DE3434743A1

DE3434743A1 - Verfahren zur herstellung von stangenfoermigen maschinenteilen

Info

Publication number: DE3434743A1
Application number: DE19843434743
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: MAN B&W Diesel GmbH
Current assignee: SOMMER, RICHARD, 8900 AUGSBURG, DE
Priority date: 1984-09-21
Filing date: 1984-09-21
Publication date: 1986-04-03
Also published as: DE3434743C2

Description

Verfahren zur Herstellung von stangenförmigen
Maschinenteilen Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Maschinenteilen mit Merkmalen, wie in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bis 4 angegeben.
Statisch und/oder dynamisch hochbelastbare stangenförmige Maschinenteile, wie Stiftschrauben, Zuganker, Achsen, Wellen, Drehfederstäbe oder dergl., die keine Flansche und keine größeren Schaftdickeunterschiede aufweisen und bei denen die Tragfähigkeit des vollen Querschnitts ausgenutzt werden soll, wobei die Beanspruchung zum Rand zu ansteigen kann und Spannungskonzentrationen in ihren Randkonturen auftreten, werden in der Regel aus Stangen gefertigt, die aus Vergütungsstählen warmgewalzt und vergütet worden sind.
Weil die genormten zulässigen Formabweichungen relativ groß sind und durch die Wärmebehandlung eine Güteminderung in ihren Randzonen, wie z.B. Abkohlung auftritt, werden die Stangen auf gesamter Länge auf Sollmaß spanabnehmend nachbearbeitet. Dies bedeutet in der Regel einen Materialverlust von 20 bis 25 Prozent. Vergütungsstähle sind außerdem relativ teuer, weil sie bis zu mehreren Prozent Legierungselemente und eine beachtlich energieverbrauchende Wärmebehandlung erfordern. Es wurde zwar schon vorgeschlagen, für hochbelastbare Maschinenteile mikrolegierte Stähle schmiedeperlitisch zu verwenden. Es sind bisher aber noch keine Methoden bekannt geworden, mit denen die für stangenförmige Maschinenteile der anfangs definierten Art notwendig hohe Festigkeit zugleich mit einer hohen Kerbschlagzähigkeit hätte erzielt werden können. Erst dies hätte einen unbedenklichen Einsatz mikrolegierter Stähle, insbesondere für hochbelastbare Maschinenteile der eingangs angegebenen Art, ermöglicht. Hier Abhilfe zu schaffen, war ein Ziel der Erfindung.
Es ist dementsprechend Aufgabe der Erfindung, für die Herstellung von stangenförmigen Maschinenteilen der eingangs definierten Art Verfahren anzugeben, mit denen durch vergleichsweise geringen Aufwand die ihrer Lastverteilung über dem Querschnitt entsprechenden nötigen Festigkeits- und Zähigkeitswerte erzielbar sind, dahingehend, daß in den Maschinenteilen - die Streckgrenze vom Rand zum Kern hin nahezu gleich bleibt oder zum Kern hin nur geringfügig,bei besonders hohen Randwerten mehr abnimmt, - die Anportionalitätsgrenee nur ganz geringfügig niedriger ist als die Streckgrenze und auch wie letztere zum Kern hin entsprechend abfällt, - das Verhältnis Streckgrenze zu Bruchfestigkeit stets größer ist als 0,65 und bis etwa 0,8 gehen kann, und an den Spannungskonzentrationsstellen ihrer Konturen eine besonders hohe Kerbdauerfestigkeit haben.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen dieser Verfahren sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachstehend sind die erfindungsgemäßen Verfahren detailliert beschrieben.
Die erfindungsgemäßen Verfahren dienen generell zur Herstel- lung von stangenförmigen statisch und/oder dynamisch hochbelastbaren Maschinenteilen, bei denen es sich um Stiftschrauben, Zuganker, Wellen, Achsen, Drehfederstäbe oder dergl. handeln kann. Diese beispielhafte Aufzählung von Maschinenteilen soll deren Art jedoch in keiner Weise beschränken, sondern nur mögliche Anwendungen der erfindungsgemäßen Verfahren aufzeigen.
