EP0629714B1 - Acier inoxydable martensitique à usinabilité améliorée - Google Patents
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Description
- les aciers martensitiques,
- les aciers ferritiques,
- les aciers austénitiques,
- les aciers austéno-ferritiques.
- les nuances au chrome-carbone sans nickel. Les caractéristiques recherchées sont la dureté, la résistance à la corrosion, la polissabilité.
- les nuances à 16% de chrome plus nickel. La présence de chrome leur confère une bonne résistance à la corrosion, le nickel (2 à 4%) permet d'obtenir une structure martensitique après trempe.
- les nuances à durcissement structural. Elles ont une excellente résistance à la corrosion avec de hautes caractéristiques mécaniques.
- les 12% de chrome améliorées (addition d'éléments comme le vanadium, le molybdène, le tungstène, le silicium, le niobium, le titane...). Le but est d'optimiser une ou plusieurs propriétés d'emploi du matériau, comme résistance à chaud, le fluage, le résilience, la résistance à la corrosion...
- carbone inférieur à 1,2%
- silicium inférieur ou égal à 2%
- manganèse inférieur ou égal à 2%
- chrome : 10,5<Cr<19%
- soufre inférieur ou égal à 0,55%
- calcium supérieur à 32.10-4%
- oxygène supérieur à 70.10-4%
- le rapport de la teneur en calcium et en oxygène Ca/O étant 0,2<Ca/O<0,6, ledit acier étant soumis à au moins un traitement thermique de trempe pour lui conférer une structure martensitique.
- l'acier comprend de façon préferentielle du soufre dans une proportion inférieure ou égale à 0,035%,
- l'acier comprend de façon préferentielle du soufre dans une proportion 0,15%<S<0,45%, ledit acier étant resulfuré,
- l'acier comprend, en outre, du nickel dans une proportion inférieure ou égale à 6%,
- l'acier comprend, en outre, du molybdène dans une proportion inférieure ou égale à 3%,
- l'acier comprend, en outre, dans sa composition
pondérale des éléments choisis parmi le tungstène,
le cobalt, le niobium, le titane, le tantale, le zirconium,
le vanadium, le molybdène dans les proportions
pondérales suivantes :
- tungstène inférieur ou égal à 4%
- cobalt inférieur ou égal à 4,5%
- niobium inférieur ou égal à 1%
- titane inférieur ou égal à 1%
- tantale inférieur ou égal à 1%
- zirconium inférieur ou égal à 1%
- vanadium inférieur ou égal à 1%
- molybdène inférieur ou égale à 3%,
- outre l'acier comprend du nickel dans une proportion 2%<Ni<6% et du cuivre dans une proportion de 1%<Cu<5%
- l'acier contient des inclusions de silicoaluminate de chaux du type anorthite et/ou pseudo-wollastonite et/ou géhlénite.
- la figure 1 représente sur diagramme ternaire SiO2 - CaO - Al2O3 donnant les compositions des oxydes introduit dans l'acier selon l'invention,
- la figure 2 montre des courbes représentant l'évolution de l'usure d'un outil pour différents exemples donnés.
- tungstène inférieur ou égal à 4%
- cobalt inférieur ou égal à 4,5%
- niobium inférieur ou égal à 1%
- titane inférieur ou égal à 1%
- tantale inférieur ou égal à 1%
- zirconium inférieur ou égal à 1%.
