DE2937908A1

DE2937908A1 - Te-s-automatenstahl mit niedriger anisotropie und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2937908A1
Application number: DE19792937908
Authority: DE
Inventors: Shozo Abeyama; Tetsuo Kato; Sadayuki Nakamura; Norioki Uehara
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1978-09-20
Filing date: 1979-09-19
Publication date: 1980-04-03
Also published as: FR2436825A1; FR2436825B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Automatenstahl, der enthält C bis zu 0,6%, Si bis zu 2,5%, Mn bis zu 2,0%, S bis zu 0,4% und Te bis zu 0,10%, wobei das Verhältnis %Te/%S mindestens 0,01, bevorzugt 0,04 oder mehr, beträgt, und als Rest im wesentlichen Eisen. Der Stahl besitzt eine verminderte Anisotropie in seinen mechanischen Eigenschaften und eine gute Verformbarkeit beim Kaltschmieden.

Der Automatenstahl wird bevorzugt hergestellt, indem man geschmolzenen Stahl, der eingestellte Mengen an Legierungselementen, ausgenommen Te, enthält, durch Einleiten eines nicht-oxidierenden Gases in ihn bewegt bzw. rührt, so daß nicht-metallische Einschlüsse mit großer Größe nach oben flotieren und sich abscheiden, und anschließend wird der Stahl nach der Zugabe der vorbestimmten Menge an Te kontinuierlich gegossen.

Die Erfindung betrifft einen neuen Automatenstahl mit verringerter Anisotropie in seinen mechanischen Eigenschaften und guter Verformbarkeit beim Kaltschmieden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Automatenstahls durch kontinuierliches Gießen.

Die Erfindung kann mit verschiedenen Stahlsorten, wie unlegiertem Maschinenbaustahl, Manganstahl, Chromstahl, Molybdänstahl, Chrom-Molybdän-Stahl, Nickel-Chrom-Stahl, Nickel-Chrom-Molybdän-Stahl, Mangan-Chrom-Stahl und Nickel-Molybdän-Stahl, durchgeführt werden.

Schwefel wurde in der Vergangenheit als Element verwendet, um die Bearbeitbarkeit bzw. Verarbeitbarkeit von Stahl zu verbessern. Schwefel enthaltende Automatenstähle, die im folgenden als "S-Automatenstähle" bezeichnet werden, besitzen den Nachteil, daß sie im Vergleich mit Stählen mit Grundzusammensetzungen eine erhöhte Anisotropie in den mechanischen Eigenschaften und eine schlechtere Verformbarkeit beim Kaltschmieden besitzen. Man hat festgestellt, daß dies durch Dehnung der Sulfide, die von dem Schwefel gebildet werden, durch Walzen des Stahls hervorgerufen wird.

Man hat nach Wegen gesucht, die Dehnung der Sulfide während des Walzens zu vermeiden, und als eine der Lösungen hat man vorgeschlagen, eine bestimmte Menge an Ti oder Zr zu dem Stahl zuzugeben. Es wurde jedoch gefunden, daß die Zugabe dieser Elemente zu S-Automatenstahl unerwünschte Ergebnisse bringt, nämlich eine erhöhte Härte der Sulfide, wodurch die Maschinenverarbeitbarkeit beeinflußt wird, und eine verschlechterte Reinheit, bedingt durch die Bildung von Carbiden, Nitriden und Oxiden.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Automatenstahl zur Verfügung zu stellen, der eine verringerte Anisotropie in den mechanischen Eigenschaften aufweist, indem eine Dehnung der Sulfide während des Walzens vermieden wird, wobei bei dem Stahl gleichzeitig die gute Verarbeitbarkeit des bekannten S-Automatenstahls beibehalten wird.

Erfindungsgemäß soll ein Automatenstahl mit guter Verformbarkeit beim Kaltschmieden erzeugt werden.

Erfindungsgemäß soll weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des oben beschriebenen Automatenstahls zur Verfügung gestellt werden.

