HOCHFESTER MARTENSITAUSHÄRTBARER STAHL MA RA GING HIGH STRENGTH STEEL

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1 HOCHFESTER MARTENSITAUSHÄRTBARER STAHL MA RA GING HIGH STRENGTH STEEL

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3 Eigenschaften Ul tra hoch fes ter, mar ten sit aus härt ba rer (Ma ra ging) Stahl, der seine ho hen Festig - keitseigenschaften im Vergleich zu vergüt - ba ren Stählen nicht durch ein Härtungsge - fü ge mit relativ ho hem Kohlenstoffgehalt, son dern durch Ausscheidung intermetalli - scher Phasen aus einer zä hen, na he zu koh - lens toff frei en Nickelmartensit-Grundmasse er reicht. Da raus ergeben sich nach ste hend angeführte Vor tei le: Hohe Zug fes tig keit und hohes Streckgren - zen ver hält nis, gute Zä hig keit (Ein schnü rung, Deh nung, Kerb schlag zä hig keit, Riß bruch zä hig keit) auch bei tiefen Tem pe ra tu ren, hohe Kerb zug fes tig keit und Brand riß be - ständigkeit. Maß än de rung bei der Wärmebehandlung nahezu Null, keine Entkohlung und Rißge - fahr, Durchhärtung auch bei großen Ab - mes sun gen, gute Zer span bar keit in lö - sungs ge glüh tem Zu stand, Zer spa nung auch in aus ge här te tem Zu stand mög lich. Gute Kaltverformbarkeit dank geringer Ver - festigungsneigung, be ste Schweißbarkeit und einfache Wärme - be hand lung bei niedrigen Tem pe ra tu ren. Properties Ul tra-high-strength ma ra ging steel. In con trast to heat treatable steels its out - stan ding tensile pro per ties are not due to a har de ned struc tu re with re la ti ve ly high carbon content, but to pre ci pi ta ti on of inter - me tall ic phases from a duc ti le nickel bea - ring matrix con tai ning al most no car bon. This results in the following ad van ta ges: High ten si le strength and ex cel lent yield point ra tio, sa tis fac to ry toughness (re - duction of area, elon ga ti on, im pact strength, fracture toughness) even at low tem pe ra tu res, su pe ri or not ched ten si le strength and heat chec king resistance, prac ti cal ly no size chan ge in heat treat - ment, no decarburization, no crac king, full har de ning even in si zes abo ve aver age. Convenient machinability in the solution an nea led condition (machining is also pos si ble in the pre ci pi ta ti on-hardened con - di ti on). Good cold for ming properties owing to re du ced susceptibility to work har de ning, emi nent wel da bi li ty, simple heat treatment at low tem pe ra tu res. Ver wen dung Be stens be währt für viele Verwendungsge - bie te als Baustahl und Werk zeug stahl für Kalt- und Warmarbeit bei Lang zeit be an - spru chung bis ca. 450 C. Hoch be an spruch te Bau tei le für die Luft - fahr tin du strie und Ra ke ten tech nik, den Werk zeug ma schi nen bau, für Druckbehäl - ter, Zahn rä der (nitriert), Schrauben, Präzi - sions tei le, Werk zeu ge für hyd ro sta ti sche Pres sen, Kalt fließ preß werk zeu ge, Kalt - stauch- und Prägewerkzeuge, Kunst stoff - for men, Druck gieß werk zeu ge für Alumi - ni um- und Zin kle gie run gen, Warm preß - werkzeuge sowie Kaltpilgerdorne. Application Con struc tio nal and tool steel that has proved highly sa tis fac to ry for hot and cold work and long-time ser vi ce up to abt. 450 C (842 F) in va ri ous fields of ap pli ca ti on. He avy-stress components for the aircraft and space in du stry, machine tool en gi - neering, pressure ves sels, gears (ni tri ded), screws and bolts, precision parts, tools for hyd ro sta tic pres ses, cold extrusion tools, cold hea ding and embossing tools, molds for the plas tics in du stry, die ca sting tools for aluminium and zinc al loys, hot pres - sing tools, cold pilger man drels. 3

4 Chemische Zusammensetzung Chemical composition (Anhaltswerte in %) (average %) C Si Mn Mo N i Co Ti Al max. max. max. 5,00 18,50 9,00 0,70 0,10 0,030 0,10 0,10 Normen Standards EN / DIN ASTM AMS U N S < > Ma ra ge K93120 X2Ni Co Mo (~1.2706) (~X3Ni Co Mo18-8-5) < LW > MIL A I R S A (~E-Z2NKD18) 4

