EP0506768A1 - Fil d'acier ayant une structure de type bainite inferieure ecrouie; procede pour produire ce fil. - Google Patents

Fil d'acier ayant une structure de type bainite inferieure ecrouie; procede pour produire ce fil.

Info

Publication number
EP0506768A1
EP0506768A1 EP91901457A EP91901457A EP0506768A1 EP 0506768 A1 EP0506768 A1 EP 0506768A1 EP 91901457 A EP91901457 A EP 91901457A EP 91901457 A EP91901457 A EP 91901457A EP 0506768 A1 EP0506768 A1 EP 0506768A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wire
equal
steel
work hardening
heat treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP91901457A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0506768B1 (fr
Inventor
Jean-Claude Arnaud
Bernard Pierre Prudence
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA filed Critical Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Publication of EP0506768A1 publication Critical patent/EP0506768A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0506768B1 publication Critical patent/EP0506768B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
    • C21D1/20—Isothermal quenching, e.g. bainitic hardening
    • 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12556—Organic component
    • Y10T428/12562—Elastomer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12903—Cu-base component
    • Y10T428/12917—Next to Fe-base component
    • Y10T428/12924—Fe-base has 0.01-1.7% carbon [i.e., steel]

Definitions

  • the invention relates to metal wires and methods for obtaining these wires. These threads are used for example to reinforce plastic or rubber articles, in particular pipes, belts, plies, tire casings.
  • the son of this type commonly used today are made of steel containing at least 0-6% carbon, this steel having a hardened pearlitic structure.
  • the breaking strength of these wires is around 2800 MPa (megapascals), their diameter generally varies from 0.15 to 0.35 mm, and their elongation at break is between 0.4 and 2%.
  • These wires are produced by drawing a starting wire, called “machine wire", the diameter of which is of the order of 5 to 6 mm, the structure of this machine wire being a hard structure, consisting of perlite and ferrite. with a high rate of perlite which is generally greater than 72%.
  • the drawing operation is interrupted at least once to carry out one or more heat treatments which make it possible to regenerate the initial structure.
  • the raw material is expensive, because the carbon content is relatively high;
  • the wires themselves have a resistance to breaking which is sometimes insufficient, and their resistance to fatigue is limited, probably as a result of damage to these wires during the drawing before heat treatment, because of the high hardness of the wire rod.
  • Japanese patent application published under No. 54-79119 describes a process for preparing a boron steel wire of bainitic structure by heating in a fluidized bed.
  • the wires obtained are characterized by poor mechanical properties.
  • the object of the invention is to provide a hardened metal wire having a non-pearlitic structure and having a breaking strength and an elongation at break at least as high as known hardened pearlitic steel wires, and less damage. than known sons.
  • Another object of the invention is to propose a method which does not have the aforementioned drawbacks for producing this yarn.
  • a) it is constituted at least in part by a steel having a carbon content at least equal to 0.1% and at most equal 0.6%, and a boron content of less than 8 ppm (parts per million);
  • the steel of the wire has a structure of the lower bainite type which has collapsed;
  • the diameter of the wire varies from 0.10 to 0.40 mm;
  • the breaking strength of the wire is at least equal to 2800 MPa;
  • the elongation at break of the wire is at least equal to 0.4%.
  • a steel wire rod is hardened, this steel having a carbon content at least equal to 0.1% and at most equal to 0.6% and a boron content less than 8 ppm (parts per million), this steel with 28% to 90% proeutectoid ferrite and 72% to 10% perlite; the rate of deformation ⁇ of this work hardening being at least equal to 3;
  • a work hardening is carried out on the wire having undergone this heat treatment, the temperature of the wire during this work hardening being less than 0.3 T-_, the rate of deformation ⁇ of this work hardening being at least equal to 3.
  • the invention also relates to assemblies comprising at least one wire according to the invention.
  • the invention also relates to articles reinforced at least in part by wires or assemblies in accordance with the preceding definitions, such articles being, for example, hoses, belts, plies, tire casings.
  • FIG. 1 shows the structure of the steel of a wire before heat treatment, during the implementation of the process according to the invention
  • FIG. 2 shows the structure of the steel of a wire after heat treatment, during the implementation of the process according to the invention
  • FIG. 3 shows the structure of the steel of a wire according to the invention.
  • all the percentages and ppm of composition indicated are by weight and the measurements of breaking strength and elongation at break are carried out according to the AFNOR NFA 03-151 method.
  • an unworked wire rod 5.5 mm in diameter is used.
  • This wire rod is made of steel, the characteristics of which are as follows:
  • the machine wire is descaled, it is coated with a drawing soap, for example borax, and it is " dry drawn to obtain a wire with a diameter of 1.1 mm, which corresponds to a rate of deformation ⁇ slightly greater than 3.2.
  • a drawing soap for example borax
