HU184635B

HU184635B - Tillage tool

Info

Publication number: HU184635B
Authority: HU
Inventors: Theodore M Clarke; Gordon H Walter
Original assignee: Int Harvester Co
Priority date: 1977-06-16
Filing date: 1977-06-16
Publication date: 1984-09-28

Abstract

Nagy szén tartalmú, nagy keménységű acélból előállított talajművelő eszköz, amely acélanyagában a különböző megmunkálási műveletek során is gömbalakban megmaradó szulfidzárványokat tartalmaz. A gömbalakú szulfidzárványok kialakulását megfelelő erős szulfidalak- befolyásoló adalékok acélgyártás közbeni alkalmazásával érik. el. A talajművelő eszköz hengerlést irányban mért törési szívósságát ezen intézkedéssel lényegesen megnövelik, s így minden irányban igen kedvező törés- állékonyságú, nagyteljesítményű talajművelő eszköz nyerhető.High carbon steel high-hardness soil tillage tool, which contains in its steel material the residual sulphide residues in the spherical form during various machining operations. The formation of spherical sulphide derivatives is achieved by the use of suitable strong sulphide-forming additives in the steel production. a. The fracture toughness of the soil tillage tool in the direction of rolling is substantially increased by this measure, thus obtaining a high-performance soil cultivator with excellent fracture stability in all directions.

Description

A találmány tárgya talajművelő eszközök, különösen mezőgazdasági rendeltetésű tárcsák nagy széntartalmú egyirányban hengerelt acélból történő előállítására irányul, amely tárcsák törési jellemzők szempontjából jobb vagy egyenértékű tulajdonságokkal bírnak, mint a többirányban hengerelt acélból előállított azonos rendeltetésű eszközök.The invention relates to the production of soil cultivation tools, especially agricultural discs, from high-carbon unidirectionally rolled steel, which discs have better or equivalent properties in terms of fracture characteristics than tools for the same purpose produced from multidirectionally rolled steel.

Ismeretes, hogy a hagyományos egyirányban hengerelt acéllemezből vagy laposacélból kiindulóan előállított mezőgazdasági rendeltetésű tárcsák lényegében egyenesvonalú törési hajlamot mutatnak, minthogy a kész tárcsa szívóssága hosszirányban (hengerelési irányban) a keresztirányban mért szívósságnál kisebb.It is known that agricultural discs manufactured from conventional unidirectionally rolled steel sheet or flat steel exhibit a tendency to fracture in an essentially linear manner, since the toughness of the finished disc in the longitudinal direction (rolling direction) is lower than the toughness measured in the transverse direction.

Mezőgazdasági talajművelő eszközök üzemközben fellépő egyenesvonalú törései általában végzetesek, <s a törött tárcsa azonnali cseréjét: teszik szükségessé, minthogy az így megsérült tárcsák a borona vagy más mezőgazdasági gép komoly meghibásodásának veszélyét hordozzák a tárcsasor épen maradt egységeire ható szorítóerő megszűnése miatt. A sérült tárcsa azonnali cseréjének elmaradása továbbá a tárcsás borona további használata során bekövetkező eltömődéshez is vezet igen gyakran. Ehhez társul azon körülmény, hogy a tárcsasor szétszerelése és csere utáni ismételt összeáliítása nem csupán időigényes, hanem egyben igen fáradtságos, nehézkes művelet.Straight line fractures of agricultural tillage implements occurring during operation are usually fatal and necessitate the immediate replacement of the broken disc, as discs damaged in this way carry the risk of serious damage to the harrow or other agricultural machine due to the loss of clamping force on the remaining units of the disc row. Failure to immediately replace the damaged disc also very often leads to blockages during further use of the disc harrow. This is accompanied by the fact that disassembling the disc row and reassembling it after replacement is not only time-consuming, but also a very tiring and difficult operation.

Ismert törekvés az adott technikai területen, hogy a mezőgazdasági rendeltetésű talajművelő tárcsák törési hajlamának irányfüggőségét kedvezően befolyásolják. A törési hajlam irányfüggőségének problémáját ismert módszer szerint a legszélesebb körben ún. többirányban hengerelt acéllemezek vagy laposacélok kiindulási anyagként való alkalmazásával oldották meg. Kevésbé elterjedt másik ismert módszer szerint egyirányban hengerelt és kitemperáió hőkezelésnek alávetett acélt alkalmaznak szerkezeti anyagként, mint ahogy azt a 2 814 580 sz. USA szabadalmi leírás ismerteti. Többírányban hengerelt acélból előállított tárcsák azonban esetenként a tárcsafelülettel párhuzamos lemezes törés következtében válnak üzemképtelenné, amely törés a tartalmazott lencsealakú zárványok jelenlétére vezethető vissza. Ezen túlmenően mezőgazdasági rendeltetésű tárcsák előállításához szükséges többirányban hengerelt acéllemezek számos méreíosztályban hiánycikket képeznek, minthogy a többirányú hengerléshez alkalmas gépi berendezések. beruházása és üzemeltetése az acélművek számára rendkívül költséges.It is a known effort in the given technical field to influence the directional dependence of the fracture tendency of agricultural soil cultivation discs favorably. The problem of the directional dependence of the fracture tendency has been solved most widely by using so-called multidirectionally rolled steel sheets or flat steels as starting material, according to a known method. Another known method, which is less widespread, uses unidirectionally rolled and tempered steel as a structural material, as described in US patent specification No. 2,814,580. However, discs made of multidirectionally rolled steel sometimes become inoperable due to a plate fracture parallel to the disc surface, which fracture can be traced back to the presence of contained lenticular inclusions. In addition, multidirectionally rolled steel sheets required for the production of agricultural discs are in short supply in many gauge classes, as the investment and operation of machinery suitable for multidirectional rolling is extremely costly for steelworks.

A fentiek következtében a manapság hozzáférhető, kereskedelmi forgalomban kapható mezőgazdasági rendeltetésű tárcsák felsorolt, továbbá egyéb teljesítőképesség! és előállítási nehézségeinek áthidalása és élettartamuk növelése érdekében felmerült olyan eszközök és intézkedések kidolgozásának gondolata, amelyek révén egyirányban hengerelt nagykeménységű acélokból állíthatók elő teljesen irány független törési hajlamot mutató talajművelő tárcsák. Felismertük, hogy a tárcsák szerkezeti anyagául alkalmazott acélanyag szulfidzárványmorfológiájának befolyásolása egyben összekapcsolható a törési hajlam irány függőségének befolyásolásával, és így olyan mezőgazdasági talajművelő tárcsák nyerhetők, amelyek szélsőséges terhelés hatására nein egyenes vonal mentén bekövetkező ridegtörést, hanem csupán rövid hidegalakítási repedéseket mutatnak. Jóllehet a szulfidok morfológiájának befolyásolását alacsony széntartalmú acélok alakithatóságának és vastagságfüggő hidegalao kítási tulajdonságainak javítása céljából elvben már korábban, így pl. a 3 666 570 sz. USA szabadalmi leírásban ismertetettek szerint mások is javasolták, e módszert eddig nagy széntartalmú nagy keménységű acélokhoz még soha nem alkalmazták. A gömbalakú szulfidzárványoknak nagy széntartalmú nagykeménységű acélok szívósságát befolyásoló találmányunk szerinti hatása nem adódik kézenfekvő módon az eddigi ismeretekből, minthogy ezen szerkezeti anyagokat eddig általánosan ridegtörést mutató anyagoknak tekintették.As a result of the above, in order to overcome the listed and other performance and production difficulties of the currently available, commercially available agricultural discs and to increase their service life, the idea of developing such means and measures arose, by which soil cultivation discs with a completely direction-independent fracture tendency can be produced from unidirectionally rolled high-hardness steels. We have recognized that influencing the sulfide inclusion morphology of the steel material used as the structural material of the discs can be combined with influencing the direction dependence of the fracture tendency, and thus agricultural soil cultivation discs can be obtained which, under the influence of extreme loads, do not show a brittle fracture along a straight line, but only short cold-forming cracks. Although influencing the morphology of sulfides in order to improve the formability and thickness-dependent cold-forming properties of low-carbon steels has been described in principle earlier, e.g. in No. 3,666,570. As described in the US patent specification, this method has been proposed by others, but has never been applied to high-carbon, high-hardness steels. The effect of spherical sulfide inclusions on the toughness of high-carbon, high-hardness steels according to our invention is not obvious from the prior art, since these structural materials have generally been considered to exhibit brittle fracture.

