Experiences in Heat Treatment of Heat Resistant Carburizing Bearing Steels
-
O. Beer
Abstract
Rolling element bearings in aeroengine applications undergo high stresses and elevated temperatures. Besides through hardening grades, predominantly the high speed steel M50, often case hardening steels, mostly the high performance carburizing steel M50NiL, are used in critical aircraft engine applications. The advantage of case hardened steels compared to through hardened steels is a relatively high fracture toughness in the core. Furthermore, carburizing steels allow an integrated functional design. Sophisticated heat treatment cycles are necessary to get optimal microstructural properties. This paper presents properties of these steels and experiences in industrial processing, especially in carburizing and hardening.
Kurzfassung
Wälzlagerkomponenten in Lagern von Flugtriebwerken sind im Betrieb hohen mechanischen Belastungen und hohen Temperaturen ausgesetzt. Als Werkstoffe für diese Anwendungen werden neben durchhärtenden warmfesten Stählen, vorrangig der Schnellarbeitsstahl M50, häufig Einsatzstähle, hauptsächlich der Hochleistungs-Einsatzstahl M50NiL, verwendet. Einsatzstähle weisen im Vergleich zu durchhärtenden Stählen eine deutlich höhere Funktionssicherheit durch hohe Risszähigkeit im Kern auf und erlauben die konstruktive Integration mehrerer Funktionen in einem Teil. Die Wärmebehandlung derartiger Stähle, vor allem das Aufkohlen, ist wegen des hohen Gehaltes an Legierungselementen aufwendig. Im Folgenden wird über die Wärmebehandlung solcher Stähle in der industriellen Produktion berichtet. Es werden die wesentlichen Eigenschaften dieser Materialien beschrieben und Erfahrungen bei der Anwendung der Verfahren Gasaufkohlen, Niederdruckaufkohlen und Vakuumhärten dargestellt.
Literatur
1. Boehmer, H. J.; Ebert, F. J.; Trojahn, W.: M50NiL Bearing Material – Heat Treatment, Material Properties and Performance Comparison with M50 and RBD. Proc. 48th STLE Ann. Meeting, 29.04–02.05.91, Montreal, CA, 1991, 91-AM-3G-1Search in Google Scholar
2. Liedtke, D. u. a.: Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen I. expert, Renningen, 2007Search in Google Scholar
3. Liedtke, D.: Einsatzhärten. Merkblatt 452, Wirtschaftsvereinigung Stahl (Eds.), Stahl-Eisen-Informations-Zentrum, Düsseldorf, 2008Search in Google Scholar
4. Gräfen, W.; Berg, H. J.; Seehafer, K.; Zosel, J.: Sensor für die Regelung der Kohlenstoffübertragung bei der Niederdruckaufkohlung. J. Heat Treatm. Mat. 68 (2013) 2, pp. 69–76, 10.3139/105.110181Search in Google Scholar
5. AWT FA 5 (Eds.): Die Prozessregelung beim Gasaufkohlen und Einsatzhärten. AWT Expert Committee 5, expert, Renningen, 1997Search in Google Scholar
6. Berns, H.: Die Bedeutung der t10/7-Zeit für die Wärmebehandlung hochlegierter Stähle. J. Heat Treatm. Mat. 65 (2010) 4, pp. 182–188, 10.3139/105.110064Search in Google Scholar
7. Beer, O.: Structural Changes Induced by Rolling Contact Fatigue – Results from Rig Testing and Field Experience. J. Heat Treatm. Mat. 72 (2017) 4, pp. 205–214, 10.3139/105.110314Search in Google Scholar
8. Beer, O.; Fella, J.: Untersuchung struktureller Veränderungen durch Überrollbeanspruchung mittels röntgenografischer Methoden. J. Heat Treatm. Mat70 (2015) 3, pp. 142–149, 10.3139/105.110260Search in Google Scholar
9. Baron, H.-U.; Behnken, H.; Eigenmann, J.; Gibmeier, B.; Hirsch, T.; Pfeiffer, W.: Röntgenografische Ermittlung von Spannungen – Ermittlung homogener Spannungszustände in kristallinen, makroskopischen isotropen Werkstoffen. AWT-FA 13, AWT e. V., Bremen, 2000Search in Google Scholar
10. Burrier, H. I.; Tomasello, C. M.; Balliet, S. A.; Maloney, J. L.; Milam, D. L.; Ogden, W. P.: Development of CSS-42L, a High Performance Carburizing Stainless Steel for High Temperature Aerospace Applications. Bearing Steels: Into the 21st Century, ASTM STP 1327, 1998Search in Google Scholar
© 2018, Carl Hanser Verlag, München
Articles in the same Issue
- Fachbeiträge/Technical Contributions
- AWT Info / HTM
- HTM-Praxis
- HTM-Praxis
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- Kurzfassungen/Abstracts
- Kurzfassungen
- Fachbeiträge/Technical Contributions
- High-Throughput Exploration of Evolutionary Structural Materials
- Three-Dimensional Data Storage in the Subsurface Region and Fast Read-Out Technologies for Determining the Mechanical Load History of Components
- Experiences in Heat Treatment of Heat Resistant Carburizing Bearing Steels
- Influence of Chromium, Zirconium and Silicon on the Wear Resistance of Titanium Aluminum Nitride (TiAlN) Multilayer Films
Articles in the same Issue
- Fachbeiträge/Technical Contributions
- AWT Info / HTM
- HTM-Praxis
- HTM-Praxis
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- Kurzfassungen/Abstracts
- Kurzfassungen
- Fachbeiträge/Technical Contributions
- High-Throughput Exploration of Evolutionary Structural Materials
- Three-Dimensional Data Storage in the Subsurface Region and Fast Read-Out Technologies for Determining the Mechanical Load History of Components
- Experiences in Heat Treatment of Heat Resistant Carburizing Bearing Steels
- Influence of Chromium, Zirconium and Silicon on the Wear Resistance of Titanium Aluminum Nitride (TiAlN) Multilayer Films
