FI100388B - Kulutusta kestävä, sitkeä teräs - Google Patents
Kulutusta kestävä, sitkeä teräs Download PDFInfo
- Publication number
- FI100388B FI100388B FI960299A FI960299A FI100388B FI 100388 B FI100388 B FI 100388B FI 960299 A FI960299 A FI 960299A FI 960299 A FI960299 A FI 960299A FI 100388 B FI100388 B FI 100388B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- powder
- material according
- iron
- austenitic
- weight
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title abstract description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 title abstract description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 72
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 42
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 23
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 7
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 7
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims 1
- ZPZCREMGFMRIRR-UHFFFAOYSA-N molybdenum titanium Chemical compound [Ti].[Mo] ZPZCREMGFMRIRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims 1
- 229910000617 Mangalloy Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910019582 Cr V Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009689 gas atomisation Methods 0.000 description 2
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- 208000031872 Body Remains Diseases 0.000 description 1
- 229910001037 White iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- -1 chromium carbides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003826 uniaxial pressing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
- C22C33/0278—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0207—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
Description
i 100388
KULUTUSTA KESTÄVÄ. SITKEÄ TERÄS TEKNIIKAN ALA
5 Esillä oleva keksintö kohdistuu pulverimetallurgian alaan sekä kulutusta kestäviin teräslaatuihin. Erityisesti keksintö koskee kivenmurskainten kulutusosien valmistukseen soveltuvaa terästä.
10 TEKNIIKAN TAUSTA
Kivenmurskainten kulutusosat joutuvat käytössä voimakkaan ab-raasiokulumisen sekä kiven murskauksen aiheuttamien dynaamisten pintapaineiden alaiseksi. Kivellä tarkoitetaan tässä yhteydessä malmia, mineraalia, kierrätettävää betonia tai is vastaavaa materiaalia sekä soraa. Kivenmurskaimilla tarkoite taan vastaavasti kartio-, kara-, leuka-, valssi- sekä vertikaalisia ja horisontaalisia iskupalkkimurskaimia ja vasara-murskaimia. Abraasiokuluminen aiheuttaa kulumista murskattavan kiven leikatessa materiaalin pinnasta mikroskooppisesti 20 „ materiaalia. Kulutusosan pintaan kohdistuu lisäksi kivenmurs- kauksen aiheuttamista pintapaineista johtuen mikroskooppista väsymistä ja murtumista aiheuttavia voimia, mitkä voivat johtaa voimakkaaseen materiaalihäviöön ja kulumiseen. Mikroskooppisen väsymisen ja murtumisen aiheuttama kuluminen on 25 merkittävää erityisesti silloin, kun kulutusosaan kohdistuvat voimat ovat suuret tai kulutusosien sitkeys on alhainen.
Hadfield-mangaaniteräkset ovat kulutusosamateriaaleja, joiden pinta lujittuu murskauksen aiheuttamien pintapaineiden vaiku-30 tuksesta. Lujittuneen pinnan kulutuskestävyys on parempi kuin lujittumattoman ja kulutusosan runko pysyy sitkeänä aus-teniittisen mikrorakenteen ansiosta. Hadfield-mangaaniteräk- 2 100388 set ovat sopivia kohteisiin joissa tarvitaan hyvää sitkeyttä ja kohtalaista abraasionkestävyyttä. Ne eivät sovellu kohteisiin, missä murskauksen aiheuttamat pintapaineet eivät aikaansaa pinnan lujittumista.
5
Runsaasti kromia sisältävät valuraudat, nk. valkoiset valuraudat, sisältävät runsaasti kromikarbideja pääasiassa mar-tensiittisessa tai austeniittisessa matriisissa. Niillä on erinomainen abraasiokulumisen kestävyys mutta johtuen alhai-lo sesta sitkeydestä niitä voidaan käyttää lähinnä kohteissa joissa kulutusosiin kohdistuvat kuormitukset ovat pieniä. Tietyissä murskaussovelluksissa, esimerkiksi murskattaessa suurta kiviainesta iskupalkkimurskaimilla, abraasionkestävän mutta riittävän sitkeän materiaalin puuttuminen johtaa 15 voimakkaaseen kulumiseen ja korkeisiin murskauskustannuksiin.
