BE682291A - - Google Patents

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BE682291A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053Fe as the principal constituent

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

  

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Acier de construction, soudable. 
 EMI1.1 
 



  La présente inventrice a pour ci:)et une: f,a^.".(:. d'aciers de constructior,, présentant dûs C.3rriC'ristiques parti- culières lui conférant une soudab.ilit4 trs lavca. 



  On seit que la pr:: se.zce de certjtins 61fets, tels le molyb.iir.e, le var:a;tism, le niobiuu, dans un acier, peut en présence de carbone et d'azote, conduire à un durcissement de   précipitation   dans la   ferrite.   



   On sait par ailleurs que   d'entrer   éléments tels 
 EMI1.2 
 que le manganèse, le ailiciur., le chrome, le nickel, reuven ga- lement provoquer un C1ur'cisscJ:.cnt de l'acier , rt1cc d un pl:énorèr: de substitution. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   La présente invention a pour objet une gamme d'aciers dans laquelle les deux phénomènes de précipitation et de substitution se présentent simultanément, dans laquelle, leurs effets propres de durcissement sont amplifiés par un trai- tement thermique approprié qui confère à l'acier des propriétés particulièrement intéressantes, comme un relèvement de la limite élastique et de la charge de rupture, un allongement important et une courbe de transition de résilience très favorable. 



   La gamme d'aciers faisant l'objet de la pré- sente invention est caractérisée par la composition suivante ; 
 EMI2.1 
 
<tb> 0,05 <SEP> % <SEP> # <SEP> C <SEP> # <SEP> 0,15 <SEP> %
<tb> 
 
 EMI2.2 
 1 fi 4 Mn4 2 , 5 01 $ < SiO,5% 
 EMI2.3 
 
<tb> S <SEP> # <SEP> 0,04 <SEP> %
<tb> 
<tb> P <SEP> # <SEP> 0,04
<tb> 
<tb> 0,1 <SEP> % <SEP> # <SEP> Ni# <SEP> 1 <SEP> %
<tb> 
<tb> Cr <SEP> 0,4 <SEP> %
<tb> 
 
 EMI2.4 
 Ffo4 0 , 2 % 0,05 3 : V 4 0,2 % 0,07 %-$ !4 b,< 0,1 Al totale 0,08 % 0,020$ < "2 O,C?.5 â 
Suivant l'invention, on applique aux aciers de cette gamme un traitement de normalisation à une température com- prise entre A3 et A3 + 100 C, suivi d'un revenu à une température 
 EMI2.5 
 comprise entre S00 C et 7500C pendant une durée comprise entre 1 et 4 heures. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



   Il a été constaté que l'application de ce traitement à un acier dont la composition rentre dans la gamme ci-dessus, confère à cet acier un relèvement de propriétés, supérieur à celui qu'on obtient en additionnant les relèvements des mêmes propriétés provenant successivement de l'application du dit traitement, à un acier comportant d'une part des teneurs en carbone, silicium, phosphore, aluminium, conformes à celles ci-dessus indiquées et auquel d'autre part, on aurait ajouté des éléments de substitution (Ni, Cr, Mn, Si) et à un acier iden- tique auquel on aurait ajouté des éléments de précipitation (Mo, V,   Nb),   dans les deux cas dans les proportions ci-dessus indiquées. 



   Les trois exemples ci-après permettront de mieux se rendre compte des propriétés que l'on peut obtenir en appliquant le traitement ci-dessus à un acier de composition conforme aux indications sus-mentionnées. ler exemple. 
 EMI3.1 
 
<tb> 



  1. <SEP> Composition <SEP> : <SEP> C0,1 <SEP> % <SEP> % <SEP> V <SEP> : <SEP> 0,135 <SEP> %
<tb> ----------Mn <SEP> : <SEP> 1,5 <SEP> % <SEP> Nb <SEP> : <SEP> 0,086 <SEP> %
<tb> 
<tb> 
<tb> Si <SEP> : <SEP> 0,27 <SEP> % <SEP> Al <SEP> tot <SEP> : <SEP> 0,020 <SEP> %
<tb> 
 
 EMI3.2 
 Ni : 09096 % ta2 1 0,0110 , 
 EMI3.3 
 
<tb> Cr <SEP> : <SEP> 0,340 <SEP> %
<tb> 
 
2. Traitements : Normalisation à A3 + 25 à 75 C suivie d'un revenu à   650"C   pendant deux heures, 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 3.

