IT8909542A1 - STEEL MARAGING WITH THE PRESENCE OF NI, MO, CO AND TI, AND ITS PROCEDURE FOR THE FORMATION OF CASTINGS - Google Patents

STEEL MARAGING WITH THE PRESENCE OF NI, MO, CO AND TI, AND ITS PROCEDURE FOR THE FORMATION OF CASTINGS

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IT8909542A1
IT8909542A1 IT1989A09542A IT0954289A IT8909542A1 IT 8909542 A1 IT8909542 A1 IT 8909542A1 IT 1989A09542 A IT1989A09542 A IT 1989A09542A IT 0954289 A IT0954289 A IT 0954289A IT 8909542 A1 IT8909542 A1 IT 8909542A1
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steel
maraging steel
maraging
castings
precipitation
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IT1989A09542A
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Martikainen Hannu
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Rauma Repola Oy
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    • C22C38/10Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt
    • C22C38/105Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt containing Co and Ni

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Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo: "ACCIAIO MARAGING CON PRESENZA DI NI, MO, CO e TI, e SUO PROCEDIMENTO PER LA FORMAZIONE DI GETTI DI FUSIO= NE" Description of the Industrial Invention entitled: "STEEL MARAGING WITH THE PRESENCE OF NI, MO, CO and TI, and ITS PROCEDURE FOR THE FORMATION OF CASTINGS = NE"

RIASSUNTO SUMMARY

L'invenzione si riferisce ad un acci?iomaraging in cui le concentrazioni degli elementi in lega sono: NI17...19%, Mo 4...6%, Co 10...13 e Ti < 0,35%. L'acciaio ? adatto per la produzione di getti di fu= sione . The invention refers to an acci? Iomaraging in which the concentrations of the alloying elements are: NI17 ... 19%, Mo 4 ... 6%, Co 10 ... 13 and Ti <0.35%. The steel? suitable for the production of castings.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

L'invenzione si riferisce ad un tipo particolare di acciaio maraging, alla sua produzione e al suo im= piego. The invention relates to a particular type of maraging steel, its production and its use.

Gli acciai cosiddetti maraging sono noti fin dal I960. Questi acciai sono martensiti ferro-nichel che vengono indurite per precipitazione dei componenti in termetallici contenenti Mo e Ti. Di norma, essi sono stati usati in prodotti lavorati. The so-called maraging steels have been known since I960. These steels are iron-nickel martensites which are hardened by precipitation of the thermetallic components containing Mo and Ti. As a rule, they were used in processed products.

E', stato ora inventato un acciaio di tipi mara= ging di una certa composizione che pu? anche essere usato per prodotti da fondere ed in particolare per prodotti fusi di grande sezione. It has now been invented a steel of mara = ging types of a certain composition that can? it can also be used for products to be melted and in particular for large section melted products.

L'invenzione ed alcune delle sue forme di attuazione saranno specificate dettagliatamente nelle rivendicazioni del brevetto. L'acciaio contiene come elementi di lega Ni da circa 17 al 19%, Mo da circa 4 a 6%, Co da circa 10 a 13%, e Ti circa < 0,35%. The invention and some of its embodiments will be detailed in the patent claims. Steel contains as alloying elements Ni from about 17 to 19%, Mo from about 4 to 6%, Co from about 10 to 13%, and Ti about <0.35%.

Verranno appresso descritte in dettaglio alcune for= me di attuazione dell'invenzione. Some embodiments of the invention will be described in detail below.

