PL192823B1 - Stal do wytwarzania łamliwej części mechanicznej oraz sposób wytwarzania łamliwej części mechanicznej - Google Patents
Stal do wytwarzania łamliwej części mechanicznej oraz sposób wytwarzania łamliwej części mechanicznejInfo
- Publication number
- PL192823B1 PL192823B1 PL317455A PL31745596A PL192823B1 PL 192823 B1 PL192823 B1 PL 192823B1 PL 317455 A PL317455 A PL 317455A PL 31745596 A PL31745596 A PL 31745596A PL 192823 B1 PL192823 B1 PL 192823B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- steel
- chemical composition
- max
- silicon
- carbon
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 59
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 59
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 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 abstract description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 29
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 25
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 20
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 13
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 11
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- -1 iron carbides Chemical class 0.000 description 2
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 2
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000003017 phosphorus Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- CADICXFYUNYKGD-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenemanganese Chemical compound [Mn]=S CADICXFYUNYKGD-UHFFFAOYSA-N 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
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- 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
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
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)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
1. Stal do wytwarzania lamliwej czesci mechanicznej, o skladzie chemicznym zawierajacym wagowo od 0,25% do 0,75% wegla, od 0,1% do 2% manganu, od 0,2% do 1,5% krzemu, od 0% do 1% chromu, od 0% do 1% niklu, od 0% do 1% molibdenu, od 0% do 1% miedzi, znamienna tym, ze jej sklad chemiczny ponadto zawiera pierwiastki ulatwiajace lamliwosc stali, w ilosci od 0% do 0,2% wanadu, od 0,02% do 0,35% siarki, od 0,04% do 0,2% fosforu, od 0% do 0,005% glinu, od 0,005% do 0,02% azotu, oraz ewentualnie jeden pierwiastek wybrany sposród olowiu, telluru i selenu o zawartosci nizszej od 0,1%, przy czym reszte stanowi zelazo i nieuniknione zanieczysz- czenia, a stal jest ewentualnie wzbogacona wapniem. 8. Sposób wytwarzania lamliwej czesci mechanicznej, znamienny tym, ze dostarcza sie kes ze stali, której sklad chemiczny zawiera wagowo od 0,25% do 0,75% wegla, od 0,1% do 2% man- ganu, od 0,2% do 1,5% krzemu, od 0% do 1% chromu, od 0% do 1% niklu, od 0% do 1% molibde- nu, od 0% do 1% miedzi, oraz pierwiastki ulatwiajace lamliwosc stali, w ilosci od 0% do 0,2% wa- nadu, od 0,02% do 0,35% siarki, od 0,04% do 0,2% fosforu, od 0% do 0,005% glinu, od 0,005% do0,02% azotu, podgrzewa sie ten kawalek kesa do temperatury zawartej miedzy 1100°C i 1300°C, a nastepnie kuje sie go do czasu uzyskania pólwyrobu o pozadanym ksztalcie, przy czym operacje kucia konczy sie w temperaturze wyzszej od 850°C, i bezposrednio po kuciu otrzy- many pólwyrób chlodzi sie w sposób kontrolowany z predkoscia chlodzenia od 0,5 do 18°C/s, a nastepnie poddaje sie go obróbce skrawaniem, po której pólwyrób ten dzieli sie przez pekniecie kruche otrzymujac czesc mechaniczna. PL PL PL
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest stal do wytwarzania łamliwej części mechanicznej oraz sposób wytwarzania łamliwej części mechanicznej. Stal znajduje zastosowanie zwłaszcza do wytwarzania korbowodu silnika spalinowego.
Niektóre części mechaniczne takie jak, na przykład, korbowody silnika spalinowego utworzone są co najmniej z dwóch oddzielnych elementów połączonych elementami mocującymi, takimi jak śruby. Takie części mogą być wykonane z żeliwa, z metalowego proszku spiekowego lub kutego, lub z kutej stali.
Stal, z której wykonane są korbowody ze stali kutej, musi być kowalna, łatwo obrabialna i mieć własności mechaniczne umożliwiające łatwą obsługę korbowodów. Ogólnie wymaganymi własnościami mechanicznymi, jest twardość zawarta między 210 HB i 360 HB i wytrzymałość na rozerwanie zawarta między 650 MPa i 1200 MPa, aby otrzymać wystarczającą wytrzymałość na zmęczenie i granicę plastyczności zawartą między 300 MPa i 800 MPa, i aby uniknąć odkształceń w wyniku przekroczenia tej granicy plastyczności.
