BR102013001355B1

BR102013001355B1 - Aço de baixa liga e componente, particularmente componente de máquina, feito de uma liga de aço

Info

Publication number: BR102013001355B1
Application number: BR102013001355-2A
Authority: BR
Inventors: Peter Kolbe; Ernst-Peter Schmitz; Thomas Koerner; Ottmar Schwarz
Original assignee: Gesenkschmiede Schneider Gmbh
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2019-02-26
Also published as: EP2617855B1; US10041157B2; BR102013001355A2; US20130189146A1; DE102012111679A1; MX2013000620A; EP2617855A2; MX356197B; LT2617855T; EP2617855A3

Abstract

aço de baixa liga e componentes feitos do mesmo. a presente invenção refere-se a um aço de baixa liga tendo o seguinte teor de liga: 0,3 a0,50% em epso de carbono; 2,0 a 5,0% em peso de sílico; e o restante sendo ferro e até 0,5% em peso de impurezas. ademais, a presente invenção refere-se a uma liga do referido aço componete 0,3 a 0,5% em epso de carbono; 2,0 a 5,0% em peso de sílico; 0,9 a 1,2% em peso de cr; 0,0 a 0,3% em epso de mo; 0,02 a 0,04% em peso de ti 0,001 a 0,006% em epso de b; e o restante sendo ferro e até 0,5% em peso de impurezas. por fim, a presente invenção refere-se a um componente estrutural feito a partir da referida liga de aço.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um aço de baixa liga com excelente processabilidade e resistência à escamação, bem como componentes feitos do mesmo.

[002] Em particular, ela se refere ao aço para formar peças que fornecem peças de formação com boa resistência à escamação, bem como componentes feitos do mesmo.

[003] Os aços de baixa liga são aços em que nenhum elemento de liga excede um teor médio de 5 por cento de massa.

[004] As ligas de aço são denominadas de acordo com a seguinte regra:

[005] A primeira posição indica o teor de carbono em porcentual de massa multiplicado por 100, seguido pelo símbolo químico dos elementos de liga na ordem de decréscimo das frações de massa, e no término, na mesma ordem e separados por hifens, as frações de massa dos elementos de liga anteriormente indicados, que são multiplicados pelos seguintes fatores a fim de chegar em números inteiros maiores:

x1000: B x100: C, N, P, S, Ce x 10: Al, Cu, Mo, Ti, V, Be, Ta, Zr, Nb, Pb x4: Cr, Co, Mn, Ni, Si, W [006] Porque os aços com teor de carbono particularmente baixo têm propriedades de processamento excelentes, mais recentemente eles foram extensivamente usados para formar peças, especialmente para veículos, engenharia de máquina, construção de grandes motores etc. Peças para trabalho em forja são geral mente obtidas por descarbonização de aço fundido, que foi produzido por um conversor etc.,

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2/16 onde, por exemplo, um método de desgaseificação a vácuo, tal como o método de RH, é usado a fim de diminuir a concentração de carbono para um nível particularmente baixo. Mais tarde, geralmente fundição contínua é realizada. Para formar aplicações, aço 42CrMo4 IM ou 43 CrMo4 foi frequentemente usado como aço de baixa liga.

[007] O aço 42CrMoS4 IM tem a seguinte composição: Composição química

(% em peso)	mínimo	máximo
C	0,38	0,45
Si		0,40
Mn	0,70	0,90
P		0,035
S		0,035
Cr	0,90	1,20
Mo	0,15	0,30

[008] No estado endurecido e temperado, aço 42CrMo4 IM tem uma resistência à tração de 900 a aproximadamente 1200 MPa, uma intensidade de deformação Re MPa de pelo menos 650 MPa.

[009] Este aço tem as seguintes vantagens:

[0010] As inclusões são menos abrasivas, agindo como lubrificantes e barreiras nos pontos de contato de ferramenta e peça. Em comparação à classe padrão dos aços IM, eles já resultam em

- melhores propriedades de corte com custos de processamento reduzidos

- tempo de vida até 30% maios longo para uma velocidade de corte específica

- velocidades de corte até 30% maiores durante um tempo de vida específico [0011] Os componentes de liga do aço usado na liga conhecida têm os seguintes efeitos, entre outros:

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Carbono:

[0012] O carbono diminui o ponto de fusão e aumenta a dureza e resistência à tração através da formação de Fe3C. Em quantidades maiores aumenta a fragilidade e aumenta a forjabilidade, capacidade de fusão, tensão de fratura e intensidade de impacto de corte. Particularmente a maleabilidade é diminuída quando ele é adicionado em quantidades maiores. Portanto, a quantidade adicionada deve ser baixa aqui.

