ES2338227T3 - Pieza mecanica lista para usar de bajo contenido en carbono para deformacion plastica y su procedimiento de fabricacion. - Google Patents
Pieza mecanica lista para usar de bajo contenido en carbono para deformacion plastica y su procedimiento de fabricacion. Download PDFInfo
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Abstract
Pieza mecánica de altas características de acero de bajo contenido en carbono presta para su empleo, que procede de la transformación plástica de un producto siderúrgico largo laminado, que comprende las características siguientes: - la composición química de dicho acero, responde al análisis siguiente, dado en porcentajes ponderales respecto al hierro: 0,02% <=q C <=q 0,10% 0,04% <=q Nb <=q 0,10% 0,001% <=q B <=q 0,005% 0,10% <=q Mo <=q 0,35% 1,3% <=q Mn <=q 2,0% 0,10% <=q Si <=q 1,30% 0,01% <=q Al <=q 0,08% N <=q 0,015% con Ti >=q 3,5 x % de N; eventualmente de 0,001 a 0,1% de azufre, siendo el resto las inevitables impurezas residuales resultantes de la elaboración del acero, de las cuales menos de 0,02% de P y menos de 0,30% de Cu y de Ni, - dicho producto largo se obtiene a partir de un semi-producto procedente de la colada continua y laminación en caliente en el dominio austenítico que después se trata térmicamente para obtener une estructura bainítica o esencialmente bainítica, y se conforma, bien por transformación plástica en frío después de dicho tratamiento térmico, bien por transformación plástica en caliente durante dicho tratamiento térmico, para darle su forma final con una resistencia a la rotura superior a 800 MPa, sin tratamiento térmico posterior a esta conformación.
Description
Pieza mecánica lista para usar de bajo contenido
en carbono para deformación plástica y su procedimiento de
fabricación.
La presente invención se refiere a piezas
mecánicas de acero de bajo contenido en carbono con altas
características, como las rótulas de ruedas de vehículos
terrestres, los pivotes, ejes, triángulos de suspensión,
palanquillas u otras piezas mecánicas análogas prestas para ser
empleadas, obtenidas por deformación plástica de un producto
siderúrgico largo (alambre, barra...).
Se sabe que los aceros para deformación plástica
deben presentar a la vez propiedades de deformabilidad y de
resistencia. Así, durante la fabricación de piezas mecánicas para
las cuales están destinados algunos de estos aceros, les es
necesario poder soportar sin rotura modificaciones importantes de
forma, presentando al mismo tiempo a veces finalmente altas
características mecánicas. De hecho, en ciertos casos, las
características exigidas a las piezas obtenidas a partir de estos
aceros están próximas a las de las clases 10.9 según la norma ISO
898, a saber un límite a la rotura mínimo de 1000 MPa y un límite
elástico mínimo de 900 MPa. Además, estos aceros deben presentar
buenas características de mecanización, porque una mayoría de las
aplicaciones necesita una mecanización final para lograr sus
dimensiones finales.
Se recuerda que las operaciones de deformación
plástica que se realizan sobre piezas en bruto de acero procedentes
del recorte de alambres o barras obtenidos clásicamente por
laminación en caliente de semi-productos de colada
continua (palanquillas o desbastes. En la deformación plástica en
frío (golpeo, forja...), las piezas en bruto se conforman en frío
en prensas, según el caso después de un recocido de globulización, y
las piezas obtenidas se tratan a continuación térmicamente por
temple y revenido. Para la forja en caliente, las piezas en bruto
se recalientan primeramente hasta una temperatura de aproximadamente
1000-1200ºC, se conforman en caliente y se enfrían.
Las piezas así obtenidas se tratan a continuación térmicamente por
temple y revenido, pudiendo el temple hacerse directamente durante
el enfriamiento después de la forja.
La realización de estos diferentes tratamientos
térmicos supone operaciones, algunas dominadas, pero sin embargo
costosas, cuyos resultados previstos no siempre se alcanzan y que en
cualquier caso, aumentan el tiempo y el coste de producción.
