PL190892B1 - Sposób wytwarzania elementu mechanicznego ze stali nawęglanej lub węgloazotowanej oraz stal nawęglana lub węgloazotowana, zwłaszcza do wytwarzania elementu mechanicznego - Google Patents
Sposób wytwarzania elementu mechanicznego ze stali nawęglanej lub węgloazotowanej oraz stal nawęglana lub węgloazotowana, zwłaszcza do wytwarzania elementu mechanicznegoInfo
- Publication number
- PL190892B1 PL190892B1 PL327388A PL32738898A PL190892B1 PL 190892 B1 PL190892 B1 PL 190892B1 PL 327388 A PL327388 A PL 327388A PL 32738898 A PL32738898 A PL 32738898A PL 190892 B1 PL190892 B1 PL 190892B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- hrc
- steel
- jominy
- tests
- hardenability
- Prior art date
Links
- 239000002142 lead-calcium alloy Substances 0.000 title 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 56
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000005256 carbonitriding Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 14
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 13
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 claims description 11
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 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 9
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 6
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims description 6
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 8
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- XCNJCXWPYFLAGR-UHFFFAOYSA-N chromium manganese Chemical compound [Cr].[Mn].[Mn].[Mn] XCNJCXWPYFLAGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N chromium molybdenum Chemical compound [Cr].[Mo] VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
1. Sposób wytwarzania elementu mechanicznego ze stali naweglanej lub wegloazotowanej, znamienny tym, ze wytwarza sie wstepniak ze stali zawierajacej wagowo 0,2% do 0,26% wegla, 1% do 1,6% manganu, 0,05% do 0,5% krzemu, do 0,03% fosforu, do 0,1% siarki, od 0,4% do 1,5% chromu, do 0,6% niklu, 0,08% do 0,27% molibdenu, do 0,05% tytanu, 0,003% do 0,06% glinu, do 0,3% miedzi, ewentualnie do 0,02% telluru, do 0,04% selenu, do 0,07% olowiu, do 0,005% wapnia, a reszte stanowi zelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym krzywa hartownosci stali we- dlug Jominy'ego spelnia warunek 45 HRC = J 3 = 50 HRC, 39 HRC = J 11 = 47 HRC, 31 HRC = J 25 = = 40 HRC, a srednie wartosci J 3m , J 11m , J 15m i J 25m pieciu prób hartownosci metoda Jominy'ego sa takie, ze |J 11m - J 3m x 14/22 - J 25m x 8/22| = 2,5 HRC i J 3m - J 15m = 9 HRC, po czym przeprowadza sie obróbke naweglania lub wegloazotowania, ewentualnie w wysokiej temperaturze, co najmniej cze- sci powierzchni tego wstepniaka. 7. Stal naweglana lub wegloazotowana, zwlaszcza do wytwarzania elementu mechaniczne- go, znamienna tym, ze zawiera wagowo 0,2% do 0,26% wegla, 1% do 1,6% manganu, 0,05% do 0,5% krzemu, do 0,03% fosforu, do 0,1% siarki, 0,4% do 1,5% chromu, do 0,6% niklu, 0,08% do 0,27% molibdenu, do 0,05% tytanu, 0,003% do 0,06% glinu, do 0,3% miedzi, ewentualnie do 0,02% telluru, do 0,04% selenu, do 0,07% olowiu, do 0,005% wapnia, przy czym reszte stanowi zelazo i nieuniknione zanieczyszczenia. PL PL PL PL PL PL PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elementu mechanicznego ze stali nawęglanej lub węgloazotowanej oraz stal nawęglana lub węgloazotowana, zwłaszcza do wytwarzania elementu mechanicznego.
Wiele stalowych elementów mechanicznych takich jak, na przykład koła zębate, utwardzane są powierzchniowo przez nawęglanie lub węgloazotowanie. W tym celu, elementy mechaniczne przetrzymywane są w atmosferze bogatej w węgiel lub w węgiel i azot w temperaturze wyższej od 900°C w czasie kilku godzin tak, aby wzbogacić stal w w ę giel lub w wę giel i azot na niewielkiej głę bokoś ci pod powierzchnią, przez dyfuzję tych pierwiastków pod powierzchnię, a następnie dla utwardzenia ich powierzchni, elementy takie hartowane są w oleju zimnym, ciepłym lub gorącym, albo w gazie. Nawęglanie lub węgloazotowanie może być przeprowadzone również w temperaturze wyższej od 1000°C, a wtedy mówi się o nawę glaniu lub wę gloazotowaniu w wysokiej temperaturze.
Aby wytworzyć takie elementy stosuje się stal zawierającą od 0,15% do 0,35% węgla, stopy chromowe lub chromowo-molibdenowe, albo też stopy chromowo-manganowe. Ta technologia umożliwiająca otrzymanie wysokiej twardości na powierzchni i tuż pod nią, oraz umożliwiająca otrzymanie dobrych własności mechanicznych w rdzeniu elementu mechanicznego ma jednak pewne niedogodności wynikające z powstawania odkształceń, które mogą prowadzić do złej jakości tych elementów lub do konieczności stosowania kosztownej dodatkowej obróbki skrawaniem.
