Experiences in Heat Treatment of Heat Resistant Carburizing Bearing Steels Translated title: Erfahrungen bei der Wärmebehandlung von warmfesten Einsatzstählen für Lagerkomponenten in Triebwerken

Abstract

Rolling element bearings in aeroengine applications undergo high stresses and elevated temperatures. Besides through hardening grades, predominantly the high speed steel M50, often case hardening steels, mostly the high performance carburizing steel M50NiL, are used in critical aircraft engine applications. The advantage of case hardened steels compared to through hardened steels is a relatively high fracture toughness in the core. Furthermore, carburizing steels allow an integrated functional design. Sophisticated heat treatment cycles are necessary to get optimal microstructural properties. This paper presents properties of these steels and experiences in industrial processing, especially in carburizing and hardening.

Kurzfassung

Wälzlagerkomponenten in Lagern von Flugtriebwerken sind im Betrieb hohen mechanischen Belastungen und hohen Temperaturen ausgesetzt. Als Werkstoffe für diese Anwendungen werden neben durchhärtenden warmfesten Stählen, vorrangig der Schnellarbeitsstahl M50, häufig Einsatzstähle, hauptsächlich der Hochleistungs-Einsatzstahl M50NiL, verwendet. Einsatzstähle weisen im Vergleich zu durchhärtenden Stählen eine deutlich höhere Funktionssicherheit durch hohe Risszähigkeit im Kern auf und erlauben die konstruktive Integration mehrerer Funktionen in einem Teil. Die Wärmebehandlung derartiger Stähle, vor allem das Aufkohlen, ist wegen des hohen Gehaltes an Legierungselementen aufwendig. Im Folgenden wird über die Wärmebehandlung solcher Stähle in der industriellen Produktion berichtet. Es werden die wesentlichen Eigenschaften dieser Materialien beschrieben und Erfahrungen bei der Anwendung der Verfahren Gasaufkohlen, Niederdruckaufkohlen und Vakuumhärten dargestellt.