EP0739993A1 - Acier et procédé pour la fabrication de pièces à haute résistance à l'abrasion - Google Patents

Acier et procédé pour la fabrication de pièces à haute résistance à l'abrasion Download PDF

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EP0739993A1
EP0739993A1 EP96400737A EP96400737A EP0739993A1 EP 0739993 A1 EP0739993 A1 EP 0739993A1 EP 96400737 A EP96400737 A EP 96400737A EP 96400737 A EP96400737 A EP 96400737A EP 0739993 A1 EP0739993 A1 EP 0739993A1
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steel
temperature
boron
less
chemical composition
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EP96400737A
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EP0739993B8 (fr
EP0739993B2 (fr
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Jean Beguinot
Jean-Georges Brisson
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Cubic Defense Applications Inc
Original Assignee
Creusot Loire SA
Creusot Loire Industrie SA
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    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
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    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • 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
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten

Definitions

  • the present invention relates to steels for the manufacture of parts with high abrasion resistance.
  • equipment In the mineral industry, equipment is used such as, for example, chutes, screens, etching blades, subjected to very severe abrasive wear.
  • parts, and in particular sheets, of high abrasion resistance steel, hardened, of hardness between, approximately, 550HB and 600HB, are used.
  • These steels contain from 0.35% to 0.5% of carbon, and from 0.5% to 3% of at least one alloying element such as manganese, chromium, nickel or molybdenum.
  • These steels have the drawback of being very difficult to cut and weld, they have a low forming capacity and are, in general, fragile.
  • the object of the present invention is to remedy this drawback by proposing a steel making it possible to manufacture parts, and in particular sheets, easily weldable and cutable, and having an abrasion resistance comparable to that of parts according to the prior art. .
  • the chemical composition of the steel comprises: 0.24% ⁇ C ⁇ 0.27% 0% ⁇ If ⁇ 1% 0% ⁇ Al ⁇ 1% 0.3% ⁇ Mn ⁇ 1.6% 0% ⁇ Ni ⁇ 2% 0.5% ⁇ Cr ⁇ 1.8% and satisfies relationships: 0.15% ⁇ Mo + W / 2 ⁇ 0.45% and 0.6% ⁇ Si + Al ⁇ 1%
  • the part can be soaked in oil, this is particularly the case when the part is a sheet of thickness between 10mm and 100mm.
  • the part To cool the part to room temperature, from the austenitization temperature, the room to air. This is particularly the case when the part is a sheet of thickness between 2mm and 20mm.
  • the invention finally relates to an abrasion-resistant part made of steel according to the invention having a martensitic or martensito-bainitic structure containing between 5% and 15% of austenite, and having a hardness of between 400HB and 500HB.
  • the parts according to the invention can be used for the manufacture of wearing parts for equipment intended, in particular, for the exploitation of quarries and mines, for public works. , cement factories, steel, tile, brick or agriculture.
  • A remains less than or equal to 3.7.
  • This steel because of its relatively low carbon content, has good weldability and good ability to be cut by thermal means, but its abrasion resistance depends on its micrographic structure and therefore on the heat treatment to which it is subjected.
  • this steel had a structure consisting mainly of martensite or of a mixture of martensite and bainite (martensito-bainitic structure) and from 5% to 15% of retained austenite enriched in carbon, so as to have a hardness between 450HB and 500HB, its abrasion resistance was very comparable to that of martensitic steels of hardness greater than 550HB and its ability to cold forming by plastic deformation was much better.
  • the good abrasion resistance results from the fact that, under the action of abrasive particles, the retained austenite locally transforms into very hard martensite while benefiting from the ability to deform significantly the stressed metal.
  • the presence of a fine dispersion of chromium carbides and molybdenum in the martensitic component improves the wear resistance.
  • the inventors have also found that, to obtain this structure, it was necessary to austenitize the steel by heating above Ac 3 , then to cool it to ambient temperature so that, the cooling rate between the austenitization temperature and 450 ° C is greater than 1 ° C / s, and the time for the passage of the temperature from 450 ° C to the temperature of 200 ° is between 50s and 60mn, and preferably between 100s and 30mn.