Celem wynalazku jest uniknięcie tych niedogodności przez wytwarzanie elementów mechanicznych ze stali, których co najmniej część powierzchni jest utwardzana przez nawęglanie lub węgloazotowanie, zwłaszcza w wysokiej temperaturze.
Zgodnie z wynalazkiem, sposób wytwarzania elementu mechanicznego ze stali nawęglanej lub węgloazotowanej, charakteryzuje się tym, że wytwarza się wstępniak ze stali zawierający wagowo 0,2% do 0,26% węgla, od 1% do 1,6% manganu, od 0,05% do 0,5% krzemu, do 0,03% fosforu, do 0,1% siarki, od 0,4% do 1,5% chromu, do 0,6% niklu, od 0,08% do 0,27% molibdenu, do 0,05% tytanu, od 0,003% do 0,06% glinu, do 0,3% miedzi, ewentualnie do 0,02% telluru, do 0,04% selenu, do 0,07% ołowiu, do 0,005% wapnia, a resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym krzywa Jominy'ego stali spełnia warunek 45 HRC < J3 < 50 HRC, 39 HRC < J11 < 47 HRC, 31 HRC < < J25 < 40 HRC, a średnie wartości J3m, J11m, J15m i J25m pięciu prób hartowności metodą Jominy'ego są takie, że |J11m - J3m x 14/22 - J25m x 8/22| < 2,5 HRC i J3m - J15m < 9 HRC, po czym przeprowadza się obróbkę nawęglania lub węgloazotowania, ewentualnie w wysokiej temperaturze, co najmniej części powierzchni tego wstępniaka.
Korzystnie, w sposobie tym stosuje się stal, dla której J3m - J15m < 8 HRC.
Korzystnie też, stosuje się stal, dla której średnie wartości J7m, J11m, J15m i J25m pięciu prób hartowności metodą Jominy'ego są takie, że
10x (J7m - J11m) / (4 x (J15m - J25m)) < 2,15.
Korzystnie, stosuje się stal, dla której średnie wartości J7m, J11m, J15m i J25m pięciu prób hartowno ś ci metod ą Jominy'ego s ą takie, ż e x (J7m - J15m) / (8 x (J15m - J25m)) < 2.
Korzystnie, w sposobie tym stosuje się stal zawierającą wagowo od 0,21% do 0,25% węgla, od 1,1% do 1,5% manganu, od 0,1% do 0,45% krzemu, do 0,03% fosforu, od 0,02% do 0,09% siarki, od 0,9% do 1,4% chromu, do 0,6% niklu, od 0,09% do 0,26% molibdenu, do 0,05% tytanu, od 0,005% do 0,05% glinu i do 0,3% miedzi.
Korzystnie, zawartość azotu w stali wynosi od 0,004% do 0,02%.
Natomiast stal nawęglana lub węgloazotowana, według wynalazku, zwłaszcza do wytwarzania elementu mechanicznego, charakteryzuje się tym, że zawiera wagowo od 0,2% do 0,26% węgla, od 1% do 1,6% manganu, od 0,05% do 0,5% krzemu, do 0,03% fosforu, do 0,1% siarki, od 0,4% do 1,5% chromu, do 0,6% niklu, od 0,08% do 0,27% molibdenu, do 0,05% tytanu, od 0,003% do 0,06% glinu, do 0,3% miedzi, ewentualnie do 0,02% telluru, do 0,04% selenu, do 0,07% ołowiu, do 0,005% wapnia, przy czym resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia.
Korzystnie, skład chemiczny stali wagowo zawiera od 0,21% do 0,25% węgla, od 1,1% do 1,5% manganu, od 0,1% do 0,45% krzemu, do 0,03% fosforu, od 0,02% do 0,09% siarki, od 0,9% do 1,4% chromu, do 0,6% niklu, od 0,09% do 0,26% molibdenu, do 0,05% tytanu, od 0,005% do 0,05% glinu i do 0,3% miedzi.
PL 190 892 B1
Krzywa hartowności tej stali według Jominy'ego jest taka, że
45HRC < J3 < 50 HRC, 39 HRC < J11 < 47 HRC, 31 HRC < J25 < 40 HRC, a średnie wartości
J3m, J11m, J15m i J25m pięciu prób hartowności metodą Jominy'ego są takie, że |J11m - J3m x 14/22 - J25m x 8/22| < 2,5 HRC i J3m - J15m < 9 HRC.
Korzystnie, dla stali tej spełniony jest warunek J3m - J15m < 8 HRC.