   Propriété obtenues : 
 EMI4.1 
 
<tb> Limite <SEP> élastique <SEP> : <SEP> 57 <SEP> kg/mmê
<tb> 
 
 EMI4.2 
 Charge de rupture : 70, 5 kp/rrus 
 EMI4.3 
 
<tb> Allongement <SEP> : <SEP> 21
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Résilience <SEP> : <SEP> 10,8 <SEP> kgm <SEP> à <SEP> 20 C
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 16,5 <SEP> kgm <SEP> à <SEP> - <SEP> 20 C
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 4,8 <SEP> kgm <SEP> à <SEP> - <SEP> 40 C
<tb> 
 
 EMI4.4 
 2ème exenole, 2me exempt, Ô ' / l 
 EMI4.5 
 1. Composition : C . O,1 1 V: .. 0,136% Mn : 1,1 Nb ; 0,035% Si : 0,150 \' Al 10t : 0,022 Ni : 0,425' N2 Ù 0,Ol08 
 EMI4.6 
 
<tb> Cr <SEP> : <SEP> 0,340 <SEP> %
<tb> 
 
Traitements : 
 EMI4.7 
 Normalination à A3 ; 25 75 C suiviQ d'un revenu d 6,50 C pendant   heures.   6500C pendant 
3.

   Propriétés obtenues : 
 EMI4.8 
 Limite 61astique 42,6 kg/r,2 Charre de rupture , 1 53 kg/r2 Allongement : 29 % R68ilience : 22,2 kgm à' 20 C 21#8 kpn à - 200C 22,9 kgm à - 40 C i supérieure a 10 kgn à - 60 C, 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 3ème exemple, 
 EMI5.1 
 1. Composition : C : 0,145 140 : 0,21 ----------Mn : 1,17 % V : 0,140 % 
 EMI5.2 
 
<tb> Si <SEP> : <SEP> 0,3 <SEP> % <SEP> Nb: <SEP> 0,045 <SEP> %
<tb> 
<tb> Ni <SEP> : <SEP> 0,425 <SEP> Al <SEP> tot <SEP> : <SEP> fl,016
<tb> 
 
 EMI5.3 
 Cr : 0,340 % N2 . O,C14Q % 2. Traitements :      
 EMI5.4 
 Normalisation à A3 + 25 à 75 C suivie d'un revenu à 650 C pendant 2 heures. 



   3. Propriétés obtenues : 
 EMI5.5 
 -------.-¯--------- 
 EMI5.6 
 
<tb> Limite <SEP> élastique <SEP> : <SEP> 44 <SEP> kg/mm2
<tb> 
<tb> 
<tb> Charge <SEP> de <SEP> rupture <SEP> : <SEP> 64,8 <SEP> kg/mmê
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Allonger.lent <SEP> : <SEP> 27,5 <SEP> %
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> R6silience <SEP> ; <SEP> 21,7 <SEP> kgm <SEP> à <SEP> 20 C
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 20,9 <SEP> kgm <SEP> à <SEP> - <SEP> 20 C
<tb> 
 
 EMI5.7 
 ?1,5 kim à - 40 C 
 EMI5.8 
 
<tb> 17,1 <SEP> kgm <SEP> à <SEP> - <SEP> 60 C
<tb> 
   REVENDICATIONS.   



   1. Acier caractéris6 par la composition   ci-après ;    
 EMI5.9 
 0,05 % 4 cet 0,15 9 
 EMI5.10 
 
<tb> 1 <SEP> % <SEP> # <SEP> Mn <SEP> 2,5.
<tb> 
<tb> <SEP> 



  0,1 <SEP> % <SEP> # <SEP> Si$ <SEP> 0,5 <SEP> 
<tb> 
<tb> S <SEP> # <SEP> 0,04 <SEP> %
<tb> 
<tb> P <SEP> # <SEP> 0,04 <SEP> %
<tb> 
<tb> 
<tb> 
 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.



   <Desc / Clms Page number 1>
 



  Structural steel, weldable.
 EMI1.1
 



  The present inventor has for ci:) and a: f, a ^. ". (:. of construction steels, exhibiting particular C.3rriC'ristiques giving it a very lava weldability.



  We know that the pr :: se.zce of certain effects, such as molyb.iir.e, var: a; tism, niobiuu, in a steel, can in the presence of carbon and nitrogen lead to hardening. precipitation in the ferrite.