L'acciaio di tipo maraging ? una lega a base di fer ro che viene sottoposto a ricottura di soluzione nel cam po dell'austenite e che, col raffreddamento a temperatu= ra ambiente, diventa martensitico. La reazione della mar tensite ? indotta dalla notevole quantit? di elementi in lega dell'acciaio. I!composti intermetallici sono fatti precipitare nella martensite con la ricottura di precipi tazione in una gamma di temperatura da circa 400 a 600?C. Per i composti intermetallici, almeno due dei seguenti elementi leganti sono messi in lega nell'acciaio: cobal= to, molibdeno e titanio. La resistenza e la durezza del= l'acciaio dipendono da questo processo di precipitazione come anche dalla matrice martensitica. Il carbonio costituisce un'impurit?, e la sua concentrazione deve essere al massimo dello 0,05%, preferibilmente un massimo di 0,02% e nel caso di grandi getti, non superiore a 0,01%. The maraging steel? an iron-based alloy which is subjected to solution annealing in the austenite field and which, upon cooling to room temperature, becomes martensitic. The reaction of mar tensite? induced by the considerable amount? of steel alloy elements. The intermetallic compounds are precipitated in martensite by precipitation annealing over a temperature range of about 400 to 600 ° C. For intermetallic compounds, at least two of the following alloying elements are alloyed in the steel: cobalt, molybdenum and titanium. The strength and hardness of the steel depend on this precipitation process as well as on the martensitic matrix. Carbon constitutes an impurity, and its concentration must be a maximum of 0.05%, preferably a maximum of 0.02% and in the case of large jets, not more than 0.01%.

Le concentrazioni degli elementi in lega in un ac= ciaio maraging per impieghi secondo l'invenzione sono: The concentrations of the alloying elements in a maraging steel for uses according to the invention are:

Le concentrazioni massime delle impurit? sono: The maximum concentrations of impurities? I am:

Una delle impurit? critiche ? il carbonio il quale, col raffreddamento lento, forma rilevanti precipitazioni di Ti(C;N) ai bordi dei grani riducendo di conseguenza la tenacit?. One of the impurities? criticisms? carbon which, with slow cooling, forms significant precipitations of Ti (C; N) at the grain boundaries, consequently reducing the toughness.

L'acciaio ? prodotto in modo ottimale mediante il cosiddetto processo VOLO (Vacuum Oxygen Lecarburization Converter) cio? il metodo di decarburazione con ossigeno sotto vuoto mediante convert itore. In questo modo vengo= no ottenute in modo ottimale concentrazioni di C, S, H, 0 e N necessariamente basse. The steel? optimally produced by the so-called VOLO process (Vacuum Oxygen Lecarburization Converter) that is? the method of decarburization with oxygen under vacuum by means of a converter. In this way, necessarily low concentrations of C, S, H, 0 and N are optimally obtained.

Le propriet? meccaniche dell'acciaio sono le seguen ti: The properties mechanics of steel are the following:

Prova d 'urto con provetta Charpy (intaglio a V) Shock test with Charpy tube (V-notch)

tenacit? a frattura toughness at fracture

le temperature tipiche del trattamento termico sono: omogeneizzazione a circa 1200?C the typical temperatures of the heat treatment are: homogenization at about 1200 ° C

ricottura di soluzione a circa 900?C indurimento per precipitazione a circa 450?C. solution annealing at about 900 ° C precipitation hardening at about 450 ° C.

Variazioni nel tempo di precipitazione non hanno un effetto significativo sulle propriet? meccaniche. Variations in precipitation time do not have a significant effect on the properties. mechanical.

Anche la saldabilit? dell'acciaio ? buona nel caso di grandi sezioni trasversali. Le propriet? meccaniche nella zona do saldatura corrispondono alle propriet? del materiale di base. I migliori risultati si ottengono quan do la saldatura ? effettuata prima della ricottura di so= luzione e dell?indurimento per precipitazione, la composi, zione del materiale di saldatura ? sostanzialmente la stessa del metallo base. Il preriscaldamento non ? necessario. Si raccomanda di usare bassa energia nella saldatura. Also the weldability? of steel? good in the case of large cross sections. The properties mechanics in the welding area correspond to the properties? of the base material. Are the best results obtained when welding? carried out before solution annealing and precipitation hardening, the composition of the welding material? substantially the same as the base metal. The preheating does not? necessary. It is recommended to use low energy in welding.

