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La présente invention concerne les organes cémentés d'appui destinés à être utilisés jusqu'à une température de 315*Ce et les aciers constituant ces organes d'appui.
L'expression "organe d'appui" est utilisée ici dans un sens très lar- ge pour désigner les pièces en acier, qui se déplacent au contact l'une de l'au- tre- ou d'une autre pièce, en particulier dans des conditions nécessitant l'em- ploi d'un lubrifiant. Cette expression concerne particulièrement les paliers à rouleaux, mais elle concerne aussi d'autres organes similaires, qui se dépla- cent par rapport à un autre organe et au contact de celui-ci, comme par exemple les paliers à billes, les roués d'engrenage, les tourillons et une grande varié- té d'organes analogues.
Les organes d'appui sont généralement constitués actuellement par l'acier cémenté SAE 4600 ou SAE 52100, durci par une trempe à l'huile. Ces aciers sont limités dans leurs applications à une température maxima comprise à peu près entre 177 C et 204 C. Les industriels demandent actuellement des organes d'ap- pui se comportant d'une manière satisfaisante à des températures plus élevées, par exemple de l'ordre de 315 C. Les aciers -rapides à outils, comme par exemple les aciers 18-4-1, 8-4-1 et l'acier à 12% de chrome et à 1,5% de carbone, peuvent donner satisfaction pour constituer de nombreux organes d'appui travaillant à des températures élevées,pouvant atteindre une valeur comprise entre 540 C et 595 C.
Cepandant, de nombreuses raisons s'opposent à l'emploi de ces aciers à outils pour la fabrication des organes d'appui. Ainsi, du fait que ces aciers contiennent des proportions élevées de métaux spéciaux, ils sont rop coûteux, difficiles à usiner et à rectifier; de plus, le traitement thermique de ces aciers, quand il s'agit d'une production importante,-présente des inconvénients, du fait que des températures de trempe exceptionnellement élevées, qui dépassent communé- ment 1010 C, et même 120400, sont nécessaires, avec en outre une commande très précise de l'atmosphère de trempe.
L'un des buts de l'invention est de réaliser des organes d'appui cé- mentés, que l'on puisse utiliser au moins jusqu'à 315 0, 'dont la composition soit relativement simple et peu coûteuse, et qui possèdent, quand ils ont été correc- tement traités thermiquement, une dureté élevée'de cémentation et une dureté sa- tisfaisante du coeur à la température ambiante, en même temps qu'une dureté Rock- well C(Rc) de cémentation égale au moins à 52 à 315 C; ces organes d'appui cémen- tés doivent aussi posséder une dureté de coeur et une structure toutes les deux stables dans l'emploi à des températures élevées et à la température ambiante, et afin de bonnes caractéristiques, au point de vue recuit, cémentation et usi- nage.
L'invention a aussi pour but de réaliser de tels organes d'appui, qui offrent une grande résistance au recuit de la martènsite formée pendant la trempe, et qui conservent ainsi une dureté de cémentation d'au moins 58 Rc envi- ron à la température ambiante;, après un chauffage prolongé à 315 0.
L'invention se propose aussi de réaliser des aciers de cémentation destinés à la fabrication des organes d'appui définis ci-dessus.
D'autres buts de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre.
L'invention est basée sur le fait que les buts précédents peuvent être atteints pn cémentant des organes constitués par des aciers contenant à peu près, en poids, 0,16 à 0,21% de carbone, 1,25 à 1,65% de chrome, 0,5 à 0,7% de manganèse, 0,9 à 1,1% de molybdène, et 0,9 à 1,25% de silicium. Le reste de ces aciers est constitué par du fer, ainsi.que par des éléments et' impuretés dans des proportions normales pour des aciers de cette composition, et ne nuisent pas aux caractéristiques des produits de l'invention. Pour la plupart des applica- tions; on préfère que les aciers ne contiennent pas plus de 0,025% environ de phosphore et 0,025% environ de soufre.
A l'intérieur des marges indiquées plus
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haut, on préfère utiliser un acier contenant environ 0,19% de carbone, 1,45% de chrome, 0,6% de manganèse, 1% de molybdène et 1,05% de silicium.
Ces aciers peuvent être produits et travaillés, par exemple par for- geage, conformément aux procédés bien connus des gens familiarisés avec la tech- nique des aciers de ces compositions.
