FI97899C - Alumiinitiivistetty teräs ja sen valmistusmenetelmä - Google Patents

Description

97899

Alumiinitiivistetty teräs ja sen valmistusmenetelmä.

Tämän keksinnön kohteena on kylmämuokattu, vanhenematon, alumiinitiivistetty syvävetoteräs ja sen valmistusmenetelmä. Vielä yksityiskohtaisemmin keksintö kohdistuu matala-mangaaniseen, erähehkutettuun (batch annealed) teräkseen, joka on muodostettu laattateelmästä, jolla on alennettu kuumavalssauslämpötila. Teräs on tunnettu pitkänomaisesta raerakenteesta ja sillä on erittäin korkea keskimääräinen plastinen muodonmuutoskerroin (plastic strain ratio).

Tunnetaan hyvin, että syvävetoteräksille on tunnusomaista se, että ne vaativat hyvin korkean keskimääräisen plastisen muodonmuutoskertoimen (rm) arvoltaan 1,8 tai enemmän. Keskimääräinen plastinen muodonmuutoskerroin määritetään rm = (r0° + r90 ° + 2r45°)/4. Korkeita rm-arvoja on saavutettu lisäämällä erilaisia karbidin ja/tai nitridin muodostajia, esimerkiksi Ti, Cb, Zr, B ja vastaavat teräsulakoostumuk-, . siin. Kuitenkin näiden alkuaineiden lisääminen sulaan ; syvävetoteräksen muodostamiseksi on epäsuotuisaa johtuen : ’ : lisääntyneistä seosainekustannuksista. On myös tunnettua, : että alumiinitiivistetty teräs, jolla on sama-akselinen ·.' : raerakenne varustettuna samanlaisilla korkeilla rm-arvoil- ί,·’ ·* la, voidaan muodostaa jatkuvalla hehkutuksella, mikäli alumiininitridi on erkautunut ennen kylmämuokkausta. Erä- • ·*: hehkutettu, alumiinitiivistetty teräs, jolla on pitkänomai- M» .··.·. nen raerakenne, voi kehittää rm-arvot noin 1,8 erkauttamal- • ,, • la alumiininitridia hitaan kuumennuksen aikana ennen rek- « t • · · *·*·* ristallisaation alkamista hehkutuksen aikana. Toisin kuin • · · erähehkutuksessa, alumiininitridiä ei erkaudu ennen rekris-; .’· tallisaatiota jatkuvan hehkutuksen aikana korkeiden rm- . ·. arvojen muodostamiseksi, koska kuumennusnopeus on liian jyrkkä. Alumiininitridin erkautuminen ennen kylmämuokkausta korkeiden rm-arvojen muodostamiseksi jatkuvahehkutettua 2 97899 alumiinitiivistettyä terästä varten on pantu täytäntöön käyttämällä korkeita kelauslämpötiloja kuumavalssauksen jälkeen tai kuumentamalla uudelleen suhteellisen kylmä teelmä lämpötilaan, joka on riittämätön uudelleenliuotta-maan alumiininitridit, jotka ovat erkautuneet valua seuraa-van teelmän jäähdytyksen aikana.

Seuraava tekniikan taso kuvaa kylmämuokatun, alumiinitii-vistetyn teräksen, joka on valmistettu jatkuvalla hehkutuksella. US-patentti 4,145,235 esittää prosessin matalaman-gaanisen, alumiinitiivistetyn teräksen valmistamiseksi, jolla on korkeat rm-arvot, kuumakelaamalla levy lämpötilassa vähintään 735°C kuumavalssauksen jälkeen. Tässä on esitetty rm-arvoja 2,09 asti jatkuvan hehkutuksen jälkeen. US-patentti 4,478,649 esittää menetelmän jatkuvavaletun alumiinitiivistetyn terästeelmän suoraksi kuumavalssaamiseksi ilman teelmän uudelleenkuumennusta. Valutilainen teelmä kuumavalssataan ennenkuin teelmä jäähtyy lämpötilaan alle Ar3 välttäen tämän avulla alumiininitridin erkautumisen. Alumiininitridi erkautuu ennen jatkuvaa hehkutusta kuumake-· laamalla levyä lämpötilassa vähintään 780°C kuumavalssauk- : V sen jälkeen. US-patentti 4,698,102 esittää käytettäväksi : : : alumiinitiivistetylle teräkselle teelmälämpötiloja alle 1 240°C siten, että alumiininitridi, joka on erkautunut :\j valua seuraavan teelmän jäähtymisen aikana, ei liukene .·". uudelleen ennen kuumavalssausta. Siinä esitetään kuumavals- • · · sauksen jälkeisiä kelauslämpötiloja 620 - 710°C minkä tahansa jäljellä olevan liuenneen typen erkauttamiseksi ennen • · · .*” jatkuvaa hehkutusta. US-patentti 4,1 1 6,729 esittää jatkuva- * I 4 \ * valetun alumiinitiivistetyn terästeelmän jäähdyttämisen : : lämpötila-alueen 650°C - Aro sisälle ainakin 20 minuutin

• · O

ajaksi alumiininitridin erkauttamiseksi. Teelmä kuumenne- a a a taan sitten uudelleen 950 - 1150°C:een kuumavalssausta 4 4 4 varten ilman alumiininitridin uudelleenliuottamista. Siinä esitetään rm-arvoja aina 1,6 asti jatkuvan hehkutuksen jälkeen. US-patentti 4,627,881 esittää menetelmän korkeiden 3 97899 rm-arvojen muodostamiseksi jatkuvasti hehkutetussa alumiini tiivistetyssä teräksessä säätämällä typen määräksi korkeintaan 0,0025 % ja fosforin määräksi korkeintaan 0,010 %, fosforin ja viidellä kerrotun typen määrän summan ollessa korkeintaan 0,020 %. Teelmät uudelleenkuumennettiin ja kuumavalssattiin lämpötila-alueessa 1050 - 1200°C. Kuuma-valssattu levy kelattiin lämpötilassa alle 650°C. Kylmä-muokatulla, jatkuvasti hehkutetulla levyllä oli rm-arvot 2,1 asti. On myös tunnettua, että jatkuvasti hehkutettu alumiinitiivistetty teräs, jolla on korkeat rra-arvot, voidaan muodostaa lisäämällä liukenevaa alumiinia sulaan. US-patentti 3,798,076 esittää alumiinitiivistetyn teräksen, jossa on 0,13 - 0,33 % liukenevaa alumiinia ja rm-arvot 1,91 asti jatkuvan hehkutuksen jälkeen.

On tunnettua, että alumiinitiivistetty teräs, jolla on samanlaiset korkeat rm-arvot, voidaan valmistaa erähehkut-tamisella. US-patentti 3,959,029 esittää konventionaalisen teelmän kuumavalssausmenettelyn käyttöä siten, että alu-·.· · miininitridiä ei erkauteta, s.o. typpi pidetään liuenneena • ennen erähehkuttamista. Siinä esitettiin rm-arvoja 2,23 : : : asti vanhenemattomalle, alumiinitiivistetylle teräkselle poistamalla hiiltä kylmämuokatusta levystä hehkutuksen j‘. : aikana hiilipitoisuuteen alle 0,01 %. U.S. 4.473,41 1 esit- :·. tää erähehkutetun alumiinitiivistetyn teräksen, jolla on rm-arvot 1,85 asti. Levy muodostettiin teelmästä käyttämäl-. lä konventionaalista (1 260°C teelmän poistolämpötila) kuuli; mavalssausmenettelyä, jossa teelmässä on 0,12 - 0,24 % « · · "·* * mangaania, joka teelmä kuumavalssattiin ilman alumiininit- ridin erkauttamista. Kuumavalssattu levy kylmämuokattiin ja • m sen kylmäpistelämpötilaa säädettiin huolellisesti päästön • · · *. aikana korkeiden rm-arvojen kehittämiseksi.

*···’ Karbidia ja/tai nitridiä muodostavien alkuaineiden lisäys sulaan vanhenemattoman syvävetoteräksen muodostamiseksi on 4 97899 ei-toivottua seosainekustannusten johdosta. Sulankäsittely-tekniikat, s.o. tyhjökaasutus, senkkasekoitus, fluksaus ja vastaavat, joita tarvitaan jäännöshiilen, typen tai fosforin pienentämiseksi, ovat kalliita. Korotettujen kelausläm-pötilojen käyttö vanhenemattoman, alumiinitiivistetyn syvävetoteräksen tuottamiseksi on ei-toivottua, johtuen epätasaisista jäähdytysnopeuksista ja hilse, joka muodostuu kuumavalssatun levyn pinnalle jäähdytettäessä korotetuista kelauslämpötiloista, on paljon vaikeampi poistaa. Erikoiset hiilenpoistohehkutusvaiheet vanhenemattoman, alumiinitiivistetyn syvävetoteräksen tuottamiseksi ovat ei-toivottua lisääntyneiden kustannusten johdosta. Niinpä on olemassa vielä tarve kustannuksiltaan edulliseen, vanhenemattomaan, alumiinitiivistettyyn syvävetoteräkseen. Erityisemmin on olemassa tarve erähehkutettuun, alumiinitiivistettyyn teräkseen, jolla on rm-arvo 1,8 tai enemmän, joka voidaan muodostaa käyttämällä konventionaalista käsittelyä tai käyttämällä käsittelyä, joka ei lisää, ja edullisesti vähentää, kustannuksia konventionaalisen käsittelyn suhteen .

Tämä keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen alumiinitiivistettyyn teräkseen, jolle on tunnus- omaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt t·^. asiat. Keksinnön kohteena on myös itsenäisten menetelmävaa- • I timuksien 7, 13 ja 14 johdanto-osan mukainen alumiinitii- « · · ; vistetyn teräksen valmistusmenetelmä, jolle on tunnusomais- t I » '· ta itsenäisten menetelmävaatimuksien 7, 13 ja 14 tunnus- • · · ” merkkiosassa esitetyt asiat.

« « · • · « • · · •

Keksinnön pääasialliset päämäärät sisältävät vanhenemattoman, syvävedettävän, alumiinilla tiivistetyn teräksen valmistamisen, käyttämättä sulaa seostavia lisäyksiä tai . ilman sulan kaasunpoistoa, sekoitusta tai fluksausta jään- nöshiilen, typen tai fosforin vähentämiseksi hyvin pieniin ’· · määriin.

5 97899

Keksinnön eräs toinen päämäärä sisältää vanhenemattoman, syvävedettävän, alumiinitiivistetyn teräksen valmistamisen, käyttämättä korotettuja kelauslämpötiloja kuumavalssauksen jälkeen.

Keksinnön lisäpäämäärä sisältää vanhenemattoman, syvävedettävän, alumiinitiivistetyn teräksen valmistamisen käyttämättä erityistä erähehkutusvaihetta, kuten esimerkiksi hiilen poisto.

Keksinnön tunnuspiirre sisältää vanhenemattoman, kylmä-muokatun, rekristallisaatioerähehkutetun teräslevyn, jolle on tunnusomaista pitkänomainen raerakenne ja rm-arvo vähintään 1,8, ja jonka koostumuksena on olennaisesti <0,08 % hiiltä, <0.1 % liukoista alumiinia (happoon liukenevaa alumiinia (acid sol. aluminium)), <0,20 % mangaania, kaikki painoprosentteja, loppuosa rautaa ja ei-vältettävissä olevia epäpuhtauksia, jolloin teräs on muodostettu laatta-teelmästä, joka on kuumavalssattu lämpötilasta vähemmän ' kuin 1260°C levyksi, jossa on typpeä liuenneena. 1 : ; Keksinnön eräs toinen piirre sisältää vanhenemattoman, : I kylmämuokatun, rekristallisaatioerähehkutetun teräksen, j'· · jolle on tunnusomaista pitkänomainen raerakenne ja rra-arvo j‘;’. vähintään 2,0, jonka koostumuksena on olennaisesti <0,05 % hiiltä, 0,02 -2 % liukoista alumiinia, <0,20 % mangaania, kaikki painoprosentteina, loppuosa rautaa ja ei-vältettä- • · · vissä olevia epäpuhtauksia, jolloin levy on valmistettu • « · *. jatkuvavaletusta laattateelmästä kuumavalssattuna lämpöti- lasta vähemmän kuin noin 1175°C levyksi, jossa on typpeä :***: liuenneena.

• · · •

Keksinnön eräs toinen tunnuspiirre sisältää vanhenematto-man, kylmämuokatun, rekristallisaatioerähehkutetun teräsle-vyn, jolle on tunnusomaista pitkänomainen raerakenne ja rm-arvo vähintään 1,8, jonka koostumuksena on olennaisesti 6 97899 <0,08 % hiiltä, <0,2 % mangaania, >0,01 % liukoista alu miinia ja typpeä epäpuhtautena, missä liukoisen alumiinin prosenttimäärän ja kokonaistypen prosenttimäärän tulo on 5 x 10-4, kaikki painoprosentteina, loppuosa rautaa ja ei-vältettävissä olevia epäpuhtauksia, jolloin levy on valmistettu laattateelmästä kuumavalssattuna lämpötilasta vähemmän kuin noin 1260°C levyksi, jossa on typpeä liuenneena.

Keksinnön vielä eräs piirre sisältää vanhenemattoman, kylmämuokatun, rekristallisaatioerähehkutetun teräslevyn, jolle on tunnusomaista pitkänomainen raerakenne ja rm-arvo vähintään 2,0, jonka koostumuksena on olennaisesti <0,05 % hiiltä, 0,03 -0,08 % liukoista alumiinia, 0,003 - 0,007 % kokonaistyppeä, <0,20 % mangaania, missä liukoisen alumiinin prosenttimäärän ja kokonaistypen prosenttimäärän tulo on <5 x 10-4, kaikki painoprosentteina, loppuosaa rautaa ja ei-vältettävissä olevia epäpuhtauksia, jolloin levy on valmistettu jatkuvavaletusta laattateelmästä kuumavalssattuna lämpötilasta alle noin 1175°C levyksi, jossa on typpeä : liuenneena.

