BRPI0813567B1 - Tubo de aço destinado a tubos de injeção de combustível e método de fabricação do mesmo - Google Patents

Tubo de aço destinado a tubos de injeção de combustível e método de fabricação do mesmo Download PDF

Info

Publication number
BRPI0813567B1
BRPI0813567B1 BRPI0813567-3A BRPI0813567A BRPI0813567B1 BR PI0813567 B1 BRPI0813567 B1 BR PI0813567B1 BR PI0813567 A BRPI0813567 A BR PI0813567A BR PI0813567 B1 BRPI0813567 B1 BR PI0813567B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
less
steel tube
fuel injection
steel
tube
Prior art date
Application number
BRPI0813567-3A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoichiro Usui
Katsunori Nagao
Original Assignee
Usui Kokusai Sangyo Kaisha, Ltd.
Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40228459&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=BRPI0813567(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Usui Kokusai Sangyo Kaisha, Ltd., Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation filed Critical Usui Kokusai Sangyo Kaisha, Ltd.
Publication of BRPI0813567A2 publication Critical patent/BRPI0813567A2/pt
Publication of BRPI0813567B1 publication Critical patent/BRPI0813567B1/pt

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/02—Rigid pipes of metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C21D9/14—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes wear-resistant or pressure-resistant pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0011—Constructional details; Manufacturing or assembly of elements of fuel systems; Materials therefor
    • F02M37/0017—Constructional details; Manufacturing or assembly of elements of fuel systems; Materials therefor related to fuel pipes or their connections, e.g. joints or sealings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/166—Selection of particular materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/004—Dispersions; Precipitations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/90—Selection of particular materials
    • F02M2200/9053—Metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12903—Cu-base component
    • Y10T428/12917—Next to Fe-base component
    • Y10T428/12924—Fe-base has 0.01-1.7% carbon [i.e., steel]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível e método de fabricação do mesmo a presente invenção refere-se a um tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível que garante uma duração de fadiga prolongada e alta confiabilidade mantendo-se uma alta pressão interna crítica, na qual não ocorre fratura por fadiga, enquanto a resistência do material for alta. um tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível que consiste, por percentual de massa, em c: o, 12 a 0,27%, si: 0,05 a 0,40%, e mn: 0,8 a 2,0%, sendo que o equilíbrio é f e e impurezas, sendo que as impurezas contêm ca: 0,001% ou menor, p: 0,02% ou menor, e s: 0,01% ou menor, sendo que a resistência à tensão do mesmo não é menor que 900 n/mm2 , e o diâmetro máximo de uma inclusão não-metálica presente durante ao menos uma profundidade de 20 mi a partir da superfície interna do tubo de aço não é maior que 20 mi . além disso, este tubo de aço pode conter um ou mais tipos de cr: 1% ou menor, mo: 1% ou menor, ti: 0,04% ou menor, nb: 0,04% ou menor, e v: 0,1% ou menor.