  • the drawing is easily carried out thanks to the relatively ductile structure of the wire rod.
  • a steel with 0.7% carbon not hardened has a breaking strength R of approximately 900 MPa and an elongation at break of approximately 8%, that is to say that it is significantly less ductile.
  • the drawing described above is carried out at a temperature below 0.3 -._ ,, for the purpose of simplification, although this is not essential, the drawing temperature possibly being equal to or exceeding 0.3 T_.
  • FIG. 1 represents the longitudinal section of a portion 1 of the structure of the wire thus obtained.
  • This structure consists of elongated blocks 2 of cementite and elongated blocks 3 of ferrite, the largest dimension of these blocks being oriented in the drawing direction.
  • the following heat treatment is then carried out on the wire thus obtained:
  • the wire is then cooled to 400 ° C in a salt bath in less than 2 seconds, and the wire is kept at this temperature for 1 minute, then it is cooled to around 20 ° C, that is to say at room temperature.
  • FIG. 2 represents a section of a portion 4 of the structure of the wire thus obtained.
  • This structure of the lower bainite type, consists of precipitates of carbide 5, distributed in a practically homogeneous manner in a matrix 6 of ferrite. This structure is obtained thanks to the preceding heat treatment, and it is preserved during cooling to room temperature.
  • the precipitates 5 generally have dimensions at least equal to 0.005 ⁇ m (micrometer) and at most equal to 0.5 ⁇ m.
  • FIG. 3 represents a longitudinal section of the portion 7 of this wire according to the invention thus obtained.
  • This portion 7 has a structure of the lower bainite type collapsed consisting of carbides 8 of elongated shape which are practically parallel to each other and whose largest dimension is oriented along the axis of the wire, that is to say along the direction of drawing shown schematically by the arrow F in FIG. 3. These carbides 8 are arranged in a hardened ferritic matrix 9.
  • This wire according to the invention has a breaking strength of 3200 MPa and an elongation at break of 0.7%.
  • the machine wire is descaled, it is coated with a layer of wire-drawing soap, for example borax, and it is drawn dry to obtain a wire with a diameter of 0.9 mm, which corresponds to a rate of deformation ⁇ slightly higher than 3.6.
  • the structure obtained is similar to that shown in FIG. 1.
  • the following heat treatment is then carried out on the wire thus obtained:
  • the wire is then cooled to 370 ° C in less than 2 seconds and kept at this temperature for 90 seconds, then cooled to room temperature.
  • the structure obtained is similar to that shown in FIG. 2.
  • the temperature of the wire during this drawing is less than 0.3 _._ ,.
  • the wire according to the invention thus obtained has a structure similar to that shown in FIG. 3.
  • This wire has a breaking strength equal to 3000 MPa and an elongation at break equal to 0.9%.
  • This wire according to the invention has a breaking strength equal to 3500 MPa and an elongation at break equal to 0.7%.
  • the intermediate structures and the final structure are analogous to the structures previously described.
  • the wire obtained has a breaking strength and an elongation at break of values at least equal to those of conventional wires, which therefore results in a breaking energy at least equal to that of conventional wires;
  • the wire obtained has better resistance to corrosion than conventional wires due to its low carbon content.
  • the steel of the wire according to the invention has a carbon content at least equal to 0.2% and at most equal to 0.5%.
  • compositions 0.3% - Mn - 0.6%; 0.1% _ If - 0.3%? P ⁇ 0.02%; S ⁇ 0.02%; Al ⁇ 0.02%; N ⁇ 0.006%.
  • the starting wire rod has a carbon content at least equal to 0.2% and at most equal to 0.5%;
  • the starting wire rod has a proeutectoid ferrite content at least equal to 41%, and at most equal to 78% and a perlite content at least equal to 22% and at most equal to 59%;
  • the rate of deformation ⁇ during work hardening after the structural heat treatment is at most equal to 4.5.
  • the wire after heat treatment was brass-plated to facilitate its drawing, however the invention covers the cases where other wire drawing flows are used than brass, for example copper, zinc, ternary copper alloys -zinc-nickel, copper-zinc-cobalt, copper-zinc-tin, these flows being other than steel.
  • wire work hardening in the previous examples is carried out by drawing, but other techniques are possible, for example rolling, possibly associated with drawing, for at least one of the work hardening operations.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

Fil métallique présentant les caractéristiques suivantes: a) il est constitué au moins en partie par un acier ayant une teneur en carbone au moins égale à 0,1 % et au plus égale à 0,6 % et une teneur en bore inférieure à 8 ppm; b) l'acier du fil présente une structure (7) de type bainite inférieure écrouie; c) le diamètre du fil varie de 0,10 à 0,40 mm; d) la résistance à la rupture du fil est au moins égale à 2800 MPa; e) l'allongement à la rupture du fil est au moins égal à 0,4 %. Le procédé conforme à l'invention pour produire ce fil consiste à écrouir un fil machine comportant de 28 % à 90 % de ferrite proeutectoïde et de 72 % à 10 % de perlite, puis à effectuer un traitement thermique pour obtenir une structure de type bainite inférieure, puis à effectuer un écrouissage sur le fil, la température du fil lors de cet écrouissage étant inférieure à 0,3 TF, TF étant la température de fusion de l'acier exprimée en Kelvin.