KEKSINNÖN KUVAUS Yleinen kuvaus
Nyt on keksitty patenttivaatimuksen 1 mukainen materiaali, 2o jolle on tunnusomaista että sillä on hyvä kulumiskestävyys mutta samanaikaisesti riittävä sitkeys estämään kulutusosien makroskooppinen halkeilu käytössä. Tämän keksinnön mukainen materiaali valmistetaan pulverimetallurgisesti tiivistämällä lämpötilan ja paineen avulla kaksi tai useampia erikseen 25 valmistettuja pulvereita tiiviiksi kulutusosamateriaaliksi. Hyvän sitkeyden ja kulumiskestävyyden yhdistelmä saavutetaan sekoittamalla keskenään ominaisuuksiltaan erilaisia pulveri-laatuja ja tuottamalla siten tiivistyksen jälkeen materiaali jolla olisi nimenomaisesti parempi yhdistelmä haluttuja 30 ominaisuuksia. Tiivistetyn materiaalin mikrorakenne koostuu parhaiten sitkeästä austeniittisestä teräksestä (pintakeski-nen kuutiollinen mikrorakenne) sekä pääasiassa martensiitti- 3 100388 sestä, runsaasti kovia erkaumia kuten karbideja, nitridejä ja karbonitridejä sisältävästä mikrorakenteesta.
Austeniittinen mikrorakenne on sitkeämpi kuin martensiittinen 5 ja kykenee parhaiten estämään ja pysäyttämään mikrosärön etenemisen, mikä johtaa paremmin murtumista kestävään rakenteeseen. Näin ollen keksinnön mukaista, paremmin kulutusta kestävää materiaalia voidaan käyttää ilman murtumisriskiä myös voimakkaalle kuormitukselle alttiiksi joutuvissa kulu-lo tusosissa. Tämä ei ollut mahdollista käytettäessä perinteisillä menetelmillä valmistettuja materiaaleja, kuten edellä mainittua valkoista valurautaa.
15 Yksityiskohtainen kuvaus
Piirustuksen selostus
Kuviossa 1 on esitetty esimerkki kiinteytetystä mikroraken-20 teestä. Materiaali kiinteytettiin kuumaisostaattisella puris tuksella lämpötilassa 1180 °C ja paineessa 110 MPa kolmen tunnin ajan ja lämpökäsiteltiin tämän jälkeen 1100 °C:ssa kolmen tunnin ajan minkä jälkeen suoritettiin vesisammutus. Pulverisekoituksessa oli 50 tilavuusprosenttia Hadfield-25 mangaaniteräspulveria (C 1,2 painoprosenttia, Mn 11,0 paino prosenttia, Cr 2,5 painoprosenttia ja V 0,4 painoprosenttia, loput rautaa ja jäännösepäpuhtauksia) sekä 50 tilavuusprosenttia pikateräspulveria (C 1,3 painoprosenttia, Cr 4,15 painoprosenttia, Mo 4,95 painoprosenttia, V 3,0 painoprosent-30 tia, W 6,4 ja Co 8,4, loput rautaa ja jäännösepäpuhtauksia).
Tämän keksinnön mukainen materiaali voi sisältää useampia 4 100388 kuin kahta erilaista pulveria mutta ainakin yhden käytetyistä pulvereista tulee olla rautapohjainen, olennaisesti aus-teniittinen pulveri sitkeyden parantamiseksi ja yhden rautapohjainen martensiittinen karbideja, nitridejä tai karbonit-5 ridejä sisältävä pulveri kulumiskestävyyden parantamiseksi.
Eri pulverien tilavuusosuuksien lisäksi on kontrolloitava pulverien kokojakaumia ominaisuuksien säätelemiseksi.