Die Anmelderin hat gefunden, daß, wenn Te zu einem S-Automatenstahl in einer Menge zugegeben wird, daß das Verhältnis %Te/%S mindestens 0,01, bevorzugt 0,04 oder mehr, beträgt, die Dehnung der Sulfide merklich unterdrückt wird und daher die Anisotropie in den mechanischen Eigenschaften abnimmt. Weiterhin zeigt der Stahl eine gute Verformbarkeit beim Kaltschmieden, während die Verarbeitbarkeit des Stahls gleich oder manchmal besser ist als die des bekannten S-Automatenstahls.

Die beigefügten Zeichnungen erläutern die Erfindung.

Fig. 1 zeigt den Einfluß des Verhältnisses %Te/%S auf die Form der Sulfidteilchen beim Gießen,

Fig. 2A, 2B, 2C und 2D sind mikroskopische Photographien, die die Verteilung der Sulfide zeigen,

Fig. 3 zeigt den Einfluß des Verhältnisses %Te/%S auf die Anisotropie in der Dauerschwingfestigkeit,

Fig. 4 zeigt den Einfluß des Dehnungsgrades (Längenverhältnis) der Sulfide bei der Anisotropie anhand der Dauerfestigkeit

Fig. 5 zeigt den Einfluß des Verhältnisses %Te/%S auf die Form der Sulfidteilchen beim kontinuierlichen Gießen.

Der erfindungsgemäße Automatenstahl enthält grundsätzlich C bis zu 0,6%, Si bis zu 2,5%, Mn bis zu 2,0%, S bis zu 0,40%, Te bis zu 0,10%, wobei das Verhältnis %Te/%S mindestens 0,01 beträgt, und als Rest im wesentlichen Fe.

Bevorzugter Stahl enthält S 0,04 bis 0,4%, Te 0,003 bis 0,30% und das Verhältnis %Te/%S beträgt 0,04 oder mehr. Der Stahl mit dieser gewählten Zusammensetzung zeigt die gewünschten Eigenschaften, unabhängig von seinem Herstellungsverfahren.

Die Rollen der oben aufgeführten Legierungselemente und die Bedeutung der Zusammensetzung sind wie folgt: C bis zu 0,6%.

Kohlenstoff ist wesentlich, damit der Stahl die Festigkeit erhält. Ein zu hoher Gehalt über 0,6% beeinflußt die Zähigkeit, die eine wichtige Eigenschaft eines Baumaterials ist.

Si: bis zu 2,5%, bevorzugt bis zu 0,5%.

Silicium wird als Deoxidationselement zu Stählen gegeben. Es verhindert das Auftreten von Oberflächenfehlern von gegossenem Stahl, verstärkt die Ferritphase und erhöht die Temperbeständigkeit. Da eine überschüssige Menge an Si die Plastizität verschlechtert, sollte die Menge auf 2,5%, bevorzugt auf 0,5%, begrenzt sein.

Mn: bis zu 2,0%.

Mangan verbessert die Härtungseigenschaften, erhöht die Festigkeit und bildet weiter Sulfide MnS, wodurch die Reißbrüchigkeit angehalten wird. Wenn es jedoch in zu großer Menge vorhanden ist, wird es die Verarbeitbarkeit verschlechtern, und so wird es in einer Menge bis zu 2,0% verwendet.

S: bis zu 0,4%, bevorzugt 0,04 bis 0,4%.

Wie zuvor angegeben, verbessert Schwefel die Verarbeitbarkeit des Stahls und es ist erforderlich, daß er normalerweise in einer Menge von 0,04% oder mehr enthalten ist, so daß man eine ausreichend verbesserte Verarbeitbarkeit erhält. Im Hinblick auf die verschlechterte Verformbarkeit beim Kaltschmieden bei einem zu großen Gehalt wird die obere Grenze auf 0,4% festgelegt.

Te: bis zu 0,1%, bevorzugt 0,003 bis 0,03%.

