KR20110036705A - 스틸 부품, 용접심, 용접된 스틸 부품 및 베어링 부품을 제조하기 위한 방법 - Google Patents

스틸 부품, 용접심, 용접된 스틸 부품 및 베어링 부품을 제조하기 위한 방법 Download PDF

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KR20110036705A
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패트릭 달만
존 반 데 산덴
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아크티에볼라게트 에스케이에프
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Abstract

본 발명은 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)을 포함하는 스틸 부품(6, 11)을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 1.5 중량% 이하의 탄소 함유량을 가진다. 상기 방법은 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)을 알파/감마 변태 온도보다 높은 온도로 적어도 부분적으로 가열하는 단계를 포함하고, 용접에 의해 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)을 결합시키는 단계(2)를 포함하며, 이러한 용접은 알파/감마 변태 온도보다 높은 온도에서 수행되며, 경화 효과가 방지되도록 냉각 단계(3)를 포함한다. 본 발명은 베어링 부품(11, 15, 20, 22, 26, 27, 31), 용접된 스틸 부품(6, 11) 및 용접 심(9)에 관한 것이다.

Description

스틸 부품, 용접심, 용접된 스틸 부품 및 베어링 부품을 제조하기 위한 방법{A METHOD FOR MANUFACTURING A STEEL COMPONENT, A WELD SEAM, A WELDED STEEL COMPONENT, AND A BEARING COMPONENT}
본 발명의 제 1 양태에 따라서, 본 발명은 스틸 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제 2 양태에 따라서, 본 발명은 제 1 용접심에 관한 것이다.
본 발명의 제 3 양태에 따라서, 본 발명은 제 1 용접된 스틸 부품에 관한 것이다.
본 발명의 제 4 양태에 따라서, 본 발명은 제 2 용접심에 관한 것이다.
본 발명의 제 5 양태에 따라서, 본 발명은 제 2 용접된 스틸 부품에 관한 것이다.
본 발명의 제 6 양태에 따라서, 본 발명은 제 3 용접된 스틸 부품에 관한 것이다.
본 발명의 제 7 양태에 따라서, 본 발명은 베어링 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제 8 양태에 따라서, 본 발명은 용접심을 포함하는 베어링 부품에 관한 것이다.
용접은 스틸 부품들을 결합시키기 위한 효과적인 방법일 수 있다. 그러나, 스틸의 탄소 함유량이 높아짐에 따라 용접에 있어서 보다 많은 문제점이 야기된다. 높은 탄소 함유량에 따른 알려진 문제점은 예를 들어 몇몇의 상 변태가 야기되어 용접을 하는 동안, 용접을 한 뒤 또는 하중이 가해지는 경우 쉽사리 크랙이 발생되어 용접 부위가 깨지기 쉽다. 이는 용접을 하는 동안 열 영향 부위와 용융부에 깨지기 쉬운 플레이트 마르텐사이트를 포함하는 상당한 그레인으로 인함이다.
본 발명의 목적은, 우수한 강도, 우수한 피로 및 하중 능력과 제조가 용이하고 저렴해지는, 스틸 부품을 용접하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 제 1 양태에 따르는 방법이 그 외의 다른 양태의 기초를 이루는 산출물을 야기하는 다수의 양태들을 제공한다.
본 발명의 제 1 양태에 따라서, 이러한 목적은 제 1 스틸 부분과 제 2 스틸 부분을 포함하는 스틸 부품을 제조하기 위한 방법에 의해 구현되며, 여기서 제 1 스틸 부분과 제 2 스틸 부분은 1.5 중량%(wt%) 이하의 탄소 함유량을 가진다. 이러한 방법에 따라서, 제 1 스틸 부분과 제 2 스틸 부분은 알파/감마 변태 온도 이상의 온도로 적어도 부분적으로 가열된다. 후속 단계에서, 제 1 스틸 부분과 제 2 스틸 부분은 용접에 의해 결합되고, 이러한 용접 공정은 알파/감마 변태 온도 이상의 온도에서 수행된다. 또 다른 후속 단계에서, 경화 효과(hardening effect)가 방지되도록 냉각 단계가 수행된다. 이에 따라 본 발명의 제 2 양태에 따르는 제 1 용접심이 제공된다.
알파 내지 감마 변태 온도보다 높은 온도(오스테나이트 상태)에서 용접을 하고 용접부위를 응고시키며 추가로 조절된 방식으로 냉각을 수행함으로써, 상 변태가 조절될 수 있으며, 이에 따라 단단하고 깨지기 쉬운 상태로 형성되는 것이 방지된다. 알파 철(lOOCr6의 경우 페라이트+카바이드)로부터 감마 철(오스테나이트)로의 상 변태 바로 위의 온도, 대략 750 °C 내지 850 °C의 온도로 스틸, 서로 결합되는 적어도 일부분들을 가열함으로써 카바이드가 점진적으로 분해되고, 온도와 시간에 대하여 모든 카바이드가 분해되었을 때 그레인 성장이 수행된다. 상기 언급된 온도에서 용접이 수행된다면, 주요하게 용접 부위 내의 모든 재료는 오스테나이트 상태로 되거나 또는 몇몇의 경우 모든 카바이드는 분해된 상태로 된다. 액체 용융부는 완전한 용해 상태로 입수가능한 모든 탄소를 가진다. 액체 용융부 내에서 모든 탄소가 완전히 용해됨에 따라 액체 용접 금속과 인접한 열 영양 부위가 적절한 조절 없이 냉각되고 응고되는 경우 높은 수준의 크랙 발생의 위험성이 야기될 것이다. 이는 종래 기술에 공지된 것에 비해 크랙 발생의 위험성이 적은 용접부위에 따라 본 발명에 의해 구현된다.
상기 용융부를 응고시키고 냉각시킴에 따라, 열 영양 부위와 나머지 스틸은 용접 온도로부터 조절되어 질 필요가 있다. 주요하게, 냉각 속도는 임의의 경화 상태(마르텐사이트 또는 베이나이트)에 대한 상 변태가 야기되지 않도록 조절되어야 한다. 냉각이 잘 조절된다면, 완전한 또는 부분적인 펄라이트 구조물이 열 영양 부위뿐만 아니라 용융부(용접부) 내에 형성되며, 용접된 부품들의 나머지 부분들은 알파/감마 변태 온도 이상의 온도로 가열된다. 일 실시예에서, 용융부(용접부) 내에 제한된 그레인 크기의 적은 그레인 바운더리 카바이드가 형성된다. 그레인 바운더리 카바이드의 량은 냉각 속도와 조합하여 스틸의 전체 탄소 함유량에 의존된다.
