FR2757542A1 - CONSTRUCTION STEEL LOW ALLY ACTIVE PARTICLES - Google Patents

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Abstract

Acier dont la composition chimique comprend, en poids: 0,005% =< C =< 0,4%; 0,2% =< Mn =< 2,5%; 0,05% =< Si =< 0,6%; 0% =< Ni =< 6%; 0% =< Cr =< 3%; 0% =< Mo =< 1,5%; 0% =< Cu =< 1%; 0% =< V =< 0,2%; 0% =< Nb =< 0,1%; 0% =< B =< 0,005%; 0,% =< S =< 0,02%; 0,001% =< Al =< 0,004%; 0,01% =< Ti =< 0,03%; 0% =< N =< 0,006%; éventuellement du zirconium en des teneurs =< 0,006%; éventuellement des terres rares en des teneurs inférieures à 0,05%; éventuellement du calcium en des teneurs inférieures à 0,005%; le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration. L'acier contient une fine dispersion de particules actives constituées au moins d'oxydes mixtes de titane et d'au moins un élément pris parmi l'aluminium, le silicium et le zirconium, le nombre de particules actives par mm**2, comptées sur une coupe micrographique, étant supérieur à 25. Procédé pour l'élaboration de cet acier.Steel whose chemical composition comprises, by weight: 0.005% = <C = <0.4%; 0.2% = <Mn = <2.5%; 0.05% = <Si = <0.6%; 0% = <Ni = <6%; 0% = <Cr = <3%; 0% = <Mo = <1.5%; 0% = <Cu = <1%; 0% = <V = <0.2%; 0% = <Nb = <0.1%; 0% = <B = <0.005%; 0,% = <S = <0.02%; 0.001% = <Al = <0.004%; 0.01% = <Ti = <0.03%; 0% = <N = <0.006%; optionally zirconium in amounts = <0.006%; optionally rare earths in contents of less than 0.05%; optionally calcium in contents of less than 0.005%; the remainder being iron and impurities resulting from the production. The steel contains a fine dispersion of active particles consisting of at least mixed titanium oxides and at least one element taken from aluminum, silicon and zirconium, the number of active particles per mm ** 2, counted on a micrographic section, being greater than 25. Process for the production of this steel.

Description

ii

ACIER ET PROCEDE DE FABRICATION DE CET ACIER  STEEL AND PROCESS FOR PRODUCING SAID STEEL

La présente invention concerne un acier à particules actives qui  The present invention relates to an active particle steel which

favorisent l'obtention d'un grain ferritique fin.  promote a fine ferritic grain.

Il est bien connu que les propriétés mécaniques de ductilité, de limite d'élasticité et de ténacité des aciers sont d'autant meilleurs que le grain est fin.  It is well known that the mechanical properties of ductility, yield strength and toughness of steels are even better than the grain is fine.

C'est en particulier le cas pour les aciers dont la structure est ferritique, ferrito-  This is particularly the case for steels with a ferritic, ferritic and

perlitique ou ferrito-bainitique. Ces structures résultent généralement de la transformation au refroidissement de structures austénitiques stables à haute température et instables à basse température. Les grains ferritiques obtenus par ces transformations germent à partir des grains austénitiques et sont  pearlitic or ferritic-bainitic. These structures generally result from the cooling transformation of austenitic structures stable at high temperature and unstable at low temperature. The ferritic grains obtained by these transformations germinate from the austenitic grains and are

d'autant plus fins que la taille des grains austénitiques de départ est petite.  all the more so because the size of the starting austenitic grains is small.