También se ha buscado estos últimos años tipos de acero que permitan
liberarse de dichos inconvenientes y obtener piezas de altas
características "prestas para su empleo", que puedan ser
utilizadas para la aplicación prevista sin tener que someterlas a
un tratamiento térmico para modificar su estructura metalúrgica
después de la operación de deformación plástica.
Con relación a la forja en frío por ejemplo, ya
es conocido por ejemplo recurrir a tipos de acero de estructura
esencialmente bainítica (es decir, que contienen más de 50% de
bainita), que presenta un buen compromiso entre deformabilidad y
características mecánicas finales. Sin embargo, teniendo en cuenta
las capacidades de los medios de enfriamiento de los que se dispone
generalmente en una línea de laminación en caliente, estos tipos
permiten obtener una estructura esencialmente bainítica únicamente
para alambres o barras laminadas de diámetro relativamente pequeño,
que raramente sobrepasa de hecho 8 mm. Más allá de este valor, se
obtiene una bainita degenerada o asociada a ferrita, lo que conduce
a un marcado deterioro de las propiedades mecánicas de los
productos laminados. Además, al no estar la estructura bien
conseguida hay el riesgo de una fuerte dispersión de las
características mecánicas en el seno de una misma bobina o entre
varias bobinas de alambres bobinados o entre varia barras o en el
seno de una misma barra y a la salida de la laminación en
caliente.
Problemas similares se encuentran con los tipos
de acero para forja en caliente para los cuales el espesor de la
pieza forjada impone frecuentemente severas restricciones de
enfriamiento para alcanzar la velocidad de enfriamiento en el
núcleo necesaria para la obtención de la estructura bainítica
prevista en la masa. Además, siendo la periferia de la pieza
inevitablemente enfriada más enérgicamente que el núcleo da como
resultado tensiones internas que pueden conducir a deformaciones
permanentes redhibidoras.
Se ve pues que se busca clásicamente, en las
aplicaciones de los tipos para deformación plástica, una estructura
bainítica que ofrezca un buen compromiso entre deformabilidad y
características mecánicas, al mismo tiempo que una buena
mecanizabilidad. En todos los casos, el éxito de la obtención de
esta estructura bainítica está sometido a las tensiones de
enfriamiento del acero en el núcleo, porque este enfriamiento
interviene antes o después de la deformación plástica. Estas
tensiones impuestas al enfriamiento se revelan tan severas sobre
los tipos de acero actualmente conocidos y utilizados que esta
estructure bainítica no puede ser obtenida directamente de la
laminación, ni incluso después de la operación de forja, de modo que
numerosas piezas mecánicas deben ser sometidas a un tratamiento
térmico posteriormente a su conformación.
La patente
US-A-5. 554.233 se refiere a la
fabricación de barras laminadas en caliente y deformables en frío
para obtener piezas sin necesidad de un tratamiento térmico antes o
después de la deformación en frío. El acero utilizado comprende
principalmente de 0,10% a 0,14% de carbono y de 0,01% a 0,1% de
molibdeno.
El objetivo de la invención es la puesta a
disposición de los transformadores de un tipo de acero de bajo
contenido en carbono apto para desarrollar una estructura bainítica,
o esencialmente bainítica, con débiles tensiones de enfriamiento,
para la fabricación de piezas prestas para su empleo, tanto por
prensado en frío como forja en caliente.
Más precisamente la invención tiene por objeto
el desarrollo de un tipo de acero de bajo contenido en carbono
específico para la fabricación de piezas mecánicas dotadas de una
estructura bainítica o esencialmente bainítica que puedan ser
obtenidas ya con una baja velocidad de enfriamiento en el núcleo,
que puede descender hasta 1ºC/segundo, y ofreciendo a la vez una
buena aptitud para la deformación y una buena mecanizabilidad para
la realización de estas piezas por deformación en frío o en
caliente, sin tratamiento térmico posterior a la conformación,
presentando dicho tipo de acero características mecánicas elevadas
que permiten a dichas piezas situarse en las clases de calidad 8.8
a 12.9 según la norma ISO 898.
