CH634601A5 - STEEL AUSTENITIC MANGANESE AND WELDABLE moldable. - Google Patents
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Description
634 601 634,601
2 2
REVENDICATION CLAIM
Z85 Z85
C VS
Mn Mn
Si Yes
Mo Mo
Acier austénitique au manganèse moulable et soudable, ca Moldable and weldable manganese austenitic steel, ca
1 1
0,865 0.865
14,0 14.0
0,44 0.44
1,20 1.20
ractérisé en ce qu'il est constitué de characterized in that it consists of
2 2
0,015 0.015
12,6 12.6
0,80 0.80
1,20 1.20
3 3
0,840 0.840
13,4 13.4
0,49 0.49
1,27 1.27
- Carbone - Carbon
0,75 à 0,9% 0.75 to 0.9%
54 54
0,890 0.890
13,3 13.3
0,52 0.52
1,00 1.00
— Silicium - Silicon
=£ 1% = £ 1%
5 5
0,765 0.765
13,4 13.4
0,32 0.32
1,80 1.80
— Manganèse - Manganese
12,5 à 15% 12.5 to 15%
6 6
0,775 0.775
14,0 14.0
0,27 0.27
1,26 1.26
- Molybdène - Molybdenum
1,0 à 1,8% 1.0 to 1.8%
7 7
0,890 0.890
13,0 13.0
0,51 0.51
1,80 1.80
- le reste étant du fer et éventuellement des impuretés. - the rest being iron and possibly impurities.
La présente invention concerne un acier austénitique au manganèse, moulable et soudable, plus particulièrement destiné, à titre d'exemple, à la réalisation de cœurs de voies. The present invention relates to an austenitic manganese steel, moldable and weldable, more particularly intended, by way of example, for making track cores.
Les cœurs de voies qui sont des organes très durement soumis à des chocs répétés dans les appareils de voie tels que les aiguillages, sont généralement réalisés par moulage d'un acier austénitique au manganèse comportant de 12 â 13% en poids de manganèse et de 1,1 â 1,2 de carbone. The track cores, which are organs which are subjected very harshly to repeated shocks in track equipment such as switches, are generally made by molding an austenitic manganese steel comprising from 12 to 13% by weight of manganese and 1 , 1 to 1.2 carbon.
Un tel acier présente les caractéristiques mécaniques nécessaires à cet usage, mais seulement après un traitement d'hyper-trempe, par trempe à l'eau après un chauffage à 1 080 °C pendant 30 mn. Cet acier se montre en effet extrêmement sensible à un chauffage, même de courte durée, à des températures inférieures à 950 °C. Dans ce domaine de températures en effet il se produit une précipitation extrêmement rapide du carbure intergranulaire qui lui confère une très grande fragilité et une résistance pratiquement nulle aux chocs. C'est cette particularité qui le rend inutilisable à l'état brut de moulage, ainsi que pour toute opération comportant un revenu à basse température tel que des opérations de cintrage, d'emboutissage, ou des opérations de soudage; toutes ces opérations nécessitent une régénération ultérieure par hypertrempe dans des conditions indiquées ci-dessus. En particulier le rechargement sur place des cœurs de voies en service avariés est impossible avec un tel acier usuellement utilisé pour la réalisation des cœurs de voies. Such a steel has the mechanical characteristics necessary for this use, but only after a hyper-quenching treatment, by quenching with water after heating at 1080 ° C. for 30 min. This steel is indeed shown to be extremely sensitive to heating, even for a short time, at temperatures below 950 ° C. In this temperature range, in fact, there is an extremely rapid precipitation of the intergranular carbide which gives it very great brittleness and practically zero resistance to shocks. It is this peculiarity which makes it unusable in the raw molding state, as well as for any operation comprising an income at low temperature such as bending, stamping, or welding operations; all these operations require a subsequent regeneration by hyper quenching under the conditions indicated above. In particular, it is impossible to reload on-site track cores in damaged service with such steel usually used for making track cores.
La présente invention a pour objet une nuance d'acier austénitique au manganèse qui, en conservant les caractéristiques finales de l'acier habituellement utilisé, permet de les obtenir à l'état brut de moulage sans traitement de régénération par hypertrempe, et en outre est soudable pour permettre les opérations de rechargement. The subject of the present invention is a grade of austenitic manganese steel which, while retaining the final characteristics of the steel usually used, makes it possible to obtain them in the raw molding state without regeneration treatment by hyper quenching, and furthermore is weldable to allow reloading operations.
