SE1250810A1 - Dragen värmebehandlad ståltråd för höghållfasthetsfjäderanvändning och fördrgen ståltråd för höghållfasthetsfjäderanvändning - Google Patents

Abstract

Sammandrag Dragen varmebehandlad staltrad for heighallfasthetsfjaderanvandning tillhandahallen innehallande, i mass % C: 0,67 % till mindre an 0,9 %, Si: 2,0 till 3, %, Mn: 0,5 till 1,2 %, Cr: 1,3 till 2,5 %, N: 0,003 till 0,007 %, och Al: 0,0005 % till 0,003 %, med ett innehall av Si och Cr som uppfyller foljande uttryck: 0,3 %5Si-Cr51,2 %, och med en balans av jam och oundvikliga fOroreningar, P: 0,025 % eller mindre, och S: 0,025 % eller mindre, dessutom med ett innehall av oupplOsta sfariska karbider med en cirkelekvivalent diameter pa mindre an 0,2 pm, dartill med ett innehall av en metallstruktur, atminstone restaustenit i volymsmatt pa Over 6 % till 15 %, med ett tidigare austenit komstorleksnummer #10 eller mer, och med ett innehall av ouppleista sfariska karbider med en cirkelekvivalent diameter pa mindre an 0,2 pm.

Description

1 BESKRIVNING Teknikomrade

[0001]FOreliggande uppfinningen avser dragen varmebehandlad staltrad, for 5 hOghallfasthetsfjaderanvandning, vilken kan anvandas som material fOr hOghallfasthetsfjadrar, tillverkade genom kallindning, och till fOrdragen staltrad.

Teknikens standpunkt

[0002]Fjadrar vilka anvands for motorfordonsmotorer, kopplingar, etc. 10 beheiver erbjuda mer avancerad prestanda och hogre hallbarhet for att klara av utvecklingen mot lattare vikt och hOgre prestanda hos motorfordon. Av den anledningen behtiver fjadrarnas material, det vill saga, dragen varmebehandlad staltrad for haghallfasthetsfjaderanvandning, aven ha hog materialhallfasthet. Vanligen vid tillverkning av sadana sma, hOghallfasthetsfjadrar, ar materialet hos den 15 dragna varmebehandlade staltraden for hOghallfasthetsfjaderanvandning, seghardat for aft ge hOgre materialstyrka, hos den dragna varmebehandlade staltraden for hOghallfasthetsfjaderanvandning, darefter kallindat for aft erhalla en spiralfjaderform. Dessutom utfOrs spanningsavlastande glOcIgning eller annan varmebehandling och nitrering fOr att erhalla en fardig spiralfjader. Av den anledningen behover dragen 20 varmebehandlad staltrad, for hOghallfasthetsfiaderanvandning, inte bara ha hog hallfasthet, utan ocksa tillrackligt hog bearbetningsfOrmaga sa att den inte bryts vid kallindning och for att dampa mjukning tillfOljd av glOcIgning, nitrering och annan varmebehandling utfOrd efter lindning, det viii saga, att ha motstand mot varmerelaterad avmjukning.

[0003]En fjader behOver ha goda utmattningsegenskaper, darfOr anvands dragen varmebehandlad staltrad avsedd for hoghallfasthetsfjaderanvandning, t material, vilket vidare nitreras eller kulbombas for aft Oka hkdheten hos fjaderns ytskikt. Hallbarheten hos en fjader omfattar utmattningsegenskaper och en 30 eftergivningsegenskap. Utmattningsegenskaperna paverkas av ythardheten. Eftergivningsegenskapen (egenskapen hos fjadern resulterande i plastisk deformation i belastningsriktningen under anvandning) paverkas mycket av, inte bara av ythardheten, utan ocksa hardheten hos grundmaterialet i fjadern. Av den anledningen, är ythkdheten efter nitrering och motstand mot varmerelaterad 1 2 avmjukning pa insidan, dar kvave inte är introducerat genom nitrering, viktiga hos staltraden, for htighallfasthetsfjaderanvandning.

[0004]Dessutom, vid fjadertillverkning genom kallindning, kan anlOpning i olja, induktionshardningsbehandling etc., dar snabb varmning och snabb kylning är mojlig, anvandas vid tillverkning av materialet hos den dragna varmebehandlade staltraden, for htighallfasthetsfjaderanvandning. Av den anledningen, kan den dragna varmebehandlade staltraden for heighallfasthetsfjaderanvandning minskas i tidigare austenit kornstorlek, sã att en fjader med utmarkta frakturegenskaper kan erhallas. 10 Men om dragen varmebehandlad staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning far hOgre hallfasthet, vid kallindning, kan brott uppsta och fjaderformen kan eventuellt inte bildas.

[0005]For att hantera problemet fOreslog nagra av uppfinnarna att karbiderna 15 bOr styras, vilket Or den tidigare austeniten finare, pa detta sat kan bade styrka och kallindningsfOrmaga (PLT 1) hos dragen varmebehandlad staltrad, for hOghallfasthetsfjaderanvandning uppnas. Vidare fOreslog uppfinnarna styrning av restaustenit och kvarvarande karbider, fOrfining av tidigare austenit, for att uppna bade styrka och kallindningsformaga (PLT 2 till PLT 4), hos dragen varmebehandlad staltrad, for hOghallfasthetsfjaderanvandning. I synnerhet undertrycks startpunkterna for brott orsakade av bildandet av grova oxider och karbider, och distributionen av fina karbider av cementit vilka kravs fOr att sakra att styrkan blir uniform i syfte att dampa fOrsamring av utmattningsegenskaperna och bearbetbarheten av den dragna varmebehandlade staltraden for hOghallfasthetsfjaderanvandning.

[0006]PLT 2 fokuserar pa det faktum att omraden av glest fbrdelade sfariska karbider, med en cirkelekvivalent diameter om 2 pm eller mer, i omraden med gles fOrdelning av fina sfariska karbider (i synnerhet, cementit), paverkar de dynamiska egenskaperna och definierar det omradet.

[0007]PLT 3 och PLT 4 noterar effekten av utfallning av fina karbider pa grund av tillsatsen av legeringsamnet V, och begransar kvave (N) innehallet for att undertrycka oupplOsta sfariska karbider. Det vill saga, de anvander effekten av utfallning av karbider, nitrider, och kolnitrider av V Mr att mOjliggOra tillgodogOrande 2 3 av hardning av staltraden, vid anlOpningstemperaturen eller hardning av ytskiktet vid nitrering. Dessutom, har de ocksa effekten aft dampa fOrgrovning av austenitkornstorleken, pa grund av bildandet av utfallning. Effekten av tillsats av V ar anmarkningsvard. Trots detta, bildas oupplOsta sfariska karbider eller nitrider iatt, sa 5 aven om kvave (N) undertrycks, behover styrning av utfallningen gOras exakt.

[0008]Daft'. jamfOr PLT 4 kvantitativt oupplOsta sfariska karbider och utfallda karbider och definierar mangden for att fà sa mycket utfallda V karbider som mOjligt, vilka inverkar pa den slutliga fjaderprestandan. I synnerhet fared& PLT 4 aft vaga fallningen av V karbider i den elektrolytiska lOsningen, vid konstant potential, och jamfOra mangden med mangden V som passerar genom filtret (mangden av utralld V).

Referenslista 15 Patentlitteratur

[0009]PLT 1: Japansk patentpublikation (A) No. 2002-180198 PLT 2: Japansk patentpublikation (A) No. 2006-1 831 37 PLT 3: Japansk patentpublikation (A) No. 2006-342400 PLT 4: Internationell publikation W02007/114491 20 Sammanfattning av uppfinningen Tekniskt problem

[0010]Under senare ar har ythardning genom nitrering blivit ett konventionellt fOrfarande, fOr att Oka hallbarheten hos heighallfasthetsfjadrar. Vidare har Okning av nitreringsdjupet och fOrkortning av nitreringstiden, genom okning av 25 behandlingstemperaturen, studerats. Av den anledningen behOver dragen varmebehandlad staltrad, for heghallfasthetsfjader, ytterligare forbattrat motstand mot varmerelaterad avmjukning.

Det vill saga nar det eftersOks ytterligare battre kallindningsfOrmaga an till och medkonventionelldragenvarmebehandladstaltrad,for 30 hOghallfasthetsfjaderanvandning, utmarkt motstand mot varmerelaterad avmjukning 3 4 aven efter uppehallstid pa 1 timme vid 500 °C, minimal internmjukning, och stOrre hardhet hos det yttersta ytlagret.

[0011]Ovanstaende konventionella dragna varmebehandlade staltrad, for hOghallfasthetsfjaderanvandning, sakrar en viss grad av uniform spridning av fina karbider for fOrbattrade utmattningsegenskaper och bearbetningsfOrmaga. Men for all forbattra motstand mot varmerelaterad avmjukning, ar ytterligare spridning nOdvandig. I synnerhet har tillsatsen av V, fOreslagen i PLT 3 och PLT 4, i hog grad effekten att harda staltraden vid anlOpningstemperaturen, harda ytskiktet vid nitrering, och fOrfining av austeniten. Emellertid, är styrningen av kvaveinnehallet (N) inte enkel. Som ett resultat falls grova karbider, nitrider, och kolnitrider ut och orsakar fOrsamring av utmattningshallbarheten.

[0012]PLT 3 tillsatter Nb och Ti, med effekten att fanga Overskottskvave (N), som mai. Aven om tillsats Ors är styrning av lamplig mangd N fortfarande inte enkel.

[0013]PLT 4 tar prov pa kvarvarande oupplOsta sfariska karbider, erhallna som ett resultat, och jamfOr med de upplOsta karbiderna. Darfor styr PLT4 inte proaktivt uniform spridning av fina karbider.

Pa grund av det som namnts ovan, har fOreliggande uppfinning som syfte att halla tillsatsen av V och andra legeringsamnen till ett minimum, det vill saga, utan all 20 precist styra N-innehallet, utveckla dragen varmebehandlad staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning, vilken har utmarkt strackgrans och hardhet och utmarkt bearbetningsfOrmaga och vilken har Overlagsen ythardhet och innerhardhet aven efter nitrering.

[0014]Vidare, som beskrivet i PLT 3 och PLT 4, fOr aft erhalla utmarkt 25 strackgrans och hardhet och utmarkt bearbetningsfOrmaga, skall storleken pa de oupplOsta sfariska karbiderna i stalet vara liten. Effektiv storlek är fOretradesvis 0,1 pm eller mindre. Om storleken är Over 1 pm, gar bidraget till hallfasthet och bearbetningsfOrmaga fOrlorat och en fOrsamring av deformationsegenskaperna erhalls endast. Av den anledningen, blir narvarodensiteten av oupplOsta sfariska karbider med en cirkelekvivalent diameter cm 0,2 pm eller mer en viktig indikator.

DarfOr har fOreliggande uppfinning som syfte att inte tillata forekomsten av oupplosta 4 sfariska karbider med en cirkelekvivalent diameter om 0,2 pm eller mer, vid fOrbattring av staltrad kir hOghallfasthetsfjaderanyandning.

Losning pa problemet

[0015]Uppfinnarna bedrev intensiv forskning for att losa ovanstaende problem och erholl som ett resultat fOljande upptackter: (a)De upptackte aft genom aft noggrant styra innehallet av C, Si, Mn, och Cr i staltraden, for att dampa bildandet av sfariska karbider och genom all tillgodogOra sig restaustenit, aven utan tillsats av legeringsamnen sa som V, har dragen varmebehandlad staltrad kir hOghallfasthetsfjaderanvandning fOrbattrad hallfasthet och kallindningsfOrmaga jamfOrt med konventionell staltrad.

[0016](b)Det upptacktes ocksa att genom tillsats av bade Cr och Si i lampliga mangder till staltraden, dampas bildandet av oupplOsta sfariska karbider och mjukningen vid glodgning eller nitrering efter lindning, och dessutom kan hOgre 15 hardhet hos det nitrerade lagret uppnas.

Det vill saga, for all Oka styrkan i utmattningsegenskaperna, ar tillsats av Cr effektiv, men Cr ar ett amne vilket iatt lamnar kvar oupplosta sfariska karbider, vilka har en negativ effekt pa kallindningsformagan. Av den anledningen behOyde mangden tillsatt Cr begransas. Uppfinningarna noterade ocksa aft Si dampar 20 tillvaxten av oupplOsta sfariska karbider och bildandet av cementit. Uppfinnarna upptackte att om Si tillsatts tillsammans med Okad tillsats av Cr, sá kan hallfastheten fOr dragen varmebehandlad staltrad Oka. Kvantitativt ar det tillrackligt att tillsatta en stor mangd av bade Si och Cr, eftersom fOrhallandet mellan dem styr skillnaden i mangd tillsatt Si och mangd tillsatt Cr, det vill saga, (Si-Cr) %.

[0017](c)Vidare upptacktes aft genom aft varma Wen till 1250 °C eller mer, ar det mojligt all Ora Cr och andra legeringsamnen i stalmaterialet uniformt spridda och dampa bildningen av grova oupplosta sfariska karbider och dessutom Ora fina karbider uniformt spridda.

Oupplbsta sfariska karbider ar narvarande i stalmaterialet direkt efter gjutning och blir orsaken till, inte bara dalig lindningsfOrmaga, utan ocksa till brott vid valsning och dragning. Av den anledningen ar det effektivt att Oka varmningstemperaturen vid vane steg och konstant dampa oupplOsta sfariska karbider, fOr aft forhindra en 6 negativ effekt i gOten efter gjutning, valstradsvalsning, patentering, slackning, och dragning.

[0018](d)Vidare upptacktes att tillsatsen av V har en skadlig effekt pa de 5 mekaniska egenskaperna och utmattningsstyrkan hos staltraden, for fjaderanvandning.

Det viii saga fran direkt efter gjutning till dess aft det bearbetas till en fjader, varms stalmaterial upprepade ganger. Vanligtvis, ar de oupplOsta sfariska karbiderna huvudsakligen cementit (Fe3C). Men genom upprepad varmning inkluderar de oupplOsta sfariska karbider ofta Cr, V etc. Det har fOrstatts aft det inte bara ar sá att Cr, V och andra legeringsamnen konsumeras slOsaktigt, utan att det aven ar mOjligt aft fOrsamra de mekaniska egenskaperna efter nitrering (ythardhet, inre hardhet, etc.) Vidare som fOrklarats ovan, vid tillsats av V, ar styrning av kvaveinnehall (N) inte iatt. Som ett resultat, bildar grova karbider, nitrider och kolnitrider, utfallningar 15 och orsakar fOrsamrad utmattningsstyrka.

[0019]Av dessa fakta upptackte uppfinnarna aft det ar mOjligt aft dampa fOrgrovning av oupplosta sfariska karbider, genom aft inte tillsatta V, eller genom aft tillsatta en extremt liten mangd, och vidare, som fOrklarat ovan, styra mangden Cr i 20 jamvikt med mangden Si.