Description

TUBO DE AÇO DESTINADO A TUBOS DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DO MESMO.
Campo da Técnica [0001] A presente invenção refere-se a um tubo de aço destinado a tubos de injeção de combustível, e a um método de fabricação do mesmo, que apresenta uma resistência a tração não inferior a 900 N/mm2 e utilizado para injetar um combustível em uma câmara de combustão. Mais particularmente, se refere a um tubo de aço destinado a tubos de injeção de combustível, e a um método de fabricação do mesmo, que apresenta uma excelente resistência à fadiga por pressão interna e utilizado para fornecer vapor de combustível em uma câmara de combustão de um motor a diesel.
Fundamentos da Técnica [0002] Com a finalidade de lidar com a futura depleção de energia, vem difundindo-se campanhas para promoção de economia de energia e fontes de reciclagem, assim como o desenvolvimento de técnicas que sirvam para realizar esses propósitos. Especialmente nos últimos anos, vem sendo desejado, com veemência, em um âmbito de empenho global, reduzir a emissão de CO2 resultante da queima de combustíveis, com a finalidade de evitar o aquecimento global.
[0003] Um exemplo de um motor de combustão interna com menos emissão de CO2 consiste em um motor a diesel utilizado para veículos motores e similares. No entanto, mesmo com menor emissão de CO2, os motores a diesel sofrem um problema de o motor descarregar fumaça negra. A fumaça negra é produzida quando o oxigênio se esgota em relação ao combustível injetado. De modo específico, uma parte do combustível termicamente decomposto causa uma reação de desidrogenação que produz um precursor de fumaça negra, e este precursor é, mais uma vez, termicamente decomposto e aglomerado e combinado de modo a produzir uma fumaça negra. A fumaça negra produzida desta maneira causa poluição do ar, e pode ter uma influência adversa sob os
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 57/80
2/24 seres humanos.
[0004] A quantidade de fumaça negra gerada pode ser reduzida aumentando-se a pressão de injeção de combustível do combustível injetado na câmara de combustão do motor a diesel. Por este propósito, no entanto, necessita-se que o tubo de aço utilizado para injeção de combustível tenha uma alta resistência à fadiga. Como um método de fabricação para o tubo de aço utilizado para injeção de combustível, descreveu-se a invenção a seguir.
[0005] O Documento de Patente 1 descreve um método de fabricação para um tubo de aço utilizado para injeção de combustível de um motor a diesel, no qual a superfície interna do estoque de tubo de aço inteiriço laminado a quente tubo de aço é esmerilhado por jateamento com granalha, e, então, realiza-se trefilação a frio. Este Documento descreve que, utilizando-se este método de fabricação, a profundidade de uma falha (irregularidades, fratura, microfenda, e algo do gênero) na superfície interna do tubo de aço não pode ser maior que 0,10 mm, de tal modo que se possa obter uma alta resistência do tubo de aço utilizado para injeção de combustível.
[Documento de Patente 1] JP9-57329A [0006] Muito embora tenha uma alta resistência, o tubo de aço utilizado para injeção de combustível fabricado através do método descrito no Documento de Patente 1 não pode ter uma duração de fadiga correspondente à resistência do material do tubo de aço. Naturalmente, à medida que a resistência do material do tubo de aço aumenta, a pressão aplicada à parte interna do tubo de aço pode ser aumentada; uma pressão interna limitadora (nas partes que se seguem do presente documento denominado como “pressão interna crítica”), na qual uma fratura devido à fadiga não ocorre na superfície interna do tubo de aço quando uma pressão for aplicada à parte interna do tubo de aço, não depende apenas da resistência do material do tubo de aço. Isto é, mesmo se a resistência do material do tubo de aço aumentar, uma pressão interna crítica não pode ser
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 58/80
3/24 obtida conforme esperado. Considerando a confiabilidade, ou algo do gênero, do produto final, deseja-se uma duração maior da fadiga; à medida que a pressão interna crítica é reduzida, no entanto, a duração de fadiga também é reduzida pelo fato de o tubo de aço tender à fadiga através do uso sob alta pressão interna.
[0007] Em particular, a tendência recente se volta para pressões internas maiores; especificamente, necessita-se que o tubo de aço tenha uma resistência à tração não inferior a 900 N/mm2, e deseja-se um aperfeiçoamento correspondente nas características de fadiga.
Descrição da Invenção
Problemas a Serem Solucionados pela Invenção [0008] Um objetivo da presente invenção consiste em proporcionar um tubo de aço destinado a tubos de injeção de combustível, e um método de fabricação do tubo de aço, que garanta uma duração de fadiga prolongada e uma alta confiabilidade obtendo-se uma alta pressão interna crítica enquanto se aumenta a resistência do material. Mais particularmente, um objetivo da presente invenção consiste em proporcionar um tubo de aço destinado a tubos de injeção de combustível, e um método de fabricação do tubo de aço, que tenha uma excelente resistência à fadiga 2 por pressão interna e uma resistência à tração não inferior a 900 N/mm2.
Meios para Solucionar os Problemas [0009] Com a finalidade de solucionar os problemas anteriores, os presentes inventores investigaram rigorosamente a relação entre a resistência à tração do material do tubo de aço e a pressão interna crítica do tubo de aço. Em primeiro lugar, alterando-se a composição do material, preparou-se uma pluralidade de tubos de aço tendo diferentes resistências à tração, e investigou-se a relação entre a resistência à tração e a resistência interna crítica. Da mesma forma, para os tubos de aço fraturados por fadiga obtidos no momento da investigação da pressão interna crítica, investigou-se a porção quebrada do mesmo.
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 59/80
4/24 [0010] Os resultados das investigações anteriores revelaram que no caso de uma resistência à tração do material do tubo de aço menor que 500 N/mm2, e os tubos de aço constituídos por materiais tendo resistências à tração quase iguais, exibe-se a mesma forma de ruptura mesmo se a pressão interna crítica for diferente. Por outro lado, obteve-se um conhecimento no caso de uma resistência à tração do material do tubo de 2 aço não inferior a 500 N/mm2, e os tubos de aço constituídos por materiais tendo resistências à tração quase iguais exibem diferentes formas de ruptura dependendo da magnitude da pressão interna crítica.
[0011] Isto é, no caso de uma resistência à tração do material 2 do tubo de aço não inferior a 500 N/mm2, o tubo de aço tendo uma pressão interna crítica relativamente alta assume a mesma forma de ruptura do caso 2 onde a resistência à tração é menor que 500 N/mm2. No entanto, para o tubo de aço tendo uma pressão interna crítica relativamente baixa, a fratura se origina a partir de uma inclusão presente próxima à superfície interna do tubo de aço; portanto, a geração desta inclusão pode ser contida de modo a aumentar a pressão interna crítica.
[0012] Mesmo no caso de uma resistência à tração do material 2 do tubo de aço não inferior a 900 N/mm2, à qual a presente invenção visa, se o tubo de aço tiver uma pressão interna crítica relativamente baixa, a fratura se origina a partir de uma inclusão presente próxima à superfície interna do tubo de aço; portanto, a geração desta inclusão pode ser contida de modo a aumentar a pressão interna crítica.
[0013] A presente invenção foi finalizada com base no conhecimento descrito anteriormente, e os pontos principais da mesma consistem em tubos de aço destinados a tubos de injeção de combustível nos itens (1) e (2) e os métodos de fabricação do tubo de aço destinado a tubos de injeção de combustível descritos nos itens (3) a (6). De acordo com o presente documento, esses itens são respectivamente denominados como “presente invenção 1” à “presente invenção 6”. Coletivamente, os itens são,
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 60/80
5/24 algumas vezes, denominados como “a presente invenção”.
[0014] (1) Um tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível consiste em, por percentual de massa, C: 0,12 a 0,27%, Si: 0,05 a 0,40%, e Mn: 0,8 a 2,0%, sendo que o equilíbrio é Fe e impurezas, sendo que as impurezas contêm Ca: 0,001% ou menor, P: 0,02% ou menor, e S: 0,01% ou menor, sendo que a resistência à tração do mesmo não é inferior a 900 N/mm2, e o diâmetro máximo de uma inclusão não-metalica presente durante ao menos uma profundidade de 20 pm a partir da superfície interna do tubo de aço não é maior que 20 pm.
[0015] (2) O tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível de acordo com o item (1) anterior, sendo que o tubo de aço, no lugar de parte de Fe, contém um ou mais tipos de Cr: 1% ou menor, Mo: 1% ou menor, Ti: 0,04% ou menor, Nb: 0,04% ou menor, e V: 0,1% ou menor.
[0016] (3) Um método de fabricação para um tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível, que compreende as etapas de temperar o tubo de aço tendo uma composição química de acordo com o item (1) ou (2) anteriores em uma temperatura não inferior ao ponto de transformação Ac3, e revenir o tubo de aço temperado em uma temperatura não superior ao ponto de transformação Ac1.
[0017] (4) O método de fabricação para um tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível de acordo com o item (3) anterior, sendo que a temperatura de têmpera não é inferior ao [ponto de transformação Ac3 + 30°C] e não superior a 1150°C.
[0018] (5) O método de fabricação para um tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível de acordo com o item (3) ou (4) anterior, sendo que o aquecimento até a temperatura de têmpera é realizado em uma taxa de aquecimento não inferior a 10°C/segundo.
[0019] (6) O método de fabricação para um tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível de acordo com qualquer um dos itens (3) a (5) anteriores, sendo que a temperatura de revenido não é inferior
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 61/80
6/24 a 600°C e não superior a 650°C.
