CZ297208B6

CZ297208B6 - Ocel legovaná chrómem

Info

Publication number: CZ297208B6
Application number: CZ20022399A
Authority: CZ
Inventors: Kloss-Ulitzka@Gisbert; Schnabel@Günter; Pacher@Oskar
Original assignee: Stahlwerk Ergste Westig Gmbh
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2001-01-08
Publication date: 2006-10-11
Also published as: WO2001053555A1; US6770243B2; CN1395625A; AU2001235396A1; GB2374605B; US20030165394A1; GB2374605A; CZ20022399A3; CA2397408C; CA2397408A1; CN1143904C; GB0216176D0

Abstract

Ocel legovaná chrómem s 0,4 az 0,75 % uhlíku, 0,4az 1,6 % manganu, 12 az 19 % chrómu, az 0,2 % niklu, az 0,7 % kremíku, 0,5 az 1,5 % molybdenu, do 1,5 % wolframu, 0,05 az 0,3 % vanadu, titanu a niobu, 0,02 az 0,15 % síry, az 0,1 % dusíku a do 0,008% boru, zbytek je zelezo vcetne necistot. Tato legovaná ocel se vyznacuje dobrou zpracovatelností, odolností proti korozi, odolností proti oderu, vysokou odolností proti vysokým teplotám az 300 .degree.C a výse a vysokou tuhostí.

Description

Ocel legovaná chrómem s 0,4 až 0,75 % uhlíku. 0,4 až 1,6 % manganu, 12 až 19 % chrómu, až 0,2 % niklu, až 0,7 % křemíku, 0,5 až 1,5 % molybdenu, do 1,5 % wolframu, 0,05 až 0,3 % vanadu, titanu a niobu, 0,02 až 0,15 % síry, až 0,1 % dusíku a do 0,008 % boru, zbytek je železo včetně nečistot.

Tato legovaná ocel se vyznačuje dobrou zpracovatelností, odolností proti korozi, odolností proti oděru, vysokou odolnosti proti vysokým teplotám až 300 °C a výše a vysokou tuhostí.

uMkMtocek

Mivem

C CrN»-oc«fí ⁰

*e.»íew»<> .·

Ocel legovaná chrómem

Oblast techniky

Vynález se týká oceli legované chrómem.

Dosavadní stav techniky

Poslední vývoj šicích strojů změnil rozhodujícím způsobem také profil požadavků na průmyslové šicí jehly. Doposud se vyráběly průmyslové jehly do šicích strojů z uhlíkové oceli s cca. 0,8 až 1,1% hmotnostních uhlíku. Na vlhkém vzduchu mají takové jehly tendenci k rezavění, což velmi silně omezuje jejich použití. Pro zlepšení odolnosti vůči korozi a pro vyloučení rezavění se proto jehly galvanicky pokovují, například v rotačních bubnech, kde se katodicky vylučuje nikl a/nebo chróm. Tloušťka kovové vrstvy pak často bývá velmi různá a kritická místa, jako například oblast ucha jehly, špice nebo žlábek pro nit, mohou být pokoveny jen velmi tence. Právě v těchto oblastech však v provozu dochází k silnému opotřebení. Otěr povrchové vrstvy je rovněž nežádoucí, protože je známo, že nikl je sám o sobě je i ve velmi malých koncentracích velmi alergizujícím kovem.

Další nevýhoda galvanického pokovení spočívá v tom, že při katodickém vylučování kovu v galvanických lázních může docházet k ukládání vodíku v materiálu jehel. Vodík způsobuje, že se výrazně zvyšuje křehkost, která pak může způsobit obávané lámání jehel s možnými následnými škodami na stroji.

Pro hospodárnou výrobu jehel má opracovatelnost zásadní význam. Platí to zvláště pro výrobu tenkých jehel. Doposud používané uhlíkaté oceli s obsahem uhlíku do 1,1 % hmotn. ještě tuto podmínku splňují, přičemž ve zchlazeném stavu při obsahu uhlíku přes 1 % hmotn. se již mohou projevovat obtíže při opracování ucha a žlábku pro nit. S těmito uhlíkatými ocelemi se po speciálním tepelném opracování dosahuje tvrdosti maximálně 800 až 840 HV1.