용접 및 조절된 냉각 이후 최종 미세구조는 최소량의 불연속적인 그레인 바운더리 카바이드와 허용할만한 그레인 크기를 포함하는 완전한 또는 부분적인 펄라이트 구조여야 한다. 스틸 내에서 허용될 수 있는 탄소의 전체량은 조절된 속도로의 냉각 시 펄라이트, 카바이드 및 페라이트의 생성을 지배한다. 이에 따라, 종래 기술에 공지된 것에 비해 용접부는 크랙 발생의 위험성이 줄어든다.
저탄소 스틸은 펄라이트를 포함한 페라이트 또는 조절된 냉각 이후 미세구조 내에 전체의 펄라이트를 가진다. 대략 0.7 중량%의 탄소 함유량을 가지는 저탄소 스틸은 전체적인 펄라이트 미세구조를 형성하며, 탄소 함유량이 대략 0.7 중량% 이하일 경우 페라이트와 펄라이트가 조절된 냉각 단계 이후 용접 공정으로부터 형성된다. 펄라이트의 양은 탄소 함유량이 낮아질수록 증가된다.
용접 단계 이후 조절된 냉각 단계는 바람직하지 못한 상 변태, 즉 경화를 방지하며, 용접부와 HAZ 내에서 내부 응력의 발생을 방지하기 위함이여, 이에 따라 구상화 어닐링/경화, 등등과 같은 용접 후 열 처리를 수행할 준비가 된 용접된 부품 내에 균일한 미세구조가 형성되고, 용접 후 열처리된 부품은 기계 가공 또는 "연화 기계가공된" 형태와 치수를 부품에 대해 제공하는 그 외의 다른 공정을 할 준비가 되며, 형태가 형성된 부품은 요구된 미세구조 특성에 따라 경화된다.
조절된 냉각은 다수의 인자(factor)에 관한 것이며, 즉 용접된 스틸을 위한 연속 냉각 변태(CCT) 다이어그램에 관한 것이다. 예를 들어, 일 실시예에서 CCT 다이어그램의 펄라이트 영역을 통하여 냉각이 지속될 때 1% 탄소강에 대해 펄라이트로의 스틸의 변태는 대략 670도 주위에서 개시되며, 이에 따라 다소의 그레인 바운더리 카바이드를 포함한 완전한 펄라이트 구조가 형성된다. 시간 온도/사이클은 용접된 부품의 형태와 치수에 의존된다. 조절된 냉각 단계 동안 변태는 부품들의 횡단면에 따라 결정된다. 이는 완전한 부품이 변태될 때까지 보호 분위기(protective atmosphere) 내에서 자연적인 냉각으로부터 가변될 수 있다. 예를 들어, 부품의 횡단면이 너무 넓을 경우, 스틸의 코어는 변태를 위해 상당히 고온의 상태로 유지되며, 과도한 그레인 바운더리 카바이드가 형성될 것이다. 이 경우, 부품의 표면 영역이 펄라이트로 변태된 후 냉각 속도가 증가될 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에서 860도의 보호용 분위기 내에서 용접이 수행될 수 있으며, 용접 풀(weld pool) 내의 온도는 1600도(용융된 스틸) 이상이고, 상기 부분은 보호 분위기 내에 놓여지며, 완벽한 부분(또는 사전가열된 영역)과 용접된 영역이 860도로 냉각될 때까지 냉각된다. 이는 수분이 소요될 수 있다. 860도로부터 상기 부분은 CCT 다이어그램에 지시된 온도로 냉각될 수 있다. 추가 냉각 사이클은 상기 언급된 인자에 의해 결정된다. 일 실시예에서, 부품들은 노로 운반되어 보호 분위기 하의 노 내에서 냉각되어 펄라이트 구조로 형성된다.
일 실시예에서, 상기 방법은 연화 어닐링 단계를 추가로 포함한다. 이러한 단계를 추가함으로써, 본 발명의 제 4 양태에 따르는 제 2 용접심이 제공되고, 여기서 용접심은 페라이트 및 카바이드를 포함할 것이다. 또한, 이는 용접된 스틸 부품의 기계 가공 또는 변형 공정과 같은 추가 가공 공정을 용이하게 한다. 이에 따라, 용접심은 종래 기술에 공개된 것에 비해 크랙 발생의 위험성이 줄어든다.
일 실시예에서, 상기 방법은 스틸 부품의 경화 단계를 추가로 포함한다. 이러한 단계에 따라, 용접된 스틸 부품은 요구된 기능을 만족시키는 특정이 제공될 수 있다. 예를 들어, 이는 경화를 통하여 마르텐사이크 또는 베이나이트에 의해 수행될 수 있다. 또한, 고주파 경화(induction hardening), 레이저 경화(laser hardening), 등등과 같은 표면 경화 처리가 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 가열, 용접 또는 냉각이 보호 분위기에서 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 용접은 예를 들어 레이저 용접 또는 전자 빔 용접과 같은 파워 빔 용접 공정을 이용하여 수행된다.
일 실시예에서, 용접은 아크 용접 공정을 이용하여 수행된다.
일 실시예에서, 용접은 아크 용접과 파워 빔의 조합과 같은 하이브리드 용접 공정을 이용하여 수행된다. 이러한 공정의 실례는 GMAW (MIG)를 포함한 레이저 용접이다.
일 실시예에서, 필러 재료를 용접 풀에 추가하기 위하여 다수의 공지된 기술들 중 한 기술을 이용하여 용접을 하는 동안 적합한 필러 재료가 이용될 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따라서, 1.5 중량% 이하의 탄소 함유량을 가진 스틸을 포함하는 제 1 용접심이 제공되며, 여기서 용접심은 부분적인 펄라이트 미세 구조를 가진다. 제 1 양태에 따르는 방법에 의해, 보다 구체적으로 가열, 결합 및 조절된 냉각 단계 이후 제 1 용접심이 제조된다. 이에 따라, 용접심은 종래 기술에 공지된 것보다 크랙 발행의 위험성이 줄어든다.