5 Warm form ge bung H o t f o r ming S c h m i e d e n : Forging: 1150 bis 850 C / Luft 1150 to 850 C (2102 to 1562 F) / Air Wärmebehandlung H e a t t r e at ment L ö s u n g s g l ü h e n : So lu ti on annealing: 820 C / 1 Stunde / Luft 820 C (1508 F) / 1 hour / air W a r m a u s l a g e r n : Ageing: 430 C / 3 Stun den / Luft 1720 bis 1870 N/mm C / 3 Stun den / Luft 1860 bis 2260 N/mm C (806 F) / 3 hours / air 1720 to 1870 N/mm C (896 F) / 3 hours / air 1860 to 2260 N/mm 2 Oberflächenbehandlung S u r f a c e treat ment N i t r i e r e n : Ni tri ding: Zur Erhöhung der Ober flä chen här te ist eine Ni trier be hand lung möglich. Eine Gasnitrie - rung bei 500 C über 45 Stun den ergibt Oberflächenhärten über 800 HV und eine Tie fe der Ni trier schicht von ca. 0,2 mm. Die Nitrierbehandlung er setzt in diesem Fall das Auslagern. To raise sur fa ce hard ness, a nitriding treat - ment may be effected. Gas ni tri ding at 500 C (932 F) for 45 hours re sults in a sur fa ce hard ness exceeding 800 HV and in a depth of the ni tri ded case of 0.2 mm approx. In this instance ni tri ding replaces the ageing tre at ment. Schwei ßen Ein Schweißen nach dem Schutzgasverfah - ren (WIG und MIG) unter Verwendung art - gleicher Schweißzusatzwerkstoffe ist trotz der ho hen Fes tig keit dieses Stahles mög - lich. Es soll jedoch im weichen, lösungs - ge glüh ten Zu stand ge schweißt wer den. Grundsätzlich ist aber auch ein Schweißen im aus ge här te ten Zustand durch führ bar. In beiden Fäl len ist nach dem Schwei ßen ein War maus la gern bei 430 C bzw. 480 C er - forderlich. Bei besonders ho hen Anforderungen an Festigkeit und Zä hig keit muß nach dem Schwei ßen ein Lö sungs glü hen und Warmauslagern vorgenommen wer den. Eine Vorwärmung beim Schweißen ist nicht notwendig. Als Schweiß zu satz werk stoff emp feh len wir den Blank draht BÖH LER UHF 12-IG. W e l d i n g Inert-gas-shielded arc wel ding (TIG and MIG) with use of filler metals of the same cha rac te ris tics is pos si ble in spite of the high strength of this steel. It is to be effected, however, in the soft, so lu ti on-annealed con di ti on. Qui te on prin ci ple, wel ding is also possible in the pre ci pi ta ti on-hardened con di ti on. In both ca ses, work pie ces should be held for some time in the temperature range 430 to 480 C (806 to 896 F). To meet especially ex ac ting strength and toughness de mands, so lu ti on an nea ling and an ageing treatment should be car ried out after wel ding. Preheating is not necessary. A re com men da ble filler me tal is BÖHLER UHF 12-IG bare wire. 5

6 A u s l a g e r u n g s s c h a u b i l d Ageing chart Lösungsgeglüht 820 C / 1 Stun de / Luft Solution an nea led 820 C (1508 F) / 1 hour / air 1... Zugfestigkeit N/mm ,2-Grenze N/mm Einschnürung % 4... Dehnung A 5, % 5... Kerbschlagarbeit (DVM), J 1... Tensile strength N/mm % pro of stress N/mm Reduction of area % 4... Elongation A 5, % 5... Impact strength (DVM), J Zer span bar keit Die ser Ma ra ging-stahl ist so wohl in lö - sungs ge glüh tem wie auch in ausgehärte - tem Zustand gut zerspanbar. Als Schneid - stoff emp feh len wir BÖH LERlT -Hartmetal - le der Zer spa nungs haupt grup pen P und K. Es ist aber auch eine Zer spa nung mit Schnell ar beits stahl werk zeu gen mög lich. Zu be ach ten ist, daß stets mit scharfen Schneiden gearbeitet wird, da beim Zer - spanen hohe spezifische Schneidenbela - stung auf tritt und stär ke re Ver schleiß er - schei nun gen rasch zum Stand zei ten de führen. Beim Drehen in lö sungs ge glüh tem Zu stand sind die an fal len den Späne zäh, können je doch durch Spanformstufen mit enger Spankrümmung be herrscht werden (siehe Be ar bei tungs hin wei se ). Ma chi na bi li ty In the so lu ti on-annealed as well as in the precipitation-hardened condition this ma - ra ging grade is most con ven ient ly machi - ned with BÖH LE RIT sin te red car bi de (main groups P and K). High speed steel tools qualify as a suitable al ter na ti ve. Attention should be paid to the fact that cutting edges must be kept sharp, as the ma chi ning ope ra ti on cau ses in crea sed specific stress of the cut ting edge and in - crea sed wear quick ly leads to fai lu re. Turning in the solution-annealed condition yields tough chips that can be con trol led, ho we ver, by a chip deflector design mi ni mi - zing chip bend ra di us. (see Recommendations for Machining ) 6

