EP0178222B1 - Acier allié pour, notamment, des tubes de cycles - Google Patents

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EP0178222B1
EP0178222B1 EP85401923A EP85401923A EP0178222B1 EP 0178222 B1 EP0178222 B1 EP 0178222B1 EP 85401923 A EP85401923 A EP 85401923A EP 85401923 A EP85401923 A EP 85401923A EP 0178222 B1 EP0178222 B1 EP 0178222B1
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EP
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steel
tubes
less
weight
bicycle frames
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EP85401923A
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EP0178222A1 (fr
Inventor
Roland De Meyer
Bernard Lantoine
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Ascometal France Holding SAS
Original Assignee
Ascometal SA
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Publication date
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    • 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
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium

Definitions

  • the present invention relates to an alloy steel intended for heat treatments and usable, in particular, for cycle tubes.
  • An alloy steel is known under the name AFNOR 25CD4, the theoretical composition of which is: 0.25% carbon, 0.75% manganese, 0.25% silicon, 1% chromium, 0.22% molybdenum, less 0.035% phosphorus, less than 0.035% sulfur, the balance being formed by iron and the usual impurities.
  • the reference heat treatment consists of quenching at 860 ° C and tempering at 550 ° C.
  • a steel of this type is used for tubes of cycle frames. This steel must be brazed when the frames are manufactured. We seek to lighten the frames as much as possible and we need steels with maximum tensile strength.
  • the present invention aims to provide a steel derived from a steel of the previous type and having improved tensile strength.
  • the invention provides an alloy steel with dispersoids which, in addition to a good tensile strength, has a remarkable ability to deformation in hot and cold and a good ability to braze.
  • the desired objective is achieved by a steel resistant to traction and to fatigue and having good brazing properties, comprising by weight, 0.23 to 0.29% of carbon, 0.23 to 0.28% of silicon, 0.15 to 0.25% molybdenum, less than 0.035% phosphorus, less than 0.035% sulfur, 1 to 1.35% manganese, 0.20 to 0.40% chromium, 0.08 to 0 , 15% vanadium, optionally up to 0.1% copper, up to 0.01% tin or 0.01 to 0.02% aluminum, the balance being formed by iron and impurities usual.
  • the carbon content is between 0.23 and 0.29% by weight.
  • the steel contains manganese in a proportion of between 1 and 1.35% and preferably between 1.10 and 1.20%. This element strengthens the tensile strength.
  • the phosphorus or sulfur content does not exceed 0.035%.
  • the steel contains chromium with a content of between 0.20 and 0.40% and preferably between 0.25 and 0.30%.
  • the steel contains molybdenum with a content of between 0.15 and 0.25%.
  • the steel contains vanadium with a content of between 0.08 and 0.15% and preferably between 0.08 and 0.12%. This element gives steel an improved tensile strength by forming ultrafine precipitates (dispersoids).
  • the silicon content is between 0.23 and 0.28%.
  • the nickel content is less than 0.20%.
  • Aluminum is added to the steel so that the final aluminum content is between 0.01 and 0.02%. This addition is carried out in the form of a wire, in an ingot mold. Aluminum acts as a fine grain stabilizer without having a role of deoxidizer.
  • Steel can contain residual elements such as copper and tin.
  • the maximum tolerated content is 0.1% for copper and 0.01% for tin.
  • the heat treatment of the steel according to the invention corresponds substantially to the reference heat treatment of 25CD4 steel.
  • This standard heat treatment consists of quenching at around 860 ° C and tempering at around 550 ° C.
  • the steel grades A and B above were tested by tensile strength, fatigue and brazing tests.
  • the steels according to the invention have good tensile strength. This tensile strength is of the order of 860 N / mm 2 .
  • 25CD4 steel has a tensile strength of the order of 760 N / mm2.
  • the steels according to the invention exhibit remarkable resistance to fatigue.
  • the steels according to the invention are entirely suitable for brazing because they allow overheating up to 1100/1200 ° C without altering the mechanical properties.
  • the steel according to the invention is particularly suitable for manufacturing tubes intended for the manufacture of cycle frames.

