Startseite Nitrieren von hochfesten, bainitischen Langprodukten*
Artikel
Lizenziert
Nicht lizenziert Erfordert eine Authentifizierung

Nitrieren von hochfesten, bainitischen Langprodukten*

  • M. I. Lembke , G. Olschewski , H. Roelofs und H. Klümper-Westkamp
Veröffentlicht/Copyright: 22. Dezember 2014
Veröffentlichen auch Sie bei De Gruyter Brill
Manuskript einreichen Informationen für Autor*innen
HTM Journal of Heat Treatment and Materials
Aus der Zeitschrift HTM Journal of Heat Treatment and Materials Band 69 Heft 4

Kurzfassung

Moderne bainitische Langprodukte mit Zugfestigkeiten zwischen 800–1400 MPa bieten neue Eigenschaftsprofile und erlauben die Herstellung von komplexen Bauteilen ohne Schlussvergütung. Wie bei Vergütungsstählen können Verschleiß- und Dauerfestigkeit durch eine nachgelagerte Oberflächenhärtung oder -beschichtung verbessert werden. Am IWT in Bremen wurde das Verhalten der bainitischen Stahlsorten 7MnB8 und 18MnCrSiMoS641 beim Nitrieren und Nitrocarburieren systematisch untersucht und mit bekannten (ferritsch-perlitischen) Stählen 44SMn282 und 16MnCrS5Pb+HH3 verglichen. Die Ergebnisse wurden anhand von metallographischen Schliffbildern, Härtemessungen und Elementtiefenprofilen beurteilt. Bei den verwendeten Stählen konnten bei einer Nitrierkennzahl von KN = 2 bar−1/2 und einer Temperatur von 520°C nach 10 h kompakte Verbindungsschichten von ca. 8μm Dicke mit geringem Porenanteil erzeugt werden. Die erzielte Oberflächenhärte lag im Bereich, der auch bei Vergütungsstählen erzielt wird

Abstract

Modern bainitic long products with ultimate tensile strength values in the range 800–1400 MPa provide new property profiles and permit the manufacturing of complex components without subsequent quench and temper (Q&T) treatment. Abrasion resistance and fatigue limit can be enhanced by surface hardening or coating. The IWT in Bremen systematically evaluated the behaviour of bainitic steel grades 7MnB8 and 18MnCrSiMoS641 in nitriding and nitrocarburizing processes in comparison to conventional (ferritic-pearlitic) steels 44SMn282 and 16MnCrS5Pb+HH3. The results were analyzed based on metallographic analysis, hardness measurement and element concentration profiles. Regular and compact layers of approx. 8 μm in thickness were obtained after nitriding at rN = 2 bar−1/2 and a temperature of 520°C during 10 h with the selected steel grades. The resulting surface hardness was in the range obtained for quenched and tempered steels.

Schlüsselwörter: Bainit; Nitrieren; Nitrocarburieren; hochfester Stahl; Langprodukt; Blankstahl
Keywords: Bainite; nitriding; nitrocarburizing; high strength steel; long product; bright drawn bar
5 (Kontakt/Corresponding person)
*

Vorgetragen von Mirkka I. Lembke auf dem HK 2013, dem 69. HärtereiKongress, 09.–11.Okt.2013 in Wiesbaden

Literatur

1. Wirths, V.; Wagener, R.; Bleck, W.; Melz, T.: Bainitic Forging Steels for Cyclic Loading. Adv. Mater. Res.922 (2014), S. 813–818, 10.4028/www.scientific.net/amr.922.813Wirths, V.; Wagener, R.; Bleck, W.; Melz, T.: Bainitic Forging Steels for Cyclic Loading. Adv. Mater. Res.922 (2014), S. 813–818, 10.4028/www.scientific.net/amr.922.813Suche in Google Scholar

2. Elek, L.: Untersuchung des Schwingfestigkeitsverhaltens eines TRIP-Schmiedestahls. 2014Masterthesis, Hochschule DarmstadtElek, L.: Untersuchung des Schwingfestigkeitsverhaltens eines TRIP-Schmiedestahls. 2014Masterthesis, Hochschule DarmstadtSuche in Google Scholar

