ES2377657T3 - Acero martensítico endurecido, procedimiento de fabricación de una pieza a partir de este acero, y pieza así obtenida - Google Patents

Acero martensítico endurecido, procedimiento de fabricación de una pieza a partir de este acero, y pieza así obtenida Download PDF

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Abstract

Acero caracterizado porque su composición es, en porcentajes ponderales: - C = 0,18 - 0,030% - Co = 5 - 7% - Cr = 2 - 5% - Al = 1 - 2% - Mo + W/2 = 1 - 4% - V = trazas - 0,3% - Nb = trazas - 0,1% - B = trazas - 50 ppm - Ni = 10,5 - 15% siendo Ni 7 + 3,5 Al - Si = trazas - 0,4% - Mn = trazas - 0,4% - Ca = trazas - 500 ppm - Tierras raras = trazas - 500 ppm - Ti = trazas - 500 ppm - O = trazas - 200 ppm si el acero se obtiene por metalurgia de los polvos, o trazas - 50 ppm si el acero se obtiene por elaboración al aire o bajo vacío a partir del metal líquido - N = trazas - 100 ppm - S = trazas - 50 ppm - Cu = trazas -1% - P = trazas - 200 ppm siendo el resto hierro e impurezas inevitables que resultan de la elaboración.

Description

Acero martensítico endurecido, procedimiento de fabricación de una pieza a partir de este acero, y pieza así obtenida.
La presente invención se refiere a un acero martensítico endurecido mediante un sistema dúplex, es decir por una precipitación de compuestos intermetálicos y de carburos obtenida gracias a una composición del acero y un tratamiento térmico de envejecimiento apropiados.
Este acero debe tener:
-
una resistencia mecánica muy alta, pero al mismo tiempo una tenacidad y una ductilidad elevadas, dicho de otro modo una baja sensibilidad a la rotura frágil; esta resistencia tan alta debe subsistir en caliente, es decir a unas temperaturas del orden de 400ºC;
-
buenas propiedades en fatiga, lo cual implica en particular la ausencia de inclusiones nocivas tales como unos TiN y unos óxidos; esta característica se debe obtener mediante una composición apropiada y unas condiciones de elaboración del metal líquido cuidadas.
Además, debe ser cementable y nitrurable, de manera que se pueda endurecer su superficie para conferirle una buena resistencia a la abrasión.
La principal aplicación prevista para este acero es la fabricación de árboles de transmisión, en particular para motores de aviones.
La necesidad de una excelente resistencia mecánica en caliente impide utilizar, en esta aplicación, unos aceros al carbono cuya resistencia se degrada a partir de 200ºC. Se utilizan habitualmente unos aceros martensíticos envejecidos que tienen una resistencia satisfactoria hasta 350-400ºC. Por encima, se produce un revenido que modifica su estructura.
Se ha propuesto en el documento US-A-5.393.488 una composición de acero que prevé mejorar el comportamiento en caliente y sobre todo mejorar las propiedades en fatiga, la ductilidad y la tenacidad. Esta composición adolece del inconveniente de exigir un contenido de Co elevado (8 a 16%) lo cual encarece el acero.
El objetivo de la invención es proponer un acero que se pueda utilizar, en particular, para fabricar unas piezas mecánicas tales como unos árboles de transmisión, o unos elementos estructurales, que presente una resistencia mecánica en caliente aún mejorada pero también unas propiedades en fatiga y una fragilidad siempre adaptadas a estos usos. Este acero debería tener asimismo un coste de elaboración más bajo que los aceros más eficientes conocidos actualmente para estos usos.