L'acier objet de l'invention est caractérisé par la composition suivante en poids: The steel object of the invention is characterized by the following composition by weight:
Carbone Silicium Manganèse Molybdène Carbon Silicon Manganese Molybdenum
0,75 à 0,9% s=l% 12,5 à 15% 1,0 à 1,8% 0.75 to 0.9% s = l% 12.5 to 15% 1.0 to 1.8%
le reste étant constitué par du fer et éventuellement par les impuretés habituelles des aciers. the rest being constituted by iron and possibly by the usual impurities of steels.
Les qualités de l'acier selon l'invention, désigné ci-après par la référence Z 85, seront mises en valeur par les résultats d'essais suivants donnés à titre d'exemple, en comparaison avec celles d'un acier usuel utilisé pour la fabrication des cœurs de voies moulés, et qui sera désigné ci-après par la référence Z 110; comme indiqué plus haut un tel acier comporte de 12 à 13% de manganèse, et de 1,1 à 1,2 de carbone. The qualities of the steel according to the invention, designated below by the reference Z 85, will be enhanced by the following test results given by way of example, in comparison with those of a conventional steel used for the manufacture of molded track cores, which will be designated below by the reference Z 110; as indicated above, such a steel contains from 12 to 13% of manganese, and from 1.1 to 1.2 of carbon.
De préférence l'acier selon l'invention contient 0,8 à 0,9% de carbone, moins de 1 % de silicium, 13 à 15 % de manganèse et 1,2 à 1,8% de molybdène. Preferably, the steel according to the invention contains 0.8 to 0.9% of carbon, less than 1% of silicon, 13 to 15% of manganese and 1.2 to 1.8% of molybdenum.
Le tableau suivant indique des compositions préférées 1 à 7 de l'acier Z 85 selon l'invention en % en poids des composants de l'alliage, le reste étant toujours constitué par du fer et éventuellement des impuretés. The following table indicates preferred compositions 1 to 7 of the steel Z 85 according to the invention in% by weight of the components of the alloy, the remainder always consisting of iron and possibly impurities.
1. Essais de résilience 1. Resilience tests
L'acier Z 85 selon l'invention, à l'état brut de moulage, présente une résilience de 190 ± 20 J/cm2. A titre de comparaison l'acier usule Z110, après hypertrempe, présente une rési-15lience de 180 ± 30 J/cm2, alors qu'à l'état brut de moulage sa résilience est inférieure à 10 J/cm2. The steel Z 85 according to the invention, in the raw molding state, has a resilience of 190 ± 20 J / cm2. By way of comparison, the used steel Z110, after hyper quenching, has a resistance of 180 ± 30 J / cm2, while in the raw molding state its resilience is less than 10 J / cm2.
2. Essais de choc au mouton vertical 2. Vertical sheep impact tests
Cet essai se réfère au cahier des charges de la Société Nationale des Chemins de Fer Français, qui impose des essais de choc 2Qsur des barreaux de section 30 x 30 mm non entaillés, au moyen d'un mouton vertical de 50 kg tombant d'une hauteur de 3 mètres. This test refers to the specifications of the National Society of French Railways, which imposes 2Q impact tests on bars of section 30 x 30 mm not cut, by means of a vertical sheep of 50 kg falling from a height of 3 meters.
Le critère d'acceptation impose l'absence de rupture après trois chocs successifs, et les fissures éventuelles apparues sur ces 25 barreaux au cours de l'essai ne doivent pas excéder 10 mm. The acceptance criterion imposes the absence of rupture after three successive impacts, and any cracks which appeared on these 25 bars during the test must not exceed 10 mm.
L'acier Z 85 selon l'invention a satisfait à cette exigence de trois chocs, et les fissures observées restent inférieures à 1 mm. Par comparaison l'acier Z110 usuel, à l'état hypertrempé, satisfait également à ces exigences ; mais à l'état brut de moulage 30 l'éprouvette est entièrement rompue après un seul choc du mouton tombant d'une hauteur de 50 cm. The steel Z 85 according to the invention satisfied this requirement of three shocks, and the cracks observed remain less than 1 mm. By comparison, the usual Z110 steel, in the hyper-quenched state, also meets these requirements; but in the raw molding state 30 the test piece is completely broken after a single impact of the sheep falling from a height of 50 cm.
3. Dureté 3. Hardness
L'acier Z 85 selon l'invention, à l'état brut de moulage, présente une dureté Brinell de 185 ± 5, mesurée à la bille de 35 5 mm sous un effort de 750 kg. A titre de comparaison l'acier usuel Z110, à l'état hypertrempé, présente habituellement une dureté Brinell de 187 ± 6. The steel Z 85 according to the invention, in the raw molding state, has a Brinell hardness of 185 ± 5, measured with a ball of 35 5 mm under an effort of 750 kg. By way of comparison, the usual steel Z110, in the hyper-quenched state, usually has a Brinell hardness of 187 ± 6.