: Keksinnön vielä eräs tunnuspiirre sisältää vanhenemattoman, ;‘· | kylmämuokatun, rekristallisaatioerähehkutetun teräslevyn, : jolle on tunnusomaista pitkänomainen raerakenne ja rm-arvo •yt vähintään 2,0, jonka koostumuksena on olennaisesti <0,05 % I · » hiiltä, 0,05 -0,06 % liukoista alumiinia, 0,004 - 0,006 % . kokonaistyppeä, <0,16 % mangaania, missä liukoisen alumii- • · · •j** nin prosenttimäärän ja kokonaistypen prosenttimäärän tulo *·' 1 on alueella 2 x 10“4 - 4 x 10-4, kaikki painoprosentteina, :*:1· loppuosa rautaa ja ei-vältettävissä olevia epäpuhtauksia, ·***. jolloin levy on valmistettu jatkuvavaletusta laattateelmäs- • · ·

*. tä kuumavalssattuna lämpötilasta vähemmän kuin noin 1175°C

levyksi, jossa on typpeä liuenneena.

Keksinnön vielä eräs piirre sisältää menetelmän teräslevyn 7 97899 valmistamiseksi muodostamalla laattateelmä, jonka koostumuksena on olennaisesti <0,08 % hiiltä, <0,1 % liukoista alumiinia, <0,20 % mangaania, kaikki painoprosentteina, loppuosa rautaa ja ei-vältettävissä olevia epäpuhtauksia, kuumavalssaamalla laattateelmä, jonka lämpötila on vähemmän kuin noin 1260°C, levyksi, jossa on typpeä liuenneena, poistamalla kuumavalssatusta levystä hilse, kylmämuokkaa-malla hilseestä puhdistettu levy, rekristallisaatioeräheh-kuttamalla kylmämuokattu levy, missä hehkutettu levy on vanhenematonta, ja levyllä on pitkänomainen raerakenne ja rm-arvo vähintään 1,8.

Keksinnön eräs toinen piirre sisältää menetelmän teräslevyn valmistamiseksi muodostamalla sula, jonka koostumuksena on olennaisesti <0,08 % hiiltä, <0,1 % liukoista alumiinia, <0,20 % mangaania, kaikki painoprosentteina, loppuosa rautaa ja ei-vältettävissä olevia epäpuhtauksia, valamalla sula laattateelmäksi, jolla on paksuus korkeintaan 50 mm, kuumavalssaamalla laattateelmä, jolla on lämpötila vähemmän ·,· ·' kuin noin 1260°C, levyksi, jossa on typpeä liuenneena, : poistamalla hilse kuumavalssatusta levystä, kylmämuokkaa- : maila hilseestä puhdistettu levy, rekristallisaatioeräheh- j kuttamalla kylmämuokattu levy, missä hehkutettu teräs on : vanhenematonta, ja levyllä on pitkänomainen raerakenne ja r_-arvo vähintään 1,8.

, ; ; m ’ . Keksinnön eräs toinen piirre sisältää menetelmän teräslevyn • · · *.*!;* valmistamiseksi muodostamalla sula, jonka koostumuksena on *·* olennaisesti <0,05 % hiiltä, 0,02 - 0,1 % liukoista alumii- nia, <0,20 % mangaania, kaikki painoprosentteina, loppuosa .***. rautaa ja ei-vältettävissä olevia epäpuhtauksia, valamalla « « « ·. sula laattateelmäksi, kuumavalssaamalla laattateelmä, jolla *·;* on lämpötila vähemmän kuin noin 1175°C, levyksi, jossa on *···’ typpeä liuenneena, poistamalla hilse kuumavalssatusta levystä, kylmämuokkaamalla hilseestä puhdistettu levy, rekristallisaatioerähehkuttamalla kylmämuokattu levy, missä 8 97899 hehkutettu teräs on vanhenematonta, ja levyllä on pitkänomainen raerakenne ja rm-arvo vähintään 2,0.

Keksinnön vielä eräs piirre sisältää menetelmän teräslevyn valmistamiseksi muodostamalla laattateelmä, jonka koostumuksena on olennaisesti <0,08 % hiiltä, <0,2 % mangaania, >0,01 % liukoista alumiinia ja typpeä epäpuhtautena, missä liukoisen alumiinin prosenttimäärän ja kokonaisprosentti-määrän tulo on <5 x 10-^, kaikki painoprosentteina, loppuosa rautaa ja ei-vältettävissä olevia epäpuhtauksia, kuumavals-saamalla laattateelmä, jolla on lämpötila vähemmän kuin noin 1260°C, levyksi, jossa on typpeä liuenneena, poistamalla hilse kuumavalssatusta levystä, kylmämuokkaamalla hilseestä puhdistettu levy, rekristallisaatioerähehkutta-malla kylmämuokattu levy, missä hehkutettu teräs on van-henematonta, ja levyllä on pitkänomainen raerakenne ja rm-arvo vähintään 1,8.

Keksinnön vielä eräs piirre sisältää menetelmän teräslevyn : valmistamiseksi, johon menetelmään kuuluu sulan muodostarni- : · : nen, jonka sulan koostumuksena on olennaisesti <0,05 % i hiiltä, 0,03 - 0,08 % liukoista alumiinia, 0,003 - 0,007 % : kokonaistyppeä, <0,20 % mangaania, missä liukoisen alumii- . : nin prosenttimäärän ja kokonaistypen prosenttimäärän tulo on <5 x 10~4, kaikki painoprosentteina, loppuosa rautaa ja I · · ei-vältettävissä olevia epäpuhtauksia, sulan valaminen laattateelmäksi, laattateelmän jäähdyttäminen lämpötilaan • · · *···* alle Aro alumiininitridin erkauttamiseksi, laattateelmän • · · ^ • « ·

uudelleenkuumentaminen lämpötilaan vähemmän kuin 1175°C

;V: alumiininitridin uudelleenliuottamiseksi, laattateelmän • · .*··. kuumavalssaaminen levyksi, jolla on lopetuslämpötila vähin- ··« .... ..

tään yhtä suuri kuin A^ ja kelauslämpötila korkeintaan • · · ’··* 593°C, missä kuumavalssatussa levyssä on typpeä liuenneena, hilseen poistaminen kuumavalssatusta levystä, hilseestä puhdistetun levyn kylmämuokkaus, kylmämuokatun levyn rek-ristallisaatioerähehkuttaminen, missä hehkutettu levy on 9 97899 vanhenematonta, ja sillä on pitkänomainen raerakenne ja rm-arvo vähintään 2,0.

Keksinnön vielä eräs piirre sisältää menetelmän teräslevyn valmistamiseksi muodostamalla sula, jonka koostumuksena on olennaisesti <0,05 % hiiltä, 0,05 - 0,06 % liukoista alumiinia, 0,004 - 0,006 % kokonaistyppeä, <0,20 % mangaania, missä liukoisen alumiinin prosenttimäärän ja kokonaistypen prosenttimäärän tulo on alueella 2 x 10“4 - 4 x 10~4, kaikki painoprosentteina, loppuosa rautaa ja ei-vältettävissä olevia epäpuhtauksia, valamalla sula laattateelmäksi, jäähdyttämällä laattateelmä lämpötilaan alle Ar3 alu-miininitridin erkauttamiseksi, uudelleenkuumentamalla laattateelmä lämpötilaan vähemmän kuin 1175°C alumiininit-ridin uudelleenliuottamiseksi, kuumavalssaamalla laattateelmä levyksi, jossa on lopetuslämpötila vähintään yhtä suuri kuin Ar3 ja kelauslämpötila korkeintaan 593°C, jolloin kuumavalssatussa levyssä on typpeä liuenneena, hilseen poistaminen kuumavalssatusta levystä, kylmämuokkaamalla '·' ’ hilseestä puhdistettu levy, rekristallisaatioerähehkutta- : .· maila kylmämuokattu levy, missä hehkutettu levy on van- · henematonta, ja sillä on pitkänomainen raerakenne ja rra- : * : arvo vähintään 2,0.

i ‘ : j':’. Keksinnön vielä eräs piirre sisältää menetelmän teräslevyn * valmistamiseksi muodostamalla sula, jonka koostumuksena on . olennaisesti <0,05 % hiiltä, 0,05 - 0,06 % liukoista alu- • · * ' » » » • · t miinia, 0,004 - 0,006 % kokonaistyppeä, <0,16 % mangaania, • « « • * · ..

*. missä liukoisen alumiinin prosenttimäärän ja kokonaistypen V.: prosenttimäärän tulo on alueella 2 x 10~4 - 4 x 10~4, kaikki J*”: painoprosentteina, loppuosa rautaa ja ei-vältettävissä ole- • · · via epäpuhtauksia, valamalla sula laattateelmäksi, jäähdyt- 4 C « tämällä laattateelmä lämpötilaan alle Ar3 alumiininitridin erkauttamiseksi, uudelleenkuumentamalla laattateelmä lämpötilaan vähemmän kuin 1175°C alumiininitridin uudelleenliuottamiseksi, kuumavalssaamalla laattateelmä levyksi, jossa

1 O

97899 on lopetuslämpötila vähintään yhtä suuri kuin Ar3 ja ke-lauslämpötila korkeintaan 593°C, jolloin kuumavalssatussa levyssä on typpeä liuenneena, hilseen poistaminen kuuma-valssatusta levystä, kylmämuokkaamalla hilseestä puhdistettu levy, rekristallisaatioerähehkuttamalla kylmämuokattu levy alueella 538 - 649°C, missä hehkutettu levy on van-henematonta, ja sillä on pitkänomainen raerakenne ja rm-arvo vähintään 2,0.

Keksinnön edut sisältävät kylmämuokatun, vanhenemattoman, rekristallisaatioerähehkutetun, alumiinitiivistetyn teräksen, jolle on tunnusomaista pitkänomainen raerakenne ja rm-arvo vähintään 1,8, joka on muodostettu kuumavalssaamalla laattateelmää, jolla on alennettu lämpötila, saavuttaen tämän avulla säästöä energiakustannuksissa, parantaen saantoa ja tuottavuutta ja lisäten laattateelmän kuumen-nusuunin elinaikaa. Keksinnön lisäetu sisältää teräksen muodostamisen ohuista jatkuvavaletuista laattateelmistä. Keksinnön lisäetu sisältää teräksen valmistamisen käyttä-·.· · mällä alennettua hehkutuslämpötilaa aikaansaaden tämän : avulla säästöjä hehkutusajassa ja energiakustannuksissa.

« > · ;'· j Keksinnön edellä esitetyt ja muut päämäärät, tunnuspiirteet ,·.: ja edut tulevat ilmeiseksi yksityiskohtaisen kuvauksen tarkastelulla.

1 * * i · « • . Kuvio 1 on mikrovalokuva 100-kertaisella suurennuksella • « » kylmä muokatun, rekristallisaatioerähehkutetun t · · *·] * teräksen raerakenteesta keksinnön yhdessä suori- tusmuodossa, • · • · · : :

»M

*. Kuvio 2 on mikrovalokuva 100-kertaisella suurennuksella « · · sellaisen teräksen raerakenteesta, jolla on sama koostumus kuin kuvion 1 teräksellä mutta jonka raerakenne on keksinnön ulkopuolella, 11 97899

Kuvio 3 on mikrovalokuva 100-kertaisella suurennuksella keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetun teräksen rae-rakenteesta, mutta jonka rm-arvo on keksinnön ulkopuolella,

Kuvio 4 on mikrovalokuva 100-kertaisella suurennuksella kylmä-muokatun, rekristallisaatioerähehkutetun, alumiinitii-vistetyn teräksen raerakenteesta, jolla on konventionaalinen koostumus ja joka on muodostettu teelmästä, joka on kuumavalssattu konventionaalisesta lämpötilasta',

Kuvio 5 on kylmämuokatun, erähehkutetun, alumiinitiivistetyn teräksen rm_arvojen kaavio mangaanipitoisuuden funktiona erilaisilla teelmälämpötiloilla ja erilaisilla kuumava1ssauske1aus1ämpötiloilla,

Kuvio 6 on kylmämuokatun, erähehkutetun, alumiinitiivistetyn teräksen rm-arvojen kaavio teelmälämpötilan funktiona erilaisilla liukoisen alumiinin, kokonaistypen ja mangaanin koostumuksilla, • V Kuvio 7 on kylmämuokatun, alumiinitiivistetyn teräksen rm- ::· arvojen kaavio erähehkutuslämpötilan, teelmän uudel- 1 eenkuumennuslämpötilan ja mangaanikoostumuksen funk- • · .'· ’ tiona, • · · r • · • · · • · · • · ·

Kuvio 8 on vetolujuuden kaavio kuvion 7 teräksiä varten eräheh- . . kutuslämpötilan, teelmän uudel1eenkuumennuslämpötilan • · · • « · ja mangaanin koostumuksen funktiona, • · · • · · : : : Kuvio 9 on kokonaisvenymän kaavio kuvion 7 teräksiä varten : erähehkutuslämpötilan, teelmän uudel1eenkuumennusläm- . pötilan ja mangaanikoostumuksen funktiona, 12 97899

Kavio 10 on kylmämuokattujen, erähehkutettujen, alumiinitiivis-tettyjen teräksien rm-arvojen kaavio kuumavalssausajän funktiona erilaisilla liukoisen alumiinin, kokonais-typen ja mangaanin koostumuksilla,

Kuvio 11 on rm-arvojen kaaviokuva liukoisen alumiinin ja koko-naistypen tulon funktiona kylmämuokattua, alumiinitii-vistettyä terästä varten, joka on kuumavalssattu teel-mästä, jolla on 1149°C lämpötila, kahdella erilaisella kuumavalssausajalla ja erähehkutettu 649°C:ssa 4 tuntia,

Kuvio 12 on kylmämuokatun, alumiinitiivistetyn teräksen rm-arvojen kaaviokuva erähehkutuslämpötilan funktiona erilaisilla liukoisen alumiinin, kokonaistypen ja mangaanin koostumuksilla, kun se on kuumavalssattu teelmästä, jolla on lämpötila 1149°C,

Kuvio 13 on kylmämuokatun, alumiinitiivistetyn teräksen rm- arvojen kaavio alumiinin ja typen tulon, mangaanin ja kuumavalssausajän funktiona teräksille, jotka on kuumavalssattu teelmästä, jolla on lämpötila noin 1149°C ja hehkutettu 649°C:ssa 4 tuntia.