[0020]Har betyder "oupplOsta sfariska karbider" oupplOsta karbider med ett fOrhallande mellan den maximala storleken (langsta storlek) och den minimala storleken (kortaste storlek) (sidoforhallande) av 2 eller mindre. Egentligen ar 25 "karbider" och "sfariska karbider" ocksa oupplOsta. For aft understryka kallas dessa ocksa "oupplOsta karbider" respektive "oupplOsta sfariska karbider trots aft de ar synonyma. Trots aft de ar synonyma ar respektive ocksa kallade "oupplOsta karbider" och "oupplOsta sfariska karbider", fOr all betona.

FOreliggande uppfinning gjordes utifran dessa upptackter. Kontentan av uppfinningen ar som fOljer:

[0021] (1) FOrdragen staltrad for hoghallfasthetstjaderanvandning, kannetecknad av innehall i mass % av, C: 0,67 % till 0,9 %, 6 7 Si: 2,0 till 3,5 %, Mn: 0,5 till 1,2 %, Cr: 1,3 till 2,5 %, N: 0,003 till 0,007 %, och Al: 0,0005 % till 0,003 %, varvid Si och Cr uppfyller fOljande uttryck: 0,3 %sSi-Crs1,2 %, med balans av jarn och oundvikliga fOroreningar, varvid P och S som fOroreningar innefattande 10 P: 0,025 % eller mindre och S: 0,025 cl%o eller mindre, och vidare, varvid en cirkelekvivalent diameter fOr oupplOsta sfariska karbider är cm mindre an 0,2 pm. (2)FOrdragen staltrad fOr hOghallfasthetsfjaderanvandning, sasom framlagd i (1), dartill kannetecknad av innehall i mass %, av en eller flera av, V: 0,03 till 0,10 %, Nb: 0,015 % eller mindre, Mo: 0,05 till 0,30 %, W: 0,05 till 0,30 %, Mg: 0,002 % eller mindre, Ca: 0,002 % eller mindre, och Zr: 0,003 % eller mindre, vid innehall av V 25 uppfylls 1,4 %sCr+V52,6 % och 0,70 %sMn+Vs1,3 %, och, vid innehall av Mo och W, uppfylls 0,05 %sMo+Ws0,5 %. (3) Dragen varmebehandlad staltrad fOr hOghallfasthetsfjaderanvandning, 30 kannetecknad innehall i mass % av, C: 0,67 % till 0,9 %, Si: 2,0 till 3,5 %, Mn: 0,5 till 1,2 %, Cr: 1,3 till 2,5 %, 7 8 N: 0,003 till 0,007 %, och Al: 0,0005 % till 0,003 %, varvid Si och Cr uppfyller fOljande uttryck: 0,3 °A)Si-Cr1,2 %, och 5 med balans av jam och oundvikliga fOroreningar, med P och S som fOroreningar innefattande P: 0,025 % eller mindre och S: 0,025 °A) eller mindre, och vidare, med en metallstruktur innefattande minst restaustenit av ett volymsmatt pa Over 6 % till 15 %, med ett tidigare austenit kornstorleksnummer #10 eller mer, och vidare varvid en cirkelekvivalent diameter fOr oupplOsta sfariska karbider ar mindre an 0,2 pm. (4) Dragen varmebehandlad staltrad fOr hOghallfasthetsfjaderanvandning, enligt(3), kannetecknad av innehall i mass °/0, av en eller flera av, 0,03 till 0,10 %, Nb: 0,015 % eller mindre Mo: 0,05 till 0,30 %, 0,05 till 0,30 % Mg: 0,002 % eller mindre, Ca: 0,002 % eller mindre, och Zr: 0,003 % eller mindre, 25 vid innehall av V uppfylls 1,4 °/0Cri-V52,613/0 och 0,70 %5Mn+V51,3 %, och, vid innehall av Mo och W, uppfylls 0,05 % Oilo+W5_0,5 %. 30 (5)Dragen varmebehandlad staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning, enligt (3) eller (4), kannetecknad av att den dragna varmebehandlade staltraden, fOr hOghallfasthetsfiaderanvandning, har en draghallfasthet 2100 till 2400 MPa. 8 9 (6)Dragen varmebehandlad staltrad for hoghallfasthetsfjaderanvandning, enligt nagot av (3) till (5), kannetecknad av att den dragna varmebehandlade staltraden, kir hOghallfasthetsfjaderanvandning, har en strackgrans 1600 till 1980 MPa. (7)Dragen varmebehandlad staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning, enligt nagon av (3) till (6), kannetecknad av att den dragna varmebehandlade staltraden, for hOghallfasthetstjaderanvandning, har ythardhet HV750 eller mer enligt Vickersskalan, och inre hardhet HV570 eller mer enligt Vickersskalan, efter varsam nitrering vid 500 °C i 1 timme.

Produktionsforfarande for fOrdragenstaltradkir hOghallfasthetsfjaderanvandning kannetecknad av att en got innehallande i mass %, C: 0,67 % till 0,9 %, Si: 2,0 till 3,5 %, Mn: 0,5 till 1,2%, Cr: 1,3 till 2,5 %, N: 0,003 till 0,007 %, och Al: 0,0005 % till 0,003 %, med Si och Cr som uppfyller fOljande uttryck: 0,3 %5Si-Cr51,2 (Yo, med balans av jam och oundvikliga fororeningar, med P och S som fOroreningar innefattande P: 0,025 % eller mindre och S: 0,025 % eller mindre, varvid gOten varms till 1250°C eller mer, darefter varmvalsas 25 goten for tillverkande av ett valsamne och varmning av valsamnet till 1200°C eller mer, med efterfOljande varmvalsning for tillverkande av en ford ragen staltrad.

ProduktionsfOrfarandefor fOrdragenstaltradfor hOghallfasthetsfjaderanvandning, enligt (8), kannetecknad av aft goten dessutom innehaller, i mass %, en eller flera av 0,03 till 0,10 %, Nb: 0,015 % eller mindre Mo: 0,05 till 0,30 %, 0,05 till 0,30 % 9 Mg: 0,002 % eller mindre, Ca: 0,002 % eller mindre, och Zr: 0,003 % eller mindre, vid innehall av V 5 uppfylls 1,4 %5Cr+Vs2,6 % och 0,70 %sMn+V51,3 %, och, vid innehall av Mo och W, uppfylls 0,05 % 5Mo+W50,5 %.

ProduktionsfOrfarandeforfOrdragenstaltradfor 10 hOghallfasthetsfjaderanvandning, kannetecknad vidare av varmning av fOrdragen staltrad enligt (8) eller (9), till 900 °C eller mer, varefter den patenteras vid 600 °C eller mindre.

ProduktionsfOrfarandeforvarmebehandladstaltradfOr 15 hOghallfasthetsfjaderanvandning, kannetecknat av dragning av den fOrdragna staltraden vilken tillverkats genom produktionsfOrfarandet fOr fOrdragen staltrad, enligt (8) till (10), varmning av traden i en takt av 10°C/ sek eller mer upp till temperaturen A3, bibehallande av temperaturen A3 eller mer i 1 minut till 5 minuter, darefter kylning i en takt av 50°C/sek eller mer ner till 100°C eller mindre.

ProduktionsfOrfarande fOr produktion av varmebehandlad staltrad fOr htighallfasthetsfjaderanvandning, enligt (11), kannetecknad av vidare bibehallning och anlOpning vid 400 till 500°C i 15 minuter eller mindre.

Fordelaktiga effekter av uppfinningen

[0022]Enligt Vireliggande uppfinning, i synnerhet, kan dragen varmebehandlad staltrad, for hOghallfasthetsfjaderanvandning, med en hog ytskiktshardhet och en innerhardhet, och dessutom hOghallfasthetsfjader med utmarkt hallbarhet, erhallas, pa grund av den utmarkta kallindningsfOrmagan och motstandet mot avmjukning, aven vid nitrering vid 500 °C i 1 timme. Bidraget till industrin ar extremt stort.

Kort beskrivning av ritningarna 11

[0023]FIG. 1 ar ett mikrofoto av metallstrukturen som visar ett exempel pa sfariska karbider, i den dragna varmebehandlade staltraden, fOr hOghallfasthetsfjaderanvandning, i den fOreliggande uppfinningen. Vid spetsarna pa pilarna i figuren ses oupplOsta sfariska karbider.

FIG. 2 visar en vy av formen av en stans fOr skapandet av ett spar i ett teststycke.

FIG. 3 visar en vy av stegen for all skapa eft spar i ett provstycke.

FIG. 4 visar en vy av en oversikt Over ett bOjprov av sparet.

FIG. 5 är en vy som visar ett fOrfarande fOr matning av sparets bejningsvinkel.

Beskrivning av utfOrningsformer

[0024]Allmant, tillverkas en valstrad fOr fjader enligt fOljande: Sjalvfallet är tillverkningen av fjadrar inte begransat till det beskrivna fOrfarandet. Della beskriver 15 endast ett exempel.

Got gjord av stal innehallande forutbestamd kemisk sammansattning, valsas for att erhalla ett valsamne. Darefter valsas valsamnet fOr all tillverka staltrad av fOrbestamd diameter. Staltraden som tillverkas i detta steg kallas "fordragen staltrad". Staltraden vilken tillverkas med valsning patenteras och dras for all erhalla en 20 annu finare staltrad, varefter arbetsspanningen i ytlagret avlagsnas och efterfOljande kallindningsfOrmaga erhalls genom varmebehandling (seghardning), som tillverkas efter valsning, patenteras och dras fOr all erhalla annu finare staltrad, darefter avlagsnas arbetsspanningen vid ytskiktet och kallindningsbearbetningsfOrmaga erhalls genom varmebehandling (seghardning). Staltraden som tillverkas vid detta 25 steg kallas "dragen varmebehandlad staltrad".

[0025]Darefter bearbetas fjadern genom kallindning for fOrbattrad styrka och nitrering for forbattrad ythardhet. Pa sá satt är en "fjader" tillverkad som en slutgiltig prod ukt.

FOrst kommer den kemiska sammansattningen av den dragna varmebehandlade staltraden, fOr hoghallfasthetsfjaderanvandning, i den foreliggande uppfinningen och dess material, det vill saga fOrdragen staltrad, for hoghallfasthetsfjaderanvandning, all fOrklaras. Har betyder "%" i den kemiska sammansattningen mass %, om inte annat anges. 11 12

[0026]C: 0,67 % till mindre an 0,9 % C ar ett viktigt amne vilket har star effekt pa styrkan hos stalmaterialet och C bidrar ocksa till bildandet av restaustenit. I foreliggande uppfinning har den lagre gransen fOr mangden C satts till 0,67 % eller mer fc5r aft erhalla tillracklig styrka. For att Oka styrkan, utgOrs mangden C av 0,70 % eller mer, fOretradesvis 0,75 % eller mer.

Daremot om mangden C blir 0,9 % eller mer, resulterar det i Overdriven samuffallning, att en stor mangd grov cementit uffalls och att segheten avtar 10 anmarkningsvart. Vidare am mangden C ar Overdriven bildas grova sfariska karbider och ringlingsfOrmagan blir nedsatt. Dad& ar den ovre gransen for mangden C satt till mindre an 0,9 %. Med syftet att dampa bildandet av sfariska karbider ar den Ovre gransen for mangden C fOretradesvis 0,85 °A), mer foredraget 0,80 %.

[0027]Si:2,Otill3,5% Si ar ett viktigt amne for aft fOrbattra motstandet mot varmerelaterad avmjukning has stalet och eftergivningsegenskaperna hos fjadern. For aft erhalla dessa effekter, behOver 2,0 % eller mer Si tillsattas. Vidare ar Si effektiv for sfaroidisering och fOrfining av cementiten. For att dampa bildandet av grova sfariska karbider, tillsatts fOretradesvis 2,1 % eller mer av Si. For aft Oka den innerh6rdheten, efter nitrering och andra behandlingar, for aft Ora ytskiktet hardare, tillsatts fOretradesvis 2,2 % eller mer av Si. Vidare fran balansen med Cr, ar Si mer fOrdelaktigt satt till 2,3 % eller mer. Si satts ibland till 3,0 % eller mer.

Daremot, vid Overdriven tillsattning av Si hardnar staltraden och blir sprOd, 25 darmed utgOrs c5vre gransen av Si till 3,5 % eller mindre. Med syfte aft fOrhindra fOrsprOdning, sails den Owe gransen fOretradesvis till 3,4 °A, mer fOredraget 3,3 % eller mindre.

[0028]Mn: 0,5 till 1,2 % Mn ar ett amne som ar viktigt fOr att Oka slackningsfOrmagan och for aft stabilt sakra mangden restaustenit. I den fOreliggande uppfinningen, har Mn tillsats i 0,5 % eller mer, mer fOredraget 0,65 % eller mer, annu mer fOredraget 0,70 % eller mer, for att Oka strackgransen hos stalet samt fOr aft sakra restaustenit. 12 13 Daremot, vid Overdriven tillsattning av Mn Okar mangden restaustenit. Vid bearbetning, bildas bearbetningsinducerad martensit och kallindningsfOrmagan fOrsamras. FOr att fOrhindra fOrsprOdning pa grund av Overdriven tillsats av Mn, ar den Ovre gransen for Mn satt till 1,2 % eller mindre, fOretradesvis 1,1 % eller mindre, 5 mer foredraget 1,0 % eller mindre.

[0029]Cr: 1,3 till 2,5 % Cr ar ett amne vilket ar effektivt for att fOrbattra slackningssformagan och motstandet mot varmerelaterad avmjukning. For att erhalla dessa effekter, behOver 1,3 % eller mer Cr tillsattas. Vid nitrering, ar det mojligt aft Ora det hardade skiktet, 10 som erhallits genom nitrering, tjockare genom tillsats av Cr. DarfOr tillsatt fOretradesvis mer an 1,5 % av Cr, for aft astadkomma hardning genom nitrering och mjukningsmotstand vid nitreringstemperaturen. Mer fOrdelaktigt tillsatts 1,7 % eller mer av Cr.

Daremot, om mangden Cr ar Overdriven, blir tillverkningskostnaden hOgre. lnte bara det utan upplOsning av karbider fOrsamras, oupplOsta sfariska karbider blir fler, och lindningsfiirmagan blir fOrsamrad, sa den Ovre gransen kir Cr satts till 2,5 % eller mindre. Vidare, om mangden Cr ar stor, ar mangden Cr fOretradesvis undertryckt till 2 % eller mindre, for aft dampa bildandet av grova cementiter. Vidare, fOr aft erhalla bade hallfasthet och form barhet utgOrs den Ovre gransen for mangden Cr till 1,8 % eller mindre.

[0030]N: 0,003 till 0,007 % N ar eft amne, vilket bildar nitrider med Al etc. inkluderade som fOrorening i stalet, i den forefiggande uppfinningen. For att anvanda fina nitrider och fOrfina restaustenit, ska 0,003 % eller mer av N inkluderas. Daremot, om mangden N ar 25 Overdriven, fOrgrovas nitriderna och kallindningsformagan och utmattningsegenskaperna avtar. Darr& ar den Ovre gransen for mangden N gjord 0,007 % eller mindre. Vidare med hansyn taget till fOrmagan till varmebehandling etc., ar fOretradesvis mangden N 0,005 % eller mindre.