Korzystnie, średnie wartości J7m, J11m, J15m i J25m pięciu prób hartowności metodą Jominy'ego są takie, że 10 x (J7m - J11m) / (4 x (J15m - J25m)) 2,15, albo średnie wartości J7m, J11m, J15m i J25m pięciu prób hartowności metodą Jominy'ego są takie, że 10 x (J7m - J15m) / (8 x (J15m - J25m)) < 2.
Korzystnie, zawartość azotu wynosi od 0,004% do 0,02%.
Przedmiot wynalazku opisany zostanie poniżej bardziej szczegółowo w nawiązaniu do podanych przykładów.
Twórcy wynalazku stwierdzili nieoczekiwanie, że odkształcenia wywołane przez hartowanie, które przeprowadzone jest przy końcu obróbki nawęglania lub węgloazotowania, mogą być znacznie zmniejszone lub usunięte pod warunkiem zastosowania do wytworzenia elementu mechanicznego takiej stali, której krzywa Jominy'ego nie przedstawia praktycznie punktów ugięcia, w przeciwieństwie do krzywych Jominy'ego stali zwykle stosowanych do tego celu. W szczególności stwierdzono, że pożądane jest zastosowanie stali zawierającej:
- od 0,15% do 0,35% węgla, aby stal była łatwo obrabialna i, aby otrzymać wystarczającą plastyczność w częściach nie nawęglonych lub nie węgloazotowanych elementu,
- do 0,6% krzemu, aby zapewnić wystarczające odtlenianie stali,
- pierwiastki stopowe takie jak mangan, chrom, molibden i nikiel, o takiej zawartości, aby ich suma była niższa od 5%, dla nadania wystarczającej hartowności i odpowiedniego kształtu krzywej Jominy'ego oraz dla nadania własności mechanicznych elementowi zarówno w rdzeniu jak i w strefach nawęglanych lub węgloazotowanych,
- do 0,1% glinu, aby uzupełnić odtlenianie i, aby regulować wielkość ziarna,
- poniżej 0,5% miedzi, która jest uważana za zanieczyszczenie powodujące zmniejszenie ciągliwości i plastyczności w strefach nie nawęglonych lub nie węgloazotowanych,
- ewentualnie do 0,05% tytanu, aby utworzyć azotki utwardzające,
- korzystnie zawartość azotu, czyli pierwiastka występującego zawsze, i który reaguje z glinem lub tytanem, aby wytworzyć azotki, a która to zawartość po winna wynosić od 0,004% do 0,02%,
- do 0,15% siarki, aby polepszyć skrawalność,
- poniżej 0,03% fosforu, który jest zanieczyszczeniem niekorzystnym dla ciągliwości i plastyczności.
Stal może zawierać ponadto do 0,02% telluru, do 0,04% selenu, do 0,07% ołowiu, do 0,005% wapnia, aby polepszyć skrawalność. Resztę składu stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia wynikające z obróbki.
Skład chemiczny stali jest tak dobrany, że krzywa Jominy'ego stali była taka, że 45 HRC J3 < 50 HRC, 39 HRC < J11 < 47 HRC, 31 HRC < J25 < 40 HRC i aby średnie wartości J3m, J7m, J11m, J15m i J25m pięciu prób hartowności metodą Jominy'ego były takie, że |J11m - J3m x 14 / 22 - J25m x 8 / 22 < 2,5 HRC i J3m - J15m < 9 HRC, a korzystnie < 8 HRC.
Krzywa Jominy'egó jest krzywą, która charakteryzuje hartowność stali. Jest ona otrzymana przez pomiar twardości wzdłuż tworzącej próbki cylindrycznej hartowanej strumieniem wody zwilżającej jeden z jej końców. Twardość mierzona w odległości x mm od zwilżanego końca określana jest jako Jx. Ta próba jest dobrze znana specjalistom z tej dziedziny. Twardość jest jednak cechą mającą pewien rozrzut. Z tego względu, kształt krzywej Jominy'ego jest charakteryzowany przez widełki wartości dla punktów J3, J11, i J25, i przez zależność |J11m - J3m x 14 / 22 - J25m x 8 / 22| < 2,5 HRC, biorąc wartości średnie z pięciu różnych prób przeprowadzonych na tej samej stali. Dokładniej mówiąc, wykonuje się 5 identycznych, kolejnych prób. Dla każdej próby mierzy się co najmniej wartości J3, J7, J11, J15 i J25, otrzymując pięć wartości dla J3, J7, J11, J15 i J25, po czym oblicza się dla każdego punktu Jx średnią Jxm z pięciu wartości. W tej zależności, kreski pionowe są znanym przez się symbolem wartości absolutnej. Ta sama zależność połączona z zależnością J3m - J15m < 9 HRC lub < 8 HRC wyraża, że krzywa Jominy'ego nie przedstawia znacznego ugięcia.
Żądany kształt dla krzywej Jominy'ego może być zmodyfikowany narzucając warunek, że spełni ona co najmniej jedną z następujących zależności:
x (J7m - J11m) / (4 x (J15m - J25m)) < 2,15 i 10 x (J7m - J15m) / (8 x (J15m - J25m)) < 2.
