FI123847B - METHOD FOR THE MANUFACTURE OF MEDIUM-CARBON STEEL AND HOT-ROLLED MEDIUM-STEEL - Google Patents
METHOD FOR THE MANUFACTURE OF MEDIUM-CARBON STEEL AND HOT-ROLLED MEDIUM-STEEL Download PDFInfo
- Publication number
- FI123847B FI123847B FI20115599A FI20115599A FI123847B FI 123847 B FI123847 B FI 123847B FI 20115599 A FI20115599 A FI 20115599A FI 20115599 A FI20115599 A FI 20115599A FI 123847 B FI123847 B FI 123847B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- hot
- ticket
- rolled
- temperature
- weight percent
- Prior art date
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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0081—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets
-
- 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
-
- 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
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
- C21D1/22—Martempering
-
- 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
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
-
- 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
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
-
- 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
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/25—Hardening, combined with annealing between 300 degrees Celsius and 600 degrees Celsius, i.e. heat refining ("Vergüten")
-
- 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
- C21D8/0226—Hot rolling
-
- 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
- C21D8/0263—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
-
- 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
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- 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
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with 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
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
-
- 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
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
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)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
Description
MENETELMÄ KESKIHIILISEN TERÄSTUOTTEEN VALMISTAMISEKSI JA KUUMAVALSSATTU KESKIHIILINEN TERÄSTUOTEMETHOD FOR THE MANUFACTURE OF MEDIUM-CARBON STEEL AND HOT-ROLLED MEDIUM-STEEL
Keksinnön alaField of the Invention
Keksintö koskee menetelmää keskihiilisen terästuotteen valmistamiseksi, kuten työkaluteräksen, teräsaihiosta, kuten määritellään itsenäisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa.The invention relates to a process for manufacturing a medium carbon steel product, such as tool steel, from a steel blank as defined in the preamble of independent claim 1.
Keksintö koskee myös kuumavalssattua keskihiilinen terästuotetta, esim. rautaa Fe ja väistämättömiä epäpuhtauksia ja jäännöspitoisuuksia sisältävää työkaluterästä, kuten määritellään itsenäisen patenttivaatimuksen 25 johdanto-osassa.The invention also relates to a hot rolled medium carbon steel product, e.g., iron Fe and tool steel containing inevitable impurities and residual contents as defined in the preamble of independent claim 25.
Perinteisesti työkaluteräksiä on valmistettu takomalla, ja levyvalssattuja työkaluteräksiä on valmistettu siten, että teräslevyjä on karkaistu ja päästetty uuneissa. Karkaisu on suoritettava huolellisesti ja suhteellisen hitaasti käyttäen suolakylpyjä tai ilmajäähdytystä. Ollakseen mahdollisia, tällaiset valmistusmenetelmät vaativat teräsaihioon lisäseosaineita.Traditionally, tool steels have been produced by forging, and flat-rolled tool steels have been manufactured by hardening and allowing steel plates in furnaces. Hardening should be done carefully and relatively slowly using salt baths or air cooling. In order to be possible, such manufacturing methods require additional ingredients for the steel blank.
Keksinnön tavoiteObjective of the Invention
Keksinnön tavoitteena on aikaansaada taloudellinen ja tehokas menetelmä kuumavalssatun keskihiilisen terästuotteen, kuten työkaluteräksen, valmistamiseksi.It is an object of the invention to provide an economical and efficient method for producing a hot rolled medium carbon steel product, such as tool steel.
Keksinnön toisena tavoitteena on aikaansaada kuumavalssattu keskihiilinen teräs, jota voidaan valmistaa kuumavalssauslinjassa suoritettavan keskeytetyn sammutuksen avulla.Another object of the invention is to provide a hot rolled medium carbon steel which can be produced by intermittent quenching in a hot rolling line.
co Keksinnön lyhyt selitys ° Keksinnön menetelmä tunnetaan itsenäisen patenttivaatimuksen 1 7 määritelmistä.Brief Description of the Invention The method of the invention is known from the definitions of independent claim 17.
° Menetelmän edullisia suoritusmuotoja on määritelty epäitsenäisissä I patenttivaatimuksissa 2 - 24.Preferred embodiments of the method are defined in dependent claims I to 2 to 24.
c) Keksinnön kuumavalssattu keskihiilinen terästuote tunnetaan vastaavasti O)c) The hot rolled medium carbon steel product of the invention is known as O)
LOLO
Lo itsenäisen patenttivaatimuksen 25 määritelmistä.Lo as defined in independent claim 25.
o Kuumavalssatun keskihiilisen terästuotteen edullisia suoritusmuotoja on määritelty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa 26 - 39.Preferred embodiments of the hot rolled medium carbon steel product are defined in the dependent claims 26-39.
Keksinnön ensimmäisen näkökohdan mukaan menetelmä sisältää vaiheen 2 teräsaihion aikaansaamiseksi, kuumavalssausvaiheen, kuumavalssausvaiheen jälkeisen ensimmäisen jäähdytysvaiheen, ensimmäisen jäähdytysvaiheen jälkeisen pitovaiheen, ja pitovaiheen jälkeisen toisen jäähdytysvaiheen.According to a first aspect of the invention, the process includes a step 2 for obtaining a steel blank, a hot rolling step, a first cooling step after the hot rolling step, a holding step after the first cooling step, and a second cooling step after the holding step.
Menetelmän ensimmäinen vaihe on vaihe teräsaihion aikaansaamiseksi, joka massaprosentteina sisältää 0.3 - 0.7 % hiiltä, C, sekä Fe:tä, väistämättömiä epäpuhtauksia ja jäännöspitoisuuksia.The first step of the process is the step of providing a steel blank containing 0.3 to 0.7% by weight of carbon, C, and Fe, inevitable impurities and residual contents.
Menetelmän toinen vaihe on kuumavalssausvaihe teräsaihion kuumavalssaamiseksi lämpötila-alueella 800 - 1250 °C olevassa lämpötilassa kuumavalssatun teräsaihion aikaansaamiseksi.The second step of the process is a hot rolling step for hot rolling a steel blank at a temperature in the range of 800 to 1250 ° C to obtain a hot rolled steel blank.
Menetelmän kolmas vaihe on ensimmäinen jäähdytysvaihe, joka suoritetaan kuumavalssausvaiheen jälkeen ja jossa kuumavalssattu aihio jäähdytetään, edullisesti sammutetaan, ainakin kriittistä jäähdytysnopeutta (CCR) vastaavalla jäähdytysnopeudella alueella Ms - 570 °C, edullisesti alueella Md - 570 °C, olevaan lämpötilaan. Tässä ensimmäisessä jäähdytysvaiheessa kuumavalssattua teräsaihiota jäähdytetään, edullisesti sammutetaan, kuumavalssausvaiheen jälkeen suoraan tai epäsuorasti lämpötilaan joka alittaa austeniitista ferriittiin muuntumisen lämpötilan mutta ylittää martensiitin aloituslämpötilan (Ms), edullisesti ylittää Md-lämpötilan (korkein lämpötila, jossa martensiittimuutos voi alkaa jännityksen alaisena).The third step of the process is a first cooling step after the hot rolling step, wherein the hot rolling billet is cooled, preferably quenched, to a temperature at least at a cooling rate corresponding to a critical cooling rate (CCR) of Ms-570 ° C, preferably Md-570 ° C. In this first cooling step, the hot-rolled steel billet is cooled, preferably quenched, directly or indirectly, after the hot-rolling step, to a temperature below the austenitic to ferrite conversion temperature but above the martensite start temperature (Ms), preferably above
Menetelmän neljäs vaihe on pitovaihe, joka suoritetaan ensimmäisen jäähdytysvaiheen jälkeen, ja jossa kuumavalssattu teräsaihio pidetään alueella Ms -570 °C, edullisesti alueella Md - 570 °C, olevassa lämpötilassa 10 - 300 sekunnin ajan. Tässä pitovaiheessa kuumavalssattu teräsaihio pidetään lämpötilaa Ms, edullisesti lämpötilaa Md, ylittävässä lämpötilassa. Pitovaiheen yksi tarkoitus on co kuumavalssatun teräsaihion sydänosan ja pinnan välisten lämpötilaerojen ° tasaaminen. Tämä vähentää martensiittimuutokseen liittyvän karkaisuhalkeilun ° todennäköisyyttä, mikä muutos menetelmässä tapahtuu viidennessä vaiheessa, ° toisessa jäähdytysvaiheessa.The fourth step of the process is a holding step, which is carried out after the first cooling step, wherein the hot-rolled steel billet is maintained at a temperature of -570 ° C, preferably Md-570 ° C, for 10 to 300 seconds. In this holding step, the hot-rolled steel billet is maintained at a temperature above the temperature Ms, preferably Md. One purpose of the holding step is to equalize the temperature difference between the core part and the surface of the hot rolled steel billet. This reduces the probability of the hardening crack associated with the martensite change, which change in the process occurs in the fifth step, ° in the second cooling step.