Dokładny dobór cech wymaganych dla korbowodu, zwłaszcza przeznaczonego dla silnika, zależy w dużej mierze od konstrukcji korbowodu i od rodzaju silnika, w którym ma on być zamontowany. Stal, z której wykonany jest taki korbowód, dobrana jest w funkcji własności mechanicznych i sposobu wytwarzania, który obejmuje, po kuciu, regulowane chłodzenie, po którym otrzymuje się strukturę ferrytyczno-perlityczną mającą wymagane własności mechaniczne i zadowalającą skrawalność. Stosowanymi stalami są na ogół stale węglowe o oznaczeniu XC42 (stal węglowa o zawartości węgla około 0,42%) lub stale niskostopowe o oznaczeniu 45M5 (około 0,45% węgla, poniżej 5% manganu), 30MSV6 (około 0,30% węgla, suma zawartości pierwiastków stopowych, to jest manganu, krzemu i wanadu, poniżej 6%), 38MSV5 (około 0,38% węgla, suma zawartości pierwiastków stopowych, to jest manganu, krzemu i wanadu, poniżej 5%). Zawartość węgla dobrana jest głównie w zależności od żądanej twardości, a składniki stopowe są dodawane, aby zwiększyć hartowność stali zwiększając skład ilościowy perlitu, który ułatwia skrawalność lub, aby utwardzić ferryt i polepszyć stosunek granicy plastyczności do wytrzymałości na rozerwanie. Wykonanie z tych stali różnych części korbowodu może być dokonane tylko przez skrawanie, które wymaga szerokiego zakresu złożonej i kosztownej obróbki.
Niektóre korbowody z żeliwa, lub otrzymane za pomocą metalurgii proszków, mogą być rozdzielane na dwa elementy za pomocą operacji pęknięcia kruchego według wstępnie określonej płaszczyzny. Ta technika, polegająca na łamliwości części, ma wiele zalet, upraszcza ona przede wszystkim znacznie technologię wytwarzania, eliminując operacje skrawania. Natomiast jej niedogodnością jest rodzaj stosowanych materiałów.
Aby wykorzystać zalety techniczne łamliwości korbowodów stosowanych jako korbowody stalowe, w opisie patentowym US 5,135,587 podano stosowanie stali, której skład chemiczny zawiera wagowo od 0,6% do 0,75% węgla, od 0,2% do 0,5% manganu, od 0,04% do 0,12% siarki, przy czym Mn/S > 3, resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, a zanieczyszczenia stanowią mniej niż 1,2%. Zgodnie z tym rozwiązaniem, struktura stali jest praktycznie w 100% perlityczna, a wielkość ziarna jest zawarta między 3 i 8 ASTM. Zanieczyszczenia spośród takich pierwiastków jak P, Si, Ni, V, Cu, Cr i Mo, korzystnie mają następujące zawartości: max 0,2% niklu, max 0,02% molibdenu, max 0,1% chromu, max 0,15% miedzi, max 0,035% wanadu, od 0,15% do 0,35% krzemu, oraz max 0,03% fosforu. Ale ta stal, oznaczana jako XC70 (stal węglowa o zawartości węgla około 0,70%), ma wadę, gdyż zachowuje się nieprawidłowo w czasie operacji pęknięcia kruchego, i głównie z tego powodu jest praktycznie niemożliwe przemysłowe dozorowanie składu ilościowego fazy przedeutektoidalnej, która zmienia sięod 0% do 15% w zależności od dokładności analizy chemicznej stali i od stosowanych środków do jej wytwarzania, co utrudnia jej zastosowanie przemysłowe. Ponadto, można otrzymać tylko cechy odpowiadające stali XC70, co ogranicza zastosowanie jej do części, dla których przystosowane są te cechy.
Celem wynalazku jest uniknięcie tych niedogodności poprzez zaproponowanie stali, która umożliwiałaby otrzymanie żądanych własności mechanicznych dla szerokiego zakresu zastosowań, zwłaszcza w dziedzinie korbowodów, i która zapewniałaby dobrą skrawalność umożliwiając wykonanie operacji pęknięcia kruchego w warunkach przemysłowych.
Zgodnie z wynalazkiem, stal do wytwarzania łamliwej części mechanicznej, o składzie chemicznym zawierającym wagowo od 0,25% do 0,75% węgla, od 0,1% do 2% manganu, od 0,2% do 1,5% krzemu, od0% do 1% chromu, od 0% do 1% niklu, od 0% do 1% molibdenu, od 0% do 1% miedzi, charakteryzuje się tym, że jej skład chemiczny ponadto zawiera pierwiastki ułatwiające łamliwość stali, w ilości od
PL 192 823 B1
0% do 0,2% wanadu, od 0,02% do 0,35% siarki, od 0,04% do 0,2% fosforu, od 0% do 0,005% glinu, od 0,005% do 0,02% azotu, oraz ewentualnie jeden pierwiastek wybrany spośród ołowiu, telluru i selenu o zawartości niższej od 0,1%, przy czym resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, a stal jest ewentualnie wzbogacona wapniem.