Teplotní stabilita, tedy udržení tvrdosti po zahřátí, je však nedostatečná. Již při zahřátí na 300 °C je možný pokles tvrdosti o více než 200 jednotek HV1 (10 jednotek HRC). Při plné tvrdosti dále existuje ještě vysoká citlivost na příjem vodíku, např. při galvanickém pokovení. Již malé obsahy vodíku mohou učinit martenzitickou strukturu stabilizovanou pouze uhlíkem křehkou a způsobit zvýšené nebezpečí lámání. Zvláště kritické je to u tenkých jehel. Výhod výše uvedených legovaných ocelí nebylo doposud možno využívat kvůli obtížím při mikroobrábění a jemném obrábění ucha a žlábku nitě a také kvůli nedostatečném vyladění legujících prvků.

Požadavky na nové materiály jehel jsou určovány primárně zvýšením výkonu šicích strojů. Vývoj přitom jde směrem zvyšování hospodárnosti tvorby švu při současné jednoduché obsluze a delší životností šicích strojů. Tomuto cíli slouží následující kroky:

- zvýšení rychlosti šití,

- optimalizace vedeni niti,

- optimalizace tlaku přítlačné patky,

- plynulá nastavitelnost šířky stehu,

- co nejvyšší síla jehel při propichování při co nejnižším tření.

Požadavek vyšších rychlostí šití vychází z tlaku na hospodárnost, snižování nákladů a zvyšování produktivity.

-1 CZ 297208 B6

Dnes již pracují průmyslové šicí stroje s více než 7000 otáčkami/min. Vysoké rychlosti šití (případně vysoké počty stehů) vedou ke zvláště vysokému zatěžování jehel a vyžaduje přizpůsobení materiálů a vlastností materiálů.

Vysoké rychlosti šití a s nimi spojené mimořádné zatěžování jehel proto vyžadují optimalizaci materiálu s ohledem na vyšší odolnost proti vysokým teplotám špice jehly, na odolnost proti opotřebení jako výsledné vlastnosti odolnosti vůči korozi a otěru, na tvrdost, na tuhost, maximální ohýbací sílu a maximální pohyb.

Poslední výzkumy ukázaly, že teploty na špici jehly při šití tlustých látek dosahují při vyšších rychlostech šití až 300 °C. Za těchto podmínek se jíž po krátké době práce také podstatně snižuje odolnost vůči opotřebení, což je způsobeno nedostatečnou ochrannou poskytovanou galvanickým pokovováním.

Velká nevýhoda jehel uhlíkové oceli spočívá zvláště ve snížení tvrdosti jádra a v nedostatečných mechanických vlastnostech při extrémních zátěžích. Matice stabilizovaná pouze uhlíkem nedokáže často při vyšších teplotách odolávat deformaci. Trvanlivost jehel se tím velmi zkracuje. Deformace opět podstatně zvyšuje nebezpečí poškození šicího stroje. Průmyslová jehla musí vykazovat vysokou tvrdost jádra a vysokou tepelnou odolnost, pokud možno přes 300 °C.

Odolnost vůči opotřebení jako výsledná vlastnost odolnosti vůči oděru a odolnosti vůči korozi musí být dobrá a pokud možno by se neměla zhoršovat působením vzduchu a vlhkosti, jakož i vlivem kontaktu s oděrem tkaniny a oděrem vlákna (aviváž, barviva, chemikálie, rezidua bělidel a jiné látky).

Nebezpečí zlomení jehly musí být při šití nejrůznějších materiálů, zvláště při šití přechodových oblastí mezi různými látkami, jakož i vložek a zesílení, nízké.

Číselná hodnota tuhosti S, vyjádřená jako kvocient F_max/S_max (maximální ohýbací síla / maximální prohnutí), musí vykazovat co nejnižší rozptyl. Prohnutí jehly až do zlomení musí být mezi 1,5 a 2,5 mm a nesmí překročit 3,00 mm.

Výroba jehel musí být nákladově výhodná, ekologická a jednoduchá. Tváření a tepelné opracování musí být možné pomocí konvenčních zařízení. U jehel z tvrzeného materiálu tato podmínka není splněna, protože je pro tvarování zapotřebí diamantových brusných nástrojů a protože se ucho tvoří erozí elektricko jiskrou.

Jehly pro nižší rychlosti šití se vyrábějí z drátu, který vykazuje jednoduché složení legování a je dobře opracovatelný. Nákladově výhodná výrobě je rozhodujícím hlediskem pro výběr materiálů. Používají se uhlíkaté oceli s 0,8 až 1,1 % uhlíku, které odpovídají přibližně oceli s číslem materiálu 1.1545. pro vysoké požadavky na jehly se v současné době používá dráž z horního rozsahu uhlíku. Zde se však již naráží na hranice opracovatelnosti.