일 실시예에서, 제 1 용접심은 적어도 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99%인 펄라이트의 미세구조를 가진다.
일 실시예에서, 제 1 용접심은 2 내지 4 부피% 범위의 그레인 바운더리 카바이드를 추가로 포함한다. 일 실시예에서, 제 1 용접심은 2.50 내지 3.75 중량% 범위의 그레인 바운더리 카바이드를 가진다.
일 실시예에서, 제 1 용접심은 2.0 내지 3.9 부피%, 2.1 내지 3.8 부피%, 2.2 내지 3.7 부피%, 2.3 내지 3.6 부피%, 2.4 내지 3.5 부피%, 2.5 내지 3.4 부피%, 2.6 내지 3.3 부피%, 2.7 내지 3.2 부피%, 2.8 내지 3.1 부피% 또는 2.9 내지 3.0 부피% 범위의 그레인 바운더리 카바이드를 가진다.
본 발명의 제 3 양태에 따라서, 제 1 스틸 부분과 제 2 스틸 부분 및 본 발명의 제 2 양태에 따르는 제 1 용접심을 포함하는 제 1 용접된 스틸 부품이 제공된다. 제 1 용접심은 제 1 스틸 부분과 제 2 스틸 부분을 결합시킨다. 이에 따라, 용접된 스틸 부품은 종래 기술에 공지된 것에 비해 크랙 발생의 위험성이 낮다.
일 실시예에서, 제 1 스틸 부분과 제 2 스틸 부분은 동일한 스틸로 제조된다.
일 실시예에서, 제 1 스틸 부분과 제 2 스틸 부분은 상이한 스틸로 제조된다. 이에 따라, 예를 들어 하중 능력(load capacity), 내구성, 비용 또는 작업성과 관련된 다양한 특성을 가진 상이한 스틸들을 조합함으로써 용접된 스틸 부품이 맞춤구성될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 스틸 부분과 제 2 스틸 부분은 용접에 앞서 동일한 스틸 부품의 일부분이다.
일 실시예에서, 제 1 스틸 부분과 제 2 스틸 부분은 용접에 앞서 상이한 스틸 부품들의 일부분이다.
일 실시예에서, 제 1 용접된 스틸 부품은 본 발명의 제 2 양태에 따르는 복수의 용접심을 포함한다.
본 발명의 제 4 양태에 따라서, 제 2 용접심은 1.5 중량% 이하의 탄소 함유량을 가지는 스틸을 포함하고, 상기 용접심은 0.2 내지 3 마이크로미터의 평균 크기를 가진 카바이드 및 펄라이트 미세구조를 가진다. 제 2 용접심은 제 1 양태에 따르는 방법, 보다 구체적으로 가열, 결합, 냉각 및 연화 어닐링 이후에 제조된다. 이에 따라, 용접심은 종래 기술에 공개된 것이 비해 크랙 발생의 위험성이 낮아진다. 일 실시예에서, 카바이드는 구형 카바이드 또는 합금 카바이드이다.
일 실시예에서, 카바이드의 함유량은 15 부피%(vol%) 이하일 수 있다.
본 발명의 제 5 양태에 따라서, 제 1 스틸 부분 및 제 2 스틸 부분과 본 발명의 제 4 양태에 따르는 용접심을 포함하는 제 2 용접된 스틸 부품이 제공된다. 용접심은 제 1 스틸 부분과 제 2 스틸 부분을 결합시킨다. 이에 따라, 용접된 스틸 부품은 종래 기술에 공지된 것에 비해 크랙 발생의 위험성이 줄어든다.
일 실시예에서, 제 1 스틸 부분과 제 2 스틸 부분은 동일한 스틸로 제조된다.
일 실시예에서, 제 1 스틸 부분과 제 2 스틸 부분은 상이한 스틸로 제조된다. 이에 따라, 예를 들어 하중 능력, 내구성, 비용 또는 작업성과 관련된 다양한 특성을 가진 상이한 스틸들을 조합함으로써 용접된 스틸 부품이 맞춤구성될 수 있다. 또한, 용접에 앞서 이러한 상이한 스틸은 적합한 열처리가 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 스틸 부분과 제 2 스틸 부분은 용접에 앞서 동일한 스틸 부품의 일부분이다.
일 실시예에서, 제 1 스틸 부분과 제 2 스틸 부분은 용접에 앞서 상이한 스틸 부품의 일부분이다.
일 실시예에서, 용접된 스틸 부품은 본 발명의 제 4 양태에 따르는 복수의 용접심을 포함한다.
본 발명의 제 6 양태에 따라서, 열 영향 부위, 용접에 의해 영향을 받지 않는 비영향 부위 및 용접심을 포함하는 제 3 용접된 스틸 부품이 제공된다. 게다가, 하나 이상의 용접심과 열 영향 부위는 비영향 부위와 실질적으로 동일한 미세구조를 가진다. 따라서, 하나 이상의 용접심과 열 영향 부위의 미세구조는 비영향 부위의 미세구조와 동일하거나 또는 상당히 유사하다. 상당히 작은 차이 또는 변화는 동일시되고 허용될 수 있다. 이러한 상당히 작은 차이 또는 변화는 예를 들어 탄소 함유량, 카바이드의 함유량, 카바이드의 분포, 카바이드의 크기, 등등에 관한 것일 수 있다. 또한, 그레인크기, 재료, 섬유 유동, 등등과 같은 미세구조의 부차적인 차이는 종래 기술의 당업자에 의한 현미경 검사 또는 X-레이 분석과 같은 진보된 검사 기술에 의해 관찰될 수 있다. 이는 본 발명의 제 1 양태에 따르는 방법에 의해 구현된다. 이러한 장점에 따라, 용접된 스틸 부품은 우수한 강도, 우수한 피로 및 하중 능력을 가지며, 제조가 용이하고 저렴해진다. 또한, 본 발명의 방법에 따라 용접된 스틸 부품은 우수한 작업성을 가진다. 게다가, 본 발명의 방법에 따라 용접된 스틸 부품은 향상된 경도, 치수 안정성, 마모 저항성 및 롤링 접촉 피로 저항성을 가진다. 이러한 장점들은
롤링 베어링 및 슬라이딩 베어링 설비에서 특히 중요하며 이는 매우 가혹하고 복합적인 작동 공정에 노출되고 예를 들어 롤링 및 슬라이딩 접촉으로 인해 인장력, 압축력, 마찰력, 등등과 같은 다수의 하중에 노출되기 때문이다. 베어링 설비는 다수의 다양한 하중, 힘, 응력, 열, 냉기, 등등을 처리하고 흡수할 수 있어야 하기 때문에, 용접된 베어링 부품의 용접심의 요구조건과 개별 조건은 상당히 엄격해야 한다.
