Kostenoptimierung durch Änderung der Legierungszuschläge für wärmebehandelbare Baustähle Translated title: Cost optimizing by the modification of alloy additions of heat-treatable engineering steels

Abstract

The substitution of expensive alloying elements like Mo and Ni by cheaper ones, e. g. Mn or B-Ti, was studied on the Q&T steel 42CrMo4 and the case-hardening steel 18CrNiMo7-6 based on equal hardenability. The alternative alloying concepts met the requirements for hardenability and mechanical properties in both steel types. The total substitution of Mo by Mn in the Q&T steel caused a loss in low temperature impact toughness. Residual elements (P, As, etc.) seem to promote this kind of temper embrittlement, so for temperature-critical cases the Mo content must be adapted. In the case-hardening steel the substitution of a part of Mo and Ni by Mn or B-Ti resp. lead to a tolerably reduced impact toughness and tooth impact bending force. Nb addition improved the impact toughness. The presented concepts of substitution offer a considerable potential for saving costs for alloy additions.

Kurzfassung

Die Substitution teurer Legierungselemente wie Molybdän und Nickel durch billigere, z. B. Mangan oder Bor-Titan, wurde an den Stählen 42CrMo4 und 18CrNiMo7-6 auf Basis gleicher Härtbarkeit untersucht. Die alternativen Legierungskonzepte erfüllten die Anforderungen an Härtbarkeit und mechanischen Eigenschaften beider Stahltypen. Der vollständige Ersatz von Molybdän durch Mangan im Vergütungsstahl führte zu einem Verlust an Tieftemperatur-Kerbschlagzähigkeit. Spurenelemente (Phosphor, Arsen usw.) scheinen diese Art von Anlassversprödung zu fördern, sodass für temperaturkritische Fälle der Molybdängehalt anzupassen ist. Im Einsatzstahl führte die teilweise Substitution von Molybdän und Nickel durch Mangan bzw. Bor-Titan zu einer tolerierbaren Verringerung der Kerbschlagzähigkeit und der Zahnschlagbiegekraft. Durch einen Niob-Zusatz verbesserte sich die Kerbschlagzähigkeit. Die vorgestellten Substitutionskonzepte bieten ein erhebliches Potenzial zur Einsparung an Kosten für Legierungszuschläge.