PL206237B1

PL206237B1 - Sposób wytwarzania elementu stalowego oraz element stalowy wytwarzany tym sposobem

Info

Publication number: PL206237B1
Application number: PL363854A
Authority: PL
Inventors: Pierre Dierickx; Gaëlle Andre
Original assignee: Ascometalascometal
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2010-07-30
Also published as: FR2847908A1; FR2847908B1; CA2452647C; JP2004190138A; ATE441730T1; US7354487B2; DE60329064D1; US20040108020A1; EP1426452B1; MXPA03010998A; CN1519386A; PL363854A1; CN1288270C; ES2331949T3; JP4316361B2; EP1426452A1; CA2452647A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elementu stalowego oraz element stalowy wytwarzany tym sposobem. Wynalazek przeznaczony jest zwłaszcza do wytwarzania elementów stalowych wytrzymałych na znaczne obciążenia.

Elementy tego rodzaju często wykonane są ze stali hartowanej i odpuszczanej, lub w miarę możliwości, ze stali kutej o strukturze ferrytyczno-perlitycznej, która przypuszczalnie stanowi lepszy kompromis techniczno-ekonomiczny, ale której parametry mechaniczne są mimo wszystko ograniczone.

Stalami o strukturze ferrytyczno-perlitycznej często stosowanymi w tym celu są stale XC70, 45Mn5, 30MnSiV6 i 38MnSiV5, poddawane po walcowaniu lub kuciu zwykłemu chłodzeniu, w powietrzu uspokojonym. Ten sposób postępowania jest więc stosunkowo ekonomiczny, ale trwałość tych stali jest ograniczona przy występowaniu znacznych obciążeń.

Proponowano już wykonanie takich elementów ze stali bainitycznej poczynając od gatunku stali 25MnSiCrVBS, chłodzonego po kuciu lub walcowaniu, przy czym chłodzenie stali miało miejsce na powietrzu. Parametry wytrzymałościowe okazały się wyraźnie polepszone w stosunku do przykładów poprzednich, ale pozostają one stosunkowo ograniczone w stosunku do możliwości stali hartowanej i odpuszczanej.

Celem wynalazku jest zaproponowanie połączenia odpowiedniego gatunku stali i sposobu wytwarzania z niej elementu, uwzględniającego korzyści ekonomiczne w stosunku do istniejących rozwiązań, bez pogarszania parametrów metalurgicznych, a nawet poprawiając te parametry. Element tak wytworzony będzie musiał mieć znaczną wytrzymałość na obciążenia zmęczeniowe. W przypadku elementów kutych, ten sposób wytwarzania musiałby, w szczególności, dać się dostosować do każdej linii kucia.

Zgodnie z tym, przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elementu stalowego, który charakteryzuje się tym, że:

- wytwarza się i odlewa się stal o składzie, w procentach wagowych 0,06% < C < 0,25%, 0,5% < Mn < 2%, ilości śladowe < Si < 3%, ilości śladowe < Ni < 4,5%, ilości śladowe < Al < 3%, ilości śladowe < Cr < 1,2%, ilości śladowe < Mo < 0,30%, ilości śladowe < V < 2%, ilości śladowe < Cu < 3,5%, i zachowując co najmniej jeden z warunków:

* 0,5% < Cu < 3,5% * 0,5% < V < 2% * 2% < Ni < 4,5% i 1 % < Al < 2%, przy czym resztę stanowi żelazo i zanieczyszczenia wynikające z obróbki,

- wykonuje się co najmniej jedno odkształcenie na gorąco odlewanej stali, aby otrzymywać półwyrób elementu o temperaturze od 1100 do 1300°C,

- przeprowadza się regulowane chłodzenie półwyrobu elementu powietrzem uspokojonym lub powietrzem pulsującym,

- i podgrzewa się stal, aby wykonać odpuszczanie wytrącające, przed lub po obróbce skrawaniem elementu, wychodząc z tego półwyrobu.

Korzystnie, stal zawiera od 5 do 50 części na milion B.

Korzystnie, stal zawiera od 0,005 do 0,04% Ti.

Jeśli B jest obecny, zawartość Ti jest korzystnie równa do co najmniej 3,5 razy zawartości N w stali.