Při výrobě průmyslových jehel se drát převážně obrábí a lisováním extraduje beztřískovým obráběním. Přitom se nejprve obrábí dřík a krk jehly a poté se zploští a vytvaruje ucho. Pak se jehly rovnají a vytvoří se žlábek niti. Další kroky opracování jsou jemné obrábění ucha a broušení špice jehly. Dále se provádí tvrzení s následujícím popouštěním, případně také v kombinaci szmrazování. Šití jehly poté dosahují tvrdosti cca. 60 HRC. Následuje jemné broušení špicí jehel, čištění a galvanické pokovování niklem a/nebo chrómem. Galvanické pokovování se provádí v rotačních plastových nádobách do vnitřku plastové nádoby, kde kontaktuje jehly. Jako elektrolyt slouží často kyselý roztok soli chromanu (Cr⁶⁺). Z elektrolytu se na často dříve vyloučenou vrstvu niklu vyloučí tenká vrstva chrómu, případně tvordochrómu.

-2CZ 297208 B6

Při pokovování muže velmi snadno difundovat vodík do mřížky materiálu, z něhož jsou jehly zhotoveny, a tvrzená ocel může velmi zkřehnout. To opět vede ke zvýšené lámavosti jehel a zvýšení rizika výpadku při vysokých rychlostech.

Nevýhodu zkřehnutí vlivem vodíku lze vyloučit použitím fyzikálních postupů pokovování, například technologie PVD (Physical Vapor Deposition). Tyto technologie pracují převážně ve vakuu, případně v podtlaku a vyžadují teploty od 300 do 500 °C. Důsledkem relativně vysokých teplot je však to, že jehly jsou z důvodu nízkého podílu legujících kovů teplotně příliš namáhány, což způsobuje snížení tvrdosti substrátu (tvrdosti jádra). Tím se zhoršuje pevnost v tlaku špice.

Pro dosažení co nejvyšší pevnost v tlaku se navrhuje v přihlášce DE 38 19 481, aby se dřík jehly a špice průmyslové jehly vyráběly z tvrdého kovu s nejjemnější zrnitostí. Tento vysoce pevný dřík jehly má být spojen se stvolem jehly pomocí protlačování za studená, přičemž tvarování žlábku niti a ucha má být prováděno erodováním. Vysoké náklady tohoto náročného tvarování a vysoká časová náročnost erozivního způsobu obrábění nesplňují kritéria ekonomické výhodnosti sériové výroby a z toho důvodu se metoda neprosadila.

Došlo již však také k pokusům použít pro výrobu průmyslových jehel známé nerezavějící oceli s přísadami molybdenu a jejích legujících prvků. Tím se měla zlepšit zvláště odolnost proti korozi. Tyto jehly z konvenčních nerezavějících ocelí lze však jen těžko obrábět a nedociluje se u nich požadované povrchové tvrdosti. Oproti známým uhlíkatým ocelím byla nej podstatnější nevýhodou zvláště nižší tuhost při současně vysoké plastické deformaci.

Pro zvýšení povrchové tvrdosti navrhuje proto přihláška DE 2 054 671, aby se jehly do strojů vyráběly z nerezavějící oceli a aby se části vystavenému vysokému opotřebení, následně tvrdily nitridovaly.

Ani toto provedení se nedokázalo prosadit, protože kvůli vysoké nitridační teplotě dochází ke zkřivení a vrstva o síle jen několik pm nepřinesla žádné zlepšení pevnosti v tlaku. Korekce zakřivení narovnáváním lze provádět obecně obtížně, protože při nich vznikají trhliny v povrchové vrstvě - a tudíž k tvorbě míst zlomu.

Z evropské přihlášky EP 0 694 622 Al je známa legovaná ocel vhodná pro střížní zboží s 0,4 až 0,84% uhlíku, až 1,0% křemíku, až 1,4 % manganu, 16,0 až 18,0% chrómu, 0,8 až 1,5 % molybdenu, 0,05 až 0,2 % vanadu, až 0,15 % niobu, až 0,18 % titanu, 0,12 až 0,29 % dusíku, až 0,25 % niklu, až 0,20 % kobaltu a až 0,15 % mědi, jejichž celkové obsahy niklu, kobaltu a mědi činí nejvýše 0,48 % a celkové obsahy uhlíku a dusíku 0,61 až 0,95 % hmotn.