Description

Fil d'acier ayant une s-fcructure de type bainite inférieure écr'ouie ; procédé pour produire ce fil
L'invention concerne les fils métalliques et les procédés pour obtenir ces fils. Ces fils sont utilisés par exemple pour renforcer des articles en matières plastiques ou en caoutchouc, notainment des tuyaux, des courroies, des nappes, des enveloppes de pneumatiques.
Les fils de ce type couramment utilisés actuellement sont constitués d'acier contenant au moins 0-6 % de carbone, cet acier ayant une structure perlitique écrouie. La résistance à la rupture de ces fils est environ de 2800 MPa (mégapascals), leur diamètre varie en général de 0,15 à 0,35 mm, et leur allongement à la rupture est compris entre 0,4 et 2 %. Ces fils sont réalisés par tréfilage d'un fil de départ, dit "fil machine", dont le diamètre est de l'ordre de 5 à 6 mm, la structure de ce fil machine étant une structure dure, constituée de perlite et de ferrite avec un fort taux de perlite qui est en général supérieur à 72 %. Lors de la réalisation de ce fil, on interrompt au moins une fois l'opération de tréfilage pour effectuer un ou plusieurs traitements thermiques qui permettent de régénérer la structure initiale.
Ce procédé présente les inconvénients suivants :
- la matière première est coûteuse, car le taux de carbone est relativement élevé ;
- les paramètres ne peuvent pas être modifiés facilement, en particulier le diamètre du fil machine et le diamètre final sont maintenus dans des limites rigides, le procédé manquant donc de souplesse ;
- la grande dureté du fil machine due à sa structure fortement perlitique rend le tréfilage difficile, avant le traitement thermique, de telle sorte que le taux de déformation ε de ce tréfilage est nécessairement inférieur à 3 ; d'autre part les vitesses de ce tréfilage sont faibles et il peut y avoir des casses du fil lors de cette opération.
D'autre part, les fils eux-mêmes ont une résistance à la rupture parfois insuffisante, et leur résistance à la fatigue est limitée, par suite probablement d'un endommagement de ces fils lors du tréfilage avant le traitement thermique, à cause de la grande dureté du fil machine.
La demande de brevet japonais publiée sous le n" 54-79119 décrit un procédé pour préparer un fil en acier au bore de structure bainitique par chauffage dans un lit fluidisé. Les fils obtenus se caractérisent par des propriétés mécaniques faibles.
Le but de l'invention est de proposer un fil métallique écroui ayant une structure non perlitique et présentant une résistance à la rupture et un allongement à la rupture au moins aussi élevés que les fils d'acier perlitiques écrouis connus, et un plus faible endommagement que les fils connus.
Un autre but de l'invention est de proposer pour réaliser ce fil un procédé qui ne présente pas les inconvénients précités.
Le fil métallique conforme à 1'invention présente les caractéristiques suivantes :
a) il est constitué au moins en partie par un acier ayant une teneur en carbone au moins égale à 0,1 % et au plus égale à 0,6 %, et une teneur en bore inférieure à 8 ppm (parties par million) ; b) l'acier du fil présente une structure de type bainite inférieure écroule ; c) le diamètre du fil varie de 0,10 à 0,40 mm ; d) la résistance à la rupture du fil est au moins égale à 2800 MPa ; e) l'allongement à la rupture du fil est au moins égal à 0,4 %.
Le procédé conforme à l'invention pour produire ce fil est caractérisé par les points suivants :
a) on écrouit un fil machine en acier, cet acier ayant une teneur en carbone au moins égale à 0,1 % et au plus égale à 0,6 % et une teneur en bore inférieure à 8 ppm (parties par million) , cet acier comportant de 28 % à 90 % de ferrite proeutectoïde et de 72 % à 10 % de perlite ; le taux de déformation ε de cet écrouissage étant au moins égal à 3 ;
b) on arrête 1'écrouissage et on effectue un traitement thermique structural unique sur le fil écroui ; ce traitement consiste à chauffer le fil au dessus du point de transformations AC3 pour lui donner une structure d'austénite homogène, puis à le refroidir rapidement à une température comprise entre 350°C et 450°C, la vitesse de ce refroidissement étant au moins égale à 250°C/seconde, et à le maintenir dans cette plage de température pendant un temps au moins égal à 30 secondes, de façon à obtenir une structure de type bainite inférieure comportant des précipités de carbures répartis de façon pratiquement homogène dans une matrice ferritique ; c) on refroidit le fil à une température inférieure à 0,3 T_-, étant la température de fusion de l'acier, exprimée en Kelvin ;
d) on effectue un écrouissage sur le fil ayant subi ce traitement thermique, la température du fil lors de cet écrouissage étant inférieure à 0,3 T-_, le taux de déformation ε de cet écrouissage étant au moins égal à 3.
L'invention concerne également les assemblages comportant au moins un fil conforme à l'invention.