Cromo [0013] O cromo diminui a taxa de resfriamento crítico e aumenta a resistência ao desgaste, resistência à temperatura elevada, e resistência à escamação. A resistência à tração é aumentada, quando o cromo age como um aglutinante de carbureto. A partir de 12,2 % em peso, ele aumenta a resistência à corrosão (aço inoxidável) e tem um efeito de estabilização de ferrite. Infelizmente, ele diminui intensidade de impacto de corte e capacidade de fusão e diminui a condutividade térmica e elétrica. Através da adição de cromo, os melhores resultados em dureza efetiva e penetração de dureza são obtidos.

Molibdênio [0014] Ele realça a capacidade de endurecimento, resistência à tração e capacidade de fusão. Infelizmente, ele diminui a ductilidade e maleabilidade. Molibdênio também aumenta as propriedades de endurecimento e vantajosamente complementa o cromo. Além disso, Mo realça a resistência à temperatura elevada bem como resistência ao temperamento, uma propriedade que é especialmente importante quando se trata de temperamento.

Enxofre [0015] O enxofre aumenta a capacidade de ser trabalhado à máquina, porém ele diminui a ductilidade e, desse modo, a maleabilidade da liga de ferro.

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4/16 [0016] Entretanto, por exemplo, o aço tratável por calor 41CrS4, que é usado para o mesmo propósito, consiste em:

[0017]	O aço 41CrS4 tem a seguinte composição:
	(% em peso)	mínimo	Máximo
	C	0,38	0,45
	Mn	0,60	0,90
	Si		max 0,40
	S		max 0,040
	Cr	0,90	1,20
[0018]	O aço tratável por calor 41CrS4 é um	material versátil e é

principal mente usado em engenharia automotiva e construção de veículo. Ele é usado para componentes para os quais os requisitos de resistência não são tão elevados quanto para partes feitas do aço tratável por calor 42CrMo4.

[0019] 41CrS4 é formado por aquecimento a 1310Ό a 850Ό para ser lentamente resfriado posteriormente.

[0020] Visto que o 41CrS4 é difícil de soldar, ele não deve ser usado em construções soldadas. Na condição endurecida e temperada, o aço 41CrS4 tem uma intensidade de deformação (MPa) de 800 a 560 e a resistência à tração (MPa) de 1200 a 950 MPa em temperatura ambiente.

[0021] Os aços 42CrMo4 e 41CrS4 conhecidos são muito versáteis. Com as propriedades descritas, os materiais são adequados para tensão dinâmica elevada bem como cargas estáticas extremamente elevadas. Eles são aplicados com base nos valores de resistência e ductíveis requeridos. Entretanto, o dimensionamento dos componentes deve ser sempre considerado aqui. Especialmente em processos de formação quente ou fria, estes aços têm excelente capacidade mecânica de ser trabalhado à máquina de modo que eles sejam amplamente usados em construção de veículo, engenharia de máquina, constru

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5/16 ção de grandes motores etc. Entretanto, eles não têm resistência à escamação suficiente para algumas aplicações (parte termicamente altamente tencionada) e não são também suficientemente fortes para construção de aço de peso leve.

[0022] Devido à legislação ambiental mais rígida, especialmente nos Estados Unidos da América, a fim de obter uma redução de poluentes em gases de exaustão, as pressões e consequentemente também as temperaturas na câmara de combustão dos motores a diesel tiveram que ser aumentadas.

[0023] De acordo com as novas e mais rígidas condições para pistões Ferrontherm, as temperaturas na câmara de combustão podem alcançar até 500Ό, com as temperaturas provavelmente sendo um pouco menores no interior do pistão.