Für die Maschinenteile wird ein mikrolegierter Stahl verwendet, der (angegeben in Gewichtsprozent) 0,3 bis 0,65 % Kohlenstoff, weniger als 1,2 % Silizium, 0,3 bis 0,8 % Mangan, weniger als 0,065 % Schwefel, insgesamt 0 bis 0,7 % Chrom und/oder Nickel und/oder Kupfer und/oder Molybdän, 0,003 bis 0,025 % Stickstoff, und als feinkornbildende und/ oder ausscheidungshärtende Elemente insgesamt 0,03 bis 0,20 % Vanadium und/oder Niob und/oder Titan und/oder Aluminium und/oder Zirkon, ferner 0,0005 bis 0,005 % Bor, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen aufweist, wobei der Chrom- und Mangananteil insgesamt nicht größer als 1,0 % ist.
Aus einem solchen Stahl werden auf einer Walzstraße Stangen gewalzt, und zwar so, daß die Walzung derselben innerhalb eines Temperaturbereichs von 800 OC bis 1150 OC beendet ist.
Anschließend werden diese noch eine im genannten Bereich liegende Walzendtemperatur aufweisenden Stangen gesteuert abgekühlt, und zwar a) durch ein gasförmiges oder flüssiges oder als Sprühnebel zerstäubtes Kühlmittel, b) mit einer im verwendeten Stangenwerkstoff unter Vermeidung einer nennenswerten Bainitbildung eine Ausscheidungshärtung und/oder Feinkornbildung sowie ein möglichst vollständiges ferritisch-perlitisches Gefüge bewirkenden Abkühlgeschwindigkeit von etwa 1,5 OC bis 10 OC pro Sekunde, c) auf eine Temperatur, die um wenigstens 50 OC unterhalb jener Temperatur liegt, bei der die Umwandlung des Gefüges in Ferrit und Perlit beendet ist.
Die Walzstraße ist für hochpräzise Walzungen ausgelegt, dahingehend, daß nach dem Walzen und Abkühlen Stangenquerschnitte gegeben sind, deren Abmessungen quer zur Walzrichtung bis etwa 70 Millimeter bestenfalls um einige Zehntel Millimeter, bei größeren Abmessungen 5 Zehntel Millimeter und auf 1 Millimeter zunehmend bei Abmessungen von 125 bis 160 mm vom Sollmaß abweichen.
Eine solche wie vorstehend beschriebene gesteuerte Abkühlung ist auch bei solchen werkstoffgleichen und querschnittsgleichen Stangen mit gleich hervorragenden Ergebnissen durchzuführen, bei denen die Walzung nicht bei der für die erstrebte Festigkeit erforderlichen Temperatur in dem bereits genannten Bereich beendbar ist. In diesem Fall werden die Stangen nach dem Warmwalzen einer speziellen Wärmebehandlung unterzogen und dabei ausgehend von einer Temperatur, bei der das Gefüge ferritisch-perlitisch ist, nochmals auf eine Temperatur im Bereich zwischen 800 OC und 1000 OC erwärmt.
Ausgehend von einer in diesem Bereich liegenden Temperatur werden die Stangen dann in gleicher Weise, was hierbei auch durch Wirbelschichtkühlung geschehen kann, wie vorbeschrieben gesteuert mit einer Geschwindigkeit von 1,5 "C bis 10 "C pro Sekunde abgekühlt.
In einem anderen Fall wird für solche Maschinenteile ein mikrolegierter Stahl verwendet, der (angegeben in Gewichtsprozent) 0,3 bis 0,65 % Kohlenstoff, weniger als 1,2 % Silizium, mehr als 0,8 % Mangan, weniger als 0,065 % Schwefel, insgesamt 0 bis 0,7 % Chrom und/oder Nickel und/oder Kupfer und/oder Molybdän, 0,003 bis 0,025 % Stickstoff, und als feinkornbildende und/oder ausscheidungshärtende Elemente insgesamt 0,03 bis 0,20 % Vanadium und/oder Niob und/oder Titan und/oder Aluminium und/oder Zirkon, ferner 0,0005 bis 0,005 % Bor, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen aufweist, wobei der Chrom- und Mangananteil insgesamt nicht größer als 2,0 % ist.
Auch in diesem Fall werden aus dem genannten Stahl auf einer Walzstraße Stangen gewalzt, so daß auch hier die Walzung derselben in einem Temperaturbereich zwischen 800 OC und 1150 OC beendet ist.
Anschließend werden auch diese Stangen ausgehend von einer noch im angegebenen Bereich liegenden Walzendtemperatur gesteuert abgekühlt durch ein gasförmiges oder flüssiges oder als Sprühnebel zerstäubtes Kühlmittel, mit einer im Stangenwerkstoff unter Vermeidung einer nennenswerten Bainitbildung eine Ausscheidungshärtung und/oder Feinkornbildung sowie ein möglichst vollständiges ferritisch-perlitisches Gefüge bewirkenden Abkühlgeschwindigkeit von etwa 0,5 bis 5 OC pro Sekunde, auf wenigstens 50 OC unterhalb jener Temperatur, bei der Umwandlung in Ferrit und Perlit beendet ist.