L'invention concerne également les articles renforcés au moins en partie par des fils ou des assemblages conformes aux définitions précédentes, de tels articles étant par exemple des tuyaux, des courroies, des nappes, des enveloppes de pneumatiques .
L'invention sera aisément comprise à l'aide des exemples de réalisation qui suivent, et des figures toutes schématiques relatives à ces exemples.
Sur le dessin :
- la figure 1 représente la structure de l'acier d'un fil avant traitement thermique, lors de la mise en oeuvre du procédé conforme à 1'invention ;
- la figure 2 représente la structure de l'acier d'un fil après traitement thermique, lors de la mise en oeuvre du procédé conforme à 1'invention ;
- la figure 3 représente la structure de l'acier d'un fil conforme à l'invention. Dans ce qui suit, tous les pourcentages et ppm de composition indiqués sont en poids et les mesures de résistance à la rupture et d'allongement à la rupture sont effectuées selon la méthode AFNOR NFA 03-151.
Par définition, le taux de déformation ε d'un écrouissage est donné par la formule ε = Ln -g ,
Ln étant le logarithme népérien,
So étant la section initiale du fil avant cet écrouissage et
Sf étant la section du fil après cet écrouissage.
Le but des exemples qui suivent est de décrire la préparation et les propriétés de trois fils conformes à l'invention.
On utilise dans ces exemples un fil machine non écroui de 5,5 mm de diamètre. Ce fil machine est constitué d'un acier dont les caractéristiques sont les suivantes :
teneur en carbone 0,4 % teneur en bore inférieure a 8 ppm teneur en manganèse 0,4 % ; teneur en silicium 0,2 % ; teneur en phosphore 0,015 % ; teneur en soufre 0,02 % ; teneur en aluminium 0,015 % ; teneur en azote 0,005 % ; teneur en chrome 0,05 % teneur en nickel 0,10 % teneur en cuivre 0,10 % teneur en molybdène 0,01 % teneur en ferrite proeutectoïde 53 % teneur en perlite : 47 % - température de fusion de l'acier, T„ : 1795 K
- résistance à la rupture R : 700 MPa ;
- allongement à la rupture A : 17 %
On réalise avec ce fil machine trois fils conformes à 1'invention de la façon suivante :
Exemple_l
On décalamine le fil machine, on l'enduit d'un savon de tréfilage, par exemple du borax, et on le" tréfile à sec pour obtenir un fil de diamètre 1,1 mm, ce qui correspond à un taux de déformation ε légèrement supérieur à 3,2.
Le tréfilage est réalisé facilement grâce à la structure relativement ductile du fil machine. A titre d'exemple, un acier à 0,7 % de carbone non écroui présente une résistance à la rupture R d'environ 900 MPa et un allongement à la rupture de 8 % environ, c'est-à-dire qu'il est nettement moins ductile.
Le tréfilage précédemment décrit est effectué à une température inférieure à 0,3 -._,, dans un but de simplification, bien que cela ne soit pas indispensable, la température de tréfilage pouvant éventuellement égaler ou dépasser 0,3 T_,.
La figure 1 représente la coupe longitudinale d'une portion 1 de la structure du fil ainsi obtenue. Cette structure est constituée de blocs allongés 2 de cémentite et de blocs allongés 3 de ferrite, la plus grande dimension de ces blocs étant orientée dans la direction de tréfilage. On effectue alors sur le fil ainsi obtenu le traitement thermique suivant :
- on chauffe le fil pour le porter à 900°C, c'est-à-dire au dessus du point de transformation AC3, et on le maintient pendant 1 minute à cette température de façon à obtenir une structure d'austénite homogène ;
- on refroidit ensuite le fil à 400°C dans un bain de sel en moins de 2 secondes, et on maintient le fil à cette température pendant 1 minute, puis on le refroidit à environ 20°C, c'est-à-dire à la température ambiante.
La figure 2 représente une coupe d'une portion 4 de la .structure du fil ainsi obtenu. Cette structure, de type bainite inférieure, est constituée de précipités de carbure 5, répartis de façon pratiquement homogène dans une matrice 6 de ferrite. Cette structure est obtenue grâce au traitement thermique précédent, et elle est conservée lors du refroidissement à la température ambiante. Les précipités 5 ont en général des dimensions au moins égales à 0,005 μm (micromètre) et au plus égales à 0,5 μm.
Le fil ainsi obtenu par ce traitement thermique et ce refroidissement à la température ambiante est revêtu d'une couche de laiton. L'épaisseur de cette couche de laiton est faible (de l'ordre du μm) et elle est négligeable par rapport au diamètre du fil avant laitonnage. On réalise ensuite un tréfilage humide de ce fil de façon à obtenir un diamètre final de 0,2 mm, ce qui correspond pratiquement à ε = 3,4. Le tréfilage est facilité par la couche de laiton. La température du fil, lors de ce tréfilage, est nécessairement inférieure à 0,3 T F_,. La figure 3 représente une coupe longitudinale de la portion 7 de ce fil conforme à l'invention ainsi obtenu. Cette portion 7 présente une structure de type bainite inférieure écroule constituée de carbures 8 de forme allongée qui sont pratiquement parallèles entre eux et dont la plus grande dimension est orientée selon l'axe du fil, c'est-à-dire selon la direction de tréfilage schématisée par la flèche F à la figure 3. Ces carbures 8 sont disposés dans une matrice ferritique écrouie 9.