Korzystnie, stal zawiera od 0,005 do 0,06% Nb.

Korzystnie, stal zawiera od 0,005 do 0,2% S.

W tym przypadku, korzystnie, stal zawiera co najmniej jeden z pierwiastków: Ca aż do 0,007%, Te aż do 0,03%, Se aż do 0,05%, Bi aż do 0,05% i Pb aż do 0,1%.

W wariancie wykonania wynalazku, zawartość C w stali zawarta jest między 0,06 i 0,20%.

Zawartość Mn w stali jest wówczas korzystnie zawarta między 0,5% i 1,5%, a zawartość Cr jest korzystnie zawarta między 0,3% i 1,2%.

Zawartość Ni w stali może być wówczas korzystnie zawarta między ilościami śladowymi i 1%.

Zawartość Ni w stali może wówczas być również zawarta między 2% i 4,5%, a zawartość Al jest wówczas zawarta między 1% i 2%.

Odpuszczanie wytrącające jest na ogół przeprowadzane korzystnie w temperaturze między 425 i 600°C.

PL 206 237 B1

Wówczas, gdy stal zawiera od 0,5 do 3,5% Cu, odpuszczanie wytrącające korzystnie przeprowadzane jest w temperaturze między 425 i 500°C w czasie od 1 do 10 h.

Wówczas, gdy stal zawiera od 0,5 do 2% V, odpuszczanie wytrącające przeprowadzane jest korzystnie w temperaturze między 500 i 600°C, w czasie nie krótszym niż 1 h.

Wówczas, gdy stal zawiera od 2 do 4,5% Ni i od 1 do 2% Al, odpuszczanie wytrącające korzystnie przeprowadzane jest w temperaturze między 500 i 550°C, w czasie nie krótszym niż 1 h.

Wymienione odkształcenie na gorąco może być wykonane przez walcowanie.

Wymienione odkształcenie na gorąco może być wykonane przez kucie.

Korzystnie, regulowane chłodzenie półwyrobu przeprowadzane jest z prędkością niższą od 3°C/s w temperaturze między 600 i 300°C.

Przedmiotem wynalazku jest również element stalowy wytworzony opisanym sposobem, który ma na ogół mikrostrukturę bainityczną, wytrzymałość na rozciąganie Rm od 750 do 1300 MPa, i granicę plastycznoś ci wyż szą lub równą 500 MPa.

Jak to będzie zrozumiałe, wynalazek polega na połączeniu gatunku stali ze sposobem obróbki następującym po odlewaniu, zawierającym etap kształtowania elementu na gorąco, chłodzenie regulowane przeprowadzane za pomocą powietrza uspokojonego lub pulsującego, i odpuszczanie wytrącające poprzedzające lub następujące po obróbce skrawaniem tego elementu. Skład wybranej stali gwarantuje, że niezależnie od rodzaju chłodzenia, wyniki wytrzymałości na zmęczenie elementów wytwarzanych z tej stali będą wystarczające, aby spełnić wymagania użytkowników.

Operacja kształtowania na gorąco może polegać na jednym lub wielu walcowaniach, lub na jednym walcowaniu, po którym następuje kucie, albo tylko na samym kuciu. Istotne jest, że ostatnie odkształcenie na gorąco doprowadza stal do temperatury między 1100 i 1300°C i, że chłodzenie regulowane następuje poczynając od tej temperatury.

Własności chemiczne stali i jej obróbki cieplne następujące po odlewaniu zmierzają do otrzymania mikrostruktury bainitycznej, i również do uzyskania optymalnych cech mechanicznych. Ta mikrostruktura bainityczna powinna być możliwa do otrzymania w następstwie chłodzenia powietrzem uspokojonym, ale powinna nadawać się również do chłodzenia powietrzem pulsującym. W ten sposób, elementy według wynalazku, będą mogły być wytwarzane na każdym istniejącym urządzeniu, które umożliwi po kuciu lub walcowaniu chłodzenie w powietrzu pulsującym, lub które umożliwi tylko chłodzenie powietrzem uspokojonym. Zatem, urządzenie do kucia, początkowo stosowane do obróbki elementów ze stali o mikrostrukturze ferrytyczno-perlitycznej, będzie mogło bez trudności i bez szczególnego przystosowania, obrabiać elementy o mikrostrukturze bainitycznej według wynalazku. Stale o mikrostrukturze bainitycznej uprzednio wykorzystywane do tych zastosowań, wymagały chłodzenia w powietrzu pulsującym, i dlatego nie zawsze mogł y być obrabiane na dotychczas stosowanych urzą dzeniach.