Die dann gegebenen Stangen besitzen auch in diesem Fall Querschnitte mit der vorstehend angegebenen Genauigkeit.
Diese wie vorstehend beschriebene Abkühlung ist ebenfalls bei solchen werkstoffgleichen und querschnittsgleichen Stangen mit gleich hervorragenden Ergebnissen durchzuführen, bei denen die Walzung nicht bei der für die erstrebte Festigkeit erforderlichen Temperatur in dem bereits genannten Bereich beendbar ist. Es ist dann eine spezielle Wärme- behandlung durchzuführen, bei der die Stangen nach dem Warmwalzen ausgehend von einer Temperatur, bei der das Gefüge ferritisch-perlitisch ist, nochmals auf eine im Bereich zwischen 800 "C und 1000 OC liegende Temperatur erwärmt werden. Ausgehend von einer in diesem Bereich liegenden Temperatur werden die Stangen dann wiederum in der gleichen, wie vorbeschriebenen Art und Weise gesteuert abgekühlt, was aber auch durch Wirbelschichtkühlung geschehen kann.
Für die meisten Maschinenteile, bei denen eine hohe Zähigkeit vorrangig gegenüber einer hohen Elastizität ist, kann es genügen, wenn die Stangen aus einem Stahl gewalzt werden, der weniger als 0,6 % Silizium aufweist.
In vielen Fällen genügt es, wenn die Stangen in der angegebenen Verfahrensweise abgekühlt werden. Für den Fall, daß die daraus herzustellenden Maschinenteile eine äußerst hohe Dauerfestigkeit aufweisen sollen, ist es zweckmäßig, daß die gesteuerte Abkühlung in der angegebenen Verfahrensweise bis auf eine Temperatur unter 250 OC erfolgt.
Maschinenteile erfordern ihrer Zweckbestimmung entsprechend in der Regel entweder eine sehr hohe Zähigkeit bei gleichzeitig nicht so hoher Festigkeit oder eine sehr hohe Festigkeit bei gleichzeitig nicht so extrem hoher Zähigkeit. Für den Fall einer erforderlichen hohen Zähigkeit, jedoch nicht so hoher Festigkeit liegt eine Temperatur, von der ausgehend die Stangen für solche Maschinenteile generell abgekühlt werden, im angegebenen Temperaturbereich näher bei 800 OC, beispielsweise bei 820 "C. Für den Fall dagegen, daß eine sehr hohe Festigkeit, jedoch nicht so extrem hohe Zähigkeit erforderlich ist, liegt die Temperatur, von der ausgehend die Stangen für diese Maschinenteile abgekühlt werden, im angegebenen Temperaturbereich näher zu dessen Obergrenze hin, also etwa bei 950 "C.
Bei Beginn der gesteuerten Abkühlung zwischen den genannten Grenzwerten 820 "C und 950 OC erzielt man Relationen von Festigkeit zu Kerbschlagzähigkeit, die zwischen jenen der genannten Extremwerte liegen.
Bei manchen stangenförmigen Maschinenteilen, wie z.B.
Drehstabfedern, ist die Beanspruchung am Rand sehr hoch und kann zum Kern hin auf Null abfallen. Stangen für solche Teile können bei ihrer im Rahmen dieses Verfahrens nötigen, bereits beschriebenen Kühlung durch entsprechende Wahl des Kühlmittels und der Kühlmethode mit einem besonders guten Wärmeübergang zum Kühlgut so gekühlt werden, daß ihre Festigkeit über dem Stangenquerschnitt ihrer Beanspruchung angepaßt wird. Dabei können die Stangen an ihren Rändern noch eine beachtlich höhere Streckgrenze erhalten als in den folgenden Tabellen angegeben, ohne daß dabei ihre Zähigkeit nennenswert geringer wird als in den Tabellen angegeben.
Bei nach den erfindungsgemäßen Verfahren warmgewalzten und behandelten Stangen werden im Stangenquerschnitt im Abstand von einem Sechstel des Durchmessers vom Stangenrand in Walzrichtung folgende Festigkeits- und Zähigkeitswerte erzielt, und zwar unterschieden nach den Fällen, ob höchste Festigkeit bei gleichzeitig nicht so hoher Zähigkeit, oder höchste Zähigkeit bei gleichzeitig nicht so hoher Festigkeit notwendig war.

