CZ2015170A3 - Způsob výroby ledeburitických vysokolegovaných ocelí tepelným zpracováním - Google Patents
Způsob výroby ledeburitických vysokolegovaných ocelí tepelným zpracováním Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2015170A3 CZ2015170A3 CZ2015-170A CZ2015170A CZ2015170A3 CZ 2015170 A3 CZ2015170 A3 CZ 2015170A3 CZ 2015170 A CZ2015170 A CZ 2015170A CZ 2015170 A3 CZ2015170 A3 CZ 2015170A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- ledeburitic
- temperature
- heat treatment
- steel
- semi
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title description 4
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 title description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims description 6
- 229910001349 ledeburite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 abstract description 12
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- -1 Chromium carbides Chemical class 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
-
- 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
- C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
-
- 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
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/13—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by hot working
-
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/84—Controlled slow cooling
-
- 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
- C21D2211/007—Ledeburite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Způsob tváření vysokolegovaných ledeburitických ocelí s obsahem 0,8 % hmotn. až 14 % hmotn. chromu, kdy se ocelový polotovar ohřeje na teplotu ležící mezi solidem a likvidem, poté se provede ochlazení na teplotu v intervalu 1100 .degree.C až 1200 .degree.C, načež se polotovar podrobí tváření s minimálním logaritmickým stupněm deformace .fi.=0,69, a dále se řízeně ochlazuje v rozmezí 120 .degree.C/min až 10 .degree.C/min na teplotu okolí.
Description
Způsob výroby ledeburitických vysokolegovaných ocelí tepaným zpracováním
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby ^deburitických vysokolegovaných ocelí s obsahem chrómu v rozmezí 0,8| hmP^ý*l^hm.^js využitím tepelného zpracování a semi-solid stavu.
Dosavadní stav techniky
Při výrobě vysoko-legovaných ledeburitických nástrojových ocelí klasickou metalurgickou cestou vznikají ve struktuře velké, ostrohranné primární karbidy chrómu, které nelze běžnými způsoby tepelného zpracování odstranit a přenést je na morfologicky jiný, výhodnější typ malých a jemně dispergovaných karbidů, které by zabezpečovaly lepší mechanické vlastnosti. Pro dosažení tohoto stavu je proto nejčastěji používán proces výroby práškové metalurgie s následným sintrováním. Tento postup je technicky velmi náročný a nákladný.
Takovéto postupy jsou známy kupříkladu z dokumentu W
625, kde je popsáno získání slitiny oceli pomocí práškové metalurgie, která obsahuje prášek , na bázi železa, ja^hlavní složky s vysokou pevností a vysokou tuhostí. Prášek je Síříimeis^^ 5,^hm/^P, 5,9(hn$^Si a loChjrý^ Ni. V dokumentu US2011286874 je popsárvsintroyaný oceloyý díl a.způsqb jeho dosažení, přičemž prášek určený k sintrování ďbsahuj^kromě hlavni složky Fe dálemi5,5 .3,5^4,5% T Mí; 3^^,5^ Cu; 0,15^0,4^lMb + Ta; 0,T^0,^/o B; 0^ z /
0,5^0 Mn; O^O.oíťpy^Ťáx. 0,07?% fi^ C. Ocelový díl je vytvořený smíchání prášku pojivá a kovového prášku za vzniku práškové směsi, přičemž následuje selektivní řízené laserové slinování této práškové směsi. Je rovněž kupříkladu známé řešení v ^8232597, kde dochází k dokumentu JP výrobě antikorozní oceli, která obsahuje intersticiální rozpuštěné nekovové prvky, kupříkladu uhlík, dusíku a/nebo bor, jež se používá jako materiál pro zpracování antikorozní strojní části. Takováto struktura se podobě kovového prášku vstřikuje a tvaruje do vstřikovacího a tvarovacího zařízení.
Na základě obsahu prášku dojde k uložení velmi tvrdý částic karbidu, nitridu a/nebo boridu, ke zjemnění zrn karbidů dochází následně tepelným zpracováním.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky doposud známých způsobů výroby odstraňuje způsob výroby charakteristický tím, že se ocelový polotovar z ledeburitické nástrojové oceli s obsahem 0,8/hmt^ obsahující ostrohranné primární karbidy chrómu ohřeje do oblasti semi-solid stavu na teplotu, při které dosahuje podíl likvidu 10^?”*3θ|%. Přitom dojde k rozpuštění primárních karbidů chrómu, poté je provedeno ochlazení na teplotu v intervalu I2O(^C a při této teplotě se polotovar deformuje, např. válcování, tím se při dostatečné intenzitě deformace rozdrobí jemné karbidicko-austenitické síťoví, které vzniklo v důsledku částečného natavení při předchozím zahřátí do semi-solid stavu. Karbidy chrómu ze síťoví se v důsledku deformace homogenně redistribují v austenitické matrici.
Po dokončení tváření se provede řízené ochlazení na teplotu okolí, čímž v závislosti na rychlosti ochlazení vznikne buď feriticko-perlitická struktura s jemnými karbidy chrómu, nebo při vyšší rychlosti ochlazování zákalné struktury obsahující austenit, martenzit a jemnozrnné, dobře dispergované karbidy chrómu.
Je výhodné pokud je ocelový polotovar ohřát na teplotu ležící mezi solidem a likvidem a podíl likvidu přitom dosahuje dosahuje 10 + 30 %.
y cukutetnzní
Příklad provedeny vynálezu
Do kontejneru z nízkolegované ocelové trubky je s minimální vůlí vložena ocelová tyč zocelí X210Cr12 (Zab. 1) kruhového průřezu, přičemž její konce jsou hermeticky uzavřeny svarem. Takto připravený polotovar se ohřeje v peci za dobu 20 minut na teplotu 126^C. Poté se ochladí na teplotu 110(^C a při této teplotě se provede válcování mezi kosými válci s logaritmickým stupněm deformace φ=0,69 a více. Následuje ochlazení v peci rychlostí 12C^C za minutu.
Po dochlazení na teplotu okolí se kontejner odstraní buď soustružením, nebo loupáním. Tím vznikne tyč o požadované struktuře s velmi jemnou disperzí chromových karbidů, která je vhodná pro výrobu polotovarů pro nástroje.
| c | Cr | Mn | Si | Ni | P | S |
| 2,01 | 11,3 | 0,27 | 0,23 | 0,08 | 0,014 | <0,001 |
Tab. 1: Chemické složení oceli v Ml % .
Výše uvedeným postupem byly pro validaci procesu zpracovány i materiál' CPM S30V a CPM 15V, které mají obsah chrómu 14 hm^W, eventuelně 5,25 %γ(
Tab. 2). U obou materiálů byla dosažena austeniticko - martenzitická struktura s homogenně dispergovanými jemnými karbidy chrómu.
| C | Cr | Mn | Mo | V | Si | |
| CPM S30V | 1,45 | 14 | - | 2 | 4 | - |
| CPM 15V | 3,4 | 5,25 | 0,5 | 1,3 | 14,5 | 0,9 |
Tab. 2 Chemické složení dalších zkoušených materiálů v ti· % ,
Průmyslová využitelnost
Vynález lze široce uplatnit v oblasti metalurgie pro výrobu nástrojových ocelí zejména pro strojírenský nebo chemický průmysl.
Claims (2)
1. Způsob tváření vysokolegovaných ledeburitických ocelí s obsahem 0,8lhR#jM V-S hm^^-chromU/Vyznačující se tím, že^Jocelový polotovar^ ohřáýílaleplotu ležící mezi solidem a likvidem, potěre provedet^ ochlazení na teplotu v intervalu 110ČFG až 1200°C, načež se polotovar podrobí tváření s minimálním logaritmickým stupněm deformace φ=0,69, dále j lďc/min na teplotu okolí.
rast řízenéí^ ochlazčí/á^ v rozmezí 12 až
2. Způsob tváření vysokolegovaných ledeburitických ocelí podle nároku 1 vyznačující se tím, že ocelový polotovart^fá^ likvidem, přičemž podíl likvidu dosahuje 10^3(^%.