PL 190 892 B1
Takie krzywe Jominy'ego mogą być otrzymane zwłaszcza dla powyżej opisanej stali, ale której skład chemiczny zawiera wagowo:
- od 0,2% do 0,26%, a korzystnie od 0,21% do 0,25% wę gla, aby otrzymać niezbyt wysoką twardość elementów przed nawęglaniem lub węgloazotowaniem, i aby otrzymać dobrą zdolność do nawęglania lub węgloazotowania,
- od 1% do 1,6%, a korzystnie od 1,1% do 1,5% manganu, aby otrzymać dobrą strukturę wewnętrzną, aby przyswoić siarkę i, aby w połączeniu z manganem i molibdenem dostosować hartowność tak, aby otrzymać zadawalającą krzywą Jominy'ego,
- od 0,05% do 0,5%, a korzystnie od 0,1% do 0,45% krzemu,
- od 0,4% do 1,5%, a korzystnie od 0,9% do 1,4% chromu, aby utwardzić warstwę nawęgloną lub węgloazotowaną, i w połączeniu z manganem i molibdenem dostosować hartowność tak, aby otrzymać zadawalającą krzywą Jominy'ego,
- od 0,08% do 0,27%, a korzystnie od 0,09% do 0,26% molibdenu, aby utwardzić warstwę nawęgloną lub węgloazotowaną, aby zwiększyć jej odporność na utlenianie, i w połączeniu z manganem i chromem dostosować hartowność tak, aby otrzymać zadawalającą krzywą Jominy'ego, przy czym granica dolna odpowiada wartości minimalnej zawartości molibdenu tak, aby zachować znaczący wpływ tego pierwiastka,
- do 0,6% niklu, aby polepszyć wytrzymałość elementu na uderzanie.
Korzystnie, zawartość miedzi pozostaje niższa od 0,3%, zawartość siarki wynosi od 0,02% do 0,1%, a korzystnie jest niższa od 0,09%, a zawartość glinu wynosi od 0,003% do 0,06%, a korzystne od 0,005% do 0,05%.
Jak wskazano powyżej, stal może zawierać ponadto jeden lub kilka pierwiastków wybranych spośród telluru, selenu, ołowiu i wapnia.
Aby wytworzyć element mechaniczny według wynalazku, wytwarza się ze stali, zgodnej z wynalazkiem, wstępniak tego elementu, który nawęgla się lub poddaje się węgloazotowaniu, w wysokiej temperaturze, a następnie hartuje się go w oleju lub w gazie, przy czym olej może być zimny, ciepły lub gorący. Wstępniak elementu może być wytworzony przez kucie lub przez obróbkę skrawaniem.
Tytułem przykładu, wykonano element mechaniczny z sześciu stali według wynalazku, o następujących składach chemicznych
| C | Mn | Si | S | P | Ni | Cr | Mo | Cu | Al | |
| A | 0,23 | 1,25 | 0,27 | 0,028 | 0,018 | 0,2 | 1,15 | 0,1 | 0,14 | 0,028 |
| B | 0,24 | 1,4 | 0,4 | 0,05 | 0,02 | 0,25 | 1,0 | 0,24 | 0,25 | 0,04 |
| C | 0,21 | 1,35 | 0,15 | 0,07 | 0,025 | 0,35 | 1,25 | 0,18 | 0,2 | 0,01 |
| D | 0,21 | 1,17 | 0,25 | 0,03 | 0,02 | 0,21 | 1,12 | 0,2 | 0,14 | 0,005 |
| E | 0,23 | 1,27 | 0,27 | 0,031 | 0,014 | 0,197 | 1,1 | 0,214 | 0,137 | 0,016 |
| F | 0,23 | 1,10 | 0,25 | 0,03 | 0,015 | 0,15 | 1,3 | 0,15 | 0,12 | 0,016 |
Krzywe Jominy’ego tych stali były następujące
| Twardość w HRC | A | B | C | D | E | F |
| E | 47,8 | 49,4 | 46,5 | 45,7 | 46,8 | 47,9 |
| J7 | 45,5 | 48,5 | 45,4 | 45 | 45,8 | 45,5 |
| Ji 1 | 41,6 | 45,6 | 41,8 | 45 | 43,1 | 41,6 |
| Jl5 | 39,1 | 43,3 | 39,4 | 43,1 | 39,4 | 39 |
| J25 | 34,3 | 39,2 | 34,9 | 37,8 | 34,2 | 34,1 |
| |Jllm-J3mX 14/22 - Esm x 8/221 | 1,29 | 0,09 | 0,48 | 2,17 | 0,88 | 1,28 |
| Em — Jl5m | 8,7 | 6,1 | 7,1 | 2,6 | 7,4 | 8,9 |
| 10 X (Em — J11 m)/(4 X (J15m - J25m)) | 2,02 | 1,75 | 2,00 | 0 | 1,30 | 1,97 |
| 10 X (Em — J15m)/(8 X (J15m - J25m)) | 1,66 | 1,59 | 1,66 | 0,45 | 1,54 | 1,65 |
PL 190 892 B1
Po nawęglaniu w temperaturze 995°C w czasie 10 godzin i po hartowaniu w ciepłym oleju w temperaturze 98°C, elementy nie miały odkształceń wymagają cych dodatkowej obróbki skrawaniem. Ponadto, nawęglenie miało zawartość węgla 0,94% na głębokości 0,1 mm.