Vantagens da Invenção [0020] O tubo de aço de acordo com a presente invenção, tendo uma resistência a tração não inferior a 900 N/mm2, é adequado para ser usado em uma aplicação, por exemplo, de fornecer um combustível à câmara de combustão de um motor a diesel. A utilização deste tubo de aço pode aumentar a pressão de injeção do combustível injetado na câmara de combustão, de tal modo que a emissão de fumaça negra possa ser reduzida, enquanto se reduz a emissão de CO2.
Melhor Modo para Realizar a Invenção [0021] O tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível de acordo com a presente invenção refere-se um tubo de aço, sendo que a superfície interna do mesmo é repetidamente submetida às pressões criadas pela injeção de combustível. Em alguns casos, aplica-se uma pressão extremamente alta à superfície interna do tubo de aço durante um curto período de tempo, oi, em outros casos, uma alta pressão atua constantemente, e esta pressão flutua. Portanto, o material é extremamente fadigado pelo impacto de pressão. O tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível de acordo com a presente invenção apresente características de fadiga capazes de suportarem, de modo adequado, uma aplicação sob tais condições.
[0022] Exemplos de tubos de aço destinados a tubos de injeção de combustível, utilizados na prática, de acordo com a presente invenção, incluem um tubo de aço que esteja situado entre uma bomba de combustível e um tubo distribuidor comum ou entre o tubo distribuidor comum e um bico injetor em um motor a diesel que empregue um sistema acumulador de injeção de combustível com a finalidade de conduzir um combustível.
[0023] Em motores a diesel, com a finalidade de anular a geração de fumaça negra conforme descrito anteriormente, a injeção de combustível deve ser realizada em uma pressão extremamente alta; portanto,
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 62/80
7/24 a superfície interna do tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível deve suportar esta pressão. Desenvolveu-se o tubo de aço de acordo com a presente invenção como um tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível utilizado para um motor a diesel submetido a uma alta pressão interna, e desnecessário dizer, também pode ser utilizado como um tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível usado para um para um motor de injeção direta movido à gasolina, e similares.
[0024] Para o tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível de acordo com a presente invenção, a resistência à tração do 10 material do tubo de aço não deve ser inferior a 900 N/mm2 Conforme descrito anteriormente, visto que se aplica uma alta pressão interna ao tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível, necessita-se que o tubo de aço suporte esta pressão interna; a partir do ponto de vista de peso leve, no entanto, o tubo de aço deve ter uma alta resistência à tração. A razão pela 15 qual a resistência à tração do tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível de acordo com a presente invenção é definida como não inferior 2 a 900 N/mm2 é que este valor representa uma resistência à tração capaz de suportar, de modo confiável, a pressão aplicada à parte interna do tubo de aço através de um combustível pressurizado, ou seja, se esta resistência à 20 tração for obtida, pode-se proporcionar, de modo confiável, um tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível tendo excelentes características de fadiga.
[0025] Conforme se descreve, em detalhes, a forma de ruptura descrita anteriormente nos parágrafos dos exemplos explicados 25 posteriormente com referência aos exemplos específicos, a magnitude da pressão interna crítica depende da forma de ruptura quando a resistência à tração for quase equivalente, mesmo se o a resistência à tração não for 2 menor que 900 N/mm2. No caso onde a forma de ruptura se origina a partir de uma inclusão, a pressão interna crítica não aumenta conforme comparado 30 à resistência à tração. Na presente invenção, através do uso de um estoque
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 63/80
8/24 de tubo de aço dotado de uma composição de liga de aço regulada em uma faixa específica e o tamanho da inclusão não-metálica descrita anteriormente contido em uma faixa específica, mesmo se a resistência à tração não for menor que 900 N/mm2, proporciona-se um tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível tendo uma pressão interna crítica maior que a pressão interna crítica da técnica anterior.
[0026] De acordo com o presente documento, o tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível e o método de fabricação para o tubo de aço de acordo com a presente invenção são explicados em detalhes a partir dos pontos de vista de (1) inclusão não-metálica, (2) composição química do aço e (3) fabricação do tubo e tratamento térmico.
(1) Inclusão Não-Metálica [0027] Para o tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível de acordo com a presente invenção, é necessário que o diâmetro máximo de uma inclusão não-metálica presente próxima à superfície interna do tubo de aço (durante ao menos uma profundidade de 20 pm a partir da superfície interna do tubo de aço) não seja maior que 20 pm. A inclusão não-metálica refere-se a uma inclusão definida por 3131 em “Glossary of Terms Used in Iron and Steel” de JIS G0202. A precipitação da inclusão não-metálica é determinada pela composição química e pelo método de fabricação do tubo de aço, e a presença da precipitação pode ser confirmada cortando-se o tubo de aço, polindo-se a seção transversal do mesmo, e, então, observando-se a superfície polida com um microscópio óptico de acordo com o método de teste microscópico para a inclusão nãometálica de aço especificado em JIS G0555.
[0028] Para o tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível de acordo com a presente invenção, o diâmetro de uma grande inclusão não-metálica entre várias inclusões não-metálicas precipitadas, ou seja, o diâmetro máximo não deve ser maior que 20 pm. Isto porque, se o diâmetro máximo de inclusão não-metálica exceder 20 pm, a forma de fratura
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 64/80
9/24 por fadiga se altera, e a inclusão não-metálica com o diâmetro máximo que excede 20 pm se torna o ponto de partida da fratura por fadiga, o que reduz a resistência à fadiga, isto é, a pressão interna crítica.
[0029] A inclusão não-metálica nem sempre está presente em um formato esférico. Portanto, o diâmetro máximo da inclusão não-metálica é definido como (L+S)/2 onde L é o comprimento correspondente ao maior diâmetro de inclusão, e S é o comprimento correspondente ao menor diâmetro do mesmo. Da mesma forma, o diâmetro máximo da inclusão nãometálica precisa apenas não ser maior que 20 pm durante ao menos uma profundidade de 20 pm a partir da superfície interna do tubo de aço submetido a uma alta pressão, enquanto, em outras porções, a inclusão nãometálica com o diâmetro máximo que excede 20 pm não se tornará o ponto de parte da fratura por fadiga.
[0030] O diâmetro máximo das inclusões do tipo A pode ser reduzido por meio da redução do teor de S no tubo de aço a 0,01 % ou menor, em massa. O diâmetro máximo das inclusões do tipo B pode ser reduzido por meio do aumento da área de seção transversal de uma peça fundida no momento da fundição. Isto porque durante o tempo de função até a solidificação, as grandes inclusões flutuam. A área de seção transversal da peça fundida no momento da fundição é, de modo desejável, igual a 200.000 mm2 ou maior.
[0031] O diâmetro máximo das inclusões do tipo C pode ser reduzido por meio da redução do teor de Ca no tubo de aço. Por este propósito, o teor de Ca no tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível de acordo com a presente invenção é igual a 0,001% ou menor, em massa. Visto que o Ca tem uma função de aglomerar as inclusões do tipo C, a restrição do teor de Ca pode evitar que as inclusões do tipo C se tornam grandes, e a influência adversa das inclusões do tipo C pode ser evitada.
[0032] Independentemente de se a inclusão é do tipo A, B ou C, uma taxa de fundição (por exemplo, uma taxa de fundição de cerca de 0,5
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 65/80
10/24 m/min pode ser usada em uma fundição contínua,) pode conduzir a inclusões não-metálicas reduzidas em aço por meio da flutuação de inclusão nãometálicas leves, como escória.
(2) Composição Química do Aço [0033] O tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível de acordo com a presente invenção contém C, Si e Mn. De acordo com o presente documento, explica-se a ação desses elementos contidos no tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível de acordo com a presente invenção e a razão pela qual se restringe o teor dos mesmos. Na descrição abaixo, a porcentagem do teor significa o percentual em massa.
C: 0,12 a 0,27% [0034] O C (carbono) aperfeiçoa a resistência do material do tubo de aço. Com a finalidade de aperfeiçoar a resistência, o teor de C deve ser igual a 0,12% ou maior. No entanto, se o teor de C exceder 0,27%, deteriora-se a usinabilidade, e é difícil formar o material do tubo de aço em um tubo de aço. O teor de C é, com mais preferência, igual a 0,12 a 0,2%.
Si: 0,05 a 0,40% [0035] O Si (silício) está contido de modo a desoxidar o material do tubo de aço. Com a finalidade de garantir o efeito de desoxidação, o teor de Si deve ser igual a 0,05% ou maior. No entanto, se o teor de Si exceder 0,40%, a tenacidade pode ser reduzida.
Mn: 0,8 a 2,0% [0036] O Mn (manganês) está contido de modo a aperfeiçoar a resistência do material do tubo de aço. Com a finalidade de aperfeiçoar a resistência, sendo que o teor de Mn deve ser igual a 0,8% ou maior. No entanto, se o teor de Mn exceder 2,0%, promove-se uma segregação, e a tenacidade pode ser reduzida.
[0037] Um dos tubos de aço de acordo com a presente invenção inclui Fe e impurezas como o equilíbrio além dos elementos descritos anteriormente. No entanto o teor de Ca em impurezas deve ser
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 66/80
11/24 igual a 0,001% ou menor, conforme descrito anteriormente, e os teores de P e S devem ser regulados conforme descrito mais adiante.