Par ailleurs, il est bien connu que le grain austénitique peut être affiné par des traitements thermiques ou thermomécaniques adaptés. Aussi, afin d'obtenir des aciers qui ont des propriétés mécaniques de ductilité, de limite d'élasticité et de ténacité élevées, on cherche à affiner le grain ferritique par des traitements thermiques ou thermomécaniques destinés à affiner le grain austénitique avant transformation de l'austénite en ferrite. Ces traitements sont, par exemple, une normalisation par réchauffage pendant un temps pas trop long, à une température pas trop élevée au dessus de la température de transformation en austénite, ou un traitement thermomécanique par déformation plastique de l'acier dans un domaine de température tel que, d'une part l'acier ait une structure austénitique, et d'autre part que les grains austénitiques écrouis ne recristallisent pas sous forme de gros grains. Cette technique de l'affinement du grain par des traitements thermiques ou thermomécaniques est universellement utilisée. Cependant, elle présente l'inconvénient de ne pas être adaptées à certaines situations dans lesquelles l'acier est soumis à des cycles thermiques imposés par les circonstances partculières d'utilisation, les procédés de mise en oeuvre ou les procédés de fabrication. Pour limiter les conséquences de cet inconvénient, on a proposé d'ajouter dans l'acier des éléments susceptibles de former une fine dispersion de précipités stables à haute température, qui bloquent la croissance des grains austénitiques. Cependant, cette technique n'est pas toujours suffisamment efficace, si bien qu'il est parfois difficile d'obtenir les  Moreover, it is well known that the austenitic grain can be refined by suitable thermal or thermomechanical treatments. Also, in order to obtain steels which have high mechanical properties of ductility, yield strength and toughness, it is sought to refine the ferritic grain by thermal or thermomechanical treatments intended to refine the austenitic grain before transformation of the ferrite austenite. These treatments are, for example, normalization by reheating for a not too long time, at a temperature not too high above the austenite transformation temperature, or a thermomechanical treatment by plastic deformation of the steel in a temperature range. such that, on the one hand, the steel has an austenitic structure, and on the other hand that the hardened austenitic grains do not recrystallize in the form of coarse grains. This technique of grain refinement by thermal or thermomechanical treatments is universally used. However, it has the disadvantage of not being adapted to certain situations in which the steel is subjected to thermal cycles imposed by the particular circumstances of use, the methods of implementation or the manufacturing processes. To limit the consequences of this disadvantage, it has been proposed to add in the steel elements capable of forming a fine dispersion of high temperature stable precipitates, which block the growth of the austenitic grains. However, this technique is not always effective enough, so that it is sometimes difficult to obtain the

caractéristiques de ductilité souhaitées.  desired ductility characteristics.

L'inconvénient qui vient d'être décrit peut être exprimé de façon quantitative en utilisant la température de transition de la résilience au niveau 28 Joules après un cycle thermique constitué d'un chauffage à 1300 C suivi d'un refroidissement jusqu'à la température ambiante à la vitesse de 4 C/s par convention, dans toute la suite, cette température de transition de résilience, mesurée après le cycle thermique défini cidessus, sera appelée  The disadvantage that has just been described can be expressed quantitatively by using the transition temperature of the resilience at the level of 28 Joules after a thermal cycle consisting of heating at 1300 C followed by cooling to the temperature 4 C / s by convention, in the following, this transition temperature of resilience, measured after the thermal cycle defined above, will be called

"TK 28 J"."TK 28 J".

Dans un certain nombre de circonstances, la sécurité d'installations construites en acier ne peut être garantie que si la température "TK 28 J" est inférieure à - 45 C. Or, pour les aciers dont il est question ici, on ne peut, en général, pas garantir que la température "TK 28 J" sera inférieure à - 45 C. Il en résulte des limitations dans l'utilisation de ces aciers qui présentent  In a number of circumstances, the safety of steel-built installations can only be guaranteed if the temperature "TK 28 J" is less than -45 C. However, for the steels in question here, it is impossible, in general, not guarantee that the temperature "TK 28 J" will be lower than - 45 C. This results in limitations in the use of these steels which present

d'autres avantages par ailleurs.other advantages elsewhere.

Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un acier ayant une aptitude améliorée à l'affinement du grain ferritique et permettant de conserver un grain fin, donc des propriétés de ductilité satisfaisantes, même lorsqu'il est soumis à des cycles thermiques mal contrôlés résultant soit des conditions de fabrication, soit des conditions de mise en oeuvre, soit, enfin, des circonstances particulières d'utilisation. Plus précisément, le but de l'invention est de proposer un acier ayant, à la fois, une structure ferritique, ferritoperlitique ou ferrito-bainitique, et une température  The object of the present invention is to overcome this disadvantage by providing a steel having improved ability to refine the ferritic grain and to retain a fine grain, so satisfactory ductility properties, even when subjected to poorly controlled thermal cycles resulting from either the manufacturing conditions or the conditions of implementation, or finally, special circumstances of use. More specifically, the object of the invention is to propose a steel having, at the same time, a ferritic, ferritoperitic or ferritic-bainitic structure, and a temperature

"TK 28 J" inférieure à - 45 C."TK 28 J" less than - 45 C.

A cet effet, I'invention a pour objet un acier dont la composition chimique comprend, en poids:  For this purpose, the subject of the invention is a steel whose chemical composition comprises, by weight:

0,05% < C < 0,4%0.05% <C <0.4%

0,2% < Mn < 2,5% 0,05% < Si < 0,6% 0% < Ni < 6% 0% < Cr < 3% 0% < Mo < 1, 5% 0% < Cu < 1%  0.2% <Mn <2.5% 0.05% <Si <0.6% 0% <Ni <6% 0% <Cr <3% 0% <Mo <1, 5% 0% <Cu < 1%

