PL191920B1 - Stal do wytwarzania odkuwki mającej strukturę bainityczną, odkuwka ze stali oraz sposób wytwarzania odkuwki - Google Patents
Stal do wytwarzania odkuwki mającej strukturę bainityczną, odkuwka ze stali oraz sposób wytwarzania odkuwkiInfo
- Publication number
- PL191920B1 PL191920B1 PL317222A PL31722296A PL191920B1 PL 191920 B1 PL191920 B1 PL 191920B1 PL 317222 A PL317222 A PL 317222A PL 31722296 A PL31722296 A PL 31722296A PL 191920 B1 PL191920 B1 PL 191920B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- max
- forging
- steel
- boron
- carbon
- Prior art date
Links
- 238000005242 forging Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 33
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 20
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 9
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 24
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 20
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 18
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 15
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001047 Hard ferrite Inorganic materials 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000003897 fog Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/002—Bainite
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
- F16C3/02—Shafts; Axles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
1. Stal do wytwarzania odkuwki majacej strukture bainityczna, zawierajaca wagowo od 0,04% do 0,14% wegla, od 0,56% do 0,99% manganu, od 0,05% do 0,5% krzemu, max 0,15% siarki, od 1,01% do 2,0% chromu, max 0,5% tytanu, max 0,1% glinu, max 0,015% boru, i posiadajacej w temperaturze 20°C umowna granice plastycznosci R p0,2 nie mniejsza niz 800 MPa, wytrzymalosc na rozciaga nie R m nie mniejsza niz 1000 MPa i udarnosc KCU nie mniejsza niz 50 J/cm 2 , znamienna tym, ze jej sklad chemiczny zawiera wagowo od 0,05% do 0,12% wegla, od 1,01% do 1,8% manganu, od 0,1% do 0,45% krze- mu, od 0,02% do 0,1% siarki, od 0,15% do 1,15% chromu, max 0,30% niklu, od 0,06% do 0,12% molibdenu, max 0,30% miedzi, od 0,01% do 0,04% tytanu, od 0,005% do 0,04% glinu, od 0,006% do 0,013% azotu, od 0,0005% do 0,004% boru, min 0,025% fosforu, od 0% do 0,1% olowiu, od 0% do 0,07% telluru, ewentualnie od 0,0002% do 0,002% wapnia, a reszte stanowi zelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, oraz, ze sklad ten spelnia ponadto zaleznosc 0,2% = Ni + Mo + Cu = 0,7%, przy czym w temperaturze powyzej 950°C zawartosc wolnego boru jest nizsza od 0,0005%. 6. Sposób wytwarzania odkuwki, polegajacy na kuciu na goraco kesa ze stali, a nastepnie na chlodzeniu tego kesa do temperatury otoczenia, znamienny tym, ze dostarcza sie kes ze stali, której sklad chemiczny zawiera wagowo od 0,05% do 0,12% wegla, od 1,01% do 1,8% manganu, od 0,1% do 0,45% krzemu, od 0,02% do 0,1% siarki, od 0,15% do 1,15% chromu, max 0,30% niklu, od 0,06% do 0,12% molibdenu, max 0,30% miedzi, od 0,01% do 0,04% tytanu, od 0,005% do 0,04% glinu, od 0,006% do 0,013% azotu, od 0,0005% do 0,004% boru, min 0,025% fosforu, od 0% do 0,1% olowiu, od 0% do 0,07% telluru, ewentualnie od 0,0002% do 0,002% wapnia, a reszte stanowi zelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym sklad ten spelnia ponadto zaleznosc 0,2% = Ni + Mo + Cu = 0,7%, a w temperaturze powyzej 950°C zawartosc wolnego boru jest nizsza od 0,0005%, po czym podgrzewa sie ten kes do temperatury nagrzewania T 1 zawartej miedzy 1000°C i 1320°C, i kuje sie go konczac operacje kucia w temperaturze T 2, przy czym temperature nagrzewania T 1 wybiera sie tak, aby w temperaturze T 2 zawartosc wolnego boru B nc byla wyzsza lub równa 0,0005%, a bezposrednio po kuciu chlodzi sie ten kes do temperatury otoczenia tak, ze srednia predkosc chlodzenia tego kesa miedzy temperaturami T 2 i 100°C jest wyzsza od 14°C/s, a korzystnie nizsza od 250°C/s. PL PL PL PL PL PL PL
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest stal do wytwarzania odkuwki mającej strukturę bainityczną, odkuwka ze stali oraz sposób wytwarzania odkuwki o wysokich własnościach mechanicznych.