[0024] Ligas de alumínio, que têm sido frequentemente usadas em carros até hoje, são cada vez menos capazes de atender aos aumentos de carga necessários. Aqui uma solução de duas partes apresentada sozinha, consistindo em uma parte cabeça de pistão altamente carregada e a camisa de pistão. Como um material padrão para a cabeça de pistão, o material 42CrMo4 é frequentemente selecionado em uma versão temperada. A resistência destes componentes se situa ente 870 e 1 080 MPa. A resistência à temperatura elevada, a resistência à carga alternante, estabilidade a choque térmico e resistência à oxidação destes aços tratáveis por calor são também suficientes somente para as presentes condições.

[0025] Porque a resistência à escamação necessita ser melhorada para as novas aplicações e também em vista dos preços elevados para estes aços convencionais, que particularmente se elevam através da adição de Mo, a criação de um aço com propriedades mecânicas melhores é tentada.

[0026] Até agora foi assumido que:

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6/16 até 400Ό: uso de aços não temperados e temperados com manganês;

até 550Ό: uso de aços temperados com Mo(-V);

até 600Ό: uso de aços resistente à escamação, que são altamente temperados com Cr;

600Ό: uso de aços de Cr-Ni austeníticos, altamente temperados é possível. Aços altamente temperados são caros, entretanto. [0027] Desse modo, apenas aços altamente temperados foram usados como aços resistentes à escamação e temperaturas elevadas, resultando em custos correspondentemente elevados para os elementos de liga.

[0028] Desse modo, um objetivo da presente invenção é realçar a resistência à escamação de aço de baixas ligas para peças de aço termicamente altamente tencionadas.

[0029] A invenção consequentemente refere-se ao aço de baixa liga com os seguintes componentes de liga:

0,3 a 0,50 % em peso de carbono: preferivelmente 0,35 a 0,4 % em peso de C;

2,0 a 5,0 % em peso de silício: preferivelmente 2,5 a 4 % em peso de Si;

[0030] O restante sendo ferro bem como até 0,5 % em peso de impurezas.

[0031] Em uma modalidade preferida, tal aço com o seguinte teor de liga incluindo a adição de cromo é usado:

0,3 a 0,50 % em peso de carbono: preferivelmente 0,35 a 0,4 % em peso de C;

2,0 a 5,0 % em peso de silício: preferivelmente 2,5 a 4 % em peso de Si;

0,9 a 1,2 % em peso de Cr: preferivelmente 1,0 a 1,2 % em peso de Cr, especialmente preferido 1,1 a 1,2 % em peso de Cr;

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7/16 [0032] O restante sendo compreendido de ferro bem como de até 0,5 % em peso de impurezas.

[0033] Pode ser vantajoso também ligar o aço com molibdênio.

0,3 a 0,5 % em peso de carbono: preferivelmente 0,35 a 0,4 % em peso de C;

2,0 a 5,0 % em peso de silício: preferivelmente 2,5 a 4 % em peso de Si;

0,9 a 1,2 % em peso de Cr, preferivelmente 1,0 a 1,2% em peso de Cr, especialmente preferido 1,1 a 1,2% em peso de Cr;

0,0 a 0,3 % em peso de Mo;

[0034] O restante sendo compreendido de ferro bem como de até 0,5 % em peso de impurezas.

[0035] Em alguns casos, a adição de titânio e boro é vantajosa, resultando em uma liga de aço da seguinte composição:

0,3 a 0,5 % em peso de carbono;

2,0 a 5.0 % em peso de silício;

0,9 a 1,2 % em peso de Cr;

0,0 a 0,3 % em peso de Mo; preferivelmente 0,15 a 0,3 % em peso de e especialmente preferido 0,2 a 0,3 % em peso de Mo;

0,02 a 0,04 % em peso de Ti, preferivelmente 0,03 a 0,04 % em peso de Ti;

0,001 a 0,006 % em peso de B; preferivelmente 0,002 a 0,005% em peso de B;

[0036] O restante sendo compreendido de ferro bem como de até 0,5% em peso de impurezas.

[0037] Os aços de acordo com a invenção contêm pelo menos 92,00% em peso de ferro, preferivelmente pelo menos 96,00 % em peso de ferro. É vantajoso manter as impurezas e elementos inevitáveis em uma concentração abaixo de 0,10% em peso, preferivelmente abaixo de 0,05% em peso.