Pour illustrer l'invention au moyen d'un exemple, on peut considérer une coulée de 136 kg d'un four de chauffage à induction contenant 0,21% de car- bone, 1,46% de chrome, 0,61% de manganèse, 1,01% de molybdène et 1% de silicium, cette composition correspondant au mode de réalisation préféré de l'invention.
On a forgé de lingot de cette coulée de manière à obtenir des tiges rondes d'un diamètre de 38 mm, dans lesquelles on a coupé des tranches d'une épaisseur de 9,5 mm pour effectuer des essais en vue de déterminer les propriétés de cet acier
On a soumis des échantillons de cet acier à des procédés de cémenta- tion extrêmement différents les uns des autres; ces procédés comprenaient la cé- mentation par le mélange d'un gaz naturel et d'un gaz porteur, la cémentation effectuée par un gaz naturel agissant directement et suivie d'une période de dif- fusion, et la cémentation effectuée dans un récipient avec une composition spé- aiâle.
Dans tous les cas, on a constaté que les gradients de cémentation, les profondeurs de cémentation et la proportion maxima superficielle de carbone é- taient satisfaisants pour l'application à des organes d'appui.
Dans une série d'essais, on a cémenté les échantillons pendant 16 heures dans un mélange de gaz porteur et de gaz naturel dans le rapport de 8 à 1, et on a refroidi ensuite ces échantillons dans l'air. On les a ensuite rec- tifiés à la meule jusqu'à obtenir à la surface une proportion de carbone de 1%; ou de 0,7%, ou jusqu'au coeur. Ensuite, on les a traités pendant une heure à des températures variées de manière à provoquer la formation d'austénite, puis on les a trempés dans de l'huile agitée ; a ensuite déterminé les duretés Rockwell C (Rc) de ces échantillons. Ces duretés .-sont.'indiquées sur le tableau ci-dessous.
EMI2.1
<tb>
Proportion <SEP> Température <SEP> de <SEP> trempe
<tb>
EMI2.2
superficiel- 815 C 829 C 843 C 871 C 899 C 926oc
EMI2.3
<tb> le <SEP> de <SEP> carbone
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1% <SEP> 66,5 <SEP> 66,5 <SEP> 66,6 <SEP> 66,4 <SEP> 65,6 <SEP> 64,9
<tb>
<tb>
<tb> 7% <SEP> 65 <SEP> 65,5 <SEP> 66,7 <SEP> 66,4 <SEP> 65,4 <SEP> 66,9
<tb>
<tb>
<tb> Coeur <SEP> 39,6 <SEP> 40,5 <SEP> 42,3 <SEP> 43,8 <SEP> 43,3 <SEP> 42,5
<tb>
Les données du tableau précédent montrent qu'on a obtenu pour ces échantillons des duretés de cémentation extrêmement élevées à la température am- biante, avec des températures de trempe plutôt faibles, et que la trempe à la température de 82g C fournit des duretés satisfaisantes, aussi bien pour la cou- che cémentée que pour le coeur.
L'aptitude à acquérir de telles duretés, avec des températures de trempe relativement basses, est une caractéristique désira- ble pour les matériaux destinés à constituer des organes d'appui fonctionnant à haute température. Ainsi, la déformation de ces organes d'appui et leurs chan- gements de dimensions sont résuits à un minimum à de telles températures de trem- pe relativement basses ; deplus, on obtient des duretés plus élevées à chaud, aux températures élevées d'utilisation, quand la trempe fournit des duretés éle- vées. Autrement dit, la capacité de support de charge d'un organe d'appui, aux températures correspondant à la dureté à chaud dépend aussi de la dureté produi- te par la trempe initiale.
L'expérience a montré qu'en maintenant Cet acier pendant 30 minutes à 829 C avant la trempe, on obtenait une dureté et une structure stables, aussi
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bien pour la couche cémentée que pour le coeur dureté Rc de la couche cémentée égale à. 67,dureté Rc du coeur égale à 36.