Zgodnie z wynalazkiem, zaczyna się więc od opracowania stali, której skład będzie podany dokładniej i uzasadniony poniżej, a następnie odlewa się ją do postaci wlewków, lub w sposób ciągły, zależnie od ostatecznego kształtu elementu, po czym na ogół walcuje się ją, aby otrzymać półprodukt.

Następnie, można wykonać operację kucia półproduktu.

To ostatnie odkształcenie na gorąco wykonane jest w temperaturze od 1100 do 1300°C, po którym następuje chłodzenie regulowane za pomocą powietrza, podczas walcowania lub kucia na gorąco, w powietrzu uspokojonym lub powietrzu pulsującym. W ten sposób otrzymuje się półwyrób tego elementu.

Przez określenie „półwyrób, rozumie się tu pręt, lub półprodukt w innej postaci, z którego element finalny otrzymany zostanie przez obróbkę skrawaniem, i to niezależnie od rodzaju wykonanego odkształcenia na gorąco: walcowania, kucia lub ich kombinacji.

Następnie dokonuje się odpuszczania wytrącającego, przed lub po obróbce skrawaniem, elementu wykonanego z tego półwyrobu.

Wymagane zakresy analityczne są następujące, dla różnych pierwiastków chemicznych, przed lub podczas obróbki (wszystkie składy procentowe podane są w procentach wagowych).

Zawartość węgla mieści się w przedziale od 0,06 do 0,25%. Ta zawartość umożliwia zmianę rodzaju otrzymanej mikrostruktury. Otrzymana zawartość węgla poniżej 0,06% w takiej mikrostrukturze nie jest zadowalająca dla wyznaczonych celów. Powyżej zawartości 0,25% węgla, w kombinacji z innymi pierwiastkami, nie otrzymano by mikrostruktury wystarczają co bainitycznej po chł odzeniu w powietrzu uspokojonym.

PL 206 237 B1

Zawartość manganu mieści się w przedziale od 0,5 do 2%. Ten pierwiastek dodany w ilości większej od 0,5% powoduje hartowność materiału i umożliwia otrzymanie szerokiego zakresu bainitycznego, niezależnego od rodzaju chłodzenia. Zawartość wyższa od 2% mogłaby jednak powodować zbyt znaczną segregację.

Zawartość krzemu mieści się w przedziale od ilości śladowych do 3%. Ten pierwiastek, niekonieczny do omówienia, jest korzystny do utwardzania bainitu przez jego przejście w roztwór stały. Ponadto, w przypadku gdyby w składzie występowała miedź w ilości stosunkowo znacznej, krzem umożliwia uniknięcie problemów związanych z obecnością tej miedzi podczas kształtowania na gorąco. Zawartość wyższa od 3% może jednak powodować problemy z obróbką skrawaniem materiału.

Zawartość niklu mieści się w przedziale od ilości śladowych do 4,5%. Ten pierwiastek, nie obligatoryjny, ułatwia hartowność i stabilizację austenitu. Jeśli zawartość glinu to umożliwia, może on tworzyć bardzo twarde wytrącenia NiAl powodując, że metal uzyskuje podwyższone własności mechaniczne. W przypadku, gdyby miedź była występowała w stosunkowo znacznej ilości, nikiel może spełniać taką samą rolę jak krzem. Ze względu na zamierzone cele metalurgiczne, zawartość niklu powyżej 4,5% jest bezużytecznie kosztowna.

Zawartość glinu mieści się w przedziale od ilości śladowych do 3%. Pierwiastek ten, nie obligatoryjny, jest silnym odtleniaczem i nawet dodany w małej ilości, umożliwia ograniczenie ilości tlenu rozpuszczonego w ciekłej stali, a więc poprawia zawartość wtrąceń w elemencie, jeśli chciałoby się uniknąć ponownego zbyt znacznego utleniania podczas odlewania. Zbyt duża zawartość, jak zaznaczono, powoduje tworzenie wytrąceń NiAl, jeśli nikiel występuje w dużej ilości. Nie jest konieczne, aby zawartość glinu przekraczała 3%.

