ES2213928T3 - Acero mecanizable que contiene estaño. - Google Patents
Acero mecanizable que contiene estaño.Info
- Publication number
- ES2213928T3 ES2213928T3 ES98957999T ES98957999T ES2213928T3 ES 2213928 T3 ES2213928 T3 ES 2213928T3 ES 98957999 T ES98957999 T ES 98957999T ES 98957999 T ES98957999 T ES 98957999T ES 2213928 T3 ES2213928 T3 ES 2213928T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- steel
- tin
- edges
- manganese
- ferrite grains
- 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.)
- Expired - Lifetime
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
- C21D1/26—Methods of annealing
-
- 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
- C21D1/84—Controlled slow cooling
-
- 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
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- 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
- C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
-
- 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
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
-
- 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
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
-
- 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
- C21D2261/00—Machining or cutting being involved
-
- 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
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/02—Hardening by precipitation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Composición de acero mecanizable que comprende, en tanto por ciento en peso, carbono hasta 0, 25, cobre hasta 0, 5, manganeso de 0, 01 a 2, oxígeno de 0, 003 a 0, 03, azufre de 0, 002 a 0, 8, estaño de 0, 04 a 0, 08 y el resto hierro e impurezas incidentales, en el que la proporción de manganeso respecto al azufre es de 2, 9 a 3, 4 y el total de azufre más estaño más cobre no es mayor de 0, 9, estando caracterizada la composición por una microestructura que tiene una concentración de estaño en los bordes de los granos de ferrita en una cantidad de por lo menos diez veces el contenido en masa del estaño del acero.
Description
Acero mecanizable que contiene estaño.
La presente invención se refiere a acero
mecanizable que no se basa en plomo como medio para mejorar el
mecanizado. Más concretamente, la invención se refiere a un acero
mecanizable que presenta una concentración de estaño en el borde de
los granos de ferrita que tiene una maquinabilidad comparable a la
de los aceros mecanizables convencionales que contienen plomo, o
mejor que la de éstos. La presente invención se refiere también a
un proceso para la producción de dichos aceros mecanizables.
Los aceros mecanizables se utilizan en la
mecanización de diversos componentes por medio de máquinas
herramienta de corte rápido. Los aceros mecanizables se
caracterizan por una buena maquinabilidad, esto es, (1) su
capacidad para producir un desgaste relativamente pequeño de la
herramienta de corte prolongando así la vida útil de la herramienta
de corte y (ii) por una elevada calidad superficial. El bajo
desgaste de las herramientas permite utilizar velocidades de corte
mayores, lo cual se traduce en una mayor productividad. La
prolongación de la vida de la herramienta de corte reduce también
los costes de producción permitiendo un ahorro en el coste de las
herramientas de corte y evitar el tiempo de inactividad asociado a
la cambio de las herramientas de corte.
La maquinabilidad es una propiedad compleja y que
no se comprende completamente. La comprensión total de la
maquinabilidad requeriría tener en cuenta una multitud de factores,
incluyendo el efecto de la composición del acero, la deformación
elástica, el flujo plástico, y la mecánica de la rotura de la pieza
metálica de trabajo, y la dinámica del corte que se produce cuando
se mecaniza el acero por medio de herramientas de corte en
operaciones tales como torneado, conformado, laminado, taladrado,
escariado, perforado, raspado, y roscado. Debido a las
complejidades del proceso de corte y a las dificultades inherentes
en la realización de observaciones en tiempo real a nivel
microscópico, el conocimiento de la medida de la variedad de
mecanismos que afectan a la maquinabilidad también es
incompleto.
Los metalúrgicos han supuesto hace tiempo que las
mejoras en la maquinabilidad de los aceros mecanizables podría
obtenerse modificando la composición química de los aceros para
optimizar el tamaño la forma, la distribución, y la composición
química de las inclusiones para mejorar la fragilidad de la viruta
y para aumentar la lubricación en la superficie de contacto entre
la herramienta y la viruta. Se ha procurado también evitar la
formación de inclusiones abrasivas que pudieran aumentar el
desgaste de la herramienta.
En consecuencia, ha sido común el uso de aceros
mecanizables en los que se dispersan inclusiones blandas, tales
como sulfuro de manganeso. Las inclusiones de sulfuro de manganeso
prolongan la vida útil de la herramienta de corte provocando
efectos tales como la propagación de grietas, disminución del
desgaste de la herramienta de corte mediante la lubricación de la
superficie de la herramienta, y la prevención de la acumulación del
borde de corte de las herramientas de corte. En cambio, las
inclusiones duras de óxido o carbonitruro, tales como óxido de
silicio, óxido de aluminio, óxido de titanio, carbonitruro de
titano, que tienen una dureza mayor que la de la herramienta de
corte, actúan como finas partículas abrasivas que erosionan y dañan
la herramienta de corte reduciendo, de este modo, su vida útil. En
consecuencia, los aceros mecanizables no se someten por lo general
a una fuerte desoxidación durante la fabricación del acero para
así mantener bajo el contenido de inclusiones duras.
Históricamente se ha añadido plomo a los aceros
mecanizables que contienen inclusiones de sulfuro de manganeso para
mejorar la maquinabilidad de esos aceros. Sin embargo, el uso de
plomo tiene serios inconvenientes. El plomo y los óxidos de plomo
son peligrosos. Debe tenerse precaución durante la fabricación del
acero y cualquier otra etapa de proceso que implique altas
temperaturas. Tales etapas de proceso producen gases de plomo y/u
óxido de plomo. Deben incorporarse procedimientos de control de la
atmósfera en el procesamiento a alta temperatura de los aceros que
contienen plomo. El desecho de las virutas de mecanizado de los
aceros mecanizables que contienen plomo también resulta
problemático debido al contenido en plomo de las virutas. Otro
inconveniente serio es que el plomo no se distribuye uniformemente
en todos los productos de acero convencionales. Esto se debe a que
el plomo no es soluble en el acero y, debido a su alta densidad, se
deposita durante los procesos de colada y solidificación, teniendo
como resultado la segregación o distribución no uniforme en el
acero.
La capacidad del plomo para mejorar la
maquinabilidad se ha atribuido a los efectos que se derivan de la
combinación de la baja temperatura de fusión del plomo y su
propensión a rodear las inclusiones de sulfuro de manganeso como
fase blanda. De este modo, los esfuerzos anteriores para sustituir
el plomo de los aceros mecanizables se han enfocado en repetir esta
combinación de características. Consecuentemente, se desarrollaron
aceros mecanizables en los que una fase blanda, tal como un metal
de baja temperatura de fusión como el bismuto o un óxido plástico,
por ejemplo un óxido complejo que contenga calcio, ocupó el lugar
del plomo para rodear las inclusiones de sulfuro de manganeso.
La patente n° US4.255.188 describe un acero
mecanizable con inclusiones que contienen bismuto e inclusiones que
incluyen manganeso. El acero incluye estaño para reducir la
capacidad de humectación del bismuto.
Los inventores han descubierto el papel crítico
que juega el plomo para mejorar la maquinabilidad de los aceros
mecanizables que no está relacionado con la propensión del plomo
para formar una fase blanda alrededor de las inclusiones de
sulfuro. Los inventores han descubierto que el plomo provoca un
efecto de fragilización en los aceros mecanizables a temperaturas
que corresponden a las temperaturas de la zona de corte localizadas
que se producen durante el mecanizado. Mediante el uso de un
análisis de compresión en caliente, los inventores han descubierto
que, para los aceros mecanizables que contienen plomo, se produce
una reducción de la fragilización en el intervalo de temperatura de
aproximadamente 200°C a aproximadamente 600°C en el que el modo de
fractura varía de un modo transgranular relativamente dúctil a un
modo intergranular relativamente frágil. La figura n° 1 muestra un
gráfico de resultados de análisis de compresión en caliente para
dos calidades similares de aceros mecanizables convencionales, uno
de los cuales, el de calidad AISI 12L 14, contiene plomo, y el
otro, de calidad AISI 12 15, no contiene. La gran depresión en el
gráfico de calidad 12L 14 que contiene plomo indica una zona de
fragilización. A través de un examen microscópico de las
superficies de fractura, los inventores descubrieron que la
fragilización del acero de calidad 12L 14 que contiene plomo se
debía a una variación en el modo de fractura en la zona de
temperatura de fragilización de fractura transgranular a
intergranular.
Los inventores descubrieron también que el plomo
provoca este cambio de fragilización del modo de fractura al estar
presente en los bordes de los granos de ferrita del acero
mecanizable que contiene plomo, y debilitarlos. De este modo, los
inventores descubrieron que el plomo reside en los bordes de los
granos de ferrita del acero donde, debido a su efecto sobre el
descenso de la fuerza de cohesión, provoca que el modo de fractura
cambie de transgranular a intergranular en el intervalo de
temperatura correspondiente a las temperaturas localizadas que se
producen en la zona de corte durante el mecanizado. Una fractura
intergranular frágil requiere una entrada de relativamente poca
energía en comparación con una fractura transgranular dúctil. En
consecuencia, los inventores descubrieron también que el plomo,
actuando para fragilizar el acero a las temperaturas de mecanizado
localizadas, mejoraba la maquinabilidad reduciendo la entrada de
energía de la herramienta de corte para cortar el acero,
produciendo así un menor desgaste de la herramienta de corte.