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8/16 [0038] Uma aplicação típica é para componentes estruturais, especialmente componentes de máquina tendo uma resistência à tração de > 950 a 1250 [MPa], uma intensidade de deformação de > 700 a aproximadamente 770 [Mpa], um alongamento no ponto de ruptura de > 10% e a resistência à escamação de aproximadamente 600Ό a 650Ό e mais.

[0039] Típicos tais componentes incluem componentes de máquinas, selecionados de um grupo que compreende pistões, também para motores de combustão, virabrequins, bielas, peças de condução, peças de válvula, peças transportadoras especialmente para peças de aquecimento; componentes de usina de força; peças de fixação para áreas resistentes ao calor, peças de turbina a vapor, peças de câmara de combustão para queimadores de gás e óleo, sistemas de exaustão e peças do mesmo. As propriedades dos aços de acordo com a invenção em comparação àquelas de aços conhecidos são:

42CrMo4/41CrS4 41TBSÍ	42TBSÍ
resistência à tração (Mpa) >900 a 1100	950 a 1150 1000 a1200
intensidade de deformação (Mpa)	>650	>700	>750
tensão de fratura	>12%	>10%	>10%
Resistência à escamação até aprox. 550Ό aprox. 600 “C aprox. 650“C
Tratamento por calor	QT	QT	QT
capacidade de ser trabalhado à máquina	boa	boa	boa
propriedades de soldagem por fricção boa
análise DIN EN 10083 DIN EN 10083 plus

[0040] Devido à adição de Si, os custos para o aço de acordo com a invenção são aproximadamente os mesmos como para o 42CrMo4. Entretanto, no caso do primeiro, ao mesmo tempo um aumento considerável na resistência à escamação por 100 a 150Ό e mais bem como na intensidade de deformação é obtido. Em aços de acordo com a invenção, a intensidade de deformação é aumentada em aproximadamente 100 Mpa, acompanhada por um leve decréscimo da tensão de fratura. A capacidade de ser trabalhado à máquina não é afetada e

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9/16 pode ser realizada usando-se ferramentas e métodos usuais.

[0041] Um aço típico de acordo com a invenção tem a seguinte composição:

Composição química

(% em peso de)	mínimo	máximo
C	0,38	0,45
Cr	0,9	1,20
Mo	0	0,3
Ti	0,020	0,04
Si	3,0	6,0
B	0,002	0,005

[0042] Representativos típicos deste grupo são aços tais como 42TBSÍ e41TBSi.

[0043] Os atuais componentes de liga recentemente introduzidos têm os seguintes efeitos:

Silício [0044] Ele aumenta a resistência à escamação, é um agente de endurecimento de solução de cristal mista e inibe a formação de carboneto. Durante a fabricação de aço, ele torna a massa fundida mais fluida e também age como um agente de redução. Além disso, ele aumenta a resistência à tração, intensidade de deformação bem como resistência à escamação e tem um efeito estabilizante de ferrita. Adicionado em quantidades muito elevadas, ele reduz a maleabilidade da liga.

Titânio [0045] Através da formação de TiC, o titânio impede a corrosão intercristalina em ligas de ferro. Sendo um aglutinante de nitreto poderoso, ele serve, entre outras coisas, como a proteção de boro através da reação com nitrogênio. Por exemplo, quando o nitrogênio é temperado com titânio, uma satisfação de capacidade de endurecimento na faixa

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10/16 de temperatura de até 1000Ό ocorre quando o aço co ntém aproximadamente 5 a 20 ppm de boro. Ti é usado para a desoxidação do aço e para a fixação de C e N na forma de TiC ou TiN, respectivamente. Portanto, o teor de Ti deve ser de pelo menos 0,02%. Entretanto, porque um efeito de saturação ocorre com respeito à ação causada pela adição de Ti logo que o teor de Ti excede 0,08%, o limite superior do teor de Ti é definido como 0,08%.