La invención tiene por tanto por objeto una
pieza mecánica de elevadas características de un acero de bajo
contenido en carbono presta para su empleo que procede de la
transformación plástica de un producto siderúrgico largo laminado,
según la reivindicación 1.
En un primer modo de realización preferido la
pieza mecánica de acero deformada en frío definida anteriormente se
caracteriza porque el producto largo del cual procede por
transformación plástica es un alambre o barra laminada tratado
térmicamente por enfriamiento en la instalación de laminación a una
velocidad de enfriamiento suficiente para conferirle una estructura
bainítica o esencialmente bainítica.
En un segundo modo de realización preferido de
la invención, la pieza mecánica de acero forjado en caliente antes
definida se caracteriza porque el producto largo del cual
procede por transformación plástica es una barra o un alambre
laminado cuya pieza en bruto de forja de la que ha sido extraído ha
sido tratado térmicamente por temple bajo una velocidad de
enfriamiento suficiente para conferirle una estructura bainítica
hasta el núcleo, esto después de una temperatura de temple del
orden de 1200ºC y más a la cual la pieza en bruto ha sufrido una
transformación plástica por forja llevándola a su forma final
deseada.
En los dos modos de realización evocados
anteriormente el tratamiento térmico que interviene en la
elaboración de la pieza mecánica comprende una fase final de
enfriamiento a baja velocidad, que puede descender hasta
aproximadamente 1ºC/segundo en el núcleo.
Se advertirá que este enfriamiento de la pieza
es un enfriamiento suave, diferente en todos los casos de una
operación de enfriamiento que templa el acero, la cual
permaneciendo, sería, en la práctica normal, seguida por un
revenido.
En una variante, la pieza mecánica se fabrica
con un acero cuyo contenido en carbono está comprendido entre 0,06%
y 0,10%.
En otra variante, la pieza mecánica se fabrica
con un acero cuyo contenido en molibdeno no excede de 0,30%, y el
de manganeso es inferior a 1,80%.
La invención tiene por objeto igualmente un
procedimiento de fabricación de una pieza mecánica de altas
características presta para su empleo, de acero de bajo contenido
en carbono, que presenta una resistencia a la rotura de más de 800
MPa, que comprende las etapas de la reivindicación 6.
Como ya se habrá comprendido la invención, en
sus características esenciales, consiste en la definición de un
análisis de acero de bajo contenido en carbono a base de niobio, de
boro y de molibdeno, que es específico para piezas mecánicas de
altas características y apto para dotarse de una estructura
bainítica (o esencialmente bainítica) homogéneo en la masa de la
pieza con pocas exigencias en cuanto al enfriamiento. Esta
estructura se puede obtener en efecto ya a partir de una baja
velocidad de enfriamiento en el núcleo que puede descender hasta
1ºC/segundo, velocidad que se puede alcanzar, como se sabe,
directamente en la instalación de laminación propiamente dicha para
los alambres y barras de diámetro del orden de 20 mm y más según las
instalaciones.
Por consiguiente, la invención permite ampliar a
grandes diámetros la gama de producción de los productos largos
laminados en caliente destinados a talleres de martilleo o forja en
frío, y, para los reservados a la forja en caliente, procura la
economía de un tratamiento térmico final suplementario de
temple-revenido. Para mejor fijar las ideas, se
advertirá que con las calores de laminación habituales, los
diámetros límites se sitúan alrededor de 20 a 25 mm para los tipos
de acero según la invención.
Los términos habituales en la profesión
siderúrgica hacen que se denomine:
- "alambres o pequeñas barras" a los productos laminados bajo diámetros que llegan hasta aproximadamente 30 mm (que por otra parte frecuentemente se acondicionan en forma de bobinas para su expedición a los transformadores);
- y "barras" a los laminados a partir de 18 mm de diámetro y que se expiden rectilíneos después de recorte a su longitud a la salida del tren de laminación.
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Por otra parte, con motivos de claridad de
exposición, la expresión "estructura bainítica" designará una
"estructura bainítica o esencialmente bainítica".
La invención será bien comprendida y otros
aspectos y ventajas aparecerán más claramente en vista de la
descripción detallada que sigue, dada a modo de ejemplo de
realización.