La dureté à chaud à été déterminée par un appareil d'essai Rockwell; l'échantillon et l'organe d'indentation étaient renfermés dans un four électri- que à bobine. Les duretés des échantillons étaient mesurées à des intervalles
EMI3.1
de 55,504 depuis 204 C jusqu'à q.27oC dans une atntpsphere d'argon. Les échantil- Ions étaient maintenus à chaque température pendant une demi-heure, avantles mesures de dureté. Après avoir étudié la dureté à chaud à la température de 427 C on a mesuré la dureté, à la température ambiante, de la matière refroidie dans l'air.
Les résultats ainsi obtenus sont les--suivants :
EMI3.2
<tb> Proportion <SEP> Dureté <SEP> Dureté <SEP> Rc <SEP> aux <SEP> températures, <SEP> de <SEP> Dureté
<tb>
EMI3.3
Supe-rfi- après 204 C 260 C 316 0 371 C 42? C conservée
EMI3.4
<tb> cielle <SEP> du <SEP> trempe <SEP> après <SEP> - <SEP>
<tb> carbone <SEP> chauffa-
<tb>
EMI3.5
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯se à 42? 1% 66,5 58,5 56,2 53,5 5,,5 45,2 59,2
EMI3.6
<tb> 0,7% <SEP> 65,5 <SEP> 57,5 <SEP> 54,8 <SEP> 52,8 <SEP> 50 <SEP> 44,5 <SEP> 57,8
<tb> Coeur <SEP> 38,4 <SEP> 38,3 <SEP> 37,7 <SEP> 39,1 <SEP> 37,5 <SEP> 35,5 <SEP> 38,2
<tb>
Comme on peut le remarquer, les duretés de la couche cémentée et
EMI3.7
du coeur à la température de 316 0 sont sa,tiaisantes pour le travail des or- gangs d'appui,
et la résistance opposée au recuit par l'organe d'appui trempé est mise en évidence par l'excellente dureté conservée après chauffage à 427 C.
Les mesures de la dureté à la température ambiante ont été effectuées également sur les échantillons d'acier, pour les mêmes proportions superficiel- les du carbone, après des traitements prolongés de recuit aux températures de 260 C, 327 C ét 371 C, en utilisant les procédés standards Rockwell "C".
Les résultats 'obtenus ont été les suivants :
EMI3.8
<tb> Dureté <SEP> Rc <SEP> conservée <SEP> après <SEP> recuit <SEP> suivant <SEP> la <SEP> trempe
<tb>
<tb> à <SEP> l'huile-à <SEP> 829 C
<tb>
<tb> Proportion <SEP> Dureté <SEP> Durée <SEP> de <SEP> maintien <SEP> en <SEP> heure <SEP> à <SEP> 260 C
<tb>
EMI3.9
superficielle après 8 72 1$ 256 '500 1000 du carbone trempe 500 -#,,---#- 1 -##-##.
- 1% 67, 7 62e7 62,8 62, 3 62,,6 62,, 8 0,7% 67,5 62,5 62,7- 62,8 62,5 62 Coeur 39,5 38,5 38,1 38,4 38,9 39,7 Durée de maintien en heures â 3 6oc ¯¯¯¯
EMI3.10
<tb> 8 <SEP> 72 <SEP> 128 <SEP> 256 <SEP> 500 <SEP> 1000
<tb>
<tb> 1% <SEP> 67,7 <SEP> 61,6 <SEP> 61 <SEP> 60,6 <SEP> 61 <SEP> 60,8 <SEP> 59,8
<tb>
<tb> 0,7% <SEP> 67,2 <SEP> 59,5 <SEP> 59 <SEP> 58,3 <SEP> 59 <SEP> 58,3 <SEP> 57,7
<tb>
<tb> Coeur <SEP> 38 <SEP> 38,2 <SEP> 37,7 <SEP> 36,5 <SEP> 37,3 <SEP> 37,4 <SEP> 37,6
<tb>
Ces résultats montrent bien la stabilité des organes d'appui confor- mes à l'invention par rapport aux variations de la température.
Ainsi, un' tel
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organe, trempé à 829 C, conserve une dureté de cémentation Rc de 62,8 après 500 heures à 260 C et une dureté de cémentation Rc d'environ 60 après 1000 heures à 326 C. Les duretés du coeur sont tout aussi satisfaisantes, comme on peut le voir sur le tableau précédent. Les résultats inscrits dans ce tableau montrent aussi que les duretés de la couche cémentée et du coeur sont extrêmement stables, de sorte que la stabilité dimensionnelle des organes d'appui est assurée à.ces températures.