Siehe nachfolgende Tabelle Stangen für Maschinenteile mit gewünscht

höchster höchster

Festigkeit Zähigkeit

bei gleich- bei gleich-

zeitig zeitig

nicht so nicht so

hoher hoher

Zähigkeit Festigkeit

mindestens mindestens

- Streckgrenze R0,2 Nimm2 640 580

- Proportionalitätsgrenze N/mm2 620 550

- Dehnung A % 18 22

- Einschnürung Z % 45 50

- Kerbschlagzähigkeit ge-

messen an 150 U Proben J 25 25 35

- Zug-Druck-Wechselfestig-

keit #ZDW an gestrahl- 440 400

ten Proben mit 16 mm +N/mm2

Die in vorstehender Tabelle angegebenen Werte sind Minimalwerte.

In Praxistests sind diese Minimalwerte aber. zum Teil noch ganz erheblich übertroffen und Werte erzielt worden, wie sie aus nachfolgender Tabelle ersichtlich sind.

Stangen für Maschinenteile mit gewünscht

höchster höchster

Festigkeit Zähigkeit

bei gleich- bei gleich-

zeitig zeitig

nicht so nicht so

hoher hoher

Zähigkeit Festigkeit

- Streckgrenze R0,2 N/mm2 720 635

- Proportionalitätsgrenze N/mm2 680 595

- Dehnung A % 17 22

- Einschnürung Z % 56 56

- Kerbschlagzähigkeit gemes-

sen an IS0-U-Proben J 26 37

- Zug-Druck-Wechselfestig-

keit 6rzDw an gestrahlten >460 >400

#ZDW

Proben mit # 16 mm N/mm²

Die in vorstehenden Tabellen angegebenen Festigkeits- und Zähigkeitswerte zeigen mit großer Deutlichkeit die bislang nicht gegebene Möglichkeit auf, Stangen zur Herstellung von statisch und/oder dynamisch hochbelastbaren Maschinenteilen aus relativ billigemmikrolegiertem Stahl warmwalzen zu können.