Se producen en acerías por colada continua,
productos semi-acabados largos (palanquillas o
desbastes) procedentes de un acero que tiene, además del hierro, la
composición siguiente, en porcentaje ponderal con respecto al
hierro:
De 0,02 a 0,10%, y de preferencia 0,08%, de
carbono. El carbono en estos contenidos sirve para la obtención de
una estructura bainítica que tiene las propiedades mecánicas
requeridas. Permite obtener una buena aptitud para el batido
después de una deformación plástica en frío. Su bajo contenido
permite también evitar la formación de gruesos carburos
desfavorables a la ductilidad sin que sea necesario de realizar un
tratamiento de globulización.
De 0,04 a 0,10%, y de preferencia 0,06 a 0,08%,
de niobio. El niobio actúa en sinergia con el molibdeno y el boro
para ampliar el dominio de transformación bainítica. Le permite
acrecentar el efecto de templabilidad del boro aumentando el
contenido en boro eficaz en el acero. En efecto, la formación de
carburos Fe_{23}(CB_{6}) (que atrapan el boro y pasivos
en cuanto a la templabilidad del acero) es hecha más difícil bajo la
acción del niobio que estabiliza la austenita y retarda la difusión
del carbono. Por otra parte, permite aumentar la temperatura de
recristalización de la austenita lo que permite obtener una
estructura bainítica más fina durante la laminación controlada, y
de este modo aumentar la resiliencia de las piezas.
De 0,001 a 0,005% de boro. El boro inhibe la
germinación de la ferrita favoreciendo así la formación de una
estructura bainítica. Actúa en sinergia con el niobio y el molibdeno
para ampliar el dominio bainítico.
De 0,10 a 0,35%, y de preferencia menos de 0,30%
de molibdeno. El molibdeno es un elemento formador de carburos que
permite ampliar el dominio bainítico retardando la germinación de la
ferrita. Además, en estos contenidos, su acción sobre la
templabilidad del acero permite obtener un acero de una resistencia
mecánica superior por una disminución de la temperatura de comienzo
de la transformación bainítica. Tiende a compensar así el débil
contenido en carbono necesario para la obtención de una buena
ductilidad. Por otra parte, actúa en sinergia con el boro y con el
niobio de los que refuerza su papel. Además, a estos contenidos,
actúa en sinergia con el niobio para aumentar la temperatura de
recristalización de la austenita.
De 1,30 a 2,00%, y de preferencia entre 1,60 y
1,80%, de manganeso. Este manganeso permite obtener a continuación
una templabilidad suficiente, ayuda a la formación de la bainita y
permite obtener les características mecánicas deseadas.
De 0,10 a 1,30%, y de preferencia de 0,20 a
0,35%, de silicio. A estos contenidos, permite obtener un
endurecimiento moderado del acero. Puede llegar hasta un contenido
de 1,30%, si es necesario, en particular para aumentar la
resistencia mecánica del acero. El silicio permite igualmente
desoxidar el acero durante la colada.
De 0,007 a 0,010% de nitrógeno, asociado con un
contenido de titanio del orden de 3,5 veces este contenido de
nitrógeno para hacer de pantalla sacrificial en beneficio del boro.
El titanio sirve para fijar el nitrógeno y proteger así el boro.
Sin titanio, el boro perdería su poder de temple reaccionando con el
nitrógeno. El titanio permite igualmente obtener un grano
austenítico fino que mejora la aptitud para la conformación en frío
y la ductilidad.
Menos de 0,08% de aluminio. Este aluminio
disuelto residual, procede de la desoxidación (calmaje) del
acero antes de la colada, es un buen desoxidante de protección del
titanio contra la oxidación por oxígeno disuelto inevitablemente
presente, con el fin de que este titanio quede disponible para
proteger al boro contra el nitrógeno. Este aluminio sirve para
controlar el engrosamiento del grano austenítico durante la
laminación en caliente del semi-producto de
partida, y conferir así el acero buenas propiedades de
resiliencia.