0% < V < 0,2%0% <V <0.2%

0% < Nb < 0,1%0% <Nb <0.1%

0% < B < 0,005%0% <B <0.005%

0% < S < 0,02%0% <S <0.02%

0,001% < AI 0,004%0.001% <AI 0.004%

0,01% < Ti < 0,03%0.01% <Ti <0.03%

0% < N < 0,006%0% <N <0.006%

- éventuellement du zirconium en des teneurs inférieures à 0,006%, éventuellement des terres rares en des teneurs inférieures à 0,05%, éventuellement du calcium en des teneurs inférieures à 0,005%, le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration. L'acier contient, en outre, une fine dispersion de particules actives constituées au moins d'un oxyde mixte de titane et d'au moins un élément pris parmi l'aluminium, le silicium et le zirconium; le nombre de particules actives par  optionally zirconium in contents of less than 0.006%, optionally rare earths in contents of less than 0.05%, optionally calcium in contents of less than 0.005%, the balance being iron and impurities resulting from the preparation . The steel further contains a fine dispersion of active particles consisting of at least one mixed titanium oxide and at least one of aluminum, silicon and zirconium; the number of active particles per

mm2, comptées sur une coupe micrographique, étant supérieur à 25.  mm2, counted on a micrographic section, being greater than 25.

De préférence, la teneur en aluminium et la teneur en titane satisfont la relation (avec AI et Ti exprimés en % en poids): (AI - 0,0022)2/1, 62 + (Ti - 0,021)2/132 < 10-6 Lorsque l'acier contient du zirconium, il est préférable que la teneur en cet élément soit supérieure à 0,002%. Les particules actives sont alors  Preferably, the aluminum content and the titanium content satisfy the relationship (with Al and Ti expressed as% by weight): (AI - 0.0022) 2/1, 62 + (Ti - 0.021) 2/132 <10 When the steel contains zirconium, it is preferable that the content of this element be greater than 0.002%. The active particles are then

constituées d'au moins un oxyde mixte de zirconium et de titane.  consisting of at least one mixed oxide of zirconium and titanium.

io Les particules actives peuvent comporter également du sulfure de manganèse. L'invention concerne également un procédé pour la fabrication de l'acier conforme à l'invention, selon lequel: - on élabore un acier liquide non désoxydé contenant moins de 0,005% i5 d'aluminium, - on ajoute du silicium et du manganèse, - on désoxyde l'acier par le carbone sous vide, - puis on ajoute du titane,  The active particles may also include manganese sulfide. The invention also relates to a process for the manufacture of the steel according to the invention, according to which: - a non-deoxidized liquid steel containing less than 0.005% of aluminum is produced, - silicon and manganese are added, the steel is deoxidized by the carbon under vacuum, then titanium is added,

et on coule l'acier sous forme d'un demi produit.  and the steel is cast as a half product.

De préférence, on ajoute du zirconium et on coule l'acier moins de 15  Preferably, zirconium is added and the steel is cast under

minutes après l'addition de zirconium.  minutes after the addition of zirconium.

L'invention va maintenant être décrite plus en détails, de façon non  The invention will now be described in more detail, in a non

limitative, et illustrée par des exemples.  limiting, and illustrated by examples.

Les inventeurs ont constaté, de façon nouvelle, que des particules dites actives, finement dispersées dans l'acier, étaient des sites de germination pour la ferrite, non seulement par un effet local sur l'énergie interfaciale, mais  The inventors have found, in a new way, that so-called active particles, finely dispersed in steel, were germination sites for ferrite, not only by a local effect on the interfacial energy, but

également du fait des contraintes engendrées dans le métal autour d'elles.  also because of the stresses generated in the metal around them.

Ces contraintes qui résultent de différences de coefficient de dilatation entre le métal et les particules actives, apparaissent au cours de tout cycle thermique au quel est soumis l'acier, pourvu qu'il comporte un réchauffage à une température suffisante. De tels cycles thermiques se rencontrent dans de  These stresses, which result from differences in expansion coefficient between the metal and the active particles, occur during any thermal cycle to which the steel is subjected, provided that it comprises a heating at a sufficient temperature. Such thermal cycles are encountered in

nombreuses circonstances d'emploi, de mise en oeuvre ou de fabrication.  many circumstances of use, implementation or manufacture.

Les inventeurs ont également constaté de façon nouvelle que, pour que les contraintes engendrées autour des particules actives aient un effet significatif, d'une part, il est nécessaire que les déformations engendrées par ces contraintes soient supérieures à 1,5%. Ils ont, enfin, constaté que seules les particules d'oxyde mixte de titane et d'au moins un autre élément pris parmi l'aluminium, le silicium et le zirconium, induisent une déformation locale  The inventors have also found in a new way that, for the stresses generated around the active particles to have a significant effect, on the one hand, it is necessary that the deformations generated by these stresses be greater than 1.5%. Finally, they found that only particles of mixed titanium oxide and at least one other element taken from aluminum, silicon and zirconium induce local deformation.

supérieure à 1,5%.greater than 1.5%.