« « « • · I I Ymmärretään, että levyllä tarkoitetaan sekä kylmämuokattua • · · • · · nauhaa, jolla on epämääräinen pituus ja kylmämuokattua nauhaa, • · · *·1 ' joka on leikattu määrättyihin pituuksiin. Ymmärretään myös, että keksinnön mukaiset kylmämuokatut levyt voidaan valmistaa • · ·. 1: teelmistä, jotka on valettu jatkuvasti sulasta tai valanteista, * · · ·.· · jotka on valssattu levyaunion valssaimessa.

· · • · ·

Keksinnön mukaisen teräksen kemiallisena koostumuksena on olennaisesti <0,08 % hiiltä, <0,1 % liukoista alumiinia, <0,2 % mangaania, kaikki painoprosentteina ja loppuosa koostumuksesta on rautaa ja ei-vältettävissä olevia epäpuhtauksia.

13 97899

Kuten esitetään yksityiskohtaisemmin alempana, alumiinin, typen ja mangaanin koostumukset ovat yksilöllisesti tärkeitä taipui -suutta varten käsittelyssä ja hyvää vedettävyyttä varten. Yhtä tärkeä tarkastelu on alumiinin ja typen tulo, s.o. liukoisen alumiinin prosenttimäärä kertaa kokonaistypen prosenttimäärä. Alumiinin ja typen koostumukset on määritetty säädettäväksi siten, että niiden tulo ei edullisesti ole suurempi kuin 5 x 10_4 ja kaikkein edullisimmin se on alueella 2 x 10_4 -4 x 10_4. On erityisen tärkeää säätää alumiinin ja typen tuloa, kun vaaditaan suhteellisen pitkiä kuumavalssausaikoja.

Mangaanin tulisi olla ainakin 0,05 paino-% estämään rikistä johtuva kuuma hauraus kuumavalssauksen aikana. Mikäli mangaani ei ole alhainen ja ylittää noin 0,24 paino-%, riittämätön typpimäärä voi jäädä liuokseen kuumavalssatussa levyssä, joka on muodostettu teelmästä, jolla on keksinnön mukainen alennettu lämpötila. Teelmän ja erähehkutuslämpötilojen minimoimiseksi ja rm-arvojen maksimoimiseksi mangaanin tulee edullisesti olla <0,20 paino-% ja edullisimmin <0,16 paino-%.

Alumiinitiivistettyä terästä varten vaaditaan vähintään 0,01 paino-% liukoista alumiinia sulan deoksidoimiseksi, liukoisen : alumiinin suhteen kokonaistyppeen ollessa ainakin 2:1. Tämän .·. ; suhteen ylläpitäminen varmistaa sen, että jäännöstyppi esiintyy » · · 1 I alumiininitridinä siten, että rekristal1isaatioerähehkutettu • · · • · · l„m teräs on vanhenematonta. Tästä syystä liukoisen alumiinin tulee • · · *·’ edullisesti olla ainakin 0,02 paino-%. Liukoisen alumiinin ei tule ylittää 0,1 paino-%, koska hehkutetulla teräksellä olisi • · ·.*·: liiallinen kovuus, vähentynyt vedettävyys ja liialliset seos- • « · : ainekustannukset. Teelmä- ja erähehkutuslämpötilojen alentami- . seksi, kuumavalssaukseen mahdollisen käytetyn ajan lisäämiseksi • * · ja rm-arvojen maksimoimiseksi liukoisen alumiinin tulee olla <0,08 paino-%. Vielä edullisemmin liukoisen alumiinin tulee olla 0,03 - 0,08 paino-% ja kaikkein edullisimmin sen tulisi olla 0,05 - 0,06 paino-%.

14 97899

Konventionaaliset jäännösmäärät, s.o. epäpuhtaudet, <0,01 paino-% kokonaistyppeä, <0,02 paino-% fosforia ja <0,018 paino-% rikkiä, ovat hyväksyttäviä. Vedettävyyden maksimoimiseksi kokonaistypen tulee edullisesti olla <0,008 paino-%. Vielä edullisemmin kokonaistypen tulee olla 0,003 - 0,007 paino-% ja kaikkein edullisimmin sen tulisi olla <0,004 - 0,006 paino-%.

Hiilen ei tule ylittää 0,08 paino-%, koska erähehkutetulla teräksellä olisi liiallinen kovuus. Edullisesti hiili on 0,03-0,05 paino-%.

Paksuudeltaan 150 - 250 mm konventionaaliset teelmät kuumavals-sataan asteittain, jolloin ne alennetaan paksuuteen noin 30 mm sarjalla esivalssausasemia ja pienentäen edelleen levyksi, jolla on noin 2,5 mm paksuus sarjalla viimeistelyvalssausase-mia. Sitten kuumaavalssattu levy kelataan, suoritetaan hilseen poisto, kylmämuokataan ja rekristal1isaatioerähehkutetaan. Vanhenematon, alumiinitiivistetty teräs, joka on valmistettu erähehkutuksella, vaatii typen olemisen jähmeässä liuoksessa (ei erkautettu alumiininitridinä) kuumavalssatussa levyssä kuumavalssauksen jälkeen. Teelmille, jotka on jäähdytetty ennen kuumavalssausta lämpötilaan alle Ars, teelmät tulee uudelleen- • # # ' ·' kuumentaa riittävän alumiininitridimäärän uudelleenliuottami- " : : seksi siten, että kuumavalssatussa levyssä on liuennutta typpeä saatavilla rekristal 1 isaatiotekstuurin muodostamiseksi, joka on • · ϊ#*.· tarpeen hyviä rm-arvoja varten. Teelmissä, jotka on kuumavals- sattu suoraan jatkuvan valun jälkeen tai levyauniovalssaimesta, typpi ei ole erkautunut alumiininitridinä, mikäli teelmiä ei : ole jäähdytetty lämpötilaan alle Ar3. Niinpä ei ole tarpeel- • · · • · lista uudel 1 eenkuumentaa suoraan valssattuja teelmiä. Suoraan • · · valssatut teelmät eivät tarvitse yhtä korkeita lämpötiloja kuin teelmät, jotka on aiemmin jäähdytetty alle Ar3, koska suoraan valssatut teelmät eivät vaadi alumiininitridin uudel leenliuot-: tamista.

15 97899

Alumiininitridin erkautuminen erähehkutussyklin kuumennusvai-heen aikana johtaa halutun vahvan {111} rekristal1isaatioteks-tuurin muodostumiseen, mikä tarjoaa rm-arvot, joita tarvitaan hyvää vetosuoritusta varten. Teräksillä, jotka on kylmämuokattu ja rekristallisaatioerähehkutettu, toteutetaan termomekaaninen teelmien käsittely kuumavalssauksen aikana sillä tavoin, että se minimoi alumiininitridin määrän kuumavalssatussa levyssä. Paperissa, jonka nimenä on "Solution and precipitation of aluminum nitride in relation to the structure of low carbon steels", Trans. ASM, 46. (1954), sivut 1470-1499, W. C. Leslie et al., joka sisällytetään tähän viittauksena, esitetään alumiininitridin liukenemislämpötilan kuumavalssauksen aikana olevan funktio teräksessä läsnäolevan liukoisen alumiinin ja kokonaistypen painoprosenttien tulosta. Ollen joko jatkuva-valettuja tai harkoista muodostettuja, niin tavanomaisen paksuiset teelmät, jotka on jäähdytetty alle Ar3, uudel1eenkuumen-r.etaan ennen kuumavalssausta vähintään 1260°C lämpötilaan valun jälkeisen teelmän jäähtymisen aikana muodostuneen alumiininitridin täydelliseksi uudel1eenlluottamiseksi. Uudelleen-kuumennusta seuraten paksut teelmät kuumavalssataan esivals-sausasemien läpi, missä teelmien lämpötila putoaa noin ; 1260°C:sta noin 104°C:een noin 3,25 - 3,75 minuutin ajanjakson : ·' aikana. Teräs, joka on lämpötilassa noin 1040°C ja jonka pak- suus on 25 - 30 mm, pienennetään edelleen noin 2,5 mm paksuu- ·.*·· teen kuljettamalla moniasemaisen viimeistelyvalssin läpi.

• · *·/·· Teräksen lämpötila putoaa noin 1040°C:sta levyn poistolämpöti- laan (loppulämpötilaan) niin alhaiseksi kuin 870°C noin 10 sekunnin aikana. Teelmiä käsitellään edullisesti siten, että : niillä on vähintään 870°C loppulämpötila ei ainoastaan alumii- • «· • · ninitridin erkautumisen välttämiseksi vaan myös raekoon • · · säätämiseksi. Kelauslämpötilaa säädetään samoin alumiininitri-din erkautumisen minimoimiseksi. Poistuessaan viimeistelyvals-’ saimesta levy jäähdytetään vedellä lämpötilaan vähemmän kuin . . : 650°C, edullisemmin vähemmän kuin 593°C ja edullisimmin 566°C, ennenkuin se kääritään kelaksi. Tämä on sovelias lämpötila 16 97899 lähteä aloittamaan pitkäaikainen kuumava1ssatun levyn jäähdytysprosessi kelatussa muodossa ja silti välttämään liiallisen alumiininitridimäärän erkautuminen. Niinpä paljon typpeä pysyy liuenneena kuumavalssatussa levyssä ennen kylmämuokkausta. Kohotetut kelaus lämpötilat 700°C yläpuolella johtavat liialliseen alumiininitridin erkautumiseen taaten käytännössä epäonnistumisen korkeiden rm-arvojen ja hyvien syväveto-ominaisuuk-sien saavuttamiseksi kylmämuokkausta ja erähehkutusta seuraa-vana.

Keksijä on analysoinut, että teelmiä ei tarvitse uudelleen-kuumentaa korkeisiin lämpötiloihin 1260°C tai enemmän kuuma-valssausta varten korkeiden rm-arvojen saavuttamiseksi eräheh-kutuksen jälkeen, mikäli mangaania alennetaan ja alumiinia ja typpeä säädellään. Teelmät uudel1eenkuumennetaan edullisesti lämpötilaan vähemmän kuin 1175°C ja kuumavalssataan siitä lähtien ja edullisimmin lämpötilasta 1149°C.

Esimerkkinä alumiinitiivistettyjä teräksiä valmistettiin laboratoriossa tyhjösulatuksel1 a. Teräkset A-E valettiin teelmä-harkoiksi paksuudeltaan 28,6 mm, leveydeltään 102 mm ja pituudeltaan 178 mm ja jäähdytettiin ympäristön lämpötilaan. Neljä ; teelmää kustakin teräskoostumuksesta uudelleenkuumennettiin • : ympäristön lämpötilasta lämpötilaan 1093°C, 1149°C, 1204°C ja *: 1260°C kuumavalssausta varten. Teelmien pitoaika kuumennus- • · V*: uunissa oli 1 tunti. Teelmät kuumavalssattiin levyiksi, joilla • · · V · oli paksuus 3,6 mm, noin puolessa minuutissa, niillä oli lopetuslämpötila 927°C, ne vesi jäähdytettiin 566°C:een simu- :*·.· loimaan kelaus lämpötilaa ja jäähdytettiin sitten hitaasti • · uunissa ympäristön lämpötilaan. Kuumavalssatuista levyistä poistettiin sitten hilse peittaamalla ja niitä kylmämuokattiin • · · *·*··* 70 % paksuuteen 1,07 mm. Kylmämuokatut levyt kuumennettiin nopeudella 28°C/h (simuloiden erähehkutusta) lämpötilaan 649°C, | pidettiin tässä lämpötilassa 4 tuntia ja sitten jäähdytettiin nopeudella 28°C/h. Hehkutetut teräkset viimeisteiyvalssattiin 17 97899 1 %. Koostumukset paino-%:na ja viimeistelyvalssattujen levyjen rm-arvot teräksille Α-Ξ on esitetty taulukossa 1.

• · < • «· • · • · • · · • · · • · • · » • · · • · · • · • » » • ♦ · • · • a · • · · • · · a •

Iti « · a is 97899 c

:(0 C

,, E :(0

-P f* r-t E

•^4Π<ρΐΛ50>0»ω ^ ^ aNtoes m Φ % g - « ^ ^ -M 2 3* :(0 -X -P H :trj d O f *< ^ . I—i I—( isUs.?!^. s d :¾ « ί N»· f *· »· |7(0 >, Π I , ΉΗ 4-· (0 Φ E· >J rH ·ΗΗ

, n n (0 λ; rH

+J /m 0) rH M (0 3 1 5 Ϊί H ’ E'S id

<0 cnT' oj Osj cm ^ (0:0 -P

»H Ή ft <fl :θ 2 +J E -H ft

g C :(0 -PE

§ /s 3H C :m i ISS5 *„t :i 3¾ >( S ^ rH H* (0

ft <0 φ rH

(Λ M (0 Φ W Μ Ιβϋ .. 3 <n ui äs O n «O CM O (0 (3 ·· 3 o *- .- .- CM O (/) ft S ?l fc Γ S U <0 Ο Ο ο" ο β ^ w a Λ. N <H <N ^ o tn w w h· rH g ^ osto

Ό <Tj Γ1 H* rH

> M3 (0 •P (0 * , > 3 E ti -P (0

_ ι) P o HP

® N 5 Ο Λ Qj 3 > ij 3 M 5 § § § § J3 s ®g

·- - » ^ 3 <0 4J

.h OOOOO^fifNil. 3

Λ 1) . £: M C

o aioi ο p C .- <-> »o ^ .c οι ft --- ft ·· ft § τ,η n " Φ Φ ft c :ifl CJ ft P C Π »2 _·' x: ··

3 0 HO 3 2 £ * :(0 U

rH C φ VO rH -P ^ HO

3 ·Η vo 3 (I) φ H*

(0 O N N N N 0O Φ vn (0 P O

EH ft © O © O © ^ E-t 2 φ Γ-

^ Λ* ä’ —** —·*-> rH (¾ Λ rH

•H © © O O O ,H Ä . ^ 3 Ή W Φ -H -n • — ft (0 Λ w I :(0 «πi -(0 C* m u, _ ft (0 ;·:; 3 as a & s s .s s * ^ .*· -PO *“*-*- »-»- (u-h

;* 7, S N β N N H P Ή -PO

. . : ~ o o o o o o -h s rH

·. ·; OOOOOrH4J -p φ -H

... θ' O O* O cT 1—1 ;0 JJ Ή -P

; i ; -H ft ft iH :0 . 3 E 2 -h ft

P :<0 2 3E

(0 rH E 4J :<0

ft w :!S «o rH

.·. : 03 ε$-ο ft w ·· *: · ^ o <0 <m 1 § S S Λ- 3· Ϊ § § ϋ s 5 g j j λ S ^ S ” ^ ^ r ” 1 g 9L ® 9. OO EE H :nJ Φ