  • This heat treatment can optionally be supplemented by tempering at a temperature below 250 ° C. for a time of less than 3 hours.
  • a steel is produced in accordance with the invention, it is cast in the form of a semi-finished product which is then shaped by hot plastic deformation, for example by rolling or forging.
  • the part thus obtained is then austenitized by heating above Ac 3 , then cooled to room temperature so that, at any point, the cooling rate between the austenitization temperature and 450 ° C is greater than 1 ° C / s, and the passage time from the temperature of 450 ° C to the temperature of 200 ° is between 50s and 60mn, and preferably between 100s and 30mn.
  • the part is subjected to tempering at a temperature below 250 ° C for a time of less than 3 hours.
  • Crossing at a slow speed of the 450 ° C / 200 ° C range has the effect of allowing the retention of metastable austenite, while promoting the formation of fine chromium and molybdenum carbides, homogeneously distributed in the martensitic or martensito component. -bainitique.
  • the part can be soaked in oil. This is particularly the case when the part is a sheet of thickness between 10mm and 100mm.
  • the part when the massiveness of the part lends itself to it, to cool the part to room temperature, from the austenitization temperature, the part can also be quenched with air. This is particularly the case when the part is a sheet of thickness between 2mm and 20mm.
  • sheets were made with steels A and B according to the invention, and with steels C and D according to the prior art.
  • compositions of these steels were, in thousandths of% by weight: VS Yes Al Mn Or Cr Mo B AT 247 817 63 1290 495 726 328 2.8 B 251 263 704 1305 439 715 342 2.6 VS 254 310 65 1329 445 702 351 2.6 D 415 307 62 1285 293 712 349 2.7
  • the TD sheet in accordance with the prior art, has an entirely martensitic structure, a hardness greater than 550HB and an abrasion resistance index of 100; but because of the carbon content of the steel, it is difficult to weld.
  • TA3 sheet made of steel according to the invention, has been quenched with water, which gives it a structure different from that required by the invention, and it has an abrasion resistance index. of 70, significantly lower than those of the sheets TA1, TA2 and TB according to the invention, which are comparable to that of the reference sheet TD.
  • TA1 and TB sheets are also distinguished from TD sheet by their folding ability;
  • the TA1 and TB sheets can be folded over a radius equal to 6 times the thickness, while the TD sheet cannot be folded over a radius less than 15 times the thickness.
  • the parts in general, and the sheets in particular, in accordance with the invention are particularly suitable for the manufacture of any type of wearing part subjected to severe abrasion and incorporated, in particular, into equipment. for handling bulk products in all types of industries.
  • these parts may be attack blades and reinforcement pads under blades of loader / transporter or shovel buckets, guide plates for excavators and draglines, racks, crowns of 'drive, sprockets, side shields of impact or jaw crushers, screen grids for use in public works, in the exploitation of quarries or gravel pits; chain conveyor bottoms and squeegees, hopper or aisle shields, scales of helical descenders, sludge combs, classifier blades, pieces of slaughter or transport equipment, cyclone skirts for the exploitation of mines or coal mines; hopper or skip shields, clamshell blades, coke-car bottoms, vibrating extractors, shot-blasting chamber shields, guide or shift plates for the steel industry; cutter knives, blades and kneader bottoms, wheel extruder bottoms, molds, parts for turbo-disintegrators, dosing hoppers for tile or brick factories; tools and teeth for unpacking or stump removal

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Abstract

Acier pour la fabrication de pièces à haute résistance à I'abrasion dont la composition chimique comprend, en poids: 0,24% ≤ C ≤ 0,3%, 0% ≤ Si ≤ 2%, 0% ≤ Al ≤ 2%, 0% ≤ Mn ≤ 2%, 0% ≤ Ni ≤ 4%, 0% ≤ Cr ≤ 3%, 0% ≤ Mo ≤ 0,6%, 0% ≤ W ≤ 1,2%, éventuellement de 0,0005% à 0,005% de bore, éventuellement au moins un élément pris parmi Nb, V, Zr et Ti, en des teneurs inférieures à 0,3%, éventuellement au moins un élément pris parmi Se, Te, Ca, Bi et Pb en des teneurs inférieures à 0,1%, le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration; la composition chimique satisfaisant en outre les relations suivantes: 0,6% ≤ Al+Si ≤ 2% et 4,6xC + 1,05xMn + 0,54xNi + 0,66x (Mo+W/2) + 0,5xCr+K ≥ 1,6, avec K = 0 si l'acier contient moins de 0,0005% de bore et K = 0,5 si l'acier contient plus de 0,0005% de bore. Procédé de fabrication d'une pièce et utilisation.