C | Si | Mn | ||
ACIER A | 0,205 | 0,462 | 0,52 | |
Cr | Mo | S | P | N |
12.34 | 0.041 | 0.024 | 0.022 | 0.046 |
C | Si | Mn | Ni | ||
Ref. 1 | 0,184 | 0,359 | 0,530 | 0,180 | |
Ref. 2 | 0,194 | 0,364 | 0,731 | 0,313 | |
Cr | Mo | Cu | S | P | N |
12,63 | 0,135 | 0,084 | 0,022 | 0,018 | 0,056 |
12,77 | 0,093 | 0,088 | 0,002 | 0,017 | 0,049 |
NUANCE | TRAITEMENT THERMIQUE | Rm MPa | |
INV | A | ADOUCI | 535 |
REF | 2 | ADOUCI | 544 |
REF | 1 | ADOUCI | 544 |
INV | A | TRAITE | 858 |
REF | 2 | TRAITE | 967 |
REF | 1 | TRAITE | 899 |
Rp0,2 MPa | A% | Z% | DURETE HRB/HRC |
282 | 29 | 82 | |
296 | 29,2 | 64,1 | 82,3 HRB |
280 | 28,6 | 60,6 | 80,6 HRB |
737 | 14 | 51 | |
837 | 12 | 52,6 | 29,1 HRC |
754 | 15,5 | 55,8 | 27,3 HRC |
C | Si | Mn | Cr | Mo | ||
ACIER B | 0,196 | 0,444 | 0,555 | 12,10 | 0,073 | |
S | P | N | Ca | O | Ca/O | |
AcierB | 0,0263 | 0,019 | 0,053 | 41.10-4 | 99.10-4 | 0,41 |
C | Si | Mn | Ni | Cr | Mo | ||
REF 3 | 0,214 | 0,344 | 0,564 | 0,354 | 12,32 | 0,097 | |
Cu | S | P | N | Ca | O | Ca/O | |
REF 3 | 0,106 | 0,261 | 0,017 | 0,054 | 45.10-4 |
REF. 3 | ACIER B | |||
ADOUCI | TRAITE | ADOUCI | TRAITE | |
Rm(MPa) | 559 | 803 | 566 | 787 |
Rp0,2(MPa) | 418 | 636 | 408 | 600 |
A% | 29 | 18,7 | 29 | 19 |
Z% | 67,5 | 60,5 | 67 | 63 |
ETAT METALLURGIQUE | TRAITE | ADOUCI | ||
test : | Vb 30/0,3 (m/mn) | Vb 15/0,15 (m/mn) | Vb 30/0,3 (m/mn) | Vb 15/0,15 (m/mn) |
Acier réf 1 | 195 | 250 | - | - |
Acier réf 2 | 150 | 205 | - | - |
Acier réf 3 | 230 | 250 | 200 | 220 |
Acier A | 250 | - | - | - |
Acier B | 250 | 290 | - | - |
C | Si | Mn | Ni | Cr | Mo | |
Acier C | 0,018 | 0,443 | 0,825 | 4,517 | 15,2 | 0,005 |
Acier D | 0,012 | 0,448 | 0,818 | 3,739 | 15,37 | 0,005 |
Cu | P | N | Nb | S.10-4 | Ca.10-4 | 0.10-4 |
3,189 | 0,01 | 0,018 | 0,202 | 110 | 65 | 132 |
3,236 | 0,01 | 0,021 | 0,192 | 233 | 70 | 157 |
C | Si | Mn | Ni | Cr | Mo | |
Ref. 4 | 0,011 | 0,45 | 0,815 | 4,548 | 15,26 | 0,006 |
Ref. 5 | 0,013 | 0,405 | 0,878 | 4,509 | 15,26 | 0,006 |
Cu | P | N | Nb | S.10-4 | Ca.10-4 | 0.10-4 |
3,245 | 0,011 | 0,017 | 0,182 | 270 | <5 | 138 |
3,228 | 0,011 | 0,016 | 0,202 | 110 | <5 | 48 |
- l'état trempé : trempe huile à 1050°C, puis revenu à 250°C. Rm 1000 MPa,
- l'état vieilli, dans lequel le métal a sa dureté maximale : trempe 1050°C, puis revenu vers 450°C. Rm 1400 MPa
- l'état adouci : trempe 1050°C, revenu à 760°C pendant 4 heures, deuxième revenu vers 620°C. Rm 900 MPa
Claims (4)
- Acier inoxydable martensitique à usinabilité améliorée, caractérisé en ce que sa composition pondérale (% poids) est la suivante :carbone inférieur à 1,2%silicium inférieur ou égal à 2%manganèse inférieur ou égal à 2%chrome : 10,5<Cr<19%soufre inférieur ou égal à 0,55%calcium supérieur à 32.10-4%oxygène supérieur à 70.10-4%nickel inférieur ou égal à 6%molybdène inférieur ou égal à 3%des éléments choisis parmi le tungstène, le cobalt, le niobium, le titane, le tantale, le zirconium, le vanadium dans les proportions pondérales suivantes :tungstène inférieur ou égal à 4%cobalt inférieur ou égal à 4,5%niobium inférieur ou égal à 1%titane inférieur ou égal à 1%tantale inférieur ou égal à 1%zirconium inférieur ou égal à 1%vanadium inférieur ou égal à 1%en outre, du cuivre dans une proportion 1%<Cu<5% avec la condition 2%<Ni<6%
et des inclusions de silicoaluminate de chaux de type anorthite et/ou pseudowollastonite et/ou géhlénite,
le reste étant constitué par du fer et des impuretés inévitables,
le rapport de la teneur en calcium et en oxygène Ca/0 étant 0,2<Ca/O<0,6, ledit acier étant soumis à au moins un traitement thermique de trempe pour lui conférer une structure martensitique. - Acier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend du soufre dans une proportion inférieure ou égale à 0,035%.
- Acier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend du soufre dans une proportion 0,15%<S<O,45%, ledit acier étant resulfuré.
- Acier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend du nickel dans une proportion 2%<Ni<6% et du cuivre dans une proportion 1%<Cu<5%.
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