Wiele elementów mechanicznych, zwłaszcza części samochodowych, wytwarzanych jest przez kucie na gorąco kęsa stalowego otrzymywanego, na przykład, przez cięcie na zimno prętów. Po kuciu, części te są chłodzone w sposób regulowany do temperatury otoczenia, w celu nadania im pożądanych własności mechanicznych bez dalszej i zwykle koniecznej obróbki cieplnej.
Aby wytworzyć takie części, zaproponowano zwłaszcza w opisie patentowym EP 0191873 zastosowanie stali o składzie chemicznym zawierającym wagowo od 0,04% do 0,14% węgla, od 0,56% do 0,99% manganu, od 0,05% do 0,5% krzemu, od 1,01% do 2% chromu, do 0,5% tytanu, do 0,1% glinu, do 0,015% boru i do 0,15% siarki, a resztę stanowi żelazo. Po kuciu, części takie są hartowane w wodzie.
Ta technika ma wiele niedogodności, jako że z jednej strony, lejność stali nie jest zbyt dobra, zwłaszcza podczas odlewania ciągłego, które powoduje, że trudne jest wytwarzanie kęsów, i z drugiej strony, ponieważ stan wewnętrzny półwyrobu jest niekiedy niewłaściwy, w szczególności podczas nasiarczania stali, w celu polepszenia jej skrawalności. Ponadto, niekiedy, wytrzymałość na rozciąganie nie jest wystarczająca. Na przykład, zbyt mała zawartość węgla nie zapewnia hartowności wystarczającej do otrzymania pożądanych własności mechanicznych na rozciąganie. Podobnie, zbyt mała zawartość manganu, prowadzi do zbyt niskich własności mechanicznych na rozciąganie. Stal zawierająca 0,05% węgla, 0,8% manganu, 1,1% chromu, boru, glinu i tytanu nie umożliwia przekroczenia 690 MPa dla umownej granicy plastyczności Rp0,2 i830 MPa dla wytrzymałości na rozciąganie Rm. Ze wszystkich tych powodów niezawodność wytwarzania odkuwek z takiej stali jest niezadowalająca.
Celem wynalazku jest uniknięcie tych niedogodności poprzez zaproponowanie stali i sposobu wytwarzania odkuwek, które umożliwiłyby otrzymanie niezawodności wytwarzania odkuwek mających podwyższone własności na rozciąganie i udarność.
Zgodnie z wynalazkiem, stal do wytwarzania odkuwki mającej strukturę bainityczną, zawierająca wagowo od 0,04% do 0,14% węgla, od 0,56% do 0,99% manganu, od 0,05% do 0,5% krzemu, max 0,15% siarki, od 1,01% do 2,0% chromu, max 0,5% tytanu, max 0,1% glinu, max 0,015% boru, i posiadającej w temperaturze 20°C umowną granicę plastyczności Rp0,2 nie mniejszą niż 800 MPa, wytrzymałość na rozciąganie Rm nie mniejszą niż 1000 MPa i udarność KCU nie mniejszą niż 50 J/cm2, charakteryzuje się tym, że jej skład chemiczny zawiera wagowo od 0,05% do 0,12% węgła, od 1,01% do 1,8% manganu, od 0,1% do 0,45% krzemu, od 0,02% do 0,1% siarki, od 0,15% do 1,15% chromu, max 0,30% niklu, od 0,06% do 0,12% molibdenu, max 0,30% miedzi, od 0,01% do 0,04% tytanu, od 0,005% do 0,04% glinu, od 0,006% do 0,013% azotu, od 0,0005% do 0,004% boru, min 0,025% fosforu, od 0% do 0,1% ołowiu, od 0% do 0,07% telluru, ewentualnie od 0,0002% do
0,002% wapnia, a resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, oraz tym, że skład ten spełnia ponadto zależność 0,2% < Ni + Mo + Cu < 0,7%, przy czym w temperaturze powyżej 950°C zawartość wolnego boru jest niższa od 0,0005%.
Korzystnie, skład chemiczny stali zawiera wagowo od 0,05% do 0,08% węgla, od 1,01% do 1,35% manganu, od 0,15% do 0,35% krzemu, od 0,8% do 1,15% chromu i od 0,08% do 0,11% molibdenu.