Description

  • La présente invention concerne les aciers pour la fabrication de pièces à haute résistance à l'abrasion.
  • Dans l'industrie minérale, on utilise des équipements tels que, par exemple, des goulottes, des cribles, des lames d'attaque, soumis à des usures abrasives très sévères. Pour fabriquer ces équipements, on utilise des pièces, et notamment des tôles, en acier à haute résistance à l'abrasion, trempé, de dureté comprise entre, environ, 550HB et 600HB. Ces aciers contiennent de 0,35 % à 0,5% de carbone, et de 0,5% à 3% d'au moins un élément d'alliage tel que le manganèse, le chrome, le nickel ou le molybdène. Ces aciers ont l'inconvénient d'être très difficiles à découper et à souder, ils ont une faible capacité de formage et sont, en général, fragiles.
  • Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un acier permettant de fabriquer des pièces, et notamment des tôles, facilement soudables et découpables, et ayant une résistance à l'abrasion comparable à celle des pièces selon l'art antérieur.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un acier dont la composition chimique comprend, en poids: 0,24% ≤ C ≤ 0,3%
    Figure imgb0001
     0% ≤ Si ≤ 2%
    Figure imgb0002
     0% ≤ Al ≤ 2%
    Figure imgb0003
     0% ≤ Mn ≤ 2%
    Figure imgb0004
     0% ≤ Ni ≤ 4%
    Figure imgb0005
     0% ≤ Cr ≤ 3%
    Figure imgb0006
     0% ≤ Mo ≤ 0,6%
    Figure imgb0007
     0% ≤ W ≤ 1,2%
    Figure imgb0008
     éventuellement de 0,0005% à 0,005% de bore, éventuellement au moins un élément pris parmi Nb, V, Zr et Ti, en des teneurs inférieures à 0,3%, éventuellement au moins un élément pris parmi Se, Te, Ca, Bi et Pb en des teneurs inférieures à 0,1%, le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration,
    la composition chimique satisfaisant en outre les relations suivantes : 0,6% ≤ Al+Si ≤ 2%
    Figure imgb0009
        et 4,6xC + 1,05xMn + 0,54xNi + 0,66x(Mo + W/2) + 0,5xCr + K ≥ 1,6
    Figure imgb0010
        avec
       K = 0 si l'acier contient moins de 0,0005% de bore
       K = 0,5 si l'acier contient plus de 0,0005% de bore
  • De préférence, la composition chimique de l'acier comprend : 0,24% ≤ C ≤ 0,27%
    Figure imgb0011
     0% ≤ Si ≤ 1%
    Figure imgb0012
     0% ≤ Al ≤ 1%
    Figure imgb0013
     0,3% ≤ Mn ≤ 1,6%
    Figure imgb0014
     0% ≤ Ni ≤ 2%
    Figure imgb0015
     0,5% ≤ Cr ≤ 1,8%
    Figure imgb0016
     et satisfait aux relations : 0,15% ≤ Mo+W/2 ≤ 0,45%
    Figure imgb0017
        et 0,6% ≤ Si+Al ≤ 1%
    Figure imgb0018
  • Mieux encore, la composition chimique peut satisfaire, en outre, la relation : 4,6xC + 1,05xMn + 0,54xNi + 0,66x(Mo + W/2) + 0,5xCr+ K ≤ 3,7
    Figure imgb0019
        avec
       K = 0 si l'acier contient moins de 0,0005% de bore
       K = 0,5 si l'acier contient plus de 0,0005% de bore
  • L'invention concerne également, un procédé de fabrication d'une pièce en acier à haute résistance à l'abrasion selon lequel :
    • on approvisionne une pièce en acier conforme à l'invention,
    • on austénitise la pièce par chauffage au dessus de Ac3, puis on la refroidit jusqu'à la température ambiante de telle sorte que, en tout point de la pièce, la vitesse de refroidissement entre la température d'austénitisation et 450°C soit supérieure à 1°C/s, et le temps de passage de la température de 450°C à la température de 200°C soit comprise entre 50s et 60mn, et de préférence comprise entre 100s et 30mn,
    • éventuellement, on effectue un revenu à une température inférieure à 250°C pendant un temps inférieur à 3 heures.