Con este fin, la invención tiene por objeto un acero caracterizado porque su composición es, en porcentajes ponderales:
-
C = 0,18 - 0,30%
-
Co = 5 - 7%
-
Cr = 2 - 5%
-
Al = 1 - 2%
-
Mo + W/2 = 1 - 4%
-
V = trazas - 0,3%
-
Nb = trazas - 0,1%
-
B = trazas - 50 ppm
-
Ni = 10,5 - 15% siendo Ni � 7 + 3,5 Al
-
Si = trazas - 0,4%
-
Mn = trazas - 0,4%
-
Ca = trazas - 500 ppm
-
Tierras raras = trazas - 500 ppm
-
Ti = trazas - 500 ppm
-
O = trazas - 200 ppm si el acero se obtiene mediante metalurgia de los polvos, o trazas - 50 ppm si el acero se obtiene por elaboración al aire o bajo vacío a partir de metal líquido
-
N = trazas - 100 ppm
-
S = trazas - 50 ppm
-
Cu = trazas - 1%
-P = trazas - 200 ppm siendo el resto hierro e impurezas inevitables que resultan de la elaboración. Preferentemente contiene C = 0,20 - 0,25% Preferentemente contiene Cr = 2 - 4% Preferentemente contiene Al = 1 - 1,6%, mejor 1,4 - 1,6% Preferentemente contiene Mo 1% Preferentemente contiene Mo + W/2 = 1 -2% Preferentemente contiene V = 0,2 - 0,3% Preferentemente contiene Nb = trazas - 0,05% Preferentemente contiene Si = trazas - 0,25%, mejor trazas - 0,10% Preferentemente contiene Mn = trazas - 0,25%, mejor trazas - 0,10% Preferentemente contiene Ti = trazas - 100 ppm Preferentemente contiene O = trazas - 10 ppm Preferentemente contiene N = trazas - 50 ppm, mejor trazas - 10 ppm Preferentemente contiene S = trazas - 10 ppm, mejor trazas - 5 ppm Preferentemente contiene P = trazas - 100 ppm. Preferentemente su temperatura de transformación martensítica Ms es superior o igual a 140ºC, siendo Ms = 550
350 x C% - 40 xMn% - 17 x Cr% - 10 x Mo% - 17 x Ni% - 8 xW% - 35 x V% - 10 x Cu% - 10 x Co% + 30 x Al% ºC. La invención tiene asimismo por objeto un procedimiento de fabricación de una pieza de acero, caracterizado porque comprende las etapas siguientes antes del acabado de la pieza que le procura su forma definitiva:
-
la preparación de un acero que tiene la composición anterior;
-
el forjado de este acero,
-
un revenido de ablandamiento a 600 - 675ºC durante 4 a 20 h seguido de un enfriado al aire;
-
una puesta en solución a 900-1.000ºC durante por lo menos 1 h, seguida por un enfriado al aceite o al aire suficientemente rápido para evitar la precipitación de carburos intergranulares en la matriz de austenita;
-
opcionalmente un tratamiento criogénico a -50ºC o menos, preferentemente a -80ºC o menos, para transformar toda la austenita en martensita, siendo la temperatura inferior a Ms en 200ºC o más, durando por lo menos uno de dichos tratamientos por lo menos 2 h;
-
opcionalmente un tratamiento de ablandamiento de la martensita bruta de temple efectuado a 150-250ºC durante
4 - 16 h, seguido por un enfriado al aire en reposo,
-
un envejecimiento de endurecimiento a 475-600ºC, preferentemente de 490-525ºC durante 5 a 20 h.
La pieza puede sufrir asimismo una nitruración o una cementación.
La invención tiene asimismo por objeto una pieza mecánica o pieza para elemento estructural, caracterizada porque se fabrica según el procedimiento anterior.
Puede tratarse de un árbol de transmisión de motor, de un dispositivo de suspensión de motor, de un elemento de tren de aterrizaje, etc.
Como se habrá comprendido, la invención se basa en primer lugar en una composición de acero que se distingue de la técnica anterior en particular por un contenido en Co más reducido. Los contenidos de los demás elementos de la aleación están ajustados en consecuencia, en particular los contenidos de Al, Mo, W, Ni. Se propone asimismo un tratamiento térmico optimizado.
Estos aceros tienen una diferencia plástica (diferencia entre resistencia a la rotura Rm y resistencia al alargamiento Rp0,2) intermedia entre las de los aceros al carbono y de los aceros martensíticos envejecidos. Para estos últimos, la diferencia es muy pequeña, que proporciona un límite elástico elevado, pero una rotura en cuanto es franqueado. Los aceros de la invención tienen, desde este punto de vista, unas propiedades ajustables por la proporción de las fases endurecedoras y/o del carbono.