Tytułem porównania, wykonano w tych samych warunkach elementy identyczne ze stali 27MC5, 29MC5, 27MC5u, 27MC5r, 27CD4u, 30M5 i 20CD4, znanych ze stanu techniki.
Składy chemiczne tych stali były następujące
| C | Mn | Si | S | P | Ni | Cr | Mo | Cu | Al | |
| 27MC5 | 0,23 | 1,18 | 0,24 | 0,033 | 0,015 | 0,13 | 1,08 | 0,04 | 0,16 | 0,024 |
| 29MC5 | 0,23 | 1,22 | 0,24 | 0,033 | 0,014 | 0,14 | 1,12 | 0,05 | 0,16 | 0,024 |
| 27MC5u | 0,26 | 1,19 | 0,25 | 0,033 | 0,015 | 0,09 | 1,09 | 0,04 | 0,13 | 0,025 |
| 27MC5r | 0,26 | 1,31 | 0,24 | 0,072 | 0,016 | 0,12 | 1,11 | 0,05 | 0,16 | 0,025 |
| 27CD4u | 0,27 | 0,74 | 0,25 | 0,032 | 0,012 | 0,15 | 1,08 | 0,22 | 0,17 | 0,028 |
| 30M5 | 0,30 | 1,41 | 0,24 | 0,072 | 0,015 | 0,13 | 0,43 | 0,06 | 0,16 | 0,025 |
| 20CD4 | 0,20 | 0,82 | 0,23 | 0,029 | 0,013 | 0,14 | 1,05 | 0,27 | 0,17 | 0,029 |
a krzywe Jominy’ego przedstawiały się następująco
| Twardość w HRC | 27MC5 | 29MC5 | 27MC5u | 27MC5r | 27CD4u | 30M5 | 20CD4 |
| J3 | 48,8 | 49,7 | 49 | 48,5 | 48,9 | 50 | 45,3 |
| A | 45,8 | 47,3 | 45,6 | 45,9 | 46,1 | 40,3 | 40,8 |
| j 1 1 | 40,3 | 43,2 | 40,4 | 41 | 39,8 | 31,9 | 34,4 |
| Jl5 | 36,6 | 39,6 | 36,8 | 37,6 | 35,6 | 28,4 | 31,2 |
| J?5 | 32,7 | 35,1 | 33 | 33,7 | 31,6 | 24,4 | 27,8 |
| IJiin, Lra X 14/22 - J25ra x 8/221 | 2,6 | 1,19 | 2,7 | 2,1 | 2,8 | 8,8 | 4,53 |
| Am A 15rn | 12,2 | 10,1 | 12,2 | 10,9 | 9 | 21,6 | 14,1 |
| 10 X (Am J1 lmV(4 X (J 15m A5m)) | 3,52 | 2,27 | 3,42 | 3,14 | 3,94 | 5,25 | 8 |
| 10 X (Am — Jl5mX(S X (Aim “ Aim)) | 5,9 | 2,13 | 2,89 | 2,66 | 3,28 | 3,72 | 3,87 |
Po nawęglaniu, elementy wymagały obróbki skrawaniem. Ponadto, zawartość węgla w warstwie nawęglonej na głębokości 0,1 mm wynosiła tylko 0,8%. Ten ostatni wynik pokazuje, że oprócz małej wrażliwości na odkształcenia stal według wynalazku lepiej się nawęgla niż stal znana ze stanu techniki.
Claims (13)
1. Sposób wytwarzania elementu mechanicznego ze stali nawęglanej lub węgloazotowanej, znamienny tym, że wytwarza się wstępniak ze stali zawierającej wagowo 0,2% do 0,26% węgla, 1% do 1,6% manganu, 0,05% do 0,5% krzemu, do 0,03% fosforu, do 0,1% siarki, od 0,4% do 1,5% chromu, do 0,6% niklu, 0,08% do 0,27% molibdenu, do 0,05% tytanu, 0,003% do 0,06% glinu, do 0,3% miedzi, ewentualnie do 0,02% telluru, do 0,04% selenu, do 0,07% ołowiu, do 0,005% wapnia, a resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym krzywa hartowności stali według Jominy'ego spełnia warunek 45 HRC < J3 < 50 HRC, 39 HRC < J11 < 47 HRC, 31 HRC < J25 < 40 HRC, a średnie wartości J3m, J11m, J15m i J25m pięciu prób hartowności metodą Jominy'ego są takie, że |J11m - J3m x 14/22 - J25m x 8/22| < 2,5 HRC i J3m - J15m < 9 HRC, po czym przeprowadza się obróbkę nawęglania lub węgloazotowania, ewentualnie w wysokiej temperaturze, co najmniej części powierzchni tego wstępniaka.