Korzystnie, skład chemiczny stali zawiera od 0,06% do 0,12% fosforu.
Korzystnie, skład chemiczny stali zawiera od 0,8% do 1,2% krzemu.
Korzystnie, skład chemiczny stali zawiera od 0,05% do 0,15% wanadu.
Korzystnie, skład chemiczny stali zawiera od 0,65% do 0,75% węgla, od 0,25% do 1% manganu, min 0,2% krzemu, max 0,15% niklu, max 0,15% chromu, max 0,05% molibdenu, max 0,35% miedzi i max 0,005% glinu.
Korzystnie, skład chemiczny stali zawiera od 0,25% do 0,5% węgla, min 0,2% krzemu, max 0,15% niklu, max 0,15% chromu, max 0,05% molibdenu i max 0,35% miedzi.
Korzystnie, skład chemiczny stali zawiera od 0,25% do 1,3% manganu.
Zgodnie z wynalazkiem, sposób wytwarzania łamliwej części mechanicznej, charakteryzuje się tym, że dostarcza się kęs ze stali, której skład chemiczny zawiera wagowo od 0,25% do 0,75% węgla, od 0,1% do 2% manganu, od 0,2% do 1,5% krzemu, od 0% do 1% chromu, od 0% do 1% niklu, od 0% do 1% molibdenu, od 0% do 1% miedzi, oraz pierwiastki ułatwiające łamliwość stali, w ilości od 0% do 0,2% wanadu, od 0,02% do 0,35% siarki, od 0,04% do 0,2% fosforu, od 0% do 0,005% glinu, od 0,005% do 0,02% azotu, podgrzewa się ten kawałek kęsa do temperatury zawartej między 1100°C i 1300°C, a następnie kuje się go do czasu uzyskania półwyrobu o pożądanym kształcie, przy czym operację kucia kończy się w temperaturze wyższej od 850°C, i bezpośrednio po kuciu otrzymany półwyrób chłodzi się w sposób kontrolowany z prędkością chłodzenia od 0,5 do 18°C/s, a następnie poddaje się go obróbce skrawaniem, po której półwyrób ten dzieli się przez pęknięcie kruche otrzymując część mechaniczną.
W rezultacie otrzymuje się część mechaniczną, która ma strukturę ferrytyczno-perlityczną, twardość w zakresie od 210 HB do 360 HB, wytrzymałość na rozerwanie w zakresie od 650 MPa do 1200 MPa, z większością ziaren, dla których wskaźnik wielkości ASTM ziarna austenitycznego jest niższy od 5.
Korzystnie, sposobem tym otrzymuje się również część mechaniczną, która ma strukturę zawierającą co najmniej 70% perlitu.
Stal według wynalazku stosowana jest do wytwarzania części mechanicznej zawierającej co najmniej dwa elementy otrzymane przez kruche pęknięcie półwyrobu tej części.
Przedmiot wynalazku opisany zostanie poniżej bardziej szczegółowo oraz zilustrowany w oparciu o niżej podane przykłady.
Stal według wynalazku jest konstrukcyjną stalą węglową lub niskostopową, której skład chemiczny zawiera wagowo: ponad 0,25% węgla, aby umożliwić otrzymanie struktury ferrytycznoperlitycznej lub perlitycznej o twardości wyższej od 210 HB, ale mniej niż 0,75% węgla tak, aby uniknąć tworzenia się węglików żelaza utrudniających skrawalność; od 0,04% do 0,2% fosforu, korzystnie od 0,06% do 0,12%, aby zwiększyć kruchość struktury, a w szczególności ferrytu otrzymanego po kuciu i obróbce cieplnej, zwłaszcza wówczas, gdy struktura jest na ogół perlityczna, przy czym ta zawartość fosforu umożliwia otrzymanie dobrej powtarzalności pęknięcia kruchego półwyrobu części mechanicznej, i korzystnie zawartość fosforu powinna być taka, że: P > 0,18 - 0,2 x C. W ten sposób otrzymuje się wytrzymałość KCV niższą o około 7 J w temperaturze otoczenia, konieczną do uzyskania 100% zdolności do pęknięcia kruchego z odkształceniem bocznym niższym lub równym 120 μm; poniżej 0,005%, a korzystnie poniżej 0,003% glinu, aby uniknąć obecności wtrąceń glinu niekorzystnych dla skrawalności, jak również, aby uniknąć tworzenia się azotków glinu, które utrudniają wzrost ziaren podczas podgrzewania przed kuciem, co jest niekorzystne dla zdatności do kruchego pęknięcia, od 0,2% do 1,5% krzemu, który jest pierwiastkiem odtleniającym, a który powinien być dodany w ilości wyższej od 0,2%, aby zapewnić dobre odtlenianie, ale w większej