Z kolei, odkuwka ze stali, której skład chemiczny zawiera wagowo od 0,04% do 0,14%węgla, od 0,56% do 0,99% manganu, od 0,05% do 0,5% krzemu, max 0,15% siarki, od 1,01% do 2,0% chromu, max 0,5% tytanu, max 0,1% glinu, max 0,015% boru, charakteryzuje się tym, że skład chemiczny stali zawiera wagowo od 0,05% do 0,12% węgla, od 1,01% do 1,8% manganu, od 0,1% do 0,45% krzemu, od 0,02% do 0,1% siarki, od 0,15% do 1,15% chromu, max 0,30% niklu, od 0,06% do 0,12% molibdenu, max 0,30% miedzi, od 0,01% do 0,04% tytanu, od 0,005% do 0,04% glinu, od 0,006% do 0,013% azotu, od 0,0005% do 0,004%boru, min 0,025% fosforu, od 0% do 0,1% ołowiu, od 0% do 0,07% telluru, ewentualnie od 0,0002% do 0,002% wapnia, a resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, oraz tym, że skład ten spełnia ponadto zależność 0,2% <Ni + Mo +Cu <0,7%, a w temperaturze powyżej 950°C zawartość wolnego boru jest niższa od 0,0005%, przy czym odkuwka ma strukturę bainityczną i posiada w temperaturze 20°C umowną granicę plastyczności Rp0,2 nie mniejszą niż 800 MPa, wytrzymałość na rozciąganie Rm nie mniejszą niż 1000 MPa i udarność KCU nie mniejszą niż 50 J/cm2.
Korzystnie, skład chemiczny stali, z której wykonana jest odkuwka zawiera wagowo od 0,05% do 0,08% węgla, od 1,01% do 1,35% manganu, od 0,15% do 0,35% krzemu, od 0,8% do 1,15% chromu i od 0,08% do 0,11% molibdenu.
PL 191 920 B1
Korzystnie, średnica równoważna odkuwki jest mniejsza lub równa 55 mm.
Natomiast sposób wytwarzania odkuwki, polegający na kuciu na gorąco kęsa ze stali, a następnie na chłodzeniu tego kęsa do temperatury otoczenia, charakteryzuje się tym, że dostarcza się kęs ze stali, której skład chemiczny zawiera wagowo od 0,05% do 0,12% węgla, od 1,01% do 1,8% manganu, od 0,1% do 0,45% krzemu, od 0,02% do 0,1% siarki, od 0,15% do 1,15% chromu, max 0,30% niklu, od 0,06% do 0,12% molibdenu, max 0,30% miedzi, od 0,01% do 0,04% tytanu, od 0,005% do 0,04% glinu, od 0,006% do 0,013% azotu, od 0,0005% do 0,004% boru, min 0,025% fosforu, od 0% do 0,1% ołowiu, od 0% do 0,07% telluru, ewentualnie od 0,0002% do 0,002% wapnia, a resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym skład ten spełnia ponadto zależność 0,2% < Ni + Mo + Cu < 0,7%, a w temperaturze powyżej 950°C zawartość wolnego boru jest niższa od 0,0005%, po czym podgrzewa się ten kęs do temperatury nagrzewania T1 zawartej między 1000°C i 1320°C, i kuje się go kończąc operację kucia w temperaturze T2, przy czym temperaturę nagrzewania T1 wybiera się tak, aby w temperaturze T2 zawartość wolnego boru Bnc była wyższa lub równa 0,0005%, a bezpośrednio po kuciu chłodzi się ten kęs do temperatury otoczenia tak, że średnia prędkość chłodzenia tego kęsa między temperaturami T2i 100°C jest wyższa od 14°C/s, a korzystnie niższa od 250°C/s.
Korzystnie, w sposobie tym dostarcza się kęs ze stali, której skład chemiczny zawiera wagowo od 0,05% do 0,08% węgla, od 1,01% do 1,35% manganu, od 0,15% do 0,35% krzemu, od 0,8% do 1,15% chromu i od 0,08% do 0,11% molibdenu.
Przedmiot wynalazku zostanie opisany poniżej bardziej szczegółowo oraz zilustrowany w oparciu o niżej podane przykłady.