P: 0,02% ou menor, S: 0,01% ou menor [0038] Tanto o P (fósforo) como o S (enxofre) são elementos de impureza que apresenta uma influência adversa na usinabilidade térmica e tenacidade; portanto, os teores de P e S são, de preferência, os menos possíveis. Se o teor de P e o teor de S excederem 0,02% e 0,01%, respectivamente, a usinabilidade térmica e a tenacidade são reduzidas de modo significativo.
[0039] O tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível de acordo com a presente invenção pode conter um ou mais tipos de elementos descritos abaixo além dos elementos descritos anteriormente.
Cr: 1% ou menor [0040] O Cr (cromo), embora não consista em um componente essencial, está, de preferência, contido porque tem efeitos de aperfeiçoar a temperabilidade e a resistência ao uso. Com a finalidade de se obter esses efeitos, o teor de Cr é, de preferência, igual a 0,3% ou maior. No entanto, se o teor de Cr exceder 1%, produz-se uma grande quantidade de bainita, reduzindo, assim, a tenacidade.
Mo: 1% ou menor [0041] O Mo (molibdênio), embora também não consista em um componente essencial, está contido, de preferência, porque tem efeitos de aperfeiçoar a temperabilidade e a tenacidade. Com a finalidade de se obter esses efeitos, o teor de Mo é, de modo desejável, igual a 0,03% ou mais. No entanto, se o teor de Mo exceder 1%, produz-se uma grande quantidade de bainita, reduzindo, assim, a tenacidade.
Ti: 0,04% ou menor [0042] O Ti (titânio), embora não consista em um componente essencial, está contido, de preferência, porque tem efeitos de aperfeiçoar a resistência e a tenacidade. Com a finalidade de se obter esses efeitos, o teor
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 67/80
12/24 de Ti é, de modo desejável, igual a 0,005% ou maior. No entanto, se o teor de Ti exceder 0,04%, as inclusões de compostos de nitrogênio são formadas no tubo de aço, e a tenacidade é reduzida. Portanto, o teor de Ti é, com mais preferência, igual a 0,01 a 0,04%.
Nb: 0,04% ou menor [0043] O Nb (nióbio), embora também não consista em um componente essencial, está contido, de preferência, porque tem efeitos de aperfeiçoar a resistência e a tenacidade. Com a finalidade de se obter esses efeitos, o teor de Nb é, de modo desejável, igual a 0,005% ou maior. No entanto, se o teor de Nb exceder 0,04%, formam-se inclusões de compostos de nitrogênio no tubo de aço, e a tenacidade é reduzida. Portanto, o teor de Nb é, com mais preferência, igual a 0,01 a 0,04%.
V: 0,1% ou menor [0044] V (vanádio), embora também não consista em um componente essencial, está contido, de preferência, porque tem um efeito de aperfeiçoar a resistência. Com a finalidade de se obter este efeito, o teor de V é, de modo desejável, igual a 0,01% ou maior. No entanto, se o teor de V exceder 0,1%, a tenacidade é reduzida.
(3) Fabricação do Tubo e Tratamento Térmico [0045] O tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível de acordo com a presente invenção pode ser obtido com características desejadas através da fabricação do tubo e do tratamento térmico realizado pelo método descrito mais adiante.
[0046] Por exemplo, a laminação por puncionamento e a laminação por alongamento são realizadas através do processo de fabricação do tubo laminador com mandril Mannesmann, e finaliza-se um tubo em dimensões finais a quente predeterminadas através do dimensionamento redutor de expansão. Então, repete-se a trefilação a frio diversas vezes, desse modo, as dimensões finais a frio predeterminadas são obtidas. Na trefilação a frio, o tubo pode facilmente ser trefilado a frio através
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 68/80
13/24 de recozimento para alívio de tensão realizado antecipadamente. Conforme o método para fabricação do tubo de aço utilizado na presente invenção, a partir do ponto de vista de produtividade, utiliza-se, de preferência, o processo de fabricação do tubo laminador com mandril Mannesmann, muito embora outros métodos de fabricação de tubo, tal como o processo de fabricação de tubo por misturador também pode ser usado.
[0047] Após a trefilação a frio final tiver sido realizada, realizase o tratamento térmico de temperar e revenido, desse modo, pode-se garantir uma resistência a tração não inferior a 900 N/mm2.
[0048] A condição de têmpera é que o tubo deve ser aquecido até uma temperatura não inferior ao ponto de transformação Ac3, e deve ser rapidamente resfriado. A temperatura de aquecimento é, de preferência, igual a [ponto de transformação Ac3 + 30°C] a 1150°C; em particular, no caso onde o objetivo consiste em proporcionar um tubo de alta resistência, sendo que uma temperatura de aquecimento não inferior a 1000°C é preferível. Quanto maior for a temperatura de aquecimento maior será a resistência. Se a temperatura de aquecimento for menor que Ac3, a resistência à tração desejada não pode ser obtida. Em contrapartida, se a mesma exceder 1150°C, reduz-se a precisão dimensional, o que resulta em uma influência adversa sobre a tenacidade e deteriora a usinabilidade. Para o tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível, a deterioração na usinabilidade é desfavorável porque se necessita um trabalho em plástico para formar a parte de conexão na qual o tubo é conectado a um tubo distribuidor comum ou a um injetor.
[0049] O método de aquecimento no momento da têmpera não se limita a nenhum método específico. No entanto, em uma atmosfera nãoprotetora, o aquecimento em uma temperatura alta durante um longo período de tempo aumenta a escala produzida sobre a superfície do tubo de aço, o que leva a uma redução na precisão dimensional e nas propriedades superficiais; portanto, no caso de aquecimento por forno, tal como um
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 69/80
14/24 aquecimento em um forno de viga oscilante, proporciona-se, de preferência, um tempo de retenção curto de cerca de 10 a 20 minutos. A partir do ponto de vista de uma contenção em escala, como a atmosfera de aquecimento, uma atmosfera na qual o potencial de oxidação é baixo e uma atmosfera de redução não-oxidante são preferíveis.
[0050] De modo desejável, se o método de aquecimento por indução de alta frequência ou o método de aquecimento por transporte de corrente direta forem usados como um sistema de aquecimento, pode-se realizar um aquecimento de retenção durante curte período de tempo. Tornando-se a taxa de aquecimento cerca de 10°C/seg ou maior, mesmo no aquecimento na escala de ar atmosférico, a escala produzida sobre a superfície do tubo de aço pode ser contida em um mínimo.
[0051] No resfriamento no momento da têmpera, com a finalidade de obter, de modo estável e confiável, uma resistência à tração desejada não inferior a 900 MPa, o tubo de aço deve ser resfriado até abaixo de 500°C, em uma taxa de resfriamento de 10°C/seg ou maior entre 800°C e 500°C. Prefere-se um tratamento de resfriamento rápido, tal como têmpera por água.
[0052] O tubo de aço rapidamente resfriado até uma temperatura normal deve ser revenido em uma temperatura não superior ao ponto de transformação Ac1, porque o mesmo fica duro e frágil no estado rapidamente resfriado. Se a temperatura de revenido for menor que 450°C, o revenido é insuficiente, resultando em uma tenacidade e usinabilidade fracas. Se a temperatura de revenido exceder o ponto de transformação Ac1, iniciase a transformação, de tal modo que seja difícil obter, de modo estável e confiável, as características desejadas. A temperatura de revenido preferencial é igual a 600 a 650°C. Muito embora o tempo de retenção na temperatura de revenido não se limite a nenhum tempo de retenção específico, o tempo de retenção é, geralmente, igual a cerca de 10 a 120 minutos. Após ser revenido, o tubo de aço pode ser alinhado de modo
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 70/80
15/24 apropriado utilizando-se um alinhador ou algo do gênero.
Exemplo 1 [0053] Com a finalidade de confirmar os efeitos da presente invenção, prepararam-se 11 amostras de aço tendo a composição química dada na Tabela 1. As amostras de aço foram continuamente fundidas na taxa de fundição e com a área em corte transversal da peça fundida de acordo com o tempo de fundição conforme dado na Tabela 2, e submetidas à laminação por puncionamento Mannesmann, laminação por alongamento do tubo laminador com mandril, e dimensionamento redutor de expansão, desse 10 modo, produziram-se estoques tendo um diâmetro externo de 34 mm e uma espessura de parede de 4,5 mm através de trabalho a quente. Com a finalidade de trefilar cada um desses estoques acabados quentes, primeiramente, a borda principal do estoque foi matrizado, e aplicou-se um lubrificante. Posteriormente, realizou-se trefilação a frio utilizando-se um 15 molde e um tampão para reduzir gradualmente o diâmetro do estoque. Após a superfície interna do estoque ter sido usinada e esmerilhada, realizou-se o tratamento de redução de diâmetro como um processo de acabamento, desse modo, o estoque foi acabado em um tubo de aço tendo um diâmetro externo de 8,0 mm e uma espessura de parede de 2,0 mm. Conforme o 20 processo final, esses tubos de aço foram temperados e revenidos sob as condições de tratamento térmico descritas na Tabela 2 de modo a obter 13 tipos de materiais amostrais. Na Tabela 2, considerando-se o aquecimento quando temperado, a taxa de aquecimento é igual a 12,5°C/seg no caso de aquecimento em alta frequência, e considerando-se o resfriamento quando 25 temperado, a taxa de resfriamento é igual a 12,5°C/seg no caso de aquecimento em alta frequência e 2,5°C/seg no caso de aquecimento em forno, respectivamente. Os materiais amostrais Nos. 3, 6 e 9 foram revenidos, não sendo temperados nem revenidos, conforme o tratamento térmico após a trefilação, e os materiais amostrais Nos. 6 e 9 foram obtidos a partir de 30 lingotes idênticos aos Nos. 5 e 8, respectivamente.
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 71/80
16/24 [Tabela 1]
Amostra de aço Composição química (% massa, o equilíbrio: Fe e impurezas)
C Si Mn P S Cr Mo Ti Nb V Ca
A 0,17 0,31 1,38 0,014 0,005 — — — — — *0,0027
B 0,17 0,31 1,38 0,014 0,005 — — — — — 0,0003
C 0,17 0,31 1,38 0,014 0,005 0,06 0,01 0,020 — 0,07 0,0003
D 0,18 0,30 1,40 0,013 0,006 0,08 0,02 0,007 — 0,08 *0,0032
E 0,18 0,30 1,40 0,013 0,006 0,08 0,02 0,007 — 0,08 0,0008
F 0,19 0,32 1,36 0,016 0,006 0,05 0,19 0,018 0,033 0,06 *0,0027