본 발명의 제 7 양태에 따라서, 제 1 양태에 따르는 베어링 부품을 제조하기 위한 방법이 제공된다.
본 발명의 제 8 양태에 따라서, 본 발명의 제 2 또는 제 4 양태에 따르는 용접심을 포함하는 베어링 부품이 제공된다.
일 실시예에서, 베어링 부품은 롤링 또는 슬라이딩 베어링이다.
일 실시예에서, 베어링 부품은 내측 베어링, 외측 베어링, 허브, 허브 베어링 유닛, 휠 허브, 베어링 유닛, 롤링 베어링 또는 케이지 중 하나이다.
일 실시예에서, 내측 베어링 또는 외측 베어링 중 하나는 플랜지 링(flanged ring)이다.
일 실시예에서, 허브, 허브 베어링 유닛 또는 휠 허브는 플랜지고정된다.
일 실시에서, 플랜지는 본 발명의 제 1 또는 제 7 양태에 따르는 용접에 의해 내측 링, 외측 링, 허브, 허브 베어링 유닛 또는 휠 허브들 중 하나로 결합된다.
일 실시예에서, 베어링 부품을 포함하는 롤링 베어링은 볼 베어링, 롤러 베어링, 원통형 롤러 베어링, 구형 롤러 베어링, 토로이달 롤러 베어링, 테이퍼 롤러 베어링, 원뿔형 롤러 베어링, 니들 롤러 베어링, 스러스트 베어링, 베어링 유닛, 휠 베어링, 휠 허브 베어링, 피니언 베어링 또는 플랜지 베어링 중 하나이다.
일 실시예에서, 베어링 부품은 볼 나사 또는 롤러 나사용 나사 또는 너트이다. 일 실시예에서, 임의의 제 1 스틸 부분, 제 2 스틸 부분, 스틸 부품 또는 용접부의 탄소 함유량은 0.1 내지 1.5 중량%, 0.2 내지 1.5 중량%, 0.3 내지 1.5 중량%, 0.4 내지 1.5 중량%, 0.5 내지 1.5 중량%, 0.6 내지 1.5 중량%, 0.7 내지 1.5 중량%, 0.8 내지 1.5 중량%, 0.9 내지 1.5 중량%, 1.0 내지 1.5 중량%, 1.1 내지 1.5 중량%, 1.2 내지 1.5 중량%, 1.3 내지 1.5 중량% 또는 1.4 내지 1.5 중량% 범위이다.
일 실시예에서, 임의의 제 1 스틸 부분, 제 2 스틸 부분, 스틸 부품 또는 용접부의 탄소 함유량은 0.6 내지 1.1 중량%, 0.7 내지 1.1 중량%, 0.8 내지 1.1 중량%, 0.9 내지 1.1 중량% 또는 1.0 내지 1.1 중량% 범위이다.
일 실시예에서, 용접심은 용접심의 한 구성부분이 베어링의 축방향으로 형성되도록 방향설정된다.
일 실시예에서, 용접심은 베어링의 롤링 또는 슬라이딩 방향에 대해 실질적으로 수직하게 형성되도록 방향설정된다.
본 발명의 임의의 양태들의 모든 특징과 실시예는 본 발명의 그 외의 다른 양태의 모든 특징과 실시예들에 적용가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 스틸 부품을 제조하기 위한 방법의 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따르는 용접심의 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 용접심의 도면.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따르는 용접된 스틸 부품의 도면.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따르는 용접된 스틸 부품의 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따르는 스틸 링을 제조하기 위한 방법의 계략도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따르는 플랜지 베어링 링의 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따르는 베어링 링을 포함한 롤링 베어링의 일부분을 도시하는 도면.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따르는 휠 베어링 유닛의 도면.
도 8b는 본 발명의 실시예에 따르는 휠 베어링 유닛의 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따르는 케이지를 제조하기 위한 방법의 계략도.
도 1에서, 본 발명의 실시예에 따르는 스틸 부품(steel component)을 제조하기 위한 방법의 흐름도가 도시된다. 스틸 부품(6)은 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)을 포함하고, 제 1 및 제 2 스틸 부분은 1.5 중량%(wt%)까지의 탄소 함유량을 가진다. 상기 방법의 제 1 단계(1)에 따라서, 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 알파/감마 변태 온도 이상의 온도로 적어도 부분적으로 가열된다. 후속 단계(2)에서, 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 용접(welding)에 의해 결합되고, 이러한 용접 공정은 알파/감마 변태 온도 이상의 온도에서 수행된다. 또 다른 후속 단계(3)에서, 경화 효과가 방지되도록 냉각 단계가 수행된다. 이러한 냉각 단계(3) 이후, 연화 어닐링 단계(soft annealing, 4)를 추가로 수행함으로써 스틸 부품(6)이 가공된다. 이는 예를 들어 스틸 부품(6)의 기계가공 또는 변형과 같은 추가 공정(도시되지 않음)에 도움이 된다. 상기 방법의 또 다른 후속 단계에서, 용접된 스틸 부품(6)에 요구된 특성을 제공하기 위해 경화 공정(5)이 수행된다.