A találmány elsődleges célkitűzései közé tartozik olyan egyirányban hengerelt, nagy széntartalmú és nagykeménységű acélból készült, mezőgazdasági talajművelő eszközökhöz alkalmas tárcsa kialakítása, amelynél a szerkezeti anyag egyébként immanens egyenesvonalú törési hajlamát az acélolvadékba gyártás közben bejuttatott olyan kémiai adalékanyagok alkalmazásával szüntetjük meg, amelyek magas hőmérsékleten is nehezen alakítható, ellenálló gömbalakú szulfidzárványok keletkezését eredményezik az acél szemcseszerkezetében, s amely zárványok a kész termékben is kellő mértékben alaktartott módon jelen vannak.The primary objectives of the invention include the design of a disc suitable for agricultural soil cultivation tools made of unidirectionally rolled, high-carbon and high-hardness steel, in which the otherwise immanent linear fracture tendency of the structural material is eliminated by using chemical additives introduced into the steel melt during production, which result in the formation of resistant spherical sulfide inclusions in the grain structure of the steel that are difficult to form even at high temperatures, and which inclusions are also present in the finished product in a sufficiently well-shaped manner.

A találmány további célja egyirányban hengerelt magas széntartalmú acélból olyan hőkezelt tárcsák előállítása, amelyek minden irányban fokozott törésállékonyságúak és viszonylag magas keménységűek.A further object of the invention is to produce heat-treated discs from unidirectionally rolled high carbon steel which have increased fracture toughness in all directions and relatively high hardness.

A találmány célját képezi végül egyirányban hengerelt nagy széntartalmú nagykeménységű acélból készült olyan talajművelő eszközök kialakítása, amelyek az ismert szerkezeti anyagokból ismert eljárásokkal előállított azonos rendeltetésű eszközöket teljesítőképesség és élettartam tekintetében messze felülmúlják.The aim of the invention is ultimately to design soil cultivation tools made of unidirectionally rolled high-carbon, high-hardness steel that far surpass tools of the same purpose produced from known structural materials by known processes in terms of performance and service life.

A fenti és egyéb célkitűzések eléréséhez vezetett találmány szerinti intézkedéseket és azok jellemzőit számos alkalmazási terület és használati lehetőség egyidejű felsorolásával az alábbiakban a csatolt rajzokra és fcnyképillusztrációkra rendre utaló részletes leírásban ismertetjük, ahol is azThe measures according to the invention and their features, which lead to the achievement of the above and other objectives, are described below in a detailed description with reference to the attached drawings and photo illustrations, where the

1. ábra egy tipikus mezőgazdasági talajművelő tárcsa perspektivikus képe, aFigure 1 is a perspective view of a typical agricultural tillage disc, the

2. ábra az 1. ábrán látható tárcsa 2-2 metszősík mentén vett keresztmetszete, aFigure 2 is a cross-section of the disc shown in Figure 1 taken along the 2-2 cutting plane,

3. ábra hagyományos módon kitemperált, egyirányban hengerelt acélból előállított tárcsaegyed középtartományáról készített, az elvégzett golyós törésvizsgálat eredményét bemutató fényképfelvétel, aFigure 3. A photograph of the central area of a disc produced from conventionally tempered, unidirectionally rolled steel, showing the results of the ball fracture test,

4. ábra a 3. ábrán bemutatott tárcsaegyed más szögből készült fényképfelvétele, amely a golyós törésvizsgálat eredményeként keletkezett kúpos alakváltozást fokozott mértékben érzékelteti, azFigure 4 is a photograph of the disc shown in Figure 3 from a different angle, which shows the conical deformation resulting from the ball fracture test to a greater extent,

5. ábra a 3. ábrán bemutatott tárcsaegyed felületéről készített viszonylag csekély nagyítású fényképfelvétel, amely a törésvonalak egyikén jól mutatja a törés rideg jellegét, aFigure 5 is a relatively low-magnification photograph of the surface of the disc shown in Figure 3, which clearly shows the brittle nature of the fracture on one of the fracture lines,

6. ábra a 3. ábra szerintivel analóg, de a találmány szerint előállított kitemperált tárcsaegyed középtartományán elvégzett golyós törésvizsgálat eredményét illusztráló fényképfelvétel, amelynek szerkezeti anyagában az összes visszamaradt szulfidzárvány gömbalakú, aFigure 6 is a photograph analogous to Figure 3, but illustrating the result of a ball fracture test performed on the central region of a quenched disc unit produced according to the invention, in the structural material of which all remaining sulfide inclusions are spherical, the

184 635184,635

7. ábra a 4. ábrán bemutatott felvétellel analóg módon más szögből készült fényképfelvétel a 6. ábrán látható találmány szerinti tárcsaegyed középtartományáról, amely jól érzékelteti az elvégzett golyós törésvizsgálat eredményeként keletkezett kúpos alakváltozást és törési jellemzőket, aFigure 7 is a photograph taken from a different angle, analogous to the photograph shown in Figure 4, of the central region of the disc unit according to the invention shown in Figure 6, which clearly shows the conical deformation and fracture characteristics resulting from the ball fracture test performed,

8A. ábra hagyományos egyirányban hengerelt acélból előállított tárcsasgyed szemcseszerkezetét 100-szoros nagyításban bemutató fénykép, amelyen látható a visszamaradt szulfidzárványok iránya, eloszlása és alakja, jó! érzékeltetve, hogy a tipikus szulfidzárványok hengerelési irányban el. nyúlt zsinóralakúak és lényegében a hengerelési iránnyal párhuzamos vonalak mentén helyezkednek el, aFigure 8A is a 100x magnification photograph of the grain structure of a disc produced from conventional unidirectionally rolled steel, showing the direction, distribution and shape of the residual sulfide inclusions, clearly showing that typical sulfide inclusions are elongated cord-like in the rolling direction and are located essentially along lines parallel to the rolling direction,

8B. ábra a 8A. ábrához hasonlóan 100-szoros nagyítású mikroszkopikus fényképfelvétel azzal a különbséggel, hogy többirányban hengerelt acélból előállított tárcsaegyedről készült és a szulftdzárványokat egy kitüntetett hengerlési irányban szemlélteti, aFigure 8B is a microscopic photograph at 100x magnification, similar to Figure 8A, except that it is taken from a disc made of multidirectionally rolled steel and shows the sulfide inclusions in a single, distinct rolling direction,

8C. ábra ugyanazon tárcsaegyed acélanyagáról . készült mikroszkopikus fénykép mint a 8B. ábra, de az utóbbinál nagyobb nagyításban, aFigure 8C is a microscopic photograph of the steel material of the same disc as Figure 8B, but at a higher magnification than the latter,

8D. ábra a találmány szerinti acélanyagból készült tárcsaegyed; szövetszerkezetének 100szoros nagyítású mikroszkopikus felvétele, amelyen jól láthatók a visszamaradt tipikus, a hengerlés során nem deformálódott vagy megnyúlt szulfidzárványok, aFigure 8D is a microscopic image of the structure of a disc made of the steel material according to the invention, magnified 100 times, showing the typical sulfide inclusions that remained, which were not deformed or elongated during rolling, and the

9. ábra kezeletlen vagy hagyományos SAE 1085 kitemperált tárcsaacél törési szívósságát bemutató terhelés-elmozdulás diagramm, aFigure 9. Load-displacement diagram showing the fracture toughness of untreated or conventional SAE 1085 quenched and tempered disc steel, a

10. ábra a találmány szerinti tárcsa-acélanyag törési szívósságát bemutató terhelés-elmozdulás diagramm, míg aFigure 10 is a load-displacement diagram showing the fracture toughness of the disc steel material according to the invention, while

11. ábra különböző százalékban gönibalakú visszamaradt szulfidzárványokat tartalmazó tárcsa-anyagminták vizsgálata alapján felvett diagramm, amely ezek hengerlési iránnyal párhuzamos és merőleges irányban mért törési szívósságát tünteti fel.Figure 11 is a diagram based on the examination of disc material samples containing different percentages of residual sulfide inclusions with a straight face, showing their fracture toughness measured in the direction parallel and perpendicular to the rolling direction.