g Menetelmän viides vaihe on toinen jäähdytysvaihe, joka suoritetaan g pitovaiheen jälkeen ja jossa kuumavalssattu teräsaihio jäähdytetään ainakin to 0.5 °C/s:n jäähdytysnopeudella lämpötilan Mf alittavaan lämpötilaan keskihiilisen δ terästuotteen aikaansaamiseksi.g The fifth step of the process is the second cooling step, which is carried out after the g holding step, wherein the hot-rolled steel billet is cooled at a cooling rate of at least 0.5 ° C / s to below Mf to provide a medium carbon δ steel product.
Menetelmän avulla voidaan valmistaa keskihiilinen terästuote, kuten työkaluteräs, jossa on osa, jonka mikrorakenne tilavuusprosentteina edullisesti on yli 3 90 %:sti martensiittinen, edullisesti yli 95 %:sti martensiittinen.The process can be used to produce a medium carbon steel product, such as tool steel, which has a part whose microstructure, by volume, is preferably greater than 90% martensitic, preferably greater than 95% martensitic.
Menetelmässä viidettä vaihetta, toista jäähdytysvaihetta, voi seurata kuudes vaihe, eli päästövaihe. Tällaisessa päästövaiheessa kuumavalssattua keskihiilistä terästuotetta päästetään. Tämä johtaa päästömartensiittiseen mikrorakenteeseen. Päästäminen vähentää myös keskihiilisen terästuotteen halkeilun todennäköisyyttä keskihiilistä terästuotetta käytettäessä.In the process, the fifth step, the second cooling step, may be followed by the sixth step, i.e. the emission step. In such an emission step, the hot rolled medium carbon steel product is discharged. This results in an emission-articular microstructure. The release also reduces the likelihood of cracking a medium carbon steel product when using a medium carbon steel product.
Menetelmän kaikki vaiheet, kuumavalssausvaihe, ensimmäinen jäähdytysvaihe, pitovaihe ja toinen jäähdytysvaihe sekä mahdollinen päästövaihe voidaan suorittaa kuumavalssauslinjassa.All the steps of the process, the hot rolling step, the first cooling step, the holding step and the second cooling step, and any discharge step can be carried out in a hot rolling line.
Keksintö koskee myös keskihiilinen terästuotetta.The invention also relates to a medium carbon steel product.
Keskihiilisen terästuotteen koostumus on valittu siten, että bainiittimuutos, perliittimuutos tai ferriittimuutos ei oleellisesti käynnisty ennen martensiittimuuntumista keskihiilisen terästuotteen valmistuksen aikana käyttämällä esimerkiksi itsenäisessä patenttivaatimuksessa 1 määriteltyä menetelmää.The composition of the medium carbon steel product is selected such that the bainite change, the perlite change or the ferrite change does not substantially commence prior to the martensite conversion during the production of the medium carbon steel product using, for example, the method defined in independent claim 1.
Keksintö on hyödyllinen, koska se tarjoaa ratkaisun keskihiilisten terästuotteiden valmistamiseksi ilman karkaisuhalkeamia, edullisesti työkaluterästen valmistamiseksi, kuumavalssauslinjassa tapahtuvan karkaisun avulla, mikä on kustannustehokas prosessi verrattuna tunnetun tekniikan menetelmiin.The invention is useful because it provides a solution for the production of medium carbon steel products without hardening cracks, preferably for tool steels, by hot rolling in a hot rolling line, which is a cost effective process compared to prior art methods.
KuvioluetteloList of figures
Keksintö selitetään seuraavassa yksityiskohtaisemmin viitaten kuvioihin, joista kuviossa 1 näkyy osa menetelmän ensimmäisen suoritusmuodon termisestä syklistä, kuviossa 2 näkyy osa menetelmän toisen suoritusmuodon termisestä syklistä, co kuviossa 3 näkyy osa menetelmän kolmannen suoritusmuodon termisestä ° syklistä, ° kuviossa 4 näkyy osa menetelmän neljännen suoritusmuodon termisestä ° syklistä, | kuviossa 5 näkyy osa menetelmän viidennen suoritusmuodon termisestä g> syklistä, K kuviossa 6 näkyy osa menetelmän kuudennen suoritusmuodon termisestä o syklistä.The invention will now be described in more detail with reference to the figures, in which Fig. 1 shows part of the thermal cycle of the first embodiment of the method, Fig. 2 shows part of the thermal cycle of the second embodiment of the method, cyclic, Fig. 5 shows part of the thermal cycle g> of the fifth embodiment of the method, K Fig. 6 shows part of the thermal cycle o of the sixth embodiment of the method.
44
Keksinnön yksityiskohtainen selitysDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Ensiksi selitetään yksityiskohtaisemmin menetelmä ja menetelmän eri suoritusmuotoja keskihiilisen terästuotteen valmistamiseksi Fe:tä, väistämättömiä epäpuhtauksia ja jäännöspitoisuuksia sisältävästä teräsaihiosta.First, the method and various embodiments of the method for producing a medium carbon steel product from a steel blank containing Fe, unavoidable impurities and residual contents will be described in more detail.
Menetelmässä on vaihe massaprosentteina 0.3 - 0.7 % hiiltä, C, sisältävän teräsaihion aikaansaamiseksi.The process comprises the step of providing 0.3% to 0.7% carbon, C, by weight of a steel blank.
Menetelmässä on kuumavalssausvaihe teräsaihion kuumavalssaamiseksi lämpötilassa 800 - 1250 °C kuumavalssatun teräsaihion aikaansaamiseksi.The method comprises a hot rolling step for hot rolling a steel blank at a temperature of 800 to 1250 ° C to obtain a hot rolled steel blank.
Menetelmässä on ensimmäinen jäähdytysvaihe, joka suoritetaan kuumavalssausvaiheen jälkeen ja jossa kuumavalssattu teräsaihio jäähdytetään, edullisesti sammutetaan, ainakin kriittistä jäähdytysnopeutta (CCR) vastaavalla jäähdytysnopeudella lämpötila-alueella Ms - 570 °C, edullisesti lämpötila-alueella Md - 570 °C olevaan lämpötilaan.The method comprises a first cooling step after the hot rolling step, wherein the hot rolled steel billet is cooled, preferably quenched, at a cooling rate corresponding to at least a critical cooling rate (CCR) to a temperature in the range Md-570 ° C.
Menetelmässä on pitovaihe, joka suoritetaan ensimmäisen jäähdytysvaiheen jälkeen ja jossa kuumavalssattu teräsaihio pidetään lämpötila-alueella Ms - 570 °C, edullisesti lämpötila-alueella Md - 570 °C, olevassa lämpötilassa, 10 - 300 sekunnin ajan.The process comprises a holding step, which is carried out after the first cooling step, wherein the hot-rolled steel billet is maintained at a temperature in the range of Ms to 570 ° C, preferably in the range of Md to 570 ° C for 10 to 300 seconds.