ilości ten pierwiastek utwardza i powoduje kruchość ferrytu, co jest korzystne dla odpowiedniej skrawalności, i aby ją uzyskać zawartość krzemu powinna być zawarta w granicach od 0,8% do 1,2%; od 0% do 0,2%, a korzystnie od 0,05% do 0,15% wanadu, w celu utwardzenia ferrytu i polepszenia stosunku granicy plastyczności do wytrzymałości na rozerwanie; od 0,02% do 0,35%, a korzystnie od 0,05% do 0,12% siarki, w celu polepszenia skrawalności; ewentualnie jeden pierwiastek wybrany spośród ołowiu, telluru i selenu, o zawartości niższej od 0,1%, w celu polepszenia skrawalności; od 0,1% do 2% manganu, a korzystnie ponad 0,25% manganu, aby uzyskać siarkę w postaci siarczku manganu, a w tym
PL 192 823B1 przypadku zawartość siarki może być ograniczona do 1%, ale mangan może być również dodany, aby zwiększyć hartowność i ostatecznie obniżyć temperaturę początku przemiany ferrytyczno-perlitycznej, a zatem ograniczyć zawartość ferrytu, co jest korzystne dla skrawalności; ewentualnie jeden lub kilka pierwiastków wybranych spośród niklu, chromu, molibdenu i miedzi, o zawartości między 0% i 1%, aby uzyskać właściwą hartowność; wówczas gdy pierwiastki te nie są dodawane dobrowolnie, mogą one istnieć jako pozostałości wprowadzone przez surowce podczas ich przetopienia, przy czym w tym przypadku zawartości niklu i chromu są niższe od 0,15%, zawartość molibdenu jest niższa od 0,05%, a zawartość miedzi jest niższa od 0,35%.
W tej grupie stali można wybrać zależnie od zastosowania, na przykład, stal bliską stali eutektoidalnej zawierającą od 0,65% do 0,75% węgla, poniżej 1% krzemu, od 0,25% do 1% manganu, poniżej 0,15% niklu, poniżej 0,15% chromu, poniżej 0,05% molibdenu, poniżej 0,35% miedzi i poniżej 0,005% glinu.
Stosować można również stal zawierającą mniej węgla, o następującym składzie chemicznym: od 0,25% do 0,5% węgla, max 0,15% niklu, max 0,15% chromu, max 0,05% molibdenu, max 0,35% miedzi. Ta stal może być stalą węglową, w którym to przypadku, zawiera ona 0,5% manganu. Ale może to być również stal niskostopowa zawierająca mangan, krzem lub ewentualnie wanad. Stal ta może wówczas zawierać od 1% do 2% manganu, i/lub od 0,5% do 1,5% krzemu i/lub od 0,05% do 0,2% wanadu.
Aby wytworzyć łamliwe części mechaniczne, dostarcza się kęs stalowy według wynalazku, podgrzewa się go do temperatury zawartej między 1100°C a 1300°C, z jednej strony, aby uzyskać strukturę austenityczną i, z drugiej strony, aby spowodować wzrost ziaren, i w końcu, aby nadać temu kęsowi plastyczność niezbędną do kucia, po czym kuje się ten kęs nadając mu pożądany kształt, a operację kucia kończy się w temperaturze wyższej od 850°C. Bezpośrednio po kuciu, otrzymany półwyrób chłodzi się w sposób kontrolowany do temperatury otoczenia, na przykład, w tunelu chłodzącym, ze średnią prędkością chłodzenia, między temperaturą końca kucia i 200°C, zawartą między 0,5°C/s i 15°C/s. Postępując w ten sposób, otrzymuje się strukturę ferrytyczno-perlityczną z większością stosunkowo dużych ziaren, których wskaźnik wielkości ASTM ziarna austenitycznego jest niższy od 5, zawierając poniżej 30% ferrytu mającego żądane cechy twardości i rozciągania, oraz udarność niższą od 7 J w temperaturze otoczenia.
Półwyrób części tak otrzymanej jest wówczas obrabiany, a następnie dzielony na dwa elementy przez pęknięcie kruche, wywołane uderzeniem.
P r z y k ł a d 1
Tytułem pierwszego przykładu wytworzono korbowody, stosując stal XC70, której skład chemiczny zawierał wagowo 0,71% węgla, 0,250% krzemu, 0,8% manganu, 0,08% niklu, 0,05% chromu, 0,01% molibdenu, 0,3% miedzi, 0,07% siarki, 0,045% fosforu, 0,002% glinu, 0,012% azotu, a resztę stanowiło żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia wynikające z wytapiania.