7 Me cha ni sche Eigen schaf ten Me cha ni cal p r operties Längs pro ben für Abmessungen max. 100 mm Durch mes ser Longitudinal specimens from size for dia - meter up to 100 mm Zu stand / Condition L / SA AH / PH 430 C (806 F) 3h / Luft, Air AH / PH 480 C (896 F) 3h / Luft, Air Zugfestigkeit, N/mm² Ten si le strength, N/mm² 0,2 Gren ze, N/mm² min. 0.2% pro of stress, N/mm² min Dehnung A 5, %, min. Elon ga ti on A5, %, min. Ein schnü rung, %, min. Reduction of area, %, min. Kerbzugfestigkeit (αk = 5,6) N/mm² (Richtwert) Not ched ten si le strength (α K = 5,6) N/mm² (aver age) Härte HRC, (Richt wert) Hardness HRC, (aver age) Kerbschlagarbeit (DVM), J, min Impact strength (DVM), J, min Dau er bie ge wech sel fes tig keit (N=10 7 ) N/mm², (Richtwert) Ben dig fatigue srength (N=10 7 ) N/mm², (average) ,2 Gren ze, N/mm² min bei 100 C (212 F) 0.2% pro of stress, N/mm² min. at 200 C (392 F) 300 C (572 F) 400 C (752 F) 500 C (932 F) L = Lö sungs ge glüht AH = Ausgehärtet SA = Solution an nea led PH = Precipitation hardened 7

8 Bearbeitungshinweise (Wär me be hand lungs zu stand lösungsge glüht, Richt wer te) Dre hen mit Hartmetall Schnittiefe mm 0,5 bis 1 1 bis 4 4 bis 8 über 8 Vorschub mm/u 0,1 bis 0,3 0,2 bis 0,4 0,3 bis 0,6 0,5 bis 1,5 BÖH LE RIT- Hart me tall sor te SB10,SB20 SB10,SB20,EB10 SB30,EB20 SB30,SB40 ISO - Sorte P10,P20 P10,P20,M10 P30,M20 P30,P40 Schnitt ge schwin dig keit, m/min Wen de schneid plat ten Standzeit 15 min 210 bis bis bis bis 45 Gelötete Hartmetallwerkzeuge Standzeit 30 min 150 bis bis bis bis 35 Be schich te te Wendeschneidplatten Standzeit 15 min BÖHLERIT ROY AL 121 bis 210 bis 180 bis 130 bis 80 BÖHLERIT ROY AL 131 bis 140 bis 140 bis 100 bis 60 Schneidwinkel für gelötete Hart me tall werk zeu ge Frei win kel 6 bis 8 6 bis 8 6 bis 8 6 bis 8 Spanwinkel 6 bis 12 6 bis 12 6 bis 12 6 bis 12 Nei gungs win kel Dre hen mit Schnell ar beits stahl Schnittiefe mm 0,5 3 6 Vorschub mm/u 0,1 0,4 0,8 BÖHLER/DIN-Sorte S700 / DIN S Schnitt ge schwin dig keit, m/min Standzeit 60 min 30 bis bis bis 10 Spanwinkel Frei win kel Nei gungs win kel Fräsen mit Messerköpfen Vorschub mm/zahn bis 0,2 0,2 bis 0,4 Schnitt ge schwin dig keit, m/min BÖHLERIT SBF/ ISO P bis bis 60 BÖHLERIT SB40/ ISO P bis bis 40 BÖHLERIT ROY AL 131 / ISO P bis Boh ren mit Hartmetall Bohrerdurchmesser mm 3 bis 8 8 bis bis 40 Vorschub mm/u 0,02 bis 0,05 0,05 bis 0,12 0,12 bis 0,18 BÖHLERIT / ISO-Hartmetallsorte HB10/K10 HB10/K10 HB10/K10 Schnitt ge schwin dig keit, m/min 50 bis bis bis 35 Spit zen win kel 115 bis bis bis 120 Frei win kel