Az előzőekben már kihangsúlyozott módon a találmány tehát elsődlegesen talajművelő eszközök, különösen olyan mezőgazdasági rendeltetésű művelőtárcsák magas széntartalmú, nevezetesen 0,65 súlyszázaléknál több szenet tartalmazó, szabványmegnevezés szerint SAE 1085 acélból történő előállítására irányul, amelyekre viszonylag nagy és minden irányban egyenletes szívósság jellemző. Ezt elsősorban kémiai elemek előre meghatározott mennyiségű és összetételű adalékolásával étjük el, amely adalékolás az acélgyártás során nagy széntartalmú, több mint 0,65 súlyszázalék szenet tartalmazó acélolvadékba való bejuttatással történik. Az adalékokat, az adalékoláshoz használandó kémiai elemeket, valamint azok mennyiségeit az alábbiakban részletesen ismertetjük. Ezek az olvadt acélfürdő kéntartalmával és oxigénjével reagálva gönibalakú oxidszulfids/.emcsék kialakulásához vezetnek, amelyek gömbalakjukat az acélanyag mezőgazdasági művelőtárcsák előállítására alkalmas lemezzé történő meleghengerlése alatt mindvégig megtartják.As already emphasized above, the invention is therefore primarily directed to the production of soil cultivation tools, especially agricultural cultivation discs, from high-carbon steel, namely containing more than 0.65% by weight of carbon, according to the standard designation SAE 1085, which is characterized by relatively high and uniform toughness in all directions. This is achieved primarily by adding chemical elements in a predetermined amount and composition, which addition is carried out during the production of steel by introducing them into a high-carbon steel melt containing more than 0.65% by weight of carbon. The additives, the chemical elements to be used for the addition, and their quantities are described in detail below. These react with the sulfur content and oxygen of the molten steel bath to form linear oxide sulfides/particles, which retain their spherical shape throughout the hot rolling of the steel material into a sheet suitable for the production of agricultural cultivation discs.

A szuliidszemcsck alak-befolyásolásának technológiája alacsony széntartalmú szerkezeti acélokhoz jól ismert és kidolgozott. Ugyanakkor még nem javasolták, hogy a szulfidszemcsék alakjának kémiai anyagok adalékolása útján történő befolyásolását kiemelkedő minőségi jellemzőkkel bíró mezőgazdasági eszköz-, ill. müvelőtárcsák előállítására alkalmas szerkezeti anyagok nyerése céljából magas szén tartalmú acélokhoz is kidolgozzák. Megállapítható, hogy a szulfidszemcsék alak-befolyásolásán alapuló technológiát az említeti célra nagy szén tartalmú acélokhoz még soha nem alkalmazták.The technology of influencing the shape of sulfide grains is well known and developed for low-carbon structural steels. However, it has not yet been proposed to influence the shape of sulfide grains by adding chemical substances to obtain structural materials with outstanding quality characteristics suitable for the production of agricultural implements and cultivator discs for high-carbon steels. It can be stated that the technology based on influencing the shape of sulfide grains has never been applied to high-carbon steels for the mentioned purpose.

Különféle szerkezeti anyagokból és eltérő gyártási eljárásokkal előállított tárcsákkal elvégzett nagyszámú törési szívósságvizsgálat értékelési eredményei azt mutatják, hogy a törési szívósság irány függősége a tartalmazott szulfidzárványok gömbalakú szernesehányadának függvényében változik. A gömbalakját megtartott szemcsehányad bugából a tárcsák előállítására alkalmas vastagsági méretre meleghengerelt acéllemezben értendő. Bebizonyosodott, hogy azon művelőtárcsa-egyedek, amelyekben a szulfidzárványok lényegében 100%-ban megtartották gömbalakjukat, törési szívósság tekintetében lényegében teljes irányfüggetlenséggel bírnak.The results of a large number of fracture toughness tests performed on discs made of various structural materials and with different manufacturing processes show that the directional dependence of fracture toughness varies depending on the spherical grain fraction of the sulfide inclusions contained. The spherical grain fraction is understood as the proportion of grains retained in hot-rolled steel sheet to a thickness suitable for the production of discs. It has been proven that those cultivator disc units in which the sulfide inclusions have retained their spherical shape in essentially 100% have essentially complete directional independence in terms of fracture toughness.

A találmány megalkotásához vezetett megelőző kutatómunka során vizsgálati célra számos tárcsaegyedet állítottunk elő egyirányban kb. 8 mm (5/16'’) vastagságúra meleghengerelt acéllemezből. Ezen, a vizsgálati célra előállított tárcsaegyedek kiindulási szerkezeti anyagát képező acéllemezek mindegyikét külön-külön acélolvadékokból nyertük, amelyekbe rendre különböző adalék-összetételekből álló kísérleti sorozat egy-egy meghatározott adalékegyedét juttattuk be. A kísérleti sorozat adalék-összetételei Mischmetált, ritka földfémszilicideket. ferro-titániumot és Hypercal elnevezésű ötvözetet tartalmaztak. A fentiek szerint előkészített és előállított tárcsacgyedekkel igen nagyszámú törési szívósságvizsgálatot végeztünk, ahol is a meleghengerlés után gömbalakban megmaradt szulfidszemcsehányad a vizsgált tárcsacgyedekben 40%-tól 100%-ig terjedt.During the preliminary research work leading to the creation of the invention, a number of disc units were produced for testing purposes from a steel sheet hot rolled in one direction to a thickness of about 8 mm (5/16''). Each of these steel sheets, which formed the starting structural material of the disc units produced for testing purposes, was obtained separately from steel melts, into which a specific additive unit of an experimental series consisting of different additive compositions was introduced. The additive compositions of the experimental series included Mischmetal, rare earth silicides, ferro-titanium and an alloy called Hypercal. A very large number of fracture toughness tests were carried out with the disc units prepared and produced as described above, where the proportion of sulfide grains remaining in spherical shape after hot rolling in the tested disc units ranged from 40% to 100%.

Mezőgazdasági rendeltetésű talajművelő eszkoztárcsák előállíthatók hengerléssel ellapított megfelelő hengertuskóból, vagy ennél még kézenfekvőbben a tárcsát előzőleg egyirányban történő hengerléssel előállított, szaknyelven egyirányban hengerelt acéllemezből vágják ki.Agricultural tillage tool discs can be produced from a suitable cylinder billet flattened by rolling, or, more simply, the disc is cut from a steel sheet previously produced by rolling in one direction, technically called unidirectionally rolled.