Keksinnön mukainen materiaali voi sisältää useampia eri ίο pulverisekoituksia tai pulverisekoituksen/pulverisekoituksien lisäksi yhtä tai useampaa erikseen valmistettua, yhtenäisen koostumuksen omaavaa pulveria sekä osittain tai täysin tiivistettyjä materiaaleja, jolloin voidaan muodostaa nk. yhdis-telmämateriaaleja. Tämä mahdollistaa materiaalien ja kom-25 ponenttien lujuuden ja murtumissitkeyden lisäparantamisen. Jos käytetään useampaa kuin yhtä pulverisekoitusta, on eri pulverisekoitukset erotettava toisistaan ohuiden levyjen tai kalvojen avulla. Käytettäessä tiivistettyä tai osittain tiivistettyä materiaalia sitä ei tarvitse erottaa pulve-2o risekoituksesta.
Rautapohjaisen martensiittisen karbideja, nitridejä ja karbonitridejä sisältävän pulverin tulisi sisältää riittävästi seosaineita kuten kromia ja molybdeeniä jotta saavutettai-25 siin riittävä karkenevuus ja pääasiassa martensiittinen mikrorakenne lämpökäsittelyn jälkeen.
Martensiitin ja erkaumien lisäksi pulveri saattaa sisältää hieman austeniittia. Seostamalla kyseiseen pulveriin riittävästi esimerkiksi kromia, molybdeeniä ja vanadiinia sopivassa 30 suhteessa hiilen ja typen kanssa saadaan mikrorakenteeseen kulutuskestävyyttä parantavia karbideja, nitridejä ja karbonitridejä. Martensiittisen, erkaumia sisältävän pulverin 5 100388 tulisi sisältää karbideja, nitridejä ja karbonitridejä muodostavia seosaineita vähintään 8 painoprosenttia, parhaiten 10-20 painoprosenttia sekä hiiltä ja typpeä vähintään 0,8 painoprosenttia, parhaiten 1,8-3,6 painoprosenttia. Typ-5 piseostus voidaan tehdä sulaan metalliin ennen atomisointia, kaasuatomisoinnin aikana käyttämällä typpeä atomisointikaasu-na tai kiinteässä tilassa typettämällä metallipulveria. Erkaumia muodostavien seosaineiden määrä tulisi valita kuhunkin kohteeseen vaadittavan kulumiskestävyyden perusteella.
10
Rautapohjaisen austeniittisen pulverin tulisi sisältää tarpeeksi tunnettuja seosaineita, joilla aikaansaadaan aus-teniittinen mikrorakenne huoneenlämpötilassa. Tällaisia seosaineita ovat mm. nikkeli, mangaani, typpi ja hiili. 15 Austeniittisen rautapohjaisen pulverin tulisi olla parhaiten Hadfield-mangaaniterästä, minkä tyypillinen koostumus on 0,5- 1,8 painoprosenttia hiiltä, 5-20 painoprosenttia mangaania sekä loppu rautaa ja jäännösepäpuhtauksia. Hadfield-man-gaaniteräspulveri voi sisältää myös karbideja, nitridejä ja 20 karbonitridejä muodostavia seosaineita kuten kromia, molybdeeniä ja vanadiinia, mutta ei kuitenkaan yli 10 paino-; prosenttia jotta estettäisiin sitkeyden heikkeneminen. Myös muita austeniittisia rautapohjaisia pulvereita, kuten nikke-liseosteisiä austeniittisia pulvereita, voidaan käyttää joko 25 yhdessä Hadfield-mangaaniteräspulverin kanssa tai yksin. Hadfield-mangaaniteräspulveri on kuitenkin suositeltava . vaihtoehto sen paremman kulumiskestävyyden vuoksi. Austeniit tisen rautapohjaisen pulverin tilavuusosuuden tulisi olla 15-70 painoprosenttia riittävän sitkeyden varmistamiseksi. Jos 30 tilavuusosuus on suurempi, heikkenee kulumiskestävyys liikaa ja jos tilavuusosuus on pienempi, ei saavuteta riittävää sitkeyttä.