G 0,19 0,32 1,36 0,016 0,006 0,05 0,19 0,018 0,033 0,06 0,0001
H 0,11 0,19 *0.61 0,009 0,002 0,02 — — — — 0,0003
I 0,11 0,23 *0.64 0,015 0,005 0,01 — — — — *0,0035
J 0,19 0,25 1,31 0,011 *0,013 0,04 0,19 0,020 0,030 0,06 0,0002
K 0,19 0,29 1,33 0,011 0,006 0,05 0,18 0,019 0,036 0,06 0,0012
* fora do escopo da invenção.
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 72/80
17/24 [Tabela 2]
Material amostrai Amostra de aço Taxa de Fundição (m/min) Área em corte transver sal da peça fundida (mm2) Condições de tratamento térmico Diâmetro máximo de inclusões (pm) Resistência à tensão (N/mm2) Pressão interna crítica (MPa) Estado da porção fraturada
Tipo A Tipo B Tipo C
1 A Comparativo 2,3 28.000 Mantido em 1000°Cx10min, temperado e revenido em 550°Cx30min. 2 *20 *32 950 220 Fratura por fadiga a partir da superfície interna do tubo originada a partir de inclusões do tipo C.
2 B Invenção 0,5 220.000 - 8 16 945 265 Fratura por fadiga a partir da superfície interna do tubo.
3 C Comparativo 2,3 220.000 Aquecido em 1000°Cx20 min em forno de recozimento, e naturalmente resfriado - 9 18 *549 200 Fratura por fadiga a partir da superfície interna do tubo.
4 D Comparativo 0,5 28.000 Aquecido em alta frequência até 1000°C, temperado sem tempo de retenção, e revenido em 625°Cx10min. - *25 *34 915 240 Fratura por fadiga a partir da superfície interna do tubo originada a partir de inclusões do tipo C.
5 E Invenção 2,3 220.000 1 7 10 923 260 Fratura por fadiga a partir da superfície interna do tubo.
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 73/80
18/24
6 E Comparativo 2,3 220.000 Mantido em 1000°Cx20min no forno de recozimento, e naturalmente resfriado. 2 5 11 *641 235 Fratura por fadiga a partir da superfície interna do tubo.
7 F Comparativo 0,5 28.000 Aquecido em 1000°Cx10min, temperado , e revenido em 550°Cx30min. - *28 *33 980 245 Fratura por fadiga a partir da superfície interna do tubo originada a partir de inclusões do tipo C.
8 G Invenção 2,3 220.000 - 7 8 994 285 Fratura por fadiga a partir da superfície interna do tubo.
9 G Comparativo 2,3 220.000 Mantido em 1000°Cx20min no forno de recozimento, e naturalmente resfriado. - 7 9 *724 255 Fratura por fadiga a partir da superfície interna do tubo.
10 H Comparativo 2,3 220.000 Aquecido em alta frequência até 1000°C, temperado sem tempo de retenção, e revenido em 200°Cx10min. - - 11 *505 185 Fratura por fadiga a partir da superfície interna do tubo.
11 I Comparativo 0,5 28.000 - *23 *37 *495 180 Fratura por fadiga a partir da superfície interna do tubo.
12 J Comparativo 2,3 220.000 Mantido em 1000°Cx10min, temperado , e revenido em 625°Cx30min. *23 5 6 992 245 Fratura por fadiga a partir da superfície interna do tubo originada a partir de inclusões do tipo .
13 K Comparativo 0,5 28.000 2 *32 *22 998 240 Fratura por fadiga a partir da superfície interna do tubo originada a partir de inclusões do tipo B.
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 74/80
19/24 [0054] Uma parte dos materiais amostrais, sendo que cada um desses descritos anteriormente, foi cortada de modo a obter uma amostra, e a amostra foi processada até um tamanho de peça de teste de tensão especificada como peça de teste No. 11 em JIS, e conduziu-se um teste de tensão. Para a amostra, uma porção correspondente à faixa até uma profundidade de 20 pm a partir da superfície interna do tubo de aço foi observada através de um microscópio óptico de modo a investigar inclusões precipitadas.
[0055] A Tabela 2 proporciona resistências à tração de materiais amostrais e os diâmetros máximos das inclusões. Os materiais amostrais Nos. 1, 4, 7 e 11 contêm um teor de Ca maior que o teor dos materiais amostrais Nos. 2, 3, 5, 6 e 8 a 10. A Tabela 2 revela que os materiais amostrais No. 1 e No. 2, No. 4 e No. 5, e No. 7 e No. 8, respectivamente, têm resistências à tração aproximadamente iguais, porém, para os materiais amostrais Nos. 1, 4 e 7 que contêm um teor de Ca maior, o diâmetro máximo das inclusões do tipo C é maior que o diâmetro máximo para os materiais amostrais Nos. 2, 5 e 8. Da mesma forma, para o material amostral No. 12, o diâmetro máximo das inclusões do tipo A é maior, e para o material amostral No. 10, o diâmetro máximo das inclusões do tipo B é grande. Para os materiais amostrais Nos. 3, 6 e 9 submetidos a recozimento sob condições de tratamento térmico, o diâmetro máximo das inclusões pode ser contido, porém, a resistência à tração é baixa, e afastada do valor almejado de 900 MPa.
[0056] Além disso, nos materiais amostrais, conduziu-se um teste de fadiga aplicando-se uma pressão à parte interna do tubo de aço. No teste de fadiga, a menor pressão interna foi ajustada em 18 MPa, e a maior pressão interna, na qual a fratura não ocorre mesmo quando a pressão for aplicada sob uma condição de carga de onda sinusoidal em relação ao tempo e o ciclo de repetição alcançar 107 ciclos, foi definida como a pressão interna crítica. Para o material amostral fraturado, o estado da porção
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 75/80
20/24 fraturada foi confirmado através de um microscópio óptico.
[0057] A Tabela 2 proporciona a pressão interna críticas e os estados de fratura dos materiais amostrais. No presente documento, os materiais amostrais Nos. 1, 4 e 7 que contêm um teor de Ca maior têm uma pressão interna crítica menor que a dos materiais amostrais Nos. 2, 5 e 8. Independentemente do estado de fratura, a fratura por fadiga se origina a partir da superfície interna do tubo de aço sobre o qual a maior parte da pressão é aplicada; para os materiais amostrais Nos. 1, 4 e 7, diferente,ente dos materiais amostrais Nos. 2, 5 e 8, a fratura por fadiga se origina a partir das inclusões do tipo C presentes na faixa até uma profundidade de 20 pm a partir da superfície interna do tubo de aço. Da mesma forma, para o material amostral No. 12, a fratura por fadiga se origina a partir das inclusões do tipo A presentes na faixa até uma profundidade de 20 pm a partir da superfície interna do tubo de aço, e para o material amostral No. 13, a fratura por fadiga se origina a partir das inclusões do tipo B presentes, de modo semelhante, na faixa até uma profundidade de 20 pm a partir da superfície interna do tubo de aço.
[0058] Conforme aparente a partir dos resultados de teste descritos anteriormente, para o material amostral tendo uma resistência à tração tão alta quanto 900 MPa, mantendo-se o diâmetro máximo de inclusões não-metálica pequeno, a fratura por fadiga que se origina a partir de uma inclusão pode ser evitada, e a pressão interna crítica pode ser reduzida.
Exemplo 2 [0059] Utilizando-se as amostras de aço C e G na Tabela 1, as mesmas foram submetidas à fabricação de tubo a quente e ao tratamento de redução de diâmetro através de trefilação a frio com base no mesmo método de fabricação do exemplo 1, com a finalidade de se obter tubos de aço acabados, cada um tendo um diâmetro externo de 8,0 mm e uma espessura de parede de 2,0 mm. Os tubos de aço foram tratados a quente sob várias
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 76/80
21/24 condições de têmpera e revenido, e as resistências à tração foram comparadas por teste de tensão. Os resultados de teste são dados na Tabela 3.
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 77/80
22/24 [Tabela 3]
Material amostrai Amostra de aço Taxa de fundição (m/min) Área em corte transversal da peça fundida (mm2) Condições de tratamento térmico (Nota) Taxa de resfriamento (°C/seg) Temperatura de revenido (°C) Resistência à tração (N/mm2)
14 C Invenção 0,5 220.000 1100°C por aquecimento em alta frequência 100 625 945
15 C Invenção 0,5 220.000 1000°Cx10min 100 550 1018
16 C Invenção 0,5 220.000 920°Cx10min 100 625 932
17 C Invenção 0,5 220.000 850°Cx10min 100 625 921
18 C Comparativo 0,5 220.000 920°Cx10min 100 725 725
19 C Comparativo 0,5 220.000 800°Cx10min 100 625 690
20 C Comparativo 0,5 220.000 1000°Cx20min 1 — 718
21 G Invenção 0,5 220.000 1000°Cx20min 100 525 1010
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 78/80
23/24
22 G Invenção 0,5 220.000 920°Cx20min 100 450 1210
23 G Invenção 0,5 220.000 850°Cx20min 100 450 1185
Nota: Apenas o material amostrai No.20 foi tratado termicamente, tal como mantido em 1000oCx20min e aberto resfriado
Outros materiais amostrais Nos. foram tratados termicamente, tal como mantidos em uma temperatura e tempo indicados, temperados e revenidos
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 79/80
24/24 [0060] Os materiais amostrais Nos. 14 a 17 e 21 a 23 foram temperados e revenidos sob as condições de fabricação da presente invenção, supondo-se uma resistência a tração não inferior a 900 N/mm2. Entre esses materiais amostrais, o No. 14 foi aquecido em uma taxa de aquecimento igual a 12,5°C/seg através de aquecimento em alta frequência, e o tempo de encharcamento absorção do mesmo é substancialmente igual a 0 segundo. Por outro lado, os materiais amostrais Nos. 18 a 20 foram tratados termicamente sem a utilização do método de fabricação de acordo com a presente invenção, e as resistências a tração dos mesmos foram 10 menores que 900 N/mm2. O material amostral No. 20 foi resfriado gradualmente a partir da temperatura de aquecimento. A partir dos resultados de teste descritos anteriormente, pode-se observar que se o método de fabricação de acordo com a presente invenção for utilizado, podese garantir, de modo estável, uma resistência à tração não inferior a 900 15 N/mm2.
Aplicabilidade Industrial [0061] Referindo-se ao tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível de acordo com a presente invenção, pode-se evitar a fratura por fadiga que se origina a partir de uma inclusão não-metálica presente 20 próxima à superfície interna do tubo de aço, de tal modo que a pressão interna crítica possa ser aumentada, enquanto se garante uma resistência à 2 tração não inferior a 900 N/mm2. Portanto, quando este tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível for utilizado como um tubo de aço que serve para fornecer combustível em uma câmara de combustão de 25 motores a diesel, a fadiga não ocorre mesmo se a pressão de injeção do combustível fornecido à câmara de combustão for suficientemente aumentada.
Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 80/80

