DE3879195T2

DE3879195T2 - Weichmagnetischer rostfreier stahl mit guter kaltschmiedbarkeit.

Info

Publication number: DE3879195T2
Application number: DE8888121858T
Authority: DE
Inventors: Yoshinobu Honkura; Eiki Kikuchi; Toyokatsu Usami
Original assignee: Aichi Steel Corp
Current assignee: Aichi Steel Corp
Priority date: 1988-06-30
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1993-07-22
Anticipated expiration: 2008-12-30
Also published as: DE3879195D1; US4969963A; EP0348557A1; KR900000496A; JPH0215143A; EP0348557B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen weichmagnetischen Stahlwerkstoff und insbesondere auf einen weichmagnetischen rostfreien Stahl mit guter Kaltschmiedbarkeit in Verbindung mit guter magnetischer Eigenschaft, elektrischer Eigenschaft, Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit, der als Werkstoff zum Einsatz in elektronischen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, Magnetventilen, Magnetsensoren, usw. geeignet ist.
Bisher werden 0,1 % C-Stähle in den meisten magnetischen Kernwerkstoffen, die für den Einsatz in elektronischen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, Magnetventilen, Magnetsensoren usw. vorgesehen sind, verwendet, weil 0,01 % C-Stähle bis zu einem gewissen Grade weichmagnetische Eigenschaften ebenso wie eine gute Kaltschmiedbarkeit aufweisen, so daß sie, sogar in komplizierte Formen, wie die von Teilen der oben erwähnten Gebrauchsanwendungen, leicht geschmiedet werden können und die Herstellungskosten und die Werkstoffkosten für diese Stähle niedrig sind.
Auf der anderen Seite wird in den letzten Jahren gefordert, daß diese Stahlwerkstoffe insgesamt die folgenden drei Eigenschaften haben, nämlich Herstellbarkeit in bestehenden Bearbeitungslinien, die für 0,1 % C-Stähle verwendet werden, Kaltschmiedbarkeit, die vergleichbar ist mit der von 0,1 % C- Stählen, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und weiterhin verbesserte magnetische Ansprechempfindlichkeit (Reagieren des Werkstoffs auf äußere magnetische Felder) angesicht der Forderung nach weiterer höherer Leistung. Diese Forderungen können jedoch nur in dem folgenden Umfang durch die zur Zeit bestehenden Techniken erfüllt werden.
Zuerst werden 0,1 % C-Stähle mit Korrosionsbeständigkeit durch Auftragen eines Ni-P-Überzuges nach dem Kaltschmieden geschaffen. Obwohl die Werkstoffe eine ausgezeichnete Kaltschmiedbarkeit haben (Zugfestigkeit 32 daN/mm²), bringen sie einen Nachteil mit sich, wenn sie als ein Teil in eine Vorrichtung eingesetzt und verwendet werden, weil die Überzüge abblättern und in den Ventilen der Vorrichtung, zu der sie zusammengebaut sind, eine Verstopfung hervorrufen. Die Werkstoffe haben den zusätzlichen Nachteil, daß der elektrische Widerstand nur 15 uΩcm beträgt und die magnetische Ansprechempfindlichkeit äußerst gering ist. Weiter werden rostfreie Stähle, Fe-13Cr-1si-0,25Al-Stähle, die in der zweiten Hälfte des Jahres 1970 entwickelt wurden, seit etwa 10 Jahren als Werkstoffe mit ausgezeichneter Kaltschmiedbarkeit verwendet. Obwohl die Werkstoffe eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, einen hohen elektrischen Widerstand und eine ausgezeichnete Ansprechempfindlichkeit haben, ist die Zugfestigkeit 45 daN/mm² hoch und demgemäß kann sie überhaupt nicht mit 0,1 % C-Stählen verglichen werden (Zugfestigkeit von 32 daN/mm² und kritische Kompressibilität von 70 %). Demgemäß können diese Werkstoffe nicht in den Bearbeitungsschritten, die für 0,1 % C-Stähle verwendet werden, kaltgeschmiedet werden. Obwohl eine Verbesserung für die Kaltschmiedbarkeit und die elektromagnetischen Eigenschaften von 13 Cr-1Si-0,25Al- Stählen versucht worden ist, sind Werkstoffe mit einer besseren Kaltschmiedbarkeit als 13 Cr-1Si-0,25Al-Stähle bisher noch nicht entwickelt worden. Da der Werkstoff an der Schweißstelle eine so geringe Dauerfestigkeit wie 25 daN/cm² hat, genügt er zudem nicht der geforderten Qualität von größer 100 daN/cm².
Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen weichmagnetischen rostfreien Stahl zu schaffen, der für magnetische Kernwerkstoffe zum Gebrauch in elektronischen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen usw. geeignet ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen weichmagnetischen rostfreien Stahl zu schaffen, mit ausgezeichneter Kaltschmiedbarkeit, wie einer Zugfestigkeit von weniger 36 daN/mm² und einer kritischen Kompressibilität vom mehr als 70 %, die für magnetische Kernwerkstoffe von elektronischen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, Magnetventilen, Magnetsensoren usw. gefordert werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen weichmagnetischen rostfreien Stahl mit ausgezeichneter Kaltschmiedbarkeit zu schaffen, der einen ausgezeichneten elektrischen Widerstand von mehr als 40 uΩcm, ebenso wie eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, magnetische Eigenschaft, Schweißbarkeit, Bearbeitbarkeit und Kaltschmiedbarkeit aufweist.
Der weichmagnetische rostfreie Stahl gemäß der vorliegenden Erfindung, beruht auf der neuen Erkenntnis, die als ein Ergebnis gründlicher, durch die Erfinder durchgeführter, Untersuchungen gefunden wurde, hinsichtlich der Effekte verschiedener Arten von Legierungselementen bezüglich der Kaltschmiedbarkeit, der magnetischen Eigenschaften, des elektrischen Widerstandes und der Korrosionsbeständigkeit von herkömmlichen weichmagnetischen rostfreien Stählen, die später beschrieben werden sollen.
Wenn es beabsichtigt ist, eine mit 0,1 % C-Stählen vergleichbare Kaltschmiedbarkeit durch die herkömmlichen metallurgischen Verfahren zu erhalten, wird eine Martensitstruktur im Bereich der chemischen Zusammensetzung der rostfreien Stähle gebildet. Es wurde durch die vorliegende Erfindung auf der anderen Seite gefunden, daß ein rostfreier Stahl mit einer Ferritphase durch extremes Verringern der Gesamtmenge des Kohlenstoffgehalts und des Stickstoffgehalts in dem rostfreien Stahl erhalten werden kann. In dem Ein-Ferritphasen-Stahl, in dem die Gesamtmenge des Kohlenstoffgehalts und des Stickstoffgehalts extrem verringert ist, kann eine zu der bis jetzt erwarteten viel bessere Kaltschmiedbarkeit durch Minimierung der Mengen an Si, Al, S, O und ähnlichen anderen Elemente, jede auf einen Grenzwert in dem Bereich, der für die Stahlerstellung notwendig ist, erhalten werden. Dadurch wird eine Reinigung des Stahls durchgeführt. Da die Ein-FerritPhase in dem Stahl durch extremes Reduzieren der Gesamtmenge des C-Gehalts und des N-Gehalts erhalten werden kann, werden weiterhin ohne spezielles Hinzufügen von Si, Al, wie in herkömmlichen Stählen magnetische Eigenschaften vergleichbar mit jenen von anderen weichmagnetischen rostfreien Stähle erhalten. Desweiteren kann durch eine Verminderung des Al-Gehalts auf höchstens 0,020 % zusammen mit dem Erniedrigen für jedes, der Elementanteile und mit der Reinigungsbehandlung (Raffination) die Aluminiumbildung während des Schweißens unterdrückt werden, um die Dauerfestigkeit an dem geschweißten Teil bedeutend zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung schafft einen weichmagnetischen rostfreien Stahl mit ausgezeichneter Kaltschmiedbarkeit, der in Gew.-% enthält: höchstens 0,015 % C, höchstens 0,20 % Si, höchstens 0,35 % Mn, höchstens 0,010 % S, 8 bis 13 % Cr, höchstens 0,020 % Al, höchstens 0,0070 % O, höchstens 0,0100 % N, Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen, mit der Bedingung, daß der C + N Gehalt höchstens 0,020 % ist.
Die vorliegende Erfindung schafft auch einen weichmagnetischen rostfreien Stahl mit verbesserter Bearbeitbarkeit und ausgezeichneter Kaltschmiedbarkeit, der in Gew.-% enthält: höchstens 0,015 % C, höchstens 0,20 % Si, höchstens 0,35 % Mn, 8 bis 13 % Cr, höchstens 0,020 % Al, höchstens 0,0070 % O, höchstens 0,0100 % N, wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe 0,002 bis 0,02 % Ca, höchstens 0,30 % Bi, höchstens 0,30 % Pb, höchstens 0,040 % S, und höchstens 0,040 % Se, Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen, mit der Bedingung, daß der C + N Gehalt höchstens 0,020 % ist und ferner 0,002 bis 0,040 % Te und/oder 0,02 bis 0,15 % Zr enthalten sind, für den Fall, daß S und/oder Se enthalten ist.
Bei dem weichmagnetischen rostfreien Stahl zum Gebrauch beim Kaltschmieden gemäß der vorliegenden Erfindung können ferner die magnetischen Eigenschaften und die Kaltschmiedbarkeit durch Einbringen von 0,03 bis 0,20 % Ti, ebenso wie die Korrosionsbeständigkeit durch Einbringen von wenigstens einem Element, ausgewählt aus der Gruppe höchstens 2,5 % Mo, höchstens 0,50 % Cu, höchstens 0,50 % Ni, höchstens 0,20 % Nb und höchstens 0,20 % V, verbessert werden.
Die Gründe für die Begrenzung der Zusammensetzung des Stahls gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun im folgenden beschrieben werden.

