H.; Wiedmann, D.: Relevance of Hardenability for the Machining and Application of Case-Hardening Steels. Drive System Technique19 (2005) 1, ed. 1/2005, ChinaSearch in Google Scholar

4. Moser, A.: Der Einfluss der Legierungselemente auf die Härtbarkeit des Stahles. Dissertation, Montanistische Hochschule Leoben, Österreich, 1966Search in Google Scholar

5. Moser, A.; Legat, A.: Die Berechnung der Härtbarkeit aus der chemischen Zusammensetzung. HTM Härterei-Techn. Mitt.24 (1969) 2, S. 100–105Search in Google Scholar

6. Kleff, J.; Hock, S.; Wiedmann, D.: Wärmebehandlungs-Simulation bei ZF – Anwendungsentwicklung und Vorhersage der Kernhärte an Bauteilen. HTM J. Heat Treatm. Mat.63 (2008) 6, S. 351–361Search in Google Scholar

7. Standard SAE J 406: 1998–05: Methods of Determining Hardenability of Steels. Beuth, Berlin, 1998Search in Google Scholar

8. Norm OENORM EN ISO 642: 2000-01-01: Stirnabschreckversuch (Jominy-Versuch). Beuth, Berlin, 2000Search in Google Scholar

9. Norm DIN EN 10083-3: 2007-01: Vergütungsstähle, Technische Lieferbedingungen für legierte Stähle. Beuth, Berlin, 2007Search in Google Scholar

10. Norm ISO 148-1: 2009–11 (E): Metallic materials – Charpy pendulum impact test. Part 1: Test method. Beuth, Berlin, 2009Search in Google Scholar

11. Brugger, H.; Kraus, G.: Einfluss der Zähigkeit auf das Verhalten von Einsatzstählen im statischen und dynamischen Biegeversuch. Arch. Eisenhüttenwes.32 (1961) 8, S. 529–539Search in Google Scholar

12. Paris, P.; Erdogan, F.: A critical analysis of crack propagation laws. J. Basic Eng. Trans. ASME84 (1963) december, S. 528–53410.1115/1.3656900Search in Google Scholar

13. Herring, D. H.: The Embrittlement Phenomena in Hardened & Tempered Steel. Industrial Heating73 (2006) 10, S. 16–18Search in Google Scholar

14. Norm DIN EN 10084: 2008-06: Einsatzstähle, Technische Lieferbedingungen. Beuth, Berlin, 2008Search in Google Scholar

Published Online: 2013-05-02
Published in Print: 2012-08-01

© 2012, Carl Hanser Verlag, München

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Keywords for this article
Alloying costs; hardenability; impact toughness; Q&T steel; case-hardening steel

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