Německý patent DE 39 01 470 dále popisuje ocel pro práci za studená s 0,10 až 0,80 % uhlíku, 0,20 až 1,00 % křemíku, 0,20 až 0,70 % manganu, až 0,025 % fosforu, až 0,025 % síry, 10,0 až 20,0 % chrómu, 0,5 až 4,0% molybdenu, až 0,50% niklu, 0,20 až 0,70% dusíku a 0,01 až 0,10 % vanadu, jejichž celkový obsah uhlíku a dusíku je při poměru mezi 0,3 a 2,0 pod 1,0 %.

Cílem vynálezu je navrhnout slitinu bez niklu, případně s nízkým obsahem niklu pro výrobu nerezových jehel, zvláště průmyslových jehel, které jsou odolné vůči opotřebení.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje do značné míry ocel legovaná chrómem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že slitina obsahuje:

0,4 až 0,75

0,4 až 1,6 až 19 % uhlíku, % manganu, % chrómu,

-3CZ 297208 B6

až 0,2 až 0,7 0,5 až 1,5 až 1,5 0,05 až 0,3 0,02 až 0,15 až 0,1 až 0,008

% niklu, % křemíku, % molybdenu, % wolframu, % vanadu, titanu a niobu, % síry, % dusíku, % boru.

Zbytek je železo a nečistoty podmíněné tavením.

Slitina vykazuje optimalizovanou zpracovatelnost, ve tvrzeném a tepelně opracovaném stavu optimalizovanou tvrdost, optimalizovanou odolnost proti vyšším teplotám, jakož i vynikající odolnost proti oděru a odolnost vůči korozi.

Ve výhodném provedení obsahuje slitina:

0,6 až 0,7 až 19

0,03 až 0,1

0,5 až 0,8 až 0,1 % uhlíku, % chrómu, % křemíku, % manganu, % niklu.

V dalším výhodném provedení slitina - jednotlivě nebo současně - obsahuje vždy alespoň 0,10 % křemíku, 0,05 % wolframu, 0,01 % titanu, jakož i vždy celkem 0,05 % vanadu a titanu a/nebo 0,05 % vanadu a niobu.

V dalším výhodném provedení se slitina vyznačuje poměrem:

Ki = 30 x (%C + %N) / (%Cr + %Mo) - 0,9 až 1,25

Další charakteristika slitiny může být harmonizace manganu, titanu vytvářejících sulfid se sírou, jako i uhlík a dusík. Zvláště pozitivních vlastností se dociluje v rámci těchto hranic.

K₂ = 10 x S / (%C + %N) = 0,35 až 1,50 a/nebo

K₃ = (%Mn + % Ti) / S = 5 až 30

Tyto vztahy charakterizují vzájemné působení síly v závislosti na celkovém obsahu uhlíku a dusíku, jakož i manganu a titanu.

Zvláště výhodné jsou následující vlastnosti slitiny:

-- dobrá zpracovatelnost tvářecími nástroji, zvláště pomocí razících a vysekávacích nástrojů,

- vysoká odolnost proti korozi díky legujícím prvkům chrom a molybden. Vysoká odolnost proti korozi umožňuje upustit od drahého a neekologického galvanického pokovování (chromování).

- Odpadnutí zkřehnutí, které může vzniknout při galvanickém pokovování. Míra zkřehnutí jehel při přijímání vodíku může být různá, čímž se silně zvyšuje nebezpečí lámání.

- Vysoká odolnost proti opotřebení a proti oděru, tvrdost po obvyklém tepelném opracování (tvrzení).

-4CZ 297208 B6

- Dobré odolnosti proti opotřebení a nutné tvrdosti se dociluje vysokou pevností matice a karbidy a/nebo nitridy karbonu, které jsou v ní jemně rozděleny. Mechanické vlastnosti matice jsou určeny převážně podílem rozpuštěných legujících prvků a mohou být nastaveny speciálním vyvážením obsahů chrómu, molybdenu, uhlíku a dusíku výhodně při obsahu niklu pod 0,1 %.

- Nízká plastická deformovatelnost tvrzených jehel při současně malém rozptylu ohýbací síly, prohnutí a tuhosti jehly.