9 Recommendation for ma chining (Condition solution annealed, aver age values) Turning with carbide tipped tools depth of cut mm 0.5 to 1 1 to 4 4 to 8 over 8 feed, mm/rev. 0.1 to to to to 1.5 BÖHLERIT grade SB10,SB20 SB10,SB20,EB10 SB30,EB20 SB30,SB40 ISO grade P10,P20 P10,P20,M10 P30,M20 P30,P40 cutting speed, m/min indexable carbide in serts edge life 15 min 210 to to to to 45 bra zed carbide tip ped tools edge life 30 min 150 to to to to 35 hard fa ced in dex ab le carbide in serts edge life 15 min BÖHLERIT ROY AL 121 to 210 to 180 to 130 to 80 BÖHLERIT ROY AL 131 to 140 to 140 to 100 to 60 cutting angles for bra zed car bi de tip ped tools clearance an gle 6 to 8 6 to 8 6 to 8 6 to 8 rake an gle 6 to 12 6 to 12 6 to 12 6 to 12 angle of in cli na ti on Turning with HSS tools depth of cut, mm feed, mm/rev HSS-grade BOH LER/DIN S700 /S cutting speed, m/min edge life 60 min 30 to to to 10 rake an gle clearance an gle angle of in cli na ti on Mil ling with carbide tipped cutters feed, mm/tooth to to 0.4 cutting speed, m/min BÖHLERIT SBF / ISO P to to 60 BÖHLERIT SB40 / ISO P to to 40 BÖHLERIT ROY AL 131 / ISO P to 85 Dril ling with carbide tipped tools drill diameter, mm 3 to 8 8 to to 40 feed, mm/rev to to to 0.18 BÖHLERIT / ISO-grade HB10/K10 HB10/K10 HB10/K10 cutting speed, m/min 50 to to to 35 top angle 115 to to to 120 clearance an gle

10 Phy si ka li sche Eigenschaften Phy si cal prop e r t i e s (aus ge här tet auf max. Fes tig keit) (pre ci pi ta ti on hardened to max. strength) Dichte bei / Density at 20 C (68 F)...8,20...kg/dm C (932 F)...8,04...kg/dm C (1112 F)...8,00...kg/dm 3 Wärmeleitfähigkeit bei / Thermal conductivity at 20 C (68 F)...14,0...W/(m.K) 500 C (932 F)...19,0...W/(m.K) 600 C (1112 F)...21,0...W/(m.K) Spezifische Wärme bei / Specific heat at 20 C (68 F) J/(kg.K) 500 C (932 F) J/(kg.K) 600 C (1112 F) J/(kg.K) Spez. elektr. Widerstand bei / Electrical resistivity at 20 C (68 F)...0,40...Ohm.mm 2 /m 500 C (932 F)...0,80...Ohm.mm 2 /m 600 C (1112 F)...0,90...Ohm.mm 2 /m Elas ti zi täts mo dul bei / Modulus of elasticity at 20 C (68 F) x 10 3.N/mm 2 Schub mo dul bei / Modulus of shear at 20 C (68 F)...72 x N/mm 2 Remanenz / Re ma nen ce...0,66...vs/m 2 Koerzitivfeldstärke / Co er ci ve field strength a/cm Maß än de rung beim Auslagern in Längs rich tung / Size change in ageing (longitudinal)...- 0,07...% Für Feldstärke, A/cm / For field strength, A/cm Magn. In duk ti on, Vs/m 2 / Magn. in duc ti on, Vs/m 2 0,50 0,97 1,50 1,70 Wärmeausdehnung zwischen 20 C und... C, 10-6 m/(m.k) bei Thermal expansion bet ween 20 C (68 F) and... C ( F), 10-6 m/(m.k) at Tem pe ra tur/tem pe ra tu re C / F 10-6 m/(m.k) 100 C 212 F 10,2 200 C 392 F 10,8 300 C 572 F 11,0 400 C 752 F 11,4 500 C 932 F 11,8 600 C 1112 F 11,8 Für An wen dun gen und Ver ar bei tungs schrit te, die in der Pro dukt be schrei bung nicht ausdrück - lich erwähnt sind, ist in je dem Einzelfall Rück - spra che zu halten. As regards ap pli ca tions and pro ces sing steps that are not ex press ly mentioned in this pro duct des crip ti on/data sheet, the cus to mer shall in each individual case be required to consult us. 10

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12 Überreicht durch: Your part ner: BÖHLER EDELSTAHL GMBH & CO KG MARIAZELLER STRASSE 25 POSTFACH 96 A-8605 KAPFENBERG/AUSTRIA TELEFON: (+43) 3862/ TELEFAX: (+43) 3862/ Die Angaben in diesem Pro spekt sind unverbindlich und gelten als nicht zugesagt; sie die nen viel mehr nur der all ge mei nen In for ma ti on. Die se Angaben sind nur dann ver bind lich, wenn sie in ei nem mit uns ab ge schlos se nen Ver trag ausdrücklich zur Bedingung gemacht wer den. Bei der Herstellung un se rer Pro duk te wer den keine ge sund heits- oder ozonschädigenden Sub stan zen verwendet. The data con tai ned in this brochure is merely for ge ne ral in for ma ti on and the re fo re shall not be bin ding on the com pa ny. We may be bound only through a con tract explicitly stipulating such data as binding. The ma nu fac tu re of our products does not in vol ve the use of substances de tri men tal to he alth or to the ozone layer. V720 DE EM-WS