Menetelmässä on toinen jäähdytysvaihe, joka suoritetaan pitovaiheen jälkeen ja jossa kuumavalssattu teräsaihio jäähdytetään ainakin jäähdytysnopeudella 0.5 °C/s lämpötilan Mf alittavaan lämpötilaan keskihiilisen terästuotteen aikaansaamiseksi.The method comprises a second cooling step, which is performed after the holding step, wherein the hot-rolled steel billet is cooled at least at a cooling rate of 0.5 ° C / s to a temperature below Mf to provide a medium carbon steel product.
Menetelmän vaiheeseen teräsaihion aikaansaamiseksi sisältyy edullisesti, mutta ei välttämättä, raudan, Fe, ja välttämättömien epäpuhtauksien ja jäännöspitoisuuksien ja mainitun massaprosentteina esitetyn hiilipitoisuuden, C, co lisäksi massaprosentteina esitettynä seuraavia sisältävän teräsaihion ° aikaansaamisen: i Y piitä Si 0.05 - 2.0 %, edullisesti 0.10 - 0.7 %, co mangaania Mn 0.2 - 2.0 %, edullisesti 0.4 - 1.4 %, | kromia Cr 0.5 - 3.0 %, edullisesti 1.0 -1.8 %, σ> vanadiumia V alle 1.0 %, edullisesti alle 0.3 %, O) to nikkeliä Ni 1.0- 6.0 %, edullisesti 1.5 - 3.0 %.Preferably, but not necessarily, the step of providing the steel billet includes providing iron, Fe, and the necessary impurities and residues, and said carbon content, C, co, as a percentage by weight, of a steel billet containing: 0.7%, co manganese Mn 0.2 - 2.0%, preferably 0.4 - 1.4%, | chromium Cr 0.5 to 3.0%, preferably 1.0 to 1.8%, σ> vanadium V less than 1.0%, preferably less than 0.3%, O) to nickel Ni 1.0 to 6.0%, preferably 1.5 to 3.0%.
o molybdeenia Mo alle 1.0 %. edullisesti 0.2 - 0.8 %, jolloin massaprosentteina ilmaistuna C + Ni + Cr + Mo on 2.8 - 5.5 %. Edullisemmin massaprosentteina ilmaistuna C + Si + Mn + Cr + Ni + Mo + V on 3.5 - 6.0 %.o Molybdenum Mo less than 1.0%. preferably 0.2 to 0.8%, wherein C + Ni + Cr + Mo, expressed as a percentage by mass, is 2.8 to 5.5%. More preferably, as a percentage by mass, C + Si + Mn + Cr + Ni + Mo + V is from 3.5 to 6.0%.
55
Teräsaihion välttämättömien ja valinnaisten komponenttien ylä- ja alarajojen perusteet ovat seuraavat:The criteria for the upper and lower limits of the necessary and optional components of the steel blank are as follows:
Teräsaihio sisältää massaprosentteina ilmaistuna 0.3 - 0.7 % hiiltä, C. C:n alarajaksi on asetettu 0.3 % bainiitin muodostumisen välttämiseksi kohtuullisella seostustasolla ja lisäksi toivottujen kovuuteen liittyvien ominaisuuksien aikaansaamiseksi. C:n ylärajaksi on asetettu 0.7 %, koska liian korkea C:n pitoisuus vähentää iskusitkeyttä, mikä on työkaluteräksissä epäedullista.The steel blank contains 0.3 to 0.7% by weight of carbon, the lower limit of C is set at 0.3% to avoid the formation of bainite at a reasonable alloying level and further to achieve the desired hardness properties. The upper limit for C is set at 0.7% because too high a concentration of C reduces the impact toughness, which is disadvantageous in tool steels.
Teräsaihio voi sisältää massaprosentteina ilmaistuna 0.05 - 2.0 %, edullisesti 0.10 - 0.7 % piitä, Si. Si parantaa karkenevuutta vaikuttamatta merkittävästi hitsattavuuteen ja sitä tulisi seostaa ainakin 0.05 %, edullisesti 0.10 %. Siitä tarvitaan tavallisesti myös Ca-sulkeumakäsittelyn vuoksi. Ylärajaksi on asetettu 2.0 %, edullisesti 0.7 %, koska muuten pinnan laatu saattaa kärsiä.The steel blank may contain 0.05 to 2.0%, preferably 0.10 to 0.7% silicon, Si, expressed as a percentage by mass. Si improves the hardening without significantly affecting the weldability and should be doped at least 0.05%, preferably 0.10%. It is also usually needed for Ca inclusions treatment. The upper limit is set at 2.0%, preferably 0.7%, otherwise the surface quality may be impaired.
Teräsaihio voi sisältää massaprosentteina ilmaistuna 0.2 - 2.0 %, edullisesti 0.4 - 1.4 % mangaania, Mn. Mn parantaa karkenevuutta, mutta sitä on oltava alle 2.0 %, edullisesti alle 1.4 %, edullisimmin alle 1.0 %, Mn:n ja C:n suotauman välttämiseksi keskihiilisen teräksen jatkuvatoimisen valuprosessin aikana.The steel billet may contain 0.2 to 2.0%, preferably 0.4 to 1.4% manganese, Mn, expressed as a percentage by mass. Mn improves the hardening, but must be less than 2.0%, preferably less than 1.4%, most preferably less than 1.0%, to avoid the filtration of Mn and C during the continuous casting process of medium carbon steel.
Teräsaihio voi sisältää massaprosentteina ilmaistuna 0.5 - 3.0 %, edullisesti 1.0 - 1.8 % kromia, Cr. Cr parantaa karkenevuutta ja myös viivästää bainiitin muodostumista, siis siirtää bainiitinmuodostumisrajaa CCT-kaaviossa oikealle (jatkuvan jäähtymisen muutoskaavio) ja mahdollistaa pitovaiheen ilman ei-toivottua bainiittia.The steel blank may contain 0.5 to 3.0%, preferably 1.0 to 1.8%, by weight, of chromium, Cr. Cr improves the hardening and also delays the formation of bainite, thus shifting the bainite formation limit to the right in the CCT chart (continuous cooling change chart) and allowing a hold step without unwanted bainite.
Teräsaihio voi sisältää massaprosentteina ilmaistuna alle 1.0 %, edullisesti alle 0.3 % vanadiumia, V, Vanadium voi lisätä karkenevuutta ja VC voi parantaa co kulutuskestävyyttä.The steel billet may contain less than 1.0%, preferably less than 0.3% vanadium, V, Vanadium can increase the hardening and VC can improve the abrasion resistance of the co.
° Teräsaihio voi sisältää massaprosentteina ilmaistuna 1.0 - 6.0 %, edullisesti ° 1.5- 3.0 % nikkeliä, Ni. Nikkeli on hyödyllinen seostusaine koska se myös viivästää o bainiitin muodostumista, siis siirtää bainiitinmuodostumisrajaa CCT-kaaviossa | oikealle (Continuous Cooling Transformation) ja mahdollistaa pitovaiheen ilman βίο toivottua bainiittia. Lisäksi nikkeli lisää karkenevuutta ja vaikuttaa myös myönteisestiThe steel blank may contain from 1.0 to 6.0%, preferably from 1.5 to 3.0% nickel, Ni, by weight. Nickel is a useful dopant because it also delays o bainite formation, thus shifting the bainite formation limit in the CCT chart | to the right (Continuous Cooling Transformation) and allows for a hold step without the desired bainite βßο. In addition, nickel increases hardening and has a positive effect
LOLO
m iskusitkeyteen liittyviin ominaisuuksiin, mikä työkaluteräksien kohdalta saattaa olla o tärkeää. Mahdollinen päästökäsittely on vältettävissä seostamalla korkeita nikkelipitoisuuksia (1.5 - 3.0 %), johtuen nikkelin aikaansaamasta sammutuksen jälkeisen halkeilutaipumuksen vähenemisestä.impact strength properties, which may be o important for tool steels. Potential emission treatment is avoided by doping high nickel contents (1.5 - 3.0%) due to the reduction in nickel cracking tendency after quenching.
