FI95400C - Menetelmä martensiitti/ferriittikaksifaasirakenteen omaavan ruostumattoman teräksen valmistamiseksi ja tällä menetelmällä valmistettu teräs - Google Patents

Description

! 95400

Menetelmä martensiitti/ferrllttikaksifaasirakenteen omaavan ruostumattoman teräksen valmistamiseksi ja tällä menetelmällä valmistettu teräs 5 Tämä keksintö koskee menetelmää ruostumattoman te räksen valmistamiseksi, jolla on korkea kimmoraja ja korkea murtokuorma, martensiitti/ferriittikaksifaasirakenne, hyvä taottavuus ja korkea kulutuskesto.

Tämä keksintö koskee myös tällä menetelmällä saatua 10 ruostumatonta terästä, jolla on martensiitti/ferriittikak-sifaasirakenne, ja tällaisen ruostumattoman teräksen käyttöä kuljetinketjujen valmistukseen.

EP-patenteissa 0 273 278 ja O 273 279 kuvataan ruostumaton teräs, jolla on martensiitti/ferriittikaksi-15 faasirakenne ja jonka painokoostumus on seuraava: - hiiltä alle 0,1 % - kromia 10 - 20 % - typpeä alle 0,12 % - hiiltä + typpeä 0,01 - 0,2 % 20 - piitä alle 2 % - mangaania alle 4 % - nikkeliä alle 4 % - kuparia alle 4 % - Ni + (Mn + Cu)/3 0,5 - 5 %, 25 lopun ollessa rautaa.

Teräs saatetaan hehkutuskäsittelyyn sen liikkuessa uunissa ferriitti/austeniittirakenteen saamiseksi. Tämä teräs äkkijäähdytetään sitten martensiitin saamiseksi aus-teniitista.

30 Tällainen menetelmä tekee mahdolliseksi saada kor- keitä murtokuormia, muttei täytä korkean kimmorajan vaati-

* » I

musta. Esimerkiksi annettujen 800 - 950 MPa:n murtokuormien tapauksessa kimmoraja vaihtelee välillä 415 - 635 MPa, ts. 50-%:sta 70-%:iin murtokuormasta.

♦ · - 2 95400 DE-patentista 2 923 532 tunnetaan myös kuljetin-ketjuihin tarkoitettu ferriittinen ruostumaton teräs, joka on saatu seuraavasta painokoostumuksesta: - hiiltä 0,03 -0,06 % 5 - piitä alle 1 % - mangaania alle 1 % - kromia 16 - 17,5 % - nikkeliä 0,8 - 1 % lopun ollessa rautaa.

10 Hehkutuksen jälkeen ruostumatonta terästä valssa taan 18 - 25 % alkuperäisestä paksuudesta, jotta saataisiin seuraavat mekaaniset ominaisuudet: - murtokuorma välillä 750 - 800 MPa - kimmoraja yli 600 MPa 15 - venymä yli 10 % Tällaisella teräksellä on kimmoraja, joka vastaa noin 75 % murtokuormasta, mutta saadut mekaaniset ominaisuudet ovat liian alhaiset ajateltuun sovellutukseen, kuten esimerkiksi kuljetinketjujen valmistukseen.

20 Tämän keksinnön tavoitteena on saada ruostumaton teräs, jolla on korkea kimmoraja ja korkea murtokuorma ja jolla on lisäksi hyvät ominaisuudet mitä tulee halkaisuun, leikkaamiseen, taottavuuteen ja korroosion- ja hankauskes-toon.

25 Tämä keksintö koskee menetelmää ruostumattoman te räksen valmistamiseksi, jolla on martensiitti/ferriitti-kaksifaasirakenne, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että teräs, jolla on seuraava painokoostumus: - hiiltä alle 0,10 % 30 - kromia 16 - 20 % - nikkeliä 0,2 - 2 % - mangaania alle 2 % - kuparia alle 2 % ··· 3 95400 lopun ollessa rautaa ja epäpuhtauksia, jotka ovat luontaisia valmistusmenetelmässä, ja jossa eri pitoisuudet vastaavat riippuvuutta: 20 % C + 1,1% Ni + 1/3 % (Mn + Cu) = 1,5 - 2,5, 5 saatetaan peräkkäin: äkkijäähdytykseen sen jälkeen, kun sen lämpötila on nostettu välille 800 - 1 200 °C ja vähintään yhteen kylmävalssaukseen, jonka määrä on yli n. 15 % alkuperäisestä paksuudesta.