[0031]P: 0,025 % eller mindre P ar en fOrorening. P fOrorsakar att stalet hardnar, bildar segregationer, och orsakar forsprOdning, sá den Ovre gransen av P ar satt till 0,025 % eller mindre. Vidare orsakar P, som segregerat vid tidigare austenitkorngranserna, segheten och 13 14 motstandet mot fOrdrOjda frakturer etc. aft avta, sa den Ovre gransen for mangden P ar fOretradesvis satt till 0,015 % eller mindre. Dessutom, ar mangden P fOretradesvis begransad till mindre an 0,010 %, nar strackgransen hos staltraden Overskrider 2150 MPa.

[0032]S: 0,025 % eller mindre S ar ocksa en fororening. Om S ar narvarande i stal, orsakar den att stalet bli sprOtt, sá den Ovre gransen for mangden S ar satt till 0,025 % eller mindre. For aft dampa effekten av S, ar tillsats av Mn effektiv. Trots det ar MnS en inneslutning. I synnerhet i hOghallfasthets stal, blir MnS ibland bOrjan till brott. DarfOr for aft dampa 10 fOrekomsten av frakturer, har den Ovre gransen for mangden av S fOretradesvis satts till 0,015 % eller mindre. Vidare, ar mangden S fOretradesvis begransad till mindre an 0,01 %, nar strackgransen, hos den dragna varmehenadlade staltraden, for hOghallfasthetsfjaderanvandning, kommer aft Overstiga 2150 MPa.

[0033]Al: 0,0005 till 0,003% Al ar ett deoxiderande amne. Det paverkar bildandet av oxider. Om det bildas harda oxider avtar utmattningshallbarheten. I synnerhet om Al tillsatts i Nefflode blir utmattningshallfastheten skiftande och stabiliteten fOrsamrad, i hoghallfasthetsfjadrar. Om mangden Al Overskrider 0,003 %, blir fOrekomsten av brott till WO av 20 inneslutningar store, sá mangden Al ar begransad till 0,003 % eller mindre i den dragna varmebehandlade staltraden fOr hOghallfasthetsfjaderanvandning, i fOreliggande uppfinning. Det Owe gransvardet av mangden Al ar fOretradesvis 0,0028 %, mer fOredraget 0,0025 %.

[0034]Daremot, om mangden Al blir mindre an 0,0005 %, bildas iatt kiselbaserade harda oxider. Av den anledningen ar mangden Al satt till 0,0005 % eller mer. Den lagre gransen for mangden Al ar fOretradesvis 0,0007 %, mer fOredraget 0,0008 %, annu mer fOredraget 0,001 % eller mer.

[0035]Harnast kommer, standpunkten for fOreliggande uppfinning, det vill saga, fOrhallandet mellan Si och Cr, att fOrklaras. Det ar redan kant aft bade Si och Cr ar viktiga for Okad styrka i fjaderstal.

Trots detta orsakar Overdriven tillsats problem. 14

[0036]0,3 % 5Si-Cr1 ,2 % Om mangden av Si overstiger den fOreskrivna mangden, blir forsprOdningen extern och bearbetningsfOrmagan vid lindning fOrsamras. lnte bara det utan 5 avkolning i Overgangsprocessen blir uppseendevackande. Av den anledningen blir ytskiktshardheten lagre och hallbarheten avtar, i den slutgiltiga fjaderprodukten. Vidare bildas avkolade delar slumpmassigt, vilket gor att varaktigheten hos hallfastheten, hos den tillverka fjadern, fOrsamras. Nar mangden Si ar mindre an den fOreskrivna mangden, avtar hdllfastheten. Vidare ar eftergivningsegenskapen otillracklig. Det Ors ocksa tydligt i hardheten after nitrering. Tillracklig hardhet kan varken sakras vid ytskiktet eller inuti.

[0037]Trotts detta, ar fOrhallandet mellan Si och Cr, i cementiten, i stalet viktigt. Det viii saga, Si ar ett amne vilket destabiliserar cementit. Om en stor mangd Cr tillsatts eller andra amnen vilka stabiliserar cementit vid varmning, far det effekten aft bildandet av en fast lOsning av cementit framjas. DarfOr blir mangden av oupplost sfarisk karbider stare och bearbetningsfOrmagan minskar anmarkningsvart, om mangden Si ar liten, oavsett om stor mangd Cr tillsatts. Uppfinnarna upptackte att det ar mOjligt aft anvanda skillnaden mellan Si-innehallet (mass %) och Cr-innehallet (mass %) i stalet, det viii saga, Si-Cr mangden, som en mattstock. Det viii saga, nar vardet av Si-Cr är mindre an 0,3 %, blir mangden av Cr relativt stor och oupplOsta sfariska karbider kvarstar lath Daremot, om Si-Cr ar Over 1,2 % blir Si fOrhallandevis OverflOdig, vilket Iatt orsakar forsprOdning, avkolning eller andra problem. DarfOr skall vardet av Si-Cr sattas till 0,3 till 1,2 %. 25 [0038]Med avsikt att dampa bildandet av karbider, melligger en stor mangd Si-Cr aft oupplOsta karbider undertrycks, men industriellt, om Si fOrekommer i for stor mangd, blir tjockleken av det hardade lagret genom nitrering Iatt tunt. Av den anledningen ar fOretradesvis Si-Cr 50,9 %, mer fOredraget Si-Cr 50,75 %, med tanke pa beteendet hos oupplOsta sfariska karbider och det hardade lagret, bildat genom 30 nitrering. Vidare med avsikt aft, minska mangden Cr och minska den kvarvarande fOrekomsten av oupplOsta sfarisk karbider, jamfOrelsevis, ar den lagre gransen fOrdelaktig 0,35 %5Si-Cr, mer fordelaktigt 0,4 %5 Si-Cr. 16

[0039]Harnast kommer den selektivt tillsatta kemiska sammansattningen aft fc5rklaras.

[0040]V: 0,03 till 0,10 % V ar ett amne vilket bildar nitrider, karbider, och kolnitrider. Fina V nitrider, karbider, och kolnitrider med en cirkelekvivalent diameter av mindre an 0,2 pm ar effektiva for fOrfining av restaustenit. Vidare kan dessa aven anvandas for hardning av ytskiktet genom nitrering. Daremot, är det nodvandigt aft precist styra utfallningen, da oupplOsta karbider och nitrider iatt bildas, aven cm kvave (N) undertrycks.

Av den anledningen, enligt fOreliggande uppfinning, ar V inte avsiktligt tillsatt.

For att erhalla sadan effekt kan en fin mangd V tillsattas. FOr all erhalla effekten, skall V tillsattas i 0,03 % eller mer, fOretradesvis 0,035 % eller mer, mer fOrdelaktigt 0,04 % eller mer.

[0041]Daremot, om V tillsats till mer an 0,10 %, bildas grova sfariska karbider 15 och kallindningsfbrmagan och fjader utmattningsegenskaperna fOrsamras. DarfOr skall V innehallet sattas till 0,1 % eller mindre. Vidare genom aft tillsatta V, fore dragning, bildas 'all en underkyld struktur som orsakar sprickor och brott vid dragning. Av den anledningen ar den ovre gransen for mangden V fOretradesvis satt till 0,09 % eller mindre, mer fOredraget 0,08 % eller mindre, mest fOredraget 0,05 % eller mindre. I synnerhet, i fallet vid tillsats av en liten mangd Nb, ar mangden av tillsats av V fOretradesvis satt till 0,05 % eller mindre. Vidare, ar V ett amne vilket kraftigt paverkar bildandet av kvarvarande austenit pa samma satt som Mn, sa mangden av V maste styras noggrant tillsammans med mangden Mn.

[0042]Nb: 0,015 % eller mindre Nb ar ett amne vilket bildar nitrider, karbider och kolnitrider i stal. Dessa uffallningar anvands ibland for aft styra austenit komstorleken etc. Men samtidigt ger Overdriven tillsats minskad duktilitet och resulterar i aft sprickor lattare bildas under valsning och varmformning. Av den anledningen skall Overdriven tillsats av Nb 30 undvikas.

[00043]Nb tillatts med syftet aft styra mangden N. Utfallningarna inte anvands direkt for aft styra kvaliteten. Ventilfjadrar och andra fjadrar tillverkas genom 16 17 slackning, anlOpning, darefter kallindning, men vid den tidpunkten, hindrar upplOst kvave fargdeformationen och minskar spanningsgransen. Av den anledningen ar kallindningsfOrmagan fOrsamrad. DarfOr blir effekten genom tillsats av Nb och bilning av nitrider vid hog temperatur, att upplost kvave i stalmatrisen minskar och att kallindningsfOrmagan fOrbattras.

[0044]Vidare, ar tillsats av en liten mangd Nb ocksa effektiv fOr att dampa V och andra oupplOsta sfariska karbider inblandade som oundvikliga fOroreningar. V ar ett amne vilket ar effektivt for att forbattra motstandet mot varmerelaterad avmjukning 10 vid nitrering och det yt-narmsta lagrets hardhet. Men om mangden tillsatt V blir stiirre, ar V-nitrider, V karbider, och V kolnitrider ofta inte tillrackligt losta, aven vid patentering, slackning och andra varmningar, som Ors for att fa en austeniffas, fOr tillverkning av dragen varmebehandlad staltrad fOr hOghallfasthetsfjaderanvandning. OupplOsta sfariska karbider av V vaxer frail karnorna av det V-baserade nitriderna, bildade vid tiden av normal hog temperatur. Som ett resultat, kvarstar oupplOsta sfariska karbider och lindningsfOrmagan fOrsamras. Av den anledningen, ar det nodvandigt att dampa mangden tillsatt V, nar oupplOsta sfariska karbider undertrycks. I den foreliggande uppfinningen var V inte ett nodvandigt amne.

[0045]Som motsats till detta, bildar Nb-nitrider vid hc3gre temperatur an V. Av den anledningen undertrycker Nb bildandet av V nitrider i staltillverkningsfOrfarandet. Det vill saga, Nb bildar nitrider i hOgtemperatur regionen, dar V upplOses och inte bildar nitrider. Vidare vid hog temperatur dar V nitrider bildas konsumerar Nb kvave, sa all bildandet av V nitrider fOrsvaras, aven vid kylning. Av den anledningen ar 25 tillsats av en liten mangd Nb synnerligen effektiv for att dampa oupplOsta sfariska karbider och sakra lindningsformagan vid tillsats av stor mangd V.

[0046]Om mangden tillsatt Nb ar stOrre an 0,015 %, blir varmduktiliteten fOrsamrad och defekter och andra problem vid valsning framtrader lattare. Av den anledningen, ar mangden tillsatt Nb satt till 0,015 % eller mindre, fOretradesvis 0,0 % eller mindre, mer fOredraget 0,005 % eller mindre, mest fOredraget mindre an 0,001 %.

Daremot, syns effekten av Nb vid styrning av mangden N i fjaderstalet fran 0,0005 %, sa vid tillsatts av Nb, ar 0,0005 % eller mer att foredra. Vidare nar V etc. 17 18 tillsatts, ar tillsats av en liten mangd Nb mer effektivt. Ett interval' om 0,003 till 0,012 % ar att fOredra. Vidare, ar ett intervall om 0,005 till 0,009 % mer fOrdelaktigt. Effekten uppnas aven vid 0,005 till 0,001 %.

[0047]1,4 % 5Cr+V ?. 2,6 % I den fOreliggande uppfinningen, ar V inte avsiktligt tillsatt. Men, som fOrklarats ovan, har tillsats av en liten mangd V effekt pa forfiningen av den tidigare austeniten och bildandet av restaustenit. Genom aft noggrant styra summan av mangden tillsatt Cr och V med avseende pa V, ar det mojligt att Oka hallfastheten fOr att Ora 10 ytskiktshardheten efter nitrering och den innerhardheten lamplig for hOghallfasthetsfjadrar.

[0048]Cr och V ar bada amnen som fOrhindrar mjukning vid varmning genom glodgning eller nitrering etc. utfOrd efter fjaderlindning, det viii saga delvis sa kallat varmerelaterat motstand mot avmjukning. I synnerhet nitrering orsakar, nitrider att falla ut vid den nitrerade delen av ytskiktet for att darigenom fOrbattra ythardheten och Oka nitreringseffekten. Vidare aven vid insidan, dar nitrering inte sprider sig, dampas sonderfall av karbider. Daremot ar Cr och V bada amnen som underlattar bildandet av oupplesta sfariska karbider. Cr upplbses i cementiten for att Oka 20 bestandigheten, sá att upplOsningen av cementit dampas i varmningssteget kir upplOsning av cementit (varmning vid tiden for patentering och varmning vid tiden for slackning), kvarstar ofta som oupplOsta sfariska karbider. Vidare, har V ocksa en upplOsningstemperatur fOr uffallningarna, som ar hOgre an A3 punkten for stal, sá V kvarstar iatt som oupplOsta sfariska karbider.

[0049]Om det totala innehallet av Cr och V, det vill saga, Cr+V, ar mindre an 1,4 6)/0, avtar ythardheten av hOghallfasthetsfjadern under HV750 och den innerhallfastheten avtar under HV570. Av den anledningen, ar Cr+V fOretradesvis 1,4 % eller mer. Vidare, ar 1,5 % eller mer all fOredra. Daremot, lamnar Overdriven tillsats Cr+V, av mer an 2,6 %, stora mangder oupplOsta sfariska karbider, vilket leder till att lindningsfbrmagan forsamras. Darfor, ar 2,6 % satt till den Ovre gransen. Vidare, ar Cr+V fOretradesvis 2 % eller mindre, mer fOredraget 1,8 % eller mindre.

[0050]0,7% 5Mn+V% 18 19 Mn och V ar amnen vilka forbattrar slackningsfOrmagan och vilka dessutom har en stor effekt pa bildandet av restaustenit. Om mangden Mn är stare an den fOreskrivna mangden, Okar mangden av restaustenit. DarfOr, har summan av bade Mn och V, vilka fOrekommer som oundvikliga fOroreningar, en direkt pAverkan pa 5 austenits beteende. Det ar inte bara bearbetningsfbrmagan som paverkas, utan aven strackgransen paverkas kraftigt. Tillracklig hallbarhet kan inte sakras.

[0051]Av den anledningen, ar det totala innehallet av Mn och V, det viii saga Mn+V, satt till 0,7 till 1,3 % i den fOreliggande uppfinningen. For aft sakra ett 10 volymsmatt pa Over 6 % av restaustenit, maste den lagre grAnsen for Mn+V sattas till 0,7 % eller mer.

[0052]Som fOljd orsakar transformationsinducerad plasticitet aft segheten fOrbattras och mOjliggor aft kallindningsfOrmagan sakras. Daremot maste den Ovre 15 gransen av Mn+V sattas till 1,3 % eller mindre, for aft Ora restaustenit volymsmatt 15 % eller mindre. PA grund av detta Ar bildandet av bearbetningsinducerade martensit, som en RV av slagmarken vid kallindning, undertryckt och lokal fOrsprOdning kan fOrhindras.