Ce fil conforme à l'invention a une résistance à la rupture de 3200 MPa et un allongement à la rupture de 0,7 %.
Exemple_2
On décalamine le fil machine, on l'enduit d'une couche de savon de tréfilage, par exemple du borax, et on le tréfile à sec pour obtenir un fil de diamètre 0,9 mm, ce qui correspond à un taux de déformation ε légèrement supérieur à 3,6. La structure obtenue est analogue à celle représentée à la figure 1. On effectue alors sur le fil ainsi obtenu le traitement thermique suivant :
- on chauffe le fil de la même façon que dans l'exemple 1 pour obtenir une structure d'austénite homogène ;
- on refroidit ensuite le fil à 370°C en moins de 2 secondes et on le maintient à cette température pendant 90 secondes, puis on le refroidit à la température ambiante.
La structure obtenue est analogue à celle représentée à la figure 2. On laitonne alors le fil et on le tréfile de façon analogue à l'exemple 1 pour obtenir un diamètre final de 0,17 mm, ce qui correspond pratiquement à ε = 3,3. La température du fil lors de ce tréfilage est inférieure à 0,3 _._,. Le fil conforme à l'invention ainsi obtenu a une structure analogue à celle représentée à la figure 3.
Ce fil a une résistance à la rupture égale à 3000 MPa et un allongement à la rupture égal à 0,9 %.
Exemple_3
On réalise un fil conforme à l'invention de la même façon que dans l'exemple 1 mais avec la différence que le tréfilage effectué après le traitement thermique est poursuivi jusqu'au diamètre final de 0,17 mm, ce qui correspond pratiquement à ε = 3,7. Ce fil conforme à l'invention a une résistance à la rupture égale à 3500 MPa et un allongement à la rupture égal à 0,7 % . Les structures intermédiaires et la structure finale sont analogues aux structures précédemment décrites .
L'invention présente les avantages suivants :
- on part d'un fil machine à faible taux de carbone, et donc d'un coût peu élevé ;
- on bénéficie d'une grande souplesse dans le choix des diamètres des fils, c'est ainsi par exemple qu'on peut utiliser des fils machines dont le diamètre est notablement supérieur à 6 mm, ce qui réduit encore les coûts, et on peut réaliser des fils très variés en diamètre ;
- le tréfilage avant le traitement thermique structural est relativement aisé, de telle sorte que le taux de déformation ε de ce tréfilage peut être supérieur à 3 y d'autre part, ce tréfilage peut être réalisé avec des vitesses élevées ; enfin on réduit la fréquence des casses de fils et des changements de filières, ce qui réduit encore les coûts ;
- le fil obtenu présente une résistance à la rupture et un allongement à la rupture de valeurs au moins égales à celles des fils classiques, ce qui se traduit donc par une énergie de rupture au moins égale à celle des fils classiques ;
- le fil est moins endommagé lors du tréfilage avant traitement thermique ;
- le fil obtenu présente une meilleure résistance à la corrosion que les fils classiques par suite de sa faible teneur en carbone.
De préférence, l'acier du fil conforme à l'invention a une teneur en carbone au moins égale à 0,2 % et au plus égale à 0,5 %.
De préférence, dans l'acier du fil conforme à l'invention et donc dans le fil machine de départ, on a les compositions suivantes : 0,3 % _- Mn - 0,6 % ; 0,1 % _ Si - 0,3 % ? P ≤ 0,02 % ; S ≤ 0,02 % ; Al ≤ 0,02 % ; N ≤ 0,006 %.
Avantageusement dans l'acier du fil conforme à l'invention et donc dans le fil machine de départ, on a les relations suivantes : Cr ≤ 0,06 % ; Ni ≤ 0,15 % ; Cu ≤ 0,15 % ; Mo ≤ 0,015 %. De préférence, dans le procédé conforme à l'invention, on a au moins une des caractéristiques suivantes :
- le fil machine de départ a une teneur en carbone au moins égale à 0,2 % et au plus égale à 0,5 % ;
- le fil machine de départ a une teneur en ferrite proeutectoïde au moins égal à 41 %, et au plus égale à 78 % et une teneur en perlite au moins égale à 22 % et au plus égale à 59 % ;
- le taux de déformation ε lors de 1'écrouissage avant le traitement thermique structural est au plus égal à 6 ;
- le taux de déformation ε lors de 1'écrouissage après le traitement thermique structural est au plus égal à 4,5.
Dans les exemples précédemment décrits, le fil après traitement thermique était laitonné pour faciliter son tréfilage, cependant l'invention couvre les cas où on utilise d'autres coulants de tréfilage que le laiton, par exemple le cuivre, le zinc, les alliages ternaires cuivre-zinc-nickel, cuivre-zinc-cobalt, cuivre-zinc-étain, ces coulants étant autres que l'acier.
L'écrouissage du fil dans les exemples précédents est réalisé par tréfilage, mais d'autres techniques sont possibles, par exemple un laminage, associé éventuellement à un tréfilage, pour au moins une des opérations d'écrouissage.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation précédemment décrits.