10 Muiden ominaispiirteiden mukaisesti: hiilipitoisuus on alle 0,05 %, ruostumaton teräs sisältää lisäksi valinnaisesti alle 2,5 % molybdeenia painokoostumuksessaan, teräs saatetaan äkkijäähdytykseen sen jälkeen, kun 15 sen lämpötila on nostettu välille 900 - 1 100 °C.

Tämä keksintö koskee myös ruostumatonta terästä, jolla on martensiitti/ferriittikaksifaasirakenne, jossa ferriitti- tai martensiittifaaseja on 40 - 60 %:n määrä ja edullisesti noin 50 %:n määrä.

20 Tällaisen teräksen murtokuorma on yli 950 MPa ja kimmoraja yli 900 MPa ja kimmoraja on suurempi tai yhtä suuri kuin 90 % murtokuormasta.

Keksinnön mukaista ruostumatonta terästä voidaan käyttää erityisesti kuljetinketjujen valmistukseen.

25 Ominaispiirteet ja edut käyvät ilmi seuraavasta ku vauksesta, joka esitetään pelkästään esimerkin vuoksi viitaten oheisiin piirroksiin, jotka esittävät murtokuorman (Rm), kimmorajan (Rp 0,2) ja venymän (E %) käyriä kylmä-valssaussuhteen funktiona.

30 Tämän keksinnön mukaisessa valmistusesimerkissä : valmistettiin kaksi niinkutsuttua ruostumatonta 17 %:n kromiterästä, joiden koostumukset ovat seuraavat:

Teräs A: C = 0,02 %, Cr = 16,5 %, Ni = 1,4 %

Mn = 0,40 %, Cu = 0,05 %, 35 Teräs B: C = 0,04 %, Cr = 16,5 %, Ni = 1,4 %,

Mn = 0,35 %, Cu = 0,05 %, 4 95400 lopun ollessa rautaa ja valmistusmenetelmälle ominaisia epäpuhtauksia.

Määritellyt pitoisuudet vastaavat riippuvuutta: 20 % C + 1,1 % Ni + 1/3 % (Mn + Cu) = 1,5 - 2,5, 5 koostumusten algebrallisen summan ollessa 2,1 teräksen A tapauksessa ja 2,5 teräksen B tapauksessa.

Tämän keksinnön mukaisesti ferriitti/martensiitti-rakenne saatiin saattamalla edellä määriteltyjen koostumusten mukaiset teräkset äkkijäähdytykseen sen jälkeen, 10 kun mainittujen terästen lämpötila oli nostettu välille 900 - 1 100 °C muutamaksi minuutiksi.

Martensiittirikasteisia teräksiä on perinteisesti käytetty vain vähän tai ei lainkaan johtuen niiden hauraudesta ja murtumisvaaroista, joita ne tuovat mukanaan vals-15 sausoperaatioissa ja kun kappaleita muokataan.

Yllättäen mitään häiriöitä ei esiintynyt näiden ferriitti/martensiittikaksifaasiterästen kylmävalssauksen aikana.

Valmistuksen ja lämpö- ja mekaanisten käsittelyjen 20 jälkeen näillä teräksillä on, kuten kuvioissa 1 ja 2 esitetään, toisaalta 1 070 MPa:n murtokuorma, kimmoraja, joka on oleellisesti 1 050 MPa, 6 %:n venymä teräksen A 40 %:n kylmävalssauksella, ja toisaalta 1 180 MPa:n murtokuorma, kimmoraja, joka on suunnilleen 1 140 MPa ja 3,5 %:n venymä ... 25 teräksen B 40 %:n kylmävalssauksella.

Lisäksi kulutuskeston parannusta, jonka kylmävalssauksella saatu mekaanisten ominaisuuksien, kuten murtokuorman, kimmorajan jne kasvu takaa, vahvistaa martensiit-tifaasin läsnäolo ferriittirakenteessa, joka muodostaa 30 kaksifaasisen teräksen.

