Die Metallurgie der Ferrolegierungen PDF
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Die Metallurgie der Ferrolegierungen Bearbeitet von lng. F. V. Andreae / Dr.-lng. W. Dautzenberg / Dipl.-lng. A.Driller / Prof.Dr.R.Durrer / Dr. G. Fiore / Dr. W. Freigang Dipl.-lng. W. Hilgers / Dipl.-lng. K.Kintzinger / W.Mareth Dr.-lng. O. Rösner / Prof. Dr. E. Schwarz v. Bergkampf P. Sernitz / Dr. O. Smetana / Dr. phil. G. Volkert / Dipl.-lng. W. Wilke / Dr.-lng. J. Wotschke Herausgegeben von Prof. Dr. R. Durrer Dr. phi!. G. V olkert und Zürich Söllingen/Karffiruhe Mit 188 Abbildungen Springer-Verlag Ber lin / Göttingen / Heidelberg 1953 ISBN 978-3-662-00209-4 ISBN 978-3-662-00208-7 (eBook) DOI 10.1007/978-3-662-00208-7 Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Ohne ausdrückliche Genehmigung des Verlages ist es auch nicht gestattet, dieses Buch oder Teile daraus auf photomechanischem Wege (Photokopie, Mikrokopie) zu vervielfältigen. Copyright 1953 by Springer-Verlag OHG., Berlin/Göttingen/Heidelberg. Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1953 Vorwort. Die Notwendigkeit eines neuzeitlichen Buches über die Metallurgie der Ferrolegierungen ist wohl unbestritten, und deshalb hat auch der Springer-Verlag mit uns - allerdings mit Bedenken - den Ent schluß gefaßt, ein solches herauszubringen. Mit Bedenken deswegen, weil das Gebiet so umfangreich ist, daß ein einzelner es nicht zu behandeln vermag. Es verblieb also nur die Möglichkeit, die Aufgabe mit einer verhältnismäßig großen Zahl von Mitarbeitern anzupacken, womit naturgemäß gewisse Nachteile verbunden sind. Ein solches Werk kann nicht so einheitlich sein, wie es ein einzelner Autor zu schreiben vermag. Wir sind uns dieses Nachteils voll bewußt und hoffen nur, daß er sich nicht zu stark zeige. In der heutigen uns alle so stark in Anspruch nehmenden Zeit war es nicht leicht, beste Fachleute für diese Gemeinschaftsarbeit zu gewinnen. Daß diese sich doch bereit erklärt haben, verpflichtet uns zu besonderem Dank, den wir vor allem an dieser Stelle aussprechen möchten in der Hoffnung, daß dieses "Teamwork" auch in der Zu kunft erhalten bleiben möge. Weiterer Dank gebührt den Ferro legierungswerken, die ihren Ingenieuren die Mitarbeit an diesem Buche ermöglicht haben. Schließlich möchten wir auch dem Verlag für seine traditionell in jeder Hinsicht hochstehende Einstellung verbindliehst danken. Das Werk soll nicht nur so weit wie möglich die Kenntnisse und Er fahrungen in der Erzeugung der Ferrolegierungen behandeln, sondern überdies auf die Lücken dieses umfangreichen Gebietes und die sich daraus ergebenden notwendigen Forschungen hinweisen. Möge es auch in dieser Richtung Anregung geben. Jeden Verbesserungs vorschlag für eine Neuauflage werden wir dankbar begrüßen. So schicken wir denn unser Kind mit einem herzlichen Glück auf in die Welt hinaus, hoffend, daß es seine Pflicht sachlich und menschlich tun werde. Zürich und Karlsruhe, im Sommer 1952. R. Durrer. G. Volkert. Inhaltsverzeichnis Seite I. Allgemeine Metallurgie der Ferrolegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . A. Begriffsbestimmung und Wirkungsweise der Ferrolegierungen . . . . . . . . Von Professor Dr. E.SCHWARZ VON BERGKAMPF , Montanistische Hochschule, Leoben. B. Geschichtliche Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 5 Von Dr. phil. G. VOLKERT, Bad. Wolframerz G.m.b.H., Söllingen b. Karlsruhe. O. Die Ausgangsstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 9 Von Dr. phil. G. YOLKERT, Bad. Wolframerz G. m. b. H., Söllingen b. Karlsruhe. D. Physikalisch -chemische Grundlagen der Herstellungs -Verfahren für Ferro legierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Von Professor Dr.E. SCHWARZ VON BERGKAMPF, Montanistische Hochs chule, Leoben. E. Die metallurgischen Arbeitsweisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Von Professor Dr. R. DURRER, Zürich; Dr. phil. G. VOLKERT, Bad. Wolfram- erz G. m. b. H., Söllingen b. Karlsruhe und Dr.-Ing. W. DAUTZENBERG, Stahlwerk Mark Metallurgie A. G., Hamburg-Wilhelmsburg. 1. Das Verhütten im Hochofen (DuRRER) . . . . . . . . . . . . . . . .. 14 2. Das elektrothermische Verhütten mit Kohle als Reduktionsmittel (VOLKERT) 17 Das kontinuierliche Schmelzen S. 17. - Das diskontinuierliche Schmelzen S. 24. - Das Blockschmelzverfabren S.27. 3. Das elektrosilikothermische Verhütten (VOLKERT) . . . . . . . . . . . . 30 4. Das metallothermische Verhütten ohne Zufuhr elektrischer Energie (DAUTZIlN. BERG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Allgemeines und Rohstoffe S. 35. - Metallurgische Grundlagen S. 36. - Die technische Durchführung S. 40. - Die Aluminothermie E?: 42. - Die Reduktion mit allderen Metallen S. 44. - Die verwendeten Ofen und der Gang der Fabrikation S. 44. 11. Die Öfen . . . . . . . . . . . . . 46 A. Modellbetrachtung des Lichtbogenofens 46 Von Professor Dr.E. SCHWARZ VON BERGKAMPF , Montanistische Hochschule, Leoben. 1. Allgemeines . . . . . . . . 46 2. Belastung elektrischer Leiter 47 3. Modell des Lichtbogenofens . 4. ß. Die elektrische Seite der Ferrolegierungsäfen Von Dipl.-Ing. A.DRILLER, A.E. G., Frankfurt a.M. 1. Energieumsetzung im Lichtbogenofen 50 2. Der Ofentransformator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Allgemeines S. 50. - Die Schaltung des Ofentransformators und die Re gelung seiner Spannung S. 52. - Die Bauformen der Ofentransformatoren S. 61. - Der Ofentransformator im Kurzschluß S.64. - Wirkungsgrad S. 67. - Kühlung des Ofentransformators S. 67. - Schutz des Ofen transformators und seine 'Wartung S. 71. Inhaltsverzeichnis. V Seite 3. Die elektrischen Verhältnisse im Stromkreis des Ofens 72 4. Die Führung der Hochstromleitung 77 5. Die "tote" und die "wilde" Phase . . . . . . . . . 88 6. Die Regelung der Elektroden . 90 7. Die Schaltanlage . . . . . . .'. . . . . 104 C. Mechanischer Aufbau der Anlagen . . . . . . 107 Von Dipl.-Ing. W. WILKE, Berlin-Siemensstadt. 1. Allgemeines .......................... 107 2. Die verschiedenen Ofenarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Feststehende Öfen S. 109. - Kippbare Ferrolegierungs-Öfen S.141. 3. Allgemeine Gesichtspunkte für die Planung von Ferrolegierungs-Anlagen . 150 4. Schutzmaßnahmen an Lichtbogen-Reduktionsöfen 158 III. Elektroden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 A. Amorphe Elektroden. . . . . . . . . . . . . . . 