Claims

REVENDICATIONS
1. Fil métallique caractérisé par les points suivants :
a) il est constitué au moins en partie par un acier ayant une teneur en carbone au moins égale à 0,1 % et au plus égale à 0,6 %, et une teneur en bore inférieure à 8 ppm (parties par million) ;
b) l'acier du fil présente une structure de type bainite inférieure écrouie ;
c) le diamètre du fil varie de 0,10 à 0,40 mm ;
d) la résistance à la rupture du fil est au moins égale à 2800 MPa ;
e) l'allongement à la rupture du fil est au moins égal à 0,4 % .
2. Fil métallique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'acier a une teneur en carbone au moins égale à 0,2 % et au plus égale à 0,5 %.
3. Fil métallique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'acier vérifie les relations suivantes : 0,3 % ≤ Mn ≤ 0,6 % ; 0,1 % ≤ Si ≤ 0,3 % ;
P ≤ 0,02 % ; S ≤ 0,02 % ; Al ≤ 0,02 % ; N ≤ 0,006 %.
4. Fil métallique selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'acier vérifie les relations suivantes : Cr __ 0,06 % ;
Ni ≤ 0,15 % ; Cu ≤ 0,15 % ; Mo ≤ 0,015 %.
5. Fil métallique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est revêtu d'une couche métallique autre que l'acier.
6. Fil métallique selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est revêtu d'une couche de laiton.
7. Procédé pour produire un fil métallique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par les points suivants :
a) on écrouit un fil machine en acier, cet acier ayant une teneur en carbone au moins égale à 0,1 % et au plus égale à 0,6 % et une teneur en bore inférieure à 8 ppm (parties par million) , cet acier comportant de 28 . à 90 % de ferrite proeutectoïde et de 72 % à 10 % de perlite ; le taux de déformation ε de cet écrouissage étant au moins égal à 3 ;
b) on arrête 1'écrouissage et on effectue un traitement thermique structural unique sur le fil écroui ; ce traitement consiste à chauffer le fil au dessus du point de transformations AC3 pour lui donner une structure d'austénite homogène, puis à le refroidir rapidement à une température comprise entre 350°C et 450CC, la vitesse de ce refroidissement étant au moins égale à 250°C/seconde, et à le maintenir dans cette plage de température pendant un temps au moins égal à 30 secondes, de façon à obtenir une structure de type bainite inférieure comportant des précipités de carbures répartis de façon pratiquement homogène dans une matrice ferritique ; c) on refroidit le fil à une température inférieure à 0,3 T_-, T_. étant la température de fusion de l'acier, exprimée en Kelvin ;
d) on effectue un écrouissage sur le fil ayant subi ce traitement thermique, la température du fil lors de cet écrouissage étant inférieure à 0,3 T , le taux de déformation ε de cet écrouissage étant au moins égal à 3.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le fil machine a une teneur en carbone au moins égale à 0,2 % et au plus égale à 0,5 •%.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le fil machine vérifie les relations suivantes : 0,3 . _ _j_ _ 0,6 % ; 0,1 % ≤ Si ≤ 0,3 % ;
P ≤ 0,02 % ; S ≤ 0,02 % ; Al ≤ 0,02 % ; N ≤ 0,006 %.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le fil machine vérifie les relations suivantes :
Cr ≤ 0,06 % ; Ni ≤ 0,15 % ; Cu ≤ 0,15 % ; Mo ≤ 0,015 %.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que l'on effectue un revêtement métallique autre que l'acier sur le fil, après le traitement thermique structural avant écrouissage.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ce revêtement est un revêtement de laiton.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que le fil machine a une teneur en ferrite proeutectoïde au moins égale à 41 % et au plus égale à 78 %, et une teneur en perlite au moins égale à 22 % et au plus égale à 59 %.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que le taux de déformation ε lors de
1'écrouissage avant le traitement thermique structural est au moins égal à 3 et au plus égal à 6.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisé en ce que le taux de déformation ε lors de
1'écrouissage après le traitement thermique structural est au moins égal à 3 et au plus égal à 4,5.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 15, caractérisé en ce qu'au moins un écrouissage est effectué au moins en partie par tréfilage.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 16, caractérisé en ce que la structure de type bainite inférieure, obtenue après le refroidissement rapide, est telle que les précipités de carbure ont en général des dimensions au moins égales à 0,005 μm (micromètre) et au plus égale à 0,5 μm.
18. Assemblage comportant au moins un fil conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6.
19. Article renforcé avec au moins un fil conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6.
20. Article renforcé avec au moins un assemblage conforme à la revendication 18.
21. Article selon l'une quelconque des revendications 19 ou 20, caractérisé en ce qu'il est une enveloppe de pneumatique,
EP91901457A 1989-12-22 1990-12-18 Fil d'acier ayant une structure de type bainite inferieure ecrouie; procede pour produire ce fil Expired - Lifetime EP0506768B1 (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8917227A FR2656242A1 (fr) 1989-12-22 1989-12-22 Fil d'acier ayant une structure de type bainite inferieure ecrouie; procede pour produire ce fil.
FR8917227 1989-12-22
PCT/FR1990/000920 WO1991009933A1 (fr) 1989-12-22 1990-12-18 Fil d'acier ayant une structure de type bainite inferieure ecrouie; procede pour produire ce fil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0506768A1 true EP0506768A1 (fr) 1992-10-07
EP0506768B1 EP0506768B1 (fr) 1994-04-13