In einem Stahl, der S bis zu 0,4% enthält, ist es erforderlich, daß Te in einer Menge von mindestens 0,003% zugegeben wird, um eine Dehnung der Sulfide, wie MnS, wirksam zu verhindern. Die Anwesenheit von Te in dieser Menge ergibt eine erniedrigte Anisotropie in der mechanischen Festigkeit und verbesserte Verarbeitbarkeit. Jedoch verschlechtert Te wie S in einem zu hohen Gehalt die Verarbeitbarkeit, die Erniedrigung der Anisotropie in den mechanischen Eigenschaften ist nicht so groß wie erwartet. Daher wird die obere Grenze auf 0,10%, bevorzugt 0,03%, und mehr bevorzugt 0,025%, festgesetzt.

%Te/%S: mindestens 0,01, bevorzugt 0,04 oder mehr.

Damit eine Dehnung der Sulfide vermieden wird, sollte das Verhältnis von %Te/%S 0,01 oder mehr selbst im Fall des kontinuierlichen Gießens sein, welches das bevorzugte Gießverfahren ist, und 0,04 oder mehr im Falle eines Blockgießens.

Da Te ein relativ teures Material ist, ist es bevorzugt, es in einer Menge zu verwenden, die so gering wie möglich ist, im Hinblick auf die Kosten. Eine Erhöhung der Wirkung, die man durch eine Erhöhung des Te-Gehalts erreicht, ist so klein bei einem Verhältnis %Te/%S größer als 0,04, daß es ratsam ist, Te in einer Menge eines nicht so hohen Verhältnisses %Te/%S zu verwenden.

Zu der oben aufgeführten Grundzusammensetzung können gegebenenfalls die folgenden Legierungselemente zugegeben werden:

Cu: bis zu 2,0%.

Kupfer verbessert die Wetterbeständigkeit und die Aushärtung. Ein Gehalt über 2,0% verursacht eine Heißbrüchigkeit, die bei der heißen Bearbeitung schädlich ist.

Ni: bis zu 5,0%.

Nickel verbessert die Härtbarkeit und erleichtert die Wärmebehandlung von Material in großen Stücken und verhindert eine Niedrigtemperaturversprödung. Bei einem Gehalt über 5,0% nimmt der Ms-Punkt stark ab und ein ausreichendes Härten wird schwierig.

Cr: bis zu 5,0%.

Die Zugabe von Chrom erfolgt, um die Härtbarkeit, die Temperbeständigkeit und die sekundäre Härtbarkeit zu verbessern. Der Ms-Punkt wird extrem in Anwesenheit einer großen Menge an Cr erniedrigt und es ist schwierig, ausreichend zu härten. Die Grenze beträgt 5,0%.

Mo: bis zu 3,0%.

Die Zugabe von Molybdän ergibt eine verbesserte Härtbarkeit. Zur Vermeidung einer wesentlichen Verringerung der Plastizität des Stahls sollte der Gehalt 3,0% oder weniger betragen.

Al: bis zu 2,0%.

Aluminium ist als starkes Deoxidationsmittel wirksam und es wird weiterhin zugegeben, um eine Grobkornbildung zu verhindern und um die Nitriereigenschaften zu verbessern.

Wird andererseits zuviel zugegeben, verschlechtert sich die Verarbeitbarkeit und die Fluidität des geschmolzenen Stahls. Daher sind bis zu 2,0% geeignet.

W: bis zu 3,0%.

Die Härtbarkeit, die Temperbeständigkeit und die sekundäre Härtbarkeit werden durch Anwesenheit von Wolfram verbessert. Damit die Plastizität des Stahls erhalten bleibt, sollte der Gehalt an W nicht über 3,0% liegen.

V: bis zu 2,0%.

Der Zweck der Vanadiumzugabe besteht darin, die sekundäre Härtbarkeit zu verbessern und die Körner feiner zu machen. Hinsichtlich der verringerten Plastizität und der Härtbarkeit bei höherem Gehalt sollte V in einer Menge bis zu 2,0% zugegeben werden.

Co: bis zu 5,0%.

Die Anwesenheit von Kobalt bringt eine verbesserte Zähigkeit, Abnutzungsbeständigkeit und Hochtemperaturhärte. Ein Gehalt von 0,5% oder weniger ergibt die obige Verbesserung, ohne daß die Härtbarkeit verschlechtert wird.

