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Einfluss der Desoxidations- und Gießtechnik auf die mechanischen Eigenschaften von gehärtetem Cr-Ni-Mo-Stahl der Stufe I

Exklusiv
GIESSEREI PRAXIS 11-12/2020
Forschung
Nichteisenwerkstoffe

Cr-Ni-Mo-Stahl wird entweder mit einem hohen Schwefel- oder einem hohen Sauerstoffgehalt geschmolzen, um die Stickstoffaufnahme zu kontrollieren, um Stahlguss mit hoher Festigkeit (>1380 MPa) und hoher Härte (51−55 HRC) herzustellen. Zur Desoxidation werden Zirkonium- oder Aluminiumzusätze verwendet. Die Zugabe von Zirkonium (0,02 Gew.-%) mit ZrN-Bildung erwies sich als problematisch für Kerbschlagzähigkeit und Duktilität. Eine sauerstoffreiche Schmelzpraxis mit dem Zusatz von 0,02 Gew.-% Aluminium war erfolgreich bei der Einstellung eines niedrigen Stickstoffgehalts und der besten Gesamtreinheit und -eigenschaften. Die durchschnittlichen Eigenschaften waren : eine Streckgrenze von 1420 MPa, eine Zugfestigkeit von 1806 MPa, eine Bruchdehnung von 9 % und eine Verbesserung der Kerbschlagzähigkeit (23J) um 35 % gegenüber dem zirkoniumbehandelten Stahl (15J) bei -40 °C. Es wurde beobachtet, dass die Duktilität durch Porosität und eutektische MnS-Einschlüsse vom Typ II in einer schwefelarmen Schmelze begrenzt wurde.

Effect of Deoxidation and Pouring Practice on the
Mechanical Properties of Stage-I Tempered Cr-Ni-Mo Steel

Cr-Ni-Mo steel was melted using either a high sulfur or a high oxygen practice to control nitrogen pick-up aiming to produce cast steel with high strength (>1380 MPa) and high hardness (51−55 HRC). Zirconium or aluminum additions were used for deoxidation. Addition of zirconium (0,02 wt. %) with ZrN formation was found to be problematic to notch toughness and tensile ductility. A high oxygen melt practice with the addition of 0,02 wt. % aluminum was successful in producing a low nitrogen content and the best overall cleanliness and properties. Average properties were : a yield strength of 1420 MPa, an ultimate tensile strength of 1806 MPa, an elongation to failure of 9 % and 35 % improvement in notch toughness (23J) versus the zirconium treated steel (15 J) at
-40 °C. Tensile ductility was observed to be limited by porosity and Type II eutectic MnS inclusions in one low sulfur heat.

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