- Tuhost jehly charakterizuje poměr maximální ohýbací síly k maximálnímu prohnutí. Tyto hodnoty jsou určovány poměrem legujících prvků manganu a titanu k síře a uhlíku a dusíku k chrómu a molybdenu.

- Nízký rozptyl hodnot maximálního prohnutí, maximální ohýbací síly a tuhosti jehly.

Slitina je prostá niklu nebo obsahuje malé množství niklu, a proto se vyznačuje zvláště nízkým potenciálem vyvolávání alergií, je proto vhodná i pro lékařské jehly, které jsou vystaveny působení agresivních čisticích a desinfekčních prostředků při vysokých teplotách. Materiál podle tohoto vynálezu je však také vhodný pro výrobu jiných jehel, jako například průmyslových jehel.

Přehled obrázku na výkrese

Vynález bude dále přihlížen pomocí výkresu na kterém jsou znázorněny oblasti ve kterých se pohybují jednotlivé slitiny na osách průhyb/max. ohybová síla.

Příklady provedení vynálezu

V tabulce I a II jsou srovnány tradiční slitiny Al až A3 a Cl až C3 se slitinami podle vynálezu El až E6.

Níže použitá zkratka AR=30 se týká na testu odolnosti proti oděru a znamená, že trval 30 minut.

U testu proti oděru se naplní nádoba s definovanými brusnými částicemi a zkoušenými vzorky, v našem případě to jsou vytvrzené a přeleštěné dráty, a zalije se to vodou. Tato nádoba se pak vystaví otáčivým a výkyvným pohybům, čímž dojde mezi zkoušenými vzorky a brusivém k relativním pohybům, které způsobují oděr materiálu. Se zvyšující se dobou testu se oděr pochopitelně zvětšuje. Oděr měřený v mg neodvisí ale pouze od doby testu, ale významně se složením slitiny a vlastnostmi materiálu, proto je tento test velmi vhodný pro posouzení odolnosti vůči korozi a proti oděru u průmyslových jehel.

Co se týče níže uvedeného KFW-testu, jedná se o test pro zjištění odolnosti vůči změnám vzdušné vlhkosti a teploty.

-5CZ 297208 B6

Tabulka I

%Ti

o

0,04

0,07

10,05

0,03

CD

0,09

O

o

O

ω

CM o o

003

0,002

CO o

O T—

o o

o

CO O

to o

CM O O

CM

τΟ O

o

o^-

ss

o

v

o

O

o

O

CD

Τ- Ο

co

σ>

o

m

M

cn

τ- Ο

O

τ- Ο

z

o

ΓΛ

o

T~

o

O

o

θ'*

o

v

o

O

o

v

V

v

o S

tO

T— o

02

55

b-

65

CM_

xr

to co

to 0>

to Μ^-

CM

o

▼“

r·

o

O

r-

C

co

CM

CO

o

m

to

o

CO

CM

CD

CM

CO

xr

co

m

b-

n.

Tf

CO

O

o

o'

o

T-

o

ž

o

τ- Ο

o

0,1

o

0,1

τ- Ο

o’

o*

co

to

lO T-

o**

V

v

o

O

o*

u o sP

b-

o

IO

cO

in

b-

T b-~

co

CM

00 CO*

co

CM o'

CM

b~*

oo’

oo

b~

b-'

co

b»

cr*

o’

o

T“

T—

r—

T—

T-

T~

CM

CO

co

CM

co

o

CM

co

<o

T

CM

o

CJ

o>

o

0>

CO

CD

co

b>

to

T

0>

o

O

o

O

o

CD

o

litina

CM

co

T·

CM

co

M

to

co

CM

co

ω

<

LU

O

o

E5: navíc ještě 0,006 /Ba 0,04 / Nb.

-6CZ 297208 B6

Tabulka II

3. cyklus

Celkem hodnocení I

špatné

| špatné

dobré

s podmínkou dobré

!AR=30 Odér [mg] L

nestanoveno

nestanoveno I

| nestanoveno

0,25 i

co o

Ifí CM o

0,2

0,25

CO

cm'

Test KFW Hodnocen i i

3-4 ... _ ..

o

2. cyklus

celkem hodnocení

špatné

dobré

s podmínkou dobré

o CO !_ __, 2 E < O

^4,3 i

5,2

5,0

0,2

0,15

T“ o“

o

9‘0

co o

Test KFW Hodnocení

co

3-4

co

o

1. cyklus

celkem hodnocení

skvrny*

dobré

I dobré

dobré

AR=30 Odér [mg]

CM r—

CM

1,6

o v

| < 0,1

T“ O V

<0,1

Test KFW í Hodnocení i

o

1 O

T- 6

o

Slitina

A1

A2

A3

LU

E2

co UJ

E4

10 LU

93

Q

C2

s podmínkou dobré Lehce zaoblené hrany a hroty špatné Silné opotřebení a zaoblenost hran, skvrny* Matná místa v důsledku uvolnění galvanické vrstvy.