Family

ID=9388990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP91901457A Expired - Lifetime EP0506768B1 (fr) 1989-12-22 1990-12-18 Fil d'acier ayant une structure de type bainite inferieure ecrouie; procede pour produire ce fil

Country Status (15)

Country Link
US (1) US5342700A (fr)
EP (1) EP0506768B1 (fr)
JP (1) JPH05506479A (fr)
KR (1) KR100223730B1 (fr)
AU (1) AU654121B2 (fr)
BR (1) BR9007935A (fr)
CA (1) CA2069511A1 (fr)
DE (1) DE69008190T2 (fr)
ES (1) ES2051116T3 (fr)
FI (1) FI94363C (fr)
FR (1) FR2656242A1 (fr)
NO (1) NO179456C (fr)
OA (1) OA09592A (fr)
RU (1) RU2070938C1 (fr)
WO (1) WO1991009933A1 (fr)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2672827A1 (fr) * 1991-02-14 1992-08-21 Michelin & Cie Fil metallique comportant un substrat en acier ayant une structure de type martensite revenue ecrouie, et un revetement; procede pour obtenir ce fil.
FR2753206B1 (fr) * 1996-09-09 1998-11-06 Inst Francais Du Petrole Procede de fabrication de fils en acier auto-trempant, fils de forme et application a une conduite flexible
KR20010059686A (ko) * 1999-12-30 2001-07-06 이계안 프레스 소입에 의해 베이나이트 조직을 갖는 강 조성물
US20030070736A1 (en) * 2001-10-12 2003-04-17 Borg Warner Inc. High-hardness, highly ductile ferrous articles
US20040025987A1 (en) * 2002-05-31 2004-02-12 Bhagwat Anand W. High carbon steel wire with bainitic structure for spring and other cold-formed applications
US7717976B2 (en) * 2004-12-14 2010-05-18 L&P Property Management Company Method for making strain aging resistant steel
KR101470720B1 (ko) * 2010-04-01 2014-12-08 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 신선 가공성 및 신선 후의 피로 특성이 우수한 고탄소강 선재
KR102022088B1 (ko) * 2018-02-20 2019-09-18 주식회사 삼원강재 강선의 제조 방법 및 장치

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3444008A (en) * 1966-05-09 1969-05-13 William R Keough Controlled atmosphere processing
JPS498611B1 (fr) * 1968-01-24 1974-02-27
SE335547B (fr) * 1970-02-11 1971-06-01 Fagersta Bruks Ab
SU449099A1 (ru) * 1972-08-31 1974-11-05 Институт металлофизики АН УССР Способ термической обработки стальных прокатных изделий
JPS5921370B2 (ja) * 1976-11-02 1984-05-19 新日本製鐵株式会社 耐応力腐食割れ性が優れた高延性高張力線材の製造法
US4250226A (en) * 1976-12-02 1981-02-10 Monsanto Company Method for producing an adhesive-coated high-strength steel reinforcing member
JPS5389817A (en) * 1977-01-17 1978-08-08 Sumitomo Metal Ind Ltd Manufacture of steel bar for low temperature
JPS5479119A (en) * 1977-12-08 1979-06-23 Kobe Steel Ltd Manufacture of high strength, high toughness steel wire rod
DD138886A5 (de) * 1978-09-13 1979-11-28 Sodetal Verfahren zum herstellen von langgestreckten gegenstaenden aus stahl
FR2488279A1 (fr) * 1980-08-08 1982-02-12 Siderurgie Fse Inst Rech Traitement par refroidissement accelere de barres en acier dans la chaude de laminage
US4563222A (en) * 1983-06-29 1986-01-07 Sugita Wire Mfg. Co., Ltd. High strength bolt and method of producing same
GB8332395D0 (en) * 1983-12-05 1984-01-11 Bekaert Sa Nv Steel wires
US4578124A (en) * 1984-01-20 1986-03-25 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho High strength low carbon steels, steel articles thereof and method for manufacturing the steels
JPS60245722A (ja) * 1984-05-21 1985-12-05 Kawasaki Steel Corp 高張力線材の製造方法
JPS63241136A (ja) * 1987-03-27 1988-10-06 Sumitomo Metal Ind Ltd 耐疲労特性にすぐれた高強度細線材
JP2731797B2 (ja) * 1988-12-20 1998-03-25 トーア・スチール株式会社 非調質ボルト用鋼線材の製造方法
DE3934037C1 (fr) * 1989-10-12 1991-02-14 Thyssen Stahl Ag, 4100 Duisburg, De