. 00000 Ή 3 EE

• >1 3 Ή 3 : : : ft ft >1 h C ft ft •P Φ c

Ui O Φ ,01 -P Φ :<< > rH \< O Φ

« H rH ft > rH

g < O o o UJ T-S w < 00 O O UJ

£3 i JO

: u 3 Ed H 3 * * 19 97899

Taulukon 1 tulokset osoittavat, että teräksillä oli kaikilla mangaanikoostumuksi11 a rm-arvo vähintään 1,8 käytettäessä konventionaalista teelmälämpötilaa 1260°C. Teräksillä A-D, joilla oli mangaanikoostumus vähemmän kuin 0,22 paino-%, oli hyvin korkeat rm-arvot, kun teelmät uudel1eenkuumennettiin alennettuihin lämpötiloihin 1149°C ja 1204°C. Itse asiassa käyttämällä vain 1149°C teelmälämpötilaa tuloksena oli poikkeuksellisen korkeat rm-arvot 2,30 tai enemmän teräksille A-D. Kuitenkin teelmälämpötilan lisäalentaminen 1093°C:een johti hyvin alhaisiin rm-arvoihin 1,32 tai vähemmän kaikilla mangaa-nikoostumuksilla, ilmaisten selvästi riittämättömästi typpeä jääneen liuokseen kuumavalssatussa levyssä ennen kylmämuok-kausta. Teräksellä Ξ oli rm-arvot alle 1,8, kun se kuumavals-sattiin teelmästä, jolla oli alennetut lämpötilat 1149°C ja 1204°C. Selvästi mangaanipitoisuuden alentamisella 0,16 paino-%:iin tai pienemmäksi 0,22 paino-%:sta, oli dramaattinen vaikutus kuumavalssatussa teräksessä liuenneena pidätetyn typen määrään, joka levy on valssattu teelmästä, jolla on alennettu lämpötila. Säätämällä mangaanipitoisuutta selvästi riittävästi typpeä oli läsnä kuumavalssatussa levyssä rekristallisaatio-tekstuurin muodostamiseksi, mikä on tarpeen hyviä rm-arvoja varten erähehkutuksen jälkeen.

i * · > · · : : : On tunnettua, että vanhenemattomalle, kylmämuokatulle, eräheh- i.'·· kutetulle, alumiinitiivistetylle teräkselle on tunnusomaista : raerakenne, jonka venymä on 2,0 tai enemmän. Sellainen rae- •T: venymä on merkkinä siitä, että alumiininitridiä on erkautunut hitaan kuumennuksen aikana ennen rekristallisaation alkua : hehkutuksen aikana. On myös tunnettua, että alumiininitridin • · · t·;·. liukenemislämpötila on funktio typen ja alumiinin painoprosent- • · · tien tulosta teräksessä. Leslie et ai mukaan teräksien A-D typpi- ja alumiinikoostumukselle olisi ehdotettu alumiininitri-‘ din "ilmeisiä" liuoslämpötiloja ennen kuumavalssausta suuruu deltaan 1284°C tai enemmän. Kuitenkin teräksien A-D raeraken-teilla oli kyImämuokkauksen ja erähehkutuksen jälkeen hyvin 20 97899 korkeat venymät, selvästi yli tavanomaisten venymien, s.o.

>2,0, alennetuilla teelmälämpötiloilla 1149°C ja 1204°C. Esimerkiksi kuvio 1 esittää voimakkaasti pitkänomaisen rae-rakenteen teräkselle B, jolla oli rm~arvo 2,38 levyllä, joka oli kylmämuokattu ja erähehkutettu 649°C:sta 4 tunnin ajan. Teräs valmistettiin teelmästä, joka oli uudelleenkuumennettu 1149°C:een ja jolla oli simuloitu kelauslämpötila 566®C kuuma-valssauksen jälkeen. Kuvio 2 esittää tasa-akselisen raeraken-teen teräkselle B, jolla oli rm-arvo 1,26 ja jolla oli sama käsittely kuin teräksellä B kuviossa 1 lukuunottamatta sitä, että teelmä uudelleenkuumennettiin 1093°C:een. Kuvio 2 esittää, että teelmälämpötila 1093°C ei selvästikään johda riittävään liuenneeseen typpeen kuumavalssatussa levyssä pitkänomaisen raerakenteen muodostamiseksi kylmämuokkauksen ja erähehkutuksen jälkeen. Kuvio 3 osoittaa konventionaalisen, osittain pitkänomaisen raerakenteen teräkselle E, jolla on alhainen rm-arvo 1,44. Teräksellä E kuviossa 3 oli sama käsittely kuin teräksellä B kuviossa 1. Ainoa merkittävä ero kuvion 3 teräksellä E kuvion 1 teräkseen B nähden oli se, että kuvion 3 teräksessä oli 0,22 paino-% mangaania kuvion 1 teräksen 0,1 paino-% vastaan. On huomattava, että ei ainoastaan kuvion 3 teräksen rae-rakenteen venymä ollut merkittävästi pienempi kuin kuvion 1 ; ,·, teräksellä vaan myös kuvion 3 raerakenne sisälsi merkittävän , « • määrän tasa-akselisia rakeita. Kuvio 4 esittää konventionaali- • ♦ * "/ '. sen pitkänomaisen raerakenteen teräkselle E, jolla oli rm~arvo • · · ‘ * 1,79. Teräs E kuviossa 4 käsiteltiin identtisesti kuvion 1 » · » *’ * teräksen B kanssa lukuunottamatta sitä, että teelmä uudelleen- • · · V * kuumennettiin 1260°C:een. Kuvion 4 teräksen, jolla oli konven tionaalinen kuumavalssausteelmälämpötila, raerakenteella oli • » *·.*·· rakeiden venymä, joka lähestyy kuvion 1 teräksen rakeiden : : venymää. Toisin kuin raerakenne, teräkselle E kuviossa 3, joka , *·, käytti oletettua kuumavalssauslämpötilaa, raerakenne teräkselle • * · ! E kuviossa 4, joka käytti konventionaalista teelmän kuumavals- sauslämpötilaa, oli hyvin harvoja tasa-akselisia rakeita. Loput t teräkset A, C ja D, joilla oli alennetut teelmälämpötilat * k 2i 97899 1149°C ja 1204°C, omasivat samanlaiset rakeiden venymät kuin kuviossa 1 esitetty. Teräksillä A, C ja D, joilla oli alennetut teelmälämpötilat 1093°C, oli vastaavanlaiset raerakenteet kuin kuviossa 2 esitetyllä. Teräksillä A, C ja D, joilla oli konventionaalinen teelmälämpötila 1260°C, oli rakeiden venymät vastaavat kuin kuviossa 1 esitetty. Leslie et ai. opettaa, että teräksillä A -D ei olisi tullut olla riittävästi liuennutta typpeä levyissä, jotka on kuumavalssattu teelmistä alennetuissa lämpötiloissa 1149°C ja 1204°C, erityisesti 1049°C, pitkänomaisen raerakenteen muodostamiseksi ja korkeiden rm-arvojen aikaansaamiseksi kylmämuokkauksen ja erähehkutuksen jälkeen. Näille opetuksille päinvastoin keksijä on päätellyt, että kylmämuokatut ja erähehkutetut teräkset A - D, joissa on mangaania vähemmän kuin 0,22 paino-% ja jotka on muodostettu levyistä, jotka on kuumavalssattu teelmistä, jotka on uudel-leenkuumennettu lämpötiloihin vain 1149°C ja 1204°C, oli rae-venymät selvästi tavanomaisia venymiä suuremmat. Syy näiden pitkänomaisten raerakenteiden saavuttamiseen alennetuissa teelmien uudelleenkuumennuslämpötiloissa ei ole tunnettu. Vaikkakaan tätä ei ole demonstroitu analyyttisesti, mahdollinen selitys tälle odottamattomalle tulokselle teräksille A - D on

I I I

·' ' se, että ne selvästikin sisälsivät riittävästi typpeä pidätet- 4 9 % ; tynä liuenneena kuumavalssatussa levyssä klassisen pitkänomai- • i · sen rakeen muodostamiseksi (ja poikkeuksellisen korkeiden rm- :#\i arvojen) kylmämuokkauksen ja simuloidun erähehkutuksen jälkeen.

• · i · · • ·· • · ·’·*: Toisessa kokeessa teräkset A - E käsiteltiin identtisesti m edellä esitetyn esimerkin kanssa, joka on esitetty taulukossa j 1, lukuunottamatta sitä, että teräksille A - E, annettiin koro- e ♦· tettu simuloitu kelauslämpötila 704°C 566°C asemasta, rm-arvot • e e *, on esitetty taulukossa 2.

• e · • · * • · t : : Kaikilla koostumuksilla ja teelmäh uudelleenkuumennuslämpö- X : tiloilla rm~arvot pienenivät 1,41 tai vähemmäksi näillä eräheh- • » *./ kutetuilla levyillä. Tämä antaa ymmärtää, että korotetut simu- « ·

I II

22 97899 loidut kelauslämpötilat, aiheuttivat typen erkautumisen alumii-ninitridinä ennen kylmämuokkausta. Päinvastaisesti nämä tulokset näyttävät vahvistavan, että alumiininitridi oli liuenneena teräksen A - 0 kuumavalssauksen jälkeen taulukossa 1, jolla oli alennetut teelmälämpötilat 1149°C ja 1204°C.

Taulukoiden 1 ja 2 rm~arvot on esitetty kaavioilisesti kuviossa 5. Ylempi käyrä 10 osoittaa matalamangaanipitoiset teräkset A -D, joilla on rm~arvot selvästi yli 1,8, kun ne on kylmämuokattu ja erähehkutettu levystä, joka on muodostettu teelmistä, jotka on kuumavalssattu alennetussa lämpötilassa 1149°C ja jolla on kelauslämpötila 566°C. teräksen E, jolla oli identtinen käsittely, rm-arvo putosi arvoon 1,44. Kun teelmälämpötila teräkselle E nostettiin konventionaaliseen lämpötilaan 1260°C, rm-arvo lisääntyi arvoon 1,79. Kun teräksen A - E teelmät kuumennettiin 1149°C:een mutta niillä oli simuloitu kelauslämpötila nostettu 704°C:een, rm-arvot putosivat arvoon 1,28 tai alemmaksi, kuten esitetty käyrällä 12. Kun teelmät teräksiä A - E varten uudelleenkuumennettiin 1093°C:een ja niillä oli kelaus-lämpötila 566°C, kaikki rm-arvot olivat 1,3 tai vähemmän, kuten esitetty pöhjakäyrällä 14.

• t τSuoritetun kokeellisen lisätyön aikana keksijä määritteli, että teelmät voitaisiin valssata niin alhaisesta lämpötilasta kuin ; 1093°C ja saavuttaa rm-arvo vähintään 1,8 erähehkutuksen jäi- • · · *; keen säätämällä huolellisesti mangaania, kokonaistyppeä ja • · ·

*· “ liukoista alumiinia. Lisää alumiinitiivistettyjä teräksiä P - I

• · · · sulatettiin, valettiin teelmäharkoiksi, kuumavalssattiin levyiksi noin puolessa minuutissa, peitattiin, kylmämuokattiin, erähehkutettiin ja sitten viimeistelyvalssattiin identtisesti • * ·’·*: terästen A - E kanssa, jotka on esitetty edellä esimerkissä, « *. joka on raportoitu taulukossa 1. Koostumus painoprosentteina ja * · · ' rm-arvot teräksille F - I on esitetty taulukossa 3.

23 97899 £ :rt ε Η

<U

Cl <u I o e n· o «o ** £ , « « ^ ^ evj. w <u h ^ h P Ή £ T* M /S >1 r? G p rt

m · W ιή ^ (8 ·Ηι—I

.2 ' § «. ®. •'i «Ί :rt* «VI »“ *“ w p rt

p P Ή (UH

<u o ε h

> P

P P (H rt =0

pre £ n o o3 II

JS pE- - «* §h o ^ p tn £ 2 ε ^ m

:rn d H

ε <> — co 5 cp ITJ O) —i 2 n s n S w m > g - - - w tn !*£ T“ * · 3 O rt O tn rt N n N w 5 “ S Ή . I- VO rt 2 o ® o o > p rt 3 e P 3 <u 3 S O CO S jj v «s o_ 8 o S £ β O* cT o" ® Ä <u

O (U

ro Λ ··

:rt O

o PO

X * <U vo M 1) vo

H H § O O ® H

3 O o" O O H rt rt M ° e H-ro f : H 3 « H ^ rt

7 . ·. J WH

. . · PH

O» « 9 » <U -H

:'·.: a 8 8 1 8 "5 : : e- e~ ö o' ei ή

• · · HP

*. *: H :0 • · · -H Oi : : : 3 ε • P :rt

oj rt ^ ^ rt H

« S 8 J S S3 .·. : o o o' o' 3 c ·. ·: ε c ... :rt <u

• · · P P

·.· * H 3 • >1 3 • Jk

• · · W h (3 T _ C

:C P QJ

Oä o <u

M > H

EH PH

rt (U

• : i Ό • · ε3 P 3 * „ 97899 24

Taulukon 3 tulokset osoittavat, että mangaanin, kokonaistypen ja liukoisen alumiinin alentamisella on se vaikutus, että ennen kuumavalssajasta tarvittavaa teelmälämpötilaa voidaan edelleen alentaa ja se lisää edelleen rm-arvoa erähehkutuksen jälkeen. Teräksen F ja G vertailu osoittaa, että teräksellä G on korkeampi rm-arvo jokaisessa teelmälämpötilassa kuin teräksen F vastaava rm-arvo. Vastaavasti teräksien H ja I vertailu osoittaa, että teräksellä I on korkeammat rm-arvot jokaisessa teelmälämpötilassa kuin teräksen H vastaavat rm-arvot. Tämä osoittaa selvästi hyödyllisen rm-arvojen lisääntymisetektin, kun kokonaistyppeä alennetaan noin 0,009 paino-%:sta niin alas kuin 0,003 paino-%:iin ja liukoista alumiinia pienennetään noin 0,08 PAINO-%:sta niin alas kuin 0,04 paino-%. Saman kaltainen vertailu voidaan tehdä osoittaen hyödyllisen rm-arvojen lisään-tymisefektin, kun mangaania vähennetään. Teräksen H kukin rm-arvo oli korkeampi kuin teräksen F vastaava rm-arvo kussakin teelmälämpötilassa. Teräksillä I ja G teräksen I kukin rm-arvo oli korkeampi kuin vastaava teräksen G rm-arvo kussakin teelmälämpötilassa lukuunottamatta lämpötilaa 1149°C, missä rm-arvot olivat olennaisesti samat. Lopuksi teräksellä I, jossa oli alhaiset koostumukset liukoista alumiinia, kokonaistyppeä ja mangaania, oli dramaattisesti korkeammat rm-arvot kaikissa . teelmälämpötiloissa (lukuunottamatta 1149°C teräkselle G) kuin vastaavat rm-arvot teräksille F, G ja H, joilla oli korkeammat .' ! liukoisen alumiinin ja kokonaistypen ja/tai mangaanin pitoisuu- • * · * det. Lisäksi teräs I osoitti, että teelmälämpötilaa voitaisiin ♦ · · '· ’· alentaa vähintään noin 170°C (1260°C:sta tai enemmästä • · · *·* * 1093°C:een tai vähemmän) pienentämättä kylmämuokatun, erähehku- tetun levyn vedettävyyttä alentaen täten energiakustannuksia.