PL 190 892 B1
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się stal, dla której J3m - J15m < 8 HRC.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się stal, dla której średnie wartości J7m, J11m, J15m i J25m pięciu prób hartowności metodą Jominy'ego są takie, że 10 x (J7m - J11m) / / (4 x (J15m - J25m)) < 2,15.
4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się stal, dla której średnie wartości J7m, J11m, J15m i J25m pięciu prób hartowności metodą Jominy'ego są takie, że 10 x (J7m - J15m) / / (8 x (J15m - J25m)) < 2.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosuje się stal zawierającą wagowo 0,21% do 0,25% węgla, 1,1% do 1,5% manganu, 0,1% do 0,45% krzemu, do 0,03% fosforu, 0,02% do 0,09% siarki, 0,9% do 1,4% chromu, do 0,6% niklu, 0,09% do 0,26% molibdenu, do 0,05% tytanu, 0,005% do 0,05% glinu i do 0,3% miedzi.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że zawartość azotu w stali wynosi 0,004% do 0,02%.
7. Stal nawęglana lub węgloazotowana, zwłaszcza do wytwarzania elementu mechanicznego, znamienna tym, że zawiera wagowo 0,2% do 0,26% węgla, 1% do 1,6% manganu, 0,05% do 0,5% krzemu, do 0,03% fosforu, do 0,1% siarki, 0,4% do 1,5% chromu, do 0,6% niklu, 0,08% do 0,27% molibdenu, do 0,05% tytanu, 0,003% do 0,06% glinu, do 0,3% miedzi, ewentualnie do 0,02% telluru, do 0,04% selenu, do 0,07% ołowiu, do 0,005% wapnia, przy czym resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia.
8. Stal według zastrz. 7, znamienna tym, że zawiera wagowo 0,21% do 0,25% węgla, 1,1% do 1,5% manganu, 0,1% do 0,45% krzemu, do 0,03% fosforu, 0,02% do 0,09% siarki, 0,9% do 1,4% chromu, do 0,6% niklu, 0,09% do 0,26% molibdenu, do 0,05% tytanu, 0,005% do 0,05% glinu i do 0,3% miedzi.
9. Stal według zastrz. 7 albo 8, znamienna tym, że jej krzywa hartowności według Jominy'ego wynosi 45HRC < J3 < 50 HRC, 39 HRC < J11 < 47 HRC, 31 HRC < J25 < 40 HRC, a średnie wartości J3m, J11m, J15m i J25m pięciu prób hartowności metodą Jominy'ego są takie, że |J11m - J3m x 14/22 - J25m x 8/22| < 2,5 HRC i J3m - J15m < 9 HRC.
10. Stal według zastrz. 9, znamienna tym, że J3m - J15m < 8 HRC.
11. Stal według zastrz. 9 albo 10, znamienna tym, że średnie wartości J7m, J11m, J15m i J25m pięciu prób hartowności metodą Jominy'ego wynosi 10 x (J7m - J11m) / (4x (J15m - J25m)) < 2,15.
12. Stal według zastrz. 11, znamienna tym, że średnie wartości J7m, J11m, J15m i J25m, pięciu prób hartowności metodą Jominy'ego wynoszą 10 x (J7m - J15m) / (8 x (J15m - J25m)) < 2.