C: höchstens 0,015 %

C ist ein Element, das wegen der Mischkristallverstärkungswirkung die Kaltschmiedbarkeit beeinträchtigt, und die magnetischen Eigenschaften nachteilig beeinflußt. Demgemäß ist es wünschenswert, in der vorliegenden Erfindung den Gehalt auf einen Wert, so niedrig wie möglich, zu verkleinern weshalb die obere Grenze mit 0,015 % festgelegt ist. Zur weiteren Verbesserung der Kaltschmiedbarkeit und der magnetischen Eigenschaften ist es wünschenswert, höchstens 0,010 % zu haben. Die untere Grenze für C ist mit 0,003 % festgelegt.

Si: höchstens 0,20 %

Si ist ein Element, das wegen der Mischkristallverstärkungswirkung die Kaltschmiedbarkeit beeinträchtigt. Da die Kaltschmiedbarkeit in der vorliegenden Erfindung als am wichtigsten angesehen wird, ist die obere Grenze mit 0,02 % festgelegt, wohingegen die untere Grenze mit 0,05 % festgelegt ist.

Mn: höchstens 0,35 %

Da Mn die Korrosionsbeständigkeit, die magnetische Eigenschaft und die Kaltschmiedbarkeit bedeutend beeinträchtigt, ist es wünschenswert, weniger als 0,10 % zu haben. Angesichts der praktischen Herstellung ist seine obere Grenze mit 0,35 % festgelegt, während seine untere Grenze mit 0,15 % festgelegt ist.

S: höchstens 0,010 %

S ist als eine Verunreinigung in Stählen enthalten. Da aber dies ein Element ist, das die Kaltschmiedbarkeit beeinträchtigt, ist seine obere Grenze mit 0,010 % festgelegt, während seine untere Grenze mit 0,001 % festgelegt ist.

Cr: 8 - 13 %

Cr ist ein Grundelement zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit, des elektrischen Widerstands und der magnetischen Eigenschaft. Da diese Wirkungen unzureichend werden und es mißlingt, eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und einen ausreichenden elektrischen Widerstand zu erhalten, wenn Cr nicht in einem Überschuß von 8 % hinzugefügt wird, wird seine untere Grenze mit 8 % festgelegt. Da es jedoch die magnetische Eigenschaft und die Kaltschmiedbarkeit beeinträchtigt, wenn es mit mehr als 13 % enthalten ist, ist seine obere Grenze mit 13 % festgelegt.