Claims (5)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível, CARACTERIZADO pelo fato de que consiste, por percentual de massa, em C: 0,12 a 0,27%, Si: 0,05 a 0,40%, e Mn: 0,8 a 2,0%, e opcionalmente um ou mais tipos de Cr: 1% ou menor, Mo: 1% ou menor, Ti: 0,04% ou menor, Nb: 0,04% ou menor, e V: 0,1% ou menor, sendo que o equilíbrio é Fe e impurezas, sendo que as impurezas contêm Ca: 0,001% ou menor, P: 0,02% ou menor, e S: 0,01% ou menor, sendo que a resistência à tensão do mesmo não é menor que 900 N/mm2, e o diâmetro máximo de inclusões nãometálicas do tipo A, tipo B ou tipo C presentes durante ao menos uma profundidade de 20 pm a partir da superfície interna do tubo de aço não é maior que 20 pm.
  2. 2. Método de fabricação para um tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível, tendo uma composição química conforme definida na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de temperar o tubo de aço em uma temperatura não inferior ao ponto de transformação Ac3, e revenir o tubo de aço temperado em uma temperatura não superior ao ponto de transformação Ac1, em que a têmpera e revenimento são realizados após a realização de uma trefilação a frio final.
  3. 3. Método de fabricação para um tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura de têmpera não é inferior ao [ponto de transformação Ac3 + 30°C] e não superior a 1150°C.
  4. 4. Método de fabricação para um tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o aquecimento até a temperatura de têmpera é realizado em uma taxa de aquecimento não inferior a 10°C/segundo.
  5. 5. Método de fabricação para um tubo de aço destinado a tubos injeção de combustível, de acordo com qualquer uma das
    Petição 870190033135, de 05/04/2019, pág. 55/80
    2/2 reivindicações 2 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura de revenimento não é inferior a 600°C e não superior a 650°C.
BRPI0813567-3A 2007-07-10 2008-06-30 Tubo de aço destinado a tubos de injeção de combustível e método de fabricação do mesmo BRPI0813567B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007-180409 2007-07-10
JP2007180409A JP5065781B2 (ja) 2007-07-10 2007-07-10 燃料噴射管用鋼管およびその製造方法
PCT/JP2008/061856 WO2009008281A1 (ja) 2007-07-10 2008-06-30 燃料噴射管用鋼管およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BRPI0813567A2 BRPI0813567A2 (pt) 2014-12-23
BRPI0813567B1 true BRPI0813567B1 (pt) 2019-07-09