[0053]Mo: 0,05 till 0,30 % Mo ar ett amne vilket fOrbAttrar slackningsformagan. Vidare ar Mo ocksa extremt effektiv for aft forbattra motstandet mot varmerelaterad avmjukning. I synnerhet i den fareliggande uppfinningen kan 0,05 % eller mer av Mo tillsattas, for att ytterligare fOrbattra motstandet mot varnnerelaterad avmjukning. Vidare ar Mo ett 25 amne vilket bildar Mo-baserade karbider i stalet. Temperaturen vid vilken de Mobaserade karbiderna faller ut ar lagre an temperaturen vid vilken V-karbider etc. faller ut. Av den anledningen ar tillsats av en lamplig mangd Mo ocksa effektiv for aft dampa fergrovning av karbider. Tillsats av 0,10 % eller mer av Mo ar aft fOredra. Daremot cm mangden tillsatt Mo ar mer an 0,30 %, bildas iatt en underkyld struktur, 30 vid varmvalsning, och patentering fore dragning etc. Darfor for aft dampa bildandet av en underkyld struktur, orsakande sprickbildning eller tradbrott vid dragning, ar den ovre gransen av mangden Mo satt till 0,30 % eller mindre, fOretradesvis 0,25 % eller mindre. Vidare om mangden Mo ar stor, vid patentering, blir tiden fram till slutet pa perlitOvergangen langre, sa mangden Mo satts fOretradesvis till 0,20 % eller mindre. 19 Dessutom fOr aft fOrkorta patenteringstiden och stabilt stoppa perlitOvergangen ar 0,15% eller mindre aft fOredra.

[0054]W: 0,05 till 0,30 % W i likhet med Mo ar ett amne vilket ar effektivt fOr all forbattra slackningsfOrmagan och motstandet mot varmerelaterad avmjukninng och ar ett amne vilket utfalls i stalet som karbider. I synnerhet i den foreliggande uppfinningen tillsatts 0,05 % eller mer W for aft fOrbattra motstandet mot varmerelaterad avmjukning.

[0055]Daremot om W tillsants i (WeltOd bildas en underkyld struktur vilken orsakar sprickbildning eller tradbrott vid dragning, sa mangden W maste sattas till 0,30 °A) eller mindre.

[0056]Dessutom med tanke pa enkelheten vid varmebehandling etc. ar mangden W fOretradesvis 0,1 till 0,2 %, mer fOredraget 0,13 till 0,18%.

[0057]0,05 % sMo+M 0,5 % Mo och W ar amnen vilka ar effektiva for all fOrbattra motstandet mot 20 varmerelaterad avmjukning. Om !Dada tillsants i kombination med varandra dampas tillvaxten av karbider och motstandet mot varmerelaterad avmjukning kan anmarkningsvart farbattras jamfort med vid tillsats av enbart Mo eller W. I synnerhet fOr att forbattra motstandet mot varmerelaterad avmjukning vid varmning till 500 °C maste Mo+W sattas till 0,05 % eller mer, fOretradesvis 0,15 % eller mer.

Daremot om Mo+W ar Over 0,5 %, vid varmvalsning och patentering fore dragning etc., bildas en sa kallad underkyld struktur av martensit, bainit, etc. For aft dampa bildandet av en underkyld struktur som orsakar sprickor och tradbratt vid dragning, ar den Ovre gransen av MO+W satt till 0,5 % eller mindre, fOretradesvis 0,35 °A eller mindre.

[0058]Harnast kommer Mg, Ca, och Zr all fOrklaras.

Mg: 0,002 % eller mindre Mg bildar oxider i smalt stal vid hOgre temperatur an temperaturen for bildandet av MnS. Vid tidpunkten for bildandet av MnS, ar den redan narvarande i 21 det smalta stalet. Darfor kan Mg anvandas som karna for uffallning av MnS. Detta har tillfoljd att fordelningen av MnS kan styras. Vidare ar Mg-baserade oxider trotts alit fint fOrdelade i fOrdelningsantal i det smalta stet, pa sa satt att MnS som bildas runt karnor av de Mg-baserade oxiderna ar fint fOrdelade i stalet, jamfOrt med Si- och 5 Al-baserade oxider vilka ofta framtrader i konventionellt stal. DarfOr varierar MnS fordelningen beroende pa narvaron av M, aven om S innehallet ar det samma. Tillsats av dessa gar MnS korsstorleken finare. Genom aft Ora MnS fint fardelad ar det majligt aft betrakta MnS som harmlas vad galler MnS som utgangspunkt for utmattning. Tillracklig effekt uppnas vid sma mangder. FOretradesvis skall Mg 0,0002 % eller mer, mer fOredraget 0,0005 % eller mer, tillsattas.

[0059]Med tillsats av mer an 0,001 %, ar det dock svart for Mg att kvarsta i det smalta stalet, det ar en effekt av oxid kompositionen och mangden framtradande oxider som utgOr utgangspunkter for utmattning blir stOrre, sa 0,002 % Mg ar den Ovre gransen. DarfOr, sattes den c5vre gransen av mangden tillsatt Mg till 0,002 %, faretradesvis 0,0015 % eller mindre. Vidare nar det galler fjaderstal jamfOrt med annat stal for konstruktionsanvandning, ar mangden av tillsatt S undertryckt, med tanke pa utbytet etc., ar 0,001 % eller mindre aft fOredra. Vidare, vid anvandning fOr hOghallfasthetsventilfjader, ar inneslutningskansligheten hog, sa Mg har effekten av 20 aft farbattra korrosionsmotstandet och motstandet fOr aft skjuta upp frakturferebyggande valsnings sprickor pa grund av effekten av fOrdelningen av MnS etc. Tillsatts av sa sma mangder som mOjligt i det extremt snava intervallet 0,0002 till 0,001 ar aft fOredra.

[0060]Ca: 0,002 % eller mindre Ca ar ett oxid- och sulfidbildande amne. I fjaderstal Or Ca, sa aft MnS blir sfarisk och darigenom dampas utstrackningen av MnS, som tjanar som initierande stallen for utmattning och andra frakturer, vilket gor MnS harmlOs. Effekten liknar effekten av Mg. Tillsats av 0,0002 % eller mer ar aft fOredra. Vidare ar inte bara 30 utbytet daligt, aven om mer an 0,002 % tillsatts, utan oxider och CaS och andra sulfider bildas dessutom och problem vid tillverkning och fOrsamring av fjaderutmattningshallbarhetsegenskaperna faljer, sa mangden sattes till 0,002 % eller mindre. Med tanke pa mangden tillsatt, cla inneslutningskansligheten ar hog vid 21 22 anvandning kir hOghallfasthetsventil, ar den fOrdelaktiga mangden fOretradesvis 0,0015 % eller mindre, mer fOredraget 0,001 %.

[0061]Zr: 0,003 % eller mindre Zr ar ett oxid-, sulfid-, och nitridbildande amne. I fjaderstal ar oxiderna fint fordelade, och pa samma satt som med Mg bildar de karnor for utfallning av MnS, och kan pa sá satt Ora MnS fint fordelad. Till fOljd av detta ar det mOjligt all fOrbattra utmattningshallbarheten och vidare Oka duktiliteten for aft darigenom fOrbattra lindningsfOrmagan. Foretradesvis tillsatts 0,0002 % eller mer. Vidare aven om mer an 0,003 % tillsatts ar inte bara utbytet lagt, utan oxider och ZrN, ZrS, och andra nitrider och sulfider bildas och problem vid produktion eller nedbrytning av fjader hallbarhetsegenskaperna fbranleds, sa mangden ar satt till 0,003 % eller mindre. Tillsatt mangd ar ftiretradesvis 0,0025 % eller mindre. Dessutom har Zr effekten aft fOrbattra lindningsformagan genom styrning av sulfiderna, sá tillsatsen ar fOrdelaktig kir hOghallfasthetsventilfjadrar, men for aft minimera effekten av inneslutningar, ar undertryckning till 0,0015 °A eller mindre aft foredra.

[0062]Noter att ovan frivilligt tillsatta kemiska sammansattningar, om den innehaller sma mangder, inte forsamrar effekten hos staltradens som innefattar den 20 kemiska grundsammansattningen i fOreliggande uppfinning.

[0063]Harnastkommermetallstrukturenhosstaltraden,for hOghallfasthetsfjaderanvandning i den fOreliggande uppfinningen, aft fOrklaras.

[0064]Oupplosta sfariska karbider OupplOsta sfariska karbider utgOr en viktig roll nar det galler all sakra hallfastheten hos staltraden for hoghallfasthetsfjaderanvandning. Daremot orsakar narvaron av oupplOsta sfariska karbider aft lindningsfOrmagan fOrsamras. Vidare orsakar grova karbider dessutom aft utmattningsegenskaperna fOrsamras. Darfor ar det nOdvandigt aft dampa oupplOsta sfariska karbider vid lindning och efter slutgiltig nitrering skapa en uniform spridning av fina karbider for aft losa problemet i fOreliggande uppfinning. 22 23

[0065]Staltraden for haghallfasthetsfjaderanvandning i fareliggande uppfinningen har en lang storlek av oupplasta sfariska karbider av 0,2 pm eller mindre som undertryckts vid fargrovning. De oupplasta sfariska karbiderna ar redan narvarande efter valstrads valsning (det viii saga fardragen staltrad).

Oupplasta sfariska karbider ar svara att fa aft overga i lesning i den senare varmebehandlingen (patentering, bildande av bearbetningsvarme vid dragning, och seghardning, till exempel). lbland vaxer de snarare under dessa varmebehandlingssteg och fargrovas. Det viii saga ibland agerar oupplasta sfariska karbider i fardragen staltrad karnor far fargrovning av sig sjalva.

Av den anledningen ar det viktigt att i sa stor utstrackning som majligt minska oupplosta sfariska karbider vilka ar narvarande i den fardragna staltraden for att begransa fargrovningen av oupplasta sfariska karbider hos staltraden efter varmebehandling (varmebehandlad staltrad). Pa grund av det ovanstaende har definitionen "oupplasta sfariska karbider" en viktig mening inte bara for fardragen staltrad far haghallfasthetsfjaderanvandning enligt fareliggande uppfinning, utan ocksa for dragen varmebehandlad staltrad for haghallfasthetsfjaderanvandning.

[0066]Styrkan i staltraden for hoghallfasthetsfjaderanvandning i fareliggande uppfinning akar genom tillsatts av C, tillsats av Mn och Cr, vidare tillsats av Mo, W, 20 och andra sá kallade legeringsamnen. Nar stora mangder C och i synnerhet Cr och andra legeringsamnen, vilka bildar nitrider, karbider, och kolnitrider, tillsatts kvarstar sfariska cementitkarbider och legeringsbaserade karbider läft i stalet. Sfarisk cementitkarbid och legeringsbaserade karbider ar oupplasta sfariska karbider som inte loses upp i stalet under varmning vid varmvalsning.

[0067]Notera aft i foreliggande uppfinning kommer bade sfariska legeringsbaserade karbider och sfariska cementitkarbider att refereras till som sfariska karbider. I stalet finns nalformade karbider motsvarande nalformsstrukturen hos anlapt martensit, men dessa nalformade karbider inkluderas inte i de sfariska 30 karbiderna i den fareliggande uppfinningen. Nalformade karbider finns inte narvarande direkt efter slackning utan faller ut under valsningsforfarandet. Den anlepta martensitstrukturen ar en struktur lamplig far aft uppna bade styrka och seghet och bearbetningsformaga. Nalform ar i viss mening den ideala formen for karbider. 23 24

[0068]Strangt draget kan bearbetningsfOrmagan ocksa fOrsamras om karbider med en del andel av 2 eller mer (nalformade karbider) fOrgrovas. Men i sjalva verket blir nalformade karbider fOrgrovade nar anlOpningstemperaturen ar hog eller nar bibehallningstiden vid anlOpning ar extremt lang. Effekten hos prestandan ar att styrkan och hardheten blir otillracklig. Problem uppstar i andra omraden an med oupplOsta sfariska karbider. FOrgrovade nalformade karbider bildas inte i den 2100 MPa eller sa starka staltraden, innefattad i den fOreliggande uppfinningen. DarfOr omfattas inte nal-formade karbider i den fOreliggande uppfinningen. Som forklarats ovan ar de uffallda karbiderna normalt oupplOsta, men i fOreliggande uppfinning har termen "oupplOst" lagts till. Detta betonar bara deras oupplOsta karaktar. I den fOreliggande uppfinningen ar "oupplOsta sfariska karbider" och "sfariska karbider" synonyma.

[0069]OupplOsta sfariska karbider kan observeras med svekelektronmikroskop (SEM) genom polering av ett prov erhallet fran fOrdragen staltrad eller dragen varmebehandlad staltrad, for hOghallfasthetsfjaderanvandning, till spegelglans och etsning av provet genom pikral- eller elektrolytisketsning. Vidare kan sfariska karbider observeras genom modellfOrfarande med 20 transmissionselektronmikroskopi (TEM).

[0070]Figur 1 visar ett exempel av en strukturell SEM-bild av ett prov efter elektrolytisketsning. I den strukturella bilden i figur 1 observeras att stalets matris har tva typer av strukturer, det vill saga, nalformade strukturer och sfariska strukturer. 25 Bland dessa ar de nalformade strukturerna anlOpt martensit bildad genom seghardning. Daremot ar de sfariska strukturerna karbider 1 som har fatt sin sfariska form genom att de inte har lOsts upp i stalet genom att dessutom goras sfariska genom seghardning genom anlOpning i olja eller induktionshardningsbehandling (oupplOsta sfariska karbider) pa grund av varmning genom varmvalsning. Sfariska 30 karbider kan observeras vid framre anden av pilen i figur 1.

[0071]Oupplosta sfariska karbider med en cirkelekvivalent diameter av mindre an 0,2 pm 24 I fOreliggande uppfinning paverkar oupplOsta sfariska karbider egenskaperna hos den dragna varmebehandlade staltraden for hOghallfasthetsfjaderanvandning och styrs darfOr i storlek enligt fOljande: Notera att jamfort med tidigare kand teknik ar finare sfariska karbider dessutom definierade for aft uppna hOgre prestanda och 5 bearbetningsfOrmaga, i fOreliggande uppfinning. Sfariska karbider men en cirkelekvivalent diameter av mindre an 0,2 pm ar extremt effektiva kir aft sakerstalla styrkan och motstand mot varmerelaterad avmjukning hos stalet.

[0072]Daremot bidrar sfariska karbider med en cirkelekvivalent diameter om 10 0,2 pm eller mer inte till att fOrbattra styrkan och motstand mot varmerelaterad avmjukning och graden av kallindningsfOrmaga. Av den anledningen ar fOreliggande uppfinning kannetecknad av att inte tillata bildandet av sfariska karbider med en cirkelekvivalent diameter om 0,2 pm eller mer.