Nb: bis zu 0,5%, Ti: bis zu 0,5%, Ta: bis zu 0,5% und Zr: bis zu 0,5%.

Diese Elemente sind nützlich, um feine Körner zu erzeugen. Mehr als 0,5% von ihnen ergeben jedoch keine Wirkung, sondern ungelöstes Material, das in dem Stahl bleibt und unerwünschte Ergebnisse hervorruft.

B: bis zu 0,010%.

Bor stärkt die Härtbarkeit. Zur Vermeidung einer Versprödung und Verringerung der Heißbearbeitbarkeit muß der Gehalt 0,010% oder weniger betragen.

Pb: bis zu 0,4%, Bi: bis zu 0,4%, Se: bis zu 0,4% und Ca: bis zu 0,010%.

Diese Elemente sind wirksam, um die Verarbeitbarkeit zu verbessern. Die oben angegebenen oberen Grenzen sind so eingestellt, daß die Festigkeit und Heißverarbeitbarkeit des Stahls hoch sind.

In dem erfindungsgemäßen Automatenstahl liegt der Sauerstoffgehalt bevorzugt nicht über 0,0030%.

Sauerstoff verbindet sich mit Al, Si oder Mn unter Bildung ihrer Oxide und ein Teil der Oxide verbleibt in dem Stahl. Solche verbleibenden Oxide verschlechtern die Stahlqualität und daher ist es in einigen Fällen, wo bessere Qualität gefordert wird, bevorzugt, den Sauerstoffgehalt, wie durch Entgasen, zu verringern.

Die Erfindung betrifft weiterhin, wie erwähnt, ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von Blöcken aus dem Stahl mit der obigen Zusammensetzung.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Einstellung des Schwefelgehalts in dem geschmolzenen Stahl in einem Ofen oder einer Pfanne auf den vorbestimmten Wert Te in der erforderlichen Menge zugibt und gegebenenfalls eine bestimmte Menge an Pb, Bi und/oder Ca in die Pfanne oder die Gießpfanne zugibt, so daß die obigen Elemente einheitlich in dem geschmolzenen Stahl dispergieren. Es ist bevorzugt, ein nicht-oxidierendes Gas in den geschmolzenen Stahl einzuleiten, um ihn zu bewegen, so daß Teilchen mit großer Größe von nicht-metallischen Einschlüssen herausflotieren und sich abtrennen. Die oben erwähnte Zugabe der vorbestimmten Menge an Te und gegebenenfalls von Pb, Bi und/oder Ca kann während des Rührens bzw. Bewegens erfolgen. Dies bewirkt eine einheitlichere Verteilung der Elemente in dem Stahl.

Der so hergestellte geschmolzene Stahl wird dann in einen Block gegossen, indem man bevorzugt kontinuierlich gießt. Im allgemeinen wird das kontinuierliche Gießen durchgeführt, um die Reihen an Stählen zu erhöhen, wegen der höheren Produktivität und Einheitlichkeit in der Qualität des gegossenen Produkts. Was S-Automatenstahl betrifft, besteht die Schwierigkeit, daß oft innerhalb von Ecken der gegossenen Blöcke Risse entstehen, wodurch die Qualität der Produkte verschlechtert wird. Außerdem besitzen Tafeln und Barren bzw. Stränge, die durch kontinuierliches Gießen hergestellt werden, eine ungenügende Festigkeit, da sie ein niedriges Gesamtschmiedeverhältnis empfangen, verglichen mit solchen, die nach üblichen Blockgußverfahren hergestellt werden. Wenn ein solches Stahlprodukt bei einer Anwendung verwendet wird, wo eine höhere Festigkeit erforderlich ist, sollte das Produkt ausreichend geschmiedet werden, so daß primäre Kristalle, die man beim Gießen erzeugt, zerstört werden. Dementsprechend müssen Tafeln und Stränge, die durch kontinuierliches Gießen erzeugt werden, ausreichend geschmiedet werden und als Folge werden, obgleich die Dehnung der Sulfide während des Walzens bei Tafeln und Strängen, die durch kontinuierliches Gießen erzeugt wurden, schwächer ist als bei solchen, die durch Blockgießen erzeugt wurden, die Sulfide so stark gedehnt, daß die Anisotropie des Stahls zunimmt und die Verarbeitbarkeit verschlechtert wird. Zur Verbesserung der Eigenschaften von Tafeln und Strängen, die durch kontinuierliches Gießen hergestellt wurden, ist es erforderlich, die Eigenschaften der Sulfide in den beim kontinuierlichen Gießen erhaltenen Blöcken zu verbessern.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß der Stahl, der durch kontinuierliches Gießen hergestellt wird, nicht unter den oben erwähnten inneren Rissen und der Dehnung der Sulfide während des Schmiedens leidet, wenn er Te in der erfindungsgemäßen Menge enthält, so daß ein Verhältnis von %Te/%S von mindestens 0,01 erhalten wird. Dies ergibt eine verringerte Anisotropie bei der Festigkeit, eine gute Verformbarkeit beim kalten Verschmieden und eine verbesserte Verarbeitbarkeit.