Eventualmente de 0,001 a 0,1% de azufre. Este
azufre se combina con el manganeso con el fin de formar sulfuros de
manganeso plásticos y dúctiles. Permite obtener una buena
mecanizabilidad. Es posible, si se desea mejorar con ventaja la
mecanizabilidad, aumentar su contenido hasta un valor máximo de 0,1%
pero no más allá, si se desea garantizar una buena aptitud para la
deformación en frío.
Este acero presenta igualmente las inevitables
impurezas y elementos residuales que resultan de su elaboración,
principalmente fósforo cuyo contenido debe permanecer inferior a
0,02% para garantizar una buena ductilidad durante y después de la
conformación en frío, así como el cobre y el níquel, cuyo contenido
debe ser inferior a 0,30%.
Esta composición optimizada permite al acero
tener una muy buena aptitud para la deformación plástica al mismo
tiempo que una buena mecanizabilidad. En efecto, este tipo de acero
favorece no solamente la obtención de bainita, sino que también
disminuye el riesgo de obtención de martensita, cuya presencia puede
constituir un serio obstáculo obstado para una buena operación de
mecanización.
La mayor parte del tiempo, se podrá por otra
parte limitar el contenido en molibdeno a 0,30% y el contenido de
manganeso a 1,80% con el fin de descartar el riesgo de aparición de
estructura de temple de tipo martensítico habida cuenta en ciertos
casos de las condiciones locales.
\newpage
Un aspecto esencial de la invención es que las
piezas mecánicas presentan una estructura bainítica homogénea en la
masa con baja velocidad de enfriamiento en el núcleo de las piezas
forjadas en caliente, o los alambres o barras de los cuales
proceden por martilleo en frío, que puede descender hasta
aproximadamente 1ºC/segundo.
Cuando, conforme a una realización de la
invención, la pieza mecánica es martilleada en frío (o forjada en
frío), se obtiene la estructura bainítica antes de la conformación.
El acero, después de la deformación, presenta entonces una buena
ductilidad, medida por una contracción ampliamente superior a 50%,
una resistencia a la tracción superior a 650 MPa, y una resistencia
mecánica superior a 800 MPa.
En este primer modo de realización, la pieza se
obtiene en efecto por deformación plástica en frío del acero que
presenta ya una estructura bainítica. Se aprovisiona un
semi-producto largo constituido por un acero de
análisis conforme a la invención que se lamina en caliente, si es
necesario después de recalentamiento por encima de 1100ºC, según la
práctica habitual de la laminación en caliente hasta la obtención de
un alambre laminado de, por ejemplo, 10 mm de diámetro. La
temperatura de descarga del alambre es inferior a 1000ºC. El
alambre laminado obtenido se enfría a continuación en aire en la
instalación de laminación propiamente dicha de la manera habitual
(por ejemplo por el procedimiento "stelmor"), a une baja
velocidad en el núcleo que puede descender hasta aproximadamente
1ºC/segundo para obtener une estructura bainítica homogénea.
El alambre laminado se suministra (o es
suministrable) a los transformadores en forma de bovina. El
transformador que recoge la bobina desenrolla el alambre, lo
destina a sus necesidades, ante de recortarlo en las piezas en
bruto de la longitud deseada. Cada pieza en bruto se somete a
continuación a una operación habitual de deformación plástica en
frío para la obtención de la pieza final presta para su empleo
(rótulas, ejes, palanquillas, tornillos...), después de una
mecanización a las dimensiones (cotas) nominales necesarias. Las
características mecánicas finales se obtendrán naturalmente por el
batido resultante de conformación.
En un segundo modo de realización, la pieza se
deforma en caliente y la estructura bainítica se obtiene después de
esta operación de deformación plástica: se aprovisiona un
semi-producto largo constituido por un acero de
análisis conforme a la invención que se lamina en caliente hasta la
obtención de una barra laminada de, por ejemplo, 30 mm de diámetro.
Después del enfriamiento eventual, la barra transformada en la
longitud deseada por recorte es suministrable rectilínea al
forjador con sus estructura metalográfica ordinaria adquirida
naturalmente en el curso de la laminación en caliente.