Przed kuciem, kęs stalowy podgrzano do temperatury 1250°C, a temperatura końca kucia wynosiła 1000°C. Po kuciu półwyrób chłodzono przechodząc przez tunel chłodzący z regularną średnią prędkością chłodzenia zawartą między 1°C/s i 3°C/s, aby symulować efekt dyspersji właściwy wytwarzaniu przemysłowemu. Otrzymano następujące własności:
struktura: perlityczna zawierająca od 0% do 15% ferrytu,
HB zawarte między 270 i 310,
Rm zawarte między 900 MPai 1050 MPa,
Re zawarte między 500 MPa i 600 MPa,
KCV niższe od 7 J w temperaturze otoczenia.
Półwyroby zostały następnie obrabiane, po czym rozdzielono je na dwa elementy przez pęknięcie kruche. To rozdzielenie przez pęknięcie kruche dokonane zostało bez trudności, niezależnie od zawartości ferrytu.
P rzykła d 2
Tytułem drugiego przykładu, wytworzono korbowody stosując stal 50M5, której skład chemiczny zawierał wagowo 0,505% węgla, 0,240% krzemu, 1,3% manganu, 0,11% niklu, 0,08% chromu, 0,01% molibdenu, 0,32% miedzi, 0,085% siarki, 0,075% fosforu, 0,003% glinu i 0,011% azotu, a resztę stanowiło żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia wynikające z wytapiania.
Przed kuciem kęs stalowy podgrzano do temperatury 1250°C, a temperatura końca kucia wynosiła 1000°C. Po kuciu, półwyrób chłodzono przechodząc przez tunel chłodzący z regularną średnią
PL 192 823 B1 prędkością chłodzenia zawartą między 1°C/s i 6°C/s, aby symulować efekt dyspersji właściwy wytwarzaniu przemysłowemu. Otrzymano następujące własności: struktura: perlityczna zawierająca od0% do 20% ferrytu,
HB zawarte między 260 i 300,
Rm zawarte między 860 MPa i 1000 MPa,
Re zawarte między 400 MPa i 650 MPa,
KCV niższe od 6 J w temperaturze otoczenia.
Półwyroby zostały następnie obrabiane, po czym rozdzielono je na dwa elementy przez pęknięcie kruche. To rozdzielenie przez pęknięcie kruche dokonane zostało bez trudności niezależnie od zawartości ferrytu.
Przykład 3
Tytułem trzeciego przykładu, wytworzono korbowody stosując stal 38MSV5, której skład chemiczny zawierał wagowo 0,39% węgla, 0,75% krzemu, 1,24% manganu, 0,13% niklu, 0,15% chromu, 0,005% molibdenu, 0,2% miedzi, 0,105% wanadu, 0,11% siarki, 0,103% fosforu, 0,004% glinu, 0,009% azotu, a resztę stanowiło żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia wynikające z wytapiania.
Przed kuciem, kęs stalowy podgrzano do temperatury 1260°C, a temperatura końca kucia wynosiła 1030°C. Po kuciu półwyrób był chłodzony przechodząc przez tunel chłodzący z regularną średnią prędkością chłodzenia zawartą między 1°C/s i 6°C/s, aby symulować efekt dyspersji właściwy wytwarzaniu przemysłowemu. Otrzymano następujące własności:
struktura: perlityczna zawierająca od 0% do 25% ferrytu,
HB zawarta między 260 i 310,
Rm zawarte między 880 MPa i 1050 MPa,
Re zawarte między 500 MPa i 700 MPa,
KCV niższe od 6,5 J.
Półwyroby poddane zostały następnie obrabianiu, po czym rozdzielono je na dwa elementy przez pęknięcie kruche. To rozdzielenie przez pęknięcie kruche dokonane zostało bez trudności niezależnie od zawartości ferrytu.
Te przykłady pokazują, że ze stali według wynalazku możliwe jest wytworzenie, w sposób niezawodny, dzielonych korbowodów, a ogólniej, podzielnych części mających strukturę ferrytycznoperlityczną łatwą w obróbce skrawaniem przy niskiej i wysokiej prędkości skrawania.
Claims (8)
- Zastrzeżenia patentowe1. Stal do wytwarzania łamliwej części mechanicznej, o składzie chemicznym zawierającym wagowo od 0,25% do 0,75% węgla, od 0,1% do 2% manganu, od 0,2% do 1,5% krzemu, od 0% do 1% chromu, od 0% do 1% niklu, od 0% do 1% molibdenu, od 0% do 1% miedzi, znamienna tym, że jej skład chemiczny ponadto zawiera pierwiastki ułatwiające łamliwość stali, w ilości od 0% do 0,2% wanadu, od 0,02% do 0,35% siarki, od 0,04% do 0,2% fosforu, od 0% do 0,005% glinu, od 0,005% do 0,02% azotu, oraz ewentualnie jeden pierwiastek wybrany spośród ołowiu, telluru i selenu o zawartości niższej od 0,1%, przy czym resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, a stal jest ewentualnie wzbogacona wapniem.