W celu wytworzenia odkuwek o strukturze bainitycznej, mających średnicę równoważną korzystnie mniejszą od 55 mm, stosuje się stal, której skład chemiczny zawiera wagowo od 0,05% do 0,12%, a korzystnie od 0,05% do 0,8% węgla, aby otrzymać strukturę bainityczną o niskiej zawartości węgla mającą pożądane własności mechaniczne na rozciąganie i udarność, od 0,1% do 0,45%, a korzystnie od 0,15% do 0,35% krzemu, aby otrzymać wystarczające odtlenianie bez zbyt twardego ferrytu podczas wstępnego walcowania, od 1,01% do 1,8%, a korzystnie 1,01% do 1,35% manganu, aby otrzymać odpowiednią lejność i strukturę wewnętrzną, zwłaszcza wówczas, gdy jest dodawana siarka, w celu poprawienia skrawalności, i aby zwiększyć hartowność, od 0,15% do 1,15%, a korzystnie od 0,8% do 1,15% chromu, aby zwiększyć hartowność bez zbyt twardego ferrytu podczas wstępnego walcowania i nie pogarszać zdolności do cięcia na zimno, od 0,06% do 0,12%, a korzystnie od 0,08% do 0,11% molibdenu, aby polepszyć hartowność, we współdziałaniu z borem, poniżej 0,3% niklu i poniżej 0,3% miedzi, przy czym suma zawartości niklu, miedzi i molibdenu musi być wyższa od 0,2%, aby otrzymać wystarczającą hartowność, i niższa od 0,7%, aby uniknąć tworzenia się martenzytu po kuciu, od 0,1% do 0,04% tytanu, od 0,005% do 0,04% glinu, od 0,006% do 0,013% azotu i od 0,0005% do 0,004% boru, aby otrzymać wymaganą hartowność, w połączeniu z innymi pierwiastkami poprawiającymi hartowność, poniżej 0,025% fosforu , aby nie pogarszać udarności, od 0,02% do 0,1% siarki, ewentualnie do 0,07% telluru, ewentualnie do 0,1% ołowiu, i ewentualnie od 0,0002% do 0,002% wapnia, aby otrzymać dobrą skrawalność, a resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia.
Aby otrzymać pełny wpływ boru na hartowność, dodaje się bór, tytan, glin i azot tak, aby zawartość wolnego boru Bnc była wyższa od 0,0005% jak tylko temperatura T jest wyższa lub równa 950°C.
Ilość wolnego boru może być obliczona w zależności od temperatury T wyrażonej w °C, i od zawartości tytanu, glinu, boru i azotu, wyrażonych w procentach wagowych, z następującego wzoru:
Bnc-10,5x 10-13970/(T+273)/A przy czym
A = - (0,29 x Ti + 1,27 x B + 0,52 x Al - N) + Δ a Δ w tym wzorze jest takie, że
Δ2 = 0,29 x Ti + 1,27 x B + 0,52 x Al - N + 1,16 x KTi + 5,08 x KB + 2,08 x KAI przy czym
KTi = 4,73 x 10-16210/(T+273)
KB= 5,24x 10-13910/(T+273) KAI= 0,725x 10 -6180/(T+273)
Ciekła stal obrabiana jest przez świeżenie w kadzi podgrzewającej, w próżni, lub przez świeżenie w kadzi podgrzewającej, po którym następuje obróbka w próżni, po czym następuje bądź odlewanie ciągłe do postaci kęsów lub wlewków. Wówczas, gdy stal odlewana jest na wlewki, wlewki walcowane są na gorąco w postaci kęsów lub okrągłych prętów, które pozostawia się do ostygnięcia na
PL 191 920 B1 wolnym powietrzu. Wówczas, gdy stal odlewana jest w sposób ciągły, kęsiska kwadratowe odlewane w sposób ciągły walcowane są na gorąco do postaci kęsów lub również okrągłych prętów.
Kęsy lub okrągłe pręty są rozcinane w operacji cięcia na zimno, aby otrzymać kawałki prętów, które są kute na gorąco.
Aby wytworzyć część, podgrzewa się kęs do temperatury T1 zawartej w granicach od 1000°C do 1320°C, aby otrzymać jednorodną strukturę austenityczną, a następnie przeprowadza się operację kucia, która kończy się w temperaturze T2, po czym chłodzi się ten kęs do temperatury otoczenia ze średnią prędkością chłodzenia między temperaturami T2 i 100°C, wyższą od 14°C/s i korzystnie niższą od 250°C/s. Temperatura T1 musi być wybrana tak, uwzględniając warunki kucia, aby temperatura T2 końca kucia zapewniała, przy końcu tej operacji, że zawartość wolnego boru Bnc będzie wyższa od 0,0005%.
Zawartość wolnego boru może być obliczona w zależności od temperatury T1 i od zawartości tytanu, glinu, boru i azotu według wzoru wskazanego powyżej.
Otrzymuje się, zatem zwłaszcza dla części, których średnica równoważna jest mniejsza od 55mm, strukturę bainityczną w całej masie tych części, których własności mechaniczne w temperaturze 20°C są następujące: Rp0,2 > 800 MPa, Rm > 1000 MPa, KCU > 50 J/cm2.