FOrdragen staltrad och dragen varmebehandlad staltrad, i fOreliggande 15 uppfinning, ar kannetecknade av aft oupplOsta sfariska karbider har en cirkelekvivalent diameter av mindre an 0,2 pm. Till foljd av detta ar det mOjligt att sakra styrka och samtidigt sakra bearbetningsfOrmaga.

Som forklarats ovan maste fOrdragen staltrad patenteras, dras och varmas, seghardas, eller pa annat satt varmebehandlas, sa att oupplOsta sfariska karbider 20 kan vaxa och fOrgrovas. Av den anledningen ar den cirkelekvivalenta diametern hos oupplOsta sfariska karbider i fOrdragen staltrad foretradesvis gjord mindre an 0,2 pm. Fran resultaten av uppfinnarnas experiment har den cirkelekvivalenta diametern av oupplOsta sfariska karbider, hos fOrdragen staltrad, bekraftats kunna minskas till 0,18 pm eller mindre. Vidare ar det ocksa bekraftat aft om valsamnets tillverkningstemperatur satts till 1250 °C eller mer, kan diametern goras 0,15 pm eller mindre.

[0073]Har kommer fOrfarandet fOr matning av den cirkelekvivalenta diametern och densiteten, av foreliggande sfariska karbider, aft forklaras. Eft prov som har tags fran staltraden, for hOghallfasthetsfjaderanvandning, poleras och etsas elektrolytiskt.

Notera att det observerade omradet ar slumpmassigt utvalt nara mitten av radien hos den varme behandlade valstraden (staltraden), det vill saga, den sa kallade "1/2Rdelen", fOr att undanrOja speciella forhallanden sa som avkolning och segregation i mitten. Vidare ar matarean 300 pm2 eller mer. Vid elektrolytisketsning ar ytan av 26 provet korroderat genom elektrolys i en elektrolytisklOsning (en blandning av acetylaceton 10 mass %, tetametylammoniumklorid 1 mass %, och en jamvikt av metylalkohol) dar provet anvands som anod och platina som katod och dar en strOmgenerator med en lagre potential anvands. Potentalen blir konstant vid en potential som ar lamplig for provet i intervallet -50 till -200 mV vs SCE. Det är aft fOredra att potentialen blir konstant vid -100 mV vs SCE, for staltraden i den foreliggande uppfinningen.

[0074]Mangden anvand strOmstyrka kan bestammas av den totala ytarean av 10 provet x 0,133 [c/cm2]. Notera aft inte bara den polerade ytan utan ocksa ytan av provet inbaddat i harts laggs till den totala ytarean av provet.

Strommen slas pa och provet bibehalls i 10 sekunder sedan slas strOmmen av och provet rengOrs.

[0075]Efter det observeras provet med SEM och en strukturellbild av de sfariska karbiderna tags. I SEM:en fOrefaller strukturen av de sfariska karbiderna relativt vit, och har en andel (del andel) av stOrsta storlek (rang storlek) och en minsta storlek (kort storlek) av 2 eller minde, sfariska karbider. Forstoringen av bilden tagen med SEM är X1000 eller mer, varvid X5000 till X20000 att fOredra. Som matningspositioner valdes 10 fait siumpmassigt ut vid en tjocklek av omkring 0,5 till 1 mm fran ytan av valstraden, de segregerade mittendelarna undviks. SEMstrukturbilden behandlades med bildbehandling for aft mata den minsta storleken (kort storlek) och den stOrsta storleken (langstorlek) av de sfariska karbiderna observerade i matomradet och den cirkelekvivalenta diametern beraknas. Den 25 cirkelekvivalenta diametern är diametern nar arean, beraknad genom bildbehandling, hos en oupplOst karbid i ett omrade vidare konverterad till en cirkel med samma area. Vidare är det ocksa mOjligt att mata densiteten av narvarande sfariska karbider med en cirkelekvivalent diameter av 0,2 pm eller mer observerade i matomradet.

[0076]MetalstrukturhosfOrdragenstaltradfor hOghallfasthetsfjaderanvandning och dragen varmebehandlad staltrad Metal strukturen hos dragen varmebehandlad staltrad for haghallfasthetsfjaderanvandning, enligt fOreliggande uppfinning, innefattar i volymsmatt Over 6 % till 15 % av restaustenit och en balans av anlOpt martensit. Fina 26 27 inneslutningar är tillatna. De "fina inneslutningarna" är oxider och sulfider. Oxiderna ar deoxidationsprodukter av Al och Si etc., varvid sulfiderna motsvara MnS, CaS, etc. Vidare innehaller jamvikten av den anlOpta martensitstrukturen ocksa oupplOsta sfariska karbider i sma mangder.

[0077]Den tidigare austenit kornstorleken i strukturen är #10 eller mer, varvid den cirkelekvivalenta diametern av de sfariska karbiderna ar mindre an 0,2 pm. Vidare utgOr perlitstrukturen 90 % eller mer, foretradesvis 95 % eller mer, mer foredraget 98 % eller mer, av metall strukturen hos ferdragen staltrad, for hOghallfasthetsfjaderanvandning, enligt fOreliggande uppfinning. En signifikant 100 % perlitstruktur är ideal.

[0078]Tidigare austenit kornstorleksnummer: #10 eller mer StrukturenhosdragenvarmebehandladstaltradfOr 15 hOghallfasthetsfjaderanvandning i den threliggande uppfinningen innefattas huvudsakligen av anlOpt martensit. Tidigare austenit kornstorlek har stor effekt pa egenskaperna. Det vill saga utmattningsegenskapema och formbarheten fOrbattras till WO av fOrfining av den tidigare austenit kornstorleken som en effekt av kornstorleksminskning. I den fOreliggande uppfinningen ar den tidigare austenit kornstorleken gjord #10, for att uppna tillrackliga utmattningsegenskaper och formbarhet.

[0079]FOrfining av tidigare austenit ar synnerligen effektivt fOr all fOrbattra egenskapernahosdragenvdrmebehandladstaltradfor 25 hOghallfasthetsfjaderanvandning. Det tidigare austenit kornstorleksnumret ar foretradesvis gjord #11, mer foredraget #12. For all fOrfina kornstorleken av tidigare austenit, ar det effektivt att minska varmningstemperaturen vid slackning. Notera att "tidigare austenit kornstorleksnummer" ar baserat pa JIS G 0551. Om slackning utfOrs genom minskning av varmningstemperaturen och fOrkortning av tiden kan den tidigare austenit kornstorleken fOrfinas, men orimligt lag temperatur och kort behandlingstid Okar inte bara mangden oupplOsta sfariska karbider, utan resulterar ibland ocksa i otillrdcklig austenit omvandling i sig och slackning i tva faser. Motsatt minskas ibland formbarheten och utmattningsegenskaperna. Av den anledningen ar vanligtvis #13,5 den Ovre gransen. 27 28

[0080]Restaustenit: Over 6 % till 15 % (volymenhet) MikrostrukturenhosdragenvarmebehandladstaltradfOr hOghallfasthetsfjaderanvandning innefattar efter seghardning, anlept martensit, restaustenit, och en liten volymsfraktion av inneslutningar (har ar de beskrivna utfallningarna ocksa inkluderade i inneslutningarna). Restaustenit ar effektiv for att fbrbattra kallindningsformagan. Volymenheten av restaustenit ar gjord 6 %, fOretradesvis 7 % eller mer, mer fOredraget 8 % eller mer, for att sakra kallindningsfOrmagan, i fOreliggande uppfinning.

[0081]Daremot om restaustenit Overskrider volymsmattet 15 %, orsakar martensit, vilken bildats till fOljd av arbetsinducerad omvandling, att kallindningsegenskaperna avtar. DarfOr ar volymsmattet av restaustenit satt till 15 % eller mindre, fOretradesvis 14 % eller mindre, mer fbredraget 12 % eller mindre.

Volymsmattetavrestaustenitkanbestammasmed rOntgendiffraktionsfOrfaranden och magnetiska matfOrfaranden. De magnetiska maffOrfarandena mOjliggor enkel matning av volymsmattet restaustenit, sá det ar det fOredragna mafferfarandet. Har ar volymsmattet matt, men de erhallna uppgifterna ar de samma som mattet pa arean.

[0082]Noter att restaustenit ar mjukare an anlOpt martensit, vilket minskar strackgransen. Vidare ar den omvandlingsinducerade plasticiteten anvand for att fOrbattra formbarheten, vilket bidrar anmarkningsvart till att fOrbattra kallformbarheten. Daremot kvarstar ofta restaustenit i de segregerade delarna, 25 tidigare austenit korgranser, och omraden klamda av hangkornen, sá att martensit vilken bildas genom arbetsinducerad fasomvandling (arbetsinducerad martensit) blir utgangspunkten for brott. Vidare, om restaustenit Mar, avtar anlOpt martensit proportionellt. 30 [0083]Av den anledningen har tidigare minskning i styrka och kallindningsfOrmaga, till fbljd av restaustenit, betraktats som ett problem. Men i haghallfasthets staltradar pa Over 2000 MPa, blir mangden tillsatt C, Si, Mn, Cr, etc. stOrre vilket gbr nyttjande av restaustenit extremt effektivt for att forbattra kallindningsfOrmagan. Vidare har ny hog prestanda fjaderbearbetningsteknologi gjort 28 29 det mOjligt att dampa fOrsamringen av formbarhetsegenskaperna aven om delar med hog hardhet bildas lokalt pa grund av bildandet av bearbetningsinducerade martensit vid form ning av fjadern.

[0084]Harnast kommer de mekaniska egenskaperna hos dragen varmebehandlad staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning aft fOrklaras.

For att minska storleken och for att Ora fjadern lattare ar det effektivt aft Ora den mer hallfast. Vidare kravs att fjadern har Overlagsen utmattningshallfasthet. I den fOreliggande uppfinningen tillverkas hOghallfasthetsfjader genom bojning av materialet hos dragen varmebehandlad staltrad, for hOghallfasthetsfjaderanvandning, till Onskad form darefter nitreras, kulbombas, eller pa annat sail hardas ytan. Vid nitrering ar fjadern varmd till 500 °C eller sa, vilket gOr all fjadern ibland ar mer uppmjukad an materialet hos dragen varmebehandlad staltrad, for hOghallfasthetsfjaderanvandning.

[0085]DarfOr ar det nOdvandigt aft sakerstalla strackgranserna for material hos dragen varmebehandlad trad, for hOghallfasthetsfjaderanvandning, for aft Oka hallfastheten hos fjadern och fOrbattra utmattningsegenskaparna. Vidare kravs kallindningsfOrmaga Mr aft dragen varmebehandlad staltrad, for hOghallfasthetsfjaderanvandning, skall kunna bearbetas till Onskad form, sa den Ovre gransen for strackgransen maste begransas.

[0086]Strackgrans: 2100 till 2400 MPa Om fOrdragen varmebehandlad staltrad, kir hoghallfasthetsfjaderanvandning, hardad vid ytan genom nitrering etc., har stor strackgrans ar det mOjligt aft fOrbattra utmattningsegenskaperna och eftergivningsegenskapen hos fjadem. I den fOreliggande uppfinningen ar strackgransen hos dragen varmebehandlad staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning gjord 2100 MPa eller mer, fbr aft fOrbattra fjaderns utmattningsegenskaper och eftergivningsegenskap.

Vidare desto stOrre strackgrans dragen varmebehandlad staltrad for heighallfasthetsfjaderanvandning har, desto battre utmattningsegenskaper far fjadem, sa dragen varmebehandlad staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning har en strackgrans pa foretradesvis 2200 MPa eller mer, mer fOredraget 2250 MPa eller mer. 29

[0087]DaremotomdragenvarmebehandladstaltradfOr hOghallfasthetsfjaderanvandning har fOr stor strackgrans avtar kallindningsformagan sá strackgransen sails till 2400 MPa eller mindre.

[0088]Strackgrans (om strackgrans inte kan observeras, pavisar 0,2 % provspanning): 1600 till 1980 MPa I den foreliggande uppfinningen betyder strackgransen eller strackpunkten av dragen varmebehandlad staltrad, fOr hoghallfasthetsfjaderanvandning, den hOgsta 10 strackgransen nar en strackpunkt ses pa spannings/tOjningskurvan i ett en-axligt draghallfasthetstest och 0,2 % pavisar spanning nar ingen strackpunkt syns. FOr att sakra styrkan och eftergivningsmotstandet hos fjadern, vilken elastiskt deformeras genom upprepad spanning, ar okad strackgrans att fOredra. For att Oka strackgransen hos fjadern ar det att fOredra att Oka strackgransen hos materialet det 15 viii saga dragen varmebehandlad staltrad, fOr heighallfasthetsfjaderanvandning.

[0089]Daremot,omdragenvarmebehandladstaltradfor hOghallfasthetsfjaderanvandning far stor strack grans blir kallindningsfOrmagan ibland forsamrad. DarfOr har dragen varmebehandlad staltrad fOr 20 hOghallfasthetsfjaderanvandning fOretradesvis en strackgrans pa 1600 MPa eller mer, for all sakra fjaderns styrka och eftergivningsegenskap.

[0090]FOr all ge ytterligare hOgre hallbarhet ar 1700 MPa eller mer att fOredra.

Daremot om strackgransen Overskrider 1980 MPa, ar kallindningsfOrmagan ibland forsamrad sá strackgransen ar fOretradesvis satt till 1980 MPa eller mindre.

Notera all det ar att fOredra all minska volymsmattet av restaustenit fOr aft Oka strackgransen hos materialet med samma strackgrans direkt efter snabb seghardningavdragenvarmebehandladstaltradfOr htighallfasthetsfjaderanvandning.

[0091]Vickers hardhet efter nitrering genom bibehallning vid 500 °C i 1 timme: Ytskiktshardhet HW750, innerhardhet HW.570 En hOghallfasthetsfjader forbattras i ytskiktshardhet vid nitrering, van/id insidan uppmjukas. Till exempel vid tau gasnitrering vid 500 °C var det svart att 31 dampa uppmjukning av insidan av dragen varmebehandlad staltrad, for hOghallfasthetsfjaderanvandning, om den konventionella varmningstemperaturen blir 500 °C. Dragen varmebehandlad staltrad for hUghallfasthetsfjaderanvandning, i den fc5religgande uppfinningen, har utmarkt motstand mot varmerelaterad avmjukning och 5 mOjliggiir sakerstallande av fjaderns utmattningsegenskaper och eftergivningsegenskapen efter varmning vid 500 C.

I den fOreliggande uppfinningen ar ytskiktshardheten och den innerhardheten efter mjuk gasnitrering definierad.

[0092]Ytskiktshardheten satts till mikro Vickershardheten vid ett djup av 50 till 100 pm fran ytskiktet med Vickershardheten 750 eller mer. Om Vickershardheten ar 750 eller mer, blir ytskiktshardheten otillracklig och utmattningshallbarhet blir dessutom fOrsamrad, vilket gor aft kvarvarande spanning efter kulbombningen inte minskas tillrackligt. FOretradesvis ar ytskiktshardheten 780 eller mer.