160 Von WALTHER 1\fARFl'H, Siemens Plania, Meitingen b. Augsburg. Amorphe Kohleelektrode • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • 161 Herstellung S. 162. - Eigenschaften S. 162. - Elektroden-Abmessungen und Ausführung S. 164. - Anwendung und Verbrauch von Kohleelek troden S. 168. B. Graphitierte Elektroden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Von W ALTHER MARFrH, Siemens Plania, Meitingen b. Augsburg. C. Söderberg-Elektroden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 177 Von Dr. WALTER FREIGANG, Firma Dr. A. LESSING, Fabrik für Elektrokohle, Nürnberg. IV. Spezielle Metallurgie der Ferrolegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 A. Ferrochrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 Von Dipl.-Ing. K. KINTZINGER, Wittlaer b. Düsseldorf; Dipl.-Ing. Dr. phi!. G. VOLKERT, Bad. Wolframerz G. m. b. H., Söllingen; Dr. Ing. W. DAUTZENBERG, Stahlwerk Mark Metallurgie A.G., Hamburg-Wilhelmsburg. 1. Erschmelzung tiefprozentiger Chrom-Legierung im Hochofen (KINTZINGER) 191 2. Erschmelzung von Ferrochrom im Elektroofen (VOLKERT) . . . . . . . . 194 Die hart.en ChroInIegierungen (FeCr-carbure und FeCr-affine) S. 198. - Ferrochrom-affine-Legierungen S. 201. - Die weichen Ferrochrom-Le gierungen (Ferrochrom-suraffine) S. 209. 3. Aluminot.hermische Erschmelzung von Chromlegierungen (DAUTZENBERG) 219 Chrommetall S. 219. - Ferrochrom S. 222. B. Ferro-Kobalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 Von Dipl.-Ing. W. HILGERS, Otavi Minen-u. Eisenbahngesellschaft, Neu-Isenburg. C. Ferromangan und Manganlegierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 Von Dipl.-Ing. K. KINTZINGER, Wittlaer b. Düsseldorf; F. V. ANDKEAE, Chat tanooga (Tenn. USA) und P. SERNITZ, Karlsruhe; Dipl.-Ing. Dr. phi!. G. VOL- KERT, Bad. Wolframerz G. m. b. H., Söllingen; Dr. -Ing. W. DAUTZENBERG, Stahlwerk Mark Metallurgie A. G., Hamburg-Wilhelmsburg. 1. Erschmelzung von Ferromangan-carbure im Hochofen (KINTZlNGER). . . . 236 Herstellung von Ferromangan im Hochofen S. 236. 2. Erschmelzung von Ferromangan-carbure im Elektroofen (ANDKEAE und SERNITZ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 3. Silikothermische Erschmelzung von Manganlegierung im Elektroofen (VOL- KERT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 247 Ferromangan und Manganmetall S. 247. 4. Aluminothermische Erschmelzung von Manganlegierungen (DAUTZENBERG) 266 VI Inhaltsverzeichnis. Seite D. Ferromolybdän . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 Von Dipl.-Ing. Dr.phil. G.VOLKERT, Bad_ Wolframerz G.m.b.H., Söllingen. 1. Erschmelzung von Ferromolybdän im Elektroofen. 274 2. Silikothermische Erschmelzung von Ferromolybdän . . . . . 281 E. Ferro-Nickel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 Von Dr. G. FlORE, Stabilimenti Elettrochimici, Papigno (Italien). 1. Die Verarbeitung von sulfidischen Nickelerzen 285 2. Die Verarbeitung oxydischer Nickelerze . . . . . 286 3. Die Gewinnung von Ferronickel . . . . . . . . . 288 4. Ferronickel aus vollständigen Reduktionsprozessen 288 5. Herstellung von Ferronickel auf direktem Wege durch gestufte Reduktion 290 F. Ferrophosphor ........................... 293 Von Dr.