Średnica równoważna danej części, jest średnicą okrągłego pręta, którego prędkość chłodzenia w rdzeniu, jest równa prędkości chłodzenia części podczas jej chłodzenia po kuciu.
Zależnie od średnicy równoważnej tej części, chłodzenie po kuciu może być przeprowadzone za pomocą nadmuchiwanego powietrza, mgły, oleju, wody lub za pomocą każdego innego środka, który umożliwiałby spełnienie narzuconych warunków chłodzenia.
Przykład
Tytułem przykładu, wytworzono wał mechaniczny o kształcie na ogół walcowym, którego średnica równoważna wynosiła 30 mm. Aby wytworzyć ten wał, zastosowano stal wytapianą w podgrzewanej kadzi, w próżni, o następującym składzie chemicznym: 0,08% węgla, 0,40% krzemu, 1,30% manganu, 0,92% chromu, 0,1% molibdenu, 0,22% miedzi, 0,095% niklu, 0,023% tytanu, 0,032% glinu, 0,0075% azotu, 0,0028% boru, 0,015% fosforu, 0,072% siarki, a resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia.
Kęsy podgrzano przed kuciem, do temperatury 1280°C, po czym kuto je w celu wytworzenia wałów o średnicy 30 mm. Temperatura końca kucia wynosiła 1050°C. W tej temperaturze zawartość wolnego boru wyniosła 0,0021%. Po kuciu, wały chłodzono wodą o temperaturze 20°C z ciągłym mieszaniem, co prowadziło do średniej prędkości chłodzenia rdzenia 36°C/s między temperaturą 1050°C i100°C, i do otrzymania struktury bainitycznej, której własności mechaniczne w temperaturze 20°C były następujące: Rp0,2 = 896 MPa, Rm >1116 MPa, KCU >84 J/cm2.
Stal została odlana bez trudności, a półwyrób nie wykazywał wad struktury wewnętrznej, mimo dużej zawartości siarki dodawanej w celu uzyskania lepszej obrabialności.
Claims (7)
1. Stal do wytwarzania odkuwki mającej strukturę bainityczną, zawierająca wagowo od 0,04% do 0,14% węgla, od 0,56% do 0,99% manganu, od 0,05% do 0,5% krzemu, max 0,15% siarki, od 1,01% do 2,0% chromu, max 0,5% tytanu, max 0,1% glinu, max 0,015% boru, i posiadającej w temperaturze 20°C umowną granicę plastyczności Rp0,2 nie mniejszą niż 800 MPa, wytrzymałość na rozciąganie Rm nie mniejszą niż 1000 MPa i udarność KCU nie mniejszą niż 50 J/cm2, znamienna tym, że jej skład chemiczny zawiera wagowo od 0,05% do 0,12% węgla, od 1,01% do 1,8% manganu, od 0,1% do 0,45% krzemu, od 0,02% do 0,1% siarki, od 0,15% do 1,15% chromu, max 0,30% niklu, od 0,06% do 0,12% molibdenu, max 0,30% miedzi, od 0,01% do 0,04% tytanu, od 0,005% do 0,04% glinu, od 0,006% do 0,013% azotu, od 0,0005% do 0,004% boru, min 0,025% fosforu, od 0% do 0,1% ołowiu, od 0% do 0,07% telluru, ewentualnie od 0,0002% do 0,002% wapnia, a resztę stanowi żelazo inieuniknione zanieczyszczenia, oraz, że skład ten spełnia ponadto zależność 0,2% < Ni + Mo + Cu < 0,7%, przy czym w temperaturze powyżej 950°C zawartość wolnego boru jest niższa od 0,0005%.
2. Stal według zastrz. 1, znamienna tym, że jej skład chemiczny zawiera wagowo od 0,05% do 0,08% węgla, od 1,01% do 1,35% manganu, od 0,15% do 0,35% krzemu, od 0,8% do 1,15% chromu iod 0,08% do 0,11% molibdenu.