De manera importante, debido a su descubrimiento
de este mecanismo por medio del cual el plomo actúa para mejorar la
maquinabilidad de los aceros mecanizables, los inventores fueron
capaces de descubrir y solucionar un problema que antes no había
sido reconocido por los expertos en la materia. Los inventores
descubrieron que un problema a solucionar en la búsqueda de un
sustituto para el plomo en los aceros mecanizables era determinar
qué podría sustituir al plomo como agente que residiese en los
bordes de los granos de ferrita para provocar que el modo de
fractura variara de transgranular a intergranular en el intervalo
de temperatura correspondiente a las temperaturas localizadas que se
producen en la zona de corte durante el mecanizado. Este
descubrimiento permitió a los inventores inventar los aceros
mecanizables de la presente invención tras realizar su
descubrimiento posterior de que el estaño podía actuar como tal
agente y, de este modo, sustituir al plomo como elemento para
mejorar la maquinabilidad de los aceros mecanizables. De esta
manera, los inventores realizaron el sorprendente descubrimiento de
que el estaño podía replicar un efecto de mejora de la
maquinabilidad del plomo en los aceros mecanizables.
Además, los inventores han descubierto que la
eficacia de la mejora de la maquinabilidad de una cantidad
relativamente pequeña de estaño podía amplificarse utilizando
prácticas térmicas que actúen para concentrar estaño en los bordes
de los granos de ferrita del acero. Empleando dicha concentración
de estaño en los bordes de los granos de ferrita, los inventores
han sido capaces de evitar los efectos perjudiciales, tales como la
formación de grietas, que se producen con contenidos de mayores
masas de estaño.
Adicionalmente, los inventores descubrieron el
sorprendente resultado de que el efecto de fragilización que mejora
la maquinabilidad en el intervalo de temperatura de las
temperaturas de mecanizado localizadas, lo cual proviene de la
concentración de estaño en los bordes de los granos de ferrita,
puede invertirse substancialmente por medio del uso de prácticas
térmicas que actúan para redistribuir el estaño de una manera más
homogénea por todo el acero. De este modo, los inventores han
descubierto que, a través de una primera práctica térmica, puede
mejorarse la maquinabilidad del acero produciendo un efecto de
fragilización en el intervalo de temperatura de las temperaturas de
mecanizado localizadas mediante la concentración de estaño en los
bordes de los granos de ferrita del acero, y después, a través de
una segunda práctica térmica que puede llevarse a cabo tras el
mecanizado, este efecto de fragilización puede eliminarse de manera
controlada redistribuyendo el estaño de los bordes de los granos de
ferrita de una manera más homogénea por todo el acero. En otras
palabras, los inventores realizaron el sorprendente descubrimiento
de cómo mejorar de manera controlada la maquinabilidad del acero
concentrando de manera reversible estaño en los bordes de los
granos de ferrita del acero.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar una maquinabilidad en aceros mecanizables comparable o
mejor que la de los aceros mecanizables que contienen plomo sin la
necesidad de depender del plomo para mejorar la maquinabilidad y,
de este modo, evitar los inconvenientes inaceptables que acompañan
el uso de plomo.
Otro objetivo de la invención es producir un
acero mecanizable que tenga un sustituto para el plomo el cual
replique el papel del plomo en los bordes de los granos de ferrita
del acero en provocar un cambio en el modo de fractura de
transgranular a intergranular en el intervalo de temperaturas
correspondiente a las temperaturas localizadas que se producen en
la zona de corte durante el mecanizado.
Otro objetivo de la invención es proporcionar una
mejora en la maquinabilidad de los aceros mecanizables sin la
necesidad de depender de la formación de una fase blanda que rodee
las inclusiones de sulfuro, tales como un metal de baja temperatura
de fusión como el plomo o el bismuto o un óxido plástico, tal como
un óxido complejo que contenga calcio, para mejorar la
maquinabilidad del acero mecanizable.
Otro objetivo de la presente invención es
disponer un acero mecanizable en el que la fragilización para
mejorar la maquinabilidad pueda inducirse de manera controlada en
el acero antes del mecanizado y eliminarse posteriormente del acero
de manera controlada tras el mecanizado.
Otro objetivo de la invención es disponer un
acero mecanizable a partir del cual sea posible eliminar, tras el
mecanizado, la fragilización en el intervalo de temperatura de
200°C a 600°C que padecen los aceros mecanizables que contienen
plomo.
Otro objetivo de la invención es disponer un
acero mecanizable que no presente los problemas de los aceros
mecanizables que contienen plomo con el desecho de virutas de
mecanización que contienen plomo.
Otro objetivo de la invención es disponer un
acero mecanizable que utilice estaño para mejorar la
maquinabilidad.
Otro objetivo de la invención es disponer un
acero mecanizable utilizando estaño para mejorar la maquinabilidad
en el cual se ha minimizado el contenido en masa de estaño del
acero para evitar así los efectos perjudiciales, tales como la
formación de grietas, que se producen con contenidos más elevados
en masa de estaño.
Otro objetivo de la invención es disponer un
acero mecanizable en el que sea posible mejorar la maquinabilidad
de manera controlable utilizando un contenido pequeño en masa de
estaño concentrando de manera reversible en los bordes de los
granos de ferrita del acero.
Otro objetivo de la invención es disponer un
acero mecanizable que pueda mecanizarse en partes que sean útiles
como piezas de acero mecanizadas.
Otro objetivo de la invención es disponer
procesos de fabricación de aceros mecanizables que realicen los
objetivos anteriores. Otro objetivo de la presente invención es
disponer productos obtenidos a partir de estos procesos.
La presente invención logra los objetivos
anteriores proporcionando aceros mecanizables que utilizan una
concentración de estaño en los bordes de los granos de ferrita en
combinación con inclusiones de sulfuro de manganeso en el acero
para proporcionar una maquinabilidad comparable a la obtenida con
aceros mecanizables convencionales que contienen plomo, o mejor que
la de éstos, y proporcionando procesos para la fabricación de
tales aceros.
La presente invención comprende un acero
mecanizable que presenta una composición que comprende, en tanto
por ciento en peso, carbono hasta 0,25, cobre hasta 0,5, manganeso
de 0,01 a 2, oxígeno de 0,003 a 0,03, azufre de 0,002 a 0,8, estaño
de 0,04 a 0,08 y el resto hierro e impurezas incidentales, en el
que la proporción de manganeso respecto al azufre es de 2,9 a 3,4 y
el total de azufre más estaño más cobre no es mayor de 0,9, estando
caracterizada la composición por una microestructura que tiene una
concentración de estaño en los bordes de los granos de ferrita en
una cantidad de por lo menos diez veces el contenido en masa del
estaño del acero.
La presente invención también se extiende a un
acero mecanizable que tiene una composición que comprende, en tanto
por ciento en peso, aluminio hasta 0,005, carbono de 0,01 a 0,25,
cobre hasta 0,5, manganeso de 0,5 a 1,5, nitrógeno hasta 0,015,
oxígeno de 0,003 a 0,03, fósforo de 0,01 a 0,15, silicio hasta
0,05, azufre de 0,2 a 0,45, estaño de 0,04 a 0,08 y el resto hierro
e impurezas incidentales, en el que la proporción de manganeso
respecto al azufre es de 2,9 a 3,4 y el total de azufre más estaño
más cobre no es mayor de 0,9, estando caracterizada la composición
por una microestructura que tiene una concentración de estaño en
los bordes de los granos de ferrita en una cantidad de por lo menos
diez veces el contenido en masa del estaño del acero.
La presente invención se extiende también a un
proceso para la preparación de un acero mecanizable que comprende
las etapas de disponer un acero que tiene estaño como constituyente
pero no plomo; precipitar inclusiones de sulfuro de manganeso en el
acero; desarrollar los bordes de los granos de ferrita en el acero
y someter el acero a unos estados térmicos y cinéticos para
concentrar el estaño en los bordes de los granos de ferrita en una
cantidad de por lo menos diez veces el contenido en masa del estaño
del acero.
El proceso comprende preferiblemente también las
etapas de mecanizar el acero y redistribuir de manera controlable
el estaño de un modo más homogéneo por el acero. Esta última etapa
elimina de manera controlable la fragilización que mejora la
maquinabilidad que resulta de la concentración de estaño en los
bordes de los granos de ferrita del
acero.
acero.
La presente invención incluye también aceros
mecanizables que obtienen como productos al emplear los procesos
adoptados por la presente invención.
\newpage
Éstas y otras características, aspectos y
ventajas de la presente invención se comprenderán mejor con
referencia a las siguientes definiciones, descripciones de
realizaciones preferidas, ejemplos, reivindicaciones adjuntas, y
los dibujos que se acompañan.
La figura n° 1 muestra una gráfica de los
resultados de análisis de compresión en caliente realizados en
aceros mecanizables convencionales de calidad AISI 1215 y 12L 14 en
el intervalo de temperaturas de temperatura ambiente a 600°C.
La figura n° 2 muestra un ejemplo de una gráfica
del índice C.
La figura n° 3 muestra una gráfica de los
resultados de los análisis de compresión en caliente realizados en
realizaciones de la presente invención comparados con los
resultados de pruebas similares realizadas en aceros mecanizables
de calidad AISI 1215 y 12L 14 en el intervalo de temperaturas de
temperatura ambiente a 600°C.
La frase "contenido en masa de estaño" se
refiere a la cantidad global de estaño presente en el acero tal
como se determinaría por un análisis químico de una muestra en
bloque de acero.
El "índice C" es un valor de medida
utilizado para evaluar la maquinabilidad de un acero. El valor del
índice C de un acero viene determinado en base a una serie de
análisis de mecanizado en los cuales se modifica la velocidad de
corte y la cantidad de eliminación de material se determina para
una cantidad fija de desgaste de la herramienta de corte. La escala
de medida del índica C se ha seleccionado de manera que un acero de
referencia teórico que tenga 200 centímetros cúbicos de eliminación
de material a una velocidad superficial de corte de 100 metros por
minuto tiene un índice C de 100. Por consiguiente, aceros que
tengan valores de índice C mayores de 100 presentan una mayor
maquinabilidad que el acero de referencia y aquellos que tienen
valores de índice C de menos de 100 presentarán una menor
maquinabilidad que el acero de referencia.