도 2에서, 본 발명의 실시예에 따르는 용접심(weld seam)의 도식적인 도면이 도시된다. 스틸 부품(6)의 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 용접심(9)에 의해 결합된다. 도면에서, 용접심은 간략함을 위해 보다 직사각형의 프로파일로 도식적으로 도시된다. 그러나, 용접심(9)은 예를 들어 보다 삼각형의 프로파일과 같은 그 외의 다른 프로파일로 도시될 수 있다. 열 영향 부위(heat affected zone, 10)는 용접심(9)에 인접하게 형성되고, 비영향 부위(unaffected zone)는 열 영향 부위(10)에 인접하게 형성된다. 이러한 실시예에서, 제 1 및 제 2 스틸 부분(7, 8)은 동일한 스틸로 제조되며, 동일한 미세 구조를 가진다. 게다가, 이러한 실시예에서, 스틸 부품(6)은 본 발명의 방법에 따르는 가열 단계(1), 용접 단계(2) 및 냉각 단계(3) 이후이지만 연화 어닐링 단계(4)와 같은 임의의 추가 공정 단계 이전의 상태로 도시되어 진 것이다. 따라서, 열 영향 부위(10)는 제 1 및 제 2 스틸 부분(7, 8)의 비영향 부위(A)에 비해 다소 상이한 미세구조를 가진다. 용접심(9)은 제 1 스틸 부분(7, 8)의 비영향 부위(A)와 열 영향 부위(10) 이외의 또 다른 미세 구조를 가진다.
도 3에서, 본 발명의 실시예에 따르는 용접심의 도식적인 도면이 도시된다. 스틸 부품(6)의 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 용접심(9)에 의해 결합된다. 열 영향 부위(10)는 용접심(9)에 인접하게 형성되고, 비영향 부위(A)는 열 영향 부위(10)에 인접하게 형성된다. 이러한 실시예에서, 제 1 및 제 2 부분(7, 8)은 동일한 스틸로 제조되고, 동일한 미세구조를 가진다. 그러나, 이러한 실시예에서 도 2에 따르는 실시예에서 수행되는 단계에 추가하여 스틸 부품(6)은 본 발명의 방법에 따르는 연화 어닐링 단계(4) 이후에 도시된 것이다. 따라서, 열 영향 부위(10)와 용접 선(9)은 제 1 및 제 2 스틸 부분(7, 8)의 비영향 부위(A)와 동일하거나 또는 이와 상당히 유사한 미세구조를 가진다.
도 4a에서, 본 발명의 실시예에 따르는 용접된 스틸 부품의 도식적인 도면이 도시된다. 이러한 실시예에서, 스틸 부품은 용접심(9)을 포함하는 링(11)이다. 용접심(9)은 링(11)의 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)을 결합시킨다. 용접심(9)은 본 발명의 제 1 양태에 따르는 방법을 이용하여 형성된다.
도 4b에서, 본 발명의 실시예에 따르는 용접된 스틸 부품의 도식적인 도면이 도시된다. 이러한 실시예에서, 스틸 부품은 2개의 용접심(9)을 포함하는 링(11)이다. 용접심(9)은 링(11)의 제 1 및 제 2 스틸 부분(7, 8)을 결합시킨다. 용접심(9)은 본 발명의 제 1 양태에 따르는 방법을 이용하여 형성된다.
도 5에서, 본 발명의 실시예에 따르는 스틸 링을 제조하기 위한 방법의 도식적인 도면이 도시된다. 이러한 실시예에서, 와이어(12) 또는 스틸 블랭크(12)는 링 형태의 요소(13)로 만곡된다. 링 형태의 요소(13)는 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)을 가진다. 뒤이은 단계(14)에서, 링 형태의 요소(13)의 제 1 및 제 2 스틸 부분(7, 8)은 용접심(9)에 의해 결합되어 스틸 링(11)이 형성된다. 용접심(9)은 본 발명의 제 1 특징에 따르는 방법을 이용하여 형성된다.
도 6에서, 본 발명의 실시예에 따르는 플랜지 베어링 링(flanged bearing ring)의 도식적인 도면이 도시된다. 플랜지 베어링 링(15)은 스틸 링(19)과 플랜지(16)를 포함한다. 상기 플랜지는 또 다른 구조물(도시되지 않음)에 플랜지를 고정시키기 위하여 이용될 수 있는 복수의 홀이 형성된다. 스틸 링(19)은 볼 또는 롤러와 같은 롤링 요소 또는 슬라이딩 링(도시되지 않음)을 수용하기 위한 레이스웨이(raceway, 18)를 가진다. 스틸 링(11)은 제 1 스틸 부분(7)을 추가로 가지며, 플랜지(16)는 용접심(9)에 의해 결합된 제 2 스틸 부분(8)을 가진다. 용접심(9)은 본 발명의 제 1 양태에 따르는 방법을 이용하여 형성된다. 이러한 실시예는 설명의 목적이며, 용접심의 위치는 용접된 부품 내의 다른 위치에 배열될 수 있다. 게다가, 그 외의 다른 베어링 부품은 본 발명에 따르는 용접심을 포함할 수 있다.
도 7에서, 본 발명의 실시예에 따르는 베어링 링을 포함하는 롤링 베어링의 일부분의 도식적인 도면이 도시된다. 이러한 실시예에서, 롤링 베어링(20)은 구형의 롤러 베어링이다. 상기 롤링 베어링은 내측 링(22), 외측 링(23), 2줄로 구성된 복수의 롤러(24) 및 롤러(24)를 제 위치에 보유시키기 위한 케이지(21)를 포함한다. 외측 링(23)은 용접심(9)에 의해 결합된 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)을 가진다. 외측 링(23)은 용접심(9)에 의해 결합된 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)을 가진다. 용접심(9)은 본 발명의 제 1 양태에 따르는 방법을 이용하여 제조된다. 이러한 실시예는 설명의 목적이며, 용접심의 위치는 용접된 부품 내의 다른 위치에 배열될 수 있다. 게다가, 그 외의 다른 베어링 부품은 본 발명에 따르는 용접심을 포함할 수 있다.
도 8a에서, 본 발명의 실시예에 따르는 휠 베어링 유닛의 도식적인 도면이 도시된다. 휠 베어링 유닛(26)은 내측 링(22) 또는 허브(22), 외측 링(23) 및 이 내에 개재된 복수의 볼(25)을 포함한다. 외측 링(23)은 휠 베어링 유닛을 예를 들어 너클(knuckle)(도시되지 않음)과 같은 카-사이드 피팅(car-side fitting)에 부착시키기 위한 플랜지(도시되지 않음)를 가질 수 있다. 내측 링(22)은 제 1 스틸 부분(7)을 가진다. 휠을 휠 베어링 유닛(26)에 끼워맞추기 위한 플랜지(16)는 제 2 스틸 부분(8)을 가진다. 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 본 발명에 따라서 용접심(9)에 의해 결합되며, 이에 따라 플랜지(16)는 휠 베어링 유닛(26)의 내측 링(22)에 결합된다. 용접심(9)은 본 발명의 제 1 양태에 따르는 방법을 이용하여 제조된다.