Unabhängig von den verwendeten Stählen und Unterschieden in der Abkühlung werden die Stangen dann generell nach Erkalten auf Umgebungstemperatur durch ein spezielles Verfahren außen gereinigt und in ihrer Randzone gleichzeitig verfestigt.
Die beim Walzen entstandene Zunderschicht wird dabei durch Strahlen, z.B. mit stählernen Strahlmitteln entfernt, wobei automatisch eine Randschichtverfestigung erzielt und die Kerbwirkung kleiner Konturfehler neutralisiert wird.
Im Anschluß an diesen Arbeitsgang werden von den so gegebenen Stangen Teile in erforderlicher Länge abgeschnitten.
Es sind dann Stangenteile gegeben, an denen im letzten erfindungsgemäßen Verfahrensschritt Konturen zur Kraftein-und -ableitung oder Abstützung durch Kaltumformen ausgebildet werden. Hierbei muß nach zwei Fällen unterschieden werden, wie folgt angegeben.
Fall A: Die erforderlichen Konturen können, wenn die Stangenteile das für die Kaltverformung erforderliche Ausgangsmaß in Größe und Toleranz bereits besitzen, direkt in die Stangenteile eingeformt bzw. angeformt werden.
Fall B: Wenn die Stangenteile das für die Kaltverformung erforderliche Ausgangsmaß, z.B. wegen zu großen Toleranzaufmaßes, noch nicht besitzen, muß zunächst eine geringfügige spanabnehmende Nacharbeitung auf das erforderliche Maß,und und zwar nur in den Bereichen durchgeführt werden, wo diese Konturen angeformt werden müssen. Nach dieser Vorbehandlung werden die erforderlichen Konturen angebracht.
Bei den genannten Konturen kann es sich bspw. um glatte Abstützflächen, Nuten und keilförmige Rippen oder Gewinde oder gewindeartige Formen handeln, die quer, längs oder mehrgängig schraubenförmig verlaufen.
Die Kaltumformung erfolgt vorzugsweise durch Rollen oder Formwalzen.
Es-ist selbstverständlich, daß an einem Stangenteil mehrere gleichelodwèr voneinander abweichende Konturen der angegebenen Art angebracht werden können.
Durch diese Kaltumformung werden die durch die Verwendung der mikrolegierten Stähle und die angegebenen Walz- und Abkühlverfahrensschritte erzielbaren Festigkeitswerte, bei mindestens gleichbleibenden Zähigkeitswerten, im Randbereich noch erheblich verbessert.
Stangenförmige Maschinenteile mit gemäß der Beschreibung ausgeführten Oberflächen sind mit minimalstem Bearbeitungsaufwand und Rohmaterialeinsatz im besten mechanisch erzielbaren Dauertragfähigkeitszustand.
In der beschriebenen Weise ausgeführte Stiftschrauben M48 ertrugen bei Dauertests in einer damit erstellten Schraubenverbindung bei 450 N/mm2 Vorspannung Schwingungsausschläge von +100 N/mm2. Unter gleichen Bedingungen getestete vergütete Stiftschrauben aus 1,5 % bis 4 % legierten Stählen, deren Gewinde ebenfalls im (vergüteten) Endzustand eingewalzt waren, ertrugen nur Schwingungsausschläge von +65 N/mm2. Daher kann bei großer Schwingbeanspruchung durch Verwendung von nach dem neuen Verfahren hergestellten Schrauben auf das Eindrehen von Dehnschäften verzichtet und trotzdem gleiche Sicherheit bei dynamischer Beanspruchung erzielt werden. Dadurch wiederum können bei gleicher Gewindegröße die neuartigen Schrauben höher Vorspannkraft aufnehmen und somit auch größere Kräfte fortleiten, wozu man bisher einen statisch höherfesten Werkstoff verwenden mußte, der dann auch wieder geringere Zähigkeit hatte.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von keine Flansche und keine wesentliche Schaftdickenunterschiede aufweisenden stangenförmige Maschinenteile, die statisch und/oder dynamisch hochbelastbar sind mit Spannungskonzentrationen in ihren Randkonturen, bei sonst in ihrem Querschnitt gleichmäßiger oder zum Rand zu zunehmender Beanspruchung, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst Stangen aus einem mikrolegierten Stahl warmgewalzt werden, der (angegeben in Gewichtsprozent) 0,3 bis 0,65 % Kohlenstoff, weniger als 1,2 % Silizium, 0,3 bis 0,8 % Mangan, weniger als 0,065 % Schwefel, insgesamt 0 bis 0,7 % Chrom und/oder