6 100388
Pulverien partikkelikokojakaumat tulisi valita siten, että rautapohjainen austeniittinen mikrorakenne olennaisesti muodostaisi matriisin kovempien ja hauraampien martensiittis-ten erkaumia sisältävien mikrorakennealueiden ympärille ja 5 kykenisi siten estämään mikrosäröjen etenemistä. Martensiit-tisten erkaumia sisältävien mikrorakennealueiden koot eivät saisi olla liian suuria jotta niihin iskumaisissa kuormituksissa muodostuvat mikrosäröt eivät olisi liian suuria. Toisaalta, jos martensiittisen erkaumia sisältävän mikrorakenne-lo alueen koko on liian pieni, rajapinnan yli tapahtuva diffuusio valmistuksen aikana alentaa kovan martensiittisen mikrorakennealueen erkaumia muodostavien seosaineiden ja erkaumien määrää ja siten heikentää kulumiskestävyyttä.
is Keksinnön mukaisen materiaalin valmistus koostuu parhaiten seuraavista vaiheista: (i) erillisten pulverien valmistus kaasuatomisoinnilla sekä seulonta haluttuihin partikkelikokoihin 20 (ii) erillisten pulverien sekoittaminen keskenään sopi vassa suhteessa (iii) sekoitetun pulverin tai eri pulverisekoitusten täyttäminen ohutlevymuottiin (iv) kapselin evakuointi ja sulkeminen kaasutiivisti 25 (v) pulverin kompaktointi lämmön ja paineen avulla olennaisesti tiiviiksi materiaaliksi *. (vi) lämpökäsittely
Pulverisekoituksen kompaktointi voidaan tehdä hyvin tunne-30 tuilla menetelmillä kuten kuumaisostaattisella puristuksella, yksiaksiaalisella puristuksella tai muilla kuumamuokkaus-menetelmillä. Kompaktointi voi tapahtua myös eri menetelmien 7 100388 yhdistelmänä, esimerkiksi valmistamalla aluksi kuumaisostaat-tisella puristuksella aihio joka kuumamuokataan takomalla, valssaamalla tai pursotuksella haluttuun muotoon.
5 Valmistuksen aikana, prosessilämpötilan ja paineen tulee olla riittävät materiaalin tiivistämiseen mutta toisaalta ne eivät saa olla liian korkeita, jolloin ne aikaansaavat eri pulveri-laatujen välistä diffuusiota ja ominaisuuksien heikkenemistä. Käsittelylämpötilojen tulisi sekä kompaktoinnissa että lämpö-ίο käsittelyssä olla alle 1250 °C, parhaiten alle 1125 °C.
Tämän keksinnön mukaisen materiaalin ominaisuuksia voidaan säätää eri tarkoituksiin sopivaksi muuttamalla käytettyjen pulverien määrää, koostumusta ja partikkelikokojakaumaa. 25 Seuraavassa on esimerkein osoitettu, kuinka pulverilaatuja ja niiden määrää vaihtelemalla voidaan vaikuttaa materiaalin ominaisuuksiin. Esimerkissä 1 on esitetty, kuinka lisäämällä martensiittisen, karbideja sisältävän pulverin osuutta parannetaan kulutuskestävyyttä mutta samalla heikennetään sitkeyt-20 tä mitattuna loveamattomalla iskusitkeyskokeella. Esimerkissä 2 on esitetty, kuinka lisäämällä martensiittisen karbideja ” sisältävän pulverin hiilipitoisuutta sekä karbideja muodosta vien seosaineiden pitoisuutta parannetaan materiaalin kulumiskestävyyttä.