Das kontinuierliche Gießen ist somit ein geeignetes Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Automatenstahls.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1 (Blockgießen)

Stähle mit der in der Tabelle I aufgeführten Zusammensetzung werden hergestellt, indem man den Gehalt an Legierungselementen, ausgenommen Te, Bi und Ca, in den geschmolzenen Stählen in einem Bogenofen einstellt, wobei die geschmolzenen Stähle dann in eine Pfanne gegossen werden.

Die geschmolzenen Stähle werden gerührt, indem man Argongas durch einen porösen Stopfen am Boden der Pfanne einleitet. Te wird in verschiedenen Mengen entsprechend den Gehalten von S zugegeben, so daß ein Verhältnis %Te/%S von mindestens 0,04 erhalten wird. Dann werden bestimmte Mengen an Pb, Bi und Ca zu einigen Ansätzen zugegeben. Gegebenenfalls können Te, Bi, Pb und Ca zu dem Strom aus geschmolzenem Stahl während seinem Gießen in die Pfanne zugegeben werden.

Die geschmolzenen Stähle werden zu 1,3-t-Blöcken durch Untergießen gegossen. Te, Pb und Bi können zu dem Strom aus geschmolzenem Stahl, der gegossen wird, zugegeben werden.

Die Blöcke werden dann bei einer Endwalztemperatur von 950°C oder höher gewalzt, um ein Schmiedeverhältnis von etwa 12 oder höher einzustellen.

Proben für die verschiedenen Tests werden aus den so erhaltenen Stahlprodukten entnommen.

1) Form der Sulfide:

Die Sulfideinschlüsse im Stahl werden geprüft, indem man die Länge (L) und Breite (W) von 200 Teilchen Sulfiden in einem bestimmten Feld des Mikroskops mißt. Die durchschnittlichen L/W- oder Längenverhältnisse sind in Tabelle I aufgeführt.

Aus Figur I folgt, daß die %Te/%S-Verhältnisse größer als 0,04 Längenverhältnisse von Sulfidteilchen von 5 oder weniger ergeben.

Mikroskopische Photographien werden zur Aufzeichnung der Form der Sulfidteilchen von einigen der obigen Proben nach dem Heißwalzen (Schmiedeverhältnis: etwa 12) aufgenommen und sind in den Figuren 2A, 2B, 2C und 2D dargestellt.

Die Proben sind aus:

Figur Stahlbezeichnung Versuch Nr.

___________________________________________________

2A SMn 21 9

2B SMn 21 12*

2C SCM 22 25

2D SCM 22 28*

Die Photographien zeigen, daß die Sulfide in dem erfindungsgemäßen Stahl in Form von Spindeln vorliegen, während sie in den bekannten Stählen stark verlängert in Walzrichtung vorliegen.

In den folgenden Tabellen bedeutet die Abkürzung "L/W" das "Lang/Kurz"- bzw. "Längenverhältnis" der Sulfidteilchen.

Versuche mit einem Sternchen sind Vergleichsbeispiele.

