Chrom-Mangan-Stähle für Gegenstände, deren Herstellung eine hohe Kaltbildsamkeit
des Werkstoffs erfordert Chrom-Mangan-Stähle werden bereits seit längerer Zeit für
Tiefziehzwecke herangezogen. Man hat hierfAr zunächst Stähle mit 12 bis
300/, Chrom, 4 bis 12 0/, Mangan mit Zusätzen von 0,5 bis
3,5 0/, Nickel, 0,5 bis 6 0/, Kupfer, 0,5 bis 2 0,',
Silizium, o bis 2 0/0
Molybdän und o bis 2 0,i. Kohlenstoff in Vorschlag gebracht.
Diese Stähle haben eine gute Tiefziehfähigkeit, ihre Härte nimmt aber während der
Verformung stark zu, so daß ihre Verarbeitung zu Gegenständen, die stark kaltverformt
werden müssen, einen sehr hohen Arbeitsaufwand erfordert. Die schwere Verformbarkeit
ist darauf zurückzuführen, daß ihr Gefüge aus Ferrit und einem Austenit mit nur
geringer Stabilität besteht und bei Kaltverforrnung Martensit ausfällt; letzteres
führt zu der erwähnten großen Härtesteigerung. Es sind ferner Stähle mit 12 bis
50 0/, Mangan, 15 bis 3 0/, Chrom, 0,5 bis io 0/, Kupfer und
bis 0,4 0/, Kohlenstoff insbesondere für Zwecke, für welche bisher Silber oder Neusilber
verwendet wurde, vorgeschlagen worden, aber auch diese Stähle haben im allgemeinen
nicht den gewünschten Erfolg gebracht; sie sind zumeist reinaustenitisch und infolge
der Kalthärtbarkeitseigenschaft solcher Legierungen verhältnismäßig schwer verformbar.
Außerdem ist ihr Chromgehalt vielfach zu gering, um eine wirkliche Rostsicherheit
zu gewährleisten.Chromium-manganese steels for objects, the production of which requires a high degree of cold formability of the material. Chromium-manganese steels have been used for deep-drawing purposes for a long time. For this purpose, steels with 12 to 300 /, chromium, 4 to 12 0 /, manganese with additions of 0.5 to 3.5 0 /, nickel, 0.5 to 6 0 /, copper, 0.5 to 2 are used 0, ', silicon, o to 2 0/0 molybdenum and o to 2 0, i. Carbon proposed. These steels have good deep-drawability, but their hardness increases sharply during the deformation, so that their processing into objects that have to be strongly cold-deformed requires a very high amount of work. The difficult deformability is due to the fact that their structure consists of ferrite and an austenite with only low stability and that martensite precipitates when cold deformed; the latter leads to the aforementioned large increase in hardness. There are also steels with 12 to 50 0 /, manganese, 15 to 3 0 /, chromium, 0.5 to 10 0 /, copper and up to 0.4 0 /, carbon, in particular for purposes for which silver or nickel silver was previously used has been proposed, but even these steels have generally not brought about the desired success; they are mostly purely austenitic and, due to the cold hardening property of such alloys, are relatively difficult to deform. In addition, their chromium content is often too low to guarantee real rust resistance.
Erfindungsgemäß werden für Zwecke, die eine hohe Kaltbildsamkeit des
Stahles verlangen, Stahllegierungen verwendet, die zum überwiegenden Teil aus Chrom
und Mangan bestehen und deren Gefüge aus Ferrit und stabilem Austenit zusammengesetzt
ist.
Dies wird mit Legierungen von der Zusammensetzung 15 bis --5 Oi, Chrom, 15
bis 30 0!, Mangan. Kohlenstoff unter 0,40.1, und Rest Eisen mit den üblichen.
Verunreinigungen erreicht. Außerdem können diesen Legierungen geringe Mengpn von
Nickel und Kupfer in Gehalten von bis zu je 5 0,', zugesetzt werden, ohne
daß sie ihre typischen Eigenschaften verändern. Besonders bevorzugt sind Legierungen
mit einem Chromgehalt von 17 bis 190/, und einem Mangangehalt von 2o bis
25 l)/" bei denen der Kohlenstoffgehalt zweckmäßig unter o,2 0/, gehalten
wird.