3. Hartmann, H.; Biermann, D.; Wenzelburger, J.; Merkel, C.: Prozessgestaltung für das Hochleistungstiefbohren von bainitischen Stählen. Werkstoffe in der Fertigung50 (2013) 4, S. 4–6Hartmann, H.; Biermann, D.; Wenzelburger, J.; Merkel, C.: Prozessgestaltung für das Hochleistungstiefbohren von bainitischen Stählen. Werkstoffe in der Fertigung50 (2013) 4, S. 4–6Suche in Google Scholar

4. Roelofs, H.; Hasler, S.; Caballero, F. G.; Lembke, M.: New air cooled steels with outstanding impact toughness. Proc. Conf. on Steel in Cars and Trucks, SCT2011, 05.–09.06.11, Salzburg, Österreich, H. J.Wieland (Hrsg.), Verl. Stahleisen, 2011, S. 330–337Roelofs, H.; Hasler, S.; Caballero, F. G.; Lembke, M.: New air cooled steels with outstanding impact toughness. Proc. Conf. on Steel in Cars and Trucks, SCT2011, 05.–09.06.11, Salzburg, Österreich, H. J.Wieland (Hrsg.), Verl. Stahleisen, 2011, S. 330–337Suche in Google Scholar

5. Zajac, S.; Komenda, J.; Morris, P.; Dierickx, P.; Matera, S.; Panelba Diaz, F.: Quantitative structure-property relationships for complex bainitic microstructures report. Technical steel research – physical metallurgy and design of new generic steel grades, Report Commission Europ.2005Communities No. 21245, Amt f. Amtl. Veröff. d. EG, LuxemburgZajac, S.; Komenda, J.; Morris, P.; Dierickx, P.; Matera, S.; Panelba Diaz, F.: Quantitative structure-property relationships for complex bainitic microstructures report. Technical steel research – physical metallurgy and design of new generic steel grades, Report Commission Europ.2005Communities No. 21245, Amt f. Amtl. Veröff. d. EG, LuxemburgSuche in Google Scholar

6. Spies, H.-J.: Nitrieren und Nitrocarburieren. HTM J. Heat Treatm. Mat.68 (2013) 2, S. 86–96, 10.3139/105.110182Spies, H.-J.: Nitrieren und Nitrocarburieren. HTM J. Heat Treatm. Mat.68 (2013) 2, S. 86–96, 10.3139/105.110182Suche in Google Scholar

7. Liedtke, D. u. a.: Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen, Teil II Nitrieren und Nitrocarburieren. 5. Aufl., Expert-Verl., Renningen, 2010Liedtke, D. u. a.: Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen, Teil II Nitrieren und Nitrocarburieren. 5. Aufl., Expert-Verl., Renningen, 2010Suche in Google Scholar

8. Mittemeijer, E. J.: Fundamentals of Nitriding and Nitrocarburizing. In: Steel Heat Treating Fundamentals and Processes, Vol. 4A, ASM Handbook, ASM Int., USA, 2013, S. 617–641Mittemeijer, E. J.: Fundamentals of Nitriding and Nitrocarburizing. In: Steel Heat Treating Fundamentals and Processes, Vol. 4A, ASM Handbook, ASM Int., USA, 2013, S. 617–641Suche in Google Scholar

9. Klümper-Westkamp, H.; Hoffmann, F.; Mayr, P.; Pietzsch, S.; Berg, H.-J.; Spies, H.-J.: Kontrolliertes Gasnitrieren und -nitrocarburieren durch Sensoreinsatz. HTM Härterei-Techn. Mitt.52 (1997) 4, S. 193–201Klümper-Westkamp, H.; Hoffmann, F.; Mayr, P.; Pietzsch, S.; Berg, H.-J.; Spies, H.-J.: Kontrolliertes Gasnitrieren und -nitrocarburieren durch Sensoreinsatz. HTM Härterei-Techn. Mitt.52 (1997) 4, S. 193–201Suche in Google Scholar

10. Lehrer, E.: Über das Eisen-Wasserstoff-Ammoniak-Gleichgewicht. Z. f. Elektrochemie36 (1930) 6, S. 383ffLehrer, E.: Über das Eisen-Wasserstoff-Ammoniak-Gleichgewicht. Z. f. Elektrochemie36 (1930) 6, S. 383ffSuche in Google Scholar