l'acciaio pu? essere lavorato alle macchine uten sili allo stato ricotto di soluzione. Pertanto le propriet? di lavorabilit? alle macchine (cio? per asportazione di truciolo) corrispandono alle propriet? dell'acciaio martensitico AISI 4340 indurito allo stesso valore di du rezza (30...35 HRC). the steel can? be machined on the tooling machines in the solution annealed state. Therefore the properties? of workability? to the machines (ie for chip removal) correspond to the properties? of martensitic AISI 4340 steel hardened to the same hardness value (30 ... 35 HRC).

Allo stato indurito per precipitazione, la durezza dell'acciaio ? 50...53 HRC. In questa condizione la ve= locit? di taglio alle macchine in relazione alla durata in servizio dell'utensile ? quasi due volte maggiore che nel caso dell'acciaio AISI 4340 indurito alla duretia corrispondente. Nel caso dell'acciaio secondo la presen= te invenzione non ?, tuttavia, normalmente necessario eseguire la lavorazione allo stato indurito per precipita = zione, poich? le variazioni dimensionali al momento del= la precipitazione sono molto piccole, cio? solo del 0,05% circa In the precipitation hardened state, the hardness of the steel? 50 ... 53 HRC. In this condition the ve = locit? of cutting to the machines in relation to the service life of the tool? almost twice as high as in the case of AISI 4340 steel hardened to the corresponding duretia. In the case of the steel according to the present invention, however, it is not normally necessary to carry out the machining in the precipitated hardened state, since the dimensional variations at the moment of = the precipitation are very small, that is? only about 0.05%

Dall'acciaio ? possibile ricavare, specialmente con lavorazione a macchina, pezzi di grandi sezioni trasver= sali nel modo seguente: From steel? It is possible to obtain, especially with machining, pieces of large transversal sections = salts in the following way:

1 . Viene ricavato un pezzo greggio da un acciaio ma= raging del tipo descritto sopra mediante fusione (durezza 280. ..320 HV). 1. A blank is obtained from a raging steel of the type described above by casting (hardness 280. ..320 HV).

2. Il greggio viene sgrossato a macchina. 2. The crude is roughed by machine.

3. Le tensioni vengono eliminate con distensione a 800...900?C, seguita da raffreddamento in aria (le tensio= ni possono derivare, per es., da una non uniforme lavo, razione alle macchine utensili). 3. The tensions are eliminated with stress relieving at 800 ... 900 ° C, followed by cooling in air (the tensions can derive, for example, from an uneven working on the machine tools).

4? Viene eseguita la lavorazione finale a macchina. 4? Final machining is carried out.

5. Viene ottenuto l?indurimento per precipitazione alla durezza finale (500...800 HV) a 450...530?C con raffreddamento in aria. 5. The hardening is obtained by precipitation to the final hardness (500 ... 800 HV) at 450 ... 530? C with cooling in air.

6. Viene eseguita la finitura. 6. Finishing is performed.

In confronto con un procedimento di lavorazione del 10 stesso pezzo in cui viene usato un acciaio da utensi= 11 ultra-duro convenzionale, si ottengono i seguenti van taggi : In comparison with a process of machining the same part in which a conventional tool steel = 11 is used, the following advantages are obtained:

- almeno tre fasi di lavorazione a macchina o di trattamento termico sono evitate, - at least three machining or heat treatment steps are avoided,

- si realizzano economie nel costo del trattamento termico , - savings are achieved in the cost of heat treatment,

- si ottengono tempi di consegna pi? brevi, - you get longer delivery times? short,

- si realizzano economie nel costo della lavorazio= ne a macchina (poich? il materiale indurito non deve es= sere lavorato alle macchine), - savings are achieved in the cost of machining (since the hardened material does not have to be machined),

- si evitano incrinature e deformazioni durante il trattamento termico. - Cracks and deformations are avoided during heat treatment.

