145631. lajstromszámú szabadalom • Nitrálható acél főleg nemesacélok pótlására
ő Megjelent: 1959. november 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 145.631. SZÁM , 18. b 1—20. OSZTÁLY - GI—64. ALAPSZÁM Nitrálható acél főleg nemesacélok pótlására A Magyar Állam, mint a feltaláló: dr. Gillemot László műegyetemi tanár, budapesti lakos jogutódja A bejelentés napja: 1955. július 1. Ismeretes, hogy a legtöbb gépalkatrész üzem közben kifáradás szempontjából van igénybevéve. Az anyag statikus szilárdsági jellemzői és a kifáradási határ között egyértelmű összefüggést megállapítani nem lehet ugyan, azonban tény az, hogy a polírozott próbatestek kifáradási határa annál nagyobb, minél nagyobb a szakító szilárdság és folyási határ értéke. Bemetszett próbatesteken — a bemetszés alakjától és méretétől függően — a kifáradási határ jelentős csökkenése állapítható meg, úgyhogy végeredményben a nagyszilárdságú, rendszerint ötvözött és nemesített állapotban alkalmazott acélok kifáradási igénybevételénél, a kifáradási határ tehát géprészeiknél, igen rosszul használhatók ki. A nemesített acélok gépészeti alkalmazása egyben mindig egy hőkezelést és azt követő újabb hátrányos és igen költséges megmunkálást jelent, tekintettel arra, hogy a hőkezelés után a munkadarab elhúzódik és méretei megváltoznak. Fokozottan érvényes ez a betétben edzett acélfajtáknál, melyeknek utólagos megmunkálása rendszerint már csak köszörüléssel történhetik. A találmány célja fenti hátrányok kiküszöbölése, e célból az alábbi megállapításokat dolgoztuk ki, amelyeket részletesebben az alábbiakban ismertetünk. Megállapítottuk, hogy titánötvözés hatására a folyási határ igen jelentős emelkedést mutat, anélkül, hogy az acélok ütőimunkája számottevő mértékben csökkenne. A statikus méretezés szempontjából ez a körülmény igen jelentős. Pl. C 0,55, Ti 0,86, Mn 0,22, Si 0,16% összetételű acélnál a szilárdsági értékék a következők: S 41,2 kg/mm2 B 66,1 Nyúlás 10d -n mérve 18% Kontrakció 58% Ütőmunka 20,1 Mint a fenti kiragadott példa mutatja, titánacéloknál még nagy folyási határ esetén is igen jelentős ütőmunka érhető el. Megállapítottuk továbbá azt is, hogy a titánacélok az egyébként ismert nitridálási eljárással igen könnyen és gyorsan nitridálhatók oly módon, hogy 5 óra alatt már 900—1000 Hy keménységű kéreg, 1—2 óra alatt pedig az összetételtől függően 300—'500 Hy keménységű kéreg állítható elő. Ezáltal lehetővé válik a nitridálásnak, mint felületkezelési eljárásnak igen széleskörű felhasználása, tekintettel arra, hogy az eddig fennálló legfőbb gátló körülmény: a nitridálás hosszadalmas volta, teljesen elesik. A további igen jelentős előny az, hogy a nitridálás épp azért, mert alacsony hőmérsékleten történik, számottevő elhúzódást nem okoz és a hőkezelés után csak igen kis mértékű utánmunkálás szükséges, illetőleg az esetek nagy részében a hőkezelés után a megmunkálástól el is lehet tekinteni. Ismeretes továbbá az is, hogy a nitridált felület után próbatestek kifáradási határa jelentékenyen emelkedik, ennek folytán nemesített, vagy betétben edzhető szerkezeti acélok pótlása titánacélokkal előnyösen a következő két úton lehetséges: 1. betétben edzett acélfajták titánacéllal pótolhatók olyan nitridálási eljárással, mely az előbbiekben már említett kb. 900—1000 Hv keménységre vezet; • 2. kifáradási igénybevételnek kitett gépalkatrészek pótlása történhet olyan titánacéloikkal, melyek nitridálása csupán 300 Hv felületi keménységig történik. Az ilyen keménységű nitridált réteg is rnár teljesen elegendő ahhoz, hogy a kifáradási határt jelentős mértékben megemelje. Mindkét eset a következő előnyökkel jár: 1. A költséges ötvöző anyag helyett az olcsóbb és hozzáférhetőbb titán alkalmazható; 2. a hőkezelés időtartama rövidebb, mint a betétben való edzésnél és áltálában nem hosszabb, mint a nemesítésnél; 3. elhúzódás nem lép fel és így utólagos megmunkálás rendszerint nem szükséges; 4. bár javasolt olyan titánacélok, melyek lágy állapotban kerülnek felhasználásra, szilárdsági szempontból nem érik el a nemesített acélok szilárdságát, mégis jelentős a folyáshatár- és ütőmunkaértékük, továbbá a nitrálással megemelt kifáradási határok következtében a gépszerkesztő számára igen sok területen egyenrangúak a nemes ötvözött acélokkal.