• « i.*·· Yllättäen teräslevyn vedettävyyden voidaan samoin odottaa parantuvan huomattavasti (korkeammat rm-arvot) tämän kustannusten alenemisen kanssa.

• · ·

Tulokset taulukosta 3 on esitetty kaavioilisesti kuviossa 6.

*·.'·· Alemmalla käyrällä 16 terästä F varten oli rm-arvot olennai- 25 9 7 8 9 9 sesti alle 1,8 kaikissa lämpötiloissa. Käyrällä 18 teräkselle H rm-arvot olivat 1,8 yläpuolella alennetussa teelmälämpötilassa 1149°C. Tämä esittää hyödyllisen rm~arvojen lisääntymisetektin ja jolloin kyetään alentamaan tarvittavaa teelmälämpötilaa, kun alennetaan mangaani 0,22 paino-%:sta 0,12 paino-%:iin. Käyrä 20 terästä G varten esittää hyödyllisen rm-arvojen lisääntymis-efektin ja jolloin vaadittavaa teelmälämpötilaa voidaan alentaa, kun alennetaan liukoisen alumiinin ja kokonaistypen määrää. Niin alhaisella teelmälämpötilalla kuin 1093°C rm-arvo oli vähintään 1,8. Lopuksi käyrällä 22 terästä I varten oli rm-arvot, jotka olivat yhtä hyviä tai parempia kuin mikään kolmesta muusta teräskoostumuksesta, esittäen hyödyllisen vedet-tävyyden parantumisetektin ja vähentäen energiakustannuksia kuumavalssauksen aikana, kun liukoisen alumiinin, kokonaistypen ja mangaanin koostumusta säädetään huolellisesti. Optimaalinen teelmälämpötila oli 1149°C. Toisin kuin yksikään taulukossa 1 raportoiduista tuloksista, teräksillä G ja I, joilla oli suhteellisen alhainen liukoisen alumiinin ja kokonaistypen määrä, oli rm-arvot noin 1,8 tai enemmän jopa silloin, kun teelmät uudel1eenkuumennettiin ainoastaan 1093°C:een.

Arvot rm:lle arvioitiin myös hehkutus lämpötilan funktiona.

I"·1· Lisäesimerkkinä valmistettiin alumiinitiivistettyjä teräksiä : .·. J - Q ja niiden koostumukset on esitetty taulukossa 4 painopro- ,·, : sentteinä.

• · · • · • · • · · • · · • · ♦ · · • ♦ · • · « » • · · · • · · • t» • · • · 1 • « · • · 26 97899

Taulukko 4

TERÄS Q H AL (liukoinen) S MN

J 0,042 0.008 0.07 0,009 0,12 K 0,043 0,009 0,07 0.009 0,12 L 0,044 0.009 0,07 0,009 0,12 M 0,042 0,009 0,07 0,009 0,12 N 0,038 0,009 0,07 0.007 0,22 O 0,039 0,008 0,07 0,007 0.22 P 0.038 0,009 0,07 0.008 0,22 Q 0,038 0,009 0,07 0,007 0.22

Teräkset J - Q valettiin teelmäharkoiksi, kuumavalssattiin levyiksi, peitattiin, kylmämuokattiin, hehkutettiin ja sitten viimeistelyvalssattiin identtisesti teräksien A - E kanssa, jotka on esitetty edellä taulukossa 1 raportoidussa esimerkis- : · sä. Teelmiä, joilla oli kuumavalssauslämpötilat 1149°C, kuuma- • · valssattiin noin puoli minuuttia ja teelmiä, joilla oli kuuma- • · ·.*·· valssauslämpötila 1260°C, kuumavalssattiin 0,7 minuuttia.

Erähehkutuslämpöti loina käytettiin 566 - 732°C, pitoa jal la 4 tuntia. Arvot rm^lle, myötäraja, vetolujuus ja kokonaisvenymä-: prosentti viimeisten valssausten jälkeen on esitetty taulukossa 5 ja graafisesti kuvioissa 7-9.

« · « • · · 27 97899 <#> tn] S ® o_ o_ co^ Lounnoaocoooo g* co co un ® o co r^’ co~ cm" <jT .—' ~ yf cd~ § ’Τ'ττττΓίΛ'τττίηοοτΓοητττΓ^ο^ >

CM

ω g i d£ O^'p-. CO CM w CO CO. O. CO_ CM O CO CO CM O CO Oi Is·.

®®CM<MCMCMCMCOCOcr)COCOCMcjcoS

:0 >i —

g CM

n) g dP-i-i E ffl n o ai co^co ai to oi cm ao i^. co co ·<τ i^ cm2o! S* S ί £ £ ® ® gf 00 ^ OT~ ^ ®" « o'

<Oi< ’“CMCMi— T-T-T— -r- t- CM

04J —'

O

> ^ oi ^ co-erM-rv.^oiaooT-ouoeo in £ t—* CM CM CM CM CM- CM~ -r-- ,-T cm" Cm“ CM* —'

M

O

Ui —.

Ui U

S3 IO

iJ C/i— · Xl < -P-U — ^

oiCMTTi^ococoOioJ^-r-.ocoSS

, . ; w©(0(0SNinifi(0(0(0“^gg ; 3C *h m .1 o ... o ...

• · * ... -1 ij Oi OJ O) Oi Oi Oi Oi O O O O O O O Ci ffl ·. ·: •g.^M-M-M-M-M-'TM-COCoScOCOCOCO^O2 .·:·. ,πα^ : : : o g τ-τ-ι— y— y— • o-m

MH

: : : m

*. H

• · · 97899 28 c CL ” w w ®w o. o m m o m co o T· co ccT ττ 1-" tt" cn' co co of cS' >·^·ιτττιί·'τοοοοθ'^ττ^·^ ™ i w e I 3 5 S ·ο O' ** I. ΐ'χ. ®_ OJocjr^cvjooosco

<P 3·1 COT ® (<' 00“ fsT in' Tf' CO" 1-' OT OT

> Ή —'1 C^CMOJCilCMCOCOCOCOCOCMCJ

:θ >1 1-1 ε ™ rt I · ^ ^ ^ o c\j <q_ ot o i- ot

n μ O' e co co r-f ot~ rv1 it' crT oi' co” σΓ |C

σ -1-)---

O

> >_i (flCVi-TrTrojr>>.coOTcoOT<öc> . I cr rr tt co r< rr co S S £. «> £ 1“ 1- 1““ 1— T— T— 1— T-Τ' ,_T 1 1

4-> H

(0 •r-1 .—- — o o m I —

S B^~? TTTTTTTTtTT

t1S 0:0 ^fflSTNOn^OTNTW

P JiPiiflW^NOOIOOTMTNOn v4 £j£^cococorv.!^mioco<ocoi^.T>.

• 1 P <U :nj -H 1 · < Kin m 1

:.:: H

.·. : o ·. 1: o_ :1·.: .L,i22222°oooooo

• ^-P^T^T'T^T'iTCOCOCOCOCOCOCO

·.. glOX^'^’-’-i-CJCMCMCVOJCMOJ

• <i) ε

0) :fd EH H

y1 ζζοοοο-ο.ο.σσσσ

f 1 1 r1J

·.· 1 (H

· · 29 97899 Käyrä 30 kuviossa 7 teräksille N ja O, joissa on suhteellisen paljon liukoista alumiinia, kokonaistyppeä ja mangaania, 0,07, 0,008 - 0,009 ja vastaavasti 0,22 paino-%, sopeutuivat Leslie et ai.-opetuksiin siinä, että käyttämällä teelmälämpötiloja alle 1260°C ei muodostunut hyväksyttäviä rm-arvoja erähehkute-tulle, alumiinitiivistetylle teräkselle. Käyrä 28 teräksille P ja Q, jotka on kuumavalssattu tavanomaisella teelmälämpötilalla 1260°C, esittävät tavanomaiset rm-arvot, s.o. olennaisesti < 1,8, erähehkutetulle, alumiinitiivistetyl1 e teräkselle. Käyrä 26 teräksiä L ja. M varten, jotka on kuumavalssattu tavanomaisessa teelmälämpötilassa 1260°C, omasivat parannetut rm-arvot, jotka esittävät hyvin alhaisen 0,12 paino-% mangaanipitoisuuden hyödyllisen vaikutuksen. Käyrä 24 teräksille J ja K omasi hyvät rm-arvot, s.o. >2,0, kun ne kuumavalssattiin alennetulla teelmälämpötilal la 1149°C. Vielä enemmän yllättävää oli se, että tm-arvot teräksille J ja K, jotka oli kuumavalssattu alennetulla teelmälämpötilalla, olivat huomattavasti korkeampia kuin rm-arvot teräksille L ja M, joilla oli sama koostumus mutta jotka kuumavalssattiin 1260°C:sta. Alumiinitiivistetyt teräkset, joilla oli tavanomaiset mangaanikoostumukset ja jotka oli kuumavalssattu teelmälämpötiloista 1260°C tai enemmän, vaativat • « yleisesti erähehkutuslämpötilat yli 649°C tavanomaisten rm- • · , ; arvojen ja mekaanisten ominaisuuksien kehittämiseksi. Yhtä

• I

·;· ; yllättävää oli, että teräksillä J ja K oli myös hyvät rm-arvot * * « *· " niinkin alhaisella hehkutuslämpötilalla kuin 566°C. Vedettävyy- • · *: den parantamisen ja kuumavalssauksen aikaisten energiakustan- • ·· '·.· : nusten vähentämisen lisäksi keksintö voi samoin säästää ener giakustannuksia ja aikaa erähehkutuksen aikana.

« · • · « • · · • · .'j*. Edullinen vetolujuus syvävetoteräkselle on vähemmän kuin noin ·. 32 kg/mm2 noin 29 - 32 kg/mm2 ollessa kaikkein edullisin.

* · · * Käyrät 32 ja 34 kuviossa 8 on teräksille J, K ja vastaavasti N, O, joilla on alennettu teelmälämpötila 1149°C. Hehkutuslämpötilan tulee edullisesti olla vähemmän kuin noin 650°C halutun vetolujuuden saavuttamiseksi. Tälle päinvastoin käyrillä 36 ja 30 97899 38 teräksiä L, M ja vastaavasti P, Q varten, joilla on konventionaalinen teelmälämpötila 1260°C, oli lisääntyneet vetolujuudet kaikissa hehkutuslämpötiloissa verrattuna niihin teräksiin, jotka on kuumavalssattu teelmälämpötilasta 1149°C. Käyrät 32 ja 34 esittävät sen, että erähehkutuslämpötilaa voidaan alentaa niillä teräksillä, jotka on kuumavalssattu alennetusta teelmälämpötilasta .

Käyrät 40 ja 42 kuviossa 9 vastaavat teräksiä J, K ja vastaavasti N, O, ja esittävät kokonaisvenymäprosentin erähehkutus-lämpötilan funktiona. Käyrä 40 teräksille J ja K, joilla on hyvin alhainen mangaanipitoisuus 0,12 paino-%, valssattuna 1149°C:sta, omasi erinomaisen kokonaisvenymän kaikissa hehku-tuslämpötiloissa, kun taas käyrä 42 teräksille N ja O, joilla oli mangaanipitoisuus 0,22 paino-%, joka oli samoin valssattu lämpötilasta 1149°C, omasi hyvän kokonaisvenymän hehkutuslämpötiloissa 600°C tai enemmän. Käyrät 44 ja 46 vastaavat teräksiä L, M ja vastaavasti P, Q, valssattuna 1260°C:sta. Teräksillä L, M ja P, Q oli huonot kokonaisvenymät hehkutuslämpötiloissa vähemmän kuin 650°C.