Die Zahl von JIS, die die Zusammensetzung der Stähle in den Tabellen definiert, wird im folgenden aufgeführt:

Stahlbezeichnung JIS-Nummer

__________________________________________

S10C, S55C G 4051

SMn21, SMnC3 G 4106

SCr4 G 4104

SNCl, SNC2 G 4102

SNCM25 G 4103

SCM22, SCM23 G 4105

Tabelle I

2) Anisotropie in den mechanischen Eigenschaften:

Die Proben werden Versuchen für die Zugfestigkeit nach dem Härtungstempern, dem Ziehen, dem Charpy-Schlagwert und der Ermüdungsfestigkeit bei dem Rotationsbiegen unterworfen. (Proben aus S10C-Stahl werden nur den beiden ersteren Tests unterworfen).

Die Ergebnisse sind in Tabelle II aufgeführt.

Aus der Tabelle folgt, daß die erfindungsgemäßen Stähle bessere Ergebnisse beim Ziehen in der Richtung rechtwinklig zur Walzrichtung, Charpywerte und Rotationsbiegefestigkeitswerte vom 1,9- bis 4,5-fachen, 2,7- bis 3,7-fachen und 1,4- bis 1,7-fachen, verglichen mit den Eigenschaften der bekannten S-Automatenstähle.

Die Anisotropie in der Festigkeit (B/A-Werte in der Tabelle) ist wesentlich verbessert. Hinsichtlich der Beziehung zwischen der Anisotropie in der Rotationsbiegeermüdungsfestigkeit und %Te/%S zeigt Figur 3, im Falle, wenn %Te/%S 0,04 oder mehr beträgt, daß die Anisotropie (B/A) etwa 0,9 erreicht; dieser Wert bedeutet eine sehr kleine Anisotropie. Hinsichtlich der Beziehung zwischen der Anisotropie in der Rotationsbiegeermüdungsfestigkeit und den L/W-Verhältnissen der Sulfidteilchen zeigt Figur 4, daß die Anisotropie zunimmt, wenn das L/W-Verhältnis 10 übersteigt. Aus diesen Tatsachen kann man schließen, daß der erfindungsgemäße Automatenstahl ein %Te/%S von 0,04 oder mehr besitzen sollte, so daß das L/W-Verhältnis der Sulfidteilchen 10 oder weniger beträgt.

Tabelle II

3) Verarbeitbarkeit:

Zur Bewertung der Verarbeitbarkeit der Proben werden diese normal geglüht und Rohr- und Blankdrehtests unter den in Tabelle III aufgeführten Testbedingungen unterworfen.

Tabelle III

Hochgeschwindigkeits-Werkzeug-Haltbarkeitstest mit HSS-Mineralbohrer

Bohrer: SKH 9 (AISI M2) konischer Schaftbohrer

Übertragung: 0,42 mm/rev.

Lochtiefe: 40 mm (Blindloch)

Bohrgeschwindigkeit: 30 mm/min

Schneidöl: keines

Bestimmung der Haltbarkeit: akkumulierte Tiefe des Loches, bis der Bohrer nicht länger schneidet.

Werkzeug-Haltbarkeitstest mit einem Carbidwerkzeug

Werkzeug: P10 (AISI C7), (-5, -5, 5, 5, 30,0, 0, 4: JIS B 4011)

Übertragung: 0,20 mm/rev.

Tiefe des Schneidens: 2,0 mm

Schneidgeschwindigkeit: 200 mm/min

Schneidöl: keines

Bestimmung der Haltbarkeit: Zeitdauer, bis der Abrieb der Kerbe 0,2 mm erreicht.

Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle IV aufgeführt. Wie aus der Tabelle folgt, besitzt der erfindungsgemäße Automatenstahl eine bessere Verarbeitbarkeit als der bekannte S-Automatenstahl.

Stähle, die ein oder mehrere Metalle, wie P, Pb oder Bi, zusätzlich zu Te und S enthalten, ergeben sehr lange Bohrerhaltbarkeiten.