El acero de la invención se puede mecanizar en estado templado, con unas herramientas adaptadas para una dureza de 45 HRC. Es intermedio entre los aceros martensíticos envejecidos (mecanizables brutos de temple puesto que tienen una martensita blanda con bajo carbono) y los aceros al carbono que deben ser mecanizados en estado recocido.
La invención se basa en la obtención de un endurecimiento realizado conjuntamente por unos intermetálicos de tipo
�-NiAl y por unos carburos de tipo M2C, y en la presencia de austenita de inversión formada durante el envejecimiento de endurecimiento, que da ductilidad a la martensita mediante la formación de una estructura sándwich (algunos % de austenita de inversión entre los listones de martensita).
Es preciso evitar formar unos nitruros, de Ti y de Al en particular, que son fragilizantes: se elimina por lo tanto cualquier adición de Ti (máximo permitido: 500 ppm, mejor aún 100 ppm), y se limita N tanto como sea posible, fijándolo para evitar la formación de AlN.
Los carburos M2C de Cr, Mo, W y V que contienen muy poco Fe son privilegiados por sus propiedades endurecedoras y no fragilizantes. Son estabilizados por Mo y W. La suma del contenido de Mo y de la mitad del contenido de W debe ser de por lo menos 1%. No se debe sobrepasar Mo + W/2 = 4% para no deteriorar la forjabilidad y no formar intermetálicos de la fase μ de tipo Fe7Mo6 (véase también Cr y V). Preferentemente, Mo + W/2 está comprendido entre 1 y 2%.
Cr y V son unos precursores de la estabilización de los M2C que son unos carburos "metaestables". V forma unos carburos que "bloquean" las juntas de granos y limitan el crecimiento de los granos durante los tratamientos térmicos a alta temperatura. No se debe sobrepasar V = 0,3% para no favorecer la formación de intermetálicos indeseables de fase μ. Preferentemente el contenido de V está comprendido entre 0,2 y 0,3%.
La presencia de Cr (por lo menos 2%) permite disminuir el porcentaje de carburos de V e incrementar el porcentaje de M2C. No se debe sobrepasar 5% para no formar fase μ, y después carburos M23C6. Preferentemente, no se sobrepasa el 4%.
La presencia de C favorece la aparición de M2C con respecto a la fase μ. Pero un contenido excesivo causa unas segregaciones y un descenso de Ms. Su contenido debe estar comprendido entre 0,18 y 0,30%, preferentemente 0,20-0,25%.
Co retrasa la restauración de las dislocaciones y, por lo tanto, ralentiza los mecanismos de sobreenvejecimiento en caliente en la martensita. Permite así conservar una resistencia en caliente elevada. Pero se sospecha que, como el Co favorece la formación de la fase μ citada que es la que endurece los aceros martensíticos envejecidos de la técnica anterior al Fe-Ni-Co-Mo, su presencia masiva contribuye a disminuir la cantidad de Mo y/o de W disponible para formar unos carburos M2C que contribuyen al endurecimiento según el mecanismo que se quiere favorecer. El contenido de Co propuesto (5 a 7%), en combinación con los contenidos de los demás elementos, resulta de un compromiso entre estas diversas ventajas e inconvenientes.
Ni y Al están relacionados. Si Al es demasiado elevado con respecto a Ni, ya no hay potencial de austenita de inversión. Si se tiene demasiado Ni, se reduce demasiado el porcentaje de fase endurecedora de tipo NiAl, y Al queda ampliamente en solución. Al final del temple, no se debe tener austenita residual, y es preciso encontrarse con una estructura martensítica. Con este fin, si se utiliza un temple al CO2 sólido, es preciso tener Ms 140ºC. Ms se calcula según la fórmula clásica: Ms = 550 - 350 x C% - 40 x Mn% - 17 x Cr% - 10 x Mo% - 17 x Ni% - 8 x W%
-
35 x V% - 10 x Cu% - 10 x Co% + 30 x Al% ºC. El contenido de Ni debe estar ajustado con este fin en función de 5 los demás elementos. Se debe tener Al = 1-2% preferentemente 1-1,6%, mejor 1,4-1,6%, y Ni = 10,5-15%, siendo Ni
7 + 3,5 Al. Idealmente se tiene 1,5% de Al y 12-13% de Ni. Estas condiciones favorecen la presencia de NiAl, lo cual aumenta la resistencia a la tracción Rm, de la que se constata asimismo que no se deteriora por el contenido de Co relativamente bajo. El límite elástico Rp0,2 está influido de la misma manera que Rm.