이러한 실시예에서, 롤링 요소는 볼이지만 테이퍼 롤러(tapered roller) 또는 원통형 롤러일 수 있다. 또한, 휠 베어링 유닛은 케이지(cage), 씰(seal), 센서, 엔코더, 윤활제, 등등과 같은 추가 베어링 부품들을 포함할 수 있다. 또한 본 발명은 도 8a에 도시된 휠 베어링 유닛으로 한정되지 않고 그 외의 다른 휠 허브 및 휠 베어링 형상으로 이용될 수 있다. 또한, 이러한 실시예는 설명의 목적이며, 용접심의 위치는 용접된 부품 내의 다른 위치에 배열될 수 있다. 게다가, 그 외의 다른 베어링 부품은 본 발명에 따르는 용접심을 포함할 수 있다.
도 8b에서, 본 발명의 실시예에 따르는 휠 베어링 유닛의 도식적인 도면이 도시된다. 휠 베어링 유닛(26)은 내측 링(22) 또는 허브(22), 외측 링(23) 및 복수의 볼(25)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 휠 베어링 유닛은 내측 링(22) 상으로 압력 끼워맞춤된 개별적인 내측 링(27)을 추가로 가진다. 이러한 개별 내측 링(27)은 제 1 스틸 부분(7)을 가진다. 외측 링(23)은 휠 베어링 유닛을 예를 들어 너클(도시되지 않음)과 같은 카-사이드 피팅에 부착하기 위한 플랜지(도시되지 않음)를 가질 수 있다. 내측 링(22)은 휠을 휠 베어링 유닛(26)에 끼워맞추기 위한 플랜지(16)를 가진다. 내측 링(22)은 제 2 스틸 부분(8)을 추가로 가진다. 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 본 발명에 따라서 용접심(9)에 의해 결합되며, 이에 따라 개별 내측 링(27)이 휠 베어링 유닛(26)의 내측 링(22)에 결합된다. 용접심(9)은 본 발명의 제 1 양태에 따르는 방법을 이용하여 제조된다.
이러한 실시예에서, 롤링 요소는 볼이지만 테이퍼 롤러 또는 원통형 롤러일 수 있다. 또한, 휠 베어링 유닛은 케이지, 씰, 센서, 엔코더, 윤활제, 등등과 같은 추가 베어링 부품들을 포함할 수 있다. 또한 본 발명은 도 8b에 도시된 휠 베어링 유닛으로 한정되지 않고 그 외의 다른 휠 허브 및 휠 베어링 형상으로 이용될 수 있다. 또한, 이러한 실시예는 설명의 목적이며, 용접심의 위치는 용접된 부품 내의 다른 위치에 배열될 수 있다. 게다가, 그 외의 다른 베어링 부품은 본 발명에 따르는 용접심을 포함할 수 있다.
휠 베어링 유닛의 2가지의 실시예에 추가하여, 본 발명의 다양한 양태에 따르는 제조 방법, 용접 또는 용접된 부품들이 적용가능한 휠 베어링 유닛의 그 외의 다른 부분 또는 실시예가 제공된다.
도 9에서, 본 발명의 실시예에 따르는 케이지를 제조하기 위한 방법의 도식적인 도면이 도시된다. 이러한 실시예에서, 스틸 스트립(steel strip)이 요구된 프로파일(28)로 감겨진다. 후속 단계에서, 복수의 포켓(30)이 천공된다. 이에 따라 형성된 스틸 프로파일(29)은 링(도시되지 않음)으로 만곡된다. 스틸 프로파일(29)은 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)을 가진다. 후속 단계(14)에서, 스틸 프로파일의 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 용접심(9)에 의해 결합되고, 이에 따라 케이지(31)가 형성된다. 용접심(9)은 본 발명의 제 1 양태에 따르는 방법을 이용하여 제조된다. 케이지의 실시예에 추가하여, 본 발명의 다양한 양태에 따르는 제조 방법, 용접 또는 용접된 부품들이 이용될 수 있는 그 외의 다른 가능한 실시예가 제공된다. 예를 들어, 포켓(30)은 핀 또는 작은 스틸 스트립을 상대적으로 큰 천공된 스틸 스트립(29)으로 용접함으로써 제조될 수 있다.

Claims (21)

  1. 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)을 포함하는 스틸 부품(6, 11)을 제조하기 위한 방법에 있어서, 상기 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 1.5 중량% 이하의 탄소 함유량을 가지며, 상기 방법은
    -제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)을 알파/감마 변태 온도보다 높은 온도로 적어도 부분적으로 가열하는 단계를 포함하고,
    -용접에 의해 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)을 결합시키는 단계(2)를 포함하며, 이러한 용접은 알파/감마 변태 온도보다 높은 온도에서 수행되며,
    -경화 효과가 방지되도록 냉각 단계(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸 부품(6, 11)을 제조하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 연화 어닐링 단계(4)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸 부품(6, 11)을 제조하기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 스틸 부품(6, 11)을 경화하는 단계(5)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸 부품(6, 11)을 제조하기 위한 방법.
  4. 용접심(9)에 있어서, 상기 용접심은 1.5 중량% 이하의 탄소 함유량을 가지는 스틸을 포함하고, 상기 용접심(9)은 부분적인 펄라이트 미세구조를 가지는 것을 특징으로 하는 용접심(9).
  5. 제 4 항에 있어서, 2 부피% 내지 4 부피% 범위의 그레인 바운더리 카바이드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 용접심(9).
  6. 용접된 스틸 부품(6, 11)에 있어서, 상기 용접된 스틸 부품은
    -제 1 스틸 부분(7),
    -제 2 스틸 부분(8) 및
    -청구항 제 4 항 또는 제 5 항에 따르는 용접심(9)을 포함하며, 상기 용접심(9)은 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)을 결합시키는 것을 특징으로 하는 용접된 스틸 부품(6, 11).
  7. 제 6 항에 있어서, 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 동일한 스틸로 제조되는 것을 특징으로 하는 용접된 스틸 부품(6, 11).
