EP0085828B1 - Utilisation d'un acier contenant du carbone et manganèse pour pièces à haute résistance et tenacité par simple traitement thermique - Google Patents

Utilisation d'un acier contenant du carbone et manganèse pour pièces à haute résistance et tenacité par simple traitement thermique Download PDF

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EP0085828B1
EP0085828B1 EP83100080A EP83100080A EP0085828B1 EP 0085828 B1 EP0085828 B1 EP 0085828B1 EP 83100080 A EP83100080 A EP 83100080A EP 83100080 A EP83100080 A EP 83100080A EP 0085828 B1 EP0085828 B1 EP 0085828B1
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rest
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MAN B&W Diesel GmbH
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    • 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
    • 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
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium

Definitions

  • DE-PS3009443 discloses the use of a specific steel for components which, in addition to being very strong, are also said to have considerable toughness, namely a notch impact energy measured at DVM at a yield point or 0.2 limit of 580 N / mm 2 . 35 J samples without having to be subjected to extensive heat treatment. The following is specified as the composition for steel which fulfills such conditions:
  • Such a steel specified in said patent specification with relatively high proportions of vanadium, aluminum and nitrogen within the analysis limits is said to have a 0.2 limit of 578 N / mm 2 and a tensile strength of 865 when placed in air on a rod rolled to 155 mm ⁇ N / mm 2 and notched bar impact work measured on DVM samples of 35 J.
  • the conversion rate can be further slowed down by one or more powers of ten.
  • Micro additions of vanadium and aluminum and possibly also of zirconium and niobium in accordance with the nitrogen content result in nitride and carbonitride formation as crystallization nuclei for fine grain formation, a good distribution of the ferrite, and by precipitation hardening in the ferrite, an increase in the yield strength / breaking strength ratio and also an increase of firmness.
  • Said process takes place in the case of a component which is cooled unaffected in room air from a final deformation temperature or annealing temperature of approximately 1,000 ° C., depending on the wall thickness or thickness of the component at a certain speed, which is caused by light blowing, for example by means of an air shower , can advantageously be shortened.
  • such a steel is to be used for a component, the carbon and manganese content of which is primarily determined so that the desired strength can be achieved, whereby manganese can also be replaced to a certain extent by chromium.
  • the fine-grain-forming and precipitation-hardening alloy components must also be coordinated with each other as well as with regard to the carbon and manganese content.
  • so much boron and / or molybdenum must be added that, under the cooling conditions adapted to the dimensions and production conditions of the component with slow or faster cooling in still or moving air, such pearlization occurs as the desired toughness values require.
  • the stated values indicate that with such a simply treated manganese steel, practically strength and toughness values can be achieved as with a tempered steel, the latter with the same dimensions (diameter 250 mm) to achieve the same strength and toughness values at least three times would have to be so highly alloyed with alloying elements such as chromium, nickel, molybdenum and others, which in their then necessary proportions, in contrast to those of the manganese steel used according to the invention, would considerably impair the later machinability of the component.
  • the steel proposed according to the invention provides these advantages particularly in the production of components with larger cross sections of approximately 40 cm 2 onwards, such as crankshafts or camshafts of internal combustion engines and the like, alternatively stressed machine parts.

Claims (3)

1. Application d'un acier contenant :
Figure imgb0010
le reste étant constitué par du fer et des impuretés provenant de l'élaboration, comme matériau pour des pièces de construction dont la section transversale a une surface d'au moins environ 40 cm2 et qui, après un formage à chaud par laminage, par forgeage ou par emboutissage ou une opération de recuit à une température de formage finale d'au plus environ 1 000 °C ou à une température de recuit d'au plus environ 1 000 °C, puis un refroidissement dans de l'air au repos et en mouvement, éventuellement après un refroidissement commandé, présentent une structure ferritique-perlitique comportant d'environ 5 à 20 % de ferrite, le reste étant de la perlite, et une limite d'étirage ou d'élasticité à 0,2 % d'au moins 580 N/mm2, ainsi qu'une énergie absorbée au choc sur barreau entaillé, mesurée sur des éprouvettes en U ISO, d'au moins 25 J.
2. Application d'un acier dont la composition est comprise dans les intervalles indiqués à la revendication 1 et qui contient :
Figure imgb0011
le reste étant constitué par du fer et des impuretés provenant de l'élaboration, comme matériau pour des pièces de construction dont la section transversale a une surface comprise entre environ 40 et environ 500 cm2 et qui, après un formage à chaud par laminage, forgeage ou emboutissage à des températures de formage finales ou à des températures de recuit de 900 à 950 °C, et un refroidissement ultérieur dans de l'air au repos pendant plus de 60 minutes ou dans de l'air en mouvement pendant moins de 30 minutes, présentent une structure ferritique-perlitique comportant d'environ 5 à 20 % de ferrite, le reste étant de la perlite, et ont les valeurs de résistance mécanique, de ténacité et de dureté suivantes :
Rm [N/mm2] = de 850 à 970
Ro2 [N/mm2] = de 600 à 720
A [%] = de 17 à 20
Z [%] = de 56 à 57
Av [J] (U ISO) = de 26 à 28
σ ZDW [N/mM 2] = de 400 à 420

baisse de dureté du bord au centre (pour la plus grande section transversale, soit 500 cm2) : seulement de 3 à 15%.
3. Application d'un acier dont la composition, le traitement et les propriétés sont conformes à ce qui a été dit dans les revendications 1 et 2 comme matériau pour des pièces de construction, telles que vilebrequins, arbres à cames de moteurs à combustion interne ou autres organes de machines soumis à des contraintes alternées.
EP83100080A 1982-01-16 1983-01-07 Utilisation d'un acier contenant du carbone et manganèse pour pièces à haute résistance et tenacité par simple traitement thermique Expired EP0085828B1 (fr)

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EP0085828A1 EP0085828A1 (fr) 1983-08-17
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