[0093]Daremot mats innerhardhet Vickershardheten ibland vid slackning, nar temperaturen vid ytskiktet pa staltraden ar hOgre an inuti, vilket gor aft matning av den innerhardheten fOretradesvis gOrs vid en position av 500 m djup frail ytan. For aft sakerstalla eftergivningshallfasthetsegenskaperna och eftergivningsegenskapen, 20 skall Vickershardheten efter varmebehandling bibehallande traden vid 500 °C i 1 timme vara 570 eller mer. Vidare, ar 575 eller mer fOredraget.

Notera aft, den Ovre gransen for Vickershardheten efter bibehallning vid 500 °C i 1 timme for varmebehandling ar inte sarskilt definierat, men for aft fOrsakra att Vickershardheten fore varmebehandling inte Overskrids, satts den vanligtvis till 783 eller mindre.

[0094]Vidare är ytskiktet hos dragen varmebehandlad staltrad for hoghallfasthetsfjaderanvandningsomanvandssommaterialfor hOghallfasthetsfjadrar, hardat med kulbombning, nitrering, etc. Daremot ar 30 Vickershardheten vid en position av 500 pm djup fran ytan av hoghallfasthetsfjadern (innerhardhet) paverkad av varmning vid nitrering. Darfor kommer den innerhardheten aft variera beroende pa nitrerings temperatur vid verklig produktion av en fjader. 31 32

[0095] Notera att nar dragen varmebehandlad staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning, i den treliggande uppfinningen, anvands som ett material fOr produktion av hiighallfasthetsfjader, är den kallindad och nitrerad. Av den anledningen, avtar restaustenit nagot, vid ett djup av 500 pm fran ytan av 5 hOghallfasthetsfjadern, jamtrt med materialet fOr dragen varmebehandlad staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning.

Men den kemiska sammansattningen sfariska karbider och tidigare austenit kristallkornstorlek trutsatts vara lite paverkad av kallindning och nitrering. Dartr är den kemiska sammansattningen sfariska karbider och tidigare austenit 10 kristallkornstorlek hos htighallfasthets stal, tillverkad anvandande dragen varmebehandlad stAltrad for hoghdllfasthetsfjaderanvandning, i den framlagda uppfinningen, som ett material är samma kemiska komposition, sfariska karbider, och tidigare austenit kristall kornstorlek av dragen varmebehandlad staltra'd for hOghallfasthetsfjaderanvandning, i treliggande uppfinning.

[0096]Flarnast kommer trfarandet for produktion av dragen varmebehandlad staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning, i foreliggande uppfinning, aft trklaras. En stalgOt anpassad enligt trutbestamd kemisk sammansattning valsas for aft producera ett stalvalsamne av minskad storlek. Vidare varms valsamnet upp 20 varefter det varmvalsas for att erhalla fOrdragen staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning.Dentrdragnastaltradenfor hOghallfasthetsfjaderanvandning patenteras, formas och dessutom glOdgas den for aft Ora den harda ytan mjuk. Darefter dras, slacks och antps staltraden tr aft producera dragen varmebehandlad staltrad for hoghallfasthetsfjaderanvandning. 25 "Patenteringen" innebar varmebehandling for att Ora strukturen av stalet efter varmvalsning feint och perlit och Ors fOr mjukning av staltraden fore dragning. Efter dragning genomtrs anlOpning i olja, induktionshardningsbehandling, och seghardning for att justera staltradens struktur och egenskaper.

[0097]FOrfarandet fOr att forhindra trgrovning av sfariska karbider är viktigt vid produktion av trdragen staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning, i den treliggande uppfinningen. 32 33

[0098]I synnerhet nar innehallet av C och Cr ar hOgt, i den fOreliggande uppfinningen, ar det extremt viktigt att varma gOten eller valsamnet tillrackligt fore valsning i det stadiet och forenkla uffallning inne i stalet och att upplOsa de interna grova karbiderna (legeringskarbider och cementiter) och gOra materialet homogent.

For att fOrhindra bildandet av grova karbider, maste grova karbider vilka bildas i gOten eller valsamnet, upplOsas i stalet. Vidare, ar det nodvandigt att skapa uniform spridning stalet. Av den anledningen ar Okad varmningstemperatur att fOredra.

[0099]DarfOr ar gOten eller valsamnet gjord fOrst efter gjutning vid en 10 varmningstemperatur av 1250 °C eller mer. Till NA av det ar det mdjligt att Ora de oupplOsta sfariska karbiderna tillrackligt upplOsta. Av den anledningen, varmningstemperaturen och varmningstiden otillracklig vid varmningen efter efterfdljande valsning, patentering och slackning, sa oupplOsta sfariska karbider kvarstar lam men for att mOjliggora tillracklig upplOsning fran berjan, kan 15 dimensionerna hos de oupplosta sfariska karbiderna styras till mindre an 0,2 pm. Gotens varmningstemperatur skall vara 1270 °C eller mer.

[0100]Darefter ar valsamnet, vilket tillverkats genom valsning av gesten, vidare varmvalsat (valstrad ar valsad) for att tillverka fOrdragen staltrad fOr 20 hOghallfasthetsfjaderanvandning. Vid denna tid ar varmningstemperaturen av valsamnet satt till 1200 °C eller mer. FOretradesvis ska varmningstemperaturen av valsamnet sattas till 1250 °C eller mer.

Efter stalet utvunnits fran varmningsugnen, sjunker temperaturen och uffallningar tilltar. Av den anledningen ar det att fOredra att varmvalsning avslutas 25 inom 5 minuter, efter det at stalet utvunnits fran varmningsugnen. Genom ovan varmning av got och valsamne, ar de grova karbiderna i stalet homogent spridna och upplOsta och karbiderna kan uniformt fint fallas ut vid den senare uffallningen.

Notera att vid valsning av gOten till staltrad, utan att fOrst Ora ett valsamne, skall varmningstemperaturen fore valsning av goten sattas till 1250 °C eller mer, 30 fOretradesvis 1270 °C eller mer.

[0101]I ovanstaende fOrfarande ar det nOdvandigt att Ora storleken mindre for att undvika fOrgrovning for att dampa fOrgrovning av oupplOsta sfariska karbider hos staltraden efter varmebehandling aven om de oupplOsta sfariska karbidema, 33 34 vilka ar narvarande fore dragning (det viii saga, efter valstrads valsning), reduceras kraftigt eller om till exempel oupplosta karbider ar narvarande.

DarfOr ar det viktigt att Ora gOtvarmningstemperaturen och valsamnesvarmningstemperaturen tillrackligt hOg i valsningssteget for varmning fore dragning fOr att upplOsa karbider. Till fOljd av det kan storleken pa de sfariska karbiderna hallas liten. Valsningen av fjaderstal till en storlek av materialet fore dragning om cirka (1) 10 mm, slutfors flera minuter efter utvinning av valsamnet fran varmningsugnen. Av den anledningen, ar det viktigt att varma till 1200 °C eller mer nar effekten av valsamnets varmningstemperatur ar stor. Varmning till 1250 °C eller mer ar att fOredra. Varmning till 1270 °C eller mer ar mer fOredraget.

[0102]Efter valsning tags frac] upp i en spole och luftkyls enligt konventionellt fOrfarande. Av denna anledning innefattar vanligtvis mikrostrukturen av fordragen staltrad (staltrad efter valsning av valstrad), ferrit och perlit eller perlit med en hog perlitstruktur fraktion, eftersom mangden C ar hog. OupplOsta sfariska karbider ar narvarande i grundmaterialet.

[0103]Oupplosta sfariska karbider kan observeras genom all eft polerat och etsat detektionsprov observeras med SEM. OupplOsta karbider kan klart sarskiljdas 20 fran laminarcementit innesluten i perlitstrukturen hos grundmaterialet eftersom de ar sfariska. Naturligtvis kan storleken ocksa matas.

Pa grund av ovan namnda steg ar fOrdragen staltrad for fjaderanvandning (valsad valstrad) observerad.

[0104]Efter varmvalsning patenteras fOrdragen staltrad for fjaderanvandning.

Varmningstemperaturen vid patenteringen kan sattas till 900 °C eller mer for att underlatta upplOsning av karbider. En hOgre temperatur av 930 °C eller mer ar att foredra. Vidare ar 950 °C eller mer att foredra. Darefter kan traden patenteras vid 600 °C eller mindre. I fOrdragen staltrad for fjaderanvandning, i enlighet med fOreliggande 30 uppfinning, ar fOrfarandena for patentering och dragning inte begransade. Om konventionell patentering och dragningsfOrfarande for staltrad, kan samma behandling som vanligt ufforas.

Nar dragning av trad diametern och fordrad precision utesluts, kan patenteringssteget fore dragning uteslutas. I detta fall kan upplOsning av de 34 oupplOsta sfariska karbiderna framjas genom att varmningstemperaturen, i den senare fOrklarade slackning, gars Nig (till exempel, 970 °C eller mer).

[0105]Slackningen efter dragning utfOrs genom varmning till en temperatur av A3 punkten eller mer. FOr att framja upplosning av karbider, ar det att fOredra att Oka varmningstemperaturen vid slackningen. Vid slackningen satts varmningstakten fOretradesvis till 10 °C/ sek eller mer och bibehallningstiden vid temperaturen for A3- punketen eller mer ar fOretradesvis till 1 min till 5 min, for att dampa tillvaxten av karbider. For att dampa korntillvaxt av austenit, ar det att fOredra att fOrkorta bibehallningstiden. For att framja slackningen och martensit transformation Ors kylningstakten fOretradesvis 50 °C/sek till 100 C.

[0106]Kylmedlet vid slackningsforfarandet salts fOretradesvis till 100 °C eller mindre, mer fOredraget en lag temperatur om 80 °C eller mindre, for all exakt styra 15 mangden restaustenit, Ors kylvatsketemperaturen 40 °C eller mer i den fOreliggande uppfinningen. Valet av kylmedel ar inte sarskilt begransat sá lange som det ar en olja, ett vattenlOsligt slackningsmedel eller annat kylmedel som framjar slackning. Vidare kan kyltiden kortas pa samma salt som vid anlOpning i olja och induktionshardningsbehandling. Del ar att fOredra att undvika fOrlangd bibehallningstid vid lag temperatur for att kraftig minska restaustenit och sanka kylmedelstemperaturen till 30 °C eller mindre. Det vill saga det ar att fOredra att slackningen avslutas inom 5 minuter.

[0107]Efter slackning utfers anlOpning. Anlopning undertrycker tillvaxten av 25 karbider, sa det ar att fOredra all varmningstakten ar 10 °C/sek eller mer och att bibehallningstiden ar 15 minuter eller mindre. Bibehallningstemperaturen varierar pa grund av den kemiska sammansattningen och malet for hallfastheten, men materialet ar vanligtvis bibehallet vid 400 till 500 C.

[0108]FOrdragen staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning ar kallindad for att bearbetas till Onskade fjaderform, befriad fran spanning och nitrerad och kulbombning for att tillverka fjadern. 36

[0109]Den kallindade staltraden ateruppvarms genom spanningsavlastande glOdgning, nitrering, etc. Vid denna tidpunkt är insidan uppmjukad vilket medfOr att prestandan has fjadern avtar. I synnerhet i fOreliggande uppfinningen är tillracklig hardhet bevarad aven am nitrering utfors vid en hog temperatur av omkring 500 C. 5 Som ett resultat är det mOjligt att gOra mikro Vickershardheten vid ett djup av 500 pm fan ytskiktet av hoghallfasthetsfjadrar HV575 eller mer, for fOrdragen staltrad for hoghallfasthetsfjaderanvandning. Notera att mikro Vickeshardheten mats vid ett djup av 500 pm fran ytskiktet av fjadern for aft utvardera Vickershardhet has grundmaterialet som inte paverkats av nitrering och kulbombning vid hardning.

Exempel

[0110]Stal med den kemiska sammansattningen som visas i tabell 1-1 till 1-4 smalts i en 10 kg vakuumsmaltugn och gjuts for att erhalla got eller valsamne. Dessa vakuum smalta material varmpressades upp till (1)8 mm. Darefter varmdes materialen 15 som ar varmpressande upp till 8 mm, vid 1270 °Cx4 timmar. Vidare fOrfinas en del av provet i en 250 ton omvandlare, kontinuerligt gjutna for att farbereda gOten, sedan varmda vid 1270 °Cx4 timmar eller mer, sedan gjord till valsamnen med tvarsnitt 160mmx160 mm. Vidare valsas dessa fOr aft erhalla c1)8 mm valsad valstrad. Varmningstemperaturen av valsamnet fOre valsning sattes till 1200 °C eller mer.

[0111]En diameter av 8 mm av fOrdragen staltrad (valsad valstrad) Ors fOretradesvis till en enkelt dragen struktur genom patentering fore dragning. Varmningstemperaturen vid patentering är foretradesvis 900 °C eller mer sá tillracklig upplOsning av karbider etc. astadkoms. Patentering utfOrs genom varmning vid 9 25 °C darefter matas provet in i en strOmmande badd vid 600 °C. Efter patentering är staltraden dragen for aft erhalla en 4 mm diameter dragen valstrad. Pa detta satt genom varmning av gOten vid hOr temperatur varefter temperaturen i valsningsfOrfarande, patentering, och slackning Ors sa hog som mojligt ar det mOjligt aft dampa tillvaxt av oupplosta sfariska karbider och halla dimensionerna nere till 0,2 pm eller mindre.

[0112]For att anpassa strackgransen hos den patenterade och dragna staltraden, seghardas staltraden fOr att tillverka fOrdragen staltrad for fjaderanvandning. Notera aft det prov som brast under dragning inte var seghardat. 36 37 Seghardning gjordes genom varmning av dragen staltrad vid en varmningstakt av 10 °C/sek eller mer vid 950 °C eller 1100 °C (temperatur vid A3 punkt eller mer), bibehallning vid varmningstemperaturens topp under 4 minuter till 5 minuter, sedan placeras stalet i en rumstempererad vattentank sa att kylningstakten blir 50 °C/ sek eller mer och nedkylningen Ors till 100 °C eller mindre.

[0113]Resultaten av utvarderingen visar tillstandet av tradbrott, tidigare austenit kornstorleksnummer, restaustenitmangd (vol%), cirkelekvivalentdiameter och densitet av narvaro av karbider, strackgrans, provspanning 0,2 %, 10 sparbijjningsvinkel, medelutmatningsstyrkan, Vickershardheten efter varsam gasnitrering.

Malvardena som skulle uppnas sattes enligt fOljande med hanvisning till konventionell staltrad fOr hOghallfasthetsfjaderanvandning.