Al: höchstens 0,020 %

Al ist ein Element zur Verstärkung der Löslichkeit im festen Zustand, die die Kaltschmiedbarkeit und die Schweißbarkeit beeinträchtigt. Da es notwendig ist, auf höchstens 0,020 % begrenzt zu werden, um eine Dauerfestigkeit von 100 daN/cm² an der Schweißstelle zu erhalten, ist seine obere Grenze mit 0,020 % festgelegt. Die untere Grenze für Al ist mit 0,003 % festgelegt.

O: höchstens 0,0070 %

Da O einen Mischkristall vom Eindringtyp bildet, der die Kaltschmiedbarkeit bedeutend beeinträchtigt, soll der Gehalt an O so niedrig wie möglich sein. Angesichts der praktischen Herstellung ist seine obere Grenze mit 0,007 % festgelegt, während seine untere Grenze mit 0,0030 % festgelegt ist.

N: höchstens 0,0100 %

N ist als Verunreinigung in Stählen enthalten und, da es zur Verbesserung der Kaltschmiedbarkeit und der magnetischen Eigenschaft zweckmäßig ist, den Gehalt auf höchstens 0,0100 % zu begrenzen, ist seine obere Grenze mit 0,0100 % festgelegt, während seine untere Grenze mit 0,0030 % festgelegt ist.

C + N: höchstens 0,020 %

Sowohl C als auch N sind Elemente, die die magnetischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigen und die Kaltschmiedbarkeit wegen der Mischkristallverstärkungswirkung beeinträchtigen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine α-Ein-Ferritphase ohne Zusatz von Si und Al zu bilden, um eine ausgezeichnete Kaltschmiedbarkeit mit einer Zugfestigkeit von weniger als 36 daN/mm² und einer kritischen Kompressibilität von mehr als 70 % durch Einschränkung des Gehalts von C + N auf höchstens 0,020 % zu erhalten. Demgemäß ist es notwendig, die Menge von C + N auf einen Wert so niedrig wie möglich zu verringern, und die obere Grenze ist mit 0,020 % festgelegt.

Ti: 0,03 - 0,20 %

Ti ist ein Element, das für den Fall, daß der C + N Gehalt den extrem niedrigen Pegel von höchstens 0,020 % aufweist, die magnetische Eigenschaft, wie die magnetische Flußdichte und die Koerzitivkraft bedeutend verbessert, ebenso wie die Bindung von C + N in feine Kohlenstoffnitride. Dadurch wird die Kaltschmiedbarkeit, wie auch die Zugfestigkeit und die kritische Kompressibilität verbessert. Unter diesem Gesichtspunkt ist dies ein wichtiges Element in der vorliegenden Erfindung. Zum Erreichen derartiger Wirkungen ist es notwendig, daß Ti mindestens mit 0,03 % enthalten ist und demgemäß ist seine untere Grenze mit 0,03 % festgelegt. Da eine Sättigungswirkung eintritt, wenn Ti mit mehr als 0,20 % enthalten ist, ist seine obere Grenze mit 0,20 % festgelegt.

S: höchstens 0,040 %, Se: höchstens 0,040 %

S und Se sind zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit hinzugefügt. Da aber ihr Hinzufügen in einer großen Menge die Kaltschmiedbarkeit beeinträchtigt, ist S mit 0,040 % als obere Grenze und mit 0,011 % als untere Grenze festgelegt, während Se mit 0,040 % als obere Grenze und mit 0,005 % als untere Grenze festgelegt ist.

Pb: höchstens 0,30 %, Bi: höchstens 0,30 %

Bi und Pb sind Elemente, die die Bearbeitbarkeit verbessern. Da aber ihr Hinzufügen in einer großen Menge die Kaltschmiedbarkeit beeinträchtigt, sind sie mit 0,30 % als obere Grenze bzw. mit 0,05 % als unter Grenze festgelegt.

Ca: 0,002 - 0,02 %

Ca ist zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit hinzugefügt und es ist zum Erhalten dieser Wirkung notwendig, mehr als 0,002 % hinzuzufügen. Da jedoch die Kaltschmiedbarkeit beeinträchtigt wird, wenn es mit mehr als 0,02 % hinzugefügt wird, ist seine obere Grenze mit 0,02 % festgelegt.