10 Con respecto a los aceros conocidos a partir del documento US-A-5.393.388, en el que se busca una presencia muy elevada de austenita de inversión para obtener una ductilidad y una tenacidad elevadas, la invención privilegia la presencia de las fases endurecedoras B2, en particular NiAl, para obtener una resistencia mecánica elevada en caliente. El respeto de las condiciones sobre Ni y Al que se han determinado, asegura un contenido potencial suficiente de austenita de inversión para conservar una ductilidad y una tenacidad convenientes para las
15 aplicaciones previstas.
Es posible añadir B, pero no más de 50 ppm para no degradar la forjabilidad del acero.
Una característica de la invención es también la posibilidad de reemplazar por lo menos una parte de Mo por W. A
20 fracción atómica equivalente, W se segrega menos en la solidificación que Mo y aporta comportamiento mecánico en caliente por la formación de carburos muy estables en temperatura. Adolece del inconveniente de ser costoso y se puede optimizar este coste asociándolo a Mo. Tal como se ha mencionado, Mo + W/2 debe estar comprendido entre 1 y 4%, preferentemente entre 1 y 2%. Se prefiere conservar un contenido mínimo de Mo de 1% para limitar el coste del acero.
25 N puede alcanzar hasta 100 ppm si se efectúa la elaboración al aire y si se fija N en unos carbonitruros de Nb y/o de V para evitar formar el nitruro fragilizante AlN. Es preferible efectuar la elaboración bajo vacío de manera que se obtenga N � 50 ppm, incluso � 10 ppm.
30 Cu puede alcanzar hasta 1%. Es susceptible de participar en el endurecimiento con la ayuda de su fase épsilon, y la presencia de Ni permite limitar sus efectos nocivos.
De manera general, los elementos que se pueden segregar en las juntas de granos y fragilizarlas, tales como P y S, deben ser controlados en los límites siguientes: S = trazas - 50 ppm, preferentemente trazas - 10 ppm, mejor trazas
35 5 ppm, y P =trazas - 200 ppm, preferentemente trazas - 100 ppm.
Se puede utilizar Ca como desoxidante, encontrándolo de nuevo residualmente al final (� 500 ppm). Asimismo, unos residuos de tierras raras pueden subsistir al final (� 500 ppm) a consecuencia de un tratamiento de afinado del metal líquido.
40 El contenido de oxigeno aceptable varía según que el acero haya sido obtenido por metalurgia de los polvos o por una elaboración a partir de metal líquido al aire o bajo vacío. En el primer caso, se tolera un contenido que puede alcanzar hasta 200 ppm. En el segundo caso, el contenido máximo es de 50 ppm, preferentemente 10 ppm.
45 A título de ejemplos, se han ensayado unas muestras de acero cuyas composiciones (en porcentajes ponderales) están indicadas en la tabla 1:
Tabla 1: Composición de las muestras ensayadas
A (referencia)
B (referencia) C (invención) D (invención) E (invención)
C%
0,233 0,247 0,239 0,244 0,247
Si%
0,082 0,031 0,031 0,037 0,030
Mn%
0,026 0,030 0,033 0,033 0,030
S ppm
1,0 7,3 3,8 6,1 6,7
P ppm
54 <30 <30 <30 <30
Ni%
13,43 13,31 12,67 12,71 13,08
Cr%
2,76 3,08 3,38 3,38 3,29
Mo%
1,44 1,53 1,52 1,53 1,53
Al%
0,962 1,01 1,50 1,50 1,49
Co%
10,25 10,35 6,18 6,24 6,33
Cu%
0,014 <0,010 0,011 0,012 0,011
Ti%
<0,020 <0,020 0,020 <0,020 <0,020
Nb%
<0,0050 <0,0050 <0,0050 <0,0050 0,054
B ppm
<10 <5 <5 29 <5
Tabla 1: (continuación)
A (referencia)
B (referencia) C (invención) D (invención) E (invención)
Ca ppm
<50 <50 <50 <50 <50
N ppm
<3 13 13 12 14
O ppm
<3 4,8 3,4 4,4 7,7
V%
<0,010 0,252 0,245 0,254 0,253
El acero de referencia A corresponde a un acero según el documento US-A-5.393.388, que tiene por lo tanto un 5 contenido de Co elevado.