El procedimiento para la medición del valor del
índice C es como sigue. Para una velocidad de corte seleccionada,
se utiliza una fresa de punto único que emplea una herramienta de
corte de acero estándar de alta velocidad, un refrigerante
estándar, y una velocidad de alimentación estándar para cortar la
superficie de una muestra de análisis cilíndrica que presenta un
diámetro de 25,4 milímetros (1 pulgada). El corte continúa hasta
que la pieza herramienta presenta un desgaste de flanco de 0,7
milímetros. Se mide el volumen de material eliminado de la muestra
de prueba. La prueba se repite después empleando otras velocidades
de corte. Los resultados de las pruebas se trazan en un gráfico
doble logarítmico con el volumen de material eliminado trazado en
las ordenadas y la velocidad de corte trazada en las abscisas, tal
como se muestra en la figura n° 2. El gráfico contiene una línea de
referencia que está graduada de manera logarítmica con valores de
índice C. A través de los puntos de la prueba trazados se dibuja
una línea de regresión y, si es necesario, se extiende para
atravesar la línea de referencia. La intersección de esta línea de
regresión dibujada a través de los puntos de la prueba con la línea
de referencia da el valor del índice C para el material de la
prueba.
Las condiciones de la prueba utilizadas para
determinar los valores del índice C se describen con mayor detalle
en "The Volvo Standard Machinability Test", Std.
1018.712, The Volvo Laboratory for Manufacturing Research,
Trollhattan, Sweden, 1989. Sin embargo, esa publicación describe la
medida de lo que se denomina en la misma un "índice B". La
única diferencia entre los procedimientos de prueba del índice B y
el índice C es el diámetro de la muestra de prueba: el índice C
utiliza una muestra de prueba de 25,4 milímetros (1 pulgada) de
diámetro mientras que el índice B utiliza una muestra de prueba de
50 milímetros de diámetro. La gráfica del índice B proporcionado
en la citada publicación se utiliza para determinar el índice C
cuando se usa el tamaño de la muestra de la prueba del índice
C.
La frase "concentración de estaño en los bordes
de los granos de ferrita", y las inflexiones sintácticas de esa
frase, se refieren a la cantidad de estaño que se encuentra situada
en los bordes de los granos de ferrita del acero tal como se mide
mediante la técnica descrita en los siguientes párrafos. La
comprensión de la presente invención resulta crítica para
distinguir entre el contenido en masa de estaño del acero y la
concentración de estaño en los bordes de los granos de ferrita.
La concentración de estaño en los bordes de los
granos de ferrita se mide de la siguiente manera. Una muestra de
acero se electropulide en unos especímenes con agujas utilizando
una solución ácido perclórico al 25% en ácido acético flotando
sobre tetracloruro de carbono a una tensión de corriente continua
de 15-20 voltios. A medida que progresa el
electropulido, la muestra de acero reduce su diámetro en la zona de
contacto entre estos dos líquidos inmiscibles hasta que finalmente
se rompe en piezas de dos agujas. Una de las agujas se afila
mediante electropulido utilizando ácido perclórico al 2% en
2-butoxietanol y una tensión de corriente continua
de 10-15 voltios. La aguja se examina después con
un microscópico electrónico de transmisión para determinar si un
borde del grano de ferrita se encuentra en los 300 nanómetros de la
punta de la aguja. Si ningún borde del grano de ferrita se
encuentra dentro de los 300 nanómetros del extremo de la punta de
la aguja, entonces la muestra de aguja se microelectropule
utilizando ácido perclórico al 2% en 2-butoxietanol
y una tensión de corriente continua de 10 voltios, suministrándose
la tensión por medio de un generador de impulsos para el cual el
intervalo de tiempo puede controlarse del orden de milisegundos. La
punta de la aguja se examina de nuevo con un microscopio
electrónico de transmisión. El ciclo del micropulido y el examen
con microscopio electrónico de transmisión sigue hasta que el
límite del grano de ferrita se encuentra dentro de los 300
nanómetros del extremo de la punta de la aguja. El límite del grano
de ferrita se examina después en un microscopio de ionización de
campo de sonda atómica en el que se mide el valor original de la
concentración de estaño, C_{R}. Este valor original, C_{R}, se
multiplica entonces por un factor de corrección, K, para obtener un
calor corregido de la concentración de estaño en los bordes de los
granos de ferrita, C_{C}. El factor de corrección, K, es la
relación del área del borde del grano de ferrita observado respecto
al área de apertura del microscopio de ionización de campo de
sonda atómica. Esto es, K es igual al área observada del límite de
grano de ferrita dividido por el área del campo de observación del
microscopio de ionización de campo de sonda atómica. Por lo
tanto,
K= A_{gb}/A_{a} = (l x t)
/ (T[\pi x
r^{2})
y
- C_{C}= K x C_{R}
- donde,
- K es el factor de corrección;
- A_{gb} es el área observada del borde del grano de ferrita visible en el campo de observación;
- A_{a} es el área de la abertura del microscopio de ionización de campo de sonda atómica, esto es, el área del campo de observación;
- l es la longitud del borde del grano de ferrita visible en el campo de observación;
- t es la anchura del borde del grano de ferrita visible en el campo de observación ;
- r es el radio del campo de observación;
- C_{C} es la concentración de estaño corregida en los límites de los granos de ferrita; y
- C_{R} es el valor original de la concentración de estaño, dentro del área de la apertura que contiene el límite del grano de ferrita, medido a través del microscopio de ionización de campo de sonda atómica.
Las etapas anteriores se repiten hasta que se
obtiene un valor corregido C_{C} para uno de los cuatro a seis
bordes de los granos de ferrita del acero. Se toma entonces un
promedio de todos los valores corregidos así obtenidos para
determinar la concentración de estaño media en los bordes de los
granos de ferrita del acero. Es este valor medio que se denomina
aquí como "concentración de estaño en los bordes de los granos de
ferrita".
La frase "concentrar el estaño en los bordes de
los granos de ferrita", y las inflexiones sintácticas de esa
frase, se refieren a someter un acero que contiene estaño a unos
estados térmicos y cinéticos que provocan que los átomos de estaño
se vuelvan residentes en los bordes de los granos de ferrita del
acero en números significativos tales que la cantidad de estaño en
los bordes de los granos de ferrita excede del contenido en masa de
estaño del acero. En otras palabras, una etapa que concentre el
estaño en los bordes de los granos de ferrita produce una
concentración de estaño en los bordes de los granos de ferrita que,
tal como se mide a través de la técnica de medida descrita
anteriormente, supera el contenido en masa de estaño en el
acero.
El concepto de "diámetro equivalente" se
emplea para relacionar el tiempo, temperaturas o velocidades de
calentamiento o enfriamiento para obtener un estado metalúrgico
particular, tal como se determina para una muestra cilíndrica de un
metal, respecto a una muestra no cilíndrica de ese metal. La frase
"diámetro equivalente" se refiere al diámetro que presentaría
una muestra cilíndrica, del mismo metal como la muestra de metal no
cilíndrica que se está considerando, que obtendría el mismo estado
metalúrgico que la muestra no cilíndrica cuando se somete al mismo
estado de calentamiento o enfriamiento. De este modo, el diámetro
equivalente de una pieza de acero determinada sería el diámetro que
presentaría una muestra cilíndrica que correspondería a esa pieza
de acero con el fin de determinar el estado de calentamiento o
enfriamiento necesario para llegar a un estado metalúrgico deseado
en esa pieza de acero.
La frase "impurezas incidentales" hace
referencia a aquellas impurezas que están presentes en el acero
como resultado del proceso de fabricación del acero.
La frase "reconcentrar el estaño en los bordes
de los granos de ferrita", y las inflexiones sintácticas de esa
frase, se refieren a someter el acero, después de que se haya
sometido al acero a un proceso de redistribución del estaño en el
acero, a unos estados térmicos y cinéticos que son propicios para
concentrar el estaño en los bordes de los granos de ferrita del
acero durante un período de tiempo suficientemente largo para que
aumente la concentración de estaño en los bordes de los granos de
ferrita.
La frase "redistribuir el estaño en el
acero", y las inflexiones sintácticas de esa frase, se refieren
a someter el acero a unos estados térmicos y cinéticos que son
propicios para homogeneizar la distribución de estaño en el acero
durante un período de tiempo suficientemente largo para que
disminuya la concentración de estaño en los bordes de los granos de
ferrita y después enfriar el acero a una velocidad suficientemente
rápida para evitar que el estaño se reconcentre en los bordes de
los granos de ferrita del acero.
La frase "inclusiones de sulfuro de manganeso
de Tipo I" se refiere a inclusiones de sulfuro de manganeso en
el acero que presentan una forma globular y se forman cuando el
porcentaje en peso del contenido en oxígeno es aproximadamente 0,01
o mayor. La forma globular de las inclusiones de sulfuro de
manganeso tiene que determinarse cuando el acero se encuentra en un
estado como solidificado, esto es, antes de que el acero sea
sometido a procesos de deformación que puedan provocar alguna
alteración de la forma de las inclusiones de sulfuro de
manganeso.
La frase "inclusiones de sulfuro de manganeso
de Tipo II" se refiere a inclusiones de sulfuro de manganeso en
el acero que presentan una forma a modo de barra y se forman cuando
el porcentaje en peso del contenido en oxígeno es aproximadamente
entre 0,003 y aproximadamente 0,01. La forma de barra de las
inclusiones de sulfuro de manganeso tiene que determinarse cuando
el acero se encuentra en un estado como solidificado, esto es,
antes de que el acero sea sometido a procesos de deformación que
puedan provocar alguna alteración de la forma de las inclusiones de
sulfuro de manganeso.