Te: 0,002 - 0,040 %

Te hat den Effekt, die unerwünschten Wirkungen von S und Se auf die Kaltschmiedbarkeit zu beseitigen, und es ist notwendig, daß mehr als 0,002 % Te eingebracht wird, um diesen Effekt zu erhalten. Da jedoch die Kaltschmiedbarkeit durch Hinzufügen einer großen Menge an Te ziemlich beeinträchtigt wird, ist seine obere Grenze mit 0,040 % festgelegt.

Zr: 0,02 - 0,15 %

Zr ist ein Element, das kugelförmige MnS-Körner erzeugt und die Kaltschmiedbarkeit verbessert. Es muß mindestens mit 0,02 % enthalten sein. Da die Kaltschmiedbarkeit jedoch durch das Hinzufügen einer großen Menge beeinträchtigt wird, ist sein obere Grenze mit 0,15 % festgelegt.
Mo: höchstens 2,5 %, Cu: höchstens 0,50 %,
Ni: höchstens 0,50 %, Nb: höchstens 0,20 %,
V: höchstens 0,20 %
Mo, Cu, Ni, Nb und V sind Elemente, die die Korrosionsbeständigkeit verbessern. Da jedoch die magnetische Eigenschaft und die Kaltschmiedbarkeit beeinträchtigt werden, wenn sie mit mehr als 2,5 % für Mo, 0,5 % sowohl für Cu als auch Ni und 0,20 % sowohl für Nb als auch V hinzugefügt werden, sind ihre oberen Grenzen mit 2,5 % für Mo, 0,5 % für Cu bzw. Ni, und 0,20 % für Nb bzw. V festgelegt.
Die unteren Grenzen für diese Elemente sind mit 0,05 % für Mo, 0,10 für Cu bzw. Ni und 0,05 % für Nb bzw. V festgelegt.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird bezugnehmend auf Beispiele im Vergleich mit herkömmlichen Stählen und Vergleichsstählen im einzelnen erläutert. Tabelle 1 zeigt die chemische Zusammensetzung der getesteten Stähle.
In Tabelle 1 sind die getesteten Stähle Nr. 1 bis 29 weichmagnetische rostfreie Stähle gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Nr. 30 ist ein Vergleichsbeispiel für einen niedrigen Cr- Gehalt, die Nr. 31 ist ein Vergleichsbeispiel für hohe C, N, Si und Cr-Gehalte, die Nr. 32 ist ein Vergleichsbeispiel für hohen Al-Gehalt und die Nr. 33 und 34 sind herkömmliche Stähle.
Für die untersuchten Stähle, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde eine Wärmebehandlung durchgeführt, bei der sie zwei Stunden bei 900ºC gehalten und dann mit einer Geschwindigkeit von 100ºC/hr gekühlt wurden. Dann wurden die Zugfestigkeit, die kritische Kompressibilität, die magnetische Flußdichte, die Koerzitivkraft, die Korrosionsbeständigkeit, der spezifische Widerstand und die Bearbeitbarkeit für jede Probe gemessen.
Die Zugfestigkeit wurde durch Verwendung von Testproben gemäß dem japanischen Industrie Standard (JIS) Nr. 4 gemessen. Die kritische Kompressibilität wurde durch Durchführen eines Druckversuchs und Messen des Stauchgrads bei einem 50 %-igen Rißbildungsbetrag unter Verwendung einer gekerbten Untersuchungsprobe von 14 mm Durchmesser und 21 mm Höhe bestimmt, basierend auf der Kaltstauchverformungseignungsprüfung nach der vom Kaltschmiedkommitee der japanischen Gesellschaft für plastisches Walzen festgelegten (vorläufigen) Norm. TABELLE 1 Chemische Zusammensetzung (Gew.-%) TABELLE 1 (Fortsetzung) Chemische Zusammensetzung (Gew.-%)
Für die magnetische Eignung wurde eine Ringprobe mit 24 mm Außendurchmesser, 16 mm Innendurchmesser und 16 mm Dicke als Testprobe präpariert und die magnetische Flußdichte und die Koerzitivkraft wurden durch Verwendung eines Gleichstrom-B-H- Abtasters (Abtaster der Magnetisierungskurve) gemessen.
Im Hinblick auf die Korrosionsbeständigkeit wurde ein Salzspraytest durchgeführt, unter Verwendung einer wäßrigen NaCl- Lösung, um den Rostbildungsbetrag zu messen und die Bewertung wurde mit " " für weniger als 5 % und "O" für jene von 5 bis 25 %, bezogen auf den Rostbildungsbetrag, durchgeführt. Der spezifische Widerstand wurde gemäß dem Verfahren mit der Wheatston'schen-Brücke gemessen, wobei ein Draht von 1,2 mm Durchmesser X 500 mm Länge als Testprobe verwendet wurde.