S těmito pokusnými slitinami byly provedeny pokusy stanovení celkové odolnosti proti opotřebení ve vlhké atmosféře podle testu K.FW podle DIN 50017 s následným třicetiminutovým až šedesátiminutovým testem odírání v rotační nádobě. Jako zkouška posloužily obvyklým způso5 bem tvrzené a broušené drátové dříky s průměrem 1 mm a průmyslové jehly s galvanickým poniklováním. Test KFW sloužil ke zjištění odolnosti proti korozi vzorků v proměnlivém klimatu s kondenzovanou vodou v klimatizační komoře. Vzorky byly po dobu 8 hodin vystaveny teplotě 40 °C a 100% relativní vlhkosti vzduchu. Poté byly vzorky během 16 hodin pomalu zchlazeny na pokojovou teplotu a bylo zjišťováno napadení korozí. Při následném testu oděru byla opticky io hodnocena změna povrchu vzorků a rovněž zjišťovány změny hmotnosti.

Chování vzorků při ohýbání bylo měřeno zkušebním strojem F33 firmy Schimatzu při rychlosti ohýbání 2,5 mm/min. Z odpovídajících diagramů síly ohybu byla vypočtena tuhost S, F_max. a °max·

Výsledky pokusů jsou shrnuty v následujících tabulkách III a IV.

-9CZ 297208 B6

Tabulka III

I Poznámka 1	relativně dobře zpracovatelné	I těžko opracovatelné \|	relativně dobře zpracovatelné	I dobře zpracovatelné I	dobře zpracovatelné	dobře zpracovatelné	dobře zpracovatelné	relativně dobře zpracovatelné vyšší odolnost proti vyšším teplotám	ί dobře zpracovatelné	zpracovávat lze za určitých podmínek	zpracovávat lze za určitých podmínek	špatně zpracovatelné
ω	5,3	10,0	4,9	9.6	CM	9,6	12,4	18,6	CO M·’ T“	2,8	nestanoveno	8,0
3 E <0	3,2	\|2,0	3,6	2,6	2,2	2,4	2,2	lO ▼-	K	IO	9<	2.3
	o> <d	I20.0 I	17,8	125,0 ]	24,6	123,0 I	27,3	27,9	CO 'e CM	o •M^-	9,8	18,5
CO X	140,0	J110.0	160,0	HŤ3	6,7	[7.8 . I	[8,3 \|	25,0 I I	15,8 \|	730,0	6,6	860,0
CM ¥	0,022	10,029	0,021	10,429	1,299	11.286 J	10,909 I	0,484	0,781 \|	CO MO O	15,385	0,011
	99,6	1150,0	171,2	CM V“	CM	r- v	\|1.2 I	τ—	o	0,7	0,2	v—
í Slitina	T~ 00	j B2	B3	v UJ	E2	LE3	LE4 i	to LU	93	V* o	C2	co O

E5: navíc ještě 0,006 / Ba 0,04 / Nb.

- 10CZ 297208 B6

Tabulka IV

ω	<*> ΙΌ	10,0	o> Xt	9.6 J	11,2	;θ,6 i L ______I	12,4	18,6	14,3	2,8	nestanoveno	8,0
ω	3,2	2,0	CO co	CO cm	2,2	m· cm	2,2		b.	m	>5	co cm’
% ε u.	16,9	o o CM	oo b-	25,0	24,6	23,0	27,3	27,9	24,3	14,0	9,8	18,5
<*>	140	O V“	o <0 T“	17,3	6,7 .	'7,8	8,3	25,0	15,8	730,0	co co’	860
*	0,022	0,028	0,021	0,429	1,299	1,286 i	0,909	0,484	0.781	0,048	15,385	0,011
	99,6	152,9	171,2 I	CM r-	CM-	T—	CM	O V“	H.o I	b· o	0,2	r-
«J c S ω	<	A2	A3	V’ UJ	E2	E3	E4	ΙΌ LU	E6	δ	C2	C3

Údaje obou tabulek ukazují, že slitiny podle patentu El až E6 se vyznačují vysokou tuhostí S při 5 současně dobré zpracovatelnosti.