Family

ID=40228459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0813567-3A BRPI0813567B1 (pt) 2007-07-10 2008-06-30 Tubo de aço destinado a tubos de injeção de combustível e método de fabricação do mesmo

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8795450B2 (pt)
EP (1) EP2177745B1 (pt)
JP (1) JP5065781B2 (pt)
KR (1) KR101169853B1 (pt)
CN (1) CN101688505B (pt)
BR (1) BRPI0813567B1 (pt)
ES (1) ES2712501T3 (pt)
RU (1) RU2430260C1 (pt)
WO (1) WO2009008281A1 (pt)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10296916B2 (en) 2009-09-11 2019-05-21 Maridee Joy Maraz System and/or method for handling recalled product purchases and/or return/warranty requests
EP2738380B1 (de) * 2012-11-28 2018-02-21 TI Automotive (Heidelberg) GmbH Kraftstoffleitung
WO2015129617A1 (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 臼井国際産業株式会社 燃料噴射管用鋼管およびそれを用いた燃料噴射管
JP6070617B2 (ja) * 2014-04-03 2017-02-01 Ｊｆｅスチール株式会社 耐内圧疲労特性に優れた燃料噴射管用継目無鋼管
JP6789611B2 (ja) * 2015-01-22 2020-11-25 臼井国際産業株式会社 ガソリン直噴用フューエルレールの製造方法
JP6530069B2 (ja) 2015-06-17 2019-06-12 臼井国際産業株式会社 燃料噴射管用鋼管およびその製造方法
JP6981240B2 (ja) * 2017-12-26 2021-12-15 日本製鉄株式会社 継目無鋼管及び継目無鋼管の製造方法
EP3925714A4 (en) * 2019-02-13 2023-06-14 Nippon Steel Corporation STEEL PIPE FOR A FUEL INJECTION LINE AND FUEL INJECTION LINE WITH THEM
US20220112572A1 (en) * 2019-02-13 2022-04-14 Nippon Steel Corporation Steel pipe for fuel injection pipe, and fuel injection pipe using same
EP4134578A4 (en) 2020-04-07 2023-09-20 Nippon Steel Corporation STEEL PIPE FOR PRESSURE PIPES