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9109933A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO1991009933A1 (fr) 1991-07-11
FI922544A0 (fi) 1992-06-02
EP0506768B1 (fr) 1994-04-13
ES2051116T3 (es) 1994-06-01
DE69008190D1 (de) 1994-05-19
FI922544A (fi) 1992-06-02
RU2070938C1 (ru) 1996-12-27
KR920703852A (ko) 1992-12-18
DE69008190T2 (de) 1994-07-28
NO179456C (no) 1996-10-09
OA09592A (fr) 1993-04-30
FI94363C (fi) 1995-08-25
JPH05506479A (ja) 1993-09-22
NO922419D0 (no) 1992-06-19
AU6975491A (en) 1991-07-24
CA2069511A1 (fr) 1991-06-23
NO922419L (no) 1992-06-19
BR9007935A (pt) 1992-11-24
AU654121B2 (en) 1994-10-27
FR2656242A1 (fr) 1991-06-28
NO179456B (no) 1996-07-01
KR100223730B1 (en) 1999-10-15
FI94363B (fi) 1995-05-15
US5342700A (en) 1994-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1007015A3 (fr) Corde en acier et son traitement thermique.
EP0571521B1 (fr) Fil metallique comportant un substrat en acier ayant une structure de type martensite revenue ecrouie, et un revetement
JP4970562B2 (ja) 延性に優れた高強度鋼線用線材及び鋼線の製造方法
EP0976541B1 (fr) Fil composite comprenant une ame en acier au carbone et une couche externe en acier inoxydable
EP0506768B1 (fr) Fil d'acier ayant une structure de type bainite inferieure ecrouie; procede pour produire ce fil
EP0877824B1 (fr) Fil metallique pret a l'emploi et procede pour obtenir ce fil
US6949149B2 (en) High strength, high carbon steel wire
EP0851039B1 (fr) Fil en acier inoxydable et procédé de fabrication
JP5986434B2 (ja) 中空ばね用シームレス鋼管
CA1107179A (fr) Procede d'obtention d'un element allonge en acier dur
US20080041497A1 (en) Carburized Wire and Method for Producing the Same
FR2636076A1 (fr) Procede de fabrication d'elements en acier concus pour resister a des contraintes elevees, tels que des elements de roulements a rouleaux
JP2013255925A (ja) 中空ばね用シームレス鋼管の製造方法
EP0876515B1 (fr) Fil-machine adapte au renforcement d'articles en matieres plastiques ou en caoutchouc
JP2015193896A (ja) 極細ブラスめっき鋼線の製造方法
EP0884399B1 (fr) Procédé de fabrication d'un ressort en acier, ressort obtenu et acier pour la fabrication d'un tel ressort
FR2832426A1 (fr) ACIER NON MAGNETIQUE A HAUTE TENEUR EN Mn POUR UN ELEMENT DE STRUCTURE D'AIMANT SUPRACONDUCTEUR
JPH04158916A (ja) 極細線の製造方法
FR2781814A1 (fr) Fil composite comprenant une ame en acier au carbone et une couche externe en acier inoxydable
FR2916371A1 (fr) Procede de preparation de pieces forgees ayant une resistance a la traction et un allongement excellents a partir de fils mamchine en acier

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19920609

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BE DE ES FR GB IT LU NL

17Q First examination report despatched

Effective date: 19921222

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): BE DE ES FR GB IT LU NL

REF Corresponds to:

Ref document number: 69008190

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19940519

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2051116

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: JACOBACCI CASETTA & PERANI S.P.A.

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19940712

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Payment date: 19980210

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 19981110

Year of fee payment: 9

Ref country code: BE

Payment date: 19981110

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 19981223

Year of fee payment: 9

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19991218

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19991231

BERE Be: lapsed

Owner name: CIE GENERALE DES ETS MICHELIN - MICHELIN & CIE

Effective date: 19991231

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20000701

NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20000701

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20001115

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20001204

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20001213

Year of fee payment: 11

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20001219

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20011218

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020702

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20011218

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020830

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20010113

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20051218