Beschreibung
P 1125 – Steigerung technologischer Eigenschaften durch Kryobehandlung von Werkzeugstählen
Im Rahmen des Projektes wurden die Auswirkungen einer Kryobehandlung auf die Mikrostruktur, die mechanischen Eigenschaften und die Verschleißfestigkeit der hochlegierten Werkzeugstähle X38CrMoV5-3 (Elektroschlacke-Umschmelzverfahren (ESU)), X153CrMoV12 (Pulvermetallurgie (PM) und Schmelzmetallurgie (SM)) und ~X190CrVMo20-4 (PM) untersucht. Die Vergütungsparameter der Proben für die mechanischen Untersuchungen und die der Verschleißproben wurden auf Basis der Anlasskurven so gewählt, dass sowohl für die konventionell wärmebehandelten als auch die kryobehandelten Proben eine ähnliche Härte vorlag. Obwohl ein feineres, martensitisches Gefüge und eine homogenere Verteilung von Sekundärkarbiden beim X38CrMoV5-3 durch die Einbeziehung einer Tiefsttemperaturbehandlung in die konventionelle Wärmebehandlung erreicht wurde oder eine erhöhte Menge und eine homogenere Verteilung von Sekundär- und Nanokarbiden bei den Stählen X153CrMoV12 und ~X190CrVMo20-4 der Kryobehandlung zugeschrieben werden konnte, wurden keine Unterschiede in den mechanischen Eigenschaften und bei diversen Verschleißuntersuchungen (Schleifpapierverfahren, Verschleißtopf und Kavitationserosion) festgestellt. Die Verschleißbeständigkeit der hochlegierten Werkzeugstähle hängt in erheblichem Maße von den Primärkarbiden und der Makrohärte ab, weniger von den Sekundär- oder Nanokarbiden. Sowohl durch eine Kryobehandlung als auch durch ein dreimaliges Anlassen bei hohen Temperaturen wurde eine nahezu vollständige Umwandlung des Restaustenits in Martensit in den kleinen Proben erreicht. Eine Kryobehandlung bei Werkzeugkomponenten mit großen Wanddicken würde sich positiv auswirken, da eine gleichmäßige und vollständige Umwandlung des Restaustenits über den gesamten Querschnitt erzielt wird. Dem Anwender erlaubt dies, die Technologie der Tiefsttemperaturbehandlung besser einzuschätzen und dadurch gezielter einzusetzen, wodurch verbesserte Ergebnisse erreicht oder Kosten gespart werden können.
Veröffentlichung:
2021
Autoren:
Dr.-Ing. A. Schulz, Dr.-Ing. F. Nürnberger, Dipl.-Ing. T. Ümit