Graf maximální ohybnosti v závislosti na prohnutí, kde jsou srovnávány slitiny El až E6 stradičními pokusnými slitinami Bl až B3 a Cl až C3 a rovněž se známými tvrdými kovy v oblasti houževnatosti.

- 11 CZ 297208 B6

Oblast vynálezu je označena písmenem E. Je charakterizován tím, že jehly po tvrzení jsou houževnaté. Písmenem B jsou označeny výsledky pokusů s ocelí s 0,88 % až> 1 % uhlíku. B1 označuje rozsah zkřehnutí způsobený vodíkem. V tomto rozsahu křehkosti má maximální ohýbací síla a prohnutí silně snížené hodnoty.

Oblast C se týká chování známých nerezových ocelí se silným podílem plastických deformací. U těchto ocelí hrozí nebezpečí, že se při vysokých rychlostech šití vyskytne závažné poškození šicích strojů vlivem trvalé deformace prohnutím jehel.

Oblast D srovnává a popisuje chování tvrdých kovů. Tento materiál je však pro praktické použití jako materiál jehel příliš křehký.

Jak vyplývá z diagramu na obr. 1 (srov. také tabulky III), drží se chování při ohýbání slitin podle patentu v rámci úzkých mezí. Slitina pro průmyslové jehly podle patentu (E na obr. 1) se vyznačuje vysokým obsahem slitiny matice, kde je vhodně vyvážen obsah karbidů, nitridů a karbonitridů. Toto vyvážení je definováno zvláště poměrovými čísly K|, K₂ a K₃. U K_b K₂ a K₃ se jedná o odlaďovací hodnoty, které se vztahují ke vzájemnému určení resp. optimalizaci obsahu uhlíku, dusíku, chrómu a molybdenu (Ki) resp. obsahu síry, uhlíku a dusíku (K₂) stejně jako manganu, titanu a síry (K₃).

Výsledky měření odolnosti proti opotřebení jsou uvedeny v tabulce II. Vysoká vlhkost vzduchu při současném oděru se zde projevuje zvláště negativním způsobem. Tímto dvojím namáháním může být vyvoláno silné opotřebení jehel. Takovéto podmínky se často vyskytují právě v tropických zemích. Galvanické pokovování poskytuje za těchto podmínek nedostatečnou obranu, protože po snesení vrstvy nastupuje zesílená rezivost.

Pokusné slitiny El až E6 podle vynálezu vykazují naproti tomu za zvolených podmínek pouze minimální opotřebení. To je způsobeno tím, že jsou vedle vyváženého obsahu legujících prvků splněna kritéria faktorů K.j, K₂ a K₃ a že je matice velmi odolná proti opotřebení.

PATENTOVÉ NÁROKY

1.	Ocel legovaná chrómem, s
0,4	až 0,75	% uhlíku,
0,4	až 1,6	% manganu,
12	až 19	% chrómu,
	až 0,2	% niklu,
	až 0,7	% křemíku,
0,5	až 1,5	% molybdenu,
	až 1,5	% wolframu,
0,05 až 0,3	% vanadu, titanu a niobu,
0,02 až 0,15	% síry,
	až 0,1	% dusíku,
	až 0,008	% boru,

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

přičemž zbytek je železo a nečistoty podmíněné tavením.

. i? CZ 297208 B6

2. Ocel legovaná chrómem podle nároku 1, která obsahuje:

0,6 až 0,7 % uhlíku,

17 až 19 % chrómu,

0,03 až 0,1 % křemíku,

0,5 až 0,8 % manganu, až 0,1 % niklu,

1 až 1,5 % molybdenu.
3. Ocel legovaná chrómem podle nároku 1 nebo 2, která splňuje podmínku:

K, = 30 x (%C + %N) / (%Cr + %Mo) = 0,9 až 1,25.
4. Ocel legovaná chrómem podle některého z nároků 1 až 3, která splňuje podmínku: K₂ = 10 x S / (%C + %N) = 0,35 až 1,50.
5. Ocel legovaná chrómem podle některého z nároků 1 až 4, která splňuje podmínku: K₃ = (%Mn + % Ti) / S = 5 až 30.

1 výkres

- 13 CL 297208 B6