  • Pour refroidir la pièce jusqu'à la température ambiante, depuis la température d'austénitisation, on peut tremper la pièce à l'huile, c'est notamment le cas lorsque la pièce est une tôle d'épaisseur comprise entre 10mm et 100mm.
  • Pour refroidir la pièce jusqu'à la température ambiante, depuis la température d'austénitisation, on peut également tremper la pièce à l'air. C'est notamment le cas lorsque la pièce est une tôle d'épaisseur comprise entre 2mm et 20mm.
  • L'invention concerne enfin une pièce résistant à l'abrasion constituée d'acier selon l'invention ayant une structure martensitique ou martensito-bainitique contenant entre 5% et 15% d'austénite, et ayant une dureté comprise entre 400HB et 500HB.
  • Les pièces conformes à l'invention, ou fabriquées par le procédé conforme à l'invention, peuvent êtres utilisées pour la fabrication de pièces d'usure pour des équipements destinés, notamment, à l'exploitation des carrières et des mines, aux travaux publics, aux cimenteries, à la sidérurgie, aux tuileries, aux briqueteries ou à l'agriculture.
  • L'invention va maintenant être décrite plus en détail mais de façon non limitative.
  • L'acier selon l'invention contient, en poids :
    • plus de 0,24% de carbone pour permettre d'obtenir une dureté suffisante, nécessaire à une bonne résistance à l'abrasion, mais moins de 0,3% et, de préférence, moins de 0,27% pour obtenir une bonne soudabilité, une bonne découpabilité, une bonne aptitude au pliage et une ténacité satisfaisante ;
    • de 0% à 2% de silicium et de 0% à 2% d'aluminium, la somme des teneurs en aluminium et en silicium étant supérieure à 0,6% pour ralentir la précipitation des carbures au cours du traitement thermique, mais inférieure à 2%, et de préférence, inférieure à 1% afin de faciliter l'élaboration de l'acier et de ne pas détériorer sa ténacité ;
    • de 0% à 2% et, de préférence de 0,3% à 1,6% de manganèse, de 0% à 4% et, de préférence de 0% à 2% de nickel, de 0% à 3% et, de préférence de 0,5% à 1,8% de chrome, de 0% à 0,6% de molybdène, de 0% à 1,2% de tungstène, la somme de la teneur en molybdène et de la moitié de la teneur en tungstène étant de préférence comprise entre 0,15% et 0,45%, de façon à obtenir une trempabilité suffisante, mais pas trop importante, pour permettre d'obtenir une structure principalement martensitique ou martensito-bainitique contenant une proportion notable d'austénite retenue ; le chrome, le molybdène et le tungstène ayant, de plus, l'avantage de permettre la formation de carbures favorables à la résistance à l'abrasion;
    • éventuellement, de 0,0005% à 0,005% de bore pour ajuster la trempabilité;
    • éventuellement, au moins un élément pris parmi Nb, V, Zr et Ti pour obtenir un durcissement par précipitation qui ne détériore pas la soudabilité ;
    • éventuellement, au moins un élément pris parmi Se, Te, Ca, Bi et Pb pour améliorer l'aptitude à l'usinage;
    le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
  • Pour que la trempabilité soit suffisante, il est préférable que la composition chimique de l'acier satisfasse à la relation: A = 4,6xC+1,05xMn+0,54xNi+0,66x(Mo+W/2)+0,5xCr+K ≥ 1,6
    Figure imgb0020
        avec,
       K = 0 si l'acier contient moins de 0,0005% de bore
       K = 0,5 si l'acier contient plus de 0,0005% de bore.