Plus précisément, les inventeurs ont constaté que les particules d'oxydes purs d'aluminium, de silicium ou de titane conduisent à des déformations inférieures à 1,5%, que les particules d'oxydes mixtes d'aluminium et de titane, ou les particules mixtes d'oxydes de silicium et de titane conduisent à des déformations légèrement supérieures à 1, 5%, et, enfin, que les particules d'oxyde mixte de zirconium et de titane conduisent à des  More specifically, the inventors have found that particles of pure oxides of aluminum, silicon or titanium lead to deformations of less than 1.5%, that particles of mixed oxides of aluminum and titanium, or mixed particles of silicon oxides and titanium lead to deformations slightly greater than 1, 5%, and finally, the mixed oxide particles of zirconium and titanium lead to

déformations supérieures à 3,5%.deformations greater than 3.5%.

Du fait des déformations importantes engendrées en leur voisinage, les particules d'oxydes mixtes de zirconium et de titane sont des sites de io germination de la ferrite particulièrement efficaces. Cette efficacité est améliorée lorsque les particules actives comportent un peu de sulfure de  Because of the large deformations generated in their vicinity, the mixed zirconium oxide and titanium oxide particles are particularly effective sites for the nucleation of ferrite. This efficiency is improved when the active particles comprise a little sulphide of

manganèse associé aux oxydes.manganese associated with oxides.

Il est clair que les grains ayant germé sur ces particules actives seront d'autant plus fins que les particules actives seront plus nombreuses. Les i inventeurs ont constaté que pour obtenir un effet significatif, il est nécessaire que le nombre de particules actives, compté sur une coupe micrographique  It is clear that the seeds germinated on these active particles will be finer as the active particles will be more numerous. The inventors have found that to obtain a significant effect, it is necessary that the number of active particles, counted on a micrographic section

de 1 mm2, soit supérieur à 25.of 1 mm2, ie greater than 25.

Pour contenir des particules actives conformes à ce qui a été indiqué ci dessus, I'acier doit contenir: - moins de 0,004 % et, de préférence, moins de 0,0035 % d'aluminium pour éviter la formation d'inclusions d'alumine pure, mais, plus de 0,001% pour éviter la formation d'oxydes de titane purs et pour favoriser une fine dispersion des particules actives hors des zones ségrégées; de plus, lorsque la teneur en aluminium est trop faible, la température de transition de résilience dans les zones affectées par des cycles de chauffage rapide à haute température est dégradée; - entre 0,01% et 0,03% de titane pour que les particules actives soient constituées partiellement d'oxyde de titane, ce qui est impératif; éventuellement du zirconium en des teneurs inférieures à 0,006%, et, de préférence, entre 0,002% et 0,006%, afin de former des oxydes de zirconium qui seront associés aux oxydes de titane, sans qu'il se forme de nitrures de zirconium défavorables à la ténacité; - moins de 0,006% d'azote pour éviter la formation de gros nitrures de titane ou de zirconium défavorables à la ténacité; - plus de 0,05% de silicium pour obtenir suffisamment de particules actives, mais, moins de 0,6% pour éviter de détériorer la ténacité notamment lors d'opérations de soudage; éventuellement du niobium en des teneurs pouvant aller jusqu'à 0,1%; en faible teneur cet élément favorise l'affinement du grain, mais, au delà de 0,1% il a un effet défavorable sur la ténacité du fait d'une précipitation trop importante de carbonitrures; - du soufre en des teneurs inférieures à 0,02%; en général, cet élément est considéré comme étant une impureté, mais, en formant des sulfures de manganèse qui s'associent aux particules actives à base d'oxydes, il  To contain active particles as indicated above, the steel must contain: less than 0.004% and preferably less than 0.0035% aluminum to avoid the formation of alumina inclusions pure, but, more than 0.001% to avoid the formation of pure titanium oxides and to promote a fine dispersion of the active particles out of the segregated zones; in addition, when the aluminum content is too low, the transition temperature of resilience in the areas affected by rapid heating cycles at high temperature is degraded; - between 0.01% and 0.03% titanium so that the active particles consist partially of titanium oxide, which is imperative; optionally zirconium in contents of less than 0.006%, and preferably between 0.002% and 0.006%, in order to form zirconium oxides which will be associated with the titanium oxides, without the formation of zirconium nitrides which are unfavorable to tenacity; less than 0.006% of nitrogen to prevent the formation of large titanium or zirconium nitrides which are unfavorable to toughness; more than 0.05% silicon to obtain enough active particles, but less than 0.6% to avoid deteriorating the toughness, especially during welding operations; optionally niobium in contents of up to 0.1%; in low grade this element favors the refinement of the grain, but, beyond 0.1%, it has an adverse effect on the tenacity due to excessive precipitation of carbonitrides; sulfur in contents of less than 0.02%; in general, this element is considered to be an impurity, but, by forming manganese sulphides which associate with the active particles based on oxides, it

augmente l'efficacité de ces particules actives.  increases the efficiency of these active particles.