Après de longs traitements de recuit à 326 C, on a traité les échan- tillons pour obtenir les duretés à chaud indiquées dans le tableau ci-dessous.
EMI4.1
<tb>
Proportion <SEP> Dureté <SEP> Rc <SEP> Dureté <SEP> Rc <SEP> aux <SEP> températures-suivantes <SEP> Dureté
<tb>
<tb> superficiel- <SEP> après <SEP> servée
<tb>
<tb> le <SEP> du <SEP> carbone <SEP> 1000 <SEP> 'heures <SEP> 204 C <SEP> 260 C <SEP> 316 C <SEP> 371 C <SEP> 427 C <SEP> après
<tb>
<tb> à <SEP> 326 C <SEP> chauf-
<tb>
<tb> fage <SEP> à
<tb> 427 C
<tb>
<tb>
<tb> 1% <SEP> 59,8 <SEP> 58,5 <SEP> 57 <SEP> 56,5 <SEP> 5 <SEP> 47,6 <SEP> 58,5
<tb>
<tb> 0,7% <SEP> 57,7 <SEP> 55 <SEP> 54,8 <SEP> 53 <SEP> 50 <SEP> 46,2 <SEP> 56,3
<tb>
<tb> Coeur <SEP> 37,6 <SEP> 37,3 <SEP> 35,5 <SEP> 35,5 <SEP> 35,2 <SEP> 32,7 <SEP> 37,5
<tb>
Ces données montrent de nouveau la stabilité structurale des organes d'appui conformes à l'invention.
D'autre part,.les caractéristiques de recuit des organes d'appui con- forme à l'invention ont été déterminées par un essai comprenant un traitement isothermique ; dans ce traitement, les échantillons étaient chauffés jusqu'à 982 C, maintenus à cette température pendant une heure, refroidis jusqu'à 704 C maintenus à cette température pendant des temps variés, et enfin refroidis dans l'air, Après 1 heure à 704 C, la dureté Brinell était égale à 300 ; 2 heu- res 1/2 à cette température, la dureté Brinell était égale de 183 et après quatre heures, elle était égale à 179.
On a soumis aussi les échantillons à un cycle continu de refroidissement consistant à les maintenir à 982 C pendant une heure, à les refroidir jusqu'à 760 C, puis à les refroidir à des vitesses prédéterminées jusqu'à 649 C, et enfin à les refroidir dans l'air. Quand les échantillons étaient refroidis à partir de 760 C, à raison de 55,5 C par heure, la dureté Brinel- était de 179, tandis qu'en les refroidissant à raison de 27,7 C par heure on ob- tenait une durété Brinell de 167. Ces duretés indiquent dest structures satisfai- santes pour l'usinage et pour le refoulement à froid.
On a effectué aussi des essais pour évaluer les dimensions des grains de l'acier, en utilisant le procédé McQaid-Ehn; ces essais ont montré que les structures restent fines jusqu'à une température de 1010 C dans.les régions de la couche cémentée et du coeur.
REVENDICATIONS.
1. Acier cémenté constitué essentiellement par 0,16% à 0,21% de carbone, 1,25% à 1,65% de chrome, 0,5% à 0,7% de manganèse, 0,9% à 1,1% de molyb- dène, 0,9% à 1,25% de silicium, et le reste de l'acier comprend le fer, ainsi que les impuretés et les éléments divers dans des proportions normales pour un tel acier, cet acier possédant, quand il a été cémenté et trempé à 829 C, une dureté Rockwell C d'au moins 52 à 316 C pour la couche de cémentation, et une dureté résiduelle Rockwell "C" de 60 pour cette même couche après chauffage à 316 C pendant 500 heures.
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The present invention relates to case-hardened bearing members intended for use up to a temperature of 315 ° C. and the steels constituting these bearing members.
The expression "support member" is used here in a very broad sense to designate steel parts, which move in contact with one another or another part, in particular under conditions requiring the use of a lubricant. This expression relates particularly to roller bearings, but it also relates to other similar members, which move with respect to and in contact with another member, such as, for example, ball bearings, wheel wheels. gears, journals and a wide variety of the like.