11. Rose, E.; Mayr, P.: Analysis of nitrogen-influenced surface near zones of ferrous materials by Glow Discharge Spectroscopy (GDOS). Microchem. Acta97 (1989) 3–4, S. 192–212, 10.1007/bf01242466Rose, E.; Mayr, P.: Analysis of nitrogen-influenced surface near zones of ferrous materials by Glow Discharge Spectroscopy (GDOS). Microchem. Acta97 (1989) 3–4, S. 192–212, 10.1007/bf01242466Suche in Google Scholar

12. Klümper-Westkamp, H.; Hoffmann, F.; Mayr, P.: Nitrierschichtbildung und Kohlenstoffdiffusion in Abhängigkeit von der Nitrierkennzahl. HTM Haerterei-Techn. Mitt.44 (1989) 6, S. 346–354Klümper-Westkamp, H.; Hoffmann, F.; Mayr, P.: Nitrierschichtbildung und Kohlenstoffdiffusion in Abhängigkeit von der Nitrierkennzahl. HTM Haerterei-Techn. Mitt.44 (1989) 6, S. 346–354Suche in Google Scholar

13. Somers, M. A. J.: Development of Compound Layer and Diffusion Zone during Nitriding and Nitrocarburizing of Iron and Steels. Compr. Mater. Process.12 (2014), S. 413–437, 10.1016/b978-0-08-096532-1.01215-2Somers, M. A. J.: Development of Compound Layer and Diffusion Zone during Nitriding and Nitrocarburizing of Iron and Steels. Compr. Mater. Process.12 (2014), S. 413–437, 10.1016/b978-0-08-096532-1.01215-2Suche in Google Scholar

Online erschienen: 2014-12-22
Erschienen im Druck: 2014-08-28

© 2014, Carl Hanser Verlag, München

Artikel in diesem Heft

  1. Veranstaltungen/Events
  2. Veranstaltungen in Zusammenarbeit mit der AWT
  3. HTM-Praxis
  4. HTM-Praxis
  5. Kurzfassungen/Abstracts
  6. Kurzfassungen
  7. Inhalt/Contents
  8. Inhalt
  9. Fachbeiträge/Technical Contributions
  10. Nitrieren von hochfesten, bainitischen Langprodukten*
  11. Einfluss der Behandlungsbedingungen beim Nitrocarburieren auf Härte, Verschleiß- und Korrosionswiderstand der Randschicht nichtrostender Stähle*
  12. EcoForge: Energieeffiziente Prozesskette zur Herstellung von Hochleistungs-Schmiedebauteilen*
  13. Vergleichende Untersuchung von Öl- und Polymerabschreckung hinsichtlich des Verzugs von dünnwandigen Wälzlagerringen*
  14. Analyse eines durch das Co-Spray-Verfahren hergestellten Werkzeuges zur Warmumformung
  15. Sichere Thermoprozessanlagen*
https://doi.org/10.3139/105.110226
Schlagwörter für diesen Artikel
Bainite; nitriding; nitrocarburizing; high strength steel; long product; bright drawn bar

Artikel in diesem Heft

  1. Veranstaltungen/Events
  2. Veranstaltungen in Zusammenarbeit mit der AWT
  3. HTM-Praxis
  4. HTM-Praxis
  5. Kurzfassungen/Abstracts
  6. Kurzfassungen
  7. Inhalt/Contents
  8. Inhalt
  9. Fachbeiträge/Technical Contributions
  10. Nitrieren von hochfesten, bainitischen Langprodukten*
  11. Einfluss der Behandlungsbedingungen beim Nitrocarburieren auf Härte, Verschleiß- und Korrosionswiderstand der Randschicht nichtrostender Stähle*
  12. EcoForge: Energieeffiziente Prozesskette zur Herstellung von Hochleistungs-Schmiedebauteilen*
  13. Vergleichende Untersuchung von Öl- und Polymerabschreckung hinsichtlich des Verzugs von dünnwandigen Wälzlagerringen*
  14. Analyse eines durch das Co-Spray-Verfahren hergestellten Werkzeuges zur Warmumformung
  15. Sichere Thermoprozessanlagen*
Jetzt anmelden und 20% sparen
Institutioneller Zugang
Wie funktioniert Authentifizierung?
Haben Sie eine Idee, wie wir unsere Website verbessern können?
Bitte schreiben Sie uns.
© 2025 De Gruyter Brill
Heruntergeladen am 27.10.2025 von https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.3139/105.110226/pdf?lang=de
Button zum nach oben scrollen