Realizaciones preferidas de la presente invención
incluyen aceros mecanizables que utilizan una concentración de
estaño en los bordes de los granos de ferrita del acero en
combinación con una dispersión de incisiones de sulfuro de
manganeso para proporcionar una maquinabilidad comparable a la de
los aceros mecanizables con plomo convencionales, o mejor que la de
éstos. Tales realizaciones presentan composiciones en las que
ciertos elementos se controlan dentro de unos intervalos
especificados y también se controlan las proporciones del contenido
de ciertos elementos relacionados entre sí. Debe comprenderse que
si aquí se describe un intervalo, los inventores contemplan que cada
aumento entre los puntos extremos del intervalo tiene que
entenderse incluido como parte de la invención.
Una realización de la invención consiste en un
acero mecanizable que presenta una composición que comprende, en
tanto por ciento en peso, carbono hasta 0,25, cobre hasta 0,5,
manganeso de 0,01 a 2, oxígeno de 0,003 a 0,03, azufre de 0,02 a
0,8, estaño de 0,04 a 0,08, con el resto hierro e impurezas
incidentales, en el que la proporción del manganeso respecto al
azufre es de 2,9 a 3,4 y el total del azufre más el estaño más el
cobre no es mayor de 0,9, estando caracterizada la composición por
una microestructura que tiene una concentración de estaño en los
bordes de los granos de ferrita en una cantidad de por lo menos
diez veces el contenido en masa del estaño del acero.
En una realización preferida de la presente
invención, la composición del acero mecanizable comprende, en tanto
por ciento en peso, carbono de 0,01 a 0,25, cobre hasta 0,5,
manganeso de 0,5 a 1,5, oxígeno de 0,003 a 0,03, azufre de 0,02 a
0,45, y estaño de 0,04 a 0,08, con el resto hierro e impurezas
incidentales, en el que la proporción del manganeso respecto al
azufre es de 2,9 a 3,4 y el total del azufre más el estaño más el
cobre no es mayor de 0,9, estando caracterizada la composición por
una microestructura que tiene una concentración de estaño en los
bordes de los granos de ferrita en una cantidad de por lo menos
diez veces el contenido en masa del estaño del acero.
En una realización de la presente invención, la
composición del acero mecanizable comprende, en tanto por ciento en
peso, aluminio hasta 0,005, carbono de 0,01 a 0,25, cobre hasta
0,5, manganeso de 0,5 a 1,5, nitrógeno hasta 0,015, oxígeno de
0,003 a 0,03, fósforo de 0,01 a 0,15, silicio hasta 0,05, azufre de
0,2 a 0,45, estaño de 0,04 a 0,08 y el resto hierro e impurezas
incidentales, en el que la proporción del manganeso respecto al
azufre es de 2,9 a 3,4 y el total del azufre más el estaño más el
cobre no es más de 0,9, estando caracterizada la composición por
una microestructura que tiene una concentración de estaño en los
bordes de los granos de ferrita en una cantidad de por lo menos
diez veces el contenido en masa del estaño del acero.
La composición de cada realización de la presente
invención se caracteriza por una microestructura que presenta una
concentración de estaño en los bordes de los granos de ferrita. La
concentración de estaño en los bordes de los granos de ferrita del
acero es por lo menos diez veces el contenido en masa del estaño.
Preferiblemente, la concentración de estaño en los bordes de los
granos de ferrita en tanto por ciento en peso es por lo menos de
0,5.
Las realizaciones de la presente invención
mejoran la maquinabilidad utilizando una concentración de estaño en
los bordes de los granos de ferrita en combinación con partículas
de sulfuro de manganeso dispersadas por todo el acero. El tipo de
inclusiones de sulfuro de manganeso en estas realizaciones
preferidas son preferiblemente inclusiones de sulfuro de manganeso
de tipo I o inclusiones de sulfuro de manganeso de Tipo II o una
combinación de inclusiones de sulfuro de manganeso de tipo l e
inclusiones de sulfuro de manganeso de Tipo II.
La importancia de los intervalos elementales
específicos en estas realizaciones se describe a continuación con
mayor detalle. Salvo que se indique lo contrario, los contenidos
que se dan son contenidos en masa de los elementos en el acero.
El contenido en estaño en estas realizaciones se
encuentra en el intervalo de porcentaje en peso de 0,04 a 0,08. Por
debajo de este margen, la cantidad de mejora de la maquinabilidad
obtenida concentrando el estaño en los bordes de los granos de
ferrita disminuye. Por encima de este margen, el acero se vuelve
más susceptible de formar grietas durante el trabajo en caliente.
Preferiblemente, el contenido en estaño se encuentra en el
intervalo de porcentaje en peso de entre 0,04 y 0,06. Además,
cuando el contenido total combinado de estaño, azufre y cobre, en
tanto por ciento en peso, excede de 0,9, la susceptibilidad del
acero para formar grietas disminuye. De este modo, en las
realizaciones de la presente invención, el contenido total de
estaño, azufre y cobre, en tanto por ciento en peso, no excede de
0,9.
El contenido en manganeso en las realizaciones de
la presente invención no es menor de 0,01 en porcentaje en peso,
de manera que puede precipitar en el acero una cantidad suficiente
de inclusiones de sulfuro de manganeso para favorecer la
maquinabilidad mediante precipitación de la fusión. También, el
contenido en manganeso no excede de 2 en tanto por ciento en peso
debido a que al aumentar el manganeso por encima de 2 en tanto por
ciento en peso puede aumentarse la dureza del acero disminuyendo,
de este modo, la maquinabilidad. En realizaciones preferidas de la
invención, el contenido en manganeso en tanto por ciento en peso es
de 0,5 a 1,5.
El contenido azufre en las realizaciones de la
presente invención no es menor de 0,002 en porcentaje en peso de
manera que puede precipitar en el acero una cantidad suficiente de
inclusiones de sulfuro de manganeso para favorecer la
maquinabilidad mediante precipitación de la fusión. Debido a que el
azufre en exceso puede formar sulfuro de hierro, lo que puede
provocar la formación de grietas del acero, también es preferible
que el contenido en azufre no exceda de 0,8 en tanto por ciento en
peso. En realizaciones preferidas de la invención, el contenido en
azufre en tanto por ciento en peso es de 0,2 a 0,45.
En la medida en que alguna fracción de manganeso
y azufre se combina para formar inclusiones de sulfuro de
manganeso, lo cual contribuye a la maquinabilidad, en las
realizaciones de la presente invención, la proporción entre el
contenido de manganeso y el contenido en azufre se controla de 2,9
a 3,4. Confinando la proporción entre el contenido en manganeso y
el contenido de azufre en este intervalo de proporciones también se
ayuda a evitar que el elemento que se encuentra en exceso provoque
efectos no deseables. Cuando la proporción es menor de 2,9, el
contenido en manganeso puede ser insuficiente para combinarse con
el azufre para dar las inclusiones de sulfuro de manganeso
deseadas, y el exceso de azufre puede formar sulfuro de hierro, lo
cual puede hacer que el acero sea susceptible de formar grietas
durante el trabajo en caliente. Cuando la proporción es mayor de
3,4, el exceso de manganeso puede aumentar la dureza del acero,
disminuyendo, de este modo, la maquinabilidad del acero.
El contenido en oxígeno en las realizaciones de
la presente invención se encuentra en el intervalo de 0,003 y 0,03
en tanto por ciento en peso. Mantener el oxígeno en este intervalo
ayuda a minimizar la cantidad de inclusiones de óxido abrasivas
presentes en el acero. Mantener el oxígeno en este intervalo
también ayuda a que las inclusiones de sulfuro de manganeso sean
del tipo de las que favorecen la maquinabilidad. Esto es, cuando el
contenido en oxígeno se mantiene dentro de este intervalo, es más
probable que las inclusiones de sulfuro de manganeso precipitadas
sean inclusiones de sulfuro de manganeso de Tipo I, inclusiones de
sulfuro de manganeso de Tipo II, o una combinación de inclusiones
de sulfuro de manganeso de Tipo I y Tipo II.
Todos los aceros contienen alguna cantidad de
carbono. En realizaciones de la presente invención, el contenido en
carbono es hasta un 0,25 en tanto por ciento en peso, para así
optimizar el contenido de ferrita del acero y, de este modo,
favorecer la maquinabilidad. Preferiblemente, el contenido en
carbono es de 0,01 a 0,25 en tanto por ciento en peso.
El cobre puede reducir la ductilidad del acero.
Por lo tanto, en la presente invención, el contenido en cobre no es
mayor de 0,5 en tanto por ciento en peso.
A los aceros mecanizables a menudo se les añade
fósforo para mejorar la suavidad de la superficie mecanizada. Sin
embargo, cantidades excesivas de fósforo puede reducir la
ductilidad del acero. Por esta razón, en algunas realizaciones de
la presente invención, el contenido en fósforo se encuentra en el
intervalo entre 0,01 y 0,15 en tanto por ciento en peso.
Se sabe que el nitrógeno favorece la capacidad de
rotura de la viruta. Sin embargo, el nitrógeno puede reaccionar
con otros elementos para formar nitruros o carbonitruros duros que
pueden aumentar el desgaste de la herramienta reduciendo, de este
modo, la maquinabilidad. Por lo tanto, en algunas realizaciones de
la presente invención, el contenido en nitrógeno no es mayor de
0,015 en tanto por ciento en peso.
El silicio puede formar inclusiones abrasivas de
óxido que pueden ser perjudiciales para la vida de la herramienta
de corte. Por lo tanto, es preferible que el contenido en silicio
se mantenga lo más bajo posible, y, en algunas realizaciones de la
presente invención, está limitado a no más de 0,05 en tanto por
ciento en peso.