El forjador que recibe la barra la expide en
piezas en bruto y cada pieza en bruto es llevada a una temperatura
de aproximadamente 1200ºC ante de ser sometida a una operación de
deformación plástica en caliente en la forja. Las piezas se enfrían
luego de la manera habitual, en dos etapas, con un primer
enfriamiento controlado hasta una temperatura inferior a 1000ºC y
un segundo enfriamiento a baja velocidad de enfriamiento en el
núcleo que puede descender hasta aproximadamente 1ºC/segundo. En
este modo de realización, las condiciones de fin de la laminación
no tienen importancia particular sobre la obtención de la estructura
metalúrgica, puesto que la bainita, que da a la pieza lo esencial
de sus propiedades de empleo, se alcanzan completamente al final,
después de la conformación en caliente y enfriamiento
controlado.
Se recuerda que las piezas mecánicas según la
invención se obtienen por deformación plástica de los productos
laminados sin tratamiento térmico suplementario de temple y
revenido.
Se han efectuado ensayos de laboratorio sobre
una colada de la composición siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
Las palanquillas procedentes de la colada se
laminaron en caliente después de recalentamiento por encima de
1100ºC para formar un alambre de 12 mm de diámetro. La temperatura
de descarga del alambre después de la laminación fue 820ºC. La
velocidad de enfriamiento del alambre en la instalación de fin de
laminación (enfriamiento con aire inyectado de tipo
"stelmor") fue del orden de 5ºC/segundo. Se obtuvo une
estructura bainítica homogénea sobre el conjunto del alambre, tanto
en la periferia como en el núcleo.
Las características mecánicas del alambre son
las siguientes:
Se recuerda que:
\vskip1.000000\baselineskip
- -
- Rm representa la resistencia a la rotura correspondiente a la fuerza máxima antes de la rotura referida a la sección inicial del alambre.
- -
- Rp_{0,2} representa el límite de elasticidad convencional correspondiente a la a la fuerza referida a la sección inicial del alambre que provoca un alargamiento plástico de 0,2%.
- -
- A representa el alargamiento en la rotura.
- -
- Z representa la contracción correspondiente a la reducción de sección del alambre después de la rotura.
La evolución de las características mecánicas en
función de las tasas de deformación sufrida por el alambre es la
siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
Las piezas mecánicas con altas características
según la invención son notables porque permiten en particular
economizar los tratamientos de temple y revenido empleados
actualmente durante las operaciones de martilleo o forja en frío o
forja en caliente.
Por otra parte imponiéndoles condiciones de
enfriamiento menos drásticas, tienen el riesgo de deformarse menos
durante la operación de enfriamiento, o bien en fluido de
enfriamiento equivalente pueden presentar diámetros o espesores más
importantes.
Igualmente son notables por las muy buenas
características de mecanizabilidad que presentan, lo que permite en
las aplicaciones en frío disminuir los contenidos en azufre y por
tanto limitar la influencia nefasta de este elemento en la aptitud
para la deformabilidad.
Ni que decir tiene que la invención no ha de
considerarse limitada a los ejemplos que acaban de describirse.
Así, por ejemplo, en las aplicaciones de forja
en caliente, el experto en la técnica podrá elegir mejorar la
mecanizabilidad haciendo variar el contenido en azufre. Asimismo,
aunque estando destinados más particularmente a las aplicaciones de
martilleo o forja en frío o forja en caliente, la invención se
aplica igualmente a otras aplicaciones de deformación plástica,
tales como trefilado, estirado, estampado, etc..