25 8 100388
Esimerkki 1
Eri pulveritilavuusosuuksien vaikutus iskusitkeyteen ja kulumiskestävyyteen 5 Hadfield- Pikateräs- Painohäviö Iskusitkeys mangaaniteräs- pulveri kulumis- ei lovea pulveri kokeessa ASTM G 65
tilavuus-% tilavuus-% g J
10 ----------------------------------------------------------- 100 0 1,10 150 65 35 0,92 56 50 50 0,83 23 15
Pulverien kompaktointi
Kuumaisostaattinen puristus lämpötilassa 1180 °C ja paineessa 110 MPa 3 tunnin ajan 20 Lämpökäsittely
Pito 1100 °C:ssä 3 tunnin ajan, minkä jälkeen vesisammutus Pulverien kemiallinen koostumus (painoprosenttia) 25
Hadfield-mangaaniteräspulveri
C Mn Cr V
1,2 11,0 2,5 0,4 30 loput rautaa ja jäännösepäpuhtauksia 9 100388
Pikateräspulveri
C Cr Mo W Co V
1,3 4,15 4,95 6,4 8,4 3,0 5 loput rautaa ja jäännösepäpuhtauksia
Esimerkki 2 10
Martensiittisen pulverin karbideja muodostavien seosaineiden määrän vaikutus kulumiskestävyyteen ja iskusitkeyteen
Hadfield- Pikateräs- Painohäviö Iskusitkeys 15 mangaaniteräs- pulveri kulumis- ei lovea pulveri kokeessa ASTM G 65
tilavuus-% tilavuus-% g J
20 65 35 tyyppiä A 0,92 56 65 35 tyyppiä B 0,47 18 50 50 tyyppiä A 0,83 23 50 50 tyyppiä B 0,43 23 25
Pulverien kompaktointi
Kuumaisostaattinen puristus lämpötilassa 1180 °C ja paineessa 110 MPa 3 tunnin ajan 30 Lämpökäsittely
Pito 1100 °C:ssa 3 tunnin ajan, minkä jälkeen vesisammutus 10 100388
Pulverien kemiallinen koostumus (painoprosenttia)
Hadfield-mangaaniteräspulveri
C Mn Cr V
51,2 11,0 2,5 0,4 loput rautaa ja jäännösepäpuhtauksia
Pikateräspulveri A
10
C Cr Mo W Co V
1.3 4,15 4,95 6,4 8,4 3,0 loput rautaa ja jäännösepäpuhtauksia
is Pikateräspulveri B
C Cr Mo W Co V
2.3 4,15 7,1 6,4 10,5 6,4 loput rautaa ja jäännösepäpuhtauksia 20
Claims (14)
1. Pulverimetallurginen kulutuskestävä materiaali joka on valmistettu sekoittamalla keskenään kaksi tai useampaa eri 5 pulverilaatua ja tiivistämällä paineen ja lämpötilan avulla tiiviiksi materiaaliksi, tunnettu siitä että ainakin yksi pulverilaatu on rautapohjainen pintakeskinen kuutiollinen (austeniittinen) ja yksi pulverilaatu rautapohjainen olennaisesti martensiittinen pulveri, viimeksi mainitun ίο pulverin sisältäessä vähintään yhteensä 0,8 painoprosenttia hiiltä ja typpeä sekä vähintään 8 painoprosenttia erkaumia (karbidit, nitridit, karbonitridit) muodostavia seosaineita kuten kromia, molybdeenia, titaania, niobia, tantaalia, volfrämiä ja vanadiinia. 15
2. Vaatimuksen 1 mukainen materiaali, tunnettu siitä että pintakeskinen kuutiollinen (austeniittinen) pulveri on Hadfield- mangaaniterästä (C 0,5 - 1,8 painoprosenttia, Mn 5-20 painoprosenttia, enintään 10 painoprosenttia erkaumia 20 'muodostavia seosaineita kuten Cr, Mo, Ti, Ta, Nb, W ja V, loput rautaa ja jäännösepäpuhtauksia) tai rautapohjainen pulveri sisältäen riittävästi Ni, Mn ja N aikaansaamaan austeniittinen mikrorakenne.
3. Jonkin vaatimuksista 1 tai 2 mukainen materiaali, tunnettu siitä että rautapohjainen, olennaisesti martensiittinen pulveri sisältää yhteensä 1,8 - 3,6 painoprosenttia hiiltä ja typpeä, 6-16 painoprosenttia vanadiinia ja enintään 12 painoprosenttia muita erkaumia muodostavia seosaineita kuten 30 kromia, molybdeenia, titaania, niobia, tantaalia ja volfrämiä, lopun ollessa rautaa ja jäännösepäpuhtauksia. 100388
4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen materiaali, tunnettu siitä että rautapohjaisen, pintakeskisen kuutioilleen (austeniittisen) pulverin tilavuusosuus on 15-70 %.
5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen materiaali, tunnettu siitä että rautapohjaisen, pintakeskisen kuutiolli-sen (austeniittisen) pulverin tilavuusosuus on 30-50 %.