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Description

  • La présente invention se rapporte à un acier allié destiné aux traitements thermiques et utilisable, notamment, pour des tubes de cycles.
  • On connaît sous la dénomination AFNOR 25CD4 un acier allié dont la composition théorique est: 0,25% de carbone, 0,75% de manganèse, 0,25% de silicium, 1 % de chrome, 0,22% de molybdène, moins de 0,035% de phosphore, moins de 0,035% de soufre, le solde étant formé par le fer et les impuretés habituelles.
  • Le traitement thermique de référence consiste en une trempe à 860 °C et un revenu à 550 °C.
  • On utilise un acier de ce type pour des tubes de cadres de cycles. Cet acier doit être brasé au moment de la fabrication des cadres. On cherche à alléger au maximum les cadres et on a besoin d'aciers dont la résistance à la traction est maximum.
  • La présente invention a pour but de fournir un acier dérivé d'un acier du type précédent et présentant une résistance à la traction améliorée. L'invention fournit un acier allié avec dispersoïdes qui, outre une bonne résistance à la traction, présente une aptitude à la déformation à chaud et à froid remarquable et une bonne aptitude au brasage.
  • Le but recherché est atteint par un acier résistant à la traction et à la fatigue et ayant de bonnes propriétés de brasage, comportant en poids, 0,23 à 0,29% de carbone, 0,23 à 0,28% de silicium, 0,15 à 0,25% de molybdène, moins de 0,035% de phosphore, moins de 0,035% de soufre, 1 à 1,35% de manganèse, 0,20 à 0,40% de chrome, 0,08 à 0,15% de vanadium, facultativement jusqu'à 0,1 % de cuivre, jusqu'à 0,01 % d'étain ou 0,01 à 0,02% d'aluminium, le solde étant formé par le fer et les impuretés habituelles.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante.
  • La teneur en carbone est comprise en poids entre 0,23 et 0,29%. L'acier contient du manganèse dans une proportion comprise entre 1 et 1,35% et de préférence entre 1,10 et 1,20%. Cet élément renforce la résistance à la traction.
  • La teneur en phosphore ou en soufre ne dépasse pas 0,035%.
  • L'acier contient du chrome avec une teneur comprise entre 0,20 et 0,40% et préférentiellement entre 0,25 et 0,30%. L'acier comporte du molybdène avec une teneur comprise entre 0,15 et 0,25%.
  • L'acier contient du vanadium avec une teneur comprise entre 0,08 et 0,15% et préférentiellement entre 0,08 et 0,12%. Cet élément confère à l'acier une résistance à la traction améliorée en formant des précipités ultrafins (dispersoïdes).
  • La teneur en silicium est comprise entre 0,23 et 0,28%.
  • La teneur en nickel est inférieure à 0,20%.
  • De l'aluminium est ajouté à l'acier de manière que la teneur finale en aluminium soit comprise entre 0,01 et 0,02%. Cette addition est effectuée sous forme de fil, en lingotière. L'aluminium joue le rôle de stabilisateur de grain fin sans avoir un rôle de désoxydant.
  • L'acier peut contenir des éléments résiduels tels que le cuivre et l'étain. La teneur maximum tolérée est de 0,1% pour le cuivre et de 0,01 % pour l'étain.
  • A titre d'exemple, on a étudié plus particulièrement deux nuances d'acier conformes à l'invention et qui sont référencées A et B. Les compositions pondérales en % sont données dans le tableau 1 ci-dessous.
    Figure imgb0001
  • Le traitement thermique de l'acier selon l'invention correspond sensiblement au traitement thermique de référence de l'acier 25CD4. Ce traitement thermique de référence consiste en une trempe à 860 °C environ et un revenu à 550 °C environ.
  • Les nuances d'acier A et B ci-dessus ont été testées par des essais de résistance à la traction, de fatigue et de brasage. Les aciers selon l'invention présentent une bonne résistance à la traction. Cette résistance à la traction est de l'ordre de 860 N/mm2. A titre de comparaison l'acier 25CD4 présente une résistance à la traction de l'ordre de 760 N/mm2.
  • Les aciers selon l'invention présentent une résistance à la fatigue remarquable.
  • Les aciers selon l'invention sont tout-à-fait adaptés au brasage du fait qu'ils autorisent des surchauffes jusqu'à 1100/1200°C sans altération des propriétés mécaniques.
  • L'acier selon l'invention est particulièrement approprié pour fabriquer des tubes destinés à la fabrication de cadres de cycles.

Claims (6)

1. Acier comportant en poids, 0,23 à 0,29% de carbone, 0,23 à 0,28% de silicium, 0,15 à 0,25% de molybdène, moins de 0,035% de phosphore, moins de 0,035% de soufre, 1 à 1,35% de manganèse, 0,20 à 0,40% de chrome, 0,08 à 0,15% de vanadium, facultativement jusqu'à 0,1% de cuivre, jusqu'à 0,01 % d'étain ou 0,01-0,02% d'alumi-
nium, le solde étant formé par le fer et les impuretés habituelles.
2. Acier selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte 1 à 1,20% de manganèse, 0,25 à 0,30% de chrome, 0,08 à 0,12% de vanadium.
3. Acier selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comporte en poids jusqu'à 0,1 % de cuivre et jusqu'à 0,01 % d'étain.
4. Acier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte en poids 0,01 à 0,02% d'aluminium.
5. Application d'un acier selon l'une quelconque des revendications précédentes à la fabrication de tubes destinés à cadres de cycles.
EP85401923A 1984-10-12 1985-10-02 Acier allié pour, notamment, des tubes de cycles Expired EP0178222B1 (fr)

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FR8415665 1984-10-12

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