Zawartość chromu (pierwiastek nie obligatoryjny) mieści się w przedziale od ilości śladowych do 1,2%. Podobnie jak mangan, chrom przyczynia się do poprawy hartowności. Zawartość chromu powyżej 1,2% jest bezużytecznie kosztowna.

Zawartość molibdenu mieści się w przedziale od ilości śladowych do 0.30%. Pierwiastek ten, nie obligatoryjny, utrudnia tworzenie się ferrytu gruboziarnistego i stwarza większą pewność otrzymania struktury bainitycznej. Zawartość molibdenu powyżej 0,30% jest bezużytecznie kosztowna.

Zawartość wanadu mieści się w przedziale od ilości śladowych do 2%. Ten pierwiastek, nie obligatoryjny, służy utwardzeniu bainitu przez przejście w roztwór stały. W znacznej ilości, umożliwia również otrzymanie utwardzenia przez wytrącenie węglików i/lub węglikoazotków. Zawartość wanadu powyżej 2% jest bezużytecznie kosztowna.

Zawartość miedzi mieści się w przedziale od ilości śladowych do 3,5%. Ten pierwiastek, nie obligatoryjny, może poprawiać obróbkę skrawaniem, i wytrącając, powodować wtórne utwardzenie materiału. Ale zawartość ponad 3,5% powoduje problemy przy kształtowaniu elementu na gorąco. Jak to już zaznaczono, zaleca się łączenie zawartości miedzi z niklem lub z dużą ilością krzemu, aby zminimalizować problemy kształtowania na gorąco. Zawartość miedzi powyżej 3,5% jest, w każdym przypadku, bezużytecznie kosztowna.

Ponadto, należy przestrzegać, aby spełnione były co najmniej trzy następujące warunki, zgodnie z którymi:

- zawartość miedzi mieś ci się w przedziale od 0,5 do 3,5%,

- zawartość wanadu mieści się w przedziale od 0,5 do 2%,

- zawartość niklu mieści się w przedziale między 2 i 4,5% i zawartość glinu mieści się w przedziale między 1 i 2%.

Pierwiastki omówione powyżej są tymi, których metalurgiczna rola jest lub może być bardziej ważna dla rozwiązania według wynalazku, ale inne pierwiastki omówione poniżej mogą też opcjonalnie występować w składzie stali, aby poprawiać niektóre jej własności.

Zawartość boru może się mieścić w przedziale między 5 i 50 części na milion. Bor może poprawiać hartowność, ale aby był skuteczny, musi być w roztworze stałym. Inaczej mówiąc, należy unikać, aby cała zawartość boru, lub prawie cała, nie występowała w postaci azotków lub węglikoazotków boru. W tym celu, zaleca się kojarzenie dodatku boru z dodatkiem tytanu, korzystnie w proporcji takiej jak 3,5 x N% < Ti%. W tym ostatnim warunku można wychwycić cały rozpuszczony azot i uniknąć tworzenia się azotków lub węglikoazotków boru. W tym celu, minimalna zawartość tytanu wynosi 0,005%, dla najniższych zawartości azotu zwykle spotykanych. Jednak, zaleca się nie przekraczać zawartości 0,04% tytanu, jeśli nie chce się otrzymać azotków tytanu o zbyt dużej wielkości.

PL 206 237 B1

Tytan spełnia również funkcję ograniczającą rozrost ziarna austenitycznego w wysokiej temperaturze, i dlatego może być dodawany niezależnie od boru, w ilości mieszczącej się w przedziale między 0,005 i 0,04%.

Niob może również być dodawany w ilości między 0,005 i 0,06%. On także może wytrącać się w postaci wę glikoazotków w austenicie, przez co moż e powodować utwardzanie materiał u.