De préférence, dans le cas d'aciers calmés au titane (c'est à dire dont la teneur en silicium est faible, de l'ordre de moins de 0,15 %), et afin d'obtenir des particules actives optimales constituées d'oxydes mixtes de titane et d'aluminium, les teneurs en aluminium et titane doivent satisfaire à la relation: (AI - 0,0022)2/1,62 + (Ti - 0, 021)2/132 < 10-6 Celle-ci permet, en effet, de définir dans un plan "teneur en titane / teneur en aluminium" le domaine de composition le plus favorable à la formation d'oxydes mixtes de titane et d'aluminium dans de l'acier liquide ou en cours de solidification. Outre les éléments qui viennent d'être indiqués et nécessaires pour maîtriser la formation des particules actives, I'acier contient les éléments qui lui confèrent ses propriétés d'emploi générales, par exemple ses caractéristiques mécaniques. Les domaines de teneur pour chacun de ces élément définissent la famille des aciers aux quels la technique des particules actives s'applique. Il s'agit des aciers faiblement ou moyennement alliés susceptible de présenter une transformation d'austénite en ferrite et de  Preferably, in the case of titanium-killed steels (that is to say whose silicon content is low, of the order of less than 0.15%), and in order to obtain optimal active particles consisting of In the case of mixed titanium and aluminum oxides, the aluminum and titanium contents must satisfy the relationship: (AI - 0.0022) 2 / 1.62 + (Ti - 0.021) 2/132 <10-6 it makes it possible, in fact, to define in a plane "titanium content / aluminum content" the composition range most favorable to the formation of mixed oxides of titanium and aluminum in liquid steel or in progress solidification. In addition to the elements which have just been indicated and necessary for controlling the formation of the active particles, the steel contains the elements which give it its general use properties, for example its mechanical characteristics. The content domains for each of these elements define the family of steels to which the active particle technique applies. These are low or medium alloy steels which may have austenite to ferrite conversion and

présenter une structure de type ferritique ou ferrito-perlitique ou ferrito-  have a ferritic or ferritic-pearlitic or ferritic structure

bainitique, dont la composition comporte en poids (outre les éléments indiqués ci-dessus):  bainitic, the composition of which comprises by weight (in addition to the elements indicated above):

0,005% < C < 0,4%0.005% <C <0.4%

0,2% < Mn < 2,5% 0% < Ni < 6% 0% < Cr < 3% 0% < Mo < 1,5% 0% < Cu < 1%  0.2% <Mn <2.5% 0% <Ni <6% 0% <Cr <3% 0% <Mo <1.5% 0% <Cu <1%

0% < V < 0,2%0% <V <0.2%

0% < B < 0,005%0% <B <0.005%

- éventuellement des terres rares en des teneurs inférieures à 0,05%, éventuellement du calcium en des teneurs inférieures à 0,005%,  optionally rare earths in contents of less than 0.05%, and possibly calcium in contents of less than 0.005%,

le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.  the rest being iron and impurities resulting from the elaboration.

Pour obtenir une fine dispersion de particules actives, I'acier doit être élaboré selon l'un ou l'autre des modes d'élaboration suivants: - selon un premier mode de réalisation, on élabore un acier liquide non désoxydé contenant moins de 0,005% d'aluminium, au quel on ajoute du manganèse avant de le désoxyder sous vide par le carbone, le manganèse et le silicium, de façon à obtenir une activité en oxygène d'environ 30 ppm, puis on ajoute le titane soit sous forme de ferro-titane, soit de ferro-silico-titane, et, enfin on met à nuance en ajustant les teneurs en éléments d'alliage; lorsque l'acier doit contenir du zirconium, cet élément est ajouté en fin d'élaboration moins de 15 minutes avant la coulée, que celle-ci soit effectuée en continu ou en lingots; - selon un deuxième mode de réalisation, on élabore un acier liquide qu'on désoxyde par le silicium et le manganèse pour fixer l'activité en oxygène à 40 ppm environ, puis on laisse décanter les plus grosses inclusions, on règle alors la teneur en carbone et on ajoute le titane avant d'effectuer la mise à nuance finale; éventuellement on ajoute du zirconium moins de 15 minutes  To obtain a fine dispersion of active particles, the steel must be produced according to one or other of the following methods of production: according to a first embodiment, a non-deoxidized liquid steel containing less than 0.005% is produced; of aluminum, to which manganese is added before deoxidizing it under vacuum with carbon, manganese and silicon, so as to obtain an oxygen activity of approximately 30 ppm, and then the titanium is added in the form of ferro -titanium, or ferro-silico-titanium, and finally it is nuanced by adjusting the contents of alloying elements; when the steel must contain zirconium, this element is added at the end of the preparation less than 15 minutes before pouring, whether this is done continuously or ingots; according to a second embodiment, a liquid steel is developed which is deoxidized by silicon and manganese in order to fix the oxygen activity at approximately 40 ppm, then the larger inclusions are allowed to decant, the content of carbon and the titanium is added before final shading; optionally zirconium is added less than 15 minutes

avant la coulée.before the casting.