El aluminio puede formar también partículas
abrasivas de óxido que pueden resultar perjudiciales para la vida
de la herramienta de corte. Por consiguiente, el contenido en
aluminio se mantiene lo más bajo posible y, en algunas
realizaciones de la presente invención, está limitado a no más de
0,005 en tanto por ciento en peso.
Un proceso para la preparación de aceros
mecanizables de acuerdo con la presente invención comprende las
etapas de disponer un acero que tiene estaño como constituyente
pero no plomo, precipitar inclusiones de sulfuro de manganeso en el
acero, desarrollar los bordes de los granos de ferrita en el acero,
y someter el acero a unos estados termodinámicos y cinéticos para,
de este modo, concentrar el estaño en los bordes de los granos de
ferrita en una cantidad de por lo menos diez veces el contenido en
masa de estaño del acero. Aunque en diferentes realizaciones de la
presente invención estas etapas pueden llevarse a cabo de diversas
maneras, se describirá a continuación una serie de modos preferidos
de llevar a cabo estas etapas.
La etapa de disponer un acero que tenga estaño
como constituyente se lleva a cabo preferiblemente produciendo, a
través de procedimientos convencionales de fabricación de acero, un
acero fundido que presenta una composición que incluye estaño.
Preferiblemente, el acero proporcionado presentará una composición
descrita anteriormente para realizaciones preferidas de la presente
invención. Esta etapa es importante ya que establece la fase para
el resto de etapas del proceso.
La etapa de precipitar inclusiones de sulfuro de
manganeso en el acero se realiza precipitando inclusiones de
sulfuro de manganeso a partir de la composición del acero fundido
durante la solidificación del acero. Preferiblemente, esta etapa
produce inclusiones de sulfuro de manganeso de Tipo I o inclusiones
de sulfuro de manganeso de Tipo II o una combinación de inclusiones
de sulfuro de manganeso de Tipo I y Tipo II que se dispersan por
todo el acero. Esta etapa es importante ya que produce que el acero
presente inclusiones de sulfuro de manganeso que contribuyen a la
maquinabilidad del acero.
La etapa de desarrollar los bordes de los granos
de ferrita en el acero se lleva a cabo preferiblemente por
enfriamiento del acero a partir de lo anterior por encima de la
temperatura de transformación austenítica del acero, A_{R3},
después de que el acero haya sido trabajado en caliente o tratado
térmicamente, aunque también se encuentra dentro de la
contemplación de la presente invención que los bordes de los granos
de ferrita se desarrollen durante el enfriamiento desde la
solidificación del acero. Esta etapa es importante ya que provoca
la formación de los bordes de los granos de ferrita que, cuando se
debilitan por una concentración de estaño en las temperaturas de
mecanización localizadas, participarán en la fractura intergranular
por medio de la cual se mejora la maquinabilidad del acero. Para
llevar a cabo esta etapa es necesario que la velocidad de
enfriamiento empleada desde el intervalo austenítico del acero no
sea tan rápida que se evite la formación de ferrita.
Preferiblemente, se seleccionará una velocidad de enfriamiento
desde el intervalo austenítico de manera que la microestructura del
acero, tras el enfriamiento, contenga por lo menos un 80 por
ciento en volumen de ferrita, consistiendo el resto en perlita.
La etapa de concentrar el estaño en los bordes de
los granos de ferrita es importante ya que dispone cantidades
suficientes de estaño en esa parte de la microestructura a partir
de la cual el estaño puede efectuar una mejora de la maquinabilidad
provocando que se produzca una fractura intergranular en las
temperaturas de mecanizado localizadas de una manera como la que
los inventores han descubierto que lo hace el plomo en los aceros
mecanizables que contienen plomo. Esta etapa puede realizarse de
diferentes maneras. Se describirán ahora dos de las maneras
preferidas de llevar a cabo esta etapa.
Una manera preferida de concentrar el estaño en
los bordes de los granos de ferrita es enfriar el acero a una
velocidad de enfriamiento menor de 1°C por segundo a través del
intervalo de temperaturas de 700°C a 400°C. Más preferiblemente, la
velocidad de enfriamiento a través de esta velocidad de
enfriamiento es de aproximadamente 28°C por hora, una velocidad de
enfriamiento que atiende a una práctica de refrigeración común para
acero en barra. El enfriamiento puede realizarse tras someter el
acero a una temperatura elevada tal como ocurre durante la
solidificación, tratamiento térmico, u operaciones de trabajado en
caliente. Preferiblemente, el enfriamiento se realiza después de
que se haya completado alguna operación de trabajado en caliente
sobre el acero, tal como laminado en caliente o forjado en
caliente, a temperaturas por encima de 900°C aproximadamente, y más
preferiblemente cuando la temperatura de acabado se encuentra en el
intervalo de aproximadamente 900°C y aproximadamente 950°C. Bajo
tales circunstancias, una manera preferida de realizar el
enfriamiento es enfriar el acero bajo unas capas o recubrimientos
aislantes.
\newpage
Otra manera preferida de concentrar el estaño en
los bordes de los granos de ferrita es mantener el acero en el
intervalo de temperaturas entre 425°C y 575°C durante un tiempo
suficientemente largo para concentrar el estaño en los bordes de
los granos de ferrita. Preferiblemente, el tiempo de mantenimiento
es por lo menos de 0,4 horas por centímetro (1 hora por pulgada) de
diámetro equivalente del acero. El tiempo de mantenimiento
necesario para una exposición de temperatura determinada para un
artículo de acero particular puede determinarse analizando la
cantidad de estaño en los bordes de los granos de ferrita de la
manera especificada anteriormente para determinar si el tiempo fue
lo suficientemente largo para concentrar el estaño en los bordes de
los granos de ferrita. Alternativamente, si el tiempo de
mantenimiento fue o no fue lo suficientemente largo para una
exposición de temperatura determinada puede obtenerse determinando
si la maquinabilidad ha alcanzado el nivel esperado para ese
acero.
Lo que tienen en común las maneras preferidas
descritas de llevar a cabo la etapa de concentrar el estaño en los
bordes de los granos de ferrita es que todas someten al acero a
unos estados termodinámicos y cinéticos que producen que los átomos
de estaño se vuelvan residentes en los bordes de los granos de
ferrita en números significativos, de manera que la concentración
de estaño en los bordes de los granos de ferrita excede el
contenido en masa del estaño. En general, dentro de los intervalos
de temperatura especificados anteriormente, la cantidad de estaño
concentrado en los bordes de los granos de ferrita aumentará
asintóticamente a medida que aumentan los tiempos de exposición.
Por lo tanto, en las versiones preferidas de la presente invención
que se han descrito anteriormente, la concentración de estaño en
los bordes de los granos de ferrita aumentará asintóticamente a
medida que disminuye la velocidad de enfriamiento a través del
intervalo de temperaturas de 500°C a 400°C o a medida que aumenta
el tiempo de mantenimiento en el intervalo de temperaturas de
425°C a 575°C. De esta manera, es posible controlar la cantidad de
concentración del estaño en los bordes de los granos de ferrita
controlando la cantidad de tiempo que el acero está expuesto a esos
intervalos de temperatura.
La etapa de concentrar el estaño en los bordes de
los granos de ferrita tiene como resultado la concentración del
estaño en los bordes de los granos de ferrita en una concentración
que es por lo menos diez veces el contenido en masa del estaño.
Preferiblemente, la etapa produce la concentración del estaño en
los bordes de los granos de ferrita en una concentración de por lo
menos un 0,5 en tanto por ciento en peso.
Otras versiones preferidas de un proceso para la
preparación de aceros mecanizables de acuerdo con la presente
invención comprenden, además, las etapas de mecanizar el acero y
después redistribuir el estaño en el acero, además de las etapas
citadas anteriormente de disponer un acero que tiene estaño como
constituyente, precipitar inclusiones de sulfuro de manganeso en el
acero, desarrollar los bordes de los granos de ferrita en el
acero, y concentrar el estaño en los bordes de los granos de
ferrita. Si bien en distintas realizaciones de la presente
invención estas etapas pueden llevarse a cabo de diversas maneras,
se describirá ahora una serie de maneras preferidas de realizar
algunas de estas etapas.
La etapa de mecanizado puede llevarse a cabo por
cualquier medio de mecanizado del acero conocido para los expertos
en la materia. Estos medios incluyen operaciones de mecanizado
tales como torneado, conformado, laminado, taladrado, escariado,
perforado, raspado y roscado, si bien no quedan limitadas a éstas.
No es necesario que todo el mecanizado al que se debe someter al
acero se lleve a cabo durante esta etapa de mecanizado. Por
ejemplo, puede llevarse a cabo un mecanizado adicional en el acero
después de que la etapa de redistribución del estaño haya producido
una redistribución parcial o completa del estaño en el acero.