Oggetti d'uso per l'acciaio secondo l'invenzione so no in particolare: Articles of use for the steel according to the invention are in particular:

- utensili per pressofusione dell'alluminio, - tools for aluminum die casting,

- stampi per presse a iniezione e utensili per estru sione delle plastiche, - molds for injection molding machines and tools for extrusion of plastics,

- utensili per punzonatura e stampaggio di piastre metalliche, - tools for punching and stamping metal plates,

- strutture resistenti alle pressioni nelle profondi t? marine, - structures resistant to pressure in the deep t? marine,

- camere per motori di razzi, - rocket engine chambers,

- applicazioni aereonautichee spaziali, - aeronautical and space applications,

- utensili di estrusione per alluminio, - extrusion tools for aluminum,

- attrezzature di atterraggio per aerei da guerra ed elicotteri, - landing equipment for warplanes and helicopters,

- pale di rotori, molle e sedi per pompe, - rotor blades, springs and seats for pumps,

- impianti idraulici, - plumbing systems,

- molle, - soft,

- indicatori per misure di potenza. - indicators for power measurements.

Claims (6)

RIVEDI CAZIONI 1 . Acciaio maraging, caratterizzato dal fatto che contiene le seguenti sostanze : Ni, Mo, Co e Ti come elementi in lega, che le concentrazioni di questi elementi in le= ga sono REVIEW CAUTIONS 1. Maraging steel, characterized in that it contains the following substances: Ni, Mo, Co and Ti as alloying elements, that the concentrations of these elements in le = ga are e che le concentrazioni massime delle impurit? C, Si , Mn, P, S e Cr sono : and that the maximum concentrations of impurities? C, Si, Mn, P, S and Cr are: 2. Acciaio maraging come rivendicato nella rivendica= zione 1 per uso come materiale per getti (fusioni). 2. Maraging steel as claimed in claim 1 for use as a casting (casting) material. 3. Acciaio maraging come rivendicato nella rivendica= zione 2 per uso come materiale per ?etti di grande sezione trasversale . 3. Maraging steel as claimed in claim 2 for use as a large cross-sectional object material. 4. Procedimento per la produzione di acciaio maraging, caratteri zzato dal fatto che l'acciaio rivendicato in una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 3 ? prodotto in un con vertitore VODC. 4. Process for the production of maraging steel, characterized in that the steel claimed in any one of claims 1 to 3? produced in a VODC converter. 5. Procedimento per la produzione di getti, in cui un pezzo greggio ? un prodotto di acciaio, il greggio ? lavora= to a macchina e indurito, caratterizzato dal fatto che il greggio ? un prodotto di acciaio maraging come rivendicato in una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 3. 5. Process for the production of castings, in which a blank? a product of steel, crude oil? machined and hardened, characterized by the fact that the crude? a maraging steel product as claimed in any one of claims 1 to 3. 6. Procedimento come rivendicato nella rivendicazione 5, caratterizzato dalle fasi seguenti: - un pezzo greggio ? prodotto dall'acciaio maraging co= me rivendicato in una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 3, - il greggio ? sgrossato a macchina, - le tensioni vengono eliminate con distensione a circa 800...900?C, - si esegue la lavorazione finale a macchina, - si effettua l'indurimento per precipitazione alla durezza di circa 500...800 HV ad una temperatura di cir= ca 450...500?C 6. Process as claimed in claim 5, characterized by the following steps: - a crude piece? produced from maraging steel as claimed in any one of claims 1 to 3, - the crude oil? machine roughed, - tensions are eliminated with stress relief at about 800 ... 900? C, - the final machining is carried out, - the hardening is carried out by precipitation to a hardness of about 500 ... 800 HV at a temperature of about 450 ... 500? C
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