Nickel und/oder Kupfer und/oder Molybdän, 0,003 bis 0,025 % Stickstoff, und als ausscheidungshärtende und/oder feinkornbildende Elemente insgesamt 0,03 bis 0,20 % Vanadium und/oder Niob und/oder Titan und/oder Aluminium und/oder Zirkon, ferner 0,0005 bis 0,005 % Bor, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen aufweist, wobei der Chrom- und Mangananteil insgesamt nicht größer als 1,0 % ist, wobei die Walzung der Stangen so erfolgt, daß diese innerhalb eines Temperaturbereiches von 800 "C bis 1 150 "C beendet wird, und anschließend Querschnitte gegeben sind, deren Abmessungen quer zur Walzrichtung bestenfalls um einige Zehntel Millimeter vom Sollmaß variieren, daß dann die gewalzten Stangen ausgehend von einer in diesem Bereich liegenden Tempe- ratur gesteuert durch ein gasförmiges oder flüssiges oder als Sprühnebel zerstäubtes Kühlmittel mit einer im Stangenwerkstoff unter Vermeidung einer nennenswerten Bainitbildung eine Ausscheidungshärtung und/oder Feinkornbildung sowie ein möglichst vollständiges ferritisch - perlitisches Gefüge bewirkenden Abkühlgeschwindigkeit von etwa 1,5 "C bis 10 "C pro Sekunde abgekühlt werden auf wenigstens 50 "C unterhalb jener Temperatur, bei der Umwandlung in Ferrit und Perlit beendet ist, daß die Stangen dann nach Erkalten auf Umgebungstemperatur durch ein spezielles Verfahren außen gereinigt und dabei in ihrer Randzone gleichzeitig verfestigt werden, daß dann von den Stangen Teile in erforderlichen Längen abgeschnitten werden, und daß an den dann gegebenen Stangenteilen Konturen zur Kraftein- und -ableitung oder Abstützung durch Kaltumformungen ausgebildet werden, wobei einzelne oder alle diese Konturen entweder a) wenn die Stangenteile das für die Kaltverformung erforderliche Ausgangsmaß in Größe und Toleranz bereits besitzen, direkt in die Stangenteilkontur eingeformt werden, oder b) wenn die Stangenteile das für die Kaltverformung erforderliche Ausgangsmaß, entweder in Größe und/oderToleranz, noch nicht besitzen, erst nach geringfügiger spanabnehmender Nachbearbeitung auf das erforderliche Maß in die dann gegebene Stangenteilkontur eingeformt werden.
2. Verfahren zur Herstellung von keine Flansche und keine wesentliche Schaftdickenunterschiede aufweisenden stangenförmige Maschinenteile, die statisch und/oder dynamisch hochbelastbar sind mit Spannungskonzentrat ionen in ihren Randkonturen, bei sonst in ihrem Querschnitt gleichmäßiger oder zum Rand zu zunehmender Beanspruchung, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst Stangen aus einem mikrolegierten Stahl warmgewalzt werden, der (angegeben in Gewichtsprozent) 0,3 bis 0,65 % Kohlenstoff, weniger als 1 1,2 % Silizium, mehr als 0,8 % Mangan, weniger als 0,065 % Schwefel, insgesamt 0 bis 0,7 t Chrom und/oder Nickel und/oder Kupfer und/oder Molybdän, 0,003 bis 0,025 % Stickstoff, und als ausscheidungshärtende und/oder feinkornbildende Elemente insgesamt 0,03 bis 0,20 % Vanadium und/oder Niob und/oder Titan und/oder Aluminium und/oder Zirkon, ferner 0,0005 bis 0,005 Co Bor, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen aufweist, wobei der Chrom- und Mangananteil insgesamt nicht größer als 2,0 % ist, wobei die Walzung der Stangen so erfolgt, daß diese innerhalb eines Temperaturbereiches von 800 0C bis 1 150 OC beendet wird, und anschließend Querschnitte gegeben sind, deren Abmessungen quer zur Walzrichtung bestenfalls um einige Zehntel Millimeter vom Sollmaß variieren, daß dann die gewalzten Stangen ausgehend von einer in diesem Bereich liegenden Temperatur gesteuert durch ein gasförmiges oder flüssiges oder als Sprühnebel zerstäubtes Kühlmittel mit einer im Stangenwerkstoff unter Vermeidung einer nemenswerten Bainitbildung eine Ausscheidungshärtung und/oder Feinkornbildung sowie ein möglichst vollständiges ferritisch - perlitisches Gefüge bewirkenden Abkühlgeschwindigkeit von etwa 0,5 OC bis 5 "C pro Sekunde abgekühlt werden auf