13. Stal według zastrz. 8, znamienny tym, że zawartość azotu wynosi 0,004% do 0,02%.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9708770A FR2765890B1 (fr) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | Procede de fabrication d'une piece mecanique en acier cementee ou carbonitruree et acier pour la fabrication de cette piece |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL327388A1 PL327388A1 (en) | 1999-01-18 |
| PL190892B1 true PL190892B1 (pl) | 2006-02-28 |
Family
ID=9509091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL327388A PL190892B1 (pl) | 1997-07-10 | 1998-07-10 | Sposób wytwarzania elementu mechanicznego ze stali nawęglanej lub węgloazotowanej oraz stal nawęglana lub węgloazotowana, zwłaszcza do wytwarzania elementu mechanicznego |
Country Status (24)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6090225A (pl) |
| EP (1) | EP0890653B1 (pl) |
| JP (1) | JP3656706B2 (pl) |
| CN (1) | CN1079446C (pl) |
| AR (1) | AR013198A1 (pl) |
| AT (1) | ATE247179T1 (pl) |
| AU (1) | AU744729B2 (pl) |
| BR (1) | BR9802358A (pl) |
| CA (1) | CA2243101C (pl) |
| CZ (1) | CZ297683B6 (pl) |
| DE (2) | DE69817098T2 (pl) |
| DK (1) | DK0890653T3 (pl) |
| ES (1) | ES2126546T3 (pl) |
| FR (1) | FR2765890B1 (pl) |
| HU (1) | HUP9801540A1 (pl) |
| PL (1) | PL190892B1 (pl) |
| PT (1) | PT890653E (pl) |
| RO (1) | RO118457B1 (pl) |
| RU (1) | RU2201993C2 (pl) |
| SI (1) | SI9800193A (pl) |
| TR (1) | TR199801347A3 (pl) |
| TW (1) | TW460593B (pl) |
| UA (1) | UA58499C2 (pl) |
| ZA (1) | ZA986061B (pl) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1167561A3 (en) * | 2000-06-28 | 2009-03-04 | Mitsubishi Steel Muroran Inc. | Carburizing and carbonitriding steel |
| JP2003148294A (ja) * | 2001-11-12 | 2003-05-21 | Hitachi Ltd | 燃料ポンプ及び筒内噴射エンジン |
| DE10315416A1 (de) * | 2002-06-27 | 2004-01-22 | Ina-Schaeffler Kg | Lagefixierung eines Bolzens |
| JP2005273000A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-10-06 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 被削性に優れた機械構造用鋼 |
| FR2868083B1 (fr) * | 2004-03-24 | 2006-07-21 | Ascometal Sa | Acier pour pieces mecaniques, procede de fabrication de pieces mecaniques l'utilisant et pieces mecaniques ainsi realisees |
| JP5121123B2 (ja) * | 2005-03-14 | 2013-01-16 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 耐粗粒化特性に優れた高温浸炭用鋼及びその製法並びに高温浸炭用素形品およびその浸炭焼入れ方法 |
| WO2006114453A1 (es) | 2005-04-26 | 2006-11-02 | Sidenor Investigacion Y Desarrollo, S.A. | Acero de cementación o carbonitruración y procedimiento de fabricación de piezas a partir de ese acero |
| DE102005023952B9 (de) * | 2005-05-20 | 2007-07-26 | Carl Aug. Picard Gmbh & Co. Kg | Sicherheitspanzerung zum Schutz gegen Beschuss sowie Verfahren zu ihrer Herstellung |
| US8580050B2 (en) * | 2005-08-24 | 2013-11-12 | Daido Steel Co., Ltd. | Carburized machine parts |
| DE102007041519A1 (de) | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Mahle International Gmbh | Zylinderlaufbuchse und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| FR2935988B1 (fr) | 2008-09-12 | 2010-10-08 | Ascometal Sa | Acier, notamment pour roulements et pieces mecaniques aptes a la cementation ou a la carbonitruration, et pieces realisees avec cet acier. |
| JP5241455B2 (ja) * | 2008-12-02 | 2013-07-17 | 新日鐵住金株式会社 | 浸炭窒化部材および浸炭窒化部材の製造方法 |
| BRPI0925071B1 (pt) * | 2009-04-06 | 2021-05-04 | Nippon Steel Corporation | Aço de cementação e método de produção do mesmo |
| CN101892450B (zh) * | 2010-05-11 | 2012-07-04 | 青岛征和工业有限公司 | 发动机齿形链的销轴氮碳共渗处理方法 |
| FR2978969B1 (fr) | 2011-08-09 | 2013-09-13 | Ascometal Sa | Acier pour la fabrication de pieces cementees, piece cementee realisee avec cet acier et son procede de fabrication |
| DE102011054840A1 (de) * | 2011-10-26 | 2013-05-02 | Rud Ketten Rieger & Dietz Gmbh U. Co. Kg | Härtbarer Stahl für Hebe-, Anschlag-, Spann- und/oder Zurrmittel der Güteklasse 8 und darüber, Bauelement der Hebe-, Anschlag-, Spann- und/oder Zurrtechnik sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements |
| JP6237277B2 (ja) * | 2014-01-30 | 2017-11-29 | 大同特殊鋼株式会社 | 肌焼鋼及びこれを用いた浸炭部品 |
| JP6265048B2 (ja) * | 2014-05-26 | 2018-01-24 | 新日鐵住金株式会社 | 肌焼鋼 |
| CN107604253A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-19 | 东风商用车有限公司 | 一种高淬透性Mn‑Cr系列渗碳钢 |