La etapa de redistribuir el estaño en el acero
comprende someter el acero a unos estados termodinámicos y
cinéticos, los cuales favorecen la homogeneización de la
distribución del estaño en el acero, durante un período de tiempo
suficientemente largo para que disminuya la concentración de estaño
en los bordes de los granos de ferrita o que se eliminen los bordes
de los granos de ferrita y entonces se enfría el acero a una
velocidad suficientemente rápida para evitar que el estaño se
vuelva a concentrar en los bordes de los granos de ferrita del
acero. La finalidad de esta etapa es eliminar de manera controlada,
ya sea parcialmente o completamente, la fragilización que mejora la
maquinabilidad en el intervalo de temperaturas de aproximadamente
200°C a aproximadamente 600°C que resulta de concentrar el estaño
en los bordes de los granos de ferrita. Óptimamente, los estados
termodinámicos y cinéticos se mantienen hasta que la concentración
de estaño en los bordes de los granos de ferrita sea
substancialmente la misma que el contenido en masa del estaño. Esta
manera óptima de llevar a la práctica esta etapa produce la
eliminación más profunda de la fragilización que mejora la
maquinabilidad y, consecuentemente, en la restauración más completa
de la ductilidad y/o la tenacidad del acero en el intervalo de
temperaturas de aproximadamente 200°C y aproximadamente 600°C. Sin
embargo, no es necesario para la práctica de aquellas versiones de
la presente invención en las cuales se utiliza la etapa de
redistribuir el estaño que la redistribución del estaño se lleve a
este estado óptimo. Por ejemplo, bajo circunstancias en las que se
desea cierta mejora en la ductilidad para la aplicación de servicio
del acero pero ciertas operaciones adicionales de mecanizado se
anticipan tras la etapa de redistribución del estaño, puede
resultar beneficioso redistribuir de manera controlada el estaño
solamente de manera parcial para así retener una parte de la mejora
de la maquinabilidad mientras se recupera la ductilidad necesaria
para que el acero se comporte apropiadamente en funcionamiento.
Una manera preferida de realizar la etapa de
redistribuir el estaño en el acero es calentar el acero a una
temperatura por encima de la temperatura de transformación
austenítica del acero, A_{R3}, durante por lo menos 0,4 horas por
centímetro (1 hora por pulgada) de diámetro equivalente del acero y
después enfriar el acero a una velocidad mayor de 1°C por segundo a
través del intervalo de temperaturas de 700°C a 400°C. Esta
velocidad de enfriamiento evita una reconcentración del estaño en
los bordes de los granos de ferrita.
Las diversas prácticas térmicas a las que se ha
hecho referencia en la descripción anterior pueden llevarse a cabo
por cualquier medio conocido para los expertos en la materia. Por
ejemplo, todas o parte de dichas prácticas térmicas pueden
realizarse en hornos con revestimiento refractario y controlados
por temperatura los cuales se calientan eléctricamente o a través
de la combustión de un carburante. Las velocidades de combustión
descritas pueden llevarse a cabo de cualquier manera conocida para
los expertos en la materia por medio de las cuales pueden
controlarse las temperaturas y tiempos de enfriamiento. Por
ejemplo, las velocidades de enfriamiento pueden conseguirse por
medio del enfriamiento del horno o rodeando el acero caliente con
unos materiales aislantes durante el enfriamiento. En algunas
versiones preferidas del proceso de la presente invención se
disponen unas capas aislantes por encima del acero en la conclusión
del proceso de laminado en caliente o forjado en caliente para
controlar la velocidad de enfriamiento.
Los siguientes ejemplos no limitativos se dan a
modo de ilustración pero en ningún caso pretenden limitar el ámbito
de la presente invención.
Se llevaron a cabo realizaciones de la presente
invención que presentaban diferentes composiciones por fusión por
inducción en vacío utilizando prácticas de fabricación de acero
estándar. Las composiciones nominales de estas realizaciones se
muestran en la Tabla 1.
En la elaboración de estas realizaciones, los
materiales de partida se cargaron en el horno de fusión en dos
etapas. Primero se cargó en el horno y se fundió una carga de base
que consistía en grafito, ferrofósforo (que contenía un 25% de
fósforo), sulfuro de hierro (que contenía un 50% de azufre), cobre
puro, y hierro electrolítico. Después de que la carga de base se
hubiera fundido, se añadieron los elementos restantes en el
siguiente orden: manganeso electrolítico, silicio puro, y estaño
puro. El acero fundido se vertió en unos moldes para lingotes de
22,4 kilogramos (50 libras). Los lingotes solidificados se
calentaron a aproximadamente 1232°C (2250°F) durante aproximadamente
2,5 horas y después se laminaron en caliente entre aproximadamente
1232°C (2250°F) y aproximadamente 954°C (1750°F) en barras redondas
con un diámetro final de aproximadamente 29 milímetros (1 1/8
pulgadas) en diez pasadas. Las barras se enfriaron después a una
velocidad de aproximadamente 28°C por hora (50°F por hora) a
temperatura ambiente.
Para cada proceso de calentamiento se prepararon
muestras de prueba de aproximadamente 152 milímetros (6 pulgadas)
de largo por 25,4 milímetros (1 pulgada) de diámetro cada una. Se
mecanizaron también al tamaño de la muestra de prueba unas muestras
de comparación laminadas en caliente de calidad AISI 1018, 1215, y
12L 14, las cuales se obtuvieron de fuentes comerciales. El acero
de calidad AISI 1018 es un acero de bajo contenido en carbono que
no se considera como acero mecanizable. El acero de calidad AISI
1215 es un acero mecanizable convencional sin plomo. El acero de
calidad AISI 12L 14 es un acero mecanizable convencional que
contiene plomo. Las composiciones nominales de estas tres calidades
comerciales se da en la Tabla 1.
De cada una de las muestras se determinó el valor
del índice C, tal como se ha definido anteriormente. Los valores
del índice C se indican en la Tabla 2.
Los resultados de la prueba muestran claramente
que la maquinabilidad de las realizaciones analizadas de la
presente invención coinciden o superan la de los aceros
mecanizables convencionales. Los resultados muestran también que la
maquinabilidad de algunas de las realizaciones analizadas de la
presente invención superan en mucho la maquinabilidad de los aceros
mecanizables convencionales analizados que contienen plomo. Los
resultados demuestran también que las realizaciones analizadas de
la presente invención superan en mucho la maquinabilidad del acero
no mecanizable convencional analizado de calidad AISI 1018.
Se realizaron unos experimentos para determinar
el efecto de la práctica térmica en la maquinabilidad de algunas
realizaciones de la presente invención. Se analizó también una
muestra de comparación que presentaba una composición de la
presente invención excepto en que no tenía estaño concentrado en
los bordes de los granos de ferrita.
Las muestras se prepararon tal como se describe
en el Ejemplo 1, excepto en que se varió la práctica térmica de las
muestras. La temperatura de acabado de laminado en caliente de las
muestras de Sn60M y Sn80M fue de aproximadamente 954°C (1750°C).
Algunas de estas muestras se enfriaron de una manera muy lenta
desde la temperatura de acabado de laminado en caliente a
aproximadamente 28°C por hora hasta la temperatura ambiente,
simulando una velocidad de enfriamiento utilizada con operaciones
de bobinado de barras comerciales. Otras muestras se enfriaron
desde la temperatura de laminado en caliente a temperatura ambiente
a una velocidad de aproximadamente 1°C por segundo. Todavía otras
muestras, después de haber sido enfriadas desde la temperatura de
laminado en caliente hasta la temperatura ambiente a una velocidad
de aproximadamente 1°C por segundo, se calentaron posteriormente a
unos 500°C durante aproximadamente dos horas y después de enfriaron
por aire a temperatura ambiente.
Las muestras de Sn60 se laminaron en caliente con
una temperatura de acabado de aproximadamente 900°C (1650°F) y
después se enfriaron por aire a aproximadamente 5°C por segundo
hasta la temperatura ambiente. Esta alta velocidad de enfriamiento
no permitía que el estaño se concentrara en los bordes de los
granos de ferrita. Una de estas muestras se analizó en estado
enfriado y se utilizó como muestra de comparación. La otra muestra
de Sn60 se calentó a unos 450°C (842°F) durante aproximadamente una
hora para concentrar el estaño en los bordes de los granos de
ferrita de acuerdo con la presente invención y después se enfrió
por aire a temperatura ambiente antes de ser utilizada.
En cada muestra se realizaron mediciones de los
valores del índice C. Los resultados se indican en la Tabla 3.
Los resultados demuestran que cada una de las
realizaciones analizadas de la presente invención mostraron una
excelente maquinabilidad en todas las condiciones de la práctica
térmica analizadas. En cambio, la muestra de comparación de Sn60
que no presentaba estaño concentrado en los bordes de los granos de
ferrita mostraba una maquinabilidad notoriamente baja.
Los resultados también demuestran que las
muestras enfriadas a aproximadamente 28°C por hora y las muestras
sometidas a los 500°C mantenidos presentaban una mayor
maquinabilidad que las muestran enfriadas a 1°C por segundo. Esto
indica que la maquinabilidad puede controlarse controlando el
tiempo que el acero está sometido a los estados termodinámicos y
cinéticos que favorecen la concentración del estaño en los bordes
de los granos de ferrita. Por lo tanto, los resultados muestran
que una exposición más prolongada a los intervalos de temperatura en
los cuales el estaño se concentra en los bordes de los granos de
ferrita produce mayores concentraciones de estaño en los bordes de
los granos de ferrita y una mejor maquinabilidad del acero.
Se llevó a cabo una prueba en un entorno de
mecanizado de producción compleja y de volumen elevado. En la
prueba se comparó una realización de la presente invención, Sn80,
con acero con plomo 12L 14 tradicional. La máquina utilizada fue la
máquina de transferencia giratoria de dieciséis estaciones Hydromat
de alto volumen modelo HB 32/45 que era capaz de realizar una
variedad de operaciones de mecanizado. La velocidad de producción
era aproximadamente de 300 piezas por hora. El mecanizado de cada
pieza consistía en las siguientes operaciones de mecanizado: 1)
corte, 2) torneado rugoso, 3) torneado de acabado, 4) achaflanado,
5) refrentado, 6) taladrado, 7) escariado, 8) perforado rugoso, 9)
perforado final, 10) avellanado, 11) desbarbado, y 12) bruñido. Las
herramientas utilizadas fueron 1) acero rápido, 2) carburo con
revestimiento de nitruro de titanio, 3) carburo sin revestir, 4)
sierra templada de vapor, y 5) una herramienta de bruñido
equivalente 52100. Los resultados se indican en la Tabla 4.