  8. 제 6 항에 있어서, 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 상이한 스틸로 제조되는 것을 특징으로 하는 용접된 스틸 부품(6, 11).
  9. 제 6 항에 있어서, 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 용접 단계 이전에 동일한 스틸 부품(12)의 일부분인 것을 특징으로 하는 용접된 스틸 부품(6, 11).
  10. 제 6 항에 있어서, 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 용접 단계 이전에 상이한 스틸 부품(12)의 일부분인 것을 특징으로 하는 용접된 스틸 부품(6, 11).
  11. 청구항 제 4 항 또는 제 5 항에 따르는 복수의 용접심(9)을 가진 용접된 스틸 부품(6, 11).
  12. 용접심(9)에 있어서, 상기 용접심은 1.5 중량% 이하의 탄소 함유량을 가지는 스틸을 포함하고, 상기 용접심(9)은 0.2 내지 3 마이크로미터의 평균 크기를 가진 카바이드 및 펄라이트 미세구조를 가지는 것을 특징으로 하는 용접심(9).
  13. 용접된 스틸 부품(6, 11)에 있어서, 상기 용접된 스틸 부품은
    -제 1 스틸 부분(7),
    -제 2 스틸 부분(8) 및
    -청구항 제 12 항에 따르는 용접심(9)을 포함하고, 상기 용접심(9)은 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)을 결합시키는 것을 특징으로 하는 용접된 스틸 부품(6, 11).
  14. 제 13 항에 있어서, 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 동일한 스틸로 제조되는 것을 특징으로 하는 용접된 스틸 부품(6, 11).
  15. 제 13 항에 있어서, 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 상이한 스틸로 제조되는 것을 특징으로 하는 용접된 스틸 부품(6, 11).
  16. 제 13 항에 있어서, 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 용접 단계에 앞서 동일한 스틸 부품(12, 13)의 일부분인 것을 특징으로 하는 용접된 스틸 부품(6, 11).
  17. 제 13 항에 있어서, 제 1 스틸 부분(7)과 제 2 스틸 부분(8)은 용접 단계 이전에 상이한 스틸 부품(7, 8)의 일부분인 것을 특징으로 하는 용접된 스틸 부품(6, 11).
  18. 청구항 제 13 항에 따르는 복수의 용접심(9)을 가지는 용접된 스틸 부품(6, 11).
  19. 용접된 스틸 부품(6, 11)에 있어서, 상기 용접된 스틸 부품은
    -열 영향 부위(10),
    -용접에 의해 영향을 받지 않는 비영향 부위(A) 및
    -용접심(9)을 포함하고, 하나 이상의 용접심(9)과 열 영향 부위(10)는 비영향 부위(A)와 실질적으로 동일한 미세구조를 가지는 것을 특징으로 하는 용접된 스틸 부품(6, 11).
  20. 제 1 항에 있어서, 스틸 부품(6, 11)은 베어링 부품(11, 15, 20, 22, 26, 27, 31)인 것을 특징으로 하는 스틸 부품(6, 11)을 제조하기 위한 방법.
  21. 청구항 제 4 항 또는 제 5 항에 따르는 용접심(9)을 포함하는 베어링 부품(11, 15, 20, 22, 26, 27, 31).
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009056038B4 (de) 2009-11-27 2022-05-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Herstellung eines Lagerrings für ein Wälzlager, insbesondere für ein Dünnringlager, und Wälzlager, insbesondere Dünnringlager, umfassend wenigstens einen Lagerring hergestellt nach dem Verfahren
US9021706B2 (en) * 2010-02-01 2015-05-05 The Timken Company Unified rolling and bending process for roller bearing cages
KR20130115222A (ko) * 2010-09-28 2013-10-21 아크티에볼라게트 에스케이에프 플랜지 베어링 링 및 플랜지 베어링 링을 제조하기 위한 방법
RU2014129490A (ru) * 2011-12-20 2016-02-20 Актиеболагет Скф Способ изготовления стального компонента стыковой сваркой оплавление и компонент, изготовленный с использованием этого способа
WO2013122526A1 (en) * 2012-02-14 2013-08-22 Aktiebolaget Skf Method, cage and rolling bearing
WO2013161937A1 (ja) * 2012-04-25 2013-10-31 新日鐵住金株式会社 スポット溶接継手
CN106232279B (zh) 2014-01-24 2020-07-07 电力研究所有限公司 阶梯式设计焊缝接头坡口
CN105983814B (zh) * 2015-03-05 2017-11-07 宁夏巨能机器人系统有限公司 一种机器手承重臂的制作工艺
FR3035695B1 (fr) * 2015-04-29 2017-11-24 Skf Ab Roulement instrumente auto-ajustable et systeme mecanique equipe d'un tel roulement
CA3052155A1 (en) * 2017-01-31 2018-08-09 Nuburu, Inc. Methods and systems for welding copper using blue laser
CN110039267A (zh) * 2019-05-28 2019-07-23 聊城市东昌府区嘉泰轴承保持器厂 一种风电转盘轴承耐磨材料球保持架整体式焊接工艺
CN113604650B (zh) * 2021-07-12 2023-02-28 武汉新瑞达激光工程有限责任公司 一种钢轨焊接接头的激光强韧化处理方法
CN115415671A (zh) * 2022-09-14 2022-12-02 聊城产研创新发展有限公司 一种钢制轮毂的激光-gmaw电弧复合焊接方法

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3531848A (en) * 1966-01-10 1970-10-06 Battelle Development Corp Fabrication of integral structures
US3482296A (en) * 1966-09-19 1969-12-09 Gen Motors Corp Method for the integrated welding and heat treating of hardenable parts
US3522644A (en) * 1968-02-12 1970-08-04 Torin Corp Welding method for bearing races and other articles
US3506251A (en) * 1969-06-16 1970-04-14 Gen Motors Corp Apparatus for the integrated welding and heat treating of hardenable parts
DE2123687C3 (de) * 1971-05-13 1978-10-05 Baustahlgewebe Gmbh, 4000 Duesseldorf Kontinuierliches Wärmebehandlungsverfahren an stabförmigen, niedriggekohlten Baustählen
JPS5519297B2 (ko) * 1973-07-31 1980-05-24
JPS53119236A (en) * 1977-03-28 1978-10-18 Sumitomo Metal Ind Ltd Highly effecient welding method to obtain bond zone of high toughness
AU527097B2 (en) * 1979-01-12 1983-02-17 Nippon Steel Corporation Artifically aged low yield to tensile strength ratio high strength steel sheet
JPS5669359A (en) * 1979-10-16 1981-06-10 Kobe Steel Ltd Composite structure type high strength cold rolled steel sheet
US4397698A (en) * 1979-11-06 1983-08-09 Republic Steel Corporation Method of making as-hot-rolled plate
US4501626A (en) * 1980-10-17 1985-02-26 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho High strength steel plate and method for manufacturing same
US4437902A (en) * 1981-10-19 1984-03-20 Republic Steel Corporation Batch-annealed dual-phase steel
JPS5877528A (ja) * 1981-10-31 1983-05-10 Nippon Steel Corp 低温靭性の優れた高張力鋼の製造法
US4830686A (en) * 1984-04-12 1989-05-16 Kawasaki Steel Corporation Low yield ratio high-strength annealed steel sheet having good ductility and resistance to secondary cold-work embrittlement
JPH01156428A (ja) * 1987-12-11 1989-06-20 Kazuo Sato スチールベルトの製造方法
JP2815695B2 (ja) * 1990-10-31 1998-10-27 新日本製鐵株式会社 高炭素鋼線の流動層パテンティング処理方法
JPH0578754A (ja) * 1991-09-26 1993-03-30 Nippon Steel Corp Ｃｒを含有する高炭素鋼線の流動層パテンテイング処理 方法
US5306361A (en) * 1992-10-02 1994-04-26 Besch Gordon O Method for improving service life of rail welds by aluminothermic heat treatment
US5389164A (en) * 1993-02-10 1995-02-14 Nippon Steel Corporation Production method of strong and tough thick steel plate
JPH09316598A (ja) * 1996-03-27 1997-12-09 Nippon Steel Corp 耐摩耗性および溶接性に優れたパーライト系レールおよびその製造法
JPH11106825A (ja) * 1997-10-03 1999-04-20 Sumitomo Metal Ind Ltd 極低炭素、非熱処理型高加工性電縫鋼管の製造方法
JP3263348B2 (ja) * 1997-10-07 2002-03-04 住友鋼管株式会社 非熱処理型高加工性電縫鋼管の製造方法
JP3898809B2 (ja) * 1997-10-20 2007-03-28 新日本製鐵株式会社 成形性の優れた高延性を有する電縫鋼管の製造方法
KR100261664B1 (ko) * 1997-10-21 2000-07-15 이종훈 2상영역 열처리를 이용한 고인성 sa508gr.3강의 제조방법
US6159312A (en) * 1997-12-19 2000-12-12 Exxonmobil Upstream Research Company Ultra-high strength triple phase steels with excellent cryogenic temperature toughness
DZ2527A1 (fr) * 1997-12-19 2003-02-01 Exxon Production Research Co Pièces conteneurs et canalisations de traitement aptes à contenir et transporter des fluides à des températures cryogéniques.
TW459053B (en) * 1997-12-19 2001-10-11 Exxon Production Research Co Ultra-high strength dual phase steels with excellent cryogenic temperature toughness
US6537397B1 (en) * 1998-08-18 2003-03-25 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Process for producing Fe-based member having high young's modulus, and Fe-based member having high young's modulus and high toughness
DE60127879T2 (de) * 2000-02-29 2007-09-06 Jfe Steel Corp. Hochfestes warmgewalztes Stahlblech mit ausgezeichneten Reckalterungseigenschaften
EP1195447B1 (en) * 2000-04-07 2006-01-04 JFE Steel Corporation Hot rolled steel plate, cold rolled steel plate and hot dip galvanized steel plate being excellent in strain aging hardening characteristics, and method for their production
JP3399445B2 (ja) * 2000-05-25 2003-04-21 三菱電機株式会社 鋼板連続処理ラインにおけるストリップ接続方法
CN1193110C (zh) * 2000-11-28 2005-03-16 川崎制铁株式会社 高强度双相薄钢板和高强度双相电镀薄钢板及其制造方法
JP4051999B2 (ja) * 2001-06-19 2008-02-27 Ｊｆｅスチール株式会社 形状凍結性と成形後の耐久疲労特性に優れた高張力熱延鋼板およびその製造方法
KR100949694B1 (ko) * 2002-03-29 2010-03-29 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 초미세입자 조직을 갖는 냉연강판 및 그 제조방법
JP3844443B2 (ja) * 2002-04-12 2006-11-15 新日本製鐵株式会社 海底光ファイバーケーブル補強用異形線
JP4311912B2 (ja) * 2002-05-24 2009-08-12 株式会社小松製作所 履帯ブッシュの製造方法
JP3863818B2 (ja) * 2002-07-10 2006-12-27 新日本製鐵株式会社 低降伏比型鋼管
JP4352951B2 (ja) * 2004-03-16 2009-10-28 住友金属工業株式会社 高炭素鋼又は高炭素合金鋼からなる熱延鋼板の製造方法
US7588837B2 (en) * 2005-04-29 2009-09-15 The Timken Company Welding together low and high carbon steels
US20070007297A1 (en) * 2005-05-16 2007-01-11 Li Kwong F Sealable container
JP2007263299A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Ntn Corp 車輪用軸受装置の製造方法
JP5142068B2 (ja) * 2006-05-17 2013-02-13 日産自動車株式会社 抵抗スポット溶接用高張力鋼板及びその接合方法
JP4969221B2 (ja) * 2006-11-28 2012-07-04 三菱重工業株式会社 劣化部の再生方法、劣化部の再生装置
JP4995111B2 (ja) * 2007-02-09 2012-08-08 新日本製鐵株式会社 溶接熱影響部のクリープ特性に優れたフェライト系耐熱鋼材及び耐熱構造体
JP4995130B2 (ja) * 2007-03-29 2012-08-08 新日本製鐵株式会社 溶接熱影響部のクリープ特性に優れたフェライト系耐熱鋼材及び耐熱構造体
JP4916365B2 (ja) * 2007-04-05 2012-04-11 株式会社小松製作所 履帯ブッシュ

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