El acero de referencia B corresponde a un acero comparable al acero A, al cual se ha añadido V sin modificar el contenido de Co.
10 El acero C corresponde a la invención en particular porque, con respecto a los aceros A y B, se ha aumentado su contenido de Al y disminuido su contenido de Co.
El acero D según la invención ha sufrido además una adición de B.
15 El acero E según la invención ha sufrido además una adición de Nb.
Estas muestran han sido forjadas a partir de lingotes de 200 kg en placas de 75 x 35 mm en las condiciones siguientes. A un tratamiento de homogenización de por lo menos 16 horas a 1.250ºC le sigue una primera operación de forjado destinada a fraccionar las estructuras bastas de los lingotes; se han forjado a continuación unos
20 semiproductos de sección cuadrada de 75 x 75 mm después de una puesta a temperatura a 1.180ºC; por último, se ha colocado cada semiproducto en un horno a 950ºC, y después se ha forjado a esta temperatura en forma de placas de 75 x 35 mm cuya estructura granular está afinada por estas operaciones sucesivas.
Después del forjado las muestras han sufrido: 25
-
una puesta en solución a 900ºC durante 1 h y después un enfriado al aire;
-
un tratamiento criogénico a -80ºC durante 8 h;
-
un envejecimiento de endurecimiento a 495ºC durante 5 h y después un enfriado al aire.
30 Las propiedades de las muestras (resistencia a la tracción Rm, limite elástico Rp0,2, alargamiento A5d, estricción Z, resiliencia KV, dureza HRC, tamaño del grano ASTM) están indicadas en la tabla 2. Están medidas en este caso a la temperatura ambiente normal.
Tabla 2: Propiedades de las muestras ensayadas 35
Rm (Mpa)
Rp0,2 (Mpa) A5d (%) Z (%) KV (J) HRC Grano ASTM
A
2176 1956 11,2 58 25/27 55,3 8
B
2218 2002 9,9 56 26/30 56,3 8/9
C
2316 2135 9,5 49 20/24 57,6 8
D
2328 1997 8,9 43 21/22 57,9 8
E
2303 1959 10 47 16/19 57,6 9
Se observa que las muestras según la invención C, D y E presentan una resistencia a la tracción muy superior a la de las muestras de referencia A y B. El límite elástico es por lo menos del mismo orden de magnitud. En contrapartida de esta elevación de la resistencia a la tracción, las propiedades de ductilidad (estricción y
40 alargamiento a la rotura) y de resiliencia disminuyen, en el caso del tratamiento térmico descrito y aplicado.
La muestra de la referencia B muestra que la sola adición de V al acero A solo proporciona una mejora de algunas propiedades, y en unas proporciones muy a menudo menos importantes que en el caso de la invención.
45 En particular, el aumento del Al en el caso de la invención, conjugada con el mantenimiento de un contenido de Ni elevado, hace la fase endurecedora NiAl más presente y es un factor esencial de la mejora de la resistencia a la tracción.
Las adiciones de B y Nb de las muestras D y E respectivamente no son necesarias para la obtención de las 50 resistencias mecánicas elevadas previstas prioritariamente en la invención.
Unos experimentos suplementarios realizados en particular sobre la muestra C han permitido determinar que además de los tratamientos sufridos, un revenido de ablandamiento a una temperatura de por lo menos 600ºC que precede a la puesta en solución era necesario para obtener una completa recristalización del acero durante la puesta en solución. Este revenido de ablandamiento puede, por ejemplo, ser efectuado 650ºC durante 8 h y ser seguido por un enfriado al aire. Gracias a esto, los productos brutos de transformación termomecánicos pueden sufrir sin dificultad las operaciones de acabado (enderezado, descortezado, mecanizado, etc.) que confieren a la pieza su forma definitiva.