   We also know that entering elements such
 EMI1.2
 that manganese, ailicur., chromium, nickel, can also cause a hardening of the steel, rt1cc of a pl: enorere: of substitution.

 <Desc / Clms Page number 2>

 



   The present invention relates to a range of steels in which the two phenomena of precipitation and substitution occur simultaneously, in which their specific hardening effects are amplified by an appropriate heat treatment which gives the steel properties. particularly interesting, such as an increase in the elastic limit and the breaking load, a significant elongation and a very favorable resilience transition curve.



   The range of steels forming the subject of the present invention is characterized by the following composition;
 EMI2.1
 
<tb> 0.05 <SEP>% <SEP> # <SEP> C <SEP> # <SEP> 0.15 <SEP>%
<tb>
 
 EMI2.2
 1 fi 4 Mn4 2.501 $ <SiO.5%
 EMI2.3
 
<tb> S <SEP> # <SEP> 0.04 <SEP>%
<tb>
<tb> P <SEP> # <SEP> 0.04
<tb>
<tb> 0.1 <SEP>% <SEP> # <SEP> Ni # <SEP> 1 <SEP>%
<tb>
<tb> Cr <SEP> 0.4 <SEP>%
<tb>
 
 EMI2.4
 Ffo4 0.2% 0.05 3: V 4 0.2% 0.07% - $! 4 b, <0.1 Al total 0.08% 0.020 $ <"2 O, C? .5 â
According to the invention, a normalization treatment at a temperature between A3 and A3 + 100 ° C. is applied to steels in this range, followed by tempering at a temperature.
 EMI2.5
 between S00 C and 7500C for a period of between 1 and 4 hours.

 <Desc / Clms Page number 3>

 



   It was found that the application of this treatment to a steel whose composition falls within the above range, gives this steel a rise in properties, greater than that obtained by adding the increases of the same properties from successively the application of said treatment, to a steel comprising on the one hand carbon, silicon, phosphorus and aluminum contents, in accordance with those indicated above and to which, on the other hand, substitution elements (Ni , Cr, Mn, Si) and to an identical steel to which precipitation elements (Mo, V, Nb) have been added, in both cases in the proportions indicated above.



   The three examples below will make it easier to understand the properties which can be obtained by applying the above treatment to a steel of composition in accordance with the above-mentioned indications. the first example.
 EMI3.1
 
<tb>



  1. <SEP> Composition <SEP>: <SEP> C0,1 <SEP>% <SEP>% <SEP> V <SEP>: <SEP> 0.135 <SEP>%
<tb> ---------- Mn <SEP>: <SEP> 1.5 <SEP>% <SEP> Nb <SEP>: <SEP> 0.086 <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb> If <SEP>: <SEP> 0.27 <SEP>% <SEP> Al <SEP> tot <SEP>: <SEP> 0.020 <SEP>%
<tb>
 
 EMI3.2
 Ni: 09096% ta2 1 0.0110,
 EMI3.3
 
<tb> Cr <SEP>: <SEP> 0.340 <SEP>%
<tb>
 
2. Treatments: Normalization at A3 + 25 at 75 C followed by tempering at 650 "C for two hours,

 <Desc / Clms Page number 4>

 3.

   Property obtained:
 EMI4.1
 
<tb> Elastic <SEP> limit <SEP>: <SEP> 57 <SEP> kg / mmê
<tb>
 
 EMI4.2
 Breaking load: 70.5 kp / rrus
 EMI4.3
 
<tb> Elongation <SEP>: <SEP> 21
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Resilience <SEP>: <SEP> 10.8 <SEP> kgm <SEP> to <SEP> 20 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 16.5 <SEP> kgm <SEP> to <SEP> - <SEP> 20 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4.8 <SEP> kgm <SEP> to <SEP> - <SEP> 40 C
<tb>
 
 EMI4.4
 2nd exenole, 2nd free, Ô '/ l
 EMI4.5
 1. Composition: C. 0.1 V: ... 0.136% Mn: 1.1 Nb; 0.035% Si: 0.150 \ 'Al 10t: 0.022 Ni: 0.425' N2 Ù 0, Ol08
 EMI4.6
 
<tb> Cr <SEP>: <SEP> 0.340 <SEP>%
<tb>
 
Treatments:
 EMI4.7
 Normalination to A3; 25 75 C followed by tempering of 6.50 C for hours. 6500C during
3.