  • Mais, pour que la trempabilité ne soit pas trop importante pour ne pas détériorer l'aptitude à la mise en oeuvre, notamment par soudage ou par découpe thermique, il est préférable également, que A reste inférieur ou égal à 3,7.
  • Cet acier, du fait de sa relativement faible teneur en carbone, a une bonne soudabilité et une bonne aptitude au découpage par des moyens thermiques, mais sa résistance à l'abrasion dépend de sa structure micrographique et donc du traitement thermique auquel il est soumis.
  • Les inventeurs ont constaté que lorsque cet acier avait une structure constituée principalement de martensite ou d'un mélange de martensite et de bainite (structure martensito-bainitique) et de 5% à 15% d'austénite retenue enrichie en carbone, de façon à avoir une dureté comprise entre 450HB et 500HB, sa résistance à l'abrasion était très comparable à celle d'aciers martensitiques de dureté supérieure à 550HB et son aptitude au formage à froid par déformation plastique était bien meilleure. La bonne résistance à l'abrasion résulte de ce que, sous l'action des particules abrasives, l'austénite retenue se transforme localement en martensite très dure tout en bénéficiant de la capacité à se déformer de façon importante du métal sollicité. En outre, la présence d'une fine dispersion de carbures de chrome et de molybdène dans le constituant martensitique améliore la tenue à l'usure.
  • Les inventeurs ont également constaté que, pour obtenir cette structure, il fallait austénitiser l'acier par chauffage au dessus de Ac3, puis le refroidir jusqu'à la température ambiante de telle sorte que, la vitesse de refroidissement entre la température d'austénitisation et 450°C soit supérieure à 1°C/s, et le temps de passage de la température de 450°C à la température de 200° soit comprise entre 50s et 60mn, et de préférence, comprise entre 100s et 30mn. Ce traitement thermique peut éventuellement, être complété par un revenu à une température inférieure à 250°C pendant un temps inférieur à 3 heures.
  • Pour fabriquer une pièce résistant à l'abrasion, on élabore un acier conforme à l'invention, on le coule sous forme d'un demi produit qui est alors mis en forme par déformation plastique à chaud, par exemple par laminage ou par forgeage. La pièce ainsi obtenue est alors austénitisée par chauffage au dessus de Ac3, puis refroidie jusqu'à la température ambiante de telle sorte que, en tout point, la vitesse de refroidissement entre la température d'austénitisation et 450°C soit supérieure à 1°C/s, et le temps de passage de la température de 450°C à la température de 200° soit comprise entre 50s et 60mn, et de préférence, comprise entre 100s et 30mn. Eventuellement, la pièce est soumise à un revenu à une température inférieure à 250°C pendant un temps inférieur à 3 heures.
  • La traversée à vitesse ralentie du domaine 450°C/200°C a pour effet de permettre la rétention d'austénite métastable, tout en favorisant la formation de fins carbures de chrome et de molybdène, répartis de façon homogène dans le constituant martensitique ou martensito-bainitique.
  • Lorsque la massivité de la pièce s'y prête, pour refroidir la pièce jusqu'à la température ambiante, depuis la température d'austénitisation, on peut tremper la pièce à l'huile. C'est notamment le cas lorsque la pièce est une tôle d'épaisseur comprise entre 10mm et 100mm.
  • De la même façon, lorsque la massivité de la pièce s'y prête, pour refroidir la pièce jusqu'à la température ambiante, depuis la température d'austénitisation, on peut également tremper la pièce à l'air. C'est notamment le cas lorsque la pièce est une tôle d'épaisseur comprise entre 2mm et 20mm.
  • On obtient ainsi une pièce, et notamment une tôle, résistant à l'abrasion, constituée d'acier selon l'invention ayant une structure martensitique ou martensito-bainitique contenant entre 5% et 15% d'austénite, et ayant une dureté comprise entre 400HB et 500HB.
  • A titre d'exemple, on a fabriqué des tôles avec les aciers A et B conformes à l'invention, et avec les aciers C et D selon l'art antérieur.
