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IQ-Stahl
1 - 2016
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Einleitung

Die Anforderungen an Bauteile werden immer grösser. Sie sollen bei gleichzeitig immer höherer Belastung kleiner und leichter werden. Damit steigen auch die Anforderungen an das verwendete Rohmaterial. Stahl kann viele Anforderungen abdecken. Die Verwendung geeigneter Legierungselemente gibt dem Stahl die erforderlichen Eigenschaften, welche durch Wärmebehandlung zudem zielgenau eingestellt werden können. Werden im Herstellprozess nicht nur die erforderlichen Legierungselemente zulegiert, sondern auch die unerwünschten Stahlbegleiter eliminiert, erhält man einen hochreinen Stahl.



Der Nutzen

Beim Standardstahl sind Ermüdungsfestigkeit und Kerbschlagarbeit quer zur Walzrichtung deutlich geringer als in Längsrichtung. Beim IQ-Stahl (Isotropische Qualität) liegen aber nur wenige und kleine Einschlüsse vor. Dies führt zu einer isotropen Struktur im Material und damit zu verbesserten mechanischen Festigkeitswerten.

Ein reiner Stahl weist in den folgenden Eigenschaften eine deutlich höhere Qualität auf:


  • Dauerfestigkeit
  • Schweissbarkeit
  • Festigkeit und Härte



Die DIN Norm 50602 „Mikroskopische Prüfung von Edelstählen auf nichtmetallische Einschlüsse“ beschreibt den Wert Reinheitsgrad K1 eines Stahls. Dieser Wert K1 gibt Auskunft über den Gehalt an nichtmetallischen Einschlüssen in Form von Sulfiden und Oxiden. Je kleiner der Wert K1 ist, desto reiner ist der Stahl. Ein IQ-Stahl hat einen ähnlich kleinen K1 Wert wie ESU-Stahl.


Ausgiebige Untersuchungen zeigen, dass die Fehlergrösse im Material einen zentralen Einfluss auf die Dauerfestigkeit hat:


Die grafische Darstellung der Untersuchungen zeigt, dass bei grösseren Fehlern eine kleinere Belastung zum Ermüdungsbruch führt.
Die blaue Linie unterteilt dieses Diagramm in einen Bereich, in welchem ein Bruch erwartet werden muss und in einen Bereich, in welchem dies nicht der Fall ist.
Entfernt man die Daten, kann man das Diagramm in zwei Bereiche unterteilen, in einen sicheren und in einen mit einer hohen Gefahr für ein Bruchverhalten.


Heutige Normen zeigen nicht, mit welchem Stahl man sich in welcher Zone befindet. Konventionelle Stähle weisen heute eine signifikante Anzahl von Fehlern mit 60, 70, 80µm oder noch grösser auf. Das bedeutet, dass bei einer Belastung grösser als  ca. 400MPa bei konventionellen Stählen die Sicherheitszone verlassen wird. Da in diesem Bereich die Trennlinie zwischen den beiden Zonen  relativ flach verläuft, spielt es keine grosse Rolle, ob der Fehler eine Grösse von 60 oder 100µm hat. Ovako hat in Forschung und Produktion investiert, um die Einschlüsse im Stahl so klein wie möglich zu halten und die Anzahl zu limitieren.

BQ = Bearing Quality
IQ  = Isotropic Quality
BQ- und IQ-Stähle haben nur noch sehr kleine und wenige Einschlüsse (Fehler). Da in diesem Bereich die Trennkurve stark ansteigt, sind die Auswirkungen auf die Festigkeitswerte sehr gross.

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Unterschied in der Biegewechselfestigkeit

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Unterschied in der Kerbschlagarbeit

Die Technologie

Ovako stellt Stahl für alle Premium-Wälzlagerhersteller her. Für Wälzlager muss der Stahl bereits von einer hohen Reinheit sein, sonst entstehen Pittings und die Lager erreichen die berechnete Lebensdauer nicht.


Ovako hat nun die einzelnen Prozessschritte weiter optimiert und damit die Reinheit nochmals erhöht.


Das Angebot

Alle von Ovako produzierten Güten können als IQ-Qualität hergestellt werden. Dazu braucht es aber die entsprechende Menge, um den Stahl zu erschmelzen. Für folgende Güten ist Vormaterial vorhanden:


  • Wälzlagerstahl:

    - 677Q (66SiMnCrMo6-6-4F, lufthärtender Stahl)
    - 803Q (100Cr6)
    - 825Q (100CrMo 73)

  • Vergütungsstahl:

    - 528Q (50CrMo4)
    - 497Q (300M)

  • Einsatzstahl:

    - 157Q (18NiCr5-4)
    - 255Q (18NiCrMo14-6)
    - 499Q (30MoCrV20-7F; H10mod)

  • Nitrierstahl:

    - 277Q (16CrMnNiMo9-5-2F, lufthärtender Stahl)
    - 32CrMoV12-10


Zusammenfassung

IQ-Stähle bieten die grossartige Möglichkeit Konstruktionen neu zu überdenken - entweder bezüglich Gewichtsreduktion oder Leistungserhöhung oder sowohl als auch.


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Für weitere Auskünfte besuchen Sie uns unter www.stahl-contor.ch/produkte oder kontaktieren Sie Ihren Aussendienstberater www.stahl-contor.ch/de/stahl-contor/team

Oder noch einfacher, rufen Sie uns an: 044 422 11 11

Bis bald!

Ihre
Stahl-Contor AG