Die Wirkung zunderhemmender Stoffe beim Wärmen von Stahl in gasbeheizten Schmiedeöfen

Hans Bühler

Kartonierter Einband, 138 Seiten

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Beim W~rmen von Stahl auf hohere Temperaturen, wie sie fUr das Schmieden von Stahl benotigt werden, tritt auoh in gut geregelten d...

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Beschreibung

Beim W~rmen von Stahl auf hohere Temperaturen, wie sie fUr das Schmieden von Stahl benotigt werden, tritt auoh in gut geregelten direkt brennstoffbeheizten Of en normalerweise ein Verzundern des W~rmgutes ein, das durchschnittlioh 2 ~ des Einsatzgewichtes betr~gt. Bei einer Masse von etwa 900 000 t GesenkschmiedestUcken, die in Deutschland j~hrlioh hergestellt werden, bedeutet das einen zus~tzlichen Stahlverbrauch von rund 20 000 t. Neben diesem Werkstoffverlust ist mit einer Sch~digung des Ofenmauerwerks, einer Erhohung des Gesenkver schleiSes und einer Beeintr~chtigung der SchmiedestUokober fl~che sowie der MaShaltigkeit zu reohnen. AuSerdem kommt ea im allgemeinen zu einer gleichermaBen unerwUnsohten Randent kohlung der Erzeugnisse, die bei naohtr~glichem Harten eine Weichhautbildung zur Folge hat und die WerkstoffgUte herab setzt. Die genannten Auswirkungen der Verzunderung und Entkohlung ~uBern sich in einer GUte- und Lebensdauerverminderung der Of en und Gesenke sowie in hoherem AusschuB bei den Sohmiede stUcken. Die dadurch entstehenden Kosten werden noch stark vergroSert durch die Arbeitsg~ge zum Zunderentfernen vor und nach dem Schmieden und die MaSnahmen zum Beseitigen der Randentkohlung. Die Verzun~erung und Randentkohlung atellen also insgesamt einen erheblichen Kostenfaktor da~, besonders beim mehrfachen und langzeitigen W~rmen und beim Schmieden von hoher- und hochlegierten St~hlen, so daB es berechtigt erscheint, mit Nachdruck nach Moglichkeiten zur Vermeidung der Oxydation beim W~rmen von Gesenkschmiederohlingen zu suchen. 2. Ziel und Abgrenzung der Aufgabe Ein oxydationsarmes W~rmen ist Uber die EinfluSgroSen der Verzunderung und Entkohlung - die Ofenatmosph~re, die Ver weilzeit im Of en, die Temperatur, den Werkstoff und die Werkstoffoberfl~che - zu erreichen.
Inhalt
1. Einleitung.- 2. Ziel und Abgrenzung der Aufgabe.- 3. Erkenntnisstand.- 3.1. Grundlagen der Verzunderung und Entkohlung.- 3.2. Verzunderung und Entkohlung in gasbeheizten Schmiedeöfen.- 3.2.1. Zusammensetzung der Wärmmedien und ihre Wirkung auf Stahl.- 3.2.2. Wirkung einzelner Rauchgasbestandteile.- 3.2.2.1. Einfluß auf die Oxydation von Eisen.- 3.2.2.2. Einfluß auf die Oxydation von Kohlenstoff.- 3.3. Verhindern von Verzunderung und Entkohlung durch zunderhemmende Stoffe.- 3.3.1. Anforderungen an zunderhemmende Stoffe für das Gesenkschmieden.- 3.3.2. Zunderhemmende Stoffe auf Borbasis.- 3.3.3. Zunderhemmende Stoffe auf Siliziumbasis.- 3.3.4. Zunderhemmende Stoffe auf Lithiumbasis.- 4. Planung und Durchführung der Versuche.- 4.1. Werkstoffe.- 4.2. Wärmbedingungen.- 4.3. Zunderhemmende Stoffe.- 4.4. Versuchseinrichtung, Meßverfahren und -genauigkeit.- 4.4.1. Oxydationskinetik.- 4.4.2. Randentkohlung.- 4.4.3. Reibwert.- 5. Beschreibung und Deutung der Versuchsergebnisse.- 5.1. Verzunderung in Abhängigkeit von der Oberflächenbeschaffenheit.- 5.1.1. Geschliffene Oberfläche.- 5.1.2. Gebeizte Oberfläche und Walzhaut.- 5.1.3. SiO2- und stahlkiesgestrahlte Oberfläche.- 5.2. Verzunderung in Abhängigkeit von der aufgetragenen Menge der zunderhemmenden Stoffe.- 5.2.1. Optimale Auftragsmenge und Beschaffenheit der Überzüge.- 5.2.2. Vor dem Wärmen aufgetragene Stoffe.- 5.2.3. Während des Wärmens verdampfte Stoffe.- 5.3. Verzunderung geschützter Proben in Abhängig-keit von Luftzahl, Temperatur und Zeit.- 5.3.1. Stoffe auf Borbasis.- 5.3.2. Stoffe auf Siliziumbasis.- 5.3.3. Stoffe auf Lithiumbasis.- 5.3.4. Folgerungen für den Einsatz in der Praxis.- 5.4. Einfluß der zunderhemmenden Stoffe auf die Entkohlung.- 5.4.1. Das Verhalten des Stahls X40Cr13.- 5.4.2. Das Verhalten des Stahls Ck45.- 5.5. Wirkungsweise der zunderhemmenden Stoffe.- 5.5.1. Stoffe auf Borbasis.- 5.5.2. Stoffe auf Siliziumbasis.- 5.5.3. Stoffe auf Lithiumbasis.- 5.6. Reibverhalten der zunderhemmenden Stoffe.- 6. Zusammenfassung.- Anhang: Tafeln und Bilder.- A. Schrifttumsverzeichnis.- B. Verzeichnis der Formelzeichen.