5 Después de este revenido de ablandamiento a 650ºC durante 8 h y enfriado al aire, una puesta en solución a 935ºC durante 1hora seguida de un enfriado al aceite, y después un tratamiento criogénico a -80ºC durante 8 h, y después un destensionado a 200ºC durante 8 h (sobre las probetas de tracción) o 16 h (sobre las probetas de resiliencia), y después un envejecimiento a 500ºC durante 12 h seguido de un enfriado al aire, han permitido obtener un tamaño
10 de grano ASTM de 8 y las propiedades mecánicas siguientes:
-
en sentido longitudinal a 20ºC: Rm = 2271 MPa; Rp0,2 = 1983 MPa; A5d = 11,8%; Z = 57%; KV = 27 J;
-
en sentido transversal a 20ºC: Rm = 2273 MPa; Rp0,2 = 2023 MPa; A5d = 8,8%; Z = 41%; KV = 22 - 24 J;
-
en sentido longitudinal a 400ºC: Rm = 1833 MPa; Rp0,2 = 1643 MPa; A5d = 11,1%; Z = 58%
15 En sentido longitudinal a 20ºC, se obtiene por lo tanto un excelente compromiso entre la resistencia a la tracción, ductilidad y resiliencia. En sentido transversal, los valores de resilencia permanecen aceptables. Y a 400ºC, la resistencia a la tracción permanece muy elevada, y el acero de la invención responde por lo tanto muy bien a los problemas planteados.
20 De manera general, un modo de tratamiento térmico optimizado del acero según la invención para la obtención al final de una pieza que presenta las propiedades deseadas es, después del forjado del semielaborado de la pieza y antes del acabado que proporciona a la pieza su forma definitiva:
25 - revenido de ablandamiento a 600-675ºC durante 4 a 20 h seguido de un enfriado al aire;
-
puesta en solución a 900-1.000ºC durante por lo menos 1 h, seguida por un enfriado al aceite o al aire suficientemente rápido para evitar la precipitación de carburos intergranulares en la matriz de austenita;
30 - opcionalmente un tratamiento criogénico a -50ºC o menos, preferentemente a -80ºC o menos, para transformar toda la austenita en martensita, siendo la temperatura inferior en 200ºC o más a Ms, durando por lo menos uno de dichos tratamientos por lo menos 2 h; para las composiciones que tienen, en particular, un contenido de Ni relativamente bajo, este tratamiento criogénico es menos útil;
35 - opcionalmente un tratamiento de ablandamiento de la martensita bruta de temple efectuado a 150-250ºC durante 4-16 h, seguido por un enfriado al aire en reposo;
-
envejecimiento de endurecimiento a 475-600ºC, preferentemente de 490-525ºC durante 5-20 h.
40 Las aplicaciones privilegiadas del acero según la invención son las piezas de resistencia para mecánica y elementos estructurales, para las cuales se debe obtener en frío una resistencia a la tracción comprendida entre 2.200 MPa y
2.350 MPa, combinada con unos valores de ductilidad y de resiliencia por lo menos equivalentes a los de los mejores aceros de alta resistencia, y en caliente (400ºC) una resistencia a la tracción del orden de 1.800 MPa, así como unas propiedades de fatiga óptimas.
45 El acero según la invención tiene asimismo como ventaja ser cementable y nitrurable. Por lo tanto, se puede conferir a las piezas que lo utilizan una resistencia a la abrasión elevada. Esto es particularmente ventajoso en las aplicaciones previstas que han sido citadas.

Claims (18)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Acero caracterizado porque su composición es, en porcentajes ponderales: 5 -C = 0,18 - 0,030%
    -
    Co = 5 - 7%
    -
    Cr = 2 - 5% 10
    -
    Al = 1 - 2%
    -
    Mo + W/2 = 1 - 4% 15 -V = trazas - 0,3%
    -
    Nb = trazas - 0,1%
    -
    B = trazas - 50 ppm 20
    -
    Ni = 10,5 - 15% siendo Ni 7 + 3,5 Al
    -
    Si = trazas - 0,4% 25 -Mn = trazas - 0,4%
    -
    Ca = trazas - 500 ppm
    -
    Tierras raras = trazas - 500 ppm 30
    -
    Ti = trazas - 500 ppm
    -
    O = trazas - 200 ppm si el acero se obtiene por metalurgia de los polvos, o trazas - 50 ppm si el acero se obtiene
    por elaboración al aire o bajo vacío a partir del metal líquido 35
    -
    N = trazas - 100 ppm
    -
    S = trazas - 50 ppm 40 -Cu = trazas -1%
    -
    P = trazas - 200 ppm
    siendo el resto hierro e impurezas inevitables que resultan de la elaboración. 45
  2. 2.