·’ Edellä viitatuissa laboratoriokokeissa kokonaiskuumavalssaus- • · · ! V aika oli lyhyt 0,5 minuuttia teräksille, joilla oli alennettu • · teelmälämpötila. Kokonaiskuumavalssausajalla tarkoitetaan käy-tettyä aikaa, joka on tarpeen teelmän valssaamiseksi kaikkien esivalssausasemien läpi, jotka ovat läsnä kuumavalssausvalssai- • · .*·*: messa ja valssaukseen viimeistelyasemien läpi. Konventionaali- set kuumanauhavalssaimet vaativat yleisesti pitkiä valssaus- : aikoja noin 4 minuuttia tai enemmän teelmille, joilla on pak- • · * suus 200 mm tai enemmän. Eräässä toisessa kokeessa rm~arvot • · · • · · määritettiin kokonaiskuumavalssausajän sekä alumiini- ja typpi-pitoisuuden funktiona. Teräkset R - BB valettiin teelmäharkoik-si, kuumavalssattiin levyiksi, peitattiin, kylmämuokattiin, erähehkutettiin ja sitten viimeistelyvalssattiin identtisellä tavalla taulukossa 1 raportoidun edellä esitetyn esimerkin 31 97899 kanssa lukuunottamatta sitä, että käytettiin kuumavalssausai-koja noin 0-, 5, 2 ja 4 minuuttia. Teelmäharkot uudelleenkuumen-nettiin ympäristön lämpötilasta uunissa 1149°C:een ja pidettiin tunnin ajan siinä ja sitten kuumavalssattiin levyiksi, joilla oli paksuus 3,6 mm, kolmessa vaissausvaiheessa. Teräkset, joita kuumavalssattiin puoli minuuttia, pidettiin toisen vaiheen jälkeen, kunnes lämpötila putosi 949 - 943°C:een, ennenkuin kolmas vaihe saatettiin loppuun. Lopetuslämpötila kolmannen vaiheen jälkeen oli 904°C. Teräkset vesi jäähdytettiin välittömästi ja sitten jäähdytettiin hitaasti uunissa 566°C:sta ympäristön lämpötilaan. Teräkset, joita kuumavalssattiin noin 2 minuuttia, käsiteltiin samankaltaisesti edellä esitetyn toimenpiteen kanssa lukuunottamatta sitä, että teräkset pidettiin 80 sekuntia uunissa, joka oli ylläpidetty 982°C:ssa toisen vaiheen jälkeen. Teräkset, jotka valssattiin noin 4 minuutissa, kuuma-valssattiin samankaltaisesti aiemman toimenpiteen kanssa lukuunottamatta sitä, että teräkset pidettiin 200 sekuntia uunissa, joka oli pidetty 982°C:ssa toisen vaiheen jälkeen. Koostumukset painoprosentteina, alumiinin ja typen tulo ja laskettu alumiininitridin murto-osa (fraction), joka on liuen-.· : nut teelmiin uudelleenkuumennuslämpötilassa 1149°C sekä mekaa- ; V niset ominaisuudet teräkselle R - BB on esitetty taulukossa 6.

: : : Alumiini- ja typpikoostumukset, joissa on kolme ja vastaavasti neljä merkitsevää numeroa, käytettiin alumiinin ja typen tulon • · .’..I laskemiseen sekä lämpötilassa 1149°C liuenneen alumiininitridin • · murto-osan laskemiseen, vaikkakin taulukoissa on esitetty » · · alumiini- ja tyyppikoostumukset, joilla on ainoastaan kaksi ja . . vastaavasti kolme merkitsevää numeroa. Arvot rm:lle, vetolujuu- • · · det (TS) ja kokonaisvenymä (%Elong) on teräksille 70 % kylmä- • · · * valssauksen, erähehkutuksen ja viimeistelyvalssauksen jälkeen.

« • · ♦ 32 9 7 8 9 9 :ci ^ . o vo o 3 ® I : 1 . ! ! I ! ! I ! ! I ί § ! ! CM ! : ^ ! ί ! ! ! I II! »-> β ♦J J3 _ Q) (/] 03^ (O ^4 ^ 00 P n ei CM*“ n!' Λ* o S S 3 *· s ί i *· * : ’ ί i » i ί co i J co ι i co : : : i : ; t : ;

jä i n * S

|o3- ^ S § 2 «°οο S J : ! L ! : ; ! : ! : ! : : : : : : V4 ΓΟ 0) W uot> :« ^ O ΙΛ_ CO^ CO (Λ^ O (Λ C . . 04 .....0D , fJO . , CO V o' j) ! ! ^ J » ί · * v i *t \ ! -*t ‘ ί t : ; *<r i s ^ ί ; co 3 Ö -

4J

o* rv ct o <o —_ cm ® a) n ® 3 . . n , , . , , —" . o" , , --' , , — cm ri' —~ ® +j-T 3 * S : : co ::: ! : en : ct : : co : : co : : co : : co : : co j : co 3 3 a •S1!1 2 f- vo n- ® ai en co <n Λ. 3 h o vo o cm ct uico to «r::--' : : : : : —' : cm' : : cm' : : cm' : : cm : : -" : : —' : ; iD O -1 tee >-ivO 3 e

WLT{> > CD_ CO CO 00 ® CT. CT LO CT

J— -- ΐ v' eö co to —- -r cb sv3 w : * .. : : : f : : t : : -r : : t- : : f : : -q· : : ·«*

3 S

sf 8-¾.. s- .....5 , S- , . ,5- , 5- I- S- S

3 ^ 3 x § : co : : i : : cm : co : : cm : . cm i : cm : : ct : : cm : : S

AS i S

,3 3 to ® ei CM CM ® — O -r a)rj -lei *” n»o>cocrteooor»o> Λ o S : : —‘ : : : ; : —" : --‘ i : cvf : : cm' : : cm' : : —' : : —" i ·, -r tctff-. μι t-o <u

WlO> :ee) . .§ - p Q) I I III 111 Il »t» II» Iti ««« I | I »»«

Jjf » · ^ · · » ·»» Il II» III ««« ·*» «Il »Il Φ w & * 3* -’«v O xi' 52 S ! ! « : i : ! 1 ·· : : ϊ ί i : : : : : : : : : : i : : :

ui 'Se. -h S

►il SU 2 CT VO o co <o ct *— o r».co covoee ^cmo - — — <o o r -uio oi oi o 2J >-<3 m ö® «m cm cm ^ co _ too «o ct vo ct h-_r^ t votio ®,®o σι σι o co σι — ti w3> M*CM CM CM (N CM CM- CM CM* CM* Cm“cm" CM~ cm' CM CM~ -- i^'CM —'~Cm' ^'^'~cm' t3 < rt j P-t ASjd« vo vo vo vo vo co vo vo vo ^ "3 o'cm f o~cm f d ew -r d cm o' cm f o'cm f o~cm -r o cm f o cm t ci‘cm f f a ‘ ^ 2 oet vo en von-CM co co o cm f co — io co co n· n-cor«. co ® σι cmvoo 53 o p>» cm ® n», cm cji cm n ® ® σισι o <-no -- cm_o o en co cm cm cm • 3 o nVn <d(dvo' uTuTV tt coco' m cm'cm'co" cmcm cm' cm~cm’~cm cm--*--" i-' -*

:\i .£S

. · CO C W

. . en 3 m » · · K O s ·· • ** .'e | .Lj n · ‘ · n r-3 tn) en en co o t ct --oi-- ei® Nin t cm o ® ® ® cm ooo o o o •. · as 2 5σΊ cm *Ί CM- co co co teo t f t in_®.vo_ ®. ® ® a>jn at ® ® <3> o q_ o_ o o o iti <ημ ci^o'oo d~ o' o d o"d' o' d o'o" o' o' d d do" o“ o o d ' * rt 3 -H 1h .

JEd iSI-h» 1 en t . O'-1 ··· V> res <j» cv co rv® io t t co co ··· weO ® o oo o o o o o ·· — o° ° o oo o o p p o 2 as o o d d d d o d d d ft * ·

• I

• 3 e-n . -13 t « · t—i a) ' _< e ® n- co n.® ® ® ® r-. t h o o o o o o o o. o. o —t o o* o o* o" o' o" o* o d o"

< AS

eSJ^ CMrtn^CM^CTCT oj

So d* o' o" o o" o~ d~ o" d «flC <0 K 3> 5 X > M < M ^ 0)

H

33 97899 :cd

·> 1 ' < I I I I

3 E5

Jj,C ΛΙ 3 w o» g .,, - ,,.

4J00 g^S'11 . I I

3 3 B

I ‘Π1 x: 3 gjcj »h Θ .,· · ! · : ; .

x:o o»- ....

:<0oo 4J mc* ω Wui> :nj I <Λ oo C ,,-:, , co <U * I CO ! ! ! > 3 e-i ijjC ¢3,°¾ °s « « m ™ q oo o · #-i<r 3 * d 'In I I co I e !' I d 2 5 3 ®uh ! : - ! · _- · -¾ X» o M · · »- . *3

:(0 vO 4J - <T> E

mo 3 -.to o c I « O o

f ' ‘ - ' ' « · Ο -H

3 i5 ,5

^ (0 01¾ g V

3^3*1 ! ! ” ! : ! ! S3 «uh d 9. · _

30 o 5* * I — I ! I- -I o C

_____ :(01^ +J - ·ι-|

. MO 3 -H

»£}>:« +J 2 TJ i U1 r-i a 3 c & * < ••η <U t S i i j ^ ^

- 3 « id O

VO ^3 „,«* ®„ +·>

I •’“vS* S : t · · S I

o x 3* 3 * ' I 04 I <d 4->

- y 3U ® > -H

g 23 3 ä «i®.-. o r « «e -h ,_J M *“ ·" CM CM CM CM CM ·Γ-> Λ ::¾ 3

^ (0 J . *0· i-H

2 X 3 'Λ (Λιοιηιη o O

,.. “ -h g o rg #r o o' σ' o' - t/3 * ° ; ; Έ ~ t! £ q (0 3 ·, : 212 ρκιλ o o ^ »- «e > m i *.i «H.CM.CM » CD ita S ,*L u : : <o — ·' « ί i—i oi

\*·: &? ° S

.*:*. S S S « < :.· *03·· m- * * i ·η υ i • O rHC© 2 2 2 C ® o 04* j4+j co\ °_ 0_0_ n n co o ^ « H *- - - o' o“ o' a) m • « (0 3 1—(QJ ·—* , - « · · j E CG~* e*·

• .·; ,-N rH 4J

... 0 2 -H « ... g·-· U) ... ·* 3 jo 5 o o v -'G 2 o o o o "

• o o o o o :<d <U

, :XM o O O o O Ml Ή

o * · (1) H

= 4-1 M

• .5 M> |J

— 02 co e· <-« 9. o o o o W 3

' 2 ° ° o* o“ cr 4J

Ζί (d +J

-n <U

a 2J CM CO CM CM _

ä-7 #- clPCO

“* O o o cf Ö (0 υ j :S® ro-»- * *

M

0)

H

34 97899

Kuvio 10 esittää kaavioilisesti rm-arvot kuumavalssausaikojen funktiona teräksille R - Z ja BB, jotka on kuumavalssattu teelmistä, jotka on uudelleenkuumennettu 1149°C:een ja eräheh-kutettu 649°C:ssa 4 tuntia. Teräksen AA käyrä jätettiin pois kuviosta 10, koska rm-arvot olivat olennaisesti samat kuin teräksien BB. Käyrällä 46 teräkselle R, jolla on suhteellisen suuret pitoisuudet typpeä, alumiinia ja mangaania, oli alhaiset rm-arvot 2 minuutin tai pitemmillä kuumavalssausajoilla. Käyrällä 48 teräkselle S oli teräksen R kanssa samanlainen koostumus lukuunottamatta sitä, että teräksellä S oli hyvin alhainen mangaanipitoisuus. Teräksellä S oli parantuneet rm-arvot kaikissa kuumavalssausajoissa mutta rm-arvot olivat yhä epäkelpoja 2 minuutin tai pitemmillä ajoilla. Käyrällä 50 teräkselle T oli teräksen S kanssa samanlainen koostumus lukuunottamatta sitä, että typpipitoisuus oli huomattavasti pienennetty. Teräksellä T oli suuresti parantuneet rm-arvot kaikilla kuumavalssausajoilla ja ne olivat noin 2,0 2 minuutin tai pidemmillä ajoilla. Käyrällä 52 teräkselle U oli teräksen T kanssa samanlainen koostumus ja rm-arvot puolen minuutin ja 2 minuutin kuumavalssausajoilla. Lopuilla teräksillä V - Z ja BB (käyrät 54 - 64 vastaavasti) oli alhaiset alumiini-, typpi- ja - ^ mangaanipitoisuudet lukuunottamatta terästä Y, jolla oli 0,23 ' ! paino-% mangaania ja teräksellä Z oli 0,07 paino-% liukoista *;* ; alumiinia. Teräksillä V - Z ja BB oli hyvät rm-arvot kaikilla • · » kuumavalssausajoilla. Teräksellä Y (käyrä 60), jossa oli 0,23 • · · *· ” paino-% mangaania, oli hyväksyttävät rm-arvot kaikilla kuuma- • · · : valssausajoilla ja rm-arvo noin 2,0 0,5 ja 4 minuutin kuuma valssausajoilla. Käyrät 62 ja 64 teräkselle Z ja vastaavasti BB, joilla oli kokonaistyppipitoisuus 0,003 paino-%, oli hyväk- « · :*♦*: syttävät rm-arvot noin 1,9 tai enemmän kaikilla kuumavalssaus- *. ajoilla. Yllättäen teräksillä Z ja BB oli korkeimmat lasketut • · · kuumavalssattuun levyyn liuenneen alumiininitridin (100 %) murto-osat, mutta niillä ei ollut korkeimmat rm-arvot. Teräksillä T, U, V ja W oli korkeammat rm-arvot kuin teräksien Z ja BB rm-arvot kaikilla kuumavalssausajoilla, vaikkakin teräksillä 97899 35 T, U, V ja W oli ainoastaan 40 %, 49 %, 56 % ja vastaavasti 67 % alumiininitridiä selvästi liuenneena 1149°C uudelleenkuumen-nuslämpötilassa ennen kuumavalssausta. Teräksillä T, U, V ja W olisi tullut olla enemmän kuin 0,002 paino-% typpeä pidätettynä liuenneena kuumavalssauksen jälkeen. Tämä esittää sitä, että erähehkutetussa, alumiinitiivistetyssä teräksessä, jossa on alhainen mangaanipitoisuus, alumiininitridin ei tarvitse olla täysin liuotettu teelmän uudel1eenkuumennuksen aikana ennen kuumavalssausta. Kuumavalssauksen jälkeinen liuenneena pidätetyn typen kokonaismäärä näyttää tärkeämmältä kuin pidätetty murto-osa. Optimaalisia rm-arvoja varten taulukko 6 ja kuvio 10 esittää sitä, että kokonaistypen tulisi edullisesti olla 0,004 - 0,006 paino-%, jolloin vähintään 0,002 paino-% typpeä on pidätetty liuenneena kuumavalssausta seuraten.