66
Teräsaihio voi sisältää massaprosentteina ilmaistuna alle 1.0 %, edullisesti 0.2 - 0.8 % molybdeenia, Mo. Mo:ta voidaan käyttää erityisesti terästuotetta päästettäessä päästöhaurauden välttämiseksi tai tavoitteen ollessa päästön jälkeinen suurempi kovuus. Kuumavalssattu teräs on sen tähden päästettävissä korkeammissa lämpötiloissa.The steel blank may contain less than 1.0%, preferably 0.2-0.8% molybdenum, Mo, expressed as a percentage by weight. Mo can be used especially when releasing a steel product to avoid emission brittleness or when the target is a higher hardness after release. Hot rolled steel can therefore be released at higher temperatures.
Eräässä suoritusmuodossa yhdistelmän C + Ni + Cr + Mo alarajaksi massaprosentteina ilmaistuna on asetettu 2.8 %, ja sen ylärajaksi massaprosentteina ilmaistuna on asetettu 5.5 %. Tämän kaltainen koostumusyhdistelmä, ollen näissä rajoissa, aikaansaa teräksen, joka on sammutettavissa välittömästi kuumavalssausprosessin jälkeen ja pidettävissä riittävän kauan lämpötilaa Ms - 570 °C, edullisesti lämpötilaa Md - 570 °C, vastaavassa lämpötilassa ilman mikrorakenteen ei-toivottua ferriittiä, perliittiä tai bainiittia. Toisin sanoen, tämä edullinen koostumusyhdistelmä muodostaa aukon tai ainakin välin bainiittinokan yläpuolelle, jossa austeniitti ei voi muuntua mikrorakenteessa ei-toivotuksi ferriitiksi, perliitiksi tai bainiitiksi.In one embodiment, the lower limit for mass of C + Ni + Cr + Mo is set at 2.8% and its upper limit at mass is set at 5.5%. Within this range, such a combination of compositions provides a steel which is quenchable immediately after the hot rolling process and maintained for a sufficiently long time at a temperature corresponding to a temperature of Ms-570 ° C, preferably Md-570 ° C, without undesirable microstructure of ferrite, perlite or bainite. In other words, this preferred composition combination forms an opening or at least a space above the bainite nipple where the austenite cannot be converted into unwanted ferrite, perlite or bainite in the microstructure.
Toisessa suoritusmuodossa yhdistelmän C + Si + Mn + Cr + Ni + Mo + V alarajaksi massaprosentteina ilmaistuna on asetettu 3.5 % ja ylärajaksi massaprosentteina ilmaistuna on asetettu 6.0 %. Tämän kaltainen koostumusyhdistelmä, ollen näissä rajoissa, aikaansaa edullisemmin teräksen, joka on sammutettavissa välittömästi kuumavalssausprosessin jälkeen ja pidettävissä riittävä kauan lämpötilaa Ms - 570 °C, edullisesti lämpötilaa Md - 570 °C, vastaavassa lämpötilassa ilman ei-toivottua ferriittiä, perliittiä tai bainiittia mikrorakenteessa. Toisin sanoen, tämä edullisin koostumusyhdistelmä muodostaa aukon tai ainakin välin bainiittinokan yläpuolelle ja perliittinokan alapuolelle, jossa co austeniitti ei voi muuntua ei-toivotuksi ferriitiksi, perliitiksi tai bainiitiksi ° mikrorakenteessa.In another embodiment, C + Si + Mn + Cr + Ni + Mo + V is set to a lower limit of 3.5% by weight and an upper limit of 6.0% by weight. Within this range, such a combination of compositions more preferably provides a steel which is capable of being quenched immediately after the hot rolling process and maintained for a sufficiently long time at a temperature corresponding to Ms-570 ° C, preferably Md-570 ° C, without undesirable ferrite, perlite or bainite. In other words, this most advantageous composition combination forms an opening, or at least a gap, above the bainite nipple and below the perlite nipple, where α austenite cannot be converted into unwanted ferrite, perlite or bainite in the microstructure.
i Y Teräsaihio voi sisältää massaprosentteina ilmaistuna alle 0.02, titaania, co Ti %. Titaania voidaan seostaa termisen käsittelyn, esim. polttoleikkauksen tai | hitsauksen aiheuttaman, tai kuumatyöstöä edeltävän uudelleen kuumentamisen g) aikana tapahtuvan karkearakeisen mikrorakenteen välttämiseksi.i Y The steel billet may contain less than 0.02% titanium, co Ti%, expressed as a percentage by mass. Titanium may be doped in a heat treatment such as incineration or g) to avoid coarse-grained microstructure caused by welding or during reheating (g) prior to heat treatment.
LOLO
Lo Teräsaihio voi sisältää massaprosentteina ilmaistuna alle 0.03 %, niobiumia, o Nb. Niobiumia ei seosteta tarkoituksellisesti tähän terästuotteeseen, koska korkea hiilipitoisuus Nb:n kanssa voi vähentää iskusitkeyttä.Lo The steel billet may contain, by mass, less than 0.03% niobium, o Nb. Niobium is not intentionally doped in this steel product because high carbon content with Nb can reduce impact toughness.
Teräsaihio voi sisältää massaprosentteina ilmaistuna alle 0.1 %, volframia, W.The steel billet may contain less than 0.1% tungsten, by weight, in W.
77
Edullisesti vältetään volframin käyttö, koska se on erittäin kallista.Advantageously, the use of tungsten is avoided because it is very expensive.
Teräsaihio voi sisältää massaprosentteina ilmaistuna alle 1.0 %, kuparia, Cu. Kupari voi hieman lisätä karkenevuutta.The steel billet may contain less than 1.0% copper, Cu, expressed as a percentage by mass. Copper may slightly increase the hardening.
Teräsaihio voi sisältää massaprosentteina ilmaistuna alle 0.0005 %, booria, B. Booria ei seosteta tarkoituksellisesti tähän terästuotteeseen, koska karkenevuus on riittävän korkea ilman booria.The steel billet may contain less than 0.0005% boron, expressed as a percentage by mass, of boron. Boron is not intentionally mixed with this steel product because the hardness is sufficiently high in the absence of boron.
Teräsaihio voi sisältää massaprosentteina ilmaistuna 0.02 - 0.15 %, alumiinia, AI. Alumiini on välttämätön täysin tiivistetyn teräksen aikaansaamiseksi ja se voi myös lisätä karkenevuutta.The steel billet may contain 0.02 to 0.15% by weight, aluminum, Al, by weight. Aluminum is necessary to achieve a fully sealed steel and can also increase the hardening.
Teräsaihio voi myös sisältää muita, tässä selityksessä mainitsemattomia seosaineita.The steel blank may also contain other alloying materials not mentioned in this specification.
Ensimmäinen jäähdytysvaihe suoritetaan edullisesti, mutta ei välttämättä, välittömästi kuumavalssausvaiheen jälkeen siten, että kuumavalssatun teräsaihion lämpötila ensimmäisen jäähdytysvaiheen alussa on alueella 700 - 1000 °C.Preferably, the first cooling step is carried out immediately, but not necessarily, immediately after the hot rolling step so that the temperature of the hot rolled steel blank at the start of the first cooling step is in the range 700-1000 ° C.
Kuumavalssattua teräsaihiota jäähdytetään ensimmäisessä jäähdytysvaiheessa edullisesti, mutta ei välttämättä, nopeudella 5-100 °C/s, edullisesti nopeudella 10-50 °C/s, sitä siis sammutetaan.Hot-rolled steel billets are preferably, but not necessarily, cooled at a rate of 5-100 ° C / s, preferably 10-50 ° C / s, during the first cooling step, thus being quenched.