The support members are currently generally made of case-hardened steel SAE 4600 or SAE 52100, hardened by oil quenching. These steels are limited in their applications to a maximum temperature of approximately between 177 C and 204 C. Manufacturers are currently asking for support members behaving satisfactorily at higher temperatures, for example. 'of the order of 315 C. High-speed tool steels, such as for example 18-4-1, 8-4-1 steels and steel with 12% chromium and 1.5% carbon, can be satisfactory. to form many support bodies working at high temperatures, which can reach a value between 540 C and 595 C.
However, many reasons are opposed to the use of these tool steels for the manufacture of support members. Thus, because these steels contain high proportions of special metals, they are very expensive, difficult to machine and to grind; moreover, the heat treatment of these steels, when it comes to a large production, presents drawbacks, since exceptionally high quenching temperatures, which commonly exceed 1010 C, and even 120400, are necessary , furthermore with very precise control of the quenching atmosphere.
One of the aims of the invention is to produce cemented support members, which can be used at least up to 315 ° C., the composition of which is relatively simple and inexpensive, and which have, when properly heat-treated, a high carburizing hardness and satisfactory core hardness at room temperature, together with a Rockwell C (Rc) carburizing hardness of at least 52 at 315 C; these cemented bearing members must also have a core hardness and a structure both stable in use at elevated temperatures and at room temperature, and in order to have good characteristics from the point of view of annealing, case-hardening and machining.
Another object of the invention is to produce such support members, which offer a high resistance to annealing of the martensite formed during the quenching, and which thus retain a hardness of carburizing of at least 58 Rc at approximately ambient temperature ;, after prolonged heating to 315 0.
The invention also proposes to produce case-hardening steels intended for the manufacture of the support members defined above.
Other objects of the invention will become apparent from the description which follows.
The invention is based on the fact that the foregoing objects can be achieved by cementing members made of steels containing approximately 0.16 to 0.21% carbon, 1.25 to 1.65% by weight. chromium, 0.5 to 0.7% manganese, 0.9 to 1.1% molybdenum, and 0.9 to 1.25% silicon. The remainder of these steels is constituted by iron, as well as by elements and 'impurities in normal proportions for steels of this composition, and do not harm the characteristics of the products of the invention. For most applications; it is preferred that the steels contain no more than about 0.025% phosphorus and about 0.025% sulfur.
Within the indicated margins more
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Highly, it is preferred to use a steel containing about 0.19% carbon, 1.45% chromium, 0.6% manganese, 1% molybdenum and 1.05% silicon.
These steels can be produced and worked, for example by forging, in accordance with methods well known to those familiar with the art of steels of these compositions.
To illustrate the invention by way of example, consider a 136 kg cast of an induction heating furnace containing 0.21% carbon, 1.46% chromium, 0.61% carbon. manganese, 1.01% molybdenum and 1% silicon, this composition corresponding to the preferred embodiment of the invention.
Ingot of this casting was forged to obtain round rods with a diameter of 38 mm, in which slices of a thickness of 9.5 mm were cut to perform tests to determine the properties of this steel
Samples of this steel have been subjected to extremely different case-hardening processes; these processes included cementation by the mixture of a natural gas and a carrier gas, carburization carried out by a natural gas acting directly and followed by a period of diffusion, and carburization carried out in a vessel with a special composition.
In all cases, it was found that the cementation gradients, the carburizing depths and the maximum surface proportion of carbon were satisfactory for application to bearing members.
In a series of tests, the samples were cemented for 16 hours in a mixture of carrier gas and natural gas in the ratio of 8 to 1, and these samples were then cooled in air. They were then ground with a grinding wheel until a carbon content of 1% was obtained on the surface; or 0.7%, or to the core. Then, they were treated for one hour at various temperatures so as to cause the formation of austenite, and then they were soaked in stirred oil; then determined the Rockwell C (Rc) hardnesses of these samples. These hardnesses are indicated in the table below.