- 2. Stal według zastrz. 1, znamienna tym, że jej skład chemiczny zawiera od 0,06% do 0,12% fosforu.
- 3. Stal według zastrz. 1, znamienna tym, że jej skład chemiczny zawiera od 0,8% do 1,2% krzemu.
- 4. Stal według zastrz. 1, znamienna tym, że jej skład chemiczny zawiera od 0,05% do 0,15% wanadu.
- 5. Stal według zastrz. 1, znamienna tym, że jej skład chemiczny zawiera od 0,65% do 0,75% węgla, od 0,25% do 1% manganu, min 0,2% krzemu, max 0,15% niklu, max 0,15% chromu, max 0,05% molibdenu, max 0,35% miedzi i max 0,005% glinu.
- 6. Stal według zastrz. 1, znamienna tym, że jej skład chemiczny zawiera od 0,25% do 0,5% węgla, min 0,2% krzemu, max 0,15% niklu, max 0,15% chromu, max 0,05% molibdenu i max 0,35% miedzi.
- 7. Stal według zastrz. 6, znamienna tym, że jej skład chemiczny zawiera od 0,25% do 1,3% manganu.PL 192 823B1
- 8. Sposób wytwarzania łamliwej części mechanicznej, znamienny tym, że dostarcza się kęs ze stali, której skład chemiczny zawiera wagowo od 0,25% do 0,75% węgla, od 0,1% do 2% manganu, od 0,2% do 1,5% krzemu, od 0% do 1% chromu, od 0% do 1% niklu, od 0% do 1% molibdenu, od 0% do 1% miedzi, oraz pierwiastki ułatwiające łamliwość stali, w ilości od 0% do 0,2% wanadu, od 0,02% do 0,35% siarki, od 0,04% do 0,2% fosforu, od 0% do 0,005% glinu, od 0,005% do0,02% azotu, podgrzewa się ten kawałek kęsa do temperatury zawartej między 1 100°C i 1300°C, a następnie kuje się go do czasu uzyskania półwyrobu o pożądanym kształcie, przy czym operację kucia kończy się w temperaturze wyższej od 850°C, i bezpośrednio po kuciu otrzymany półwyrób chłodzi się w sposób kontrolowany z prędkością chłodzenia od 0,5 do 18°C/s, a następnie poddaje się go obróbce skrawaniem, po której półwyrób ten dzieli się przez pęknięcie kruche otrzymując część mechaniczną.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9514833A FR2742448B1 (fr) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | Acier pour la fabrication de pieces de mecanique secables et piece obtenue |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL317455A1 PL317455A1 (en) | 1997-06-23 |
| PL192823B1 true PL192823B1 (pl) | 2006-12-29 |
Family
ID=9485504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL317455A PL192823B1 (pl) | 1995-12-14 | 1996-12-12 | Stal do wytwarzania łamliwej części mechanicznej oraz sposób wytwarzania łamliwej części mechanicznej |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5769970A (pl) |
| EP (1) | EP0779375B1 (pl) |
| JP (1) | JPH09176796A (pl) |
| KR (1) | KR970043238A (pl) |
| CN (1) | CN1158908A (pl) |
| AR (1) | AR004375A1 (pl) |
| AT (1) | ATE193733T1 (pl) |
| BR (1) | BR9606002A (pl) |
| CA (1) | CA2192509A1 (pl) |
| DE (1) | DE69608773T2 (pl) |
| DK (1) | DK0779375T3 (pl) |
| ES (1) | ES2148705T3 (pl) |
| FR (1) | FR2742448B1 (pl) |
| GR (1) | GR3034003T3 (pl) |
| NO (1) | NO965318L (pl) |
| PL (1) | PL192823B1 (pl) |
| PT (1) | PT779375E (pl) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69813920T3 (de) * | 1997-02-04 | 2006-08-03 | Daido Tokushuko K.K., Nagoya | Hochfester nicht-thermischer Frischstahl für Warmschmieden |
| JP3445478B2 (ja) * | 1997-11-18 | 2003-09-08 | いすゞ自動車株式会社 | 機械構造用鋼及びそれを用いた破断分割機械部品 |
| FR2774098B1 (fr) * | 1998-01-28 | 2001-08-03 | Ascometal Sa | Acier et procede pour la fabrication de pieces de mecanique secables |
| GB2335200A (en) * | 1998-03-10 | 1999-09-15 | British Steel Plc | Steel composition |
| JP3671688B2 (ja) * | 1998-08-28 | 2005-07-13 | 株式会社神戸製鋼所 | 破断分断性に優れた破断分割型コンロッド用熱間鍛造用非調質鋼 |