Menetelmän eräässä suoritusmuodossa kuumavalssattu teräsaihio jäähdytetään ensimmäisessä jäähdytysvaiheessa alueella 421 - 570 °C olevaan lämpötilaan. Menetelmän tässä suoritusmuodossa kuumavalssattu teräsaihio pidetään pitovaiheessa alueella 421 - 570 °C olevassa lämpötilassa. Menetelmän tässä suoritusmuodossa toinen jäähdytysvaihe suoritetaan välittömästi pitovaiheen jälkeen. Menetelmän tässä suoritusmuodossa kuumavalssatun teräsaihion lämpötila toisen jäähdytysvaiheen alussa on alueella 421 - 570 °C. Menetelmän tässä co suoritusmuodossa kuumavalssattua teräsaihiota jäähdytetään toisessa ° jäähdytysvaiheessa nopeudella 5-100 °C/s, edullisesti nopeudella 10-50 °C/s.In one embodiment of the process, the hot-rolled steel billet is cooled to a temperature in the range of 421-570 ° C in the first cooling step. In this embodiment of the process, the hot-rolled steel billet is maintained in a holding step at a temperature in the range of 421-570 ° C. In this embodiment of the method, the second cooling step is performed immediately after the holding step. In this embodiment of the process, the temperature of the hot-rolled steel billet at the beginning of the second cooling step is in the range 421-570 ° C. In this embodiment of the process co, the hot-rolled steel billet is cooled in a second cooling step at a rate of 5-100 ° C / s, preferably at a rate of 10-50 ° C / s.
v Menetelmän eräässä toisessa suoritusmuodossa kuumavalssattu teräsaihio n jäähdytetään ensimmäisessä jäähdytysvaiheessa alueella Ms - 421 °C olevaan | lämpötilaan. Menetelmän tässä suoritusmuodossa kuumavalssattu teräsaihio g> pidetään pitovaiheessa alueella Ms - 421 °C olevassa lämpötilassa. MenetelmänIn another embodiment of the process, the hot-rolled steel billet n is cooled in a first cooling step to a temperature in the range Ms - 421 ° C | temperature. In this embodiment of the method, the hot-rolled steel billet g> is maintained in the holding step at a temperature in the range of Ms to 421 ° C. The method
LOLO
in tässä suoritusmuodossa kuumavalssatun teräsaihion lämpötila toisen o jäähdytysvaiheen alussa on lämpötila-alueella Ms - 421 °C. Menetelmän tässä suoritusmuodossa kuumavalssattua teräsaihiota jäähdytetään toisessa jäähdytysvaiheessa ilmajäähdytyksellä.in this embodiment, the temperature of the hot-rolled steel billet at the beginning of the second cooling step is in the temperature range Ms to 421 ° C. In this embodiment of the process, the hot-rolled steel billet is cooled in a second cooling step by air cooling.
88
Menetelmä voi sisältää tasoitusvaiheen kuumavalssatun teräsaihion tasoittamiseksi, jolloin tasoitusvaihe suoritetaan pitovaiheen yhteydessä ensimmäisen jäähdytysvaiheen jälkeen ja ennen toista jäähdytysvaihetta. Tasoitus suoritetaan edullisesti prosessin tässä vaiheessa, kun kuumavalssattu teräsaihio vielä on suhteellisen pehmeä eikä sillä vielä ole martensiittista mikrorakennetta. Tämän osalta viitataan kuvioon 6, jossa näkyy osa menetelmän erään suoritusmuodon lämpötilan vaihtelusta ajan suhteen sisältäen pitovaiheen yhteydessä tällainen tasoitusvaihe.The method may include a smoothing step for smoothing a hot-rolled steel billet, wherein the smoothing step is performed in connection with the holding step after the first cooling step and before the second cooling step. The smoothing is preferably carried out at this stage of the process when the hot-rolled steel billet is still relatively soft and does not yet have a martensitic microstructure. Reference is made in this respect to Figure 6, which shows a portion of the temperature variation over time of an embodiment of the method including such a smoothing step in the holding step.
Menetelmä voi sisältää päästövaiheen, joka suoritetaan toisen jäähdytysvaiheen jälkeen, jossa päästövaiheessa kuumavalssattua teräsaihiota päästetään lämpötilaa Mf ylittävässä lämpötilassa, edullisesti lämpötilassa Mf - Ms, esim. 150 - 250 °C. Kuumavalssattua teräsaihiota voidaan lämpötilassa Ms - Md päästää 20 - 1500 minuutin ajan. Tämän osalta viitataan kuvioon 4, jossa näkyy osa menetelmän erään suoritusmuodon termisestä syklistä sisältäen tällaisen päästövaiheen. Tällaista päästövaihetta käyttäen valmistetulla teräksellä on hyvät kovuuteen liittyvät ominaisuudet, mikä on hyvän kulutuskestävyyden kannalta edullista.The process may include an emission step which is carried out after the second cooling step, in which the hot-rolled steel billet is discharged at a temperature above Mf, preferably between Mf and Ms, e.g. 150-250 ° C. Hot rolled steel billets can be discharged at a temperature of Ms - Md for 20 to 1500 minutes. In this regard, reference is made to Figure 4, which shows a part of the thermal cycle of an embodiment of the method including such an emission step. Steel produced using such a release step has good hardness properties, which is advantageous for good abrasion resistance.
Vaihtoehtoisesti menetelmä voi sisältää päästövaiheen, joka suoritetaan toisen jäähdytysvaiheen jälkeen, jossa päästövaiheessa kuumavalssattua teräsaihiota päästetään lämpötilaa Md ylittävässä lämpötilassa, esim. 400 - 450 °C tai 600 - 700 °C. Kuumavalssattu teräsaihio voidaan päästää lämpötilaa Md ylittävässä lämpötilassa, esim. 400 - 450 °C tai 600 - 700 °C 2 - 400 minuutin ajan. Tämän osalta viitataan kuvioon 2, jossa näkyy osa menetelmän erään suoritusmuodon lämpötilan vaihtelusta ajan suhteen sisältäen päästövaiheen, jossa co päästölämpötila on 600 - 700 °C. Tämän osalta viitataan myös kuvioon 3, jossa ™ näkyy osa menetelmän erään suoritusmuodon lämpötilan vaihtelusta ajan suhteen -7 sisältäen päästövaiheen, jossa päästölämpötila on 400 - 450 °C.Alternatively, the process may include an emission step after a second cooling step, in which the hot-rolled steel billet is discharged at a temperature above Md, e.g. 400-450 ° C or 600-700 ° C. The hot-rolled steel billet can be cast at temperatures above Md, e.g. 400 to 450 ° C or 600 to 700 ° C for 2 to 400 minutes. Reference is made in this respect to Figure 2, which shows a portion of the temperature variation over time of an embodiment of the method, including a discharge step at a discharge temperature of 600 to 700 ° C. Reference is also made in this respect to Fig. 3, whereby ™ shows a portion of the temperature variation over time of one embodiment of the method, including an outlet step having an outlet temperature of 400-450 ° C.
w Alueella 600 - 700 °C oleva päästölämpötila on kuumavalssatuille I keskihiilisille teräksille erityisen sopiva sellaisia tuotteita varten, joille myöhemminw The discharge temperature in the range of 600 ° C to 700 ° C is particularly suitable for hot-rolled I medium carbon steels for products for which
g> tehdään pintakarkaisua esimerkiksi induktiokuumentamalla. Alueella 600 - 700 °Cg> surface tempering, for example by induction heating. In the range 600-700 ° C
LOLO
v? oleva päästölämpötila parantaa venyvyyttä ja iskusitkeyttä. Jos päästölämpötila o ylittää 650 °C koneistettavuus paranee ja sisäinen jännitys ja muodonmuutokset vähenevät, mistä on etua jos kuumavalssattua keskihiilistä terästuotetta koneistetaan.v? Exhaust temperature improves stretchability and impact strength. If the discharge temperature o exceeds 650 ° C, machinability is improved and internal stress and deformation are reduced, which is advantageous for machining a hot rolled medium carbon steel product.
99
Alueella 400 - 450 °C oleva päästölämpötila on erityisen sopiva kuumavalssatuille keskihiilinen terästuotteille, joille myöhemmin tehdään nitrausta tai kaasunitrausta.The discharge temperature in the range of 400 ° C to 450 ° C is particularly suitable for hot rolled medium carbon steel products which are subsequently subjected to nitration or gas nitration.