Wreszcie, w klasyczny sposób, można poprawiać zdolność do obróbki skrawaniem materiału poprzez dodanie siarki (od 0,005% do 0,2%), do której można dołączyć dodanie wapnia (aż do 0,007%), i/lub telluru (aż do 0,03%), i/lub selenu (aż do 0,05%), i/lub bizmutu (aż do 0,05%) i/lub ołowiu (aż do 0,1%).

Po otrzymaniu, po walcowaniu, półproduktu mającego uprzednio podany skład, przystępuje się lub nie, do kucia z półwyrobu elementu według znanego sposobu. Półwyrób ogrzewa się aż do temperatury 1100-1300°C, a następnie wykonuje się odkształcenie dające element z półwyrobu.

Przy braku kucia, walcowanie musi być zakończone w temperaturze 1100-1300°C.

A nast ę pnie, natychmiast po walcowaniu lub po kuciu, jeś li operacja taka był a wykonana, dokonuje się chłodzenia regulowanego elementu powietrzem uspokojonym lub powietrzem pulsującym. Na ogół, element poddaje się chłodzeniu z prędkością niższą lub równą 3°C/s w temperaturze między 600 i 300°C.

Według wynalazku, przed lub po obróbce skrawaniem, która nadaje elementowi jego ostateczne wymiary, przystępuje się do utwardzania stali przez wytrącanie za pomocą odpuszczania, to znaczy do obróbki cieplnej stanowiącej dalszy ciąg podgrzewania od temperatury równej lub nieco wyższej od temperatury otoczenia. Z tego względu możliwe są trzy opcje, które zresztą mogą być ze sobą połączone:

- wytrącanie miedzi, jeśli zawartość miedzi mieś ci się w przedziale między 0,5 i 3,5%,

- wytrą canie wanadu, jeś li zawartość wanadu mieś ci się w przedziale mię dzy 0,5 i 2%,

- wytrącanie NiAl, jeś li zawartość niklu mieści się w przedziale między 2 i 4,5%, a zawartość glinu mieści się w przedziale między 1 i 2%.

Na ogół, odpuszczanie wytrącające wykonane jest korzystnie w temperaturze między 425 i 600°C. Ale temperatura odpuszczania i czas jej trwania są optymalnie dostosowane do osiągnięcia zamierzonych własności. Tytułem przykładu, wytrącanie miedzi korzystnie otrzymane jest przez obróbkę w temperaturze od 425 do 500°C w czasie od 1 do 10 h. Wytrącanie wanadu korzystnie otrzymane jest przez obróbkę w temperaturze od 500 do 600°C w czasie dłuższym niż 1 h. Wytrącanie NiAl korzystnie otrzymane jest przez obróbkę w temperaturze od 500 do 550°C w czasie dłuższym niż 1 h.

To odpuszczanie może być wykonane:

- albo po obróbce skrawaniem, aby metal nie był zbyt twardy podczas tej obróbki,

- albo po chłodzeniu regulowanym powietrzem i przed obróbką skrawaniem, przy czym wykonuje się wówczas obróbkę skrawaniem elementu o wysokich własnościach mechanicznych, co czyni tę obróbkę szczególnie dokładną.

Dzięki temu odpuszczaniu, można otrzymywać podwyższone własności mechaniczne otrzymanego wyrobu. Zwykle, wytrzymałość na rozciąganie Rm zawarta jest w przedziale od 1000 do 1300 MPa, a granica plastyczności Re jest rzędu 900 MPa lub więcej.

W celu otrzymania bainitu o ograniczonej twardoś ci, od 300 do 330 Hv30, optymalnie, granica zawartości węgla mieści się w przedziale od 0,06 do 0,2%. Optymalnie, zawartość manganu powinna mieścić się w przedziale między 0,5 i 1,5%, zawartość chromu między 0,3 i 1,2%, a zawartość niklu może dochodzić aż do 1%, jeśli wymaga się tylko dobrej hartowności, albo od 2 do 4% jeśli wymaga się wytrąceń NiAl, jak to omówiono powyżej. W tym ostatnim przypadku, zawartość glinu mieści się w przedziale między 1 i 2%.

Dla tych stali, własności rozciągania (granica plastyczności, wytrzymałość) wyrobu otrzymanego po walcowaniu lub kuciu i chłodzeniu powietrzem regulowanym, nie są szczególnie wysokie. Na ogół wytrzymałość na rozciąganie Rm jest rzędu 750-1050 MPa, a granica plastyczności Re jest rzędu 500 do 750 MPa. Ale stale te wykazują dobrą obrabialność.