Egy másik alternatíva szerint a tárcsákat olyan hengerlési technológiával munkálják meg, amelynek lényege, hogy számos irányban végzik a hengerlést, amit szaknyelven többirányú hengerlésnek neveznek. Magáról a hengerlési technológiáról jelen ismertetés keretében nem látszik szükségesnek részletesen szólni, minthogy az nem képezi a találmány tárgyát ill. szerves részét. Elég annyi, hogy a hengerlési művelet során egymáshoz meghatározott erővel szorított hengerek között menesztik át az acéllemezeket vagy félkészre hengerelt rúdanyagokat ill. hengertuskókat. A művelőtárcsák acélanyagának. példaképpen kezeletlen SAE 1085 acél egyirányú hengerlése során a hengerszék hengerel csak egyirdnyban haladnak el az acéllemez felületén. Ezt követően vágják ki a tárcsáknak megfelelő terítékeket az acéllemezből, amelyeket végül tárcsákká alakítanak. Ezen niú'velctsorozat eredményeként a 8Λ. ábrán látható módon lényegében teljes mértékben a tárcsák keresztmetszetében lineáris irányú, párhuzamosan elhelyezkedő 3According to another alternative, the discs are processed using a rolling technology, the essence of which is that the rolling is carried out in several directions, which is called multidirectional rolling in technical terms. It does not seem necessary to talk in detail about the rolling technology itself in the context of this description, since it does not constitute the subject matter or an integral part of the invention. It is sufficient that during the rolling operation, the steel sheets or semi-finished rolled bar materials or roller billets are passed between rollers pressed together with a certain force. During the unidirectional rolling of the steel material of the working discs, for example untreated SAE 1085 steel, the roller of the rolling mill passes over the surface of the steel sheet in only one direction. Subsequently, the sheets corresponding to the discs are cut out of the steel sheet, which are finally transformed into discs. As a result of this series of niú'velcts, the 8Λ. As shown in Figure 3, the cross-section of the discs is essentially completely linear and parallel to the 3

-3184 635 elnyúlt, hosszúkás alakú szulfidzárványokat tartalmaz a tárcsák szerkezeti anyaga. Az ismert módon többirányú hengerléssel előállított tárcsákban a zárványok a hengerlés síkjában minden irányban egyenletesen ellapítottak és általában lencsealakúak. Hosszúkás zsinóralak helyett lencsealakú zárványok jelenlétét tartják a többirányban hengerelt tárcsákkal a csupán egyirányban hengereltekkel szemben már korábban elért kívánatos jobb eredmények egyik fontos tényezőjének.-3184 635 elongated, elongated sulfide inclusions are contained in the structural material of the discs. In discs produced by multidirectional rolling in the known manner, the inclusions are uniformly flattened in all directions in the rolling plane and are generally lenticular. The presence of lenticular inclusions instead of an elongated cord shape is considered to be an important factor in the previously desirable better results achieved with multidirectionally rolled discs compared to those rolled in only one direction.

Kísérleteink során olyan tárcsaacélanyagot állítottunk elő, amelyben a tartalmazott szulfidzárványok teljes mennyiségben megtartották gömbalakjukat. Az SAE 1085 szabvány megjelölés alatt ismert acélt ennek érdekében az alábbiakban részletezett módon Mischmetállal kezeltük. Az acéladagot egy mintegy 140 tonnás medencéjű olvasztókemence részét képező bázikus oxigénolvasztóban állítottuk elő. A súly szerinti kémiai összetétel kb. 1590 °C hőmérsékleten a következő volt: 0,84% C; 0,58 %Mn; 0,19 %P; 0,024% S.During our experiments, we produced a steel disc material in which the sulfide inclusions contained retained their spherical shape in full. For this purpose, the steel known under the standard designation SAE 1085 was treated with Mischmetal in the manner detailed below. The steel batch was produced in a basic oxygen smelter, which is part of a melting furnace with a basin of approximately 140 tons. The chemical composition by weight at a temperature of approximately 1590 °C was as follows: 0.84% C; 0.58% Mn; 0.19% P; 0.024% S.

A mintegy 140 tonnás medence tartalmához üstbe való lecsapolás közben az alábbi anyagokat adtuk a feltüntetett mennyiségekben:The following substances were added to the contents of the approximately 140-ton pool during draining into the cauldron in the indicated quantities:

Ferroszilikon (50% szilikon tartalmú) cca 566 kgFerrosilicon (50% silicon content) approx. 566 kg

Rendes ferromangán cca 363 kgOrdinary ferromanganese approx. 363 kg

M.S. mangán cca 68 kgM.S. manganese approx. 68 kg

Alumínium (darabolt huzal) cca 72,5 kgAluminum (chopped wire) approx. 72.5 kg

Kohókoksz cca 34 kgBlast furnace coke approx. 34 kg

Az 1530 C hőmérsékleten elvégzett üstpróbaelemzés az alábbi eredményt adta:The crucible test analysis performed at a temperature of 1530 C gave the following result:

0,83% C; 0,75% Mn; 0,024% P; 0,016% S; 0,22% Si; 0,03 % Ni; 0,03 % Cr; 0,01 % Mo; és 0,032 % Al.0.83% C; 0.75% Mn; 0.024% P; 0.016% S; 0.22% Si; 0.03% Ni; 0.03% Cr; 0.01% Mo; and 0.032% Al.

A fent említett 140 tonnás medencéből leöntött öttonnás bugát szokványos Mischmetállal az alábbiak szerint kezeltünk. A kokillába folyatás során az öttonás bugába kb. 56,7 grammos golyócskák beejtésével mintegy négy kilogrammnyi Mischmetált adalékoltunk. Az adalékolást azonnal megkezdtük, amint az acélolvadék a kokilla fenekén szétterült és egyenletesen mindaddig végeztük, amíg a kokillával háromnegyed részig megtelt. A Mischmetál közelítőleg 45 súlyszázalék cériumot tartalmazott.The five-ton billet cast from the aforementioned 140-ton pool was treated with conventional Mischmetal as follows. During pouring into the mold, approximately four kilograms of Mischmetal were added by dropping approximately 56.7 gram pellets into the five-ton billet. The addition was started as soon as the molten steel spread out on the bottom of the mold and continued evenly until the mold was three-quarters full. The Mischmetal contained approximately 45 percent cerium by weight.

Ezen kísérleti bugából, amelyhez a szulfidzárványok alakját befolyásoló Mischmetál-tartalmú adalékot hozzáadtuk, a törési szívósságvizsgálatnak alávetendő mintákat készítettünk, amelyeket kitemperálás útján hökezeltünk. A kísérleti buga egy részéből edzett és temperált törési szívósságvizsgálati indulópéldányokat készítettünk. A kitemperáló hőkezelést háromlépcsős kitemperáló berendezésben végeztük, amelynek során a mintákat először 871 °C-on négy percen át sófürdőben ausztenites hőkezelésnek vetettük alá, majd a transzformációs tartomány könyökmezőjén történő áthaladás céljából egy percig 288 °C-os sófürdőbe, és ezt követően huszonkét percnyi időtartamra 371 °C-os másik sófürdőbe helyeztük. A kezelés eredményeként perlites szerkezettől mentes bénites szemcseszerkezetű, a Rockwell skála szerinti C 40 és C 42 közötti keménységű acélt nyertünk. Az edzést és temperálást 816 °C-on ausztenitizáló hőntartással kezdtük, amelyet 43 °C-os olajfürdőbe merítéssel végzett edzés követett, miután a temperálást mintegy 500 °C-on C 40 és C 42 közötti Rockwell-keménységig végeztük. A találmány céljainak elérése szempontjából lényeges, hogy az előállított tárcsák tekintet nélkül az alkalmazott hőkezelési eljárásra, perlites szemcseszerkezettől mentesek, és elsődlegesen bénites vagy elsődlege4 sen martenzites szövetszerkezetűek legyenek. A különböző szulftdzárvány-alakbefolyásoló adalékokkal kezelt, különböző százalékarányokban gömbalakban megmaradt szulfidzárványokat tartalmazó acélokból, egyirányban hengerelt, teljes mértékben hosszúkás elnyújtott szulfidzárványokat (0% gömbalakú szulfidzárvány) tartalmazó szokványos vagy kezeletlen SAE 1085 acélból és lencsealakú szulfidzárványokat tartalmazó többirányban hengerelt SAE 1085 acélból készült tárcsaegyedek törési szívósságát összehasonlítás céljából olyan mechanikus törésvizsgálati módszer szerint vizsgáltuk, amely módszer eredményeit korábbi vizsgálódások a mezőgazdasági művelőtárcsák üzemi teljesítőképességével korrelánsaknak bizonyították.From this experimental lump, to which a Mischmetal-containing additive influencing the shape of the sulfide inclusions was added, samples to be subjected to fracture toughness testing were prepared, which were heat-treated by quenching. From a part of the experimental lump, hardened and tempered fracture toughness test specimens were prepared. The quenching heat treatment was carried out in a three-stage quenching apparatus, during which the samples were first subjected to austenitic heat treatment in a salt bath at 871 °C for four minutes, then placed in a salt bath at 288 °C for one minute to pass through the elbow field of the transformation region, and then in another salt bath at 371 °C for twenty-two minutes. As a result of the treatment, a steel with a bainite grain structure free of pearlite structure and a hardness between C 40 and C 42 on the Rockwell scale was obtained. The hardening and tempering was started with an austenitizing heat treatment at 816 °C, followed by a quenching in an oil bath at 43 °C, after which the tempering was carried out at about 500 °C to a Rockwell hardness between C 40 and C 42. It is essential for achieving the objectives of the invention that the discs produced, regardless of the heat treatment method used, are free from pearlitic grain structure and have a primarily bainitic or primarily martensitic microstructure. For comparison, the fracture toughness of disc units made of steels treated with different sulfide inclusion shape-influencing additives containing different percentages of spheroidal sulfide inclusions, unidirectionally rolled conventional or untreated SAE 1085 steel containing fully elongated elongated sulfide inclusions (0% spheroidal sulfide inclusions), and multidirectionally rolled SAE 1085 steel containing lenticular sulfide inclusions was tested using a mechanical fracture testing method, the results of which have been proven to correlate with the operational performance of agricultural cultivator discs in previous studies.