-Ing. J. WOTSCHKE, Gasmetallurgische Forschungs- und Entwicklungs gesellschaft m. b. H., Hannover. G. Ferrosilizium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 Von Dipl.-Ing. K.KINTZINGER, Wittlaerb. Düsseldorf; Dipl.-Ing. Dr. phil. G.VOL KERT, Bad. Wolframerz G.m. b.H., Söllingen. 1. Erschmelzung von tiefprozentigen Ferrosilizium -Legierungen im Hochofen (KINTZINGER). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 2. Erschmelzung von Ferrosilizium-Legierungen im Elektroofen (VOLKERT) . . 303 Die geschichtliche Entwicklung S.303. - Die Rohstoffe S.304. - Die verwendeten Öfen S. 305. - Ofenbetrieb S. 306. - Ergebnis~e S. 310. 3. Kalcium-Silizium (VOLKERT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 H. Ferrotantal und Ferroniob . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 Von Dr.-Ing. O. RösNER, Otavi Minen- u. Eisenbahngesellschaft, Neu-Isenburg. 1. Vorkommen und Erze . . . . . . . . . . . . . 316 2. Chemisch-metallurgisches Verhalten des Nb und Ta 317 3. Erschmelzen von Fe-Nb-Ta . 318 4. Produktion und Preise . 320 5. Verwendung . . . . 320 J. Ferrotitan .. . . . . 321 Von Dipl.-Ing. Dr. phil. G. VOLKERT, Bad. Wolframerz G.m. b.H., Söllingen; Dr.-Ing. W. DAUTZENBERG, Stahlwerk Mark Metallurgie A. G., Hamburg-Wil helmsburg. 1. Erschmelzung der Titan-Legierungen im Elektroofen (VOLKERT). . . . 321 2. AlUIninothermische Erschmelzung von Titanlegierungen (DAUTZENBERG) 325 K. Ferrovanadium . . . . . . . . . . . . . . . . 333 Von Dr. O. SMETANA, Chemische Werke, Treibach. 1. Geschichtliches 333 2. Vorkommen . . . . . . . . . . . . . . . . 335 3. Erzförderung . . . . . . . . . . . . . . . . 339 4. Verarbeitung der Rohstoffe (außer vanadinhaitigen Eisenerzen) 340 Vanadinerze S.340. - Vanadinhaltige Erdölrückstände S.343. - Va nadinhaltige Phosphate S. 343. - Vanadinhaitiger Bauxit S. 344. - Vanadinhaltige Titanerze S. 345. - Vanadinhaltige Kupfererze S. 346. - Sonstige vanadinhaltige Rohstoffe S. 346. 5. Gewinnung des Vanadins aus Eisenerzen. . . . . . . . . . . . . . . . 347 Versuche zur Anreicherung durch Aufbereitung der Erze S. 347 - Ge winnung und Verarbeitung vanadinhaitiger Schlacken S. 349. - Ver arbeitung der Vanadinschlacken S.363. 6. Ausfällen der Vanadinsäure ..... . . . . . . . . . . . . . . . . 369 Inhaltsverzeichnis. VII Seite 7. Herstellung von Ferrovanadin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 Reduktion mit Silizium S. 374. - Reduktion mit Kohle S.375. - Re duktion mit Aluminium S. 377. - Ferrovanadin, Zusammensetzung und Anforderungen S. 381. - Verwendung des Ferrovanadiums S.383. - Produktion und Preise S. 384. L. Ferrowolfram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 Von Dipl.-Ing. Dr. phil. G. VOLKERT, Bad. Wolframerz G.m. b.H., Söllingen. M. Ferrozirkon-Silizium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401 Von Dipl.-Ing. Dr. phil. G. VOLKERT, Bad. Wolframerz G. m. b. H., Söllingen. V. Ausblick • . . . . . . . . 405 Von Professor Dr. R. DURRER, Zürich. Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . 406 I. Allgemeine Metallurgie der Ferrolegierungen. A. Begriffsbestimmung und Wirkungsweise der Ferrolegierungen. Von Professor Dr. E. Schwarz von Bergkampf, Leoben. Mit 2 Abbildungen. Unter den verschiedenen Gruppen von Legierungen sind die Ferrolegierungen durch ihren Eisengehalt und durch ihre Bedeutung für die Eisenindustrie im allgemeinen ausgezeichnet. Man versteht unter Ferrolegierungen die Legierungen der Stahlveredelungsmetalle mit Eisen, die meist durch Reduktion oxydischer Erze mit Kohlenstoff im Lichtbogenofen erhalten werden, wobei der Eisengehalt die Herstellung und Anwendung sehr erleichtert. Die Vereinfachung der Herstellung zeigt sich besonders bei Erzen, die eisen haltig oder gar Eisenverbindungen sind, weil sie ohne chemische Aufarbeitung erfolgen kann. Bei den hochschmelzenden Metallen hat der Eisengehalt noch eine starke Herabsetzung des Schmelzpunktes zur Folge, wodurch nicht nur die Herstellung im geschmolzenen Zustand, sondern auch die Auflösung im Stahlbad sehr erleichtert wird. Bei der Anwendung der Ferrolegierungen ist die Auflösung im Stahlbad der notwendige erste Schritt, wobei zu beachten ist, daß zwei Flüssigkeiten sich schneller ineinander lösen als ein fester Körper in einer Schmelze. Durch den Eisengehalt der Ferrolegierungen wird entweder bei den tiefschmelzenden Metallen eine im Stahlbad gleich flüssig werdende Legierung erhalten, oder liegt die Zusammensetzung der Ferrolegierung schon am steil' abfallenden Teil der Schmelzlinie, so daß durch weitere Eisenaufnahme sehr rasch eine Verflüssigung eintritt. Die gewünschte Wirkung der Ferrolegierungen ist die Veredelung des Stahles, was nicht nur durch eine Legierungsbildung, sondern auch durch eine Reaktions behandlung erfolgen kann. Zur Legierungsbildung sind Metalle von Bedeutung, die in ihrem Verhalten meist eine gewisse Ähnlichkeit zum Eisen besitzen und in Legierungen dessen Eigenschaften in bestimmter Weise verbessern, während die Metalle zur Reaktionsbehandlung gewisse Nebenbestandteile, die schon beim Erstarren des flüssig hergestellten Stahles oder später schädigend auf die Eigen schaften wirken, chemisch binden und durch Ausscheidung in flüssiger oder fester Form unschädlich machen. Einige Metalle der Ferrolegierungen üben beide Wirkungen zugleich aus und haben daher schon in geringen Zusätzen einen stark veredelnden Einfluß. Die Herstellung der Ferrolegierungen erfordert wegen der beträchtlichen Schwerschmelzbarkeit und der schweren Reduzierbarkeit der verwendeten Erze durch den Koks den elektrischen Lichtbogenofen, wobei die erzeugten Ferro legierungen einen erheblichen Metallkarbidgehalt erreichen (s. Abb. 1). Wenn kohlenstoffarme Zusätze zum Stahl gemacht werden sollen, sind neben den Ferrolegierungen auch die Silikolegierungen von Bedeutung, wofür diese Ferrolegierungen 1 2 Allgemeine Metallurgie der Ferrolegierungen. direkt oder als Zwischenprodukte zur Erzeugung von kohlenstoffarmen Ferro. legierungen Verwendung finden. -Die Entwicklung der Herstellungstechnik der Ferrolegierungen hat dazu geführt, daß heute manche Metalle im Lichtbogenofen fast rein gewonnen werden können wie Silizium, Mangan, aber auch Chrom und Vanadium. Manchmal kann man die Legierungszusätze dem Stahlbad auch gleich in Form der natürlichen Erze bzw. chemisch aufgearbeiteter oxydischer Ver. bindungen zuführen, wenn diese schon vom Eisen reduziert werden wie