Poniżej przedstawiono przykłady stosowania stali według wynalazku wraz z przykładem porównawczym:

P r z y k ł a d 1 (wynalazek)

Przykład ten jest reprezentatywny dla wariantu wynalazku, w którym można stosować zawartość węgla stosunkowo niską, i w którym wykonuje się utwardzanie przez wytrącanie dzięki dodatkowi miedzi.

PL 206 237 B1

Skład stali jest następujący, wyrażony w 10^-3 % wagowych:

C	Mn	Si	S	P	Ni	Cu	Cr	Mo	Al	Ti	B	N
80	1500	300	85	10	1500	2500	280	50	25	-	-	6

Po kuciu na gorąco w temperaturze od 1250 do 1200°C i chłodzeniu powietrzem uspokojonym (średnia prędkość chłodzenia 1°C/s w temperaturze między 700 i 300°C), mikrostruktura bainityczna otrzymana jest z twardością umiarkowaną rzędu 265Hv30 dając wytrzymałość niższą od 900 MPa. Przy tym poziomie własności mechanicznych, obrabialność nie stanowi żadnych problemów. Następnie, przeprowadza się odpuszczanie w temperaturze 450°C utrzymanej przez jedną godzinę, umożliwiające polepszenie własności wytrzymałościowych, aby osiągnąć twardość ponad 340Hv30, dającą wytrzymałość 1100 MPa.

P r z y k ł a d 2 (wynalazek)

Przykład ten jest reprezentatywny dla wariantu wynalazku, w którym można stosować zawartość węgla stosunkowo niską i w którym wykonuje się utwardzanie przez wytrącanie dzięki dodatkowi wanadu.

Skład stali jest następujący, wyrażony w 10^-3 % wagowych:

C	Mn	Si	S	P	Ni	Cu	Cr	Mo	Al	Ti	V
150	1230	250	80	20	150	200	205	50	30	-	820

Po kuciu na gorąco w temperaturze od 1250 do 1200°C i chłodzeniu powietrzem uspokojonym (ze średnią prędkością 1°C/s w temperaturze między 700 i 300°C), element kuty o średnicy równoważnej 15 mm, mający mikrostrukturę głównie bainityczną, otrzymany jest już ze znaczną twardością rzędu 300-320Hv30, dającą wytrzymałość około 1000 MPa, która obecnie jest wysoką granicą umożliwiającą jeszcze prawidłową obróbkę skrawaniem za pomocą klasycznych środków do takiej obróbki. Po odpuszczaniu w ciągu 2 h w temperaturze 580°C, utwardzanie przez wanad umożliwia osiągnięcie twardości rzędu 400Hv30, odpowiadające wytrzymałości wyższej od 1200 MPa.

P r z y k ł a d 3 (wynalazek)

Przykład ten jest reprezentatywny dla wariantu wynalazku, w którym można stosować zawartość węgla stosunkowo niską i w którym wykonuje się utwardzanie przez wytrącenie dzięki połączonym dodatkom niklu i glinu.

Skład stali jest następujący, podany w 10^-3 % wagowych:

C	Mn	Si	S	P	Ni	Cu	Cr	Mo	Al	Ti	B	N
95	1150	200	80	10	3000	206	220	60	1500	-	3	3

Po kuciu na gorąco w temperaturze od 1250 do 1200°C i chłodzeniu powietrzem uspokojonym (ze średnią prędkością chłodzenia 1°C/s w temperaturze między 700 i 300°C), otrzymuje się mikrostrukturę bainityczną o twardości umiarkowanej rzędu 240Hv30, dającą wytrzymałość niższą od 800 MPa. Przy tym poziomie własności mechanicznych, obrabialność nie stanowi żadnych problemów. Następnie, przeprowadza się odpuszczanie w temperaturze 520°C, utrzymanej przez 10 godzin, umożliwiające polepszenie własności wytrzymałościowych, aż do osiągnięcia twardości ponad 370Hv30, dającej wytrzymałość rzędu 1200 MPa.