Für die Bearbeitbarkeit wurde unter Verwendung einer Testprobe von 10 mm Dicke, ein Bohrtest mit einer Drehgeschwindigkeit von 725 U/min mittels eines Bohrers SKH, Durchmesser 5 mm, bei einer Belastung von 4 kg durchgeführt und die erforderliche Zeit zum Durchbohren gemessen.
Tabelle 2 zeigt die gemessene Zugfestigkeit (daN/mm²), die kritische Kompressibilität (%), die magnetische Flußdichte (B&sub2;&sub0; (G), 1 G = 10&supmin;&sup4;T), die Koerzitivkraft (He (Oe), 1 Oe = 79,6 A/m), die Korrosionsbeständigkeit, den spezifischen Widerstand (uΩcm), die Bearbeitbarkeit (Sekunden) und die Dauerfestigkeit an der Schweißstelle (daN/cm²). TABELLE 2 Zugfestigkeit (daN/mm²) Kritische Kompressibilität (%) Dauerfestigkeit an der Schweißstelle (daN/mm²) Magnetische Flußdichte B 20 (G) 1 G = 10&supmin;&sup4;T Koerzitiv Widerstand He (Oe) 1 Oe = 796 A/m Spezifischen Widerstand (u cm) Korrosionsbeständigkeit Bearbeitbarkeit (sek.) TABELLE 2 (Fortsetzung) Zugfestigkeit (daN/mm²) Kritische Kompressibilität (%) Dauerfestigkeit an der Schweißstelle (daN/mm²) magnetische Flußdichte B 20 (G) 1 G = 10&supmin;&sup4;T Koerzitiv Widerstand He (Oe) 1 Oe = 796 A/m Spezifischen Widerstand (u cm) Korrosionsbeständigkeit Bearbeitbarkeit (sek.)
Wie aus Tabelle 2 gesehen werden kann, hat das Vergleichsbeispiel Nr. 30 mit dem niedrigen Cr-Gehalt einen geringen elektrischen Widerstand und eine geringe Korrosionsbeständigkeit. Das Vergleichsbeispiel Nr. 31 mit den hohen C, N, Si und C- Gehalten hat eine geringe Zugfestigkeit, eine geringe kritische Kompressibilität und eine geringe Kaltschmiedbarkeit und das Vergleichsbeispiel Nr. 32 mit dem hohen Al-Gehalt hat eine geringe Zugfestigkeit an der Schweißstelle.
Auf der anderen Seite hat der Vergleichsstahl Nr. 33 aus reinem Eisen, obgleich er eine gute Kaltschmiedbarkeit aufweist, eine geringe Korrosionsbeständigkeit und der herkömmliche Stahl Nr. 34, entsprechend 13 Cr-1-Si-0,25 Al hat eine hohe Zugfestigkeit, geringe kritische Kompressibilität und geringe kritische Festigkeit an der Schweißstelle.
Im Gegensatz dazu zeigen die Nr. 1 bis 29 als Stähle gemäß der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete Kaltschmiedbarkeit mit einer Zugfestigkeit von weniger als 35 daN/mm² und einer kritischen Kompressibilität größer als 70 %, ebenso wie sie eine ausgezeichnete Schweißbarkeit mit einer Dauerfestigkeit an der Schweißstelle von mehr als 110 daN/cm², einen hohen elektrischen Widerstand und eine hohe Korrosionsbeständigkeit zeigen, ebenso wie sie auch im Hinblick auf die magnetischen Eigenschaften ausreichend sind, wodurch die Wirkungen der vorliegenden Erfindung bestätigt werden können.
Wie oben im einzelnen beschrieben wurde, sind die weichmagnetischen rostfreien Stähle gemäß der vorliegenden Erfindung zum Gebrauch beim Kaltschmieden hinsichtlich der Kaltschmiedbarkeit bedeutend verbessert, während gleichzeitig ein ausgezeichneter elektrischer Widerstand, magnetische Eigenschaften und eine Korrosionsbeständigkeit aufrechterhalten werden, wie sie durch Verminderung der Menge von Si und Al und durch Verminderung von Mischkristallsverstärkungselementen, wie C, N und O, auf einem Wert so niedrig wie möglich, erhalten werden.
Die Bearbeitbarkeit ist zudem ohne Beeinträchtigung der Kaltschmiedbarkeit durch Hinzufügen, in Kombination, von S, Se, Pb, Ti, Zr und Ti, wie gefordert, verbessert. Die vorliegende Erfindung schafft einen korrosionsbeständigen weichmagnetischen Stahl, der für magnetische Kernteile geeignet ist, die durch Kaltschmieden gefertigt werden, wie für impulsbetätigte elektronische Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, Magnetventile, usw. und ist von hohem praktischen Nutzen.