Kuten kaavioi 1isesti esitetty kuviossa 10, niin rm-arvot erä-hehkutettuja, alumiinitiivistettyjä teräksiä varten näyttävät olevan funktio ei ainoastaan typestä, alumiinista ja mangaanista vaan myös samoin kuumavalssauksen kokonaisajasta. Näyttää tärkeältä säätää alumiinin ja typen määrää, vaikkakin mangaani säädettiin pienemmäksi kuin 0,20 paino-%, kun tarvitaan suh-.1 teellisen pitkiä kuumavalssausaikoja 2 minuuttia tai enemmän 1 ! käytettäessä teelmälämpötilaa vähemmän kuin 1260°C vähintään ; 1,8 rm-arvojen saavuttamiseksi erähehkutuksen jälkeen. Kun • * · '· *· kuumavalssausajät ovat 2 minuuttia tai enemmän ja mangaani • ♦ '· '· säädettiin <0,16 paino-%, liukoinen alumiini voi olla niin • « · V * korkea kuin 0,08 paino-% kokonaistypen ollessa niin korkea kuin 0,007 paino-%, edellyttäen, että liukoisen alumiinin ja koko-naistypen prosenttimäärien tulo ei ole suurempi kuin noin • ♦ 5 x 10~4. Kun kuumavalssausa jät ovat 2 minuuttia tai enemmän ja φ ·. liukoinen alumiini ja kokonaistyppi säädetään vähemmäksi kuin • · · 0,05 ja vastaavasti 0,005 paino-%,, mangaani voi olla ainakin 0,23 paino-%.

Alumiinin ja typen välinen suhde rm-arvoihin voidaan myös 36 97899 ilmaista alumiinin ja typen tulon funktiona, s.o. paino-% liukoista alumiinia x paino-% kokonaistyppeä. Teräksillä, C, H, I, S, T, U, V, W, X, Z, AA ja BB oli kaikilla alhainen 0,11 -0,13 paino-% mangaanipitoisuus. Kaksi näytettä kustakin näistä teräksestä, lukuunottamatta teräksiä C, H, I ja J, kuumavals-sattiin noin 0,5 ja 2 minuutin ajan ja erähehkutettiin 649°C:ssa 4 tuntia. Teräkset C, H, I ja J kuumavalssattiin ainoastaan noin 0,5 minuuttia. Arvot rm:lle alumiinin ja typen tulon funktiona on esitetty kuviossa 11. Kummallakin kuumavals-sausajalla rm-arvot lisääntyivät lisääntyneen alumiinin ja typen tulon kera optimaalisien rm-arvojen tullessa saavutetuiksi alumiinin ja typen tulolla noin 3 x 10-4. Alumiinin ja typen tulon edelleen lisääntyessä rm-arvot alenivat, kuten esitetty käyrällä 66 valssausajalla 0,5 minuuttia ja käyrällä 68 valssausajalla 2 minuuttia. Tulokset valssausajalla 4 minuuttia olivat olennaisesti samat kuin valssausajalla 2 minuuttia (kts. taulukko 6). Matalamangaaniteräksillä, joilla oli lyhyt kuumennusaika 0,5 minuuttia, oli hyväksyttävät rm-arvot kaikilla alumiinin ja typen tulon arvoilla. Kuitenkin pidemmillä kuumavalssausajoilla 2 minuuttia hyväksyttävät rm-arvot 1,8 tai enemmän saavutettiin niin kauan kuin alumiinin ja .typen tulo ei ylittänyt noin 5 x 10~4. Esimerkiksi teräksillä, joissa on 0,11 - 0,13 paino-% mangaania ja 0,08 paino-% liu-*. koista alumiinia, kokonaistypen ei tule ylittää noin 0,006 V ! paino-%. Mielenkiintoisesti kummankin käyrän 66 ja 68 vasemman- • « · ** I puoleinen osa ehdottaa, että alumiinin ja typen tulon ei tulisi '· *· olla vähemmän kuin noin 1 x 10'4. Ts. teräksillä, joissa on • · · ’ 0,03 paino-% liukoista alumiinia, kokonaistypen tulisi olla vähintään 0,004 paino-%. Vaihtoehtoisesti teräksillä, joissa on • · : *.· 0,003 paino-% tai vähemmän kokonaistyppeä, liukoisen alumiinin tulisi olla vähintään 0,04 paino-%. Joka tapauksessa kokonais-typen ei tule olla vähemmän kuin 0,003 paino-%. Muutoin olisi ‘ 1 riittämättömästi liuennutta typpeä saatavissa kuumavalssauksen jälkeen kuumanauhavaiheessa erkautumaan kylmävalssausta seuraa-: van erähehkutuksen kuumennuksen aikana. Optimaalisia rm~arvoja • * „ 97899 37 varten alumiinin ja typen tulon tullisi olla 2 x 10-4 -4 x 10-4.

Teräkset R - BB, joita kuumavalssattiin 4 minuuttia teelmistä, jotka oli uudelleenkuumennettu 1149°C:een, erähehkutettiin lämpötiloissa 649°C, 607°C ja 566°C. Teräkset V, W ja X erähehkutettiin myös 538°C:ssa. A»rvot rm»'lle hehkutus lämpötilan funktiona teräksille R, V, X ja Y on esitetty kuviossa 12.

Teräs R (käyrä 70), jolla on suhteellisen korkeat typpi-, alumiini- ja mangaanipitoisuudet, ei näytä kehittävän hyviä rm-arvoja millään hehkutuslämpötilalla, kun vaaditaan pitkiä kuumavalssausaikoja 4 minuuttia. Teräs Y (käyrä 72), jolla oli alhainen typpi- ja alumiinipitoisuus mutta suhteellisen korkea, 0,23 paino-%, mangaanipitoisuus, kehitti hyvät rm-arvot noin 600°C ja korkeammissa hehkutuslämpötiloissa 4 minuutin vals-sausajalla. Teräkset V ja X (käyrät 74 ja 76 vastaavasti), joilla oli alhainen typpi-, alumiini- ja mangaanipitoisuus, kehittivät erinomaiset rm-arvot kaikissa hehkutuslämpötiloissa. Teräksillä V ja X oli yllättäen erinomaiset rm-arvot vain 566°C hehkutuslämpötilassa 4 minuutin valssausajalla. Teräkset V, W ja X erähehkutettiin myös 538°C:ssa 8 tuntia 4 tunnin asemasta. Teräksillä V, W ja X oli hyväksyttävät rm“arvot erähehkutet-^ tuina 538°C:ssa, jolloin teräksillä V ja X oli yhä erinomaiset . ! rm-arvot ja mekaaniset ominaisuudet. Teräs W ei ollut täysin ; rekristal 1 isoitunut 538°C:ssa suoritetun erähehkutuksen jäi- « » · *· ’· keen. Samalla kun teräksellä W oli hyvä rm*arvo 1,8, sen • · • · · *· *J vetolujuudet olivat epäkelpoja.

« · · • · · • · «

Mangaanin, alumiinin ja typen tulon ja kuumavalssausajän väli-sen keskinäisen riippuvuuden vielä selvemmäksi esittämiseksi • · teelmillä, jotka on valssattu lämpötiloista vähemmän kuin *. 1260°C, edellä kuvattujen useiden terästen tulokset on muo- • · · toiltu uudelleen taulukkoon 7. Taulukko 7 esittää rm-arvot, jotka seuraavat erähehkutusta 649°C:ssa 4 tunnin ajan teräksille, joilla on joko 0,12 - 0,13 tai 0,22 - 0,23 paino-% mangaa- 38 97899 nia, alumiinin ja typen tuloalueella noin 1,4 x 10~4 - 7,5 x 10“4, kuumavalssattu teelmästä, jolla on lämpötila noin 1149°C ja kuumavalssausaika joko 0,5 tai 2 minuuttia. Taulukko 7 konstruoitiin yhdistämällä teräksiä kyseisellä kahdella mangaanikoostumuksella mahdollisimman lähellä toisiaan olevien alumiinin ja typen tulon arvojen mukaisesti edellä viitatuissa alueissa. Tulokset on esitetty kaavioi 1isesti kuviossa 13.

Käyrä 78 esittää, että lyhyillä valssausajoilla 0,5 minuuttia ja alhaisella mangaanipitoisuudella <0,13 paino-%, rro-arvot ovat hyvin korkeita, s.o. >2,0, alumiinin ja typen tulolla alueella 1,4 x 10~4 - 6,3 x 10~4. Käyrä 80 esittää, että suhteellisen pitkillä valssausajoilla 2 minuuttia ja alhaisella mangaanipitoisuudella <0,13 paino-%, rm-arvot ovat myös hyvin korkeita aina alumiinin ja typen tuloon noin 5 x 10~4 asti.

Arvo rm:lle oli huomattavasti alle 1,8 (teräs S), kun alumiinin ja typen tulo ylitti noin 5 x 10“4. Käyrä 82 esittää, että noin 0,5 minuutin valssausajalla ja suhteellisen korkealla mangaani-pitoisuudella 0,22 - 0,23 paino-%, rm-arvo oli hyvin alhainen, esim. 1,4 teräkselle N, kun alumiinin ja typen tulo nousi noin 6.3 x 10~4. Tämä oli suoraan vastakkainen teräkseen S nähden, jossa oli noin 0,5 minuutin valssausaika, 0,12 paino-% mangaania ja suhteellisen korkea alumiinin ja typen tulo noin 6.3 x 10~4, esitettynä käyrällä 78. Käyrä 82 esittää myös, että ; ; valssausajalla noin 0,5 minuuttia, teräksillä Y ja G, joilla ;·: · oli suhteellisen korkea 0,22 - 0,23 paino-% mangaania ja alhai- * # *· *’· nen alumiinin ja typen tulo noin <2,2 x 10“4, rm-arvot edelleen • · olivat hyvin korkeita mutta jossain määrin pienempiä kuin rm- • · · '/· I arvot teräksille X ja I, joissa oli 0,12 paino-% mangaania ja sama alumiinin ja typen tulo. Käyrä 82 esittää edelleen, että :*·.· noin 0,5 minuutin valssausa jal la, riippumatta mangaanin koostu- • · muksesta, kun alumiinin ja typen tulo oli noin 1,4 x 10~4, rm-•# arvot ovat hyvin korkeita ja olennaisesti sama, esim. 2,3.

• t · *'·· Verrattaessa käyrää 84, suhteellisen korkealla, 0,22 - 0,23 paino-%, mangaanipitoisuudella ja 2 minuutin valssausajalla, käyrään 82, jolla on sama mangaanipitoisuus mutta 0,5 minuutin 97899 39 vaissausaika, tämä esittää, että valssausajalla oli hyvin vähän vaikutusta rm-arvoihin, kun mangaani oli suhteellisen korkea, s.o. >0,20 paino-%. Päinvastaisesti verrattaessa käyrää 80, <0,13 paino-% mangaania ja 2 minuutin valssausajal1 a, käyrään 78, jolla on sama mangaanipitoisuus ja 0,5 minuutin valssausaika, esittää, että valssausajalla on merkittävä vaikutus tm~ arvoihin, kun mangaani on hyvin alhainen, s.o. <0,20 paino-%· Näin Ollenkin rm-arvot olivat huomattavasti korkeampia teräksille, joilla oli <0,13 paino-% mangaania verrattuna 0,22 -0,23 paino-% mangaania 2 minuutin valssausajalla alumiinin ja typen tulon alueella noin 2 x 10"4 - 5 x 10~4.

• · · • · • · • ·« • « • · · • · • · · • · • · · • · · 40 97899 to 3 n ' m · 2 v in tor'.f'*© ΙΛβζ Ο Ο TT cm -«T © “g cö i ! : cm" : cm" ! ! ! ! -- CM-" (Ö L|- Ε<β S*

btJitJ

to · 3fi*

SpsO»- w r*> — co in — to p °1 ^ ^ I «λ. m m cm co

rHin (fl CM cm' cm" ! cm'—" cm"<sT II II

tr! -1 >o s

it] CT

ujlfl M·

^ I

2 ΛΙ . f· \ s?«wc\i wr*. co to co i*« rv r-* r-oo coco ,-υ £^2 CM CO CM — CM CO — —_ ¢0^ CO^ CMCM^ =· . CO co in in •'t ·μ·' cm"cm" —"—" «frC cm'cm" -q· < O U3 <ί r* r~ C. X d — 4-)

O 10 -P

·* -P 0) •JS ui ^ 3 c 3 d Q φφ to co r·» r*» »!· -M- tt co © © -¾ 3 * © © o o o o o o o© o o o o « S zoo© ©O ©O o© o© o© oo ω C. O O OO OO OO O© O© o© 1¾

P

ω S u ::: c -n \ «Ns cooD ns mm so inm *

. rH Jc °-° ° ° 0 0^0© O© ©O O O 4J

*· *· < 3 o‘o“ ©"©" o o" o"o" ©"©“ o"o~ ο"o" to .*. : ---1 .·:

• ·· H U

* * _ O

.·:·. as

tH

Scm cm coco coco cm co cm cm cm cm cm co 1-1

— CM — T- — — — CM — CM — CM — CM

©“o" o"o" o" o' o~ o" o'©" ©"©' ©"© jj

’· ’· -P

··· (0 : · · to * to : : : to g :2wz H-l- 2D X> -o wOC X> « <D §

H I

.·. : ui * * 41 97899

Kaikki keksinnön piirteet esitetään lopullisessa kokeessa, jossa rm-arvot määritettiin teräkselle CC, jolla on optimaalinen alumiini- ja typpipitoisuus 0,05 paino-% ja vastaavasti 0,005 paino-%, optimaalinen alumiinin ja typen tulo noin 2,5 x 10~4, konventionaalinen kokonaiskuumavalssausaika noin 4 minuuttia ja alhainen mangaanikoostumus noin 0,11 paino-%. Teräksen CC rm-arvoja verrataan teräksen DD, jolla on sama optimaalinen koostumus lukuunottamatta suhteellisen korkeaa mangaania 0,21 paino-%, rm-arvoihin. Teräkset CC ja DD valettiin teelmäharkoiksi, kuumavalssattiin levyiksi, peitattiin, kylmämuokattiin, erähehkutettiin ja sitten viimeistelyvalssat-tiin tavalla, joka on identtinen taulukossa 6 raportoituun esimerkkiin nähden lukuunottamatta sitä, että käytettiin kuu-mavalssausaikaa 4 minuuttia teelmän uudel1eenkuumennuslämpötiloilla 1149°C, 1204°C ja 1260oC. Näytteet kustakin teräksestä erähehkutettiin lämpötiloissa 649°C, 607°C ja 566°C 4 tuntia. Tulokset esitetään taulukossa 8 ja ne esittävät, että rm-arvoi-hin ei vaikutettu epäsuotuisasti käyttämällä alennettua teelmän uudel1eenkuumennuslämpötilaa tai alennettua hehkutuslämpötilaa. Itse asiassa rm-arvot alennetulla teelmälämpötilalla 1149°C olivat yleisesti samat tai ylittivät terästen CC ja DD rm* arvot tavanomaisella uudel leenkuumennuslämpöti lal la 1260°C.