Boro [0046] Mesmo quando adicionado apenas em pequenas quantidades, o boro aumenta a intensidade de deformação e a resistência do aço. Ele também age como um absorvente de nêutron e torna o aço adequado para aplicações de usina nuclear e similares. A adição de boro em uma quantidade de até 0,01% em aços austeníticos também realça a sua alta estabilidade térmica. Os aços de boro são aços de formação fria de qualidade elevada. O efeito alcalino de boro em aço resulta em uma capacidade de endurecimento realçada, que já tem um efeito em concentrações muito baixas de 0,0010% de boro. Em quantidades pequenas de até 100 ppm, o boro também a aumenta capacidade de endurecimento mais do que outros elementos, mais caros que foram usadas quantidades muito mais elevadas.

[0047] Uma caraterística marcante de aços de boro é a capacidade de endurecimento realçada resultada pela adição de quantidades mesmo diminutas de boro entre 3 e 15 ppm.

[0048] A quantidade de boro é crítica, como uma quantidade excessiva do mesmo (> 30 ppm) pode diminuir a dureza e induz à fragilização e deficiência térmica. O efeito do boro sobre a capacidade de endurecimento também depende da quantidade de carbono contido no aço, com o efeito do aumento de boro inversamente proporcional à porcentagem do presente carbono.

[0049] O boro pode também se ineficaz se sua condição para alte

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11/16 rada através de tratamento térmico defeituoso. Por exemplo, uma temperatura de austenitização, e faixas de temperatura, em que os precipitados de boro específicos ocorrem, devem ser evitadas.

[0050] Geralmente, a capacidade de endurecimento de aço é uma grande extensão atribuível aos efeitos de oxigênio, carbono e nitrogênio em aço. O boro reage com o oxigênio com oxigênio para se tornar brometo (B2O3); com carbono para se tornar cementita de boro de ferro (Fe3(CB)) e carboneto de boro de ferro (Fe23(CB)6) e com nitrogênio para tornar-se nitreto de boro (BN). A perda de boro pode ocorrer através do oxigênio. A capacidade de endurecimento de aço de boro está também intimamente conectada às condições austeníticas e normalmente diminui através do aquecimento para acima de 1000X1 Os aços de boro também devem ser temperados em uma temperatura menor do que outros aços com liga com a mesma capacidade de endurecimento.

[0051] Os aços de acordo com a invenção são usados para muitas aplicações, tais como materiais resistentes ao desgaste e como aços de resistência elevada. Os exemplos são ferramentas de corte, espadas, facas, lâminas de serra, portadores de segurança em veículos etc.

[0052] O uso de aços de boro é recomendável quando a massa básica satisfaz os requisitos mecânicos (dureza, resistência ao desgaste, etc.), porém a capacidade de endurecimento não é suficiente para o tamanho de corte planejado. Em vez de aço altamente temperado e desse modo mais caro, as quantidades correspondentes de boro podem ser usadas, de modo que uma capacidade de endurecimento adequada possa ser obtida.

[0053] As vantagens específicas dos aços de acordo com a invenção são boa formabilidade fria, vida de serviço de ferramenta prolongada para ferramentas feitas do mesmo, melhor capacidade de fusão

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12/16 devido a equivalentes de carbono inferiores, e temperaturas de anelamento inferiores. Isto resulta em economias de energia e bom endurecimento do estojo.

[0054] Nos seguintes, a invenção é descrita em maiores detalhes referindo-se aos desenhos bem como usando os exemplos de modalidades, às quais, entretanto, não está de modo algum limitada, e onde: [0055] A Figura 1 mostra um corte de duas amostras que foram aneladas em um forno durante 5 horas a 700 O, resp ectivamente, em uma atmosfera de oxigênio controlada: e [0056] A Figura 2 mostra um corte de duas amostras de aço que foram aneladas em um forno durante 5 horas a 750 Ό, respectivamente, em uma atmosfera de oxigênio controlada; e [0057] A Figura 3 é uma representação da intensidade de impacto de corte, resistência à tração, estiramento das amostras de aço contra o teor de silício de ligas de 42CrMo4 diferentes que foram temperadas em diferentes temperaturas.

Modalidade exemplar 1 [0058] Um lingote de aço fundido feito de 41TBSÍ é forjado em um pistão para um motor de combustão no curso de um processo de forja a 1150Ό. O pistão de motor desse modo fabricado é equipado com uma cabeça da maneira usual e construído em um moto híbrido (motor HW). Depois de 1500 horas de operação, nenhuma escamação da superfície do aço do pistão mostrada na área de ignição é detectável. Em comparação, um cilindro diferente que foi feito de 42CrMo4, porém foi de outro modo idêntico, mostrou sinais de escamação consideráveis após 800 horas de operação.