P r z y k ł a d 4 (porównanie ze stanem techniki)

Skład stali jest następujący, podany w 10^-3 % wagowych:

C	Mn	Si	S	P	Ni	Cu	Cr	Mo	Al	Ti	V	B
230	1500	700	80	11	150	150	800	70	20	25	190	3

Po kuciu na gorąco w temperaturze 1250-1200°C i chłodzeniu powietrzem uspokojonym, elementu o średnicy równoważnej 25 milimetrów, otrzymuje się mikrostrukturę głównie bainityczną o twardości zbliż onej do 320Hv30, dają cej wytrzymał o ść okoł o 1050 MPa. Odpuszczanie w czasie jednej godziny w temperaturze między 300 i 450°C nie umożliwia znacznego zwiększenia wytrzymałości.

Claims

1. Sposób wytwarzania elementu stalowego, znamienny tym, że

* 0,5% < Cu < 3,5% * 0,5% < V < 2% * 2% < Ni < 4,5% i 1% < Al < 2%, przy czym resztę stanowi żelazo i zanieczyszczenia wynikające z obróbki,

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stal zawiera od 5 do 50 części na milion B.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stal zawiera od 0,005 do 0,04% Ti.

4. Sposób według zastrz. 2 i 3 wziętych razem, znamienny tym, że zawartość Ti jest równa do co najmniej 3,5 razy zawartości N w stali.

5. Sposób według jednego z zastrz. 1 do 4, znamienny tym, że stal zawiera od 0,005 do 0,06% Nb.

6. Sposób według jednego z zastrz. 1 do 5, znamienny tym, że stal zawiera od 0,005 do 0,2% S.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że stal zawiera co najmniej jeden z pierwiastków: Ca aż do 0,007%, Te aż do 0,03%, Se aż do 0,05%, Bi aż do 0,05% i Pb aż do 0,1%.

8. Sposób według jednego z zastrz. 1 do 7, znamienny tym, że zawartość C w stali mieści się w przedziale między 0,06 i 0,20%.

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że zawartość Mn w stali mieści się w przedziale między 0,5% i 1,5% oraz tym, że zawartość Cr mieści się w przedziale między 0,3% i 1,2%.

10. Sposób według zastrz. 8 albo 9, znamienny tym, że zawartość Ni w stali mieści się w przedziale między ilościami śladowymi i 1%.

11. Sposób według zastrz. 8 albo 9, znamienny tym, że zawartość Ni w stali mieści się w przedziale między 2% i 4,5% oraz tym, że zawartość Al mieści się w przedziale między 1% i 2%.

12. Sposób według jednego z zastrz. 1 do 11, znamienny tym, że odpuszczanie wytrącające przeprowadza się w temperaturze między 425 i 600°C.

13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że stal zawiera od 0,5 do 3,5% Cu oraz tym, że odpuszczanie wytrącające przeprowadza się w temperaturze między 425 i 500°C w czasie od 1 do 10 h.

14. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że stal zawiera 0,5 do 2% V oraz tym, że odpuszczanie wytrącające przeprowadza się w temperaturze między 500 i 600°C w czasie ponad 1 h.

15. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że stal zawiera od 2 do 4,5% Ni i od 1 do 2% Al oraz tym, że odpuszczanie wytrącające przeprowadza się w temperaturze między 500 i 550°C w czasie ponad 1 h.

16. Sposób według jednego z zastrz. 1 do 15, znamienny tym, że wymienionym odkształceniem na gorąco jest walcowanie.

17. Sposób według jednego z zastrz. 1 do 15, znamienny tym, że wymienionym odkształceniem na gorąco jest kucie.

18. Sposób według jednego z zastrz. 1 do 17, znamienny tym, że chłodzenie regulowane półwyrobu przeprowadza się z prędkością niższą lub równą 3°C/s, w temperaturze między 600 i 300°C.

19. Element ze stali, znamienny tym, że jest otrzymany sposobem według jednego z zastrz. 1 do 17.

20. Element ze stali według zastrz. 18, znamienny tym, że ma mikrostrukturę bainityczną, wytrzymałość na rozciąganie Rm od 750 do 1300 MPa i granicę plastyczności Re wyższą lub równą 500 MPa.