6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen materiaali, io tunnettu siitä että kaikkien pulverien, joiden tilavuusosuus on yli 15 %, partikkelien keskikoko on alle 1000 mikrometriä.
7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen materiaali, tunnettu siitä että rautapohjaisen pintakeskisen kuutiollisen 15 (austeniittisen) pulverin partikkelien keskikoko on pienempi kuin rautapohjaisen, olennaisesti martensiittisen, erkaumia sisältävän pulverin keskikoko.
8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen materiaali, 20 tunnettu siitä että siihen on käytetty useampaa kuin yhtä pulverisekoitusta tai vaihtoehtoisesti täysin tai osittain tiiviitä materiaaleja yhdessä yhden tai useamman pulve-risekoituksen kanssa, ja muodostettu näin tiivistyksen jälkeen yhdistelmärakenne. 25
9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen materiaali, tunnettu siitä että yhden tai useamman pulverisekoituksen lisäksi käytetään vähintään yhtä yhtenäisen koostumuksen omaavaa, erikseen valmistettua pulveria, ja muodostetaan näin 30 tiivistyksen jälkeen yhdistelmärakenne. Il 100388
10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-9 mukainen materiaali, tunnettu siitä että se on tiivistetty olennaisesti tiiviiksi materiaaliksi samanaikaisesti vaikuttavan paineen ja lämmön avulla, esimerkiksi kuumaisostaattisella puristuksella, 5 kuumamuokkauksella tai näiden yhdistelmällä.
11. Jonkin patenttivaatimuksista 1-10 mukainen materiaali, tunnettu siitä että pulverien tiivistyksessä ja lämpökäsittelyssä käytetyt lämpötilat ovat enintään 1250 °C, edullisesti ίο enintään 1125 °C.
12. Jonkin patenttivaatimuksista 1-11 mukaisen materiaalin käyttö kivenmurskainten kulutusosissa. is
13. Jonkin patenttivaatimuksista 1-11 mukaisen materiaalin käyttö iskupalkkimurskaimissa.
14 100388
Priority Applications (14)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI960299A FI100388B (fi) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | Kulutusta kestävä, sitkeä teräs |
| TW086100030A TW362117B (en) | 1996-01-22 | 1997-01-03 | Abrasion resistant, ductile steel |
| AU10056/97A AU708457B2 (en) | 1996-01-22 | 1997-01-07 | Abrasion resistant, ductile steel |
| CA002194642A CA2194642A1 (en) | 1996-01-22 | 1997-01-08 | Abrasion resistant, ductile steel |
| EP97660004A EP0785289B1 (en) | 1996-01-22 | 1997-01-13 | Abrasion resistant, ductile steel |
| AT97660004T ATE203783T1 (de) | 1996-01-22 | 1997-01-13 | Abriebfester duktiler stahl |
| ES97660004T ES2160917T3 (es) | 1996-01-22 | 1997-01-13 | Acero ductil, resistente a la abrasion. |
| DK97660004T DK0785289T3 (da) | 1996-01-22 | 1997-01-13 | Slidbestandigt, duktilt stål |
| DE69705870T DE69705870T2 (de) | 1996-01-22 | 1997-01-13 | Abriebfester duktiler Stahl |
| US08/782,640 US5756909A (en) | 1996-01-22 | 1997-01-14 | Abrasion resistant, ductile steel |
| KR1019970001251A KR970058830A (ko) | 1996-01-22 | 1997-01-17 | 내마모성 연성 스틸 |
| NO970259A NO970259L (no) | 1996-01-22 | 1997-01-21 | Abrasjonsbestandig, duktilt stål |
| CN97102307A CN1074061C (zh) | 1996-01-22 | 1997-01-21 | 粉末冶金耐磨材料，其制备方法和用途 |
| JP9023325A JPH09217153A (ja) | 1996-01-22 | 1997-01-22 | 耐摩耗性延性鋼 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI960299A FI100388B (fi) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | Kulutusta kestävä, sitkeä teräs |
| FI960299 | 1996-01-22 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI960299A0 FI960299A0 (fi) | 1996-01-22 |
| FI960299L FI960299L (fi) | 1997-07-23 |
| FI100388B true FI100388B (fi) | 1997-11-28 |
Family