A következő táblázatban összefoglaltuk a különböző tárcsaegyedeken elvégzett törési szívósságvizsgálatok eredményeit.The following table summarizes the results of the fracture toughness tests performed on various disc specimens.

A táblázatból egyértelműen kitűnik, hogy a mezőgazdasági rendeltetésű talajművelő eszköztárcsák törési hajlamának a hosszirányú és a keresztirányú törési szívósság hányadosával jellemzett irányfüggősége a szulfidzárványok gömbalakját megtartott hányadának növekedésével csökken. Ezen eredményeket all. ábra grafikusan is ábrázolja. Az ábrán szaggatott 13 vonallal jelöltük a tárcsacgyedcknck a megelőző hengerlés irányára merőlegesen mért törési szívósságát, míg folytonos 14 vonallal ábrázoltuk ugyanazon tárcsáknak a megelőző hengerlés irányával párhuzamosan mért törési szívósságait. A 11. . ábra grafikonja ékesen érzékelteti a törési hajlam irányfüggőségének nagy különbségét pl. egyirányban hengerelt sima SAE 1085 acélanyag és találmány szerinti tárcsaacél között, amely utóbbi esetében a különböző irányokban mért törési szívósságok különbsége gyakorlatilag nulla, és a törési hajlam izotropikus vagy irányfüggetlen. A vizsgált találmány szerinti tárcsaegyedek törési szívóssága viszonylag nagy az előzetes hengerlés irányára merőlegesen vagyis arra keresztirányban mérve és ezen mért szívóssági értékeket nyertük lényegében az előzetes hengerlés irányával párhuzamos, azaz hosszirányú méréseknél is,It is clearly evident from the table that the directional dependence of the fracture tendency of agricultural tillage tool discs, characterized by the ratio of the longitudinal and transverse fracture toughness, decreases with the increase in the fraction of sulfide inclusions that retain their spherical shape. These results are also graphically depicted in Fig. 11. In the figure, the fracture toughness of the disc core measured perpendicular to the direction of the previous rolling is indicated by a dashed line 13, while the fracture toughness of the same discs measured parallel to the direction of the previous rolling is depicted by a solid line 14. The graph of Fig. 11. . clearly demonstrates the large difference in the directional dependence of the fracture tendency, e.g. between a plain SAE 1085 steel material rolled in one direction and a disc steel according to the invention, in the latter case the difference in fracture toughness measured in different directions is practically zero, and the fracture tendency is isotropic or direction-independent. The fracture toughness of the disc units according to the invention tested is relatively high when measured perpendicular to the direction of the preliminary rolling, i.e. transversely to it, and these measured toughness values were obtained also when measured essentially parallel to the direction of the preliminary rolling, i.e. longitudinally,

A törési szívóssági vizsgálatok eredményei azt tanúsítják, hogy a tárcsák törési hajlamának irányfüggősége, amelyet a hosszanti irányú és a keresztirányú törési szívósság hányadosával jellemeztünk, egyre inkább csökken, ahogy a gömbalakjukat megtartott szulfidzárványok százalékos részaránya növekszik, függetlenül attól, hogy mit és milyen mennyiségben használtunk zárványai ak-befolyásoló szerként ill. adalékként. A nyert mérési adatok azt is igazolják, hogy a 100 %-ban gömbalakú szulfidzárványokkal bíró tárcsák a többirányban hengerelt acélból előállított tárcsákét felülmúló tulajdonságokkal rendelkeznek, ahogy ezt a magasabb szívóssági hányados és nagyobb törés: szívósságértékek mutatják. Az elnyúlt, hosszúkás alakú szulfidzárványok jelenlétének kiküszöbölése a törési szívósság növekedését eredményezte hengerlés! irányban, és szinte teljes mértékben a törési hajlam irányfüggetlenségéhez vezetett.The results of the fracture toughness tests show that the directional dependence of the fracture tendency of the discs, characterized by the ratio of the longitudinal to transverse fracture toughness, decreases more and more as the percentage of sulfide inclusions that retain their spherical shape increases, regardless of what and in what quantity the inclusions were used as ag-influencing agents or additives. The obtained measurement data also confirm that the discs with 100% spherical sulfide inclusions have properties superior to those of discs produced from multidirectionally rolled steel, as shown by the higher toughness ratio and higher fracture toughness values. The elimination of the presence of elongated, elongated sulfide inclusions resulted in an increase in fracture toughness in the rolling direction and led to almost complete directional independence of the fracture tendency.

Lényeges annak kihangsúlyozása, hogy találmány szerint és annak oltalmi körén belül alaktartó szulfidzárványoknak a tárcsaacélbani létrehozásához bármely szulfidzárvány-alak-befolyásolószer ill. adalék, így például Mischmetál, titán, ritka földfémszilikát és „Hypercal” nevű szer is alkalmazható. Fontos továbbá, hogy a tárcsaacél-olvadék adaghoz felhasznált szulfidzárványalakbefolyásoló anyagok mennyisége attól függ, hogy milyenIt is important to emphasize that according to the invention and within the scope of its protection, any sulfide inclusion shape-influencing agent or additive, such as Mischmetal, titanium, rare earth silicate and "Hypercal", can be used to create shape-retaining sulfide inclusions in the steel sheet. It is also important that the amount of sulfide inclusion shape-influencing agents used in the steel sheet melt batch depends on what

184 635184,635

Tárcsaanyag Disc material Szulfid- zárványok alakja* Sulfide Inclusions Shape* Hőkezelés Heat treatment Keménység Hardness Törési szívósság (átl.), K_c,ksi Vi!?. Fracture toughness (avg.), K _c ,ksi Vi!?. Szívóssági hányados hosszi/kereszti Hardness ratio longitudinal/transverse hossz- irányban** longitudinal direction** kereszt- irányban crosswise Sima SAE 1085 acél Smooth SAE 1085 steel 100 %-ban hosszúkás, 100% elongated, kitemperálás, edzés és tempering, training and 40-41 40-41 62 62 105 105 ,59 .59 elnyújtott extended temperálás tempering 40-41 40-41 57 57 112 112 ,51 .51 Titánnal kezelt SAE 1085 acél Titanium-treated SAE 1085 steel 40 %-ban gömb 60 %-ban 40% sphere 60% kitemperálás, edzés és tempering, training and 40-42 40-42 (76)*** (76)*** (83)*** (83)*** (,91)*** (.91)*** elnyújtott extended temperálás tempering 40-42 40-42 86 86 123 123 .70 .70 Ritka földfémmel kezelt Rare earth treated 50 %-ban gömb 50 %-ban 50% sphere 50% kitemperálás, edzés és tempering, training and 40-42 40-42 91 91 133 133 ,68 .68 SAE 1085 acél SAE 1085 steel elnyújtott extended temperálás tempering 40-41 40-41 93 93 114 114 ,82 .82 Hypercallal kezelt Hypercall treated 60 %-ban gömb 40 %-ban 60% sphere 40% kitemperálás, edzés és tempering, training and 41-42 41-42 100 100 133 133 ,75 .75 SAE 1085 acél SAE 1085 steel elnyújtott extended temperálás tempering 40-41 40-41 88 88 128 128 ,69 .69 Mischmetállal kezelt Mischmetal treated 100 %-ban gömb 100% spherical kitemperálás, edzés és tempering, training and 40-41 40-41 119 119 121 121 ,98 .98 SAE 1085 acél SAE 1085 steel temperálás tempering 40-41 40-41 115 115 120 120 ,96 .96 Több irányban hengerelt SAE 1085 tárcsaacél Multidirectionally rolled SAE 1085 disc steel lencse lens edzés és temperálás hardening and tempering 42-43 42-43 92 92 110 110 ,84 .84

100-szoros nagyítású mikroszkóppal szemrevételezés útján nyert értékek. “Keletkezett repedés (törés) hengerlési irányban van.Values obtained by visual inspection with a microscope at 100x magnification. “The crack (fracture) that has occurred is in the rolling direction.