Molybdän. säure, Vanadinsäure und ihre Kalziumverbindungen, sowie für Einzelfälle sogar :M:olybdänsulfid. Andererseits werden auch noch gewisse Stahllegierungsmetalle auf alu· minothermischem Weg, also durch Reduktion der oxydischen Erze mit Alu minium, hergestellt, wodurch kohlenstofffreie Legierungen direkt zu erhalten sind. Das dazu und auch zur Stahlveredelung benötigte Aluminium muß aber elektrolytisch aus einer Kryolith-Schmelze gewonnen werden. Daher ist es eine technische Vereinfachung, wenn nun das Mangan auf naßmetallurgisch. elektrolytischem Weg hergestellt wird. Diese Herstellung tritt sogar in Kon· kurrenz zur elektrothermischen, weil damit auch bisher unbrauchbare Erze verwertet werden können. Nur die dem Eisen im periodischen System sehr nahestehenden Metalle Nickel und Kobalt sind aus ihren rein dargestellten Verbindungen so leicht in den metallischen Zustand zu bringen, daß die Herstellung von Ferrolegierungen hier unnötig wird. Außer der ursprünglichen Verwendung der Ferrolegierungen zur Stahl. veredelung sind diese heute leicht erhältlichen Metallegierungen in steigendem Maße auch sonst in der metallurgischen und chemischen Technik in Anwendung gekommen. So z. B. die Verwendung von Ferromangan als Zusatz zu MoneI· legierungen und das FeSiAI als elektrothermisches Produkt zur Herstellung einer SiIumin· V orlegierung. Das Ferrochrom dient auch neben dem natürlichen Chromit als Rohstoff zur Herstellung von Chromverbindungen und als Anoden. material in Verchromungsbädern. Die metallurgisch und chemisch bedeutendste Anwendung findet dort statt, wo das Ferrosilizium als Reduktionsmittel zur silikothermischen Herstellung von anderen Ferrolegierungen und Metallen herangezogen wird. Als Ferrolegierungen stehen fast alle Stahllegierungs. und Stahlbehandlungs. metalle zur Verfügung, die besonders durch ihre spezifische Wirkung auf die Bindungsart und die Löslichkeit des Kohlenstoffes von entscheidender Aus. wirkung auf die erzielbare Stahlqualität sind. Die Eigenart des Stahles liegt in der vielfachen, sehr unterschiedlichen Verteilungsart des stets vorhandenen Kohlenstoffes bzw. der Karbide und hängt hauptsächlich von seiher Menge und der vorausgegangenen Wärmebehandlung ab. Die in den Ferrolegierungen enthaltenen Stahlveredelungsmetalle können entweder bevorzugt in die metallische Grundphase oder in die ausgeschiedenen Karbide eingehen. In die Karbide eingehend und damit selbst auch karbidbildend sind: Ta, Nb (Cb), Ti, W, Mo, V, Cr, Mn; in dieser Reihe etwa entsprechend der Stärke der Kohlenstoffbindung und damit der Härte und Stabilität der sich bildenden Karbide. In der Stahlgrundmasse besitzen die Legierungsmetalle außerdem zwei strukturell verschiedene Wirkungen. Entweder wird die innenzentrierte a-Phase, der Ferrit, stabilisiert und damit die Temperaturgrenze seiner Beständigkeit erweitert (durch Cr, V, Mo, W), oder die flächenzentrierte y-Phase, der Austenit (durch Ni, Mn). Begriffsbestimmung und Wirkungsweise der Ferrolegierungen. 