ID=8545010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI960299A FI100388B (fi) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | Kulutusta kestävä, sitkeä teräs |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5756909A (fi) |
| EP (1) | EP0785289B1 (fi) |
| JP (1) | JPH09217153A (fi) |
| KR (1) | KR970058830A (fi) |
| CN (1) | CN1074061C (fi) |
| AT (1) | ATE203783T1 (fi) |
| AU (1) | AU708457B2 (fi) |
| CA (1) | CA2194642A1 (fi) |
| DE (1) | DE69705870T2 (fi) |
| DK (1) | DK0785289T3 (fi) |
| ES (1) | ES2160917T3 (fi) |
| FI (1) | FI100388B (fi) |
| NO (1) | NO970259L (fi) |
| TW (1) | TW362117B (fi) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5949003A (en) * | 1996-04-15 | 1999-09-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | High-temperature wear-resistant sintered alloy |
| JP3878355B2 (ja) * | 1999-04-12 | 2007-02-07 | 日立粉末冶金株式会社 | 高温耐摩耗性焼結合金 |
| JP2001098301A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-04-10 | Daido Steel Co Ltd | 高密度焼結体用造粒粉末及びこれを用いた焼結体 |
| SE525181C2 (sv) * | 2002-05-23 | 2004-12-21 | Sandvik Ab | För en kross avsedd slitdel samt sätt att framställa denna |
| US20060266207A1 (en) * | 2003-12-15 | 2006-11-30 | Jaroslav Cerny | Multilayered steel armour |
| CA2567089C (en) * | 2004-05-28 | 2010-04-20 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Wear resistant alloy powders and coatings |
| FI118518B (fi) * | 2006-01-25 | 2007-12-14 | Metso Powdermet Oy | Menetelmä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen valmistamiseksi sekä monimateriaalikomponentin tai -rakenteen käyttö |
| CN100396405C (zh) * | 2006-02-28 | 2008-06-25 | 天津大学 | 能够使熔覆层产生压缩应力的合金粉 |
| CN102933731B (zh) * | 2010-02-15 | 2016-02-03 | 费德罗-莫格尔公司 | 一种用于制造烧结硬化钢零件的中间合金以及该烧结硬化零件的制造工艺 |
| KR101828288B1 (ko) * | 2016-12-23 | 2018-02-12 | 주식회사 포스코 | 강도 및 내마모성이 우수한 쇼트볼 및 그 제조방법 |
| CN110684933B (zh) * | 2019-11-07 | 2020-12-18 | 燕山大学 | 一种复合马氏体钢及其制备方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2429066A1 (fr) * | 1978-06-20 | 1980-01-18 | Roulements Soc Nouvelle | Produit, notamment pour la fabrication de garnitures de friction |
| US4491558A (en) * | 1981-11-05 | 1985-01-01 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Austenitic manganese steel-containing composite article |
| JPS60190552A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 焼結ステンレス鋼およびその製造方法 |
| US4724000A (en) * | 1986-10-29 | 1988-02-09 | Eaton Corporation | Powdered metal valve seat insert |
| US5108493A (en) * | 1991-05-03 | 1992-04-28 | Hoeganaes Corporation | Steel powder admixture having distinct prealloyed powder of iron alloys |
| US5217683A (en) * | 1991-05-03 | 1993-06-08 | Hoeganaes Corporation | Steel powder composition |
| FR2698808B1 (fr) * | 1992-12-07 | 1995-01-20 | Renault | Matériau pour pièces de friction opérant en milieu lubrifié, et son procédé d'obtention. |
-
1996
- 1996-01-22 FI FI960299A patent/FI100388B/fi not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-01-03 TW TW086100030A patent/TW362117B/zh active
- 1997-01-07 AU AU10056/97A patent/AU708457B2/en not_active Ceased
- 1997-01-08 CA CA002194642A patent/CA2194642A1/en not_active Abandoned
- 1997-01-13 DE DE69705870T patent/DE69705870T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-13 DK DK97660004T patent/DK0785289T3/da active
- 1997-01-13 EP EP97660004A patent/EP0785289B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-13 ES ES97660004T patent/ES2160917T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-13 AT AT97660004T patent/ATE203783T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-01-14 US US08/782,640 patent/US5756909A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-17 KR KR1019970001251A patent/KR970058830A/ko not_active Ceased