  • Les compositions de ces aciers étaient, en millièmes de % en poids:
    C Si Al Mn Ni Cr Mo B
    A 247 817 63 1290 495 726 328 2,8
    B 251 263 704 1305 439 715 342 2,6
    C 254 310 65 1329 445 702 351 2,6
    D 415 307 62 1285 293 712 349 2,7
  • Les caractéristiques des tôles TA1, TA2, et TB, conformes à l'invention, et les tôles TA3, TC et TD , données à titre de comparaison, étaient:
    tôle acier épaisseur. mm austénitisation °C trempe revenu °C dureté après traitement HB dureté en sous couche abrasée HB indice de tenue à l'abrasion
    TA1 A 35 900 huile 200 463 525 97
    TA2 A 5 900 air 200 455 526 105
    TB B 35 900 huile 200 466 529 102
    TA3 A 35 900 eau 200 476 492 70
    TC C 35 900 huile 200 468 495 79
    TD D 35 900 eau 200 552 561 100
  • La tôle TD, conforme à l'art antérieur, a une structure entièrement martensitique, une dureté supérieure à 550HB et un indice de résistance à l'abrasion de 100; mais du fait de la teneur en carbone de l'acier, elle est difficilement soudable.
  • La tôle TA3, constituée d'acier conforme à l'invention, a été trempée à l'eau, ce qui lui confère une structure différente de celle qui est requise par l'invention, et elle a un indice de résistance à l'abrasion de 70, sensiblement plus faible que ceux des tôles TA1, TA2 et TB conformes à l'invention, qui sont comparables à celui de la tôle TD de référence.
  • Les tôles TA1 et TB se distinguent également de la tôle TD par leurs aptitude au pliage ; Les tôles TA1 et TB peuvent êtres pliées sur un rayon égal à 6 fois l'épaisseur, alors que la tôle TD ne peut pas être pliée sur un rayon inférieur à 15 fois l'épaisseur.
  • Du fait de leurs propriétés, les pièces en général, et les tôles en particulier, conformes à l'invention, sont particulièrement adaptées à la fabrication de tout type de pièce d'usure soumise à une abrasion sévère et incorporées, notamment, à des équipements pour la manipulation de produits en vrac dans tous types d'industries. A titre d'exemple, ces pièces peuvent être des lames d'attaque et des patins de renfort sous lames de godets de chargeurs/transporteurs ou de pelles, des plaques guide-chaines d'excavateurs et de draglines, des crémaillères, des couronnes d'entraînement, des barbotins, des blindages latéraux de broyeurs à percussion ou à mâchoires, des grilles de cribles pour usage dans les travaux publics, dans l'exploitation des carrières ou des gravières ; des fonds et raclettes de convoyeurs à chaînes, des blindages de trémies ou de couloirs, des écailles de descendeurs hélicoïdaux, des peignes de débourbeurs, des palles de classificateurs, des pièces d'engins d'abattage ou de transport, des jupes de cyclones pour l'exploitation des mines ou des houillères ; des blindages de trémies ou de skips, des lames de bennes preneuses, des fonds de coke-cars, des extracteurs vibrants, des blindages de chambre de grenaillage, des plaques de guidage ou de ripage pour la sidérurgie ; des couteaux de désagrégateurs, des pales et des fonds de malaxeurs, des fonds d'extrudeuses à meules, des moules, des pièces de turbo-déliteurs, des trémies doseuses pour les tuileries ou les briqueteries; des outils et dents de décompactage ou de désouchage, des pinces à bois, des couteaux, des hachoirs, des battoirs, des marteaux, des plaques lisseuses, des pièces de défricheuses ou d'épierreuses, des longerons de grumiers, des dents de sous-soleuses, des fléaux de déchaumeuses pour l'agriculture ou le travail des sols.