Tidigare austenit kornstorleksnummer: 10 grader eller mer Mangd restaustenit (vol %): 20 % eller mindre Cirkel ekvivalent diameter av sfariska karbider: 0,2 pm eller mindre Strackgrans: 2100 MPa eller mer 0,2 % provspanning 1800 MPa eller mer Utbytesforhallande: 75 % till 95 % Sparets bOjningsvinkel: 28 grader eller mer Genomsnittlig utmattningshallfasthet (Nakamura typ av roterande bojningshallfasthet): 900 MPa eller mer Internhardhet via Vickershardhet efter gasnitrering: 590 HV eller mer Nitrerad skikthardhet via Vickershardhet efter gasnitrering: 750 HV eller mer Notera att bade styrka och bearbetningsfOrmaga (lindningsfOrmaga) maste uppnas i staltraden, enligt foreliggande uppfinning, for om utbytesfOrhallandet är alltfOr hog, fOrsamras bearbetningsfOrmagan. DarfOr är den Ovre gransen fOr 30 utbytesfOrhallandet faretradesvis 90 %, mer att fOredraget 88 % eller mindre.

[0114]Ett prov taget fran den erhallna dragna varmebehandlade staltraden for fjaderanvandning, utvarderad fOr tidigare austenit kornstorlek, volymsandel av restaustenit, och karbider, darefter utsatt provet for ett dragprov, bojningsprov av 37 38 sparet, och mikro Vickers hardhetsprov. Notera all utmattningsegenskaperna utvarderades genom simulerande behandling och produktion av fjadern (nedan, refererad till som "fjaderproduktion och behandling") innefattande gasnitrering, simulerande nitrering utford pa en fjader efter bearbetning (500 °C, 60 minuter), 5 kulbombning (diameter av skuren trad 0,6 mm, 20 minuter), och avstressningsbehandling vid rang temperatur (180 °C, 20 minuter).

[0115]Tidigare austenit kornstorleksnummer uppmattes baserade pa JIS G 0551. Karbidernas cirkelekvivalenta diameter och densitet mattes genom att ett elektroniskt etsat prov anvands fOr att erhalla en SEM strukturellavbildning, och genom aft bilden analyseras. Vidare mats volymsmattet av restaustenit med det magnetiska matfOrfarandet.

[0116] Utmattningsprovet ar ett Nakamura typ av roterande 15 bOjningsutmattningsprov (utmattningsprov bOjning genom tva-punkter skids vikt och svarvning av motorn all tillampa tryck- och dragspanning till ytan av traden). Den hOgsta belastningskraften sattes till den genomsnittliga utmattningshallfastheten for 10 prover, uppvisande en livslangd av 7 cykler eller mer med en sannolikhet av 50 % eller mer. BOjningsprovet vid sparet ar ett test for all utvardera kallindningsfOrmagan och utfors enligt fOljande.

[0117]En stans 2 med en vinkel av spetsen som visas i figur 2 pa 120° anvandes fOr att astadkomma ett spar (hack) av eft maximalt djup av 30 pm i ett provstycke. Notera all som visas i figur 3 astadkommes sparet 4 vid en ratvinkel i 25 fOrhallande till langsgaende riktingen i mitten av provstycket 3 i den langsgaende riktningen. Darefter som visas i figur 4 fran den motsatta sidan av hacket 4, anvandes en stans 5 fOr all applicera en last P av en hOgsta draghallfasthetsspanning genom an lastanvandningsanordning 6 och provstycket deformerades genom trepunktsbOjning. Notera aft krOkningsradien r av spetsen av 30 lastanvandningsanordning 6 gjordes 4,0 mm, varvid skillnaden L mellan forstarkningar gjordes L=2r+3D. Dar D ar diametern pa provstycket.

[0118]Bojningsdeformeringen tillampades till dess att delen med sparet brots.

BOjningsvinkeln vid tiden for brottet (sparbOjningsvinkel) mattes sa som visas i figur 38 39 5. Notera att efter att provstycket brutits sonder placerades de brutna delarna tillsammans für att mata sparets bojningsvinkel e. I den fdreliggande uppfinningen har ett prov med en sparbOjningsvinkel pa 28° eller mer beclOrnts ha utmarkt kallindningsfOrmaga.

[0119]Mikro Vickershardhet efter nitrering utvarderades vid ett djup av 500 pm eller mer fran ytskiktet eftersom den innerhardhet definierades som "nitrerad skikthardher av mikro Vickers hardhet vid ett djup av 50 pm fran ytskiktet. Matningsvikten var 10 gram.

[0120]Resultatet av dessa tester visas i tabellerna 1-5 till 1-8. Notera all i tabellerna 1-5 till 1-8 innefattar metallstrukturen restaustenit (y) samt anlOpt martensit samt vissa inneslutningar. Vidare var jam och oundvikliga fOroreningar jamvikten av de kemiska sammansattningarna.

FOrdragen staltrad (staltrad efter valsning valstrad) utvarderades endast utifran den cirkelekvivalenta diametern av oupplosta sfarisk karbider. Della beror pa all det har sker fOre varmebehandlingen, och att det da inte ar sa mycket mening med bilderna, trots all mekaniska egenskaper eller austenit kornstorlek etc. mats.

[0121]Exemplen 1 till 47, i fOreliggande uppfinning, visar alla kallindningsfOrmaga, det viii saga, sparets bejningsvinkel, av en god 28° eller mer och ar en utmarkt indikation pa fjaderhallfasthet, det viii saga, Nakamura typ av roterande bOjningsutmattningsstyrka (harifran och framat enkelt refererad till som "utmattningshallfastheten") och en utmarkt indikation pa eftergivningsegenskapen och motstand mot varmerelaterad avmjukning, det vill saga, nitridskikthardheten.

[0122]Jamforande exempel 48 och 49 ar exempel dar mangden tillsatt C ligger utanfOr intervallet i patentkraven. Om nnangden C tillsatts Over fOreskriven mangd (jamfOrande exempel 48), blir de oupplOsta sfariska karbiderna stOrre och 30 fOrsamring av kallindningsfOrmagan och sparets bOjningsvinkel indikeras. Daremot om C fOreligger i mindre mangd an fOreskriven mangd (jamfOrande exempel 49), forsamras seghardningsegenskapen vilket gor att tillracklig hallfasthet inte kan sakras. I synnerhet blir den innerhardheten efter nitrering och fjader hallfastheten 39 (NakamuratypavroterandebOjningsutmattningshallfasthet)och eftergivningsegenskapen (intern hardhet efter nitrering) lagre.

[0123]JamfOrande exempel 50 och 51 är exempel dar mangden tillsatt Si ligger utanfOr intervallet i patentkraven. Om mangden Si Overskrider foreskriven mangd fiirsprOdas matrisen och bearbetningsfOrmagan fOrsamras, det viii saga, sparets bejningsvinkel ar lag. Daremot om Si fOrekommer i mindre mangd an foreskriven, forsamras seghardningsegenskaperna, vilket gor att tillracklig hallfasthet inte kan sakras, efter varmning genom nitrering. I synnerhet blir den innerhardheten efter nitrering och det nitrerade skiktets hardhet lag.

[0124]JamfOrande exempel 52 och 53 ar exempel dar mangden tillsatt Mn ligger utanfOr det foreskrivna intervallet i patentkraven. Om Mn fOreligger i stOrre mangd an i det fOreskrivna intervallet, blir restaustenit grOvre, strackgransen avtar, 15 och utmattningshallfastheten (Nakamura typ av roterande bejningsutmattningshallfasthet) ar underordnad. Daremot nar Mn fOreligger i mindre mangd an den fOreskrivna mangden, avtar restaustenit kir mycket och bearbetningsfOrmagan fOrsamras, vilket har till fOljd att sparets bOjningsvinkel avtar.

[0125]Jamforande exempel 54 och 55 ar exempel dar mangden av tillsatt Cr ligger utanfOr intervallet i patentkraven. Om mangden Cr bverskrider det forskrivna intervallet, stabiliseras cementit och aven vid varmning av Viten eller valsamnet till hog temperatur, seghardning etc., Okar oupplOsta karbider och fjaderns bearbetningsfOrmaga reduceras kraftigt. Av denna anledning avtar sparets 25 bOjningsvinkel. Daremot om Cr foreligger i mindre mangd an den fOreskrivna mangden, mjukas stalet upp vid varmebehandling vid nitrering etc. och det sa kallade motstandet mot varmerelaterad avmjukning blir otillrackligt vilket gor att det nitrerade skiktets hardhet avtar.

[0126]JamfOrande exempel 56, 57, och 58 ar exempel dar mangden tillsatt Mo, W, and Mo+W ar stOrre an intervallet i patentkraven. Om mangden Mo och W Overskrider de fOreskrivna mangderna, bildas en underkyld struktur av martensit, bainit etc., vid valsning och kylning och efter patentering och annan varmebehandling 41 vilket har till fOljd all traden bryts vid transport eller vid dragningsfOrfarandet, och all matningstestet inte kan utfOras.

[0127]JamfOrande exempel 59 ar ett exempel pa Overdriven tillsats av V. V ar ett amne som bildar karbider i stalet. Overdriven tillsats orsakar oupplosta karbider att bildas runt V, bearbetningsfOrmagan fOrsamras och spArets bOjningsvinkel avtar.

[0128]JamfOrande exempel 60 och 61 ar fall dar mangden N ar Overdriven jamfort med intervallet i patentkraven. Den overdrivna mangden N fOrhOjer temperaturen RN- bildandet av nitrider och kolnitrider av V, Nb, etc. och fitirorsakar forgrovning av karbider och andra fallningar som anvander dessa som karnor. Vidare Ulises nitrider, kolnitrider och karbider upp ofullstandigt och en stor mangd grova oupplosta sfariska karbider kvarstar nar upprepad varmning, sasom i fOreliggande uppfinning anvands. Som ett resultat av detta ar bearbetningsfOrmagan 15 fOrsamrad. Della ar ett exempel dar sparets bOjningsvinkel avtar.

[0129]JamfOrande exempel 62 och 63 ar exempel dar mangden tillsatt Nb ligger utanfor intervallet i patentkraven. Om Nb overstiger den fOreskrivna mangden, ar den varma formbarheten anmarkningsvart fOrsamrad, ett flertal ytbristningar intraffade hos det valsade materialet, tradbratt intraffade under dragning, och ett matningstest kunde inte utfOras.

[0130]Jamfarande exempel 64 ar det fall dar summan av mangden tillsatt Mn och V ar mer an intervallet enligt i fOreliggande uppfinning. Mangden av restaustenit i staltraden blir da stOrre an det fOreskrivna vardet. I bOjningstestet av sparet avtar hardheten hos delen med sparet till foljd av stress framkallad fasomvandling och bearbetningsfOrmagan avtar. Delia ar ett exempel dar sparets bOiningsvinkel avtar. Upprepande ass sjalva ar V inte tillsatt i den framlagda uppfinning, men ibland ingar V som en oundviklig fOrorening vilket gOr all V inte kan fOrklaras ovidkommande.

[0131]Jamtrande exempel 65 ar det fall dar summan av mangderna tillsatt Mn och V ar lagre an intervallet enligt fOreliggande uppfinning. Mangden restaustenit ar mindre an det optimala intervallet, vilket gOr att bearbetningsfOrmagan det vill saga sparets bOjningsvinkel avtar. 41 42

[0132]JamfOrande exempel 66 ar det fall dar summan av mangderna tillsatt Cr och V ar sterre an innehallet fOrklarat i framlagd uppfinning. OupplOsta sfariska karbider kvarstar i Overdriven mangd och bearbetningsfOrmagan, det viii saga, sparets bOjningsvinkel avtar.

[0133]Jamforande exempel 67 ar det fall dar summan av mangden tillsatt Cr och V ar mindre an intervallet fOrklarat i fOreliggande uppfinning. BearbetningsfOrmagan ar utmarkt, men den innerhardheten efter nitrering och det nitrerade skiktets hardhet ar otillracklig och fjaderns prestanda ar otillracklig.

[0134]JamfOrande exempel 68 till 70 ar fall dar skillnaden mellan mangden Si och mangden Cr ([Si %]-[Cr %]) skiljer sig fran innehallet i patentkraven och mangden Cr ar stOrre an mangden Si. Om mangden Cr ar Overdriven i fOrhallande till 15 mangden Si, kvarstar oupplOsta sfariska karbider och bearbetningsfOrmagan ar nedsatt, det viii saga sparets bojningsvinkel avtar.

[0135]Pa samma satt ar jamfOrande exempel 71 och 72 fall dar skillnaden i mangden Si och mangden Cr ([Si `)/0]-[Cr %]) ar storm an den &re gransen for intervallet i patentkraven. Mangden Si ar mycket Overdriven i fOrhallande till mangden Cr. I dessa fall vaxer ytskiktets avkolade skikt hos det valsade materialet kraftigt och kan inte avlagsnas i tillracklig utstrackning genom ytskiktsrakning i liten mangd. Av denna anledning var utmattningshallfastheten (Nakamura typ av roterande bOjningsutmattningshallfasthet) ovidkommande.

[0136]Jamforande exemplen 73 och 74 ar respektive exempel 1 och exempel 23 av uppfinningen, dar stalet valsas vid valsamnets varmningstemperatur 1100 °C. I berjan av valsningen kvarstar oupplOsta sfariska karbider. Effekterna kvarstar sa bearbetningsfermagan fOrsamras slutligen, det viii saga sparets bOjningsvinkel avtar.

[0137]Exemplen 101 till 109 ar exempel av uppfinningen av fordragna staltradar av exempel 1 till 5 och 20 till 23 av uppfinningen. JamfOrande exempel 110 och 111 ar exempel 101 och 106 av uppfinningen, dar valsamnets varmningstemperatur Ors 1100 C. 42 43 FOrdragen staltrad utvarderas pa sa satt att endast den hOgsta cirkelekvivalenta diametern av oupplOsta sfariska karbider granskas. Om valsamnets varmningstemperatur ar hog har det framgatt aft den cirkelekvivalenta diametern av upplasta sfariska karbider blir mindre. 43

[0138]Tabell 1-1Kemiska sammansittningar (mass %) Ex.