3. Odkuwka ze stali, której skład chemiczny zawiera wagowo od 0,04% do 0,14% węgla, od 0,56% do 0,99% manganu, od 0,05% do 0,5% krzemu, max 0,15% siarki, od 1,01% do 2,0% chromu,
PL 191 920 B1 max 0,5% tytanu, max 0,1% glinu, max 0,015% boru, znamienna tym, że skład chemiczny stali zawiera wagowo od 0,05% do 0,12% węgla, od 1,01% do 1,8% manganu, od 0,1% do 0,45% krzemu, od 0,02% do 0,1% siarki, od 0,15% do 1,15% chromu, max 0,30% niklu, od 0,06% do 0,12% molibdenu, max 0,30% miedzi, od 0,01% do 0,04% tytanu, od 0,005% do 0,04% glinu, od 0,006% do 0,013% azotu, od 0,0005% do 0,004% boru, min 0,025% fosforu, od 0% do 0,1% ołowiu, od 0% do 0,07% telluru, ewentualnie od 0,0002% do 0,002% wapnia, a resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, oraz, że skład ten spełnia ponadto zależność 0,2% < Ni + Mo + Cu < 0,7%, a w temperaturze powyżej 950°C zawartość wolnego boru jest niższa od 0,0005%, przy czym odkuwka ma strukturę bainityczną i posiada w temperaturze 20°C umowną granicę plastyczności Rp0,2 nie mniejszą niż 800 MPa, wytrzymałość na rozciąganie Rm nie mniejszą niż 1000 MPa i udarność KCU nie mniejszą niż 50 J/cm2.
4. Odkuwka według zastrz. 3, znamienna tym, że skład chemiczny stali zawiera wagowo od 0,05% do 0,08% węgla, od 1,01% do 1,35% manganu, od 0,15% do 0,35% krzemu, od 0,8% do 1,15% chromu i od 0,08% do 0,11% molibdenu.
5. Odkuwka według zastrz. 3 albo 4, znamienna tym, że jej średnica równoważna jest mniejsza lub równa 55 mm.
6. Sposób wytwarzania odkuwki, polegający na kuciu na gorąco kęsa ze stali, a następnie na chłodzeniu tego kęsa do temperatury otoczenia, znamienny tym, że dostarcza się kęs ze stali, której skład chemiczny zawiera wagowo od 0,05% do 0,12% węgla, od 1,01% do 1,8% manganu, od 0,1% do 0,45% krzemu, od 0,02% do 0,1% siarki, od 0,15% do 1,15% chromu, max 0,30% niklu, od 0,06% do 0,12% molibdenu, max 0,30% miedzi, od 0,01% do 0,04% tytanu, od 0,005% do 0,04% glinu, od 0,006% do 0,013% azotu, od 0,0005% do 0,004% boru, min 0,025% fosforu, od 0% do 0,1% ołowiu, od 0% do 0,07% telluru, ewentualnie od 0,0002% do 0,002% wapnia, a resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym skład ten spełnia ponadto zależność 0,2% < Ni + Mo + Cu < 0,7%, a w temperaturze powyżej 950°C zawartość wolnego boru jest niższa od 0,0005%, po czym podgrzewa się ten kęs do temperatury nagrzewania T1zawartej między 1000°C i 1320°C, i kuje się go kończąc operację kucia w temperaturze T2, przy czym temperaturę nagrzewania T1 wybiera się tak, aby w temperaturze T2 zawartość wolnego boru Bnc była wyższa lub równa 0,0005%, a bezpośrednio po kuciu chłodzi się ten kęs do temperatury otoczenia tak, że średnia prędkość chłodzenia tego kęsa między temperaturami T2 i 100°C jest wyższa od 14°C/s, a korzystnie niższa od 250°C/s.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że dostarcza się kęs ze stali, której skład chemiczny zawiera wagowo od 0,05% do 0,08% węgla, od 1,01% do 1,35% manganu, od 0,15% do 0,35% krzemu, od 0,8% do 1,15% chromu i od 0,08% do 0,11% molibdenu.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9514036A FR2741632B1 (fr) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | Acier pour la fabrication d'une piece forgee ayant une structure bainitique et procede de fabrication d'une piece |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL317222A1 PL317222A1 (en) | 1997-06-09 |
| PL191920B1 true PL191920B1 (pl) | 2006-07-31 |
Family
ID=9484929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL317222A PL191920B1 (pl) | 1995-11-27 | 1996-11-27 | Stal do wytwarzania odkuwki mającej strukturę bainityczną, odkuwka ze stali oraz sposób wytwarzania odkuwki |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5762725A (pl) |
| EP (1) | EP0775756B1 (pl) |
| JP (1) | JPH09143620A (pl) |