EMI2.1
<tb>
Proportion <SEP> Temperature <SEP> of <SEP> quenching
<tb>
EMI2.2
superficial - 815 C 829 C 843 C 871 C 899 C 926oc
EMI2.3
<tb> the <SEP> of <SEP> carbon
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1% <SEP> 66.5 <SEP> 66.5 <SEP> 66.6 <SEP> 66.4 <SEP> 65.6 <SEP> 64.9
<tb>
<tb>
<tb> 7% <SEP> 65 <SEP> 65.5 <SEP> 66.7 <SEP> 66.4 <SEP> 65.4 <SEP> 66.9
<tb>
<tb>
<tb> Core <SEP> 39.6 <SEP> 40.5 <SEP> 42.3 <SEP> 43.8 <SEP> 43.3 <SEP> 42.5
<tb>
The data in the preceding table show that extremely high carburizing hardnesses were obtained for these samples at room temperature, with rather low quenching temperatures, and that quenching at a temperature of 82g C provides satisfactory hardnesses, both for the hardened layer and for the core.
The ability to acquire such hardness at relatively low quenching temperatures is a desirable characteristic for materials intended to constitute high temperature operating bearing members. Thus, the deformation of these support members and their changes in dimensions are reduced to a minimum at such relatively low quench temperatures; in addition, higher hot hardnesses are obtained at high operating temperatures when quenching provides high hardnesses. In other words, the load bearing capacity of a support member, at temperatures corresponding to hot hardness, also depends on the hardness produced by the initial quenching.
Experience has shown that by keeping this steel for 30 minutes at 829 C before quenching, a stable hardness and structure is obtained, too.
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both for the cemented layer and for the core hardness Rc of the cemented layer equal to. 67, hardness Rc of the core equal to 36.
Hot hardness was determined by a Rockwell tester; the sample and the indentation member were enclosed in an electric coil furnace. The hardnesses of the samples were measured at intervals
EMI3.1
55.504 from 204 C to q.27oC in an argon atmosphere. Samples were held at each temperature for half an hour, prior to hardness measurements. After studying the hot hardness at a temperature of 427 C, the hardness, at room temperature, of the material cooled in air was measured.
The results thus obtained are as follows:
EMI3.2
<tb> Proportion <SEP> Hardness <SEP> Hardness <SEP> Rc <SEP> at <SEP> temperatures, <SEP> of <SEP> Hardness
<tb>
EMI3.3
Supe-rfi- after 204 C 260 C 316 0 371 C 42? C kept
EMI3.4
<tb> cielle <SEP> of <SEP> quenching <SEP> after <SEP> - <SEP>
<tb> carbon <SEP> heating
<tb>
EMI3.5
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ is 42? 1% 66.5 58.5 56.2 53.5 5,, 5 45.2 59.2
EMI3.6
<tb> 0.7% <SEP> 65.5 <SEP> 57.5 <SEP> 54.8 <SEP> 52.8 <SEP> 50 <SEP> 44.5 <SEP> 57.8
<tb> Core <SEP> 38.4 <SEP> 38.3 <SEP> 37.7 <SEP> 39.1 <SEP> 37.5 <SEP> 35.5 <SEP> 38.2
<tb>
As can be seen, the hardness of the case hardened layer and
EMI3.7
of the heart at a temperature of 316 0 are safe for the work of the support organs,
and the resistance to annealing by the quenched bearing member is evidenced by the excellent hardness retained after heating to 427 C.
The hardness measurements at room temperature were also carried out on the steel samples, for the same surface proportions of carbon, after prolonged annealing treatments at temperatures of 260 C, 327 C and 371 C, using Rockwell "C" standard processes.
The results obtained were as follows:
EMI3.8
<tb> Hardness <SEP> Rc <SEP> retained <SEP> after <SEP> annealing <SEP> following <SEP> the <SEP> quenching
<tb>
<tb> to <SEP> oil-to <SEP> 829 C
<tb>
<tb> Proportion <SEP> Hardness <SEP> Duration <SEP> of <SEP> maintenance <SEP> in <SEP> hour <SEP> at <SEP> 260 C
<tb>
EMI3.9
superficial after 8 72 1 $ 256 '500 1000 of carbon quenching 500 - # ,, --- # - 1 - ## - ##.