Los resultados muestran que la realización
analizada de la presente invención se comportaba por lo menos tan
bien como el acero con plomo 12L 14 convencional y presentaba un
acabado superficial más liso tanto en el estado no bruñido como en
el bruñido.
Se llevaron a cabo pruebas de ductilidad en
caliente en una realización de la presente invención para
determinar si presentaría fragilización a temperaturas
correspondientes a las temperaturas de zona de corte localizadas
como lo haría un acero mecanizable convencional de calidad 12L 14
que contiene plomo. Se analizó también a efectos de comparación un
acero mecanizable convencional que no contiene plomo de calidad
AISI 1215.
La realización de la presente invención analizada
fue el Sn80. En la Tabla 1 aparece la composición nominal del
Sn80. El Sn80 se preparó de la manera descrita en el Ejemplo 1,
excepto en que las distintas prácticas térmicas se utilizaron para
así permitir una determinación del efecto de aumentar las
concentraciones de estaño en los bordes de los granos de ferrita en
la ductilidad en caliente. En el primer estado, el Sn80 fue
laminado en caliente y después fue enfriado a una velocidad de
aproximadamente 28°C por hora a temperatura ambiente. Los dos
estados restantes comenzaron ambos con Sn80 en el estado de
laminado en caliente y enfriado a temperatura ambiente del primer
estado. En el segundo estado, el acero fue recalentado a 500°C
durante un tiempo de mantenimiento de una hora y después se enfrió
por aire a temperatura ambiente. En el tercer estado, el acero fue
recalentado a 500°C durante un tiempo de mantenimiento de dos horas
y después se enfrió por aire a temperatura ambiente. Debido a los
tiempos de exposición progresivamente mayores de la muestra a
intervalos de temperatura en los que los que el estaño se concentra
en los bordes de los granos de ferrita, se esperaban cantidades
progresivamente mayores de concentraciones de estaño para los tres
estados.
Los análisis de ductilidad en caliente se
realizaron en muestras de compresión con rebordes utilizando una
velocidad de deformación de 20 segundos-1 a
temperaturas entre la temperatura ambiente y 600°C. La ductilidad
en caliente se determinó midiendo la cantidad de deformación
circunferencial a la cual se producía el inicio de las grietas en
la superficie exterior del reborde. Los resultados de las pruebas
se muestran de manera gráfica en la figura n° 3. Los resultados
también se dan en la Tabla 5, la cual presenta la pérdida de
ductilidad a 400°C desde el nivel de ductilidad a temperatura
ambiente. La pérdida de ductilidad a 400°C representa la
profundidad de la depresión de la fragilización que mejora la
maquinabilidad.
El contenido de ferrita de todas las muestras
analizadas fue, en tanto por ciento en volumen, de aproximadamente
95, tal como se determina por análisis de imagen microscópica de
especimenes metalográficos pulidos.
Los análisis muestran que cada realización
analizada de la presente invención mostraba un comportamiento a la
depresión de la fragilización similar al del acero mecanizable
convencional que contiene plomo. Los resultados también muestran
que la depresión se hacía más profunda para las realizaciones
analizadas de la presente invención a medida que aumentaba la
concentración de estaño en los bordes de los granos de ferrita. Los
resultados también demuestran que la depresión de la fragilización
no existía en el acero mecanizable convencional que no contenía
plomo.
Un examen microscópico de algunas de las
superficies de fractura de las realizaciones analizadas mostraron
que el modo de fractura era transgranular fuera de la zona de
depresión de la fragilización e intergranular dentro de la zona de
depresión de la fragilización. Se observó también el mismo
comportamiento del modo de fractura en el acero mecanizable
convencional que contenía plomo, esto es, en las muestras de
calidad AISI 12L 14. Sin embargo, el modo de fractura era
transgranular en todo el intervalo de temperaturas analizado para
el acero mecanizable convencional que no contenía plomo, es decir,
la muestra de calidad AISI 1215.
Aunque solamente se han mostrado y descrito
algunas realizaciones y versiones de la presente invención, será
evidente para los expertos en la materia que pueden introducirse
muchos cambios y modificaciones en la misma sin apartarse del
ámbito de la presente invención. Por lo tanto, debe entenderse
claramente que la presente invención no queda limitada a las
realizaciones y versiones específicas que se han descrito sino que,
por lo demás, pueden realizarse y llevarse a la práctica dentro del
ámbito de las siguientes reivindicaciones.
Claims (15)
1. Composición de acero mecanizable que
comprende, en tanto por ciento en peso, carbono hasta 0,25, cobre
hasta 0,5, manganeso de 0,01 a 2, oxígeno de 0,003 a 0,03, azufre
de 0,002 a 0,8, estaño de 0,04 a 0,08 y el resto hierro e impurezas
incidentales, en el que la proporción de manganeso respecto al
azufre es de 2,9 a 3,4 y el total de azufre más estaño más cobre no
es mayor de 0,9, estando caracterizada la composición por
una microestructura que tiene una concentración de estaño en los
bordes de los granos de ferrita en una cantidad de por lo menos
diez veces el contenido en masa del estaño del acero.
2. Composición de acero mecanizable según la
reivindicación 1, caracterizada en que comprende, en tanto
por ciento en peso, aluminio hasta 0,005, carbono de 0,01 a 0,25,
cobre hasta 0,5, manganeso de 0,5 a 1,5, nitrógeno hasta 0,015,
oxígeno de 0,003 a 0,03, fósforo de 0,01 a 0,15, silicio hasta
0,05, azufre de 0,2 a 0,45, estaño de 0,04 a 0,08 y el resto hierro
e impurezas incidentales, en el que la proporción de manganeso
respecto al azufre es de 2,9 a 3,4 y el total de azufre más estaño
más cobre no es mayor de 0,9, estando caracterizada la
composición por una microestructura que tiene una concentración de
estaño en los bordes de los granos de ferrita en una cantidad de
por lo menos diez veces el contenido en masa del estaño del
acero.
3. Composición de acero mecanizable según la
reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada en que
la concentración de estaño en los bordes de los granos de ferrita
es por lo menos de 0,5 en tanto por ciento en peso.
4. Composición de acero mecanizable según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada
en que la composición incluye cobre hasta un 0,20.
5. Proceso para la preparación de acero
mecanizable, que comprende las etapas de:
- a)
- disponer un acero que tiene estaño como constituyente pero no plomo;
- b)
- precipitar inclusiones de sulfuro de manganeso en el acero;
- c)
- desarrollar los bordes de los granos de ferrita en el acero; y
- d)
- someter el acero a unos estados térmicos y cinéticos para concentrar el estaño en los bordes de los granos de ferrita en una cantidad de por lo menos diez veces el contenido en masa del estaño del acero.
6. Proceso según la reivindicación 5,
caracterizado en que comprende, además, las etapas de:
- e)
- mecanizar el acero; y
- f)
- redistribuir el estaño en el acero.
7. Proceso según la reivindicación 6,
caracterizado en que la etapa de redistribuir el estaño en
el acero comprende las etapas de:
- a)
- someter el acero a temperaturas que superen la temperatura de transformación austenítica del acero, A_{R3}, durante por lo menos 0,4 horas por centímetro de diámetro equivalente; y
- b)
- enfriar el acero a una velocidad mayor de 1°C por segundo a través del intervalo de temperatura de 700°C a 400°C para evitar la concentración de estaño en los bordes de los granos de ferrita.
8. Proceso según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 7, caracterizado en que la etapa de
precipitar inclusiones de sulfuro de manganeso en el acero comprende
precipitar inclusiones de sulfuro de manganeso de por lo menos un
tipo seleccionado del grupo de inclusiones de sulfuro de manganeso
de tipo I que presentan una forma globular e inclusiones de sulfuro
de manganeso de Tipo II que presentan una forma a modo de
barra.
9. Proceso según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 8, caracterizado en que la etapa de
concentrar el estaño en los bordes de los granos de ferrita incluye
someter el acero a unos estados termodinámicos y cinéticos para así
concentrar el estaño en los bordes de los granos de ferrita a una
concentración de por lo menos 0,5 en tanto por ciento en peso.
10. Proceso según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 9, caracterizado en que la etapa de
concentrar el estaño en los bordes de los granos de ferrita
comprende enfriar el acero a una velocidad inferior a 1°C por
segundo a través de un intervalo de temperatura de 700°C a
aproximadamente 400°C para concentrar estaño en los bordes de los
granos de ferrita.
11. Proceso según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 10, caracterizado en que la etapa de
concentrar el estaño en los bordes de los granos de ferrita
comprende mantener el acero en un intervalo de temperatura de 425°C
a 575°C durante un tiempo lo suficientemente largo para concentrar
estaño en los bordes de los granos de ferrita.
12. Proceso según la reivindicación 11,
caracterizado en que el tiempo de mantener el acero en el
intervalo de temperatura de 425°C a 575°C es por lo menos 0,4 horas
por centímetro de un diámetro equivalente del acero.
13. Proceso según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 12, caracterizado en que la etapa de
disponer un acero que tenga estaño como constituyente comprende
disponer un acero que presenta una composición que comprende, en
tanto por ciento en peso, carbono hasta 0,25, cobre hasta 0,5,
manganeso de 0,01 a 2, oxígeno de 0,003 a 0, 03, azufre de 0,002 a
0, 8, estaño de 0,04 a 0,08 y el resto hierro e impurezas
incidentales, en el que la proporción de manganeso respecto al
azufre es de 2,9 a 3,4 y el total de azufre más estaño más cobre no
es mayor de 0,9.