| KR (1) | KR970027343A (pl) |
| AR (1) | AR004345A1 (pl) |
| AT (1) | ATE211183T1 (pl) |
| BR (1) | BR9605711A (pl) |
| CA (1) | CA2190341A1 (pl) |
| DE (2) | DE775756T1 (pl) |
| ES (1) | ES2170216T3 (pl) |
| FR (1) | FR2741632B1 (pl) |
| MX (1) | MX9605805A (pl) |
| NO (1) | NO965005L (pl) |
| PL (1) | PL191920B1 (pl) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2756298B1 (fr) * | 1996-11-26 | 1998-12-24 | Ascometal Sa | Acier et procede pour la fabrication d'une piece de mecanique ayant une structure bainitique |
| FR2757877B1 (fr) * | 1996-12-31 | 1999-02-05 | Ascometal Sa | Acier et procede pour la fabrication d'une piece en acier mise en forme par deformation plastique a froid |
| JP3524790B2 (ja) * | 1998-09-30 | 2004-05-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 塗膜耐久性に優れた塗装用鋼材およびその製造方法 |
| FR2802607B1 (fr) | 1999-12-15 | 2002-02-01 | Inst Francais Du Petrole | Conduite flexible comportant des armures en acier bas carbone |
| KR20010059686A (ko) * | 1999-12-30 | 2001-07-06 | 이계안 | 프레스 소입에 의해 베이나이트 조직을 갖는 강 조성물 |
| US7416617B2 (en) | 2002-10-01 | 2008-08-26 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | High strength seamless steel pipe excellent in hydrogen-induced cracking resistance |
| FR2847910B1 (fr) * | 2002-12-03 | 2006-06-02 | Ascometal Sa | Procede de fabrication d'une piece forgee en acier et piece ainsi obtenue. |
| FR2847908B1 (fr) * | 2002-12-03 | 2006-10-20 | Ascometal Sa | Piece en acier bainitique, refroidie et revenue, et son procede de fabrication. |
| WO2006017880A1 (en) * | 2004-08-18 | 2006-02-23 | Bishop Innovation Limited | Method of manufacturing a hardened forged steel component |
| DE102005052069B4 (de) † | 2005-10-28 | 2015-07-09 | Saarstahl Ag | Verfahren zum Herstellen von Vormaterial aus Stahl durch Warmverformen |
| US8968495B2 (en) * | 2007-03-23 | 2015-03-03 | Dayton Progress Corporation | Methods of thermo-mechanically processing tool steel and tools made from thermo-mechanically processed tool steels |
| US9132567B2 (en) | 2007-03-23 | 2015-09-15 | Dayton Progress Corporation | Tools with a thermo-mechanically modified working region and methods of forming such tools |
| CN101745786B (zh) * | 2009-12-31 | 2012-03-14 | 上海新闵重型锻造有限公司 | 一种给水接管及二次侧人孔及其锻造方法 |
| FR2958660B1 (fr) * | 2010-04-07 | 2013-07-19 | Ascometal Sa | Acier pour pieces mecaniques a hautes caracteristiques et son procede de fabrication. |
| EP2453026A1 (de) | 2010-11-10 | 2012-05-16 | Swiss Steel AG | Warmumgeformtes Stahlprodukt und Verfahren zu dessen Herstellung |
| KR20140084758A (ko) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | 현대자동차주식회사 | 열간 단조용 합금강 및 이의 열처리방법 |
| EP3209806B1 (en) * | 2014-10-21 | 2020-11-25 | Bharat Forge Limited | An ultra-high strength thermo-mechanically processed steel |
| CN110551877A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-10 | 唐山钢铁集团有限责任公司 | 抗拉强度1700MPa级热成形钢带及其生产方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT193914B (de) * | 1954-06-02 | 1957-12-10 | Oesterr Alpine Montan | Stahl für Bewehrungszwecke im Bauwesen |
| JPS5763628A (en) * | 1980-10-03 | 1982-04-17 | Daido Steel Co Ltd | Production of forge hardened parts |
| ATE44290T1 (de) * | 1985-02-16 | 1989-07-15 | Ovako Oy | Verfahren und legierter stahl zum herstellen hochfester schmiedestuecke. |
| GB8603500D0 (en) * | 1986-02-13 | 1986-03-19 | Hunting Oilfield Services Ltd | Steel alloys |
-
1995
- 1995-11-27 FR FR9514036A patent/FR2741632B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-10-30 ES ES96402302T patent/ES2170216T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-10-30 EP EP96402302A patent/EP0775756B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1996-10-30 AT AT96402302T patent/ATE211183T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-10-30 DE DE0775756T patent/DE775756T1/de active Pending