t · .. . Alennetulla hehkutuslämpötilal la 566°C rm-arvot olivat lievästi 1 ! vähäisempiä kuin rm-arvot hehkutuslämpötilalla 649°C. Kuten • · « **;* ; esitetty edellä taulukossa 7, on mangaanin ja rm-arvon välillä *; *· selvä riippuvaisuus. Matalamangaanisen teräksen CC rm-arvot • * · “ ylitti suhteellisen korkeamangaanisen teräksen DD rm-arvot • »· V ’ kaikissa hehkutuslämpötiloissa. Siitä huolimatta jopa suhteel lisen korkealla mangaanipitoisuudella 0,21 paino-% rm-arvot olivat vielä hyviä, s.o. vähintään 1,8, käyttämällä alennettua • · :*·*: teelmän uudel leenkuumennuslämpöti laa 1149°C ja alennettua *. hehkutuslämpötilaa 566°C, kun alumiini, typpi ja alumiinin ja • · · ;;; typen tulo säädetään huolellisesti: 42 97899 :α e > o_m_iA «ο λ β S* of fx." ιο r»' ef I**'" ® m aa mmm ι ^ ' - p ^ mem 4J <r 3®* 5 cm" cm^cm' in V'in' 3 3» Bonn nna M I >-1 Ä 3 tl ϋΗ rC Ο Ο ^|Φ O O Φ φ :cu o 4J Qtn ^ to co ^ rsi

M Ό 0) *» pJ f\T CM~ ,-' V

§ nno in ω m > o" m' e" —'χ-'· C •'T τ <T χτ * *· 0) MÄ >

3 M N

£) ^ ^ 3 D Λ CD β ^ iC CSi C\ .* · r» I o'o'o' tvTcgVi o ä 3c e o o n non o 3 rJ i—I HJ ^

Im 2·^ 2 «-n ^ cm m to — o li a dl S^* ® IO 05 Γ-» o

w o> *-oiOj'cvl' X-'χ-"X-' -H

•p

·.« JS

Poem in O e g e m" cm~ o ιΟιη om" £ § '»’»xr xr xr xr $

gi -U

M Ä (d 2 3 Μ_*5*«Ν·ιη »- r>- ·- iti p -3· 3®· H cd" «Γoi' o’ o' ί> 3. =* Scmcmcm man 00 Λ ? * O ?oJ o C!° «f** cm xr m * l5°o 2 9 ®.Λ ^ <r m cm cm cm cm — x- 0

S W Ό > X

• · : i4 o E3 • · *ί L , Ή • · Cj ro i i _i

·’ · H g M«M · O

. . gH3jj C T M- ^ T T υ ... 3 rt tO-H -H _

• · : m > m m e Q

. . Q

:.‘*:. «s •(OhC so .·. : E-ig.fc ( ^

• ·· H ®Erl 'J 05 xr O 05 ^ O

• · 0>T33 M ·*4 ^ o «O ^ O e U

•.. 0)333 :Cjx-CMCMx-CMCM U

::: jh^c a — — χ-*-χ- Ίϋ ω

•H λ rH

<β 1 rH

. . C m m in mmm -H

.. ; o O O O O O O (Λ

• .· z -*i O O O OOO jJ

j£ OOO ooo : : : ^ p • q» φ • C 1 i) . 0) • · · e _-χπ m m m m m ia ^ <0000000 •So* o' o' o' o’ o' w ., 3 1 3. * ; / *n SSw jp

... 2 o o o ©*© cT

: m| u 1888 888

M

43 97899

Alan ammatti-ihmiset ymmärtävät, että teelmät, joilla on tavanomainen paksuus 150 - 250 mm, tarvitsevat 1200°C tai suuremman aikulämpöti1 an kuumavalssattavaksi paksuuteen noin 2,5 mm ja lopetuslämpötilan vähintään 870°C. Keksinnön kaikkein edullisin teelmälämpöti1 a korkeintaan noin 1149°C on käytännössä sovellettavissa ohuisiin, jatkuvasti valettuihin teelmiin, joilla on paksuus 25 - 50 mm. Lisäkustannussäästöt ovat mahdollisia valamalla sula ohuiksi teelmiksi paksujen teelmien asemasta, joilla on tavanomainen paksuus 150 mm tai enemmän. Valamalla ohueksi teelmäksi, minimoidaan aikaa ja energiaa, mikä tarvitaan levyksi kuumavalssaamiseen. Esimerkiksi ohut teelmä ei vaadi ollenkaan tai vaatii ainoastaan minimaalisen pienennyksen käyttämällä karkeavalssausta. Sen lisäksi, että säästetään aikaa ja energiaa valssauksen aikana, lisäenergiaa voitaisiin säästää, koska alkuperäinen teelmälämpöti1 a voi olla huomattavasti pienempi kuin se, mikä vaaditaan paksuille teelmille. Vähintään 1260°C asemasta ohuet teelmät voidaan kuumentaa niin alhaiseksi kuin 1093°C ja ne voidaan silti tyydyttävästi kuumavalssata vanhenemattomaksi, erähehkutetuksi, alumiinitiivistetyksi teräkseksi, jolla on hyvin korkea rm*arvo.

' : : Erilaisia modifikaatioita voidaan tehdä keksintöön poikkeamatta sen hengestä ja suoja-alasta. Esimerkiksi keksinnön mukainen » · | teräs voidaan valmistaa jatkuvasti valetuista ohuista tai pak- .·. 1 suista teelmistä, samoin kuin paksuista teelmistä, jotka on • · · .·, : muodostettu harkoista. Erilaisia alennettuja teelmäl ämpöti 1 o ja • ♦ ♦ !..* voidaan käyttää niin kauan kuin kuumavalssauksen 1 opetuslämpö- • a · tila on Ar3:n yläpuolella ja kelaus lämpötila on edullisesti alle 593°C. Tämän vuoksi keksinnön rajat tulee määrittää oheen • · · *· ’* liitetyistä vaatimuksista.

i « i «at a * · * 1 » 1 * · *

Claims (14)

1. 97899
2. 1. Alumiinitiivistetty teräs, johon kuuluu: kylmämuokattu, rekristallisaatioerähehkutettu, vanhenematon levy, tunnettu pitkänomaisesta raerakenteesta ja rm-arvosta vähintään 1.8, edullisesti vähintään 2.0, jolloin teräksen koostumuksena on olennaisesti <0,08% hiiltä, <0,24% mangaania, >0,01 paino-% liukoista alumiinia ja typpeä epäpuhtautena, missä liukoisen alumiiniprosentin ja kokonaisty-pen prosenttimäärän tulo ei ole suurempi kuin noin 5 x 10"^, kaikki painoprosentteina, loppuosa rautaa ja ei-vältettävissä olevia epäpuhtauksia, jolloin levy on muodostettu teelmästä, jonka kuumavalssausläm-pötila on vähemmän kuin noin 1260 °C, edullisesti vähemmän kuin noin 1175 °C, missä teelmä on kuumavalssattu levyksi, jossa on typpeä liuenneena, joka levy on kelattu lämpötila-alueessa 500°C - 650°C.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen teräs, tunnettu siitä, että teelmä on jatkuvavalettu teelmä, joka on jäähdytetty lämpötilaan alle Ar3 ennen kuumavalssausta, joka jäähdytys aiheuttaa alumiininitridin erkautumisen, jolloin teelmä on • · · uudelleenkuumennettu lämpötilaan alle 1260 °C ennen kuumavals-! '. sausta alumiininitridin uudelleenliuottamiseksi. • · • · · ’· *· 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen teräs, tunnettu * · • · · »« .. ·· ... *. *: siitä, että erahehkutus tapahtuu lämpötilassa vähintään 649 °C. • · · • · · • · ·
4. 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen teräs, tunnettu : siitä, että erähehkutus tapahtuu lämpötila-alueessa n. 538°C - ··· 649 °C. « • · · • ·
5. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alumiinitiivistetty teräs, tunnettu siitä, että teräksen koostumuksena on olennai-sesti <0,05% hiiltä, 0,03 - 0,08% liukoista alumiinia, 0,003 - 97899 0,007% kokonaistyppeä, <0,24% mangaania, missä liukoisen alu-miiniprosentin ja kokonaistypen prosenttimäärän tulo ei ole suurempi kuin noin 5 x 10-4, kaikki painoprosentteina, loppuosa rautaa ja ei-vältettävissä olevia epäpuhtauksia, jolloin levy on muodostettu jatkuvavaletusta teelmästä, jonka kuumavalssaus-lämpötila on vähemmän kuin noin 1175 °C.
6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen alumiinitiivistetty teräs, tunnettu siitä, että teräksen koostumuksena on olennaisesti <0,05% hiiltä, 0,05 - 0,06% liukoista alumiinia, 0,004 -0,006% kokonaistyppeä, <0,24% mangaania, missä liukoisen alumiiniprosentin ja kokonaistypen prosenttimäärän tulo on alueella 2 x 10-4 - 4 x 10-4, kaikki painoprosentteina, loppuosa rautaa ja ei-vältettävissä olevia epäpuhtauksia.
7. 7. Menetelmä valmistaa alumiinitiivistettyä terästä, tunnettu siitä, että menetelmään sisältyy teelmän muodostaminen, jonka koostumuksena on olennaisesti <0,08% hiiltä, <0,24% mangaania, >0,01 paino-% liukoista alumiinia ja typpeä epäpuhtautena, missä liukoisen alumiiniprosentin ja kokonaistypen prosenttimäärän tulo ei ole suurempi kuin noin 5 x 10—4, kaikki painoprosentteina, loppuosa rautaa ja ei-vältettävissä olevia epäpuhtauksia, teelmän kuumavalssaaminen, jolloin kuumavals- • * i ’ sauslämpötila on vähemmän kuin noin 1 260 °C, edullisesti vähemmän kuin noin 1175 °C, levyksi, jossa on typpeä liuen- • « · l ; neena, • · · *· *· kuumavalssatun levyn kelaaminen lämpötila-alueessa V : 500°C - 650°C, kuumavalssatun levyn hilseen poistaminen, kuumavalssatun levyn kylmämuokkaus, : : : kylmämuokatun levyn rekristallisaatioerähehkuttaminen, missä hehkutettu teräs on vanhenematonta, ja jolle on ominaista pitkänomainen raerakenne ja rm-arvo vähintään 1,8, edullisesti , vähintään 2,0. 97899
8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siihen kuuluu lisävaiheina teelmän valaminen jatkuvana ja teelmän jäähdyttäminen lämpötilaan alle Ar3 valun jälkeen.
9. 9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siihen kuuluu lisävaiheena teelmän valaminen jatkuvana paksuudella 25 - 50 mm.
10. 10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumavalssatun levyn viimeistelylämpötila on > Ar3 ja kuumavalssatun levyn kelauslämpötila on < 593 °C.
11. 11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erähehkutus tapahtuu lämpötilassa vähintään 649 °C.
12. 12. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erähehkutus tapahtuu lämpötila-alueessa 538°C -649 °C.
13. 13. Menetelmä alumiinitiivistetyn teräksen valmistamiseksi, ·.·. tunnettu siitä, että menetelmään sisältyy sulan muodos- taminen, jonka koostumuksena on olennaisesti <0,05% hiiltä, 0,03 - 0,08% liukoista alumiinia, 0,003 - 0,007% kokonais- • · * I typpeä, <0,24% mangaania, missä liukoisen alumiiniprosentin ja • · · *· *j kokonaistypen prosenttimäärän tulo ei ole suurempi kuin noin • · · j *· 5 x 10, kaikki painoprosentteina, loppuosa rautaa ja ei- • · · *.* * vältettävissä olevia epäpuhtauksia, sulan valaminen teelmäksi, • ·»·.·· ·« ·· · ί:: teelmän jäähdyttäminen lämpötilaan alle Ar3 alumiininitridin erkauttamiseksi, 1. teelmän uudelleenkuumentaminen lämpötilaan vähemmän kuin • · 1175 °C alumiininitridin liuottamiseksi uudelleen, i· au i itki) i.iiM 97899 teelmän kuumavalssaaminen levyksi, jossa on liuennutta typpeä, kuumavalssatun levyn kelaaminen lämpötila-alueessa 500 - 650°C, kuumavalssatun levyn hilseen poistaminen, kuumavalssatun levyn kylmämuokkaus, kylmämuokatun levyn rekristallisaatioerähehkuttaminen, missä hehkutettu teräs on vanhenematonta, jolle on ominaista pitkänomainen raerakenne ja rm arvo vähintään 2,0.
14. 14. Menetelmä alumiinitiivistetyn teräksen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että siihen sisältyy sulan muodostaminen, jonka koostumuksena on olennaisesti <0,08% hiiltä, <0,24% mangaania, >0,01 paino-% liukoista alumiinia ja typpeä epäpuhtautena, missä liukoisen alumiiniprosentin ja kokonaistypen prosenttimäärän tulo ei ole suurempi kuin noin 5 x 10-4, kaikki painoprosentteina, loppuosa rautaa ja ei-vältettävissä olevia epäpuhtauksia, sulan jatkuva valaminen teelmäksi, jonka paksuus on 25 - 50 mm, teelmän jäähdyttäminen lämpötilaan alle Ar3 alumiininitridin erkauttamiseksi, teelmän uudelleenkuumentaminen lämpötilaan vähemmän kuin 1175 °C alumiininitridin liuottamiseksi uudelleen, teelmän kuumavalssaaminen levyksi, jossa on liuennutta typpeä, kuumavalssatun levyn kelaaminen lämpötila-alueessa 500°C - • I \ 650°C, ! kuumavalssatun levyn hilseen poistaminen, • · · * · · l ; kuumavalssatun levyn kylmamuokkaus, • · · *·^· kylmämuokatun levyn rekristallisaatioerähehkuttaminen, missä ? · · ·1 ' hehkutettu teräs on vanhenematonta, jolle teräkselle on omi naista pitkänomainen raerakenne ja rm-arvo vähintään 2,0. • « · • · · • · · * · · • · · · · • » 97899