14. Proceso según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 12, caracterizado en que la etapa de
disponer un acero que tenga estaño como constituyente comprende
disponer un acero que presenta una composición que comprende, en
tanto por ciento en peso, aluminio hasta 0,005, carbono de 0,01 a
0,25, cobre hasta 0,5, manganeso de 0,5 a 1,5, nitrógeno hasta
0,015, oxígeno de 0,003 a 0,03, fósforo de 0,01 a 0,15, silicio
hasta 0,05, azufre de 0,2 a 0,45, estaño de 0,04 a 0,08 y el resto
hierro e impurezas incidentales, en el que la proporción de
manganeso respecto al azufre es de 2,9 a 3,4 y el total de azufre
más estaño más cobre no es mayor de 0,9.
15. Proceso según la reivindicación 13 o la
reivindicación 14, caracterizado en que la composición del
acero incluye cobre hasta un 0,20.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/972,154 US5961747A (en) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | Tin-bearing free-machining steel |
| US972154 | 1997-11-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2213928T3 true ES2213928T3 (es) | 2004-09-01 |
Family
ID=25519254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES98957999T Expired - Lifetime ES2213928T3 (es) | 1997-11-17 | 1998-11-16 | Acero mecanizable que contiene estaño. |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5961747A (es) |
| EP (1) | EP1040208B1 (es) |
| JP (1) | JP2001523766A (es) |
| AR (1) | AR017636A1 (es) |
| AT (1) | ATE261001T1 (es) |
| AU (1) | AU2243399A (es) |
| BR (1) | BR9814194A (es) |
| CA (1) | CA2308794C (es) |
| DE (1) | DE69822207T2 (es) |
| ES (1) | ES2213928T3 (es) |
| TW (1) | TW436528B (es) |
| WO (1) | WO1999025891A1 (es) |
| ZA (1) | ZA9810464B (es) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6200395B1 (en) * | 1997-11-17 | 2001-03-13 | University Of Pittsburgh - Of The Commonwealth System Of Higher Education | Free-machining steels containing tin antimony and/or arsenic |
| CN1169992C (zh) * | 2001-11-15 | 2004-10-06 | 住友金属工业株式会社 | 机械结构用钢 |
| DE102007038662A1 (de) * | 2007-08-15 | 2009-02-19 | Rheinmetall Waffe Munition Gmbh | Fertigungsverfahren und Stahl für schwere Munitionshüllen |
| DE102009052036A1 (de) | 2009-11-05 | 2011-05-12 | Buderus Edelstahl Band Gmbh | Bleifreier Automatenstahl |
| CN106103769B (zh) * | 2014-12-18 | 2017-10-24 | 新日铁住金株式会社 | 钢材、使用该钢材的船舶的压载舱和船舱、以及具备该压载舱或船舱的船舶 |
| JP6504330B2 (ja) * | 2017-02-28 | 2019-04-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 切削加工用線材 |
| KR102034429B1 (ko) | 2017-11-30 | 2019-10-18 | 주식회사 포스코 | 강재 및 그 제조방법 |
| KR102103382B1 (ko) | 2018-10-29 | 2020-04-22 | 주식회사 포스코 | 강재 및 그 제조방법 |
| CN115747619B (zh) * | 2022-10-20 | 2024-05-10 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种含锡易切削钢的制备方法及含锡易切削钢 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5133716A (en) * | 1974-09-17 | 1976-03-23 | Daido Steel Co Ltd | * teitansokarushiumu iokeikaisakuko * |
| JPS558474A (en) * | 1978-07-04 | 1980-01-22 | Kobe Steel Ltd | Non-magnetic high manganese steel excellent in weldability and machinability |
| JPS5585658A (en) * | 1978-12-25 | 1980-06-27 | Daido Steel Co Ltd | Free cutting steel |
| US4255187A (en) * | 1979-08-29 | 1981-03-10 | Inland Steel Company | Bismuth-containing steel |
| US4255188A (en) * | 1979-08-29 | 1981-03-10 | Inland Steel Company | Free machining steel with bismuth and manganese sulfide |
| US4247326A (en) * | 1979-08-29 | 1981-01-27 | Inland Steel Company | Free machining steel with bismuth |
| JPS5684448A (en) * | 1979-12-13 | 1981-07-09 | Kobe Steel Ltd | Low-carbon sn-containing free cutting steel |
| NO146959C (no) * | 1980-07-07 | 1984-05-08 | Raufoss Ammunisjonsfabrikker | Austenitisk slitebestandig staal |
| JPS58151453A (ja) * | 1982-01-27 | 1983-09-08 | Nippon Steel Corp | 鉄損が低くかつ磁束密度のすぐれた無方向性電磁鋼板およびその製造法 |
| US4806304A (en) * | 1983-05-09 | 1989-02-21 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Free cutting steel |
| JPS6223970A (ja) * | 1985-07-24 | 1987-01-31 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造による低炭素硫黄−鉛快削鋼 |
| US4880479A (en) * | 1986-06-10 | 1989-11-14 | Stanadyne, Inc. | Cold drawn free-machining resulfurized and rephosphorized steel bars having controlled mechanical properties and controlled machinability |
| US4786466A (en) * | 1987-02-19 | 1988-11-22 | Frema, Inc. | Low-sulfur, lead-free free machining steel alloy |
| JP2885905B2 (ja) * | 1990-08-10 | 1999-04-26 | 大同特殊鋼株式会社 | 高強度非調質快削鋼 |
| JP2573118B2 (ja) * | 1990-11-21 | 1997-01-22 | 新日本製鐵株式会社 | 被削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管 |
| JP3314833B2 (ja) * | 1993-10-18 | 2002-08-19 | 新日本製鐵株式会社 | 加工性の優れた冷延鋼板及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-11-17 US US08/972,154 patent/US5961747A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-11-13 TW TW087118885A patent/TW436528B/zh active
- 1998-11-16 EP EP98957999A patent/EP1040208B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-16 AT AT98957999T patent/ATE261001T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-11-16 ZA ZA9810464A patent/ZA9810464B/xx unknown
- 1998-11-16 CA CA002308794A patent/CA2308794C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-16 JP JP2000521251A patent/JP2001523766A/ja not_active Withdrawn
- 1998-11-16 DE DE69822207T patent/DE69822207T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-16 AU AU22433/99A patent/AU2243399A/en not_active Abandoned
- 1998-11-16 BR BR9814194-5A patent/BR9814194A/pt not_active Application Discontinuation
- 1998-11-16 WO PCT/US1998/024430 patent/WO1999025891A1/en active IP Right Grant
- 1998-11-16 ES ES98957999T patent/ES2213928T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-17 AR ARP980105817A patent/AR017636A1/es unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1999025891A1 (en) | 1999-05-27 |
| ZA9810464B (en) | 1999-05-21 |
| BR9814194A (pt) | 2000-09-26 |
| ATE261001T1 (de) | 2004-03-15 |
| EP1040208B1 (en) | 2004-03-03 |
| EP1040208A1 (en) | 2000-10-04 |
| US5961747A (en) | 1999-10-05 |
| DE69822207T2 (de) | 2005-01-20 |
| AU2243399A (en) | 1999-06-07 |
| CA2308794A1 (en) | 1999-05-27 |
| JP2001523766A (ja) | 2001-11-27 |
| TW436528B (en) | 2001-05-28 |
| CA2308794C (en) | 2008-02-19 |
| AR017636A1 (es) | 2001-09-12 |
| EP1040208A4 (en) | 2000-11-29 |
| DE69822207D1 (de) | 2004-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chaus et al. | Microstructure and properties of M2 high-speed steel cast by the gravity and vacuum investment casting | |
| Chen et al. | Laser processing of cast iron for enhanced erosion resistance | |
| ES2213928T3 (es) | Acero mecanizable que contiene estaño. | |
| CN109943772B (zh) | 石墨钢用钢材及改善切削性的石墨钢 | |
| CN114250414B (zh) | 管线用无缝钢管及其制备方法 | |
| US6200395B1 (en) | Free-machining steels containing tin antimony and/or arsenic | |
| Opapaiboon et al. | Effect of chromium content on the three-body-type abrasive wear behavior of multi-alloyed white cast iron | |
| US6206983B1 (en) | Medium carbon steels and low alloy steels with enhanced machinability | |
| Haakonsen | Optimizing of Strømhard austenitic manganese steel | |
| JP2017066468A (ja) | 軸受部品 | |
| Rios Diez | Determinación del comportamiento en fatiga y desgaste de un acero con bainita nanoestructurada libre de carburos en la capa carbo-austemperada y microestructura multifásica en el núcleo | |
| WO2011135897A1 (ja) | 精密加工用快削ステンレス鋼素材及びその製造方法 | |
| Bonek et al. | Crystallisation mechanism of laser alloyed gradient layer on tool steel | |
| MXPA00003853A (es) | Aceros estañiferos de maquinado libre | |
| KR960005595B1 (ko) | 침탄된 저 실리콘강 제품 형성방법 | |
| JP2003313642A (ja) | 高速度工具鋼及びその製造方法 | |
| Gnyusov et al. | The Microstructural Evolution and Wear of Weld Deposited M2 Steel Coating After Laser Spot Melting | |
| JPS6120624B2 (es) | ||
| US1924153A (en) | Stainless steel | |
| Kovalev et al. | Development of a methodology for studying the influence of technological factors of production on the quality of large ingots from stamped steel grades 5XHM and 56NiCrMoV7 | |
| RU2001155C1 (ru) | Лита аустенитна сталь | |
| SU952986A1 (ru) | Износостойкий чугун | |
| Fedoseev et al. | Research of Influence Modification of Natural Concentrate on Quality Metal | |
| JPH06145890A (ja) | 高強度高靱性快削鋼 | |
| SU854562A1 (ru) | Способ получени слитка |