   Properties obtained:
 EMI4.8
 61astic limit 42.6 kg / r, 2 Breaking load, 1 53 kg / r2 Elongation: 29% R68 Strength: 22.2 kgm at '20 C 21 # 8 kpn at - 200C 22.9 kgm at - 40 C i higher at 10 kgn at - 60 C,

 <Desc / Clms Page number 5>

 3rd example,
 EMI5.1
 1. Composition: C: 0.145 140: 0.21 ---------- Mn: 1.17% V: 0.140%
 EMI5.2
 
<tb> If <SEP>: <SEP> 0.3 <SEP>% <SEP> Nb: <SEP> 0.045 <SEP>%
<tb>
<tb> Ni <SEP>: <SEP> 0.425 <SEP> Al <SEP> tot <SEP>: <SEP> fl, 016
<tb>
 
 EMI5.3
 Cr: 0.340% N2. O, C14Q% 2. Treatments:
 EMI5.4
 Normalization at A3 + 25 to 75 C followed by tempering at 650 C for 2 hours.



   3. Properties obtained:
 EMI5.5
 -------.- ¯ ---------
 EMI5.6
 
<tb> Elastic <SEP> limit <SEP>: <SEP> 44 <SEP> kg / mm2
<tb>
<tb>
<tb> Load <SEP> of <SEP> breaking <SEP>: <SEP> 64.8 <SEP> kg / mmê
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Lengthen.slow <SEP>: <SEP> 27.5 <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Resilience <SEP>; <SEP> 21.7 <SEP> kgm <SEP> to <SEP> 20 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 20.9 <SEP> kgm <SEP> to <SEP> - <SEP> 20 C
<tb>
 
 EMI5.7
 ? 1.5 kim at - 40 C
 EMI5.8
 
<tb> 17.1 <SEP> kgm <SEP> to <SEP> - <SEP> 60 C
<tb>
   CLAIMS.



   1. Steel characterized by the following composition;
 EMI5.9
 0.05% 4 ce 0.15 9
 EMI5.10
 
<tb> 1 <SEP>% <SEP> # <SEP> Mn <SEP> 2.5.
<tb>
<tb> <SEP>



  0.1 <SEP>% <SEP> # <SEP> If $ <SEP> 0.5 <SEP>
<tb>
<tb> S <SEP> # <SEP> 0.04 <SEP>%
<tb>
<tb> P <SEP> # <SEP> 0.04 <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb>
 

** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.

 

Claims (1)

<Desc/Clms Page number 6> EMI6.1 <tb> 0,1 <SEP> % <SEP> # <SEP> Mi <SEP> # <SEP> 1 <SEP> % <tb> <tb> Cr <SEP> # <SEP> 0,4 <SEP> % <tb> <tb> Mo <SEP> # <SEP> 0,2 <SEP> % <tb> <tb> 0,05 <SEP> %# <SEP> V <SEP> # <SEP> 0,2 <SEP> % <tb> EMI6.2 9,02 %4 Nb< 0,1 EMI6.3 <tb> Al <SEP> totale <SEP> 0,08 <SEP> % <tb> 0,010% <SEP> N2 <SEP> # <SEP> 0,025 <SEP> % <tb> 2. Procédé appliqué à l'acier tel que défini à la revendication 1, caractérisé par un recuit de normalisation à une température comprise entre A3 et A3 + 100 C suivi d'un reve- nu à une température comprise entre 500 C et 7500 C pendant une durée comprise entre 1 et 4 heures. <Desc / Clms Page number 6> EMI6.1 <tb> 0.1 <SEP>% <SEP> # <SEP> Mi <SEP> # <SEP> 1 <SEP>% <tb> <tb> Cr <SEP> # <SEP> 0.4 <SEP>% <tb> <tb> Mo <SEP> # <SEP> 0.2 <SEP>% <tb> <tb> 0.05 <SEP>% # <SEP> V <SEP> # <SEP> 0.2 <SEP>% <tb> EMI6.2 9.02% 4 Nb <0.1 EMI6.3 <tb> Al <SEP> total <SEP> 0.08 <SEP>% <tb> 0.010% <SEP> N2 <SEP> # <SEP> 0.025 <SEP>% <tb> 2. A method applied to the steel as defined in claim 1, characterized by a normalization annealing at a temperature between A3 and A3 + 100 C followed by re-heating at a temperature between 500 C and 7500 C. for a period of between 1 and 4 hours. 3. Aciers tels que décrits ci-dessus. 3. Steels as described above.
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