Claims (11)

  1. Acier pour la fabrication de pièces à haute résistance à l'abrasion caractérisé en ce que sa composition chimique comprend, en poids : 0,24% ≤ C ≤ 0,3%
    Figure imgb0021
     0% ≤ Si ≤ 2%
    Figure imgb0022
     0% ≤ Al ≤ 2%
    Figure imgb0023
     0% ≤ Mn ≤ 2%
    Figure imgb0024
     0% ≤ Ni ≤ 4%
    Figure imgb0025
     0% ≤ Cr ≤ 3%
    Figure imgb0026
     0% ≤ Mo ≤ 0,6%
    Figure imgb0027
     0% ≤ W ≤ 1,2%
    Figure imgb0028
     éventuellement de 0,0005% à 0,005% de bore, éventuellement au moins un élément pris parmi Nb, V, Zr et Ti, en des teneurs inférieures à 0,3%, éventuellement au moins un élément pris parmi Se, Te, Ca, Bi et Pb en des teneurs inférieures à 0,1%, le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration,
    la composition chimique satisfaisant en outre les relations suivantes : 0,6% ≤ Al+Si ≤ 2%
    Figure imgb0029
        et 4,6xC+1,05xMn+0,54xNi+0,66x(Mo+W/2)+0,5xCr+K ≥ 1,6
    Figure imgb0030
        avec
       K = 0 si l'acier contient moins de 0,0005% de bore
       K = 0,5 si l'acier contient plus de 0,0005% de bore
  2. Acier selon la revendication 1 caractérisé en ce que sa composition chimique comprend, en poids: 0,24% ≤ C ≤ 0,27%
    Figure imgb0031
     0% ≤ Si ≤ 1%
    Figure imgb0032
     0% ≤ Al ≤ 1%
    Figure imgb0033
     0,3% ≤ Mn ≤ 1,6%
    Figure imgb0034
     0% ≤ Ni ≤ 2%
    Figure imgb0035
     0,5% ≤ Cr ≤ 1,8%
    Figure imgb0036
     la composition chimique satisfaisant en outre les relations : 0,15% ≤ Mo + W/2 ≤ 0,45%
    Figure imgb0037
        et 0,6% ≤ Si+Al ≤ 1%
    Figure imgb0038
  3. Acier selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que sa composition chimique satisfait, en outre, la relation : 4,6xC+1,05xMn+0,54xNi+0,66x(Mo+W/2)+0,5xCr+K ≤ 3,7
    Figure imgb0039
        avec
       K = 0 si l'acier contient moins de 0,0005% de bore
       K = 0,5 si l'acier contient plus de 0,0005% de bore
  4. Procédé de fabrication d'une pièce en acier à haute résistance à l'abrasion caractérisée en ce que,
    - on approvisionne une pièce en acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
    - on austénitise la pièce par chauffage au dessus de Ac3, puis on la refroidit jusqu'à la température ambiante de telle sorte que, en tout point de la pièce, la vitesse de refroidissement entre la température d'austénitisation et 450°C soit supérieure à 1°C/s, et le temps de passage de la température de 450°C à la température de 200°C soit comprise entre 50s et 60mn, et de préférence comprise entre 100s et 30mn,
    - éventuellement, on effectue un revenu à une température inférieure à 250°C pendant un temps inférieur à 3 heures.
  5. Procédé selon la revendication 4 caractérisée en ce que, pour refroidir la pièce jusqu'à la température ambiante, depuis la température d'austénitisation, on trempe la pièce à l'huile.
  6. Procédé selon la revendication 5 caractérisée en ce que la pièce est une tôle d'épaisseur comprise entre 10mm et 100mm.
  7. Procédé selon la revendication 4 caractérisée en ce que, pour refroidir la pièce jusqu'à la température ambiante, depuis la température d'austénitisation, on trempe la pièce à l'air.
  8. Procédé selon la revendication 7 caractérisée en ce que la pièce est une tôle d'épaisseur comprise entre 2mm et 20mm.
  9. Pièce résistant à l'abrasion caractérisée en ce que elle est constituée d'acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, et en ce que l'acier constituant la pièce a une structure martensitique ou martensito-bainitique contenant entre 5% et 15% d'austénite, et une dureté comprise entre 400HB et 500HB.
  10. Utilisation d'une pièce selon la revendications 9 pour la fabrication de pièces d'usure soumises à l'abrasion .
  11. Utilisation d'une pièce fabriquée par le procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 8 pour la fabrication de pièces d'usure soumises à l'abrasion.
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