*** A szövetszerkezet a kívánt 100%-os bénitestől kevesebb bénitet tartalmazhat.*** The fabric structure may contain less bainite than the desired 100% bainite.

százalékarányban kívánunk a hengerlést követően és gömbalakban-megmaradt szulfidzárványokat elérni.We want to achieve a percentage of sulfide inclusions that remain in a spherical shape after rolling.

A Mischmetállal kezelt egyirányban hengerelt SAE 1085 acélanyagú tárcsák törési szívóssága a többirányban hengerelt acélból álló tárcsáknál jobb volt, mint ahogy az a fenti táblázatból is kitűnik. Mischmetállal kezelt SAE 1085 acélanyagú tárcsák sík feszültségű vagyis rövid hidegalakítási repedéseket mutatnak, amely a törés továbbterjedésével szembeni nagy ellenállóképességre utal, míg ezzel szemben az 5. ábrán is látható módon a kezeletlen egyirányban hengerelt SAE 1085 acélból előállított tárcsák sík feszültségállapotra ridegen törnek, s így a törés tovaterjedésével szembeni ellenállóképességük csekély. A 9. és 10. ábrákon látható diagrammok a törési hely törésig bekövetkezett elmozdulását az alkalmazott terhelés függvényében tüntetik fel a Mischmetállal kezelt SAE 1085 acélanyagú és az egyirányban hengerelt kezeletlen SAE 1085 acélanyagú tárcsákon végzett kísérletek eredményeinek reprezentálásaként. A diagrammok összehasonlító analízise jól mutatja, hogy a találmány szerinti tárcsák esetében a törés csak jóval nagyobb terhelés és fokozott mértékű alakváltozás elérésekor következik be,The fracture toughness of the Mischmetal-treated unidirectionally rolled SAE 1085 steel discs was better than that of the multidirectionally rolled steel discs, as can be seen from the table above. The Mischmetal-treated SAE 1085 steel discs show plane stress, i.e. short cold forming cracks, which indicates a high resistance to fracture propagation, while, in contrast, as can be seen in Figure 5, the discs produced from the untreated unidirectionally rolled SAE 1085 steel break brittlely in a plane stress state, and thus have a low resistance to fracture propagation. The diagrams shown in Figures 9 and 10 show the displacement of the fracture site up to fracture as a function of the applied load, representing the results of experiments carried out on Mischmetal-treated SAE 1085 steel discs and unidirectionally rolled untreated SAE 1085 steel discs. A comparative analysis of the diagrams clearly shows that in the case of the discs according to the invention, fracture occurs only when a much higher load and increased deformation are reached,

Többlrányban hengerelt talajművelő tárcsák üzemközbeni kagylós, réteges töréseit a tartalmazott diszkoszill. lencse alakú zárványok jelenlétének tulajdonítják, amelyek fennálló hipotézis szerinti bemetszés-hatása az azonos volumenű, de gömbalakú szulfidzárványok ilyen hatásánál jóval nagyobb. Jóllehet az elvégzett törési szívósságvizsgálatok a 100 %-ban gömbalakú szulfidzárványokkal bíró egyszeresen hengerelt találmány szerinti SAE 1085 acélanyag esetében a hengerlési síkbani rctegeződésből eredő kagylós törési hajlam csökkenését számszerűen nem mutatják, ilyen jellegű törésekkel , szemben is feltehetően a hagyományos több irányban hengerelt acélokhoz képest messze jobb ellenállóképességet mutatnak.The in-service, shell-like, layered fractures of mostly rolled soil cultivation discs are attributed to the presence of contained disc-shaped lens-shaped inclusions, the notch effect of which, according to the existing hypothesis, is much greater than the effect of spherical sulfide inclusions of the same volume. Although the fracture toughness tests performed do not numerically show a decrease in the shell-like fracture tendency resulting from the layering in the rolling plane in the case of the single-rolled SAE 1085 steel material according to the invention with 100% spherical sulfide inclusions, they presumably show far better resistance to such fractures compared to traditional multi-directionally rolled steels.

Elvégzett üzemi kísérletek és a golyós törésvizsgálatok eredményei határozottan bebizonyították, hogy a találmány szerinti művelőtárcsa a jelen leírásban már többször említett kívánt irányfüggetlenséggel rendelkezik törési hajlam szempontjából. Az irány függetlenség fogalma tágabb értelemben azt jelenti, hogy a tárcsa törése esetén a törés tovaterjedése a hengerlési irányhoz képest nem kitüntetett, hanem teljesen véletlenszerű irányokban következhet be. A korábbiakban már említett módon e tulajdonság különösen kívánatos a nehéz javíthatósággal és szolgáltatással jellemezhető mostoha mezőgazdasági üzemi körülmények mellett, minthogy megakadályozza azt, hogy a tárcsákból nagyobb darabok kitörjenek. Esetlegesen ki- ill. letörő kisebb tárcsadarabok még lehetővé teszik bizonyos ideig a sérült tárcsával történő további munkát anélkül, hogy a tárcsasort azonnal szét. ill. ismételten össze kellene szerelni.The results of the operational tests and the ball fracture tests have clearly demonstrated that the inventive cultivator disc has the desired independence of direction in terms of fracture tendency, which has been mentioned several times in this description. The concept of direction independence in a broader sense means that in the event of a disc fracture, the fracture can propagate in completely random directions, not in a specific direction, compared to the rolling direction. As mentioned earlier, this property is particularly desirable in harsh agricultural operating conditions characterized by difficult repairability and serviceability, as it prevents larger pieces from breaking off the discs. Smaller disc pieces that may break off or break off still allow further work with the damaged disc for a certain period of time without the disc row having to be immediately disassembled or reassembled.

A vizsgálatokhoz alkalmazott golyós törésvizsgálati módszer önmagában ismert módja a szívósság számszerűsítésének. A 3. és 6. ábrák kezeletlen, egyirányban hengerelt SAE 1085 acélanyagú ill. a találmány szerinti 5The ball fracture test method used for the tests is a known method for quantifying toughness. Figures 3 and 6 show untreated, unidirectionally rolled SAE 1085 steel material and the 5 according to the invention.

-5184 635 acélanyagú tárcsát mutatnak be, amelyek mindegyikén ugyanazon golyós törésvizsgálatot végeztük el. A tárcsaegyedek vizsgálatához alkalmazott említett golyós törésvizsgálatnál edzett acélgolyót sajtoltunk keresztül egy a tárcsába fúrt, a golyó átmérőjénél kisebb átmérőjű furaton. Elvégzett konkrét vizsgálatainknál 25,4 mm (1) átmérőjű edzett acélgolyót süllyesztett, kb. 12,7 mm (1/2) átmérőjű furaton sajtoltunk át, ahol is a furat a tárcsaegyedek középtartományán vagy másképpen 12 dómrésze'n volt kialakítva.-5184 635 steel discs are shown, each of which was subjected to the same ball fracture test. In the aforementioned ball fracture test used to test the disc units, a hardened steel ball was pressed through a hole drilled in the disc, the diameter of which was smaller than the diameter of the ball. In our specific tests, a hardened steel ball of 25.4 mm (1) diameter was pressed through a countersunk hole of approximately 12.7 mm (1/2) diameter, where the hole was formed in the central region or otherwise 12 dome portions of the disc units.