Modalidade exemplar 2 [0059] Um lingote de aço fundido feito de 42TBSÍ é forjado em um pistão no curso de um processo de forja a 1150Ό. O pistão desse modo fabricado é implantado da maneira usual como uma câmara de

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13/16 combustão para um motor a gás.

[0060] Após um período de abrasamento de diversos meses, nenhuma escamação da superfície do aço do pistão foi mostrada na área de aquecimento/ignição. Em comparação, um diferente pistão que foi feito de 42CrMoS4, porém foi de outro modo idêntico, mostrou claros sinais de escamação após 70% de seu tempo de realização.

Modalidade exemplar 3 [0061] Um lingote de aço forjado feito de 42CrMo4 convencional (amostra 4) bem como um lingote de aço de aço de acordo com a invenção (42CrMo4 + 4% Si + 0,04 % em peso de Ti; e 0,005 % em peso em B) (amostra 6) foram transferidos em uma fornalha de circulação de ar elétrica e anelados no forno durante 5 horas a 700Ό. A atmosfera de ar circulante controlada de ar ordinário no forno garantiu que o teor do oxigênio fosse mantido constante. Duas outras amostras feitas de 42CrMo4 convencional (amostra 4) e o aço de acordo com a invenção (amostra 6) foram anelados durante 5 horas no mesmo forno sob as mesmas condições, porém a 750%. Os lingotes de aço testados ambos vêm de lingotes forjados, fundidos que foram forjados para 45 mm em diâmetro. A Figura 1, que em sua parte superior descreve um corte do 42CrMo4 após o tratamento por anelamento a 700 Ό, e em sua parte inferior descreve um corte através da liga de aço de acordo com a invenção que foi anelado sob as mesmas condições, mostra claramente que uma camada de escamação é consideravelmente mais fina no aço de acordo com a invenção do que no aço 42CrMo4 convencional sem adição de silício (8 micrômetros em comparação aos 30 micrômetros), demonstrando que a escamação no material de aço de Si ocorre consideravelmente mais lenta e em uma extensão menor.

[0062] A Figura 2 mostra o mesmo lingote de aço submetido a um tratamento por anelamento de 5 horas a 750% no mesmo forno de

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14/16 convenção de ar, onde a amostra superior no aço 42CrMo4, que desenvolveu uma camada de escamação espessa de no máximo 44 micrômetros em comparação ao tratamento a 700Ό, ao m esmo tempo em que o aço de acordo com a invenção mostra uma camada de escamação fina de no máximo 5 micrômetros.

[0063] Isto sugere que o aço de silício de acordo com a invenção é significantemente menos oxidado por oxigênio em temperaturas mais elevadas do que o aço CrMo4 de baixa liga convencional. Isto significa que os aços de acordo com a invenção obtêm a resistência à escamação que até agora só podería ser obtida usando aditivos caros.

[0064] A Figura 3 representa graficamente uma lista de características de aços 42CrMo4 com adições de silício de até 4% como uma função do teor de silício e da temperatura de anelamento. A abscissa indica o teor de Si de uma liga básica 42CrMo em % em peso, ao mesmo tempo em que a ordenada esquerda mostra uma resistência à tração UTS em Mpa. A ordenada direita indica a intensidade de impacto de corte (KU). As curvas quanto ao estiramento RofA (%) do aço de acordo com a invenção são mostradas tanto o valor de Si baixo bem como elevado. Isto mostra que o estiramento e intensidade de impacto de corte diminuem, ao mesmo tempo em que os valores de resistência à tração aumentam. A intensidade de impacto de corte inicia rapidamente o decréscimo no teor de Si de mais do que 2,5 % em peso. As características também dependem da temperatura de anelamento (baixo temperamento/temperamento elevado). A temperatura de anelamento elevada foi de 680Ό em torno de aproximada mente 0,5% de Si, ao mesmo tempo em que a baixa temperatura de anelamento foi de 630Ό. Quando aproximadamente 2,5[%] em Si são adicionados, a temperatura de anelamento elevada foi de 730Ό e a baixa temperatura de anelamento foi de 680 Ό. Tornou-se claro q ue com o aumento de teor de Si - mesmo independentemente da temperatura de ane