A titre d'exemple et de comparaison, on a fabriqué les aciers 1 à 6 selon l'art antérieur, et 7 à 9 selon l'invention, et on a mesuré leurs températures "TK 28 J" (telle que définie ci-dessus, c'est à dire mesurée après chauffage à  By way of example and comparison, Steels 1 to 6 according to the prior art, and 7 to 9 according to the invention, were manufactured and their temperatures were measured "TK 28 J" (as defined above , ie measured after heating to

1300 C et refroidissement rapide).1300 C and rapid cooling).

Les compositions chimiques (en millièmes de % en poids) et les températures "TK 28 J"(en C) étaient: _ o_ oC Mn SIi S P AlI V Nbl il Zr Toi N TK28J art 1 80 1580 235 1 11 26 _ 0 0 0,6 6 -25 anté- 2 82 1620 250 1 12 3 0 0 1,8 3,7 -10 rieur 3 82 1590 252 2,2 10 5 18 20 1,6 4,3 -25 4 73 1585 5 3 9 0,7 3 13 7 - 5,2 nd -8 69 1555 101 4 9 1 3 11 4 - 2,5 nd O0 I 6 82 1590 252 2 10 5,2 - - 18 20 1,6 nd -25 inven 7 77 1485 234 nd nd 3 - 18 0 1,4 1,7 -50 -tion 8 77 1600 230 2 11 4 - 10 3 2,7 2,5 -  The chemical compositions (in thousandths by weight) and the temperatures "TK 28 J" (in C) were: ## STR2 ## 0.6 6 -25 ant-2 82 1620 250 1 12 3 0 0 1.8 3.7 -10 3 82 1590 252 2.2 10 5 18 20 1.6 4.3 -25 4 73 1585 5 3 9 0.7 3 13 7 - 5.2 nd -8 69 1555 101 4 9 1 3 11 4 - 2.5 nd O0 I 6 82 1590 252 2 10 5.2 - - 18 20 1.6 nd -25 inven 7 77 1485 234 na na 3 - 18 0 1,4 1,7 -50 -tion 8 77 1,600 230 2 11 4 - 10 3 2,7 2,5 -

9* 68 1488 84 6 13 2 2 14 20 - 2,4 4,3 -  9 * 68 1488 84 6 13 2 2 14 20 - 2.4 4.3 -

* I'acier 9 contient en outre Ni = 405, Cr = 20, Cu = 191 ( en millièmes de % en poids) L'acier N 7, conforme à l'invention, contient des particules actives de 1 à 5 pm constituées d'oxydes de titane et d'aluminium partiellement associées à du sulfure de manganèse. L'affinement de la microstructure est attestée par la  The steel 9 also contains Ni = 405, Cr = 20, Cu = 191 (in thousandths of a% by weight). The N 7 steel according to the invention contains active particles of 1 to 5 μm consisting of oxides of titanium and aluminum partially associated with manganese sulphide. The refinement of the microstructure is attested by the

température de transition "TK 28 J" qui est inférieure à - 45 C.  transition temperature "TK 28 J" which is less than - 45 C.

L'acier N 8, également conforme à l'invention, se distingue du précédent par la présence d'une petite addition de zirconium qui conduit à la formation de particules actives constituées d'oxydes mixtes de zirconium et de titane particulièrement efficaces pour affiner la microstructure. Cet effet favorable se traduit par une température "TK 28 J" inférieure de 20 K par 0o rapport à la température "TK 28 J" de l'acier N 7 et, par conséquent, très  N 8 steel, also in accordance with the invention, differs from the previous by the presence of a small zirconium addition which leads to the formation of active particles consisting of mixed oxides of zirconium and titanium particularly effective for refining the microstructure. This favorable effect results in a temperature "TK 28 J" 20 K lower than 0 ° compared to the temperature "TK 28 J" of the steel N 7 and, consequently, very

inférieure à - 45 C.less than - 45 C.

L'acier N 9, conforme à l'invention, a des teneurs en AI et Ti satifaisant la relation (AI - 0,0022)2/1,62 + (Ti - 0,021)2/132 < 10-6, a été calmé au titane  N 9 steel, according to the invention, has contents of AI and Ti satifaising the relation (AI - 0,0022) 2 / 1,62 + (Ti - 0,021) 2/132 <10-6, has been calmed with titanium

et a une excellente température de transition "TK 28 J".  and has an excellent transition temperature "TK 28 J".