- 1997-01-21 CN CN97102307A patent/CN1074061C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-21 NO NO970259A patent/NO970259L/no not_active Application Discontinuation
- 1997-01-22 JP JP9023325A patent/JPH09217153A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5756909A (en) | 1998-05-26 |
| ATE203783T1 (de) | 2001-08-15 |
| AU1005697A (en) | 1997-07-31 |
| NO970259D0 (no) | 1997-01-21 |
| FI960299L (fi) | 1997-07-23 |
| EP0785289B1 (en) | 2001-08-01 |
| TW362117B (en) | 1999-06-21 |
| AU708457B2 (en) | 1999-08-05 |
| ES2160917T3 (es) | 2001-11-16 |
| CN1163943A (zh) | 1997-11-05 |
| CA2194642A1 (en) | 1997-07-23 |
| CN1074061C (zh) | 2001-10-31 |
| DE69705870D1 (de) | 2001-09-06 |
| DE69705870T2 (de) | 2002-04-11 |
| KR970058830A (ko) | 1997-08-12 |
| EP0785289A1 (en) | 1997-07-23 |
| FI960299A0 (fi) | 1996-01-22 |
| JPH09217153A (ja) | 1997-08-19 |
| NO970259L (no) | 1997-07-23 |
| DK0785289T3 (da) | 2001-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cao et al. | Surface alloying of high-vanadium high-speed steel on ductile iron using plasma transferred arc technique: Microstructure and wear properties | |
| EP0875588B1 (en) | Wear resistant, powder metallurgy cold work tool steel articles having high impact toughness and a method for producing the same | |
| KR102079612B1 (ko) | 저합금 고강도 강을 위한 강 합금 | |
| Di Schino et al. | Effect of Nb microalloying on the heat affected zone microstructure of girth welded joints | |
| US5308408A (en) | Austenitic wear resistant steel and method for heat treatment thereof | |
| Hulka et al. | Application of niobium in quenched and tempered high-strength steels | |
| Najafabadi et al. | Investigating the effect of titanium addition on the wearresistance of Hadfield steel | |
| FI100388B (fi) | Kulutusta kestävä, sitkeä teräs | |
| KR100500772B1 (ko) | 합금 강, 합금 강으로 제조된 공구 그리고 합금 강 및 공구를 제조하기 위한 통합 방법 | |
| CA2488793A1 (en) | Cold work steel and cold work tool | |
| MX2012008918A (es) | Aleaciones de metal para aplicaciones de alto impacto. | |
| AU2003224591C1 (en) | Steel and mould tool for plastic materials made of the steel | |
| US7297177B2 (en) | Cold work steel | |
| Huth et al. | Development of wear and corrosion resistant cold-work tool steels produced by diffusion alloying | |
| Pokusová et al. | Abrasion wear behavior of high-chromium cast iron | |
| Kumar et al. | Wear mechanisms of PM-HIP tool steels under low and high-stress abrasion: Role of carbide type and content | |
| CA2781048A1 (en) | Steel with high tempering resistance | |
| JP5348392B2 (ja) | 耐磨耗鋼 | |
| Fedrizzi et al. | Influence of particle size ratio on densification behaviour of AISI H13/AISI M3: 2 powder mixture | |
| Jiang et al. | Important factors affecting the gouging abrasion resistance of materials | |
| Woguang et al. | The influence of forging on the structure and properties of some manganese white cast irons | |
| US20080053574A1 (en) | Cold Work Steel | |
| CN121241159A (zh) | 低合金钢 | |
| Cao et al. | Hard-yet-tough high-vanadium high-speed steel composite coating in-situ alloyed on ductile iron by atmospheric plasma arc | |
| Nikitin et al. | Improving the wear resistance of structural steels through the use of metallurgical production factors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Owner name: RAUMA MATERIALS TECHNOLOGY OY |
|
| MA | Patent expired |