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU478120A1 (ru) 1973-06-07 1975-07-25 Предприятие П/Я А-1877 Нагнетательный трубопровод
JPS59232220A (ja) * 1983-06-14 1984-12-27 Sumitomo Metal Ind Ltd 耐硫化物腐食割れ性に優れた高強度鋼の製法
JPS6254060A (ja) * 1985-09-02 1987-03-09 Nippon Kokan Kk <Nkk> 耐遅れ破壊性の優れた高強度油井用鋼管
CH670172A5 (pt) * 1986-05-30 1989-05-12 Bbc Brown Boveri & Cie
US5265793A (en) * 1989-02-07 1993-11-30 Usui Kokusai Sangyo Kabushiki Kaisha Small thick-walled composite metal tubing and process of producing the same
JPH03232923A (ja) * 1990-02-06 1991-10-16 Nippon Steel Corp 板厚中心部まで高靭性な溶接性高強度鋼の製造方法
JPH03258207A (ja) 1990-03-07 1991-11-18 Tokuriki Honten Co Ltd 宝飾用貴金属品の製造方法
RU417U1 (ru) 1994-03-29 1995-05-16 Фирма "Авангард" Топливопровод
US5938865A (en) 1995-05-15 1999-08-17 Sumitomo Metal Industries, Ltc. Process for producing high-strength seamless steel pipe having excellent sulfide stress cracking resistance
JP3258207B2 (ja) * 1995-07-31 2002-02-18 新日本製鐵株式会社 低温靭性の優れた超高張力鋼
JPH0967624A (ja) 1995-08-25 1997-03-11 Sumitomo Metal Ind Ltd 耐ｓｓｃｃ性に優れた高強度油井用鋼管の製造方法
JPH0957329A (ja) 1995-08-28 1997-03-04 Nkk Corp ディーゼルエンジン燃料噴射管用鋼管の製造方法
JP3906942B2 (ja) * 1996-04-22 2007-04-18 臼井国際産業株式会社 ディーゼル内燃機関用の高圧燃料噴射管
US5887628A (en) 1996-04-22 1999-03-30 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Limited High pressure fuel injection pipe for diesel internal combustion engine
JPH1088274A (ja) * 1996-09-10 1998-04-07 Japan Casting & Forging Corp 強靭耐熱鋼ならびにその製造方法
RU2117816C1 (ru) 1997-02-25 1998-08-20 Открытое акционерное общество "Коломенский завод" Топливопровод высокого давления двигателя внутреннего сгорания
JP3410947B2 (ja) * 1998-01-09 2003-05-26 日産自動車株式会社 無段変速機の転動体およびその製造方法
JPH11302726A (ja) * 1998-04-24 1999-11-02 Nippon Steel Corp 材質偏差の小さい強靭鋼の製造方法
JP3543708B2 (ja) * 1999-12-15 2004-07-21 住友金属工業株式会社 耐硫化物応力腐食割れ性に優れた油井用鋼材およびそれを用いた油井用鋼管の製造方法
EP1375683B1 (en) * 2001-03-29 2012-02-08 Sumitomo Metal Industries, Ltd. High strength steel tube for air bag and method for production thereof
JP3934511B2 (ja) * 2002-08-26 2007-06-20 新日本製鐵株式会社 疲労特性の優れたコモンレール
US20050000601A1 (en) * 2003-05-21 2005-01-06 Yuji Arai Steel pipe for an airbag system and a method for its manufacture
JP4141405B2 (ja) * 2003-10-28 2008-08-27 大同特殊鋼株式会社 快削鋼及びそれを用いた燃料噴射システム部品
JP2005201254A (ja) * 2003-12-16 2005-07-28 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd ディーゼルエンジン用高圧燃料配管
JP4403875B2 (ja) 2004-05-14 2010-01-27 大同特殊鋼株式会社 冷間工具鋼
JP4987263B2 (ja) * 2005-07-26 2012-07-25 三桜工業株式会社 高強度鋼管およびその熱処理方法
JP4372064B2 (ja) * 2005-08-04 2009-11-25 新日本製鐵株式会社 自動車用高圧燃料噴射蓄圧分配器およびその製造方法
EP1914418B1 (en) 2005-08-04 2012-01-25 Nippon Steel Corporation High-pressure fuel injection accumulator distributor for automobile and method of manufacturing the same
JP5069863B2 (ja) * 2005-09-28 2012-11-07 株式会社神戸製鋼所 溶接性に優れた４９０ＭＰａ級低降伏比冷間成形鋼管およびその製造方法
JP5033345B2 (ja) * 2006-04-13 2012-09-26 臼井国際産業株式会社 燃料噴射管用鋼管

Also Published As

Publication number Publication date
CN101688505B (zh) 2012-08-22
JP2009019503A (ja) 2009-01-29
KR101169853B1 (ko) 2012-07-30
ES2712501T3 (es) 2019-05-13
EP2177745A1 (en) 2010-04-21
US20100167086A1 (en) 2010-07-01
EP2177745B1 (en) 2018-11-21
US8795450B2 (en) 2014-08-05
EP2177745A4 (en) 2014-09-17
CN101688505A (zh) 2010-03-31
KR20100029271A (ko) 2010-03-16
JP5065781B2 (ja) 2012-11-07
WO2009008281A1 (ja) 2009-01-15
RU2430260C1 (ru) 2011-09-27
BRPI0813567A2 (pt) 2014-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0813567B1 (pt) Tubo de aço destinado a tubos de injeção de combustível e método de fabricação do mesmo
ES2668358T3 (es) Tubería de acero a modo de tubería de inyección de combustible
JP4251229B1 (ja) 高圧水素ガス環境用低合金鋼および高圧水素用容器
CA2979021C (en) Steel material for composite pressure vessel liner, steel pipe or tube for composite pressure vessel liner, and method of manufacturing steel pipe or tube for composite pressure vessel liner
US10308994B2 (en) Seamless steel tube for fuel injection
BRPI1011755B1 (pt) Tubo de aço de alta resistência sem costura, com excelente resistência à fragilização causada por sulfeto, para poços de petróleo e processo para produção do mesmo
KR101846766B1 (ko) 연료 분사관용 강관 및 그것을 이용한 연료 분사관
KR20180038024A (ko) 고압 수소 가스 중의 내수소 취화 특성이 우수한 수소용 강 구조물 및 그 제조 방법
KR102062282B1 (ko) 연료 분사관용 강관 및 그 제조 방법
TW201408802A (zh) 具有優異捲線性與耐氫脆性的高強度彈簧鋼用鋼線及其製造方法
JP7440740B2 (ja) タンク用鋼板
JP2012111979A (ja) 高強度中空ばね用シームレス鋼管
JP2009221533A (ja) 耐内圧破壊特性に優れた高強度鋼管及びその製造方法
US20220136469A1 (en) Steel pipe for fuel injection pipe, and fuel injection pipe using same
JP6365793B2 (ja) 複合容器蓄圧器用ライナー、複合容器蓄圧器、および複合容器蓄圧器用ライナーの製造方法
JPH04120241A (ja) 耐サワー電縫鋼管用鋼
US12000364B2 (en) Steel pipe for fuel injection pipe and fuel injection pipe using the same

Legal Events

Date Code Title Description
B25A Requested transfer of rights approved

Owner name: USUI KOKUSAI SANGYO KAISHA, LTD. (JP) , NIPPON STE

B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B06T Formal requirements before examination [chapter 6.20 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 09/07/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. (CO) 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 09/07/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS

B25D Requested change of name of applicant approved

Owner name: USUI KOKUSAI SANGYO KAISHA, LTD. (JP) ; NIPPON STE

B21F Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time

Free format text: REFERENTE A 14A ANUIDADE.

B24J Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi, resolution 113/2013 art. 12)

Free format text: EM VIRTUDE DA EXTINCAO PUBLICADA NA RPI 2677 DE 26-04-2022 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDA A EXTINCAO DA PATENTE E SEUS CERTIFICADOS, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013.