    Acero según la reivindicación 1, caracterizado porque contiene C = 0,20 - 0,25%
  3. 3.
    Acero según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque contiene Cr = 2 - 4%.
    50 4. Acero según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque contiene Al = 1 - 1,6%, preferentemente 1,4
    -1,6%.
  4. 5. Acero según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque contiene Mo 1%.
    55 6. Acero según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque contiene Mo + W/2 = 1 - 2%.
  5. 7. acero según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque contiene V = 0,2 - 0,3%.
  6. 8.
    Acero según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque contiene Nb = trazas - 0,05%. 60
  7. 9. Acero según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque contiene Si = trazas - 0,25%, preferentemente trazas - 0,10%.
  8. 10.
    Acero según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque contiene Mn = trazas - 0,25%, 65 preferentemente trazas - 0,10%
  9. 11.
    Acero según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque contiene Ti = trazas - 100 ppm.
  10. 12.
    Acero según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque contiene O = trazas -10 ppm.
    5 13. Acero según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque contiene N = trazas - 50 ppm, preferentemente trazas - 10 ppm.
  11. 14. Acero según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque contiene S = trazas - 10 ppm,
    preferentemente trazas - 5 ppm. 10
  12. 15.
    Acero según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque contiene P = trazas - 100ppm.
  13. 16.
    Acero según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque su temperatura de transformación
    martensitica Ms es superior o igual a 140ºC, siendo Ms = 550 - 350 x C% - 40 x Mn% - 17 x Cr% - 10 x Mo% - 17 x 15 Ni% - 8 xW% - 35 x V% - 10 x Cu% - 10 x Co% + 30 x Al% ºC.
  14. 17. Procedimiento de fabricación de una pieza de acero, caracterizado porque comprende las etapas siguientes antes del acabado de la pieza que le proporciona su forma definitiva:
    20 -la preparación de un acero que tiene la composición según una de las reivindicaciones 1 a 16,
    -
    el forjado de este acero;
    -
    un revenido de ablandamiento a 600 - 675ºC durante 4 a 20 h seguido de un enfriado al aire; 25
    - una puesta en solución a 900 - 1.000ºC durante por lo menos 1 h, seguida por un enfriado al aceite o al aire suficientemente rápido para evitar la precipitación de carburos intergranulares en la matriz de austenita;
    -
    un envejecimiento de endurecimiento a 475 - 600ºC, preferentemente de 490 - 525ºC durante 5-20 h. 30
  15. 18. Procedimiento de fabricación de una pieza de acero según la reivindicación 17, caracterizado porque comprende además un tratamiento criogénico a -50ºC o menos, preferentemente a -80ºC o menos, para transformar toda la austenita en martensita, siendo la temperatura inferior en 200ºC o más a Ms, durando por lo menos uno de dichos tratamientos por lo menos 2 h.
  16. 19. Procedimiento de fabricación de una pieza de acero según una de las reivindicaciones 17 ó 18, caracterizado porque comprende además un tratamiento de ablandamiento de la martensita bruta de temple efectuado a 150 250ºC durante 4-16 h, seguido por un enfriado al aire en reposo.
    40 20. Procedimiento de fabricación de una pieza de acero según una de las reivindicaciones 17 a 19, caracterizado porque la pieza sufre asimismo una cementación o una nitruración.
  17. 21. Pieza mecánica o pieza para elemento estructural, caracterizada porque está fabricada según el procedimiento
    de una de las reivindicaciones 17 a 20. 45
  18. 22. Pieza mecánica según la reivindicación 21, caracterizada porque se trata de un árbol de transmisión de motor.
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