A vizsgálat során a furatot központosán (egyközepűen) egy közelítőleg 76 mm (3') belső átmérőjű támasztógyűrűre fektettük fel. A 3., 4. és 5. ábrák igen szemléletesen mutatják egy tipikus kitemperált, egyirányban hengerelt, kezeletlen SAE 1085 acélanyagból előállított tárcsaegyed egyenes vonalmenti, erősen irányfüggő törését. Az 5. ábra a korábban már említett módon világosan mutatja, hogy a törésvonal lényegében egyenesvonalú, a törés maga tipikus ridegtörás, és iránya a hengerlés irányában helyezkedik el. Hasonló egyenesvonalú, a hengerlési irányban bekövetkező törések gyakran észlelhetők edzett és temperált egyirányban hengerelt acéltárcsákkal végzett golyós törésvizsgálatok során.The test was performed by placing the bore centrally (monocentrically) on a support ring with an internal diameter of approximately 76 mm (3'). Figures 3, 4 and 5 clearly show the straight-line, highly directional fracture of a typical quenched, unidirectionally rolled, untreated SAE 1085 steel disc. Figure 5 clearly shows, as previously mentioned, that the fracture line is essentially straight, the fracture itself is a typical brittle fracture, and its direction is in the direction of rolling. Similar straight-line fractures occurring in the rolling direction are often observed in ball fracture tests of quenched and tempered unidirectionally rolled steel discs.

A 6. és 7. ábrák ezzel szemben jól érzékeltetik az egyirányban hengereit, de a találmány szerint 1007cban gömbalakú hengerlés után visszamaradt szulfidzárványokat tartalmazó SAE 1085 acélanyagból előállított tárcsák rendkívül szívós, hidegalakításnak ellenálló viselkedését. Ahogy a 6. és 7. ábra mutatja, a repedés vagy törés teljesen irányfüggetlen jellegű. Megemlítendő, hogy a tárcsaegyedek törései viszonylag rövidek, és a legkülönbözőbb irányokban véletlenszerűen helyezkednek el, nyírásiellegűek. a tárcsák felületéhez képest mintegy 45°-os szöget bezárva. A 3. és 6. ábra összehasonlító analízise alapján megfigyelhető továbbá, hogy a találmány szerinti acélanyagú tárcsaegyedek törései a mintegy 76 mm belső átmérőjű támasztógyűrű tárcsán látható lenyomatán belül végződnek, tehát rövidek; míg a 3. ábrán látható törésvonalak túlnyúlnak az említett támasztógyűrű lenyomatán. A 6. és 7. ábrán látható törés ismert módon a legszívósabb acélok törési jellemzőit mutatja. Ezzel szemben a 3. ábrán látható törések az alacsony szívósságú anyagok szakember számára jól ismert, törési képét mutatják. A találmány szerint szulfidzárvány alakbefolyásoló adalékokkal kezelt acélokból előállított tárcsákkal elvégzett ismételt golyós törésvizsgálataink a törési szívósság és a törési hajlam irányfüggősége szempontjából e tárcsák feltétlen felsőbbrendűségét bizonyították be a hagyományos anyagú tárcsákkal szemben. Bebizonyosodott, hogy egyirányban hengerelt, a szulfidzárványok alakjának befolyásolására cirkonnal kezelt SAE 1085 acélanyagú tárcsák a golyós törésvizsgálat során ugyanazon rendkívül szívós, hidegalakításnak ellenálló viselkedést mutatják. Találmányunk tehát lényegében az 1. és 2. ábrán feltüntetett alakú, szulfidzárványok alakját befolyásoló szerre! vagy adalékkal kezelt egyirányban hengereit nagy széntartalmú, példaképpen SAE 1085 acéllemezből vagy laposacélból kivágott tárcsák megfelelő hőkezelését Is feltételezi. Mint ahogy azt már az előzőekben ismertettük, a kivágott tárcsaterítéket olyan hőkezelésnek kell alávetni, amelynek eredményeként lényegében tiszta bénites vagy martenzites szövetszerkezet alakul ki, amely nem tartalmaz gyakorlatilag perlites szövetszerkezetet. A hőkezelési 6 művelet együttesen a találmány szerint kezelt SAE 1085 acél egyirányú hengerlésével olyan előnyös szerkezeti változást hoz létre, ill. olyan kedvező szövetszerkezet kialakulásához vezet az acélanyagban, amelynek megnyilvánulása egyrészt a talajművelő tárcsák törési hajlamának tapasztalt irányfuggetlensége és egyáltalán töréssel szembeni viszonylag nagy ellenállóképessége. Más szavakkal kifejezve, a találmány szerinti tárcsák törési hajlama nem csupán egyforma minden irányban, hanem törési szívósság-értékeik messze meghaladják a hagyományos tárcsákéit.Figures 6 and 7, on the other hand, clearly demonstrate the extremely tough, cold-forming-resistant behavior of discs made of SAE 1085 steel material, which is cylindrical in one direction, but contains sulfide inclusions remaining after spherical rolling in 1007c according to the invention. As shown in Figures 6 and 7, the cracking or fracture is completely direction-independent. It should be noted that the fractures of the disc units are relatively short and are located randomly in the most different directions, shear-like. at an angle of about 45° to the surface of the discs. Based on the comparative analysis of Figures 3 and 6, it can also be observed that the fractures of the disc units made of steel material according to the invention end within the imprint of the support ring with an internal diameter of about 76 mm on the disc, i.e. they are short; while the fracture lines shown in Figure 3 extend beyond the impression of the said support ring. The fracture shown in Figures 6 and 7 is known to show the fracture characteristics of the toughest steels. In contrast, the fractures shown in Figure 3 show the fracture pattern of low toughness materials, well known to those skilled in the art. Our repeated ball fracture tests performed on discs produced from steels treated with sulfide inclusion shape-influencing additives according to the invention have proven the absolute superiority of these discs in terms of fracture toughness and directional dependence of fracture tendency over discs made of conventional materials. It has been proven that discs made of SAE 1085 steel material rolled in one direction, treated with zirconium to influence the shape of sulfide inclusions, show the same extremely tough, cold-forming resistant behavior during the ball fracture test. Our invention therefore essentially assumes the appropriate heat treatment of discs cut from high-carbon, for example SAE 1085 steel sheet or flat steel, having the shape shown in Figures 1 and 2, treated with an agent or additive that influences the shape of sulfide inclusions, rolled in one direction. As we have already described above, the cut disc sheet must be subjected to a heat treatment that results in an essentially pure bainite or martensitic structure that contains practically no pearlite structure. The heat treatment 6 operations together with the unidirectional rolling of the SAE 1085 steel treated according to the invention create such a beneficial structural change, or lead to the formation of such a favorable structure in the steel material, the manifestation of which is, on the one hand, the observed non-directionality of the fracture tendency of the soil cultivation discs and, in general, their relatively high resistance to fracture. In other words, the fracture tendency of the discs according to the invention is not only the same in all directions, but their fracture toughness values far exceed those of conventional discs.