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15/16 lamento - a resistência à tração aumenta ao mesmo tempo em que o estiramento e intensidade de impacto de corte diminuem. Uma temperatura de estiramento superior diminui a intensidade de impacto de corte e o estiramento RoFa, ao mesmo tempo em que o estiramento RoFa em um baixo teor de silício é maior para o aço temperado em uma temperatura elevada do que para um aço temperado em uma baixa temperatura. Esta relação de RoFa de aço temperado em uma temperatura elevada e do RoFa de aço temperado em uma temperatura elevada é invertida com o aumento de teor de Si, ao mesmo tempo em que em teor de silício elevado a intensidade de impacto de corte torna-se quase independente da temperatura de anelamento. A resistência à tração aumenta com o aumento da temperatura de anelamento e teor de Si.

[0065] Consequentemente a invenção também se refere aos componentes de máquina ou componentes estruturais com a resistência à tração de 1000 [MPa] e mais ao alternamento de tensões mecânicas até uma temperatura de 630Ό, que são formados a pa rtir de uma liga de aço termicamente extinguida e temperada. Em particular, a invenção se refere a componentes de direção e/ou motor de veículos.

[0066] Em tecnologia moderna, outros componentes de máquina com alternamento de tensão mecânica e térmica são também expostos ao aumento de cargas que alcançam os limites da resistência do respectivo material. Isto particularmente aplica-se aos motores, visto que as reduções de peso obtidas aqui podem ser usadas para economizar combustível etc. Os materiais destes componentes são feitos para ter aquiescência aos requisitos elevados do perfil de propriedade, valores de resistência, dureza e ductilidade no estado termicamente extinguido e temperado, visto que estes valores de propriedade são de importância vital para o planejamento dimensional das peças. Por causa da insuficiência de peças em operação a longo prazo, tornou-se

Petição 870180156986, de 30/11/2018, pág. 18/27

16/16 evidente que as propriedades de fadiga do material também devem ser consideradas a fim de obter um grau elevado de segurança operacional.

[0067] Atualmente os aços tratáveis por calor de baixa liga de acordo com a invenção podem ser usados vantajosamente por peças com variação de tensão mecânica significante nos setores de trilho, automóvel e aviação. O uso de ligas de aço que têm uma composição que corresponde àquela de aços tratáveis por calor da espécie anteriormente mencionada foi revelado ser bem-sucedido na fabricação dos componentes de máquina altamente tensionados, onde suas características de fadiga e estabilidade térmica são adequadas para alternamento de tensão mecânica na faixa de valor limite dos materiais usados.

[0068] A descrição da invenção é apenas exemplar por natureza e as variações que serão evidentes para uma pessoa versada na técnica são pretentendidas estar no escopo da invenção.

Claims

1. Aço de baixa liga com o teor de liga, caracterizado pelo fato de que apresenta a seguinte composição,

0,38 a 0,45 % em peso de C;

0,6 a 0,9 % em peso de Mn;

máximo de 0,025 % em peso de P;

máximo de 0,035 % em peso de S;

0,9 a 1,2 % em peso de Cr;

0,15 a 0,30 % em peso de Mo;

4 % em peso de Si;

0,04 % em peso de Ti;

0,005 % em peso de B e o restante sendo compreendido de ferro.

2. Componente, particularmente componente de máquina, feito de uma liga de aço, como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que apresenta uma resistência à tração de > 1000 a 2000 MPa, um limite de escoamento de > 700 MPa a aproximadamente 950 MPa; um alongamento no ponto de ruptura de > 17% e a resistência à escamação de > 650Ό.

3. Componente, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que é selecionado de um grupo que consiste de pistões, também para motores de combustão, virabrequins, bielas, peças de direção, peças de válvula, peças de correias transportadoras especialmente para componentes aquecidos; componentes de usina de força; peças de fixação para áreas resistentes ao calor, peças de turbina a vapor, peças de câmara de combustão para queimadores de gás e óleo, sistemas de exaustão e peças do mesmo.