Jos menetelmä sisältää toisen jäähdytysvaiheen jälkeen suoritettavan päästövaiheen, päästövaihe suoritetaan edullisesti, mutta ei välttämättä, toisen jäähdytysvaiheen jälkeen ennenkuin kuumavalssatun teräsaihion lämpötila toisen jäähdytysvaiheen aikana on laskenut 100 °C:n alapuolelle. Tämä vähentää karkaisuhalkeilun todennäköisyyttä verrattuna tilanteeseen, jossa kuumavalssatun teräsaihion annetaan jäähtyä huoneen lämpötilaan, siis noin 20 °C:een. Tämä lisäksi vähentää tuotannossa tarvittavaa energian määrää.If the process includes an after-cooling step, the discharge step is preferably, but not necessarily, after the second cooling step before the temperature of the hot-rolled steel billet during the second cooling step has dropped below 100 ° C. This reduces the likelihood of hardening cracking compared to allowing the hot-rolled steel billet to cool to room temperature, i.e., about 20 ° C. This also reduces the amount of energy required for production.
Menetelmän kuusi suoritusmuotoa selitetään seuraavassa viitaten kuvioihin 1 -6.Six embodiments of the method will now be described with reference to Figures 1-6.
Kuviossa 1 näkyy osa menetelmän ensimmäisen suoritusmuodon lämpötilan vaihtelusta ajan suhteen. Kuviossa 1 näkyvässä suoritusmuodossa teräsaihio ensin kuumavalssataan lämpötilassa 800 - 1250 °C kuumavalssatun teräsaihion aikaansaamiseksi. Välittömästi kuumavalssausvaiheen jälkeen suoritetaan ensimmäinen jäähdytysvaihe siten, että kuumavalssatun teräsaihion lämpötila ensimmäisen jäähdytysvaiheen alussa on alueella 700 - 1000 °C. Ensimmäisessä jäähdytysvaiheessa kuumavalssattu teräsaihio jäähdytetään ainakin nopeudella 5 °C/s alueella 420 - 570 °C olevaan lämpötilaan. Ensimmäistä jäähdytysvaihetta seuraa pitovaihe, jossa kuumavalssattu teräsaihio pidetään alueella 420 - 570 °C olevassa lämpötilassa 10 - 300 sekunnin ajan. Välittömästi pitovaiheen jälkeen suoritetaan toinen jäähdytysvaihe, jossa kuumavalssattu teräsaihio jäähdytetään ainakin nopeudella 5 °C/s lämpötilaa Mf alittavaan lämpötilaan keskihiilinen co terästuotteen aikaansaamiseksi.Figure 1 shows part of the temperature variation of the first embodiment of the method over time. In the embodiment shown in Figure 1, the steel billet is first hot-rolled at a temperature of 800 to 1250 ° C to provide a hot-rolled billet. Immediately after the hot rolling step, the first cooling step is performed such that the temperature of the hot rolled steel blank at the beginning of the first cooling step is in the range of 700-1000 ° C. In the first cooling step, the hot-rolled steel billet is cooled at a rate of at least 5 ° C / sec to a temperature in the range of 420-570 ° C. The first cooling step is followed by a holding step in which the hot-rolled steel billet is held at a temperature of 420-570 ° C for 10-300 seconds. Immediately after the holding step, a second cooling step is performed in which the hot-rolled steel billet is cooled to at least 5 ° C / sec below Mf to provide a medium carbon steel product.
° Kuviossa 2 näkyy osa menetelmän toisen suoritusmuodon termisestä syklistä.Fig. 2 shows part of the thermal cycle of another embodiment of the method.
° Kuviossa 2 näkyvä suoritusmuoto vastaa kuviossa 1 näkyvää suoritusmuotoa sillä ° erolla, että toisen jäähdytysvaiheen jälkeen suoritetaan päästövaihe. Kuviossa 2 | tämä päästövaihe suoritetaan ennenkuin kuumavalssatun teräsaihion lämpötila g laskee 100 °C:n alapuolelle toisen jäähdytysvaiheen yhteydessä. Kuviossa 2 to päästölämpötila on välillä 600 - 700 °C.The embodiment shown in Fig. 2 corresponds to the embodiment shown in Fig. 1 with the difference that after the second cooling step, an emission step is performed. In Figure 2 this discharge step is carried out before the temperature of the hot rolled steel billet g drops below 100 ° C during the second cooling step. In Figure 2, the release temperature is between 600 and 700 ° C.
o Kuviossa 3 näkyy osa menetelmän kolmannen suoritusmuodon termisestä syklistä. Kuviossa 3 näkyvä suoritusmuoto vastaa kuviossa 2 näkyvää suoritusmuotoa sillä erolla, että päästölämpötila on välillä 420 - 570 °C.Figure 3 shows part of the thermal cycle of the third embodiment of the method. The embodiment shown in Figure 3 corresponds to the embodiment shown in Figure 2 with the difference that the outlet temperature is between 420 and 570 ° C.
1010
Kuviossa 4 näkyy osa menetelmän neljännen suoritusmuodon termisestä syklistä. Kuviossa 3 näkyvä suoritusmuoto vastaa kuviossa 2 näkyvää suoritusmuotoa sillä erolla, että päästölämpötila on välillä Mf - Ms, esim. välillä 150 -250 °C.Figure 4 shows part of the thermal cycle of a fourth embodiment of the method. The embodiment shown in Fig. 3 corresponds to the embodiment shown in Fig. 2 with the difference that the discharge temperature is between Mf and Ms, e.g. 150 to 250 ° C.
Kuviossa 5 näkyy osa menetelmän viidennen suoritusmuodon termisestä syklistä. Kuviossa 5 näkyvässä suoritusmuodossa teräsaihiota ensin kuumavalssataan alueella 800 - 1250 °C olevassa lämpötilassa kuumavalssatun teräsaihion aikaansaamiseksi. Välittömästi kuumavalssausvaiheen jälkeen suoritetaan ensimmäinen jäähdytysvaihe siten, että kuumavalssatun teräsaihion lämpötila ensimmäisen jäähdytysvaiheen alussa on alueella 700 - 1000 °C. Ensimmäisessä jäähdytysvaiheessa kuumavalssattu teräsaihio jäähdytetään ainakin nopeudella 5 °C/s alueella Ms - 420 °C olevaan lämpötilaan. Ensimmäistä jäähdytysvaihetta seuraa pitovaihe, jossa kuumavalssattu teräsaihio pidetään alueella Ms - 420 °C olevassa lämpötilassa 10 - 300 sekunnin ajan. Pitovaiheen jälkeen suoritetaan toinen jäähdytysvaihe, jossa kuumavalssattu teräsaihio jäähdytetään esimerkiksi ilmassa ainakin nopeudella 0.1 °C/s 100 °C alittavaan lämpötilaan keskihiilisen terästuotteen aikaansaamiseksi.Figure 5 shows part of the thermal cycle of the fifth embodiment of the method. In the embodiment shown in Fig. 5, the steel billet is first hot-rolled at a temperature in the range of 800 to 1250 ° C to provide a hot-rolled billet. Immediately after the hot rolling step, the first cooling step is performed such that the temperature of the hot rolled steel blank at the beginning of the first cooling step is in the range of 700-1000 ° C. In the first cooling step, the hot-rolled steel billet is cooled at a rate of at least 5 ° C / sec to a temperature in the range of Ms to 420 ° C. The first cooling step is followed by a holding step in which the hot-rolled steel billet is held at a temperature of Ms-420 ° C for 10 to 300 seconds. After the holding step, a second cooling step is performed in which the hot-rolled steel billet is cooled, for example in air, at least at a rate of 0.1 ° C / sec to 100 ° C to provide a medium carbon steel product.