A contrario: - I'acier N 1 calmé à l'aluminium, sans titane contient des inclusions d'alumine peu actives vis à vis de la germination ferritique; sa température "TK 28 J" n'est que de -25 C, ce qui est trop élevé; I'acier N 2 calmé au silicium et au manganèse, sans titane, contient des inclusions de silicate de manganèse peu actives vis à vis de la germination de la ferrite, et la microstructure est très grossière; sa température "TK 28 J" n'est que de -10 C; - I'acier N 3 à bas aluminium, avec du titane et du zirconium n'a cependant pas une bonne ténacité car la teneur en zirconium est trop élevée et l'acier contient de gros nitrures de zirconium qui dégradent cette propriété; sa température "TK 28 J" est de - 25 C; - I'acier N 4, a une teneur en aluminium trop basse, si bien que la précipitation d'oxydes mixtes de titane et aluminium est insuffisante; la température "TK 28 J" est de - 8 C, ce qui est beaucoup trop élevé; - I'acier N 5, a une teneur en aluminium satisfaisante mais une teneur en titane trop basse; la formation d'oxydes mixtes est insuffisante et la température "TK 28 J" est de 0 C, ce qui est encore moins bon que dans le cas précédent; - I'acier N 6 a une teneur en aluminium trop forte et une teneur en zirconium excessive qui donne naissance à des nitrures grossiers défavorables à la  On the other hand: the steel N 1 killed with aluminum, without titanium contains inclusions of alumina which are not very active with respect to ferritic germination; its temperature "TK 28 J" is only -25 C, which is too high; Silicon and manganese-killed N 2 steel, without titanium, contains inclusions of manganese silicate which are not very active with respect to the germination of ferrite, and the microstructure is very coarse; its temperature "TK 28 J" is only -10 C; However, the low aluminum N 3 steel with titanium and zirconium does not have good toughness because the zirconium content is too high and the steel contains large zirconium nitrides which degrade this property; its temperature "TK 28 J" is -25 C; - Steel N 4, has an aluminum content too low, so that the precipitation of mixed oxides of titanium and aluminum is insufficient; the temperature "TK 28 J" is -8 C, which is much too high; - Steel N 5, has a satisfactory aluminum content but a titanium content too low; the formation of mixed oxides is insufficient and the temperature "TK 28 J" is 0 C, which is even worse than in the previous case; N 6 steel has an excessively high aluminum content and an excessive zirconium content which gives rise to coarse nitrides which are unfavorable to the