4. Aptitude au durcissement par écrouissage ou sous l'effet de chocs répétés. 4. Suitability for hardening by work hardening or under the effect of repeated impacts.
40 La nuance Z 85 selon l'invention, après compression à des taux d'écrouissage croissants successivement de 5,10 et 15 %, présente des augmentations de dureté Vickers respectivement de 54,99 et 152 par rapport à l'état initial. A titre comparatif l'acier usuel Z 110, à l'état hypertrempé, et pour les mêmes taux 45 d'écrouissage croissants, présente des augmentations de dureté Vickers de 56, 87 et 120 par rapport à l'état initial. 40 The grade Z 85 according to the invention, after compression at work hardening rates increasing successively by 5.10 and 15%, has Vickers hardness increases of 54.99 and 152 respectively compared to the initial state. By way of comparison, the usual steel Z 110, in the hyper-quenched state, and for the same increasing rates of work hardening, exhibits Vickers hardness increases of 56, 87 and 120 compared to the initial state.
5. Aptitude au moulage 5. Suitability for molding
On a réalisé par moulage à partir de l'acier Z 85 selon 50 l'invention, deux tronçons de rails de profil standard 50 kg et de 80 cm de longueur. Les examens non destructifs ont montré une très bonne venue des tronçons e et une bonne santé interne du métal. Two sections of standard profile rails 50 kg and 80 cm in length were produced by molding from Z 85 steel according to the invention. Non-destructive examinations showed a very good coming of the e sections and good internal health of the metal.
La dureté Brinell de ces tronçons, à l'état brut de moulage était de 189 ± 2. The Brinell hardness of these sections, in the raw molding state, was 189 ± 2.
Tous les essais qui précèdent montrent que l'acier Z 85 selon l'invention, à l'état brut de moulage, présente à un degré au moins égal, et parfois supérieur, les caractéristiques mécaniques obtenus avec l'acier usuel Z 110 à l'état hypertrempé. All of the above tests show that the steel Z 85 according to the invention, in the raw molding state, has to a degree at least equal, and sometimes higher, the mechanical characteristics obtained with the usual steel Z 110 to 1 'drenched state.
60 6. Soudabilité 60 6. Weldability
En outre l'acier Z 85 selon l'invention présente des qualités de soudabilité inexistantes pour l'acier usuel Z110. Des essais de soudage ont été effectués sur des échantillons bruts de moulage en acier Z 85 selon l'invention, en utilisant soit une ba-65guette de soudure de composition: C 0,6 à 0,7% - Mn 12 à 14% - Si 0,25 %, ou avec des baguettes de même composition que l'acier Z 85. Les soudures effectuées n'ont pas été régénérées par hypertrempe. L'examen microscopique en coupe des sou55 In addition, the steel Z 85 according to the invention has qualities of weldability which do not exist for the usual steel Z110. Welding tests were carried out on raw samples of Z 85 steel molding according to the invention, using either a welding rod of composition: C 0.6 to 0.7% - Mn 12 to 14% - If 0.25%, or with rods of the same composition as Z 85 steel. The welds made have not been regenerated by hyper quenching. The microscopic cross-section of the sou55
3 3
634 601 634,601
dures ainsi réalisées n'a montré ni criques ni défauts dans la soudure, et une zone de jonction saine sans fissuration entre le métal de base et le dépôt. hard thus produced showed no cracks or defects in the weld, and a healthy junction zone without cracking between the base metal and the deposit.
Des mesures de résilience ont donné des valeurs de 195 ± 20 J/cm2, dans le métal de base au voisinage du dépôt, et de 162 ± 2 J/cm2 dans la zone de jonction à cheval sur le métal de base et le dépôt. Resilience measurements gave values of 195 ± 20 J / cm2 in the base metal near the deposit, and 162 ± 2 J / cm2 in the junction zone straddling the base metal and the deposit.
La dureté du métal de base au voisinage du dépôt était de 244 Brinell, et de 212 Brinell dans la zone de jonction entre le métal de base et le dépôt ; le métal déposé présentait lui même une dureté Brinell de 221. The hardness of the base metal in the vicinity of the deposit was 244 Brinell, and 212 Brinell in the junction zone between the base metal and the deposit; the deposited metal itself had a Brinell hardness of 221.
Il résulte de ces essais que la nuance Z 85 selon l'invention est apte au rechargement par soudure sans régénération par hypertrempe, et que les caractéristiques des ensembles soudés ainsi obtenus sont équivalents à celles de l'acier usuel Z110 à l'était hypertrempé. It follows from these tests that the grade Z 85 according to the invention is suitable for reloading by welding without regeneration by hyper quenching, and that the characteristics of the welded assemblies thus obtained are equivalent to those of the usual steel Z110 when it was hyper quenched.
C VS
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |