NO177392B - Svoveltilsatt austenittisk rustfritt stål med forbedret bearbeidbarhet - Google Patents
Svoveltilsatt austenittisk rustfritt stål med forbedret bearbeidbarhet Download PDFInfo
- Publication number
- NO177392B NO177392B NO902659A NO902659A NO177392B NO 177392 B NO177392 B NO 177392B NO 902659 A NO902659 A NO 902659A NO 902659 A NO902659 A NO 902659A NO 177392 B NO177392 B NO 177392B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- calcium
- steel
- stainless steel
- inclusions
- sulfur
- Prior art date
Links
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 60
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 60
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 39
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 30
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 28
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 17
- -1 calcium silicon aluminate Chemical class 0.000 claims description 15
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 14
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 11
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052661 anorthite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- GWWPLLOVYSCJIO-UHFFFAOYSA-N dialuminum;calcium;disilicate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GWWPLLOVYSCJIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 8
- HCXBKOPYKSYPFD-UHFFFAOYSA-N [S-2].[Cr+3].[Mn+2] Chemical compound [S-2].[Cr+3].[Mn+2] HCXBKOPYKSYPFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 claims description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- OSMSIOKMMFKNIL-UHFFFAOYSA-N calcium;silicon Chemical group [Ca]=[Si] OSMSIOKMMFKNIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 15
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 3
- 150000001341 alkaline earth metal compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 229910001678 gehlenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- JGIATAMCQXIDNZ-UHFFFAOYSA-N calcium sulfide Chemical compound [Ca]=S JGIATAMCQXIDNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- DBULDCSVZCUQIR-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);trisulfide Chemical compound [S-2].[S-2].[S-2].[Cr+3].[Cr+3] DBULDCSVZCUQIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- VCTOKJRTAUILIH-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);sulfide Chemical class [S-2].[Mn+2] VCTOKJRTAUILIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- CADICXFYUNYKGD-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenemanganese Chemical compound [Mn]=S CADICXFYUNYKGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Adornments (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår et svoveltilsatt austenittisk rustfritt stål som har forbedret bearbeidbarhet.
Et sådant austenittisk stål er kjent fra JP-PS 160.785. Dette patentskrift omhandler et stål som er bearbeidbart og deform-erbart i kald tilstand, og som angitt i vektandeler, nærmere bestemt har et svovelinnhold lavere enn 0,03 %, et kalsiuminnhold mellom 10x10"" — 300xl0~<4> % og et oksygeninnhold mellom 30xl(T<4> - 300xl0"<4> %, samt fra 0,8 til 5 % kobber og fra 0,01 til 0,25 % bly. Oksygen og kalsium inngår således i dette austenittiske rustfrie stål for å tillate at harde innleiringer omvandles til innleiringer basert på kalsiumoksyd. Forbedringen i bearbeidbarheten er imidlertid frembragt ved innføring av en varierende mengde bly i materialsammensetning-en.
Det er velkjent at austenittiske rustfrie stålsorter er vanskelige å bearbeide. Dette kommer i høy grad av deres lave varmeledningsevne, som fører til dårlig avledning av den varme som frembringes ved spissen av et skjæreverktøy og således rask nedbrytning av verktøyet, og av deres høye trekkbarhet i kald tilstand, som lokalt medfører områder med høy hardhet.
En måte å forbedre bearbeidbarheten på, er å innføre elementet bly, særlig i en mengdeandel på mellom 0,01 og 0,25 %. Dette element har den ulempe at det er vanskelig å oppløse homogent i smeltebadet og på grunn av sin høye densitet er det tilbøye-lig til å samle seg på bunnen av metallurgiske beholdere. Videre danner det faser med lavt smeltepunkt, som nedsetter varmdeformerbarheten.
I FR-PS 2.542.761, som beskriver en prosess for fremstilling av stål med høy bearbeidbarhet, angis det en annen grunn til at bearbeiding av rustfrie stålsorter er vanskelig, nemlig det forhold at de inneholder innleiringer av harde oksyder som f.eks. aluminiumoksyd eller kromitt, som skader skjæreverktøy-ene .
En måte å redusere skadeligheten av de harde oksydinnleiringer på, er å innføre en eller flere alkaliske jordmetallforbind-elser i stålet, med det formål å erstatte en vesentlig andel av de harde innleiringer med innleiringer av oksyder basert på f.eks. kalsium. Det er på den ene side angitt at en viss mengde svovel kombinert med de harde innleiringer reduserer deres skadelighet, idet svovelinnholdet da vanligvis er lavere enn 0,5xl0~<4> %. På den annen side er det angitt at en annen måte å redusere skadeligheten av innleiringene på, er å redusere deres antall i kraft av god avoksydering og god separering av smeltebadet når stålet fremstilles.
I de dokumenter som det er henvist til ovenfor er forbedringen i stålets bearbeidbarhet frembragt ved:
— å innføre bly som smøremiddel,
— å innføre oksygen eller kalsium for å redusere de harde innleiringer til innleiringer basert på alkaliske jord-metallforbindelser, og/eller — å redusere antallet harde innleiringer ved avoksydering av smeltebadet under fremstillingen av stålet.
Forsøk har vist at når særlig mengdeforholdet mellom det oksygen og kalsium som under fremstillingen tilsettes et austenittisk stål sammen med svovel, ligger innenfor et bestemt verdiområde, får stålet forbedret bearbeidbarhet i forhold til et stål hvor dette mengdeforhold ikke ligger innenfor verdiområdet.
Foreliggende oppfinnelse gjelder således et svoveltilsatt austenittisk rustfritt stål med forbedret bearbeidbarhet, og som inneholder krom, nikkel og mangan, og også kan inneholde karbon, silisium og molybden. Stålet i henhold til oppfinnelsen har da som særtrekk at dets sammensetning angitt i vektandeler, er som følger:
— karbon mellom 0 og 0,15 %,
— silisium mellom 0 og 2 %,
— molybden mellom 0 og 3 %,
— mangan mellom 0,2 og 2 %,
- nikkel mellom 7 og 12 %,
- krom mellom 15 og 25 %,
- svovel mellom 0,10 og 0,40 %,
- kalsium mellom 30xl0-<4> og lOOxlO"<4> %
- oksygen mellom 70xl0~<4> og 250xl0"<4> %,
idet forholdet mellom kalsiuminnholdet og oksygeninnholdet (Ca/O-forholdet) ligger mellom 0,2 og 0,6.
Stålet inneholder på den ene side svovel for å frembringe et sulfid av mangan og krom som har smørende egenskaper, og på den annen side en fastlagt mengdeandel av oksygen og kalsium, som innføres i form av kalksilisiumaluminat, med det formål å opprette et visst antall spesielle innleiringer som forbedrer bearbeidbarheten. Kalsiumet innføres i smeltebadet under fremstillingen ved å tilsette silisiumkalsium under styring i samsvar med oksygeninnholdet.
I en foretrukket elementsammensetning i henhold til oppfinnelsen omfatter det austenittiske stål svovel i en mengdeandel mellom 0,15 og 0,35 %. Sammen med mangan og i mindre grad krom, vil svovelet danne et mangankromsulfid (Mn,Cr)S som i form av innleiringer danner et varmsmøremiddel for skjæreverk-tøyet når stålet bearbeides.
I en annen foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen ligger verdien av forholdet mellom elementene kalsium og oksygen mellom 0,3 og 0,5. Verdiområdet av Ca/O-forholdet er bestemt ut i fra målinger av bearbeidbarheten av de forskjellige stålsorter som har den grunnleggende sammensetning av stålet i henhold til oppfinnelsen, og hvor innholdet av såvel kalsium som oksygen ble variert.
Nærmere bestemt belegges innleiringene av mangankromsulfid med en kalksilisiumaluminatfase av anortitt- og/eller pseudo-wollastonittype for å danne tilordnede innleiringer. Dannels-en av denne type innleiringer er gjort mulig i kraft av innføringen av kalsiumforbindelser i det flytende smeltebad i samsvar med fastlagt oksygeninnhold.
I tillegg har de tilordnede innleiringer en formfaktor mellom 3 og 6. Denne formfaktor er fastlagt ved forholdet mellom innleiringens lengde og bredde, og verdien av denne formfaktor utgjør da et målekriterium for kvaliteten av stålets bearbeidbarhet .
De prøver som er beskrevet nedenfor og de vedføyde tegninger vil lette forståelsen av foreliggende oppfinnelse. På tegningene viser: Fig. 1 et trekomponentdiagram for CaO-Al203-Si02 og som lokaliserer vektandelsammensetningen for anortitt,
pseudo-wollastonitt og gehlenitt,
fig. 2 en avbildning av et snitt gjennom en sammensatt
innleiring,
fig. 3 et diagram som viser verdiene av bearbeidbarhetskriteriet VB 30/0,3 som funksjon av varierende oksy-genkons entrasjon,
fig. 4 et diagram som viser verdiene av bearbeidbarhetskriteriet VB 3 0/0,3 som funksjon av varierende svo-velkonsentrasjon, og
fig. 5 som et eksempel på en sammenlignbart stålsort (stål i henhold til oppfinnelsen uten svovel), et diagram som angir verdier for VB 30/0,3 som funksjon av Ca/0-forholdet.
Foreliggende oppfinnelse gjelder således en svoveltilsatt austenittisk rustfri stållegering hvis bearbeidbarhet er forbedret ved dannelse av innbyrdes tilordnede, kalksilisiumaluminat/mangankromsulfid-innleiringer. Legeringen inneholder, angitt i vektandeler:
— karbon mellom 0 og 0,15 %,
— silisium mellom 0 og 2 %,
— molybden mellom 0 og 3 %,
— mangan mellom 0,2 og 2 %,
— nikkel mellom 7 og 12 %,
— krom mellom 15 og 25 %,
— svovel mellom 0,10 og 0,40 %,
- kalsium mellom 30xl0~<4> og lOOxlCT<4> %
- oksygen mellom 70xl0"<4> og 250xl0"<4> %.
Svovelets gunstige virkning på bearbeidbarheten er velkjent.
I stål frembringer svovel mangansulfidinnleiringer som også inneholder krom. Tilsetningen av svovel, eller også f.eks. selen, gjør det mulig å forbedre bearbeidbarheten av austenittiske rustfrie stålsorter, men på bekostning av andre egenskaper, slik som f.eks. nedsatt korrosjonsbestandighet og deformerbarhet i oppvarmet og kald tilstand.
På tross av den ugunstige virkning av nedsatt korrosjonsmotstand frembragt av svovelet, har utprøvningene av bearbeidbarheten av austenittiske stålsorter ført til resultater i retning av innføring av kalksilisiumaluminatoksyder i et svoveltilsatt stål. Disse oksyder forringer ikke korrosjons-motstanden.
Kalksilisiumaluminatoksydene dannes under fremstilling av stålet i kraft av tilførsel av kalsium, fortrinnsvis i form av strenger med silisiumkalsiumkjerne, til smeltebadet i samsvar med oksygeninnholdet.
I henhold til oppfinnelsen bindes disse oksyder i dominerende grad til sulfidene og danner sammen med sulfidinnleiringene, tilordnede innleiringer, idet sulfidet befinner seg inne i oksydinnleiringene. Disse sulfider er mangansulfider, som riktignok også inneholder krom.
Med hensyn til sin kjemiske sammensetning er kalksilisiumaluminatoksydene fortrinnsvis anortitt eller pseudo-wollastonitt (hvis kjemiske sammensetning er vist i trekomponent-diagrammet i fig. 1), idet størstedelen av nevnte oksyder er anortitt. Disse oksyder kan i tillegg inneholde litt MnO.
De kalksilisiumaluminatoksyder som dannes omkring sulfidene er plastisk formbare oksyder med lavt smeltepunkt, som således lett kan deformeres under valsing. På grunn av de høye skjæretemperaturer når stålet bearbeides, vil disse innleiringer gjøre tjeneste som smøremiddel i grenseflaten mellom det stål som bearbeides og skjæreverktøyet, hvilket resulterer i redusert slitasje av skjæreverktøyene og en bedre overflate på de bearbeidede gjenstander.
Utførte undersøkelser har gjort det mulig ut i fra en sammen-setningsbasis som angitt ovenfor, å komme frem til fastleggel-se av en materialsammensetning for stål med høy bearbeidbarhet, som hovedsakelig har:
— et svovelinnhold på 0,15 til 0,35 %,
— et kalsiuminnhold på minst 30xl0~<4> % i det ferdige produkt, — et oksygeninnhold på minst 70xl0~<4> % i det ferdige produkt, og — et forhold mellom kalsium- og oksygeninnhold (Ca/O-forhold) mellom 0,3 og 0,5,
og som fører til nærvær av innleiringer av kalksilisiumalumi-natoksyd, fortrinnsvis av anortitt (i dominerende grad) eller av pseudo-wollastonitt (subsidiært), hovedsakelig som overtrekk på mangankromsulfider.
Fig. 2 viser i snitt en avbildning av en stålstruktur i henhold til oppfinnelsen og med innhold av en linseformet tilordnet innleiring 2 bestående av kalksilisiumaluminat 3 som dekker innleiringer av mangankromsulfid 4. Det foreligger åpenbart ingen dannelse av kalsiumsulfid, som er et sulfid kjent for å være skadelig for stålsorters bearbeidbarhet og deres korrosjonsmotstand.
Bearbeidbarhetskvalitetene for stål i henhold til oppfinnelsen anskueliggjøres på grunnlag av sammenligninger av prøvene omtalt nedenfor.
Dreieprøver med et karbidverktøy (med ISO-referanse P20) ble utført. Forskjellige skjæretakter ble fastlagt for en kuttdybde på 1,5 mm og en matning på 0,2 5 mm/omdreining. For hver skjærehastighet ble verktøyet demontert hvert fjerde minutt for å måle slitasjen i relieff. For et antall hastig-heter VI, V2, V3 o.s.v. er det da opptegnet en kurve som angir verktøyets relieffslitasje som en funksjon av bearbeidings-tiden. Den skjærehastighet som frembringer en relieffslitasje på 0,3 mm i løpet av 30 minutter, kan således fastlegges for hver stålsort, og kan da benyttes som referanse under VB 30/0,3-kriteriet.
Tabell I nedenfor angir visse resultater oppnådd for stålsorter hvis grunnsammensetning er: C 0,05 %, Si 0,5 %, Mn 1,8 %, Ni 8,6 %, Cr 17 %, Mo 0,2 %, S 0,3 %, men hvis kalsium- og oksygeninnhold varierer. For hver materialvariant er i tillegg det midlere overflateområde og den midlere formfaktor (lengde/bredde) angitt for sulfidinnleiringene samt for de tilordnede oksyd/sulfidinnleiringer.
Stålsort nr. 1 og 2 utgjør referanser og inneholder intet kalksilisiumaluminat. De tilordnede innleiringer er meget få i antall, meget små samt noe deformert.
Stålsort nr. 3—7 tilsvarer en sammensetning i henhold til oppfinnelsen. Verdiene for VB 30/0,3 er omtrent 20 % høyere enn for stålsort nr. 1 og 2. Det midlere overflateomfang og den midlere formfaktor for sulfidinnleiringene for stålsort nr. 1 og 2, på den ene side, samt stålsort nr. 3 — 7 på den annen side, avviker ikke vesentlig.
I motsetning til dette har de tilordnede innleiringer i stålsortene i henhold til oppfinnelsen (nr. 3—7) en meget større overflate og er langt mer deformert samt derfor mer deformerbare. Det er således disse tilordnede kalksilisium-aluminatinnleiringer som dekker innleiringene av mangankromsulfid, som er kilden for den store økning i verdien av bearbeidbarhetskriteriet VB 30/0,3.
På lignende måte ble det utført dreieprøver med et TiN-belagt karbidverktøy. Disse verktøy anvendes i økende grad av verktøymaskinoperatører. Relieffslitasjen av verktøyet ble målt som funksjon av tiden for en matning på 0,25 mm/omdreining, en kuttdybde på 1,5 mm og en hastighet på 340 m/min. Tabell II nedenfor angir noen verdier som er oppnådd for stålsort nr. 1, 4, 5 og 6 i den forutgående tabell.
Ved disse prøver er de valgte kriteria for sammenligning av stålsortene, på den ene side den tid som fører til en relieffslitasje på 0,15 mm under de ovenfor angitte skjærebetingels-er, og på den annen side den målte relieffslitasje etter 30 minutters skjæring.
Sammenlignet med referansestål nr. 1, som ikke tilsvarer en stålsammensetning i henhold til oppfinnelsen, viser prøvene utført på stål nr. 4, 5 og 6 at skjæretiden før en slitasje på 0,15 mm er multiplisert med en faktor på 4, samt at den målte slitasje på verktøyet etter 30 minutters skjæring er nedsatt med omtrent 60 %. Denne forbedring har sammenheng med de beskrevne tilordnede innleiringer som er innført i stålet i henhold til oppfinnelsen. Fig. 3 og 4 viser diagrammer som angir variasjonene i bearbeidbarhetskriteriet VE 30/0,3 som funksjon av henholdsvis oksygenkonsentrasjonen (fig. 3) og svovelkonsentrasjonen (fig.4) ut i fra en rekke målinger utført på henholdsvis stål fremstilt i henhold til oppfinnelsen og kalsiumfritt stål. Fig. 3 og 4 viser først og fremst at utvikling av svovel-tilsatte austenittiske rustfrie stålsorter mot høyt oksygeninnhold eller høyt svovelinnhold på ingen måte gjør det mulig å forbedre bearbeidbarheten i vesentlig grad (ifølge VB 30/0,3-kriteriet). I diagrammene i fig. 3 og 4 danner i motsetning til dette stålsortene i henhold til oppfinnelsen en klasse for seg selv, med høye verdier for bearbeidbarhets-kriteriene.
Som sammenligning ble samme bearbeidbarhetsprøver utført ved anvendelse av bearbeidbarhetskriteriet VB 30/0,3 på austenittiske stålsorter hvis grunnsammensetning var som følger: C 0,06 %, Si 0,45 %, Mn 0,6 %, Ni 8,6 %, Cr 18 %, Mo 0,2 %,
S 0,02 %. Sådanne stålsorter inneholder meget lite eller intet svovel, sammenlignet med stålet i henhold til oppfinnelsen.
Disse prøver var rettet på variasjon i kalsium- og oksygeninnhold, ved anvendelse av de samme arbeidsprosesser for innføring av kalksilisiumaluminat, som ved stålfremstillingen i henhold til oppfinnelsen.
Tabell III nedenfor angir verdiene for VB 30/0,3 for et antall stålsorter, som funksjon av kalsium- og oksygeninnholdet samt verdien av forholdet mellom disse elementers konsentrasjoner. Stålsort nr. 8 og 9 inneholder lite eller intet kalsium og utgjør referansestål for disse målinger. Oksydinnleiringene er av flerfaset silikat- og kromittype. Forskyvninger mot høyere oksygeninnhold gir i seg selv ingen forbedring av bearbeidbarheten (ved sammenligning av VB 30/0,3-verdien for stål nr. 8 og stål nr. 9).
Stålsort nr. 10 og 11, som har:
— et kalsiuminnhold på minst 30xl0~<4> % i det ferdige produkt, — et oksygeninnhold på minst 70xl0~<4> % i det ferdige produkt, og — et Ca/O-forhold mellom konsentrasjonene av disse elementer mellom 0,30 og 0,50,
har bare oksydinnleiringer av anortittype.
Ved bearbeiding ble det observert en økning av verdiene for bearbeidbarhetskriteriet VB 30/0,3 slik som vist f.eks. i fig. 5.
Stål nr. 12 har lavt kalsium- og oksygeninnhold samt meget høyt Ca/O-forhold. Bearbeidbarheten forblir middelmådig. Kjemisk analyserte innleiringer viser seg å være av gehlenitt-type (fig. 1).
Stål nr. 13 har et oksygeninnhold tilsvarende stålsammensetningen i henhold til oppfinnelsen uten svovel, men et kalsiuminnhold og et Ca/O-forhold som er lavere. Bearbeidbarheten er ikke forbedret i vesentlig grad.
Stål nr. 14 har bestanddeler tilsvarende stålsammensetningen i henhold til oppfinnelsen uten svovel, men et Ca/O-forhold under 0,30. Forbedringen i bearbeidbarhet er vesentlig, men ligger godt under den angitt for stål nr. 10 og 11.
Sammenligning av VB 30/0,3-verdiene fra tabellene I og III viser virkningen av anortittinnleiringene i seg selv samt virkningen av de innleiringer som foreligger i det svovel-tilsatte stål i henhold til oppfinnelsen.
Gjenstanden for foreliggende oppfinnelse er således et svoveltilsatt austenittisk rustfritt stål hvis bearbeidbarhet er forbedret i kraft av opprettelse av oksydtilordnede innleiringer av sulfidtype kalksilisiumaluminat/(Mn,Cr)S.
De egenskaper som gjør det mulig å oppnå den forbedrede bearbeidbarhet er: — et svovelinnhold mellom 0,10 og 0,40 %, fortrinnsvis mellom 0,15 og 0,35 %,
- et kalsiuminnhold mellom 30xl0"<4> og lOOxlO"<4> %,
- et oksygeninnhold mellom 70xl0"<4> og 250xl0"<4> %,
— et forhold mellom kalsiuminnhold og oksygeninnhold (Ca/O-forhold) på mellom 0,2 og 0,6, fortrinnsvis mellom 0,3 og 0,5.
Dette fører til nærvær av tilordnede og deformerte innleiringer av oksyder som danner overtrekk på sulfidinnleiringer. Disse oksyder er kalksilisiumaluminater, fortrinnsvis av typen anortitt og pseudo-wollastonitt, hvis kjemiske sammensetning er fastlagt ved trefasediagrammet for CaO-Si02-Al203 i fig. 1. Disse tilordnede innleiringer har et stort overflateareal og høy formfaktor (høyde/bredde). Den høye deformerbarhet av innleiringene og deres smørende virkning i grenseflaten mellom skjæreverktøyet og kuttsponene tillater en forbedring av bearbeidbarheten.
Claims (8)
1. Svoveltilsatt austenittisk rustfritt stål med forbedret bearbeidbarhet, og som inneholder mangan, nikkel og krom, og også kan inneholde karbon, silisium og molybden, karakterisert ved at stålets sammensetning i vektandeler er som følger: — karbon mellom 0 og 0,15 %, — silisium mellom 0 og 2 %, — molybden mellom 0 og 3 %, — mangan mellom 0,2 og 2 %, — nikkel mellom 7 og 12 %, — krom mellom 15 og 25 %, — svovel mellom 0,10 og 0,40 %, — kalsium mellom 30xl0"<4> og lOOxlO"<4> % — oksygen mellom 70xl0"<4> og 250xl0"<4> %,
idet forholdet mellom kalsiuminnholdet og oksygeninnholdet (Ca/O-forholdet) ligger mellom 0,2 og 0,6.
2. Rustfritt stål som angitt i krav 1, karakterisert ved at det inneholder svovel i en mengdeandel mellom 0,15 og 0,35 %.
3. Rustfritt stål som angitt i krav 1, karakterisert ved at det inneholder innleiringer av mangankromsulfid (Mn,Cr)S.
4. Rustfritt stål som angitt i krav 1, karakterisert ved at verdien av forholdet mellom kalsium- og oksygenandelen (Ca/O-forholdet) ligger mellom 0,3 og 0,5.
5. Rustfritt stål som angitt i krav 1, karakterisert ved at det inneholder innleiringer av kalksilisiumaluminat av typen anortitt og/eller pseudo-wollastonitt.
6. Rustfritt stål som angitt i krav 3, karakterisert ved at innleiringene av mangankromsulfid er belagt med en kalksilisiumaluminatfase av typen anortitt og/eller pseudo-wollastonitt for derved å danne de tilordnede innleiringer.
7. Rustfritt stål som angitt i krav 6, karakterisert ved at de tilordnede innleiringer er frembragt ved tilsats av kalsium innført i smeltebadet i form av streng med kjerne av silisiumkalsium.
8. Rustfritt stål som angitt i krav 6, karakterisert ved at innleiringene har en formfaktor mellom 3 og 6.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8908060A FR2648477B1 (fr) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | Acier inoxydable austenitique resulfure a usinabilite amelioree |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO902659D0 NO902659D0 (no) | 1990-06-14 |
| NO902659L NO902659L (no) | 1990-12-17 |
| NO177392B true NO177392B (no) | 1995-05-29 |
| NO177392C NO177392C (no) | 1995-09-06 |
Family
ID=9382842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO902659A NO177392C (no) | 1989-06-16 | 1990-06-14 | Svoveltilsatt austenittisk rustfritt stål med forbedret bearbeidbarhet |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5089224A (no) |
| EP (1) | EP0403332B1 (no) |
| AT (1) | ATE127163T1 (no) |
| CA (1) | CA2019105C (no) |
| DD (1) | DD298434A5 (no) |
| DE (1) | DE69021941T2 (no) |
| DK (1) | DK0403332T3 (no) |
| EG (1) | EG19821A (no) |
| ES (1) | ES2076346T3 (no) |
| FI (1) | FI98533C (no) |
| FR (1) | FR2648477B1 (no) |
| GR (1) | GR3018176T3 (no) |
| IL (1) | IL94622A (no) |
| NO (1) | NO177392C (no) |
| TR (1) | TR26587A (no) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2690169B1 (fr) * | 1992-04-17 | 1994-09-23 | Ugine Savoie Sa | Acier inoxydable austénitique à haute usinabilité et à déformation à froid améliorée. |
| FR2706489B1 (fr) * | 1993-06-14 | 1995-09-01 | Ugine Savoie Sa | Acier inoxydable martensitique à usinabilité améliorée. |
| FR2720410B1 (fr) * | 1994-05-31 | 1996-06-28 | Ugine Savoie Sa | Acier inoxydable ferritique à usinabilité améliorée. |
| FR2732694B1 (fr) * | 1995-04-07 | 1997-04-30 | Ugine Savoie Sa | Acier inoxydable austenitique resulfure a usinabilite amelioree, utilise notamment dans le domaine de l'usinage a tres grande vitesse de coupe et le domaine du decolletage |
| FR2740783B1 (fr) * | 1995-11-03 | 1998-03-06 | Ugine Savoie Sa | Acier inoxydable ferritique utilisable pour la production de laine d'acier |
| FR2805829B1 (fr) * | 2000-03-03 | 2002-07-19 | Ugine Savoie Imphy | Acier inoxydable austenitique a haute usinabilite, resulfure, et comportant une resistance a la corrosion amelioree |
| JP2002206148A (ja) * | 2001-01-09 | 2002-07-26 | Nisshin Steel Co Ltd | 加工割れ感受性が低いオーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1305801A (fr) * | 1961-11-06 | 1962-10-05 | Universal Cyclops Steel Corp | Alliages austénitiques facilement usinables |
| US3598574A (en) * | 1968-03-08 | 1971-08-10 | Daido Steel Co Ltd | Free cutting stainless steels |
| FR2456785A1 (fr) * | 1979-05-17 | 1980-12-12 | Daido Steel Co Ltd | Acier de decolletage contenant des inclusions determinees et un procede de sa preparation |
| JPS5690959A (en) * | 1979-12-24 | 1981-07-23 | Sanyo Tokushu Seikou Kk | Austenitic s free-cutting stainless steel |
-
1989
- 1989-06-16 FR FR8908060A patent/FR2648477B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-06-05 DE DE69021941T patent/DE69021941T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-05 AT AT90401511T patent/ATE127163T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-06-05 ES ES90401511T patent/ES2076346T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-05 IL IL9462290A patent/IL94622A/en unknown
- 1990-06-05 EP EP90401511A patent/EP0403332B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-05 DK DK90401511.2T patent/DK0403332T3/da active
- 1990-06-13 US US07/537,465 patent/US5089224A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-13 TR TR90/0610A patent/TR26587A/xx unknown
- 1990-06-14 EG EG35390A patent/EG19821A/xx active
- 1990-06-14 FI FI902985A patent/FI98533C/fi active IP Right Grant
- 1990-06-14 NO NO902659A patent/NO177392C/no not_active IP Right Cessation
- 1990-06-15 CA CA002019105A patent/CA2019105C/fr not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-15 DD DD90341718A patent/DD298434A5/de not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-11-22 GR GR950403295T patent/GR3018176T3/el unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO177392C (no) | 1995-09-06 |
| FR2648477A1 (fr) | 1990-12-21 |
| US5089224A (en) | 1992-02-18 |
| IL94622A (en) | 1995-07-31 |
| TR26587A (tr) | 1995-03-15 |
| EP0403332A1 (fr) | 1990-12-19 |
| NO902659D0 (no) | 1990-06-14 |
| FI98533B (fi) | 1997-03-27 |
| EG19821A (fr) | 1996-02-29 |
| FI98533C (fi) | 1997-07-10 |
| CA2019105C (fr) | 2000-04-25 |
| FR2648477B1 (fr) | 1993-04-30 |
| NO902659L (no) | 1990-12-17 |
| DE69021941D1 (de) | 1995-10-05 |
| ES2076346T3 (es) | 1995-11-01 |
| IL94622A0 (en) | 1991-04-15 |
| ATE127163T1 (de) | 1995-09-15 |
| EP0403332B1 (fr) | 1995-08-30 |
| FI902985A0 (fi) | 1990-06-14 |
| CA2019105A1 (fr) | 1990-12-16 |
| DK0403332T3 (da) | 1995-11-20 |
| DE69021941T2 (de) | 1996-03-07 |
| GR3018176T3 (en) | 1996-02-29 |
| DD298434A5 (de) | 1992-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2005264481B2 (en) | Steel for steel pipe | |
| US9725783B2 (en) | Steel for machine structure use excellent in cutting tool lifetime and machining method of same | |
| US4279646A (en) | Free cutting steel containing sulfide inclusion particles with controlled aspect, size and distribution | |
| US3973950A (en) | Low carbon calcium-sulfur containing free-cutting steel | |
| KR20070026683A (ko) | 페라이트계 스테인리스 합금강 | |
| MXPA04009375A (es) | Acero de baja aleacion y procedimiento para su fabricacion. | |
| CN111235490B (zh) | 一种高品质刀具用高合金钢材料 | |
| NO177392B (no) | Svoveltilsatt austenittisk rustfritt stål med forbedret bearbeidbarhet | |
| CN101578383B (zh) | 具有优异切削性和热加工性的环保无铅易切钢 | |
| JP2001131684A (ja) | 切り屑処理性に優れた機械構造用鋼 | |
| KR20040028755A (ko) | 유황함유 쾌삭성 기계구조용 강 | |
| FI103416B (fi) | Austeniittinen ruostumaton teräs, jonka työstettävyys on hyvä ja kylmä muovattavuus parannettu | |
| US4326886A (en) | Steel for cold forging having good machinability and the method of making the same | |
| JP2010514929A (ja) | 被削性及び熱間圧延性の優れた環境親和型無鉛快削鋼 | |
| US4431445A (en) | Steel for machine construction having excellent cold forgeability and machinability | |
| RU2106426C1 (ru) | Аустенитная сульфированная или сернистая нержавеющая сталь | |
| JP2009120905A (ja) | 被削性に優れた機械構造用鋼 | |
| Ovalıa et al. | Investigating the machinability of austempered ductile irons with dual matrix structures | |
| UA72739C2 (en) | Resulfonated austenite stainless steel with a high machinability and improved corrosion resistance | |
| RU2257988C2 (ru) | Порошковая проволока для наплавки деталей металлургического оборудования | |
| SU763483A1 (ru) | Сталь | |
| Scott et al. | Metallographic examination of iron artefacts from Gansu Province, China | |
| CA1180577A (en) | Steel having improved surface and reduction of area transverse properties, and method of manufacturing thereof | |
| RU2102522C1 (ru) | Аустенитная сталь | |
| SU692901A1 (ru) | Коррозионностойкий сплав на основе железа |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK1K | Patent expired |