ténacité; la température "TK 28 J" est de -25 C.  tenacity; the temperature "TK 28 J" is -25 C.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1 - Acier caractérisé en ce que sa composition chimique comprend, en poids:  1 - Steel characterized in that its chemical composition comprises, by weight: 0,05% < C < 0,4%0.05% <C <0.4% 0,2% < Mn < 2,5% 0,05% < Si < 0,6% 0% < Ni < 6% 0% < Cr < 3% 0% < Mo < 1, 5% 0% < Cu < 1%  0.2% <Mn <2.5% 0.05% <Si <0.6% 0% <Ni <6% 0% <Cr <3% 0% <Mo <1, 5% 0% <Cu < 1% 0% < V < 0,2%0% <V <0.2% 0% < Nb < 0,1%0% <Nb <0.1% 0% < B < 0,005%0% <B <0.005% 0% < S < 0,02%0% <S <0.02% 0,001% < AI < 0,004%0.001% <AI <0.004% 0,01% < Ti < 0,03%0.01% <Ti <0.03% 0% < N < 0,006%0% <N <0.006% - éventuellement du zirconium en des teneurs inférieures à 0,006%, éventuellement des terres rares en des teneurs inférieures à 0,05%, éventuellement du calcium en des teneurs inférieures à 0,005%, le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, I'acier contenant une fine dispersion de particules actives constituées au moins d'un oxyde mixte de titane et d'au moins un élément pris parmi l'aluminium, le io silicium et le zirconium, le nombre de particules actives par mm2, comptées sur  optionally zirconium in contents of less than 0.006%, optionally rare earths in contents of less than 0.05%, optionally calcium in contents of less than 0.005%, the balance being iron and impurities resulting from the preparation , The steel containing a fine dispersion of active particles consisting of at least one mixed oxide of titanium and at least one element selected from aluminum, silicon and zirconium, the number of active particles per mm 2, counted sure une coupe micrographique, étant supérieur à 25.  a micrographic section, being greater than 25. 2 - Acier selon la revendication 1 caractérisé en ce que la teneur en aluminium et la teneur en titane satisfont la relation: (AI - 0,0022)2/1, 62 + (Ti - 0,021)2/132 < 10-6 3 - Acier selon la revendication 1 caractérisé en ce que il contient plus de 0,002% de zirconium et en ce que les particules actives sont constituées  2 - Steel according to claim 1 characterized in that the aluminum content and the titanium content satisfy the relationship: (AI - 0.0022) 2/1, 62 + (Ti - 0.021) 2/132 <10-6 3 - Steel according to claim 1 characterized in that it contains more than 0.002% of zirconium and in that the active particles are constituted d'au moins un oxyde mixte de zirconium et de titane.  at least one mixed oxide of zirconium and titanium. 4 - Acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en  4 - Steel according to any one of claims 1 to 3 characterized in ce que les particules actives comportent en outre du sulfure de manganèse.  the active particles further comprise manganese sulfide. 5 - Procédé pour la fabrication d'un acier selon l'une quelconque des  5 - Process for the manufacture of a steel according to any one of revendications 1 à 4 caractérisé en ce que:  Claims 1 to 4 characterized in that: - on élabore un acier liquide non désoxydé contenant moins de 0,005% d'aluminium, - on ajoute du manganèse, - on désoxyde l'acier sous vide, par le carbone, le manganèse et le silicium, de façon à obtenir une activité en oxygène inférieure à 30 ppm, - on ajoute du titane, - puis on met à nuance, et on coule l'acier sous forme d'un demi produit. 6 Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que, après l'addition de titane, on ajoute du zirconium et en ce que on coule l'acier moins  a non-deoxidized liquid steel containing less than 0.005% of aluminum is prepared, manganese is added, the steel is deoxidized under vacuum, with carbon, manganese and silicon, so as to obtain an oxygen activity. less than 30 ppm, titanium is added, then it is shaded, and the steel is cast in the form of a half product. 6 Process according to claim 5 characterized in that, after the addition of titanium, zirconium is added and in that the steel is cast less de 15 minutes après l'addition de zirconium.  15 minutes after the addition of zirconium.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62109948A (en) * 1985-11-07 1987-05-21 Kawasaki Steel Corp High-toughness steel for welding
JPH02125812A (en) * 1988-07-14 1990-05-14 Nippon Steel Corp Manufacture of cu added steel having superior toughness of weld heat-affected zone
JPH02194115A (en) * 1989-01-23 1990-07-31 Nippon Steel Corp Production of high-strength steel for low temperature service containing titanium oxide and excellent in toughness at weld zone
JPH02220735A (en) * 1989-02-20 1990-09-03 Nippon Steel Corp Production of high tensile strength steel for welding and low temperature including titanium oxide
EP0589435A2 (en) * 1992-09-24 1994-03-30 Nippon Steel Corporation Refractory shape steel material containing oxide and process for producing rolled shape steel of said material
EP0589424A2 (en) * 1992-09-24 1994-03-30 Nippon Steel Corporation Shape steel material having high strength, high toughness and excellent fire resistance and process for producing rolled shape steel of said material
JPH06279848A (en) * 1993-03-26 1994-10-04 Nippon Steel Corp Yield point controlled shape steel
JPH06293937A (en) * 1993-04-07 1994-10-21 Nippon Steel Corp Production of steel for welded structure, dispersedly containing ti-al compound oxide and excellent in toughness in weld zone

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62109948A (en) * 1985-11-07 1987-05-21 Kawasaki Steel Corp High-toughness steel for welding
JPH02125812A (en) * 1988-07-14 1990-05-14 Nippon Steel Corp Manufacture of cu added steel having superior toughness of weld heat-affected zone
JPH02194115A (en) * 1989-01-23 1990-07-31 Nippon Steel Corp Production of high-strength steel for low temperature service containing titanium oxide and excellent in toughness at weld zone
JPH02220735A (en) * 1989-02-20 1990-09-03 Nippon Steel Corp Production of high tensile strength steel for welding and low temperature including titanium oxide
EP0589435A2 (en) * 1992-09-24 1994-03-30 Nippon Steel Corporation Refractory shape steel material containing oxide and process for producing rolled shape steel of said material
EP0589424A2 (en) * 1992-09-24 1994-03-30 Nippon Steel Corporation Shape steel material having high strength, high toughness and excellent fire resistance and process for producing rolled shape steel of said material
JPH06279848A (en) * 1993-03-26 1994-10-04 Nippon Steel Corp Yield point controlled shape steel
JPH06293937A (en) * 1993-04-07 1994-10-21 Nippon Steel Corp Production of steel for welded structure, dispersedly containing ti-al compound oxide and excellent in toughness in weld zone

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 011, no. 322 (C - 453) 20 October 1987 (1987-10-20) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 342 (C - 0743) 24 July 1990 (1990-07-24) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 470 (C - 0769) 15 October 1990 (1990-10-15) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 523 (M - 1049) 16 November 1990 (1990-11-16) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 095, no. 001 28 February 1995 (1995-02-28) *

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