| RU2704049C1 (ru) * | 2018-10-03 | 2019-10-23 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") | Долотная сталь |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6191348A (ja) * | 1984-10-08 | 1986-05-09 | Kobe Steel Ltd | 高強度非調質圧延棒鋼用鋳片 |
| JPS62214157A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-19 | Kobe Steel Ltd | 焼入れ性を保証した鋼材の製造方法 |
| JPS62214158A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-19 | Kobe Steel Ltd | ジヨミニ−焼入れ端硬さを保証したＣｒ鋼材の製造方法 |
| JPS63270444A (ja) * | 1986-12-16 | 1988-11-08 | Kawasaki Steel Corp | 耐サワ−性に優れたラインパイプ用鋼 |
| JPH0830243B2 (ja) * | 1994-05-06 | 1996-03-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 低歪浸炭用鋼 |
| JP3094856B2 (ja) * | 1995-08-11 | 2000-10-03 | 株式会社神戸製鋼所 | 高強度高靭性肌焼き用鋼 |
-
1997
- 1997-07-10 FR FR9708770A patent/FR2765890B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-02-25 PT PT98400447T patent/PT890653E/pt unknown
- 1998-02-25 DE DE69817098T patent/DE69817098T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-25 DE DE0890653T patent/DE890653T1/de active Pending
- 1998-02-25 ES ES98400447T patent/ES2126546T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-25 DK DK98400447T patent/DK0890653T3/da active
- 1998-02-25 EP EP98400447A patent/EP0890653B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-25 AT AT98400447T patent/ATE247179T1/de active
- 1998-06-29 TW TW087110443A patent/TW460593B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-06-30 AU AU73943/98A patent/AU744729B2/en not_active Ceased
- 1998-07-03 CZ CZ0213898A patent/CZ297683B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1998-07-07 UA UA98073600A patent/UA58499C2/uk unknown
- 1998-07-08 BR BR9802358-6A patent/BR9802358A/pt not_active IP Right Cessation
- 1998-07-09 CN CN98117414A patent/CN1079446C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-07-09 ZA ZA986061A patent/ZA986061B/xx unknown
- 1998-07-09 RO RO98-01160A patent/RO118457B1/ro unknown
- 1998-07-09 HU HU9801540A patent/HUP9801540A1/hu unknown
- 1998-07-09 US US09/112,057 patent/US6090225A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-09 RU RU98113918/02A patent/RU2201993C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1998-07-09 CA CA002243101A patent/CA2243101C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1998-07-10 SI SI9800193A patent/SI9800193A/sl not_active IP Right Cessation
- 1998-07-10 AR ARP980103368A patent/AR013198A1/es active IP Right Grant
- 1998-07-10 JP JP19562998A patent/JP3656706B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-07-10 PL PL327388A patent/PL190892B1/pl unknown
- 1998-07-10 TR TR1998/01347A patent/TR199801347A3/tr unknown
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL190892B1 (pl) | Sposób wytwarzania elementu mechanicznego ze stali nawęglanej lub węgloazotowanej oraz stal nawęglana lub węgloazotowana, zwłaszcza do wytwarzania elementu mechanicznego | |
| EP3088550A1 (en) | Carburized-steel-component production method, and carburized steel component | |
| EP3550048A1 (en) | Steel for soft nitriding, and component | |
| JPWO2012077705A1 (ja) | 面疲労強度に優れたガス浸炭鋼部品、ガス浸炭用鋼材およびガス浸炭鋼部品の製造方法 | |
| JP4229609B2 (ja) | 浸炭焼入歯車及びその製造方法 | |
| US20050173026A1 (en) | Carburized and quenched member and method for production thereof | |
| RU2381295C2 (ru) | Сталь для деталей машин, способ изготовления деталей машин из этой стали и изготовленные детали машин | |
| EP2647734A1 (en) | Bearing steel exhibiting excellent machinability after spheroidizing annealing and excellent resistance to hydrogen fatigue after quenching/tempering | |
| CN113316651A (zh) | 钢材及部件 | |
| JP2006291335A (ja) | 高温浸炭特性と加工性に優れた肌焼用鋼 | |
| JP4946617B2 (ja) | 軟窒化処理用鋼板およびその製造方法 | |
| JPH0559488A (ja) | 機械加工性の優れた析出硬化型高強度軟窒化用鋼 | |
| CN113260717B (zh) | 钢材 | |
| EP3395996A1 (en) | Lean duplex stainless steel having improved corrosion resistance and machinability, and manufacturing method therefor | |
| JP3283936B2 (ja) | 機械構造用鋼およびその製造方法 | |
| JP2005036269A (ja) | 短時間で浸炭可能な肌焼鋼および浸炭部品 | |
| KR100957319B1 (ko) | 기어용 보론강 및 이를 이용한 기어 제조 방법 | |
| JPH0637685B2 (ja) | 被削性、焼入性に優れた熱間圧延鋼材 | |
| JP2019218586A (ja) | 浸炭用鋼及び部品 | |
| KR100206354B1 (ko) | 냉간 및 열간 겸용 소형 단조형 금형공구강 및그의제조방법 | |
| EP4151761A1 (en) | Steel and steel component | |
| JPS63206449A (ja) | 冷間圧造用低炭素鋼 | |
| KR0147719B1 (ko) | 콘베이어 체인용 고강도 Ni-Cr-V강 소재 및 그 제조방법 | |
| JP7295417B2 (ja) | 浸炭歯車用鋼、浸炭歯車及び浸炭歯車の製造方法 | |
| WO2022181272A1 (ja) | 冷間加工用機械構造用鋼およびその製造方法 |