wenigstens 50 OC unterhalb jener Temperatur, bei der Umwandlung in Ferrit und Perlit beendet ist, daß die Stangen dann nach Erkalten auf Umgebungstemperatur durch ein spezielles Verfahren außen gereinigt und dabei in ihrer Randzone gleichzeitig verfestigt werden, daß dann von den Stangen Teile in erforderlichen Längen abgeschnitten werden, und daß an den dann gegebenen Stangenteilen Konturen zur Kraftein- und -ableitung oder Abstützung durch Kaltumformungen ausgebildet werden, wobei einzelne oder alle diese Konturen entweder a) wenn die Stangenteile das für die Kaltverformung erforderliche Ausgangsmaß in Größe und Toleranz bereits besitzen, direkt in die Stangenteilkontur eingeformt werden, oder b) wenn die Stangenteile das für die Kaltverformung erforderliche Ausgangsmaß, entweder in Größe und/oderToleranz, noch nicht besitzen, erst nach geringfügiger spanabnehmender Nachbearbeitung auf das erforderliche Maß in die dann gegebene Stangenteilkontur eingeformt werden.
3. Verfahren zur Herstellung von keine Flansche und keine wesentliche Schaftdickenunterschiede aufweisenden stangenförmige Maschinenteile , die statisch und/oder dynamisch hochbelastbar sind mit Spannungskonzentrationen in ihren Randkonturen, bei sonst in ihrem Querschnitt gleichmäßiger oder zum Rand zu zunehmender Beanspruchung, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst Stangen aus einem mikrolegierten Stahl warmgewalzt werden, der (angegeben in Gewichtsprozent) 0,3 bis 0,65 % Kohlenstoff, weniger als 1,2 % Silizium, 0,3 bis 0,8 % Mangan, weniger als 0,065 % Schwefel, insgesamt 0 bis 0,7 % Chrom und/oder Nickel und/oder Kupfer und/oder Molybdän, 0,003 bis 0,025 % Stickstoff, und als ausscheidungshärtende und/oder feinkornbilende Elemente insgesamt 0,03 bis 0,20 % Vanadium und/oder Niob und/oder Titan und/oder Aluminium und/oder Zirkon, ferner 0,0005 bis 0,005 % Bor, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen aufweist, wobei der Chrom- und Mangananteil insgesamt nicht größer als 1,0 % ist, und Querschnitte gegeben sind, deren Abmessungen quer zur Walzrichtung bestenfalls um einige Zehntel Millimeter vom Sollmaß variieren, daß die Stangen nach Abkühlung auf eine Temperatur, bei der das Gefüge ferritisch -perlitisch ist, einer speziellen Wärmbehandlung unterzogen und dabei nochmals auf eine Temperatur zwischen 800 "C und 1 000 "C erwärmt werden, daß dann die so erwärmten Stangen ausgehend von einer in diesem Bereich liegenden Temperatur gesteuert durch ein gasförmiges oder flüssiges oder als Sprühnebel zerstäubtes Kühlmittel oder durch Wirbelschichtkühlung mit einer im Stangenwerkstoff unter Vermeidung einer nennenswerten Bainitbildung eine Ausscheidungshärtung und/oder Feinkornbildung sowie ein möglichst vollständiges ferritisch - perlitisches Gefüge bewirkenden Abkühlgeschwindigkeit von etwa 1,5 "C bis 10 "C pro Sekunde abgekühlt werden auf wenigstens 50 "C unterhalb jener Temperatur, bei der Umwandlung in Ferrit und Perlit beendet ist, daß die Stangen dann nach Erkalten auf Umgebungstemperatur durch ein spezielles Verfahren außen gereinigt und dabei in ihrer Randzone gleichzeitig verfestigt werden, daß dann von den Stangen Teile in erforderlichen Längen abgeschnitten werden, und daß an den dann gegebenen Stangenteilen Konturen zur Kraftein- und -ableitung oder Abstützung durch Kaltumformungen ausgebildet werden, wobei einzelne oder alle diese Konturen entweder a) wenn die Stangenteile das für die Kaltverformung erforderliche Ausgangsmaß in Größe und Toleranz bereits besitzen, direkt in die Stangenteilkontur eingeformt werden, oder b) wenn die Stangenteile das für die Kaltverformung erforderliche Ausgangsmaß, entweder inGröße und/oderToleranz, noch nicht besitzen, erst nach geringfügiger spanabnehmender Nachbearbeitung auf das erforderliche Maß in die dann gegebene Stangenteilkontur eingeformt werden.