Claims (6)
1. Pieza mecánica de altas características de
acero de bajo contenido en carbono presta para su empleo, que
procede de la transformación plástica de un producto siderúrgico
largo laminado, que comprende las características siguientes:
- -
- la composición química de dicho acero, responde al análisis siguiente, dado en porcentajes ponderales respecto al hierro:
- 0,02% \leq C \leq 0,10%
- 0,04% \leq Nb \leq 0,10%
- 0,001% \leq B \leq 0,005%
- 0,10% \leq Mo \leq 0,35%
- 1,3% \leq Mn \leq 2,0%
- 0,10% \leq Si \leq 1,30%
- 0,01% \leq Al \leq 0,08%
- N \leq 0,015% con Ti \geq 3,5 x % de N;
eventualmente de 0,001 a 0,1% de azufre,
siendo el resto las inevitables impurezas
residuales resultantes de la elaboración del acero, de las cuales
menos de 0,02% de P y menos de 0,30% de Cu y de Ni,
- -
- dicho producto largo se obtiene a partir de un semi-producto procedente de la colada continua y laminación en caliente en el dominio austenítico que después se trata térmicamente para obtener une estructura bainítica o esencialmente bainítica, y se conforma, bien por transformación plástica en frío después de dicho tratamiento térmico, bien por transformación plástica en caliente durante dicho tratamiento térmico, para darle su forma final con una resistencia a la rotura superior a 800 MPa, sin tratamiento térmico posterior a esta conformación.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Pieza mecánica de acero de bajo contenido en
carbono deformada en frío según la reivindicación 1,
caracterizada porque el producto del cual procede por
transformación plástica es un alambre o barra laminado tratado
térmicamente enfriamiento en la instalación de laminación a una
velocidad de enfriamiento suficiente para conferirle una estructura
bainítica o esencialmente bainítica.
3. Pieza mecánica de acero forjado según la
reivindicación 1, caracterizada porque el producto largo del
cual procede por transformación plástica en caliente es una barra o
un alambre laminados cuya pieza en bruto de forja que de ella ha
sido extraída se trata térmicamente por temple bajo una velocidad de
enfriamiento suficiente para conferirle une estructura bainítica
hasta el núcleo, esto después a una temperatura de temple del orden
de 1200ºC y más a la cual la pieza en bruto ha sufrido una
transformación plástica por forja que la lleva a su forma final
deseada.
4. Pieza mecánica de acero según la
reivindicación 2 o 3, caracterizada porque el tratamiento
térmico que interviene en su elaboración comprende una fase final
de enfriamiento a baja velocidad, que puede descender hasta
1ºC/segundo en el núcleo.
5. Pieza mecánica de acero según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el acero del que
está constituida tiene contenido en molibdeno que no excede de
0,30%, y un contenido de manganeso inferior a 1,80%.
6. Procedimiento de fabricación de una pieza
mecánica, presta para el empleo, de altas características de acero
de bajo contenido en carbono que presenta una resistencia a la
rotura de más de 800 MPa, caracterizado porque comprende las
etapas siguientes:
- -
- a partir de un semi-producto largo cuya composición responde al análisis siguiente dado en porcentajes ponderales con respecto al hierro:
- 0,02% \leq C \leq 0,10%
- 0,04% \leq Nb \leq 0,10%
- 0,001% \leq B \leq 0,005%
- 0,10% \leq Mo \leq 0,35%
- 1,3% \leq Mn \leq 2,0%
- 0,10% \leq Si \leq 1,30%
- 0,01% \leq Al \leq 0,08%
- N \leq 0,015% con Ti \geq 3,5 x % de N;
eventualmente de 0,001 a 0,1% de azufre,
siendo el resto las inevitables impurezas
residuales resultantes de la elaboración del acero, de las cuales
menos de 0,02% de P y menos de 0,30% de Cu y de Ni,
- -
- se lamina en caliente un producto largo (alambre o barra), siendo inferior a 1000ºC la temperatura de descarga del producto largo al final de la laminación;
- -
- se trata a continuación térmicamente dicho producto largo obtenido, comprendiendo dicho tratamiento térmico una fase final de enfriamiento a baja velocidad, que puede descender hasta aproximadamente 1ºC/segundo en el núcleo para obtener un estructura bainítica, o esencialmente bainítica, y se deforma plásticamente dicho producto largo para llevarlo a su forma final deseada, consiguiéndose la operación de deformación plástica bien sea por transformación plástica en frío después de dicho tratamiento térmico, bien por transformación plástica en caliente durante dicho tratamiento térmico, para darle su forma final con una resistencia a la rotura superior a 800 MPa, sin tratamiento térmico posterior a esta conformación.
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