: Sen jälkeen, kun kaksifaasinen ja kylmävalssattu teräslevy on saatu, muokkausoperaatiot tekevät mahdolliseksi valmistaa kuljetinketjun komponentteja, muokkauksen koostuessa halkaisu-, leikkuu- ja valssausoperaatioista.

5 95400

On havaittu, että tämän keksinnön mukaiset teräkset A ja B, jotka on valmistettu levyn muotoon, huolimatta 50 %:n ja 55 %:n martensiittimäärästä samassa järjestyksessä ja huolimatta yli 40-%:n kylmävalssausasteesta, so-5 veltuvat erinomaisesti sellaisten komponenttien kuten esimerkiksi kuljetinketjulenkkien valmistukseen.

Kun tämän kuljetinketjukomponentin vetolujuutta verrataan olemassa oleviin kuljetinketjuihin, jotka on valmistettu 430-tyypin kylmävalssatusta teräksestä, se on 10 40 % suurempi. Havaitaan myös, että korroosionkesto on parantunut tämän keksinnön mukaisella teräksellä.

Liian suuri hiilipitoisuus aiheuttaa herkistymistä raerajakorroosiolle. Terästen koostumukseen valitut hiili-pitoisuudet ja tämän keksinnön mukainen menetelmä vähentä-15 vät selvästi kromikarbidien saostumista herkistettäessä ruostumattomia teräksiä raerajakorroosiolle ja myös kloridia sisältävässä vesipitoisessa väliaineessa tapahtuvalle korroosiolle.

Alle 2,5 %:n molybdeenimäärän lisääminen teräskoos-20 tumukseen parantaa korroosionkestoa ja tarkemmin sanoen korroosionkestoa kloridia sisältävässä vesipitoisessa väliaineessa.

Tämän keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää eri muotoisten tuotteiden, kuten levyjen, tankojen, putki-... 25 en, lankojen jne. yhteydessä.

• · 6 95400

Patenttivaatimukset 1. Menetelmä ruostumattoman teräksen valmistamiseksi, jolla on korkea kimmoraja ja korkea murtokuorma, mar- 5 tensiitti/ferriitti-kaksifaasirakenne, hyvä taottavuus ja korkea kulutuskesto, tunnettu siitä, että teräs, jolla on seuraava painokoostumus: - hiiltä alle 0,10 % - kromia 16 - 20 % 10 - nikkeliä 0,2 - 2 % - mangaania alle 2 % - kuparia alle 2 % lopun ollessa rautaa ja epäpuhtauksia, jotka ovat luontaisia valmistusmenetelmälle ja jossa eri pitoisuudet vastaa-15 vat riippuvuutta 20 % C + 1,1% Ni + 1/3 % (Mn + Cu) = 1,5 - 2,5, saatetaan peräkkäin: - äkkijäähdytykseen sen jälkeen, kun sen lämpötila on nostettu välille 800 - 1 200 °C ja 20 - vähintään yhteen kylmävalssaukseen, jonka ohen- nusaste on yli 15%.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiilipitoisuus on alle 0,05 %.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n-25 n e t t u siitä, että teräs sisältää lisäksi alle 2,5 % molybdeenia painokoostumuksessaan.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että teräs saatetaan äkkijäähdytykseen sen jälkeen, kun lämpötila on nostettu välille 900 - 30 1 100 °C.

.· 5. Ruostumaton teräs, jolla on martensiitti/fer- riitti-kaksifaasirakenne, tunnettu siitä, että se on saatu jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukaisella menetelmällä.

il m i un i u ai 7 95400 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen teräs, tunnettu siitä, että ferriitti- tai martensiittifaasia on 40 - 60 %:n määrä.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen teräs, 5 tunnettu siitä, että ferriitti- tai martensiitti faasia on suunnilleen 50 %:n määrä.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukainen teräs, tunnettu siitä, että sen murtokuorma on yli 900 MPa.

10 9. Jonkin patenttivaatimuksen 5-8 mukainen teräs, tunnettu siitä, että sen kimmoraja on yli 800 MPa, kimmorajan ollessa suurempi tai yhtä suuri kuin 90 % murtokuormasta .

10. Jonkin patenttivaatimuksen 5-9 mukaisen mar-15 tensiitti/ferriitti-kaksifaasiteräksen käyttö kuljetin- ketjujen valmistukseen.

• · • 3 · ' • l 4