- 1% 67, 7 62e7 62.8 62, 3 62,, 6 62 ,, 8 0.7% 67.5 62.5 62.7- 62.8 62.5 62 Heart 39.5 38.5 38 , 1 38.4 38.9 39.7 Holding time in hours â 3 6oc ¯¯¯¯
EMI3.10
<tb> 8 <SEP> 72 <SEP> 128 <SEP> 256 <SEP> 500 <SEP> 1000
<tb>
<tb> 1% <SEP> 67.7 <SEP> 61.6 <SEP> 61 <SEP> 60.6 <SEP> 61 <SEP> 60.8 <SEP> 59.8
<tb>
<tb> 0.7% <SEP> 67.2 <SEP> 59.5 <SEP> 59 <SEP> 58.3 <SEP> 59 <SEP> 58.3 <SEP> 57.7
<tb>
<tb> Core <SEP> 38 <SEP> 38.2 <SEP> 37.7 <SEP> 36.5 <SEP> 37.3 <SEP> 37.4 <SEP> 37.6
<tb>
These results clearly show the stability of the support members in accordance with the invention with respect to temperature variations.
So a 'such
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organ, quenched at 829 C, retains a case hardness Rc of 62.8 after 500 hours at 260 C and a case hardness Rc of about 60 after 1000 hours at 326 C. The hardnesses of the core are just as satisfactory, as we can see it on the previous table. The results shown in this table also show that the hardnesses of the cemented layer and of the core are extremely stable, so that the dimensional stability of the support members is ensured at these temperatures.
After long annealing treatments at 326 ° C, the samples were treated to obtain the hot hardnesses shown in the table below.
EMI4.1
<tb>
Proportion <SEP> Hardness <SEP> Rc <SEP> Hardness <SEP> Rc <SEP> at the following <SEP> temperatures <SEP> Hardness
<tb>
<tb> superficial- <SEP> after <SEP> served
<tb>
<tb> the <SEP> of the <SEP> carbon <SEP> 1000 <SEP> 'hours <SEP> 204 C <SEP> 260 C <SEP> 316 C <SEP> 371 C <SEP> 427 C <SEP> after
<tb>
<tb> to <SEP> 326 C <SEP> chauf-
<tb>
<tb> fage <SEP> to
<tb> 427 C
<tb>
<tb>
<tb> 1% <SEP> 59.8 <SEP> 58.5 <SEP> 57 <SEP> 56.5 <SEP> 5 <SEP> 47.6 <SEP> 58.5
<tb>
<tb> 0.7% <SEP> 57.7 <SEP> 55 <SEP> 54.8 <SEP> 53 <SEP> 50 <SEP> 46.2 <SEP> 56.3
<tb>
<tb> Core <SEP> 37.6 <SEP> 37.3 <SEP> 35.5 <SEP> 35.5 <SEP> 35.2 <SEP> 32.7 <SEP> 37.5
<tb>
These data again show the structural stability of the support members according to the invention.
On the other hand, the annealing characteristics of the bearing members in accordance with the invention were determined by a test comprising an isothermal treatment; in this treatment, the samples were heated to 982 C, held at this temperature for one hour, cooled to 704 C maintained at this temperature for various times, and finally cooled in air, After 1 hour at 704 C C, Brinell hardness was 300; 2 1/2 hours at this temperature the Brinell hardness was 183 and after four hours it was 179.
The samples were also subjected to a continuous cooling cycle consisting of keeping them at 982 C for one hour, cooling them to 760 C, then cooling them at predetermined rates to 649 C, and finally to them. cool in air. When the samples were cooled from 760 C at a rate of 55.5 C per hour, the Brinel- hardness was 179, while cooling them at a rate of 27.7 C per hour a hardness was obtained. Brinell of 167. These hardnesses indicate satisfactory structures for machining and cold upsetting.
Tests were also carried out to evaluate the grain sizes of the steel, using the McQaid-Ehn method; these tests have shown that the structures remain fine up to a temperature of 1010 C in the regions of the cemented layer and the core.
CLAIMS.
1. Case-hardened steel consisting essentially of 0.16% to 0.21% carbon, 1.25% to 1.65% chromium, 0.5% to 0.7% manganese, 0.9% to 1, 1% molybdenum, 0.9% to 1.25% silicon, and the rest of the steel comprises iron, as well as impurities and various elements in normal proportions for such a steel, this steel having , when it has been case hardened and quenched at 829 C, a Rockwell C hardness of at least 52 to 316 C for the carburizing layer, and a Rockwell "C" residual hardness of 60 for that same layer after heating at 316 C for 500 hours.