Kuviossa 6 näkyy osa menetelmän kuudennen suoritusmuodon termisestä syklistä. Kuviossa 6 näkyvä suoritusmuoto vastaa kuviossa 1 näkyvää suoritusmuotoa sillä erolla, että pitovaiheen yhteydessä suoritetaan päästövaihe.Figure 6 shows part of the thermal cycle of a sixth embodiment of the method. The embodiment shown in Fig. 6 corresponds to the embodiment shown in Fig. 1, except that a release step is performed in connection with the holding step.
Seuraavaksi selitetään rautaa, Fe, ja väistämättömiä epäpuhtauksia ja jäännöspitoisuuksia sisältävä kuumavalssattu keskihiilinen terästuote.The following describes a hot-rolled medium carbon steel product containing iron, Fe, and inevitable impurities and residues.
Fe:tä ja väistämättömiä epäpuhtauksia ja jäännöspitoisuuksia sisältävä kuumavalssattu keskihiilinen terästuote sisältää lisäksi massaprosentteina co ilmaistuna: ° hiiltä C 0.3 - 0.7 %, ° piitä Si 0.05 - 2.0 %, edullisesti 0.10 - 0.7 %, m mangaania Mn 0.2 - 1.5 %, edullisesti 0.4 - 1.0 %, | kromia Cr 0.5 - 3.0 %, edullisesti 1.0-1.8 %, σ> vanadiumia V alle 1.0 %, edullisesti alle 0.3 %, O) to nikkeliä Ni 1.0- 6.0 %, edullisesti 1.5 - 3.0 %.The hot-rolled medium carbon steel product containing Fe and inevitable impurities and residues also contains, by weight, co: ° C C 0.3-0.7%, Si Si 0.05-2.0%, preferably 0.10-0.7%, m manganese Mn 0.2-1.5%, preferably 0.4 - 1.0% | chromium Cr 0.5-3.0%, preferably 1.0-1.8%, σ> vanadium V less than 1.0%, preferably less than 0.3%, O) nickel Ni 1.0-6.0%, preferably 1.5-3.0%.
o molybdeenia Mo alle 1.0 %, edullisesti 0.2 - 0.8 %, jolloin massaprosentteina ilmaistuna C + Ni + Cr + Mo on 2.8 - 5.5 %.molybdenum Mo less than 1.0%, preferably 0.2-0.8%, wherein C + Ni + Cr + Mo expressed as a percentage by weight is 2.8-5.5%.
Kuumavalssatun keskihiilisen terästuotteen eräässä toisessa 11 suoritusmuodossa on C + Si + Μη + Cr + Ni + Mo + V massaprosentteina ilmaistuna 3.5 - 6.0 %.In another 11 embodiments of the hot rolled medium carbon steel product, C + Si + Μη + Cr + Ni + Mo + V is expressed in mass percentages from 3.5 to 6.0%.
Fe:tä ja väistämättömiä epäpuhtauksia ja jäännöspitoisuuksia sisältävä kuumavalssattu keskihiilinen terästuote voi lisäksi sisältää massaprosentteina ilmaistuna booria, B, alle 0.0005 %.In addition, the hot-rolled medium carbon steel product containing Fe and inevitable impurities and residues may contain boron, B, less than 0.0005%, expressed as a percentage by mass.
Fe:tä ja väistämättömiä epäpuhtauksia ja jäännöspitoisuuksia sisältävä kuumavalssattu keskihiilinen terästuote voi lisäksi sisältää massaprosentteina ilmaistuna titaania, Ti, alle 0.02 %.In addition, the hot-rolled medium carbon steel product containing Fe and inevitable impurities and residues may contain titanium, Ti, less than 0.02%, expressed as a percentage by mass.
Fe:tä ja väistämättömiä epäpuhtauksia ja jäännöspitoisuuksia sisältävä kuumavalssattu keskihiilinen terästuote voi lisäksi sisältää massaprosentteina ilmaistuna niobiumia, Nb, alle 0.03 %.In addition, the hot-rolled medium carbon steel product containing Fe and inevitable impurities and residues may contain less than 0.03% niobium, Nb, expressed as a percentage by mass.
Fe:tä ja väistämättömiä epäpuhtauksia ja jäännöspitoisuuksia sisältävä kuumavalssattu keskihiilinen terästuote voi lisäksi sisältää massaprosentteina ilmaistuna alumiinia, AI, 0.02 - 0.15 %.In addition, the hot-rolled medium carbon steel product containing Fe and inevitable impurities and residues may contain aluminum, Al, 0.02 to 0.15% by weight.
Fe:tä ja väistämättömiä epäpuhtauksia ja jäännöspitoisuuksia sisältävä kuumavalssattu keskihiilinen terästuote voi lisäksi sisältää massaprosentteina ilmaistuna volframia, W, alle 0.1 %.In addition, the hot-rolled medium carbon steel product containing Fe and the inevitable impurities and residues may contain, by weight, tungsten, W, less than 0.1%.
Fe:tä ja väistämättömiä epäpuhtauksia ja jäännöspitoisuuksia sisältävä kuumavalssattu keskihiilinen terästuote voi lisäksi sisältää massaprosentteina ilmaistuna kuparia, Cu, alle 1.0 %.In addition, the hot-rolled medium carbon steel product containing Fe and unavoidable impurities and residues may contain less than 1.0% copper, Cu, expressed as a percentage by mass.
Fe:tä ja väistämättömiä epäpuhtauksia ja jäännöspitoisuuksia sisältävä kuumavalssattu keskihiilinen terästuote voi lisäksi sisältää myös muita, tässä selityksessä mainitsemattomia seosaineita.In addition, the hot-rolled medium carbon steel product containing Fe and unavoidable impurities and residues may also contain other alloys not mentioned in this specification.
Komponenttien vaikutus on selitetty menetelmän yksityiskohtaisen selityksen co yhteydessä.The effect of the components is explained in conjunction with the detailed description co of the method.
° Alla olevassa taulukossa esitetään esimerkkikoostumuksia.The table below shows exemplary compositions.
ό 0ό 0
COC/O
1 I-^^- £ Esimerkki 1 Esimerkki 2 g> C 0.4 0.4 to Ci 0.25 0.25 δ Μη 0.6 0.6 C\J---1 I - ^^ - £ Example 1 Example 2 g> C 0.4 0.4 to Ci 0.25 0.25 δ Μη 0.6 0.6 C \ J ---
Cr_JL5_0.65Cr_JL5_0.65
Ni 1.5 2.55 12Ni 1.5 2.55 12
Mo 0.3_10.55_ AI 0.04 0.04Mo 0.3_10.55_ AI 0.04 0.04
Koostumus on suunniteltu aiheuttamaan bainiittinokan yläpuolelle ja perliitinokan alapuolelle aukko tai ainakin väli, jossa austeniitti ei mikrorakenteessa voi muuntua ei-toivotuksi ferriitiksi, perliitiksi tai bainiitiksi. Tämä mahdollistaa kuumavalssattujen keskihiilinen terästuotteiden valmistamisen kustannustehokkaasti sammutusta käyttämällä.The composition is designed to cause an opening, or at least a gap, above the bainite nipple and below the perlite nipple where the austenite cannot be converted into unwanted ferrite, perlite or bainite in the microstructure. This enables cost-effective production of hot rolled medium carbon steel products using quenching.
Osassa kuumavalssattua keskihiilinen terästuotetta on edullisesti, mutta ei välttämättä, mikrorakenne, joka sisältää martensiittia tilavuusprosentteina ilmaistuna yli 90 %, edullisesti yli 95 %.Part of the hot rolled medium carbon steel product preferably, but not necessarily, has a microstructure containing more than 90%, preferably more than 95% by volume of martensite.
Osassa kuumavalssattua keskihiilinen terästuotetta voi myös olla mikrorakenne, joka sisältää päästettyä martensiittia tilavuusprosentteina ilmaistuna yli 90 %, edullisesti yli 95 %.Part of the hot rolled medium carbon steel product may also have a microstructure containing more than 90%, preferably greater than 95% by volume of martensite released.