3 Unabhängig davon wird im allgemeinen die Löslichkeit des Kohlenstoffes in den metallischen Phasen nur wenig geändert. Nur die starken Karbidbildner erniedrigen die geringe Löslichkeit des Kohlenstoffes im Ferrit, wie auch der Nickelzusatz die Sättigung des Kohlenstoffes im Austenit herabsetzt, während das Silizium durch seine typische Verdrängungswirkung gegen den Kohlenstoff ausgezeichnet ist, was sich deutlich an den in ganz weichem Zustand herstell baren, 4 % Si enthaltenden Transformatorenblechen zeigt. Die dem Eisen im chemischen Verhalten ähnlichen Metalle, das Mangan, das Molybdän und das Chrom beeinflussen jedoch in der a- bzw. y-Phase die Löslich keit für Kohlenstoff nur wenig, und dadurch ist die überragende Bedeutung dieser Stahlzusätze zu erklären. Durch die Erhaltung der Kohlenstofflöslichkeit dieser stärker karbidbildenden Metalle, bzw. auch durch die Erniedrigung der Kohlenstofflöslichkeit durch Nickel und Silizium, welche im Stahl keine Karbide bilden, wird die Ausscheidung des harten, kohlenstoffhaItigen Martensites beim Abschrecken erleichtert, wobei die notwendige Abschreckgeschwindigkeit stark verkleinert und damit die Durchhärtung und Vergütbarkeit des Stahles ver bessert wird. Dieses Verhalten der verschiedenen Metalle konnte sogar zahlenwertmäßig festgelegt werden und dient zu einer ersten, prinzipiell richtigen Bewertung der Stahllegierungselemente, was technisch und wirtschaftlich von großem Wert 10,0 .... ist. In der beigefügten Abbildung er- 8,0 fIjIrcll./lÖN!noBr !/ ~~),s/\~;~ / f sieht man dies an der Abhängigkeit des 5,0 Ourcl!messer r'OUet' .... I martensitisch durch härtenden Durch- 5,0 !/.l 1I\,1I\"C '~~ir!'~Cd' " / ' / , messers des Kohlenstoffgehaltes und der '1,0 ./ Korngröße des Austenits sowie in den I sich addierenden, aber sehr verschiede- ~O 1/ 11 nen Einflüssen der Legierungsmetalle, / Y/Cl'l die - unabhängig voneinander - durch ~ 1 ihre Gehalte eine Durchmesservergröße- z,tJ 1// / 1 / L rung ermöglichen. 1,8 / l/" L' L L Die in den Ferrolegierungen ent- 1,0 V '/ Mo 7f L haltenen Elemente haben somit allein 1,'1 filIiloren der und in Mischungen einen sehr fein ge 1/ vV~ Dvrc/JmesSBr- stuften Einfluß auf die Qualität des vergriillBl'vng ~ !t' N~ erzeugten Stahles, wobei die Festigkeit 1,J 71v/'cl! jeo'e~ VV und Härte hauptsächlich durch den Elemen/l I ' Kohlenstoffgehalt und die Wärme behandlung hervorgebracht werden, 0,1 tU 4J {/,5 M~O t,O J,O 1,0% während die in die metallische Grund Legierv/lgsgelttllf phase eingehenden Legierungsmetalle schon bei geringem Zusatz die Dehnung Abb. 1. Tafel zur Berechnung der durchhärtenden Durchmesser für Stahl von verschiedenem C·Gehalt und Zähigkeit erhöhen, bzw. bei größeren mit feinem oder grobem A ustenit-Korn, so daß noch in Gehalten besondere Eigenschaften her bdielrd Munigtt ea ueifnterist tR. unDdiestsaeb Desu ercinhem 5e0ss0e/or -lgwee rMdeanrt ennoscith vorrufen. additiv von den LegierungsbestandteIlen verviel facht, entsprechend den angegebenen Faktoren. Einige Legierungsmetalle wie Nickel, (Nach M. A. Großmann.) Kobalt und auch Mangan vermögen, wenn sie in großen Mengen neben dem Eisen in die Stahlzusammensetzung eintreten, den durch die Abschreckhärtbarkeit gekennzeichneten Stahlcharakter bis zum Verhalten von Metallegierungen zu verschieben, die nur mehr eine Ausscheidungshärtung erfahren können. I"
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