Mit drei Stählen der Zusammensetzung
1 C 1 Mn 1 Cr 1 Si
Ni
Stahl I .... 0 992 1805 055 1,05
Stahl I, ... o: 1116 8:85 14:43 0:93 154
Stahl III .. OJ2 21,59 17,63 0,32 1:04
wurden bei verschieden prozentualen Verformungen die in der nachstehenden Tabelle
angegebenen Verformungsspannungen festgestellt.
Verformungsspannung k-g/mm'
Verformung 1 Stahl 1 1 Stahl 11
1 Stahl III
3 010 39 61 41
100/, 54 72 51
#lo 0 0 77 86 65
300 0 ioo 97 80
40% 123 gi
j,0 01,0 147 98
Stahl III ist der erfindungsgemäße Stahl. In seinem Mikrogefüge ist er mit dem Stahl
1 verwandt. Er unterscheidet sich jedoch wesentlich von diesem, da er einen
stabilen Austenit besitzt, der bei der Kaltverformung nicht in Martensit umgewandelt
wird; dadurch und durch den gleichzeitig anwesenden Ferrit ist die Härtesteigerung
wesentlich geringer, und diese bleibt auch gegenüber der des Stahles II, dessen
Gefüge vollaustenitisch ist, maßgeblich zurück. Die weichen Ferritteile im Gefüge
nehmen einen erheblichen Anteil an der Verformung, so daß die Kalthärtung des Austenits
nur in geringem Umfange wirksam wird. Infolge des verhältnismäßig hohen Chromgehaltes
sind diese Legierungen vollkommen rostsicher. Da von Chrom-Mangan-Stählen bekannt
ist, daß sie einen neusilberähnlichen Glanz aufweisen, können auch die erfindungsgemäßen
Stähle besonders vorteilhaft dort verwendet werden, wo man bis jetzt Neusilber oder
Silber heranzog, Die schwierige Verforrnbarkeit, die bisher der Verwendung solcher
Stähle für diese Zwecke vielfach im Wege stand, ist durch die entsprechende Bemessung
des Legierungsgehaltes an Mangan und Chrom als behoben anzusehen.According to the invention, steel alloys are used for purposes that require a high cold formability of the steel, which consist predominantly of chromium and manganese and the structure of which is composed of ferrite and stable austenite. This is done with alloys of the composition 15 to -5 Oi, chromium, 15 to 30 0 !, manganese. Carbon below 0.40.1, and remainder iron with the usual. Impurities reached. In addition, these alloys may contain small Mengpn of nickel and copper in amounts of up to 5 per 0 ', be added without changing their characteristic properties. Particularly preferred are alloys having a chromium content of 17 to 190 /, and a manganese content of from 2o to 25 l) / "in which the carbon content is advantageously below o, 2 0 /, is maintained. With three steels of composition
1 C 1 Mn 1 Cr 1 Si Ni
Steel I .... 0 992 1805 055 1.05
Steel I, ... o: 11 16 8:85 14:43 0:93 154
Steel III .. OJ2 21.59 17.63 0.32 1:04
the deformation stresses given in the table below were determined for different percentage deformations. Deformation stress kg / mm '
Deformation 1 steel 1 1 steel 11 1 steel III
3 010 39 61 41
100 /, 54 72 51
#lo 0 0 77 86 65
300 0 ioo 97 80
40% 123 gi
j, 0 01.0 147 98
Steel III is the steel according to the invention. Its microstructure is related to steel 1 . However, it differs significantly from this because it has a stable austenite that is not converted into martensite during cold working; because of this and the ferrite that is present at the same time, the increase in hardness is significantly lower, and this also remains significantly lower than that of steel II, the structure of which is fully austenitic. The soft ferrite parts in the structure take a considerable part in the deformation, so that the cold hardening of the austenite is only effective to a small extent. Due to the relatively high chromium content, these alloys are completely rustproof. Since chromium-manganese steels are known to have a gloss similar to nickel silver, the steels according to the invention can also be used particularly advantageously where nickel silver or silver has been used up to now often stood in the way, can be seen as remedied by the appropriate measurement of the alloy content of manganese and chromium.