A találmány szerinti művelőtárcsákkal üzemi körülmények között alapos és kellő mennyiségű kísérletet végeztünk. Ezen üzemi kísérletek lényegében különösen köves talajok tárcsázását jelentették és azt bizonyították, hogy a találmány szerinti kitemperált és 100 %-ban gömbalakjukat megtartott szulfidzárványokat tartalmazó acélanyagból előállított tárcsák az edzett és temperált, többirányban hengerelt acélanyagú tárcsákkal legalább egyenértékűek. Végeztünk olyan üzemi kísérletet, amelynél az említett kétfajta acélanyagú tárcsákat váltakozva helyeztük el a boronákon annak érdekében, hogy azonos terhelési körülményeket biztosítsunk. Hasonló vizsgálatokat végezve lényegében azonos körülmények között a hagyományos egyirányban hengerelt acélból előállított kitemperált tárcsák a nagyobb kövekkel való ütközések következtében egyenesvonalú töréseket mutattak. Ezzel szemben a nagy kövek a találmány szerinti tárcsákon rövid, kitüntetett jellemző iránnyal nem bíró, tehát lényegében irányfüggetlen repedéseket okoztak, és ugyanez volt jellemző a több irányban hengerelt acélanyagból előállított tárcsák töréseire is. Ily módon a törési hajlam irányfüggősége szempontjából a többirányban hengerelt acélanyagú és a 100%-ban gömbalakjukat megtartott szulfidzárványokkal rendelkező találmány szerinti acélanyagú tárcsák lényegében ugyanazon eredményt szolgáltatták. A találmány szerinti, a fentebb leírt üzemi vizsgálatokhoz alkalmazott tárcsákat egyenlő mennyiségben két csoportra osztottuk, az egyik csoportot C 39 és C41 közötti Rockwell-keménységűre, míg a másik csoport egyedeit C 44 és C 46 közötti Rockwellkeménységűre állítottuk be. A vizsgálatokhoz alkalmazott többirányban hengerelt acélanyagú tárcsák edzettek és ezt követően hőkezeltek voltak C 42-43 Rockwellkeménységgel. A találmány szerinti gömbalakú szulfidzárványos tárcsák mindkét csoportja a többirányban hengerelt tárcsákéval egyenértékű vagy annál jobb törési viselkedést mutatott.We have carried out thorough and sufficient tests under operating conditions with the cultivation discs according to the invention. These operating tests essentially involved discing particularly stony soils and proved that the discs made of the steel material according to the invention, which has been tempered and contains sulphide inclusions that have retained their spherical shape to 100%, are at least equivalent to the discs made of hardened and tempered, multidirectionally rolled steel. We have carried out an operating test in which the discs made of the two types of steel material mentioned were placed alternately on the harrows in order to ensure identical loading conditions. When similar tests were carried out under essentially the same conditions, the tempered discs made of conventional unidirectionally rolled steel showed rectilinear fractures due to impacts with larger stones. In contrast, large stones caused short, non-directional cracks on the discs according to the invention, and the same was characteristic of the fractures of discs made of multi-directionally rolled steel. Thus, in terms of the directional dependence of the fracture tendency, discs made of multi-directionally rolled steel and discs made of steel according to the invention with sulfide inclusions that retained their 100% spherical shape provided essentially the same results. The discs according to the invention used for the above-described operational tests were divided into two groups in equal quantities, one group was set to a Rockwell hardness between C 39 and C 41, while the other group was set to a Rockwell hardness between C 44 and C 46. The multi-directionally rolled steel discs used for the tests were hardened and subsequently heat treated to a Rockwell hardness of C 42-43. Both groups of spherical sulfide inclusion discs according to the invention showed fracture behavior equivalent to or better than that of multidirectionally rolled discs.

Jóllehet a törési szívósság és az irányfüggetlen törési hajlam a mezőgazdasági rendeltetésű talajművelő eszközök tárcsáinak primer fontosságú jellemzője, a keménység és így a kopásállóság a tárcsák esetében szintén fontos, így a fenti kísérleti eredmény, amely szerint a gömbalakú szulfidos tárcsák egyik csoportjának keménysége azonos üzemi eredmények produkálása mellett a többirányban hengerelt acélanyagú tárcsák keménységénél nagyobb volt, különösen figyelemreméltó, minthogy a mezőgazdasági művelőtárcsák gyártási tapasztalatai szerint a fokozottabb keménység általában a törési szívósság bizonyos mérvű feláldozásával szokott járni.Although fracture toughness and unidirectional fracture tendency are primary characteristics of agricultural tillage discs, hardness and thus wear resistance are also important for discs, so the above experimental result, according to which the hardness of one group of spherical sulphide discs was higher than that of multidirectionally rolled steel discs while producing the same operating results, is particularly noteworthy, since according to experience in the manufacture of agricultural tillage discs, increased hardness usually comes at a certain sacrifice in fracture toughness.

Az !. és 2. ábra hagyományos mezőgazdasági talajművelő 10 tárcsát tüntet fel, amely lényegében tányéralakú. 11 vágóéllel és 12 dómrésszel. Az ilyen típusú tárcsák vágóéle az ábrán nem feltüntetett módon kiképezhető több ívelt, fogszerű vágóéllel is, és a tárcsákFigures 1 and 2 show a conventional agricultural tillage disc 10, which is essentially plate-shaped. With a cutting edge 11 and a dome part 12. The cutting edge of discs of this type can be formed with several curved, tooth-like cutting edges in a manner not shown in the figure, and the discs

184 635 lehetnek számos esetben a tányéralak helyett lapos kialakításúnk is. A jelen leírásban ismertetett találmány alkalmazható minden mezőgazdasági vagy egyéb talajművelő eszközhöz ill. annak tárcsáihoz, függetlenül azok alakjától vagy üzemi alkalmazási módjától. Ezen túl- 5 menően a találmány egyéb, nem kifejezetten mezőgazdasági rendeltetésű talajművelő eszközhöz is értelemszerűen alkalmazható, jóllehet a jelen leírásban a találmányt mezőgazdasági talajművelő eszköz kapcsán ismertettük. 10184 635 may in many cases have a flat design instead of a plate shape. The invention described in the present description can be applied to all agricultural or other soil cultivation tools and their discs, regardless of their shape or operational application. In addition, the invention can also be applied to other soil cultivation tools not specifically intended for agricultural purposes, although in the present description the invention has been described in relation to agricultural soil cultivation tools. 10

A találmány tehát nem korlátozott a fentiekben csupán példaképpen ismertetett kiviteli alakokra. Az ismertetett példák főként annak bemutatását célozták, hogy a találmány szerint a kitűzött célok elérhetők, és eszközök alakíthatók ki, amelyek gazdaságosan állít- 15 hatók elő. Könnyen belátható, hogy a találmány lényegét képező, a csatolt igénypontokban definiált jellemzők számos egyéb alkalmazási területen és kiviteli variációban megvalósíthatók az oltalmi kör keretein belül.The invention is therefore not limited to the embodiments described above by way of example only. The examples described are mainly intended to demonstrate that the objectives set out in the invention can be achieved and that devices can be designed which can be produced economically. It is readily apparent that the features which constitute the essence of the invention and which are defined in the appended claims can be implemented in many other areas of application and in various embodiments within the scope of the protection.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Uniaxially rolled discs made of steel with relatively high carbon content, mainly for agricultural tillage, having essentially no perlite structure, with a sulfur content of about 0.025% or less by weight of Rock, The sulphide inclusions around C 35 and C 46 and remaining in the material are at least partially spherical.

An embodiment of a heat-treated, unidirectional roll according to claim 1, characterized in that its structural material has a carbon content of at least 0.65%. 35

An embodiment of a heat-treated, unidirectional roll according to claim 2, characterized in that at least 40% of the residual sulphide inclusions in its structure are globular.

An embodiment of a heat-treated, unidirectionally rolled disc according to claim 2, wherein approximately 50% of the residual sulphide inclusions in its structure are spherical.

5. The heat-treated, unidirectional rolled disc according to claim 2, wherein the remaining sulphide inclusions in its structural material are approximately 100% spherical.

6. A heat-treated, unidirectional rolled disc according to claim 2, characterized in that it comprises a structural amount of an additive which influences the shape of the sulphide inclusions and which is introduced during manufacture.

7. The heat-treated unidirectionally rolled disc of claim 6, wherein the additive affecting the shape of the sulfidic inclusions is a calcium carrier additive.

8. The heat-treated, unidirectional rolled disc according to claim 6, characterized in that the additive affecting the shape of the sulfidic inclusions is a cerium carrier additive.

9. The heat-treated unidirectionally rolled disc of claim 6 wherein the additive affecting the shape of the sulfidic inclusions comprises from about 0.03% to about 0.045% cerium.

10. An embodiment of a heat-treated, unidirectional rolled disc according to claim 6, characterized in that the additive affecting the shape of the sulfidic inclusions comprises from about 0.015% to 0.10% of Mischmetal.

11. The process of claim 6. An embodiment of a heat-treated, unidirectionally rolled disc, characterized in that the additive affecting the shape of the sulfidic inclusions contains a rare earth metal.