mezi solidem a
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-170A CZ306020B6 (cs) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | Způsob výroby ledeburitických vysokolegovaných ocelí tepelným zpracováním |
| DE102015117370.0A DE102015117370A1 (de) | 2015-03-10 | 2015-10-13 | Ledeburitisches Verfahren zur Herstellung von hochlegierten Stählen durch thermische Behandlung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-170A CZ306020B6 (cs) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | Způsob výroby ledeburitických vysokolegovaných ocelí tepelným zpracováním |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2015170A3 true CZ2015170A3 (cs) | 2016-06-22 |
| CZ306020B6 CZ306020B6 (cs) | 2016-06-22 |
Family
ID=56120852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2015-170A CZ306020B6 (cs) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | Způsob výroby ledeburitických vysokolegovaných ocelí tepelným zpracováním |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ306020B6 (cs) |
| DE (1) | DE102015117370A1 (cs) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB821784A (en) * | 1956-09-03 | 1959-10-14 | Boehler & Co Ag Geb | Process for the manufacture of flat steel bars from chromium-alloyed ledeburitic tool steels, the change in dimensions when being hardened being practically the same in all directions |
| DE4445154A1 (de) | 1994-12-17 | 1996-06-20 | Fischer Artur Werke Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines aus korrosionsbeständigem Stahl bestehenden Spreizankers |
| US8017070B2 (en) | 2007-05-17 | 2011-09-13 | The Boeing Company | Direct to metal sintering of 17-4PH steel |
| CZ308918B6 (cs) * | 2010-11-19 | 2021-09-01 | Západočeská Univerzita V Plzni | Způsob tixotropního tváření malých součástí |
| US20140037986A1 (en) | 2012-08-02 | 2014-02-06 | Michael Weinstein | Nickel-based brazing metal powder for brazing base metal parts with reduced erosion |
| CN103898415B (zh) * | 2014-04-18 | 2015-09-23 | 北京科技大学 | 一种改进型Cr8钢轧辊及其制备方法 |
| CZ2014348A3 (cs) * | 2014-05-21 | 2015-11-25 | Západočeská Univerzita V Plzni | Způsob tepelného zpracování vysokolegované oceli |
-
2015
- 2015-03-10 CZ CZ2015-170A patent/CZ306020B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2015-10-13 DE DE102015117370.0A patent/DE102015117370A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ306020B6 (cs) | 2016-06-22 |
| DE102015117370A1 (de) | 2016-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Akhtar et al. | Probing true creep-hardening interaction in weld simulated heat affected zone of P91 steels | |
| TW201833346A (zh) | 用於製造雙相經燒結不銹鋼之不銹鋼粉末 | |
| KR20130004591A (ko) | 압출 공구용 강 | |
| JP4361686B2 (ja) | 鋼材及びその製造方法 | |
| Gorynin et al. | A concept of carbide design of steels with improved cold resistance | |
| CN106795611A (zh) | 冷加工工具钢 | |
| Ozer et al. | The effect of quenching/double quenching and tempering heat treatment cycles on the microstructure, impact energy and hardness of AISI H13 tool steel | |
| Matlock | Metallurgy of induction hardening of steel | |
| CZ2015170A3 (cs) | Způsob výroby ledeburitických vysokolegovaných ocelí tepelným zpracováním | |
| CN103352173A (zh) | 18CrNiMo7-6合金钢锻件的预备热处理方法 | |
| Tian et al. | Bainite transformation affected by predeformation and stress in G55SiMoV steel | |
| Kuzmin et al. | Optimization of perlite steels mechanical properties for car fasteners stamping | |
| US9765418B2 (en) | Microstructure of high-alloy steel and a heat treatment method of producing the same | |
| Studnicki et al. | Crystallization of low-alloyed construction cast steel modified with V and Ti | |
| Antunes et al. | Characterization of impact toughness properties of DIN39MnCrB6-2 steel grade | |
| Schaefer et al. | Microstructure Formation in Hypoeutectic Alloys in the Fe–C–B–Cr–W System | |
| Norkhudjayev et al. | INFLUENCE OF DOUBLE PHASE RECRYSTALLIZATION ON STRUCTURE FORMATION OF CARBON AND TOOL STEELS | |
| Janjušević et al. | Effect of tempering on mechanical properties and microstructure of a high-strength low-alloy steel | |
| ARAI et al. | Heat Treatment Characteristics of Tool Steels Quenched from Liquid State | |
| Lukarski et al. | Technological solutions to extend the operating cycle of tools and industrial machinery | |
| Dyja et al. | „The use of dilatometer DIL 805A/D for prediction of microstructure of the steel wire rod for cold upsetting” | |
| Halfa | Three main solidification reactions of vanadium modified T1–tungsten high speed tool steel | |
| Prasad et al. | An analysis of Hand Tool Material used for Agriculture work in Rural India | |
| Anburaj et al. | Quantitative analysis of intermetallic precipitates in high Mo superaustenitic stainless steel | |
| Clausen et al. | Influence of production process chain on grain size stability of a microalloyed 20CrMo5 case hardening steel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20240310 |