| FR2800670B1 (fr) * | 1999-11-05 | 2003-04-18 | Fag Oem & Handel Ag | Bandage de roues ou roue monobloc pour des jeux de roues de vehicules ferroviaires |
| US6395109B1 (en) * | 2000-02-15 | 2002-05-28 | Cargill, Incorporated | Bar product, cylinder rods, hydraulic cylinders, and method for manufacturing |
| JP3893889B2 (ja) * | 2001-03-21 | 2007-03-14 | 大同特殊鋼株式会社 | 破断による分離が容易な熱間鍛造用非調質鋼 |
| US6899667B2 (en) * | 2002-10-21 | 2005-05-31 | Paul F. Becker | Method and apparatus for the treatment of physical and mental disorders with low frequency, low flux density magnetic fields |
| US7819794B2 (en) * | 2002-10-21 | 2010-10-26 | Becker Paul F | Method and apparatus for the treatment of physical and mental disorders with low frequency, low flux density magnetic fields |
| JP4346404B2 (ja) * | 2002-11-20 | 2009-10-21 | 本田技研工業株式会社 | 低温での破断分離用非調質鋼及びこの非調質鋼からなる勘合部材 |
| JP2005308189A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Honda Motor Co Ltd | コネクティングロッド及びその製造方法 |
| JP4763551B2 (ja) * | 2006-08-24 | 2011-08-31 | 住友金属工業株式会社 | 破断分離性と加工性に優れた機械構造用鋼およびその製造方法 |
| DE102006041146A1 (de) * | 2006-09-01 | 2008-03-06 | Georgsmarienhütte Gmbh | Stahl und Verarbeitungsverfahren für die Herstellung von höherfesten bruchtrennbaren Maschinenbauteilen |
| WO2009069296A1 (ja) * | 2007-11-28 | 2009-06-04 | Kao Corporation | バイオフィルム除去剤 |
| JP4264460B1 (ja) * | 2007-12-03 | 2009-05-20 | 株式会社神戸製鋼所 | 破断分割性および被削性に優れた破断分割型コネクティングロッド用鋼 |
| RU2433200C2 (ru) * | 2008-12-05 | 2011-11-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильной электроники и электрооборудования" (ФГУП НИИАЭ) | Автоматная сталь и изделие, выполненное из нее |
| CN102061995A (zh) * | 2010-11-26 | 2011-05-18 | 杭州汽轮铸锻有限公司 | 一种燃气轮机进气缸及制作工艺 |
| FR3064282B1 (fr) * | 2017-03-23 | 2021-12-31 | Asco Ind | Acier, procede pour la fabrication de pieces mecaniques en cet acier, et pieces ainsi fabriquees |
| CN109234626B (zh) * | 2018-07-18 | 2020-11-24 | 石家庄钢铁有限责任公司 | 一种易切削重载汽车轮毂轴承用钢及制造方法 |
| CN114645208B (zh) * | 2022-03-23 | 2023-04-25 | 青海西钢特殊钢科技开发有限公司 | 一种采用碲处理的非调质胀断连杆用钢及其生产方法 |
| CN114959501B (zh) * | 2022-06-29 | 2023-04-07 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种Te微合金化高碳胀断连杆用钢及制造方法和应用 |
| CN115029640B (zh) * | 2022-06-29 | 2023-04-07 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种Te微合金化中碳胀断连杆用钢及制造方法和应用 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2182758A (en) * | 1938-05-14 | 1939-12-05 | Inland Steel Co | Steel |
| US2182759A (en) * | 1938-08-15 | 1939-12-05 | Inland Steel Co | Steel |
| US2402862A (en) * | 1943-03-25 | 1946-06-25 | Nat Tube Co | Well casing |
| US4168159A (en) * | 1978-02-28 | 1979-09-18 | Latrobe Steel Company | High speed steels with phosphorus for improved cutting performance |
| US4786466A (en) * | 1987-02-19 | 1988-11-22 | Frema, Inc. | Low-sulfur, lead-free free machining steel alloy |
| US5055253A (en) * | 1990-07-17 | 1991-10-08 | Nelson & Associates Research, Inc. | Metallic composition |
| US5135587A (en) * | 1991-04-01 | 1992-08-04 | Ford Motor Company | Machinable, strong, but crackable low ductility steel forging |
-
1995
- 1995-12-14 FR FR9514833A patent/FR2742448B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-11-26 EP EP96402534A patent/EP0779375B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-26 DE DE69608773T patent/DE69608773T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-26 ES ES96402534T patent/ES2148705T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-26 AT AT96402534T patent/ATE193733T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-11-26 PT PT96402534T patent/PT779375E/pt unknown
- 1996-11-26 DK DK96402534T patent/DK0779375T3/da active
- 1996-12-10 CA CA002192509A patent/CA2192509A1/fr not_active Abandoned
- 1996-12-10 KR KR1019960063848A patent/KR970043238A/ko not_active Withdrawn
- 1996-12-11 AR ARP960105626A patent/AR004375A1/es unknown
- 1996-12-12 NO NO965318A patent/NO965318L/no unknown
- 1996-12-12 PL PL317455A patent/PL192823B1/pl unknown
- 1996-12-13 JP JP8352891A patent/JPH09176796A/ja active Pending
- 1996-12-13 BR BR9606002A patent/BR9606002A/pt not_active IP Right Cessation
- 1996-12-13 CN CN96119789A patent/CN1158908A/zh active Pending
- 1996-12-16 US US08/767,430 patent/US5769970A/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-07-24 GR GR20000401689T patent/GR3034003T3/el not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09176796A (ja) | 1997-07-08 |
| ATE193733T1 (de) | 2000-06-15 |
| BR9606002A (pt) | 1998-09-01 |
| PL317455A1 (en) | 1997-06-23 |
| DE69608773T2 (de) | 2001-02-01 |
| EP0779375A1 (fr) | 1997-06-18 |
| DK0779375T3 (da) | 2000-10-16 |
| FR2742448B1 (fr) | 1998-01-16 |
| AR004375A1 (es) | 1998-11-04 |
| FR2742448A1 (fr) | 1997-06-20 |
| MX9606392A (es) | 1997-10-31 |
| US5769970A (en) | 1998-06-23 |
| DE69608773D1 (de) | 2000-07-13 |
| KR970043238A (ko) | 1997-07-26 |
| ES2148705T3 (es) | 2000-10-16 |
| CN1158908A (zh) | 1997-09-10 |
| EP0779375B1 (fr) | 2000-06-07 |
| NO965318L (no) | 1997-06-16 |
| GR3034003T3 (en) | 2000-11-30 |
| PT779375E (pt) | 2000-10-31 |
| CA2192509A1 (fr) | 1997-06-15 |
| NO965318D0 (no) | 1996-12-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL192823B1 (pl) | Stal do wytwarzania łamliwej części mechanicznej oraz sposób wytwarzania łamliwej części mechanicznej | |
| US11180820B1 (en) | Hot-work die steel and a preparation method thereof | |
| US9797033B2 (en) | High-strength, high-toughness, wear-resistant steel plate and manufacturing method thereof | |
| US5087415A (en) | High strength, high fracture toughness structural alloy | |
| KR0175075B1 (ko) | 증기터빈용 회전자 및 그 제조방법 | |
| US20200009651A1 (en) | Use of a Steel for an Additive Manufacturing Process, Method for Producing a Steel Component and Steel Component | |
| US5866066A (en) | Age hardenable alloy with a unique combination of very high strength and good toughness | |
| RU2763027C1 (ru) | Кованая деталь из бейнитной стали и способ ее изготовления | |
| CN112567061A (zh) | 钢材、锻造热处理品和锻造热处理品的制造方法 | |
| DE69702428T2 (de) | Hochfester und hochzäher wärmebeständiger Gussstahl | |
| CN111286670A (zh) | 中碳非调质钢及其制备工艺和连杆及其制备工艺 | |
| CA3005378A1 (en) | Engineering steel with a bainitic structure, forged parts produced therefrom and method for producing a forged part | |
| JPH10251809A (ja) | 高靭性フェライト系耐熱鋼 | |
| PL194349B1 (pl) | Łupliwy element mechaniczny ze stali i sposób jego wytwarzania | |
| US5817192A (en) | High-strength and high-toughness heat-resisting steel | |
| US5135587A (en) | Machinable, strong, but crackable low ductility steel forging | |
| PL191920B1 (pl) | Stal do wytwarzania odkuwki mającej strukturę bainityczną, odkuwka ze stali oraz sposób wytwarzania odkuwki | |
| US6576186B1 (en) | Enhanced machinability precipitation-hardenable stainless steel for critical applications | |
| US6299833B1 (en) | Steel composition | |
| JP6930662B2 (ja) | スチールピストン用鋼材 | |
| EP1126042A1 (en) | A steel | |
| EP0514480B1 (en) | High strength, high fracture toughness alloy | |
| JP2948324B2 (ja) | 高強度・高靭性耐熱鋼 | |
| US4619692A (en) | Process for the production of metallic semi-finished products | |
| JPWO1996032517A1 (ja) | 高強度・高靭性耐熱鋼 |