- 1996-10-30 DE DE69618151T patent/DE69618151T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-14 CA CA002190341A patent/CA2190341A1/fr not_active Abandoned
- 1996-11-18 JP JP8322310A patent/JPH09143620A/ja not_active Withdrawn
- 1996-11-21 KR KR1019960056172A patent/KR970027343A/ko not_active Withdrawn
- 1996-11-22 AR ARP960105306A patent/AR004345A1/es unknown
- 1996-11-25 MX MX9605805A patent/MX9605805A/es unknown
- 1996-11-25 NO NO965005A patent/NO965005L/no unknown
- 1996-11-26 BR BR9605711A patent/BR9605711A/pt not_active IP Right Cessation
- 1996-11-27 PL PL317222A patent/PL191920B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1996-11-27 US US08/757,283 patent/US5762725A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970027343A (ko) | 1997-06-24 |
| ATE211183T1 (de) | 2002-01-15 |
| US5762725A (en) | 1998-06-09 |
| NO965005L (no) | 1997-05-28 |
| JPH09143620A (ja) | 1997-06-03 |
| BR9605711A (pt) | 1998-08-18 |
| NO965005D0 (no) | 1996-11-25 |
| DE69618151T2 (de) | 2002-08-14 |
| EP0775756B1 (fr) | 2001-12-19 |
| FR2741632B1 (fr) | 1997-12-26 |
| PL317222A1 (en) | 1997-06-09 |
| DE775756T1 (de) | 1999-07-22 |
| MX9605805A (es) | 1997-05-31 |
| CA2190341A1 (fr) | 1997-05-28 |
| EP0775756A1 (fr) | 1997-05-28 |
| AR004345A1 (es) | 1998-11-04 |
| ES2170216T3 (es) | 2002-08-01 |
| FR2741632A1 (fr) | 1997-05-30 |
| DE69618151D1 (de) | 2002-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL191920B1 (pl) | Stal do wytwarzania odkuwki mającej strukturę bainityczną, odkuwka ze stali oraz sposób wytwarzania odkuwki | |
| CN108474049B (zh) | 具有贝氏体组织结构的优质结构钢，由其生产的锻造件和锻造件的生产方法 | |
| US5648044A (en) | Graphite steel for machine structural use exhibiting excellent free cutting characteristic, cold forging characteristic and post-hardening/tempering fatigue resistance | |
| US5769970A (en) | Steel for the manufacture of separable mechanical components and separable mechanical component | |
| TWI905211B (zh) | 由一鋼組合物製造高強度鋼管及其組件的方法 | |
| JPH10273756A (ja) | 鋳物製冷間工具およびその製造方法 | |
| EP0668365B1 (en) | Graphitic steel compositions | |
| KR100368540B1 (ko) | 인성 및 강도가 우수한 열간·온간 겸용 저합금고속도공구강 및 그의 제조방법 | |
| KR20020014803A (ko) | 재질 이방성이 작고 강도, 인성 및 피삭성이 우수한비조질 강 및 그의 제조 방법 | |
| PL194349B1 (pl) | Łupliwy element mechaniczny ze stali i sposób jego wytwarzania | |
| JP6801717B2 (ja) | 冷間鍛造用鋼及びその製造方法 | |
| RU2249626C1 (ru) | Сортовой прокат, круглый, из среднеуглеродистой борсодержащей стали для холодной объемной штамповки высокопрочных крепежных деталей | |
| US5972130A (en) | High impact and thermal shock resistant die steel, dies, dies blocks and method of manufacture thereof | |
| RU2249624C1 (ru) | Сортовой прокат, круглый, из низколегированной стали для холодной объемной штамповки высокопрочных сложнопрофильных крепежных деталей | |
| PL206007B1 (pl) | Stal na konstrukcję mechaniczną, sposób kształtowania na gorąco elementu stalowego oraz element ze stali kutej wytwarzany tym sposobem | |
| US3128175A (en) | Low alloy, high hardness, temper resistant steel | |
| US5023049A (en) | Precipitation hardening tool steel for moulding tools and moulding tool made from the steel | |
| JPS5871354A (ja) | 非調質構造用鋼およびその製造方法 | |
| JPS58107416A (ja) | 機械構造用鋼線棒鋼の直接軟化処理方法 | |
| CA2400286A1 (en) | Bar product, cylinder rods, hydraulic cylinders, and method for manufacturing | |
| PL206006B1 (pl) | Stal na konstrukcję mechaniczną, sposób kształtowania na gorąco elementu stalowego oraz element stalowy wytwarzany tym sposobem | |
| JPH0762204B2 (ja) | 高靭性熱間鍛造用非調質鋼およびその棒鋼・部品の製造方法 | |
| KR100309729B1 (ko) | 인성 및 강도가 우수한 냉간, 온간용 고속도공구강 및 그의 제조방법 | |
| KR100506328B1 (ko) | 냉열 복합소재 특수강 및 그 제조방법 | |
| JP4564189B2 (ja) | 熱間鍛造用高靭性非調質鋼 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20091127 |