4) Verformbarkeit durch Kaltschmieden:

Zur Bestimmung der Verformbarkeit durch Kaltschmieden der Proben werden Druck- bzw. Verdichtungstests (Teststück: Durchmesser 8 x 15,5 mm, das in der Richtung parallel zur Walzrichtung verdichtet ist) unterworfen, um die kritische Spannung (1n Ho/H) zum Zeitpunkt der Rißbildung zu bestimmen. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle IV aufgeführt.

Aus der Tabelle folgt, daß die kritische Spannung der erfindungsgemäßen Stähle um 18 bis 43% höher ist als die der bekannten S-Automatenstähle. Dies bedeutet, daß die erfindungsgemäßen Stähle eine bessere Verformbarkeit in der Kälte aufweisen.

Tabelle IV

Beispiel 2 (Kontinuierliches Gießen)

Die geschmolzenen Stähle mit den in Tabelle V aufgeführten Zusammensetzungen werden nach dem gleichen Verfahren, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt, ausgenommen, daß einige Ansätze für den extrem niedrigen Sauerstoffgehalt (nicht über 300 ppm) durch das RH-Entgasen entgast werden, wenn sie in eine Pfanne gegossen werden.

Die geschmolzenen Stähle werden dann in eine Gießpfanne gegossen und kontinuierlich durch eine Form xon 230 x 320 mm mit einer Ziehgeschwindigkeit von 0,8 m/min gegossen.

Te, Pb, Bi und Ca können zu dem Strom aus geschmolzenem Stahl während des Gießens in die Gießpfanne gegeben werden oder alternativ, während der geschmolzene Stahl durch Einblasen von Argongas bewegt wird, durch einen porösen Stopfen am Boden der Gießpfanne.

Die gegossenen Stähle werden bei einer Endwalztemperatur von 950°C oder darüber mit einem Schmiedeverhältnis von 20 oder höher heiß gewalzt.

Proben für die verschiedenen Tests werden aus den so erhaltenen gewalzten Stählen entnommen.

Tabelle V

Die Prüfung der inneren Risse erfolgte mit den gegossenen Stählen. Die Form der Sulfidteilchen und die Anisotropie der mechanischen Eigenschaften der Proben wird nach dem gleichen Verfahren, wie es im Beispiel 1 verwendet wurde, bestimmt.

Die Ergebnisse sind in Tabelle VI aufgeführt.

1) Innere Risse:

Die Oberflächen der oberen und unteren Teile der gegossenen Stähle werden einem Abriebsendbearbeiten unterworfen und dann wird beobachtet, ob die Oberfläche Risse aufweist.

Aus Tabelle VI folgt eindeutig, daß alle erfindungsgemäßen Stähle, worin die %Te/%S-Verhältnisse nicht unter 0,01 sind, keine inneren Risse aufweisen.

2) Form der Sulfidteilchen:

Entsprechend Tabelle VI ist das L/W-Verhältnis der Sulfidteilchen in den erfindungsgemäßen Stählen, worin %Te/%S nicht unter 0,01 ist, 5 oder weniger. Die Teilchen können als im wesentlichen kugelförmig angesehen werden.

Figur 5 zeigt, daß ein Verhältnis %Te/%S von 0,01 oder höher einen ausreichend kleinen L/W-Wert gibt beim kontinuierlichen Gießen.

3) Anisotropie in den mechanischen Eigenschaften:

Die Werte der Tabelle VI zeigen, daß der erfindungsgemäße Stahl eine 1,3- bis 4-fach höhere Ziehgeschwindigkeit in der Richtung rechteckig zu der Walzrichtung aufweist als die bekannten S-Automatenstähle.

Es wurde weiterhin gefunden, daß die Anisotropie in der Zugfestigkeit (B/A) wesentlich verbessert ist.

Tabelle VI

4) Verarbeitbarkeit:

Bohr- und Drehtests werden mit den Proben durchgeführt, wobei die Versuchsbedingungen gleich sind wie bei Tabelle III.

Die Ergebnisse sind in Tabelle VII aufgeführt. Die erfindungsgemäßen Stähle zeigen eine sehr gute Verarbeitbarkeit, verglichen mit den bekannten Stählen für Bauverwendungen. Es ist bemerkenswert, daß die Bohrerhaltbarkeiten bei Stahl, der Pb, Bi oder Se zusätzlich zu S und Te enthält, besonders lang sind und daß die Haltbarkeiten der Carbidwerkzeuge der Stähle, die Ca enthalten, ebenfalls sehr lang sind.