4. Verfahren zur Herstellung von keine Flansche und keine wesentliche Schaftdickenunterschiede aufweisenden stangenförmige Maschinenteile, die statisch und/oder dynamisch hochbelastbar sind mit Spannungskonzentrationen in ihren Randkonturen, bei sonst in ihrem Querschnitt gleichmäßiger oder zum Rand zu zunehmender Beanspruchung, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst Stangen aus einem mikrolegierten Stahl warmgewalzt werden, der (angegeben in Gewichtsprozent) 0,3 bis 0,65 % Kohlenstoff, weniger als 1 1,2 % Silizium, mehr als 0,8 Co Mangan, weniger als 0,065 % Schwefel, insgesamt 0 bis 0,7 % Chrom und/oder Nickel und/oder Kupfer und/oder Molybdän, 0,003 bis 0,025 % Stickstoff, und als ausscheidungshärtende und/oder feinkornbildende Elemente insgesamt 0,03 bis 0,20 % Vanadium und/oder Niob und/oder Titan und/oder Aluminium und/oder Zirkon, ferner 0,0005 bis 0,005 % Bor, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen aufweist, wobei der Chrom- und Mangananteil insgesamt nicht größer als 2,0 % ist, und Querschnitte gegeben sind, deren Abmessungen quer zur Walzrichtung bestenfalls um einige Zehntel Millimeter vom Sollmaß variieren, daß die Stangen nach Abkühlung auf eine Temperatur, bei der das Gefüge ferritisch -perlitisch ist, einer speziellen Wärmebehandlung unterzogen werden und dabei nochmals auf eine Temperatur zwischen 800 "C und 1 000 OC erwärmt werden, daß dann die so erwärmten Stangen ausgehend von einer in diesem Bereich liegenden Temperatur gesteuert durch ein gasförmiges oder flüssiges oder als Sprühnebel zerstäubtes Kühlmittel oder durch Wirbelschichtkühlung mit einer im Stangenwerkstoff unter Vermeidung einer nennenswerten Bainitbildung eine Ausscheidungshärtung und/oder Feinkornbildung sowie ein möglichst vollständiges ferritisch - perlitisches Gefüge bewirkenden Abkühlgeschwindigkeit von etwa 0,5 OC bis 5 OC pro Sekunde abgekühlt werden auf wenigstens 50 "C unterhalb jener Temperatur, bei der Umwandlung in Ferrit und Perlit beendet ist, daß die Stangen dann nach Erkalten auf Umgebungstemperatur durch ein spezielles Verfahren außen gereinigt und dabei in ihrer Randzone gleichzeitig verfestigt werden, daß dann von den Stangen Teile in erforderlichen Längen abgeschnitten werden, und daß an den dann gegebenen Stangenteilen Konturen zur Kraftein- und -ableitung oder Abstützung durch Kaltumformungen ausgebildet werden, wobei einzelne oder alle diese Konturen entweder a) wenn die Stangenteile das für die Kaltverformung erforderliche Ausgangsmaß in Größe und Toleranz bereits besitzen, direkt in die Stangenteilkontur eingeformt werden, oder b) wenn die Stangenteile das für die Kaltverformung erforderliche Ausgangsmaß, entweder in Größe und/oder Toleranz, noch nicht besitzen, erst nach geringfügiger spanabnehmender Nachbearbeitung auf das erforderliche Maß in die dann gegebene Stangenteilkontur eingeformt werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, gegekennzeichnet durch seine Anwendung bei einem Stahl mit weniger als 0,6 % Silizium.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen auf eine Temperatur von weniger als 250 OC abgekühlt werden.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur, von der aus die Stangen abgekühlt werden, für den Fall einer erforderlich hohen Zähigkeit, jedoch nicht so extrem hoher Festigkeit im angegebenen Temperaturbereich säher bei 800 OC, also bei etwa 820 "C, und für den Fall einer erforderlichen hohen Festigkeit, jedoch nicht so extrem hoher Zähigkeit im angegebenen Temperaturbereich näher zu dessen Obergrenze hin, etwa bei 950 OC liegt.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Walzen entstehende Zunderschicht durch Strahlen mit gußeisernen oder ståhlernen Strahlmit- teln entfernt und dabei auomatisch eine Randschichtverfestigung und eine Neutralisierung der Kerbwirkung kleiner Konturfehler erfolgt.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltumformungen durch Rollen oder Formwalzen ausgeführt werden.