Claims

1. Weichmagnetischer rostfreier Stahl mit guter Kaltschmiedbarkeit, der in Gew.-% höchstens 0,015 % C, höchstens 0,20 % Si, höchstens 0,35 % Mn, höchstens 0,010 % S, 8 bis 13 % Cr, höchstens 0,020 % Al, höchstens 0,0070 % O, höchstens 0,0100 % N, Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen enthält mit der Bedingung, daß der C + N Gehalt höchstens 0,020 % ist.

2. Weichmagnetischer rostfreier Stahl, wie in Anspruch 1 beansprucht, der zusätzlich in Gew.-% 0,03 - 0,20 % Ti enthält.

3. Weichmagnetischer rostfreier Stahl, wie in Anspruch 1 beansprucht, der zusätzlich in Gew.-% wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe höchstens 2,5 % Mo, höchstens 0,50 % Cu, höchstens 0,50 % Ni, höchstens 0,20 % Nb und höchstens 0,20 % V enthält.

4. Weichmagnetischer rostfreier Stahl, wie in Anspruch 3 beansprucht, der zusätzlich in Gew.-% 0,03 - 0,20 % Ti enthält.

5. Weichmagnetischer rostfreier Stahl mit guter Kaltschmiedbarkeit, der in Gew.-% höchstens 0,015 % C, höchstens 0,20 % Si, höchstens 0,35 % Mn, 8 bis 13 % Cr, höchstens 0,020 % Al, höchstens 0,0070 % O, höchstens 0,0100 % N, wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe 0,002 bis 0,02 % Ca, höchstens 0,30 % Bi, höchstens 0,30 % Pb, höchstens 0,040 % S, höchstens 0,040 % Se, und wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe 0,002 bis 0,040 % Te und 0,02 bis 0,15 % Zr enthält, wobei S und/oder Se enthalten ist und der Rest aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht mit der Bedingung, daß der C + N Gehalt höchstens 0,020 % ist.

6. Weichmagnetischer rostfreier Stahl, wie er in Anspruch 5 beansprucht ist, der zusätzlich in Gew.-% 0,03 - 0,20 % Ti enthält.

7. Weichmagnetischer rostfreier Stahl, wie in Anspruch 6 beansprucht, der zusätzlich in Gew.-% wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe höchstens 2,5 % Mo, höchstens 0,50 Cu, höchstens 0,50 % Ni, höchstens 0,20 % Nb und höchstens 0,20 % V enthält.

8. Weichmagnetischer rostfreier Stahl, wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 beansprucht, bei dem, wenn eines der folgenden Elemente vorhanden ist, dessen untere Grenze in Gew.-% wie folgt festgelegt ist:

C = 0,003

Si = 0,05

Mn = 0,15

S = 0,001

Al = 0,003

O = 0,0030

N = 0,0030

Se = 0,005

Pb = 0,05

Bi = 0,05

Mo = 0,05

Cu = 0,10

Ni = 0,10

Nb = 0,05

V = 0,05.