Tabelle VII

Claims

1. Ein Te-S-Automatenstahl mit niedriger Anisotropie in den mechanischen Eigenschaften und guter Verformbarkeit beim Kaltschmieden, dadurch gekennzeichnet, daß er enthält:

C bis zu 0,6%,

Si bis zu 2,5%,

Mn bis zu 2,0%,

S bis zu 0,40% und

Te bis zu 0,10%,

wobei das Verhältnis %Te/%S mindestens 0,01 beträgt, und als Rest im wesentlichen Fe.

2. Automatenstahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er enthält:

C bis zu 0,6%,

Si bis zu 0,5%,

Mn bis zu 2,0%,

S 0,04 bis 0,40% und

Te 0,003 bis 0,030%,

wobei das Verhältnis %Te/%S mindestens 0,04 beträgt, und als Rest im wesentlichen Fe.

3. Automatenstahl nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er weiter ein oder mehrere Legierungselemente, ausgewählt aus der Gruppe

Cu bis zu 5,0%,

Mo bis zu 3,0%,

Al bis zu 2,0%,

W bis zu 3,0%,

V bis zu 2,0%,

Co bis zu 5,0%,

Nb bis zu 0,5%,

Ti bis zu 0,5%,

Ta bis zu 0,5%,

Zr bis zu 0,5% und

B bis zu 0,01%,

enthält.

4. Automatenstahl nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er weiter ein oder mehrere Legierungselemente enthält, ausgewählt aus der Gruppe

P 0,04 bis 0,25%,

Pb bis zu 0,4%,

Bi bis zu 0,4%,

Se bis zu 0,4% und

Ca bis zu 0,010%.

5. Automatenstahl nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er weiter ein oder mehrere Legierungselemente enthält, ausgewählt aus der Gruppe

Cu bis zu 5,0%,

Mo bis zu 3,0%,

Al bis zu 2,0%,

W bis zu 3,0%,

V bis zu 2,0%,

Co bis zu 5,0%,

Nb bis zu 0,5%,

Ti bis zu 0,5%,

Ta bis zu 0,5%,

Zr bis zu 0,5% und

B bis zu 0,01%,

und aus der Gruppe

P 0,04 bis 0,25%,

Pb bis zu 0,4%,

Bi bis zu 0,4%,

Se bis zu 0,4% und

Ca bis zu 0,010%.

6. Automatenstahl nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgehalt des Stahls nicht höher als 0,0030% ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Automatenstahls mit niedriger Anisotropie in seinen mechanischen Eigenschaften und guter Verformbarkeit beim Kaltschmieden, der enthält:

C bis zu 0,6%,

Si bis zu 2,5%,

Mn bis zu 2,0%,

S bis zu 0,4% und

Te bis zu 0,1%,

worin das %Te/%S-Verhältnis 0,01 oder mehr beträgt, und gegebenenfalls eines oder mehrere der Metalle

Pb bis zu 0,4%,

Bi bis zu 0,4% und

Ca bis zu 0,01%

und als Rest im wesentlichen Eisen, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem Ofen einen geschmolzenen Stahl herstellt, der die obigen Legierungselemente, ausgenommen Te, Pb, Bi und Ca, enthält,

zu dem Strom aus geschmolzenem Stahl die notwendige Menge an Te und gegebenenfalls geeignete Mengen an Pb, Bi und Ca zur einheitlichen Dispersion der Elemente in dem geschmolzenen Stahl zugibt und

den geschmolzenen Stahl durch kontinuierliches Gießen gießt.

8. Verfahren zur Herstellung eines Automatenstahls nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Zugabe von Te und gegebenenfalls Pb, Bi und Ca ein nicht-oxidierendes Gas in den geschmolzenen Stahl zu seiner Bewegung einleitet, so daß Teilchen mit großer Größe von nicht-metallischen Einschlüssen nach oben flotieren und sich abtrennen.