Sammutettuna kuumavalssatun keskihiilisen terästuotteen kovuus on edullisesti 500 - 800 HB mitattuna 2 mm:n edullisesti 5 mm:n päässä keskihiilisen terästuotteen pinnasta. Edelleen päästämisen avulla kovuus saattaa laskea tasolle 300 - 750 HB riippuen päästöolosuhteista ja teräksen koostumuksesta.When quenched, the hot rolled medium carbon steel product preferably has a hardness of 500 to 800 HB measured at 2 mm, preferably 5 mm from the surface of the medium carbon steel product. Further release may result in a hardness reduction of 300 to 750 HB depending on the release conditions and the composition of the steel.
Erityisesti päästettäessä kuumavalssattua keskihiilinen terästuotetta vähintään 400 °C:n lämpötiloissa voi lisäksi terästuotteen murtolujuus Rp0,2 olla yli 800 MPa, myötölujuus 1000 - 1300 MPa, venymä A5 > 10 % ja lisäksi Charpy V (20 °C) > 45 J.In particular, when the hot rolled medium carbon steel product is released at temperatures of at least 400 ° C, the steel product may further have a tensile strength Rp0.2 of more than 800 MPa, a yield strength of 1000-1300 MPa, elongation A5> 10% and Charpy V (20 ° C)> 45 J.
Terästuote on edullisesti levyvalssaimella valmistettu teräslevy, jonka paksuus on 5 - 80 mm, edullisesti 6-60 mm.Preferably, the steel product is a sheet steel sheet with a thickness of from 5 to 80 mm, preferably from 6 to 60 mm, manufactured by flat-roll milling.
co Eräässä suoritusmuodossa kuumavalssattu keskihiilinen terästuote on ^ valmistettu patenttivaatimuksissa 1 - 25 (p.o. 24) selitetyn menetelmän avulla.In one embodiment, the hot-rolled medium carbon steel product is manufactured by the process described in claims 1 to 25 (p. 24).
° Alan ammattimiehelle on ilmeistä, että teknologian edistymisen myötä g keksinnön perusidea on toteutettavissa erinäisin tavoin. Keksintö ja sen | suoritusmuodot eivät sen tähden rajoitu edellä oleviin esimerkkeihin, vaan ne voivat en vaihdella patenttivaatimusten suojapiirin puitteissa.It will be obvious to one skilled in the art that, with the advancement of technology, the basic idea of the invention can be implemented in various ways. The invention and its embodiments are therefore not limited to the above examples, but may not vary within the scope of the claims.
O)O)
LOLO
LOLO
OO
C\1C \ 1
Claims (39)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20115599A FI123847B (en) | 2011-06-15 | 2011-06-15 | METHOD FOR THE MANUFACTURE OF MEDIUM-CARBON STEEL AND HOT-ROLLED MEDIUM-STEEL |
SE1351509A SE1351509A1 (en) | 2011-06-15 | 2012-06-15 | A process for producing a medium carbon steel product and a hot medium steel hot rolled steel product |
PCT/FI2012/050619 WO2012172185A1 (en) | 2011-06-15 | 2012-06-15 | Method for manufacturing a medium carbon steel product and a hot rolled medium carbon steel product |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20115599A FI123847B (en) | 2011-06-15 | 2011-06-15 | METHOD FOR THE MANUFACTURE OF MEDIUM-CARBON STEEL AND HOT-ROLLED MEDIUM-STEEL |
FI20115599 | 2011-06-15 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20115599A0 FI20115599A0 (en) | 2011-06-15 |
FI20115599A FI20115599A (en) | 2012-12-16 |
FI123847B true FI123847B (en) | 2013-11-15 |
Family
ID=44206810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20115599A FI123847B (en) | 2011-06-15 | 2011-06-15 | METHOD FOR THE MANUFACTURE OF MEDIUM-CARBON STEEL AND HOT-ROLLED MEDIUM-STEEL |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI123847B (en) |
SE (1) | SE1351509A1 (en) |
WO (1) | WO2012172185A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106319347A (en) * | 2016-10-27 | 2017-01-11 | 钢铁研究总院淮安有限公司 | Silicon vanadium steel plate with promoted bulletproof performance and manufacturing method |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111471931B (en) * | 2020-05-29 | 2022-01-25 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | Low-alloy wear-resistant steel with good bending and forming performance and production method thereof |
CN113430459B (en) * | 2021-06-17 | 2022-05-17 | 燕山大学 | Vanadium microalloyed medium-carbon carbide-free bainite steel and preparation method thereof |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB773071A (en) * | 1952-09-06 | 1957-04-24 | Bochumer Ver Fur Guszstahlfabr | An improved method of making steel strip |
DE19911287C1 (en) * | 1999-03-13 | 2000-08-31 | Thyssenkrupp Stahl Ag | Process for producing a hot strip |
-
2011
- 2011-06-15 FI FI20115599A patent/FI123847B/en not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-06-15 WO PCT/FI2012/050619 patent/WO2012172185A1/en active Application Filing
- 2012-06-15 SE SE1351509A patent/SE1351509A1/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106319347A (en) * | 2016-10-27 | 2017-01-11 | 钢铁研究总院淮安有限公司 | Silicon vanadium steel plate with promoted bulletproof performance and manufacturing method |
CN106319347B (en) * | 2016-10-27 | 2018-12-11 | 钢铁研究总院淮安有限公司 | A kind of silicon vanadium steel plate and manufacturing method improving ballistic performance |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20115599A0 (en) | 2011-06-15 |
SE1351509A1 (en) | 2014-01-27 |
WO2012172185A1 (en) | 2012-12-20 |
FI20115599A (en) | 2012-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3239327B1 (en) | High-strength steel plate for pressure vessel having excellent toughness after post weld heat treatment and manufacturing method thereof | |
JP5750546B2 (en) | Low yield ratio high toughness steel sheet and manufacturing method thereof | |
CA2969200C (en) | Thick-walled high-toughness high-strength steel plate and method for manufacturing the same | |
US10837080B2 (en) | Rolled steel bar or rolled wire rod for cold-forged component | |
US20130186522A1 (en) | Carburizing steel having excellent cold forgeability and method of manufacturing the same | |
JP4808828B2 (en) | Induction hardening steel and method of manufacturing induction hardening steel parts | |
US20160168672A1 (en) | High-strength steel material for oil well and oil well pipes | |
US10829842B2 (en) | Rolled steel bar or rolled wire rod for cold-forged component | |
WO2011037210A1 (en) | High-strength high-toughness cast steel material and manufacturing method therefor | |
JP2012122111A (en) | Method for producing tmcp and tempering process type high-strength thick steel plate having both excellent productivity and weldability, and excellent in drop-weight characteristic after pwht | |
JP4207334B2 (en) | High-strength steel sheet with excellent weldability and stress corrosion cracking resistance and method for producing the same | |
KR20190028757A (en) | High frequency quenching steel | |
WO2017188284A1 (en) | Untempered steel for induction hardening | |
FI123847B (en) | METHOD FOR THE MANUFACTURE OF MEDIUM-CARBON STEEL AND HOT-ROLLED MEDIUM-STEEL | |
KR20200061629A (en) | Hot forming part and manufacturing method thereof | |
WO2018061101A1 (en) | Steel | |
WO2018025778A1 (en) | Seamless steel pipe and method for producing same | |
RU2625861C1 (en) | Production of steel sheets of higher wear resistance | |
JP6844943B2 (en) | Non-microalloyed steel for induction hardening | |
JPWO2019050010A1 (en) | Steel sheet and manufacturing method thereof | |
WO2017094487A1 (en) | High-strength bolt | |
JP2023508314A (en) | Wire rod for ultra-high strength spring, steel wire and manufacturing method thereof | |
JP5151510B2 (en) | Manufacturing method of high strength steel with excellent low temperature toughness and crack propagation stop properties | |
RU2599654C1 (en) | Method for production of high-strength steel sheet | |
KR101443445B1 (en) | Non-heated type high strength hot-rolled steel sheet and method of manufacturing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 123847 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
MM | Patent lapsed |