C Si Mn P S Cr Al N V Nb Mo W Mg Zr Ca Mn+V Cr+V Si-Cr Mo+W 1 Inv.ex. 0.78 2.48 0.68 0.0076 0.001.57 0.0022 0.0031 - - - 0.90 2 Inv.ex. 0.77 2.41 0.68 0.0034 0.0047 2.00.0011 0.0042 - - - 0. 3 Inv.ex. 0.68 2.38 0.87 0.000.0061 1.53 0.0013 0.0033 - - - 0.8 4 Inv.ex. 0.88 2.0.87 0.0063 0.0071 1.71 0.0018 0.00- - - 0.79 Inv.ex. 0.78 2.11 0.84 0.0057 0.0039 1.0.000.0031 - - 0.61 6 Inv.ex. 0.72 2.62 0.62 0.0054 0.0031 1.96 0.0022 0.0038 - - 0.66 7 Inv.ex. 0.72 2.67 0.58 0.0037 0.001.51 0.000.0032 - - 1.16 8 Inv.ex. 0.76 2.28 1.02 0.0067 0.0069 1.82 0.0028 0.0031 - - 0.46 - 9 Inv.ex. 0.73 2.23 0.73 0.0054 0.0077 1.53 0.000.0058 - 0.70 Inv.ex. 0.77 2.0.80 0.0041 0.0047 1.52 0.0019 0.0032 - 0.83 11 Inv.ex. 0.77 2.59 0.83 0.0060 0.0074 1.53 0.0012 0.0063 - 0.008 - 1.07 12 Inv.ex. 0.72.52 0.68 0.0054 0.0056 1.67 0.0013 0.0039 0.06 0.74 1.74 0.84 13 Inv.ex. 0.72.33 0.83 0.0066 0.0060 2.00 0.000.0037 0.09 0.001 - 0.93 2.0.32 14 Inv.ex. 0.72 2.41 0.86 0.000.0068 1.77 0.0013 0.0033 - 0.12 0.64 0.12 Inv.ex. 0.77 2.57 0.70.0078 0.0071.91 0.0018 0.0043 - - 0.0.66 0. 16 Inv.ex. 0.72 2.42 0.84 0.0044 0.0053 1.90 0.0019 0.0056 - 0.12 0.16 - 0.52 0.27 17 Inv.ex. 0.76 2.53 0.67 0.0061 0.0076 1.60.0028 0.0039 - - 0.000- 0.87 18 Inv.ex. 0.73 2.46 0.66 0.0051 0.0060 1.60 0.0023 0.00- - 0.0002 - 0.86 19 Inv.ex. 0.73 2.34 0.70.0039 0.0071 1.97 0.0028 0.0032 - 0.0011 0.37 Inv.ex. 0.73 2.0.70 0.0046 0.0033 1.91 0.0016 0.0034 0.0.008 0.12 0.17 0.0002 0.0003 0.0011 0.79 2.00 0.44 0.28 21 Inv.ex. 0.77 2.46 0.71 0.0031 0.0054 1.90.0013 0.0038 0.03 0.003 0.0.16 0.0003 0.0002 0.0003 0.74 1.98 0.51 0.31 22 Inv.ex. 0.76 2.0.64 0.0051 0.0072 1.72 0.0016 0.0044 0.07 0.007 0.11 0.17 0.0000.0003 0.0006 0.71 1.79 0.64 0.28 23 Inv.ex. 0.73 2.36 0.73 0.0033 0.0073 1.80 0.0019 0.0033 0.08 0.006 0.11 0.0.0004 0.0001 0.0012 0.81 1.88 0.56 0.27 24 Inv.ex. 0.76 3.0.72 0.0076 0.0038 2.0.000.0037 0.06 - 0.0.77 2.16 1.0.

[0139] Tabell 1-2Kemiska sammansattningar (mass %) Ex.

C Si Mn P S Cr Al N V Nb Mc W Mg Zr Ca Mn+V Cr+V Si-Cr Mo+W Inv.ex. 0.73 2.00.80 0.0062 0.0052 1.71 0.0011 0.0033 0.08 0.009 0.0.16 0.88 1.79 0.34 0.31 26 Inv.ex. 0.76 2.52 0.71 0.0069 0.0080 1.69 0.0024 0.0039 0.00.28 - 0.0002 0.0003 0.000.76 1.74 0.84 0.28 27 Inv.ex. 0.72.0.82 0.0074 0.0051.73 0.0018 0.0038 0.08 0.00.13 0.0.0004 0.0001 0.0000.91 1.82 0.56 0.28 28 Inv.ex. 0.73 2.24 1.0.0052 0.0074 1.52 0.0027 0.0033 0.09 0.11 - 0.0003 0.0001 0.0011 1.29 1.62 0.72 0.11 29 Inv.ex. 0.73 2.44 0.74 0.0076 0.0046 1.73 0.0024 0.0032 0.00.00.12 0.0.0001 0.0003 0.0013 0.79 1.78 0.71 0.27 Inv.ex. 0.74 2.24 0.76 0.0052 0.0076 1.41 0.0016 0.000.00.000.11 0.16 0.0003 0.0001 0.0011 0.81 1.46 0.83 0.27 31 Inv.ex. 0.72.28 0.89 0.0060.0043 1.70 0.0011 0.0043 0.03 0.00.14 0.16 0.0004 0.0002 0.0012 0.93 1.73 0.58 0.31 32 Inv.ex. 0.74 2.23 0.89 0.0043 0.0049 1.0.0022 0.0032 0.04 0.11 - 0.0001 0.0001 0.0002 0.93 1.54 0.73 0.11 33 Inv.ex. 0.77 2.86 0.77 0.0057 0.0057 2.48 0.000.000.09 0.000.11 0.16 0.0002 0.0002 0.0000.86 2.57 0.38 0.27 34 Inv.ex. 0.77 2.29 0.79 0.0050.0072 1.80.0016 0.0032 0.09 0.004 0.23 0.0.0004 0.0003 0.0006 0.88 1.93 0.0.38 Inv.ex. 0.73 2.52 0.76 0.0078 0.0067 2.00 0.0022 0.0036 0.09 0.009 0.18 0.28 0.0000.0001 0.0000.84 2.09 0.52 0.46 36 Inv.ex. 0.77 2.31 0.89 0.0046 0.0080 1.91 0.0021 0.0032 0.06 0.000 0.13 0.0.0001 0.0002 0.0006 0.91.97 0.0.28 37 Inv.ex. 0.73 2.53 0.69 0.0046 0.0060 2.01 0.0022 0.0042 - 0.000.14 0.17 0.0000.0002 0.0006 0.52 0.31 38 Inv.ex. 0.76 2.0.81 0.0034 0.0036 1.80 0.0016 0.000.04 0.006 0.12 0.09 0.0004 0.0001 0.0009 0.81.84 0.50.21 39 Inv.ex. 0.74 2.38 0.72 0.0031 0.0064 1.82 0.000.0043 0.07 0.009 0.11 0.28 0.0002 0.0002 0.0007 0.80 1.89 0.50.39 Inv.ex. 0.72.32 0.72 0.0034 0.0038 1.56 0.0017 0.0033 0.09 0.002 0.13 0.0.0004 0.0002 0.0012 0.81 1.60.76 0.28 41 Inv.ex. 0.76 2.37 0.69 0.0056 0.0067 1.63 0.0028 0.0041 0.04 0.14 0.17 0.0002 0.0002 0.0008 0.73 1.67 0.74 0. 42 Inv.ex. 0.76 2.48 0.73 0.000.001.97 0.0016 0.0034 0.09 0.0.16 0.82 2.06 0.51 0.26 43 Inv.ex. 0.72 2.26 0.68 0.0053 0.0043 1.51 0.0027 0.0032 0.00.14 0.14 0.0002 0.0003 0.0002 0.73 1.56 0.70.29 44 Inv.ex. 0.76 2.38 0.86 0.0077 0.0039 1.61 0.000.0052 - 0.14 0.0.77 0.28 Inv.ex. 0.77 2.23 0.76 0.0060 0.0061 1.69 0.0029 0.0053 0.00.006 0.11 0.0.81 1.74 0.54 0.26 46 Inv.ex. 0.76 2.0.86 0.0060 0.0067 1.87 0.000.000.00.00.0.0.0000.0003 0.000.90 1.92 0.48 0. 47 Inv.ex. 0.71 2.28 0.77 0.000.0058 1.88 0.000.0033 0.07 0.003 0.0.17 0.0000.0003 0.0006 0.84 1.90.41 0.27

[0140]Tabell 1-3Kemiska sammansattningar (mass%) Ex.

C Si Mn P S Cr Al N V Nb Mo W Mg Zr Ca Mn+V Cr+V Si-Cr Mo+W 48 Comp.ex. 0.92.47 0.61 0.0033 0.0078 1.54 0.0022 0.0043 0.09 0.006 0.12 0.14 0.0004 0.0001 0.0013 0.70 1.63 0.93 0.26 49 Comp.ex. 0.58 2.59 0.62 0.0079 0.0057 1.81 0.0021 0.0066 0.09 0.000.0.0.0003 0.0001 0.0014 0.71 1.90 0.77 0.29 Comp.ex. 0.71 3.80 0.80.0049 0.002.03 0.0017 0.0032 0.00.002 0.14 0.16 0.0002 0.0003 0.0008 0.90 2.09 1.77 0.31 51 Comp.ex. 0.73 1.86 0.83 0.0034 0.0060 1.32 0.0013 0.0031 0.09 0.004 0.14 0.14 0.0004 0.0003 0.0000.92 1.41 0.54 0.29 52 Comp.ex. 0.72 2.46 1.54 0.0076 0.0066 2.02 0.0024 0.0043 0.06 0.008 0.14 0.0.0003 0.0003 0.0014 1.60 2.08 0.44 0.29 53 Comp.ex. 0.72 2.22 0.21 0.0057 0.0064 1.58 0.0024 0.0036 0.09 0.000.0.17 0.0001 0.0002 0.0011 0.1.67 0.64 0.31 54 Comp.ex. 0.73 3.13 0.71 0.0048 0.002.72 0.0014 0.000.04 0.007 0.14 0.0.0003 0.0002 0.0011 0.72.76 0.41 0.29 5Comp.ex. 0.78 2.21 0.68 0.0051 0.0041 1.02 0.0013 0.0031 0.09 0.011 0.14 0.17 0.0002 0.0001 0.0012 0.77 1.11 1.19 0.31 56 Comp.ex. 0.72.42 0.74 0.0034 0.0067 1.78 0.0017 0.0033 0.09 0.000.42 0.07 0.0004 0.0003 0.0000.83 1.87 0.63 0.49 57 Comp.ex. 0.73 2.0.81 0.0046 0.0061 1.70.0027 0.0046 0.11 0.00.12 0.0.0003 0.0001 0.0008 0.92 1.86 0.70 0.62 58 Comp.ex. 0.73 2.0.64 0.0044 0.0034 1.80 0.0011 0.0037 - 0.00_ 0.26 0.2/ 0.0000.0002 0.0007 0.0.53 59 Comp.ex. 0.74 2.23 0.80 0.0060 0.0046 1.72 0.0026 0.0032 0.46 0.007 0.11 0.16 0.0004 0.0001 0.001.26 2.18 0.51 0.27 60 Comp.ex. 0.77 2.43 0.83 0.0062 0.0072 1.96 0.000.0076 0.08 0.0.17 0.0002 0.0001 0.0004 0.91 2.04 0.47 0.32 61 Comp.ex. 0.72.26 0.78 0.0069 0.0058 1.99 0.0013 0.0080.07 0.00.0.16 0.0003 0.0002 0.0000.82.06 0.27 0.27 62 Comp.ex. 0.73 2.0.62 0.0049 0.0062 1.73 0.000.0053 0.00.00.13 0.17 0.67 1.78 0.77 0.29 63 Comp.ex. 0.72 2.21 0.72 0.0074 0.0051 1.86 0.0026 0.0036 - 0.024 0.12 0.17 0.0002 0.0001 0.0012 0.34 0.29 64 Comp.ex. 0.74 2.1.18 0.0053 0.0056 2.02 0.0022 0.0042 0.09 0.006 0.0.16 - - 1.27 2.11 0.48 0.26 6Comp.ex. 0.74 2.52 0.51 0.0064 0.0046 1.73 0.0019 0.0039 0.06 0.003 0.12 0.16 0.0004 0.0002 0.0007 0.57 1.79 0.79 0.28 66 Comp.ex. 0.72.76 0.72 0.0048 0.0058 2.0.0014 0.0032 0.09 0.004 0.11 0.0.0002 0.0002 0.000.81 2.54 0.31 0.26 67 Comp.ex. 0.77 2.0.79 0.0059 0.0059 1.31 0.0016 0.000.03 0.002 0.14 0.16 0.0003 0.0001 0.0011 0.82 1.34 0.89 0. 68 Comp.ex. 0.76 2.12 0.66 0.0068 0.0072.31 0.0026 0.0033 0.09 0.0.16 0.0003 0.0001 0.0013 0.72.-0.19 0.31 69 Comp.ex. 0.74 2.0.88 0.0056 0.0056 2.23 0.0023 0.0043 0.06 0.000.14 0.16 0.94 2.29 -0.13 0. 70 Corp.ex. 0.78 2.23 0.73 0.0067 0.0072.41 0.0023 0.0048 0.11 0.000 0.12 0.17 0.0004 0.0003 0.0013 0.84 2.52 -0.18 0.28 71 Comp.ex. 0.71 3.12 0.76 0.0068 0.0044 1.54 0.0021 0.000.07 0.000.12 0.0.84 1.61 1.58 0.26 72 Comp.ex. 0.76 3.0.66 0.0071 0.0052 1.66 0.0017 0.0036 0.04 0.000.11 0.16 0.0004 0.0002 0.0002 0.70 1.70 1.79 0.26 73 Comp.ex. 0.78 2.48 0.68 0.0076 0.001.57 0.0022 0.0031 - 0.90 74 Comp.ex. 0.73 2.36 0.73 0.0033 0.0073 1.80 0.0019 0.0033 0.08 0.006 0.11 0.0.0004 0.0001 0.0012 0.81 1.88 0.56 0.27

[0141]Tabell 1-4Kemiska sammansittningar (mass %) Ex.

C Si Mn P S Cr Al N V Nb Mo W Mg Zr Ca Mn+V Cr+V Si-Cr Mo+W 101 Inv.ex. 0.78 2.48 0.68 0.0076 0.001.57 0.0022 0.0031 - - 0.90 102 Inv.ex. 0.77 2.41 0.68 0.0034 0.0047 2.00.0011 0.0042 - 0. 103 Inv.ex. 0.68 2.38 0.87 0.000.0061 1.53 0.0013 0.0033 - - 0.8 104 Inv.ex. 0.88 2.0.87 0.0063 0.0071 1.71 0.0018 0.00- - 0.79 10Inv.ex. 0.78 2.11 0.84 0.0057 0.0039 1.0.000.0031 - - - 0.61 106 Inv.ex. 0.73 2.0.70 0.0046 0.0033 1.91 0.0016 0.0034 0.0.008 0.12 0.17 0.0002 0.0003 0.0011 0.79 2.00 0.44 0.28 107 Inv.ex. 0.77 2.46 0.71 0.0031 0.0054 1.90.0013 0.0038 0.03 0.003 0.0.16 0.0003 0.0002 0.0003 0.74 1.98 0.51 0.31 108 Inv.ex. 0.76 2.0.64 0.0051 0.0072 1.72 0.0016 0.0044 0.07 0.007 0.11 0.17 0.0000.0003 0.0006 0.71 1.79 0.64 0.28 109 Inv.ex. 0.73 2.36 0.73 0.0033 0.0073 1.80 0.0019 0.0033 0.08 0.006 0.11 0.0.0004 0.0001 0.0012 0.81 1.88 0.56 0.27 1Comp.ex. 0.78 2.48 0.68 0.0076 0.001.57 0.0022 0.0031 - 0.90 ,111 Comp.ex. 0.73 2.36 0.73 0.0033 0.0073 1.80 0.0019 0.0033 0.08 0.006 0.11 0.0.0004 0.0001 0.0012 0.81 1.88 0.56 0.27

[0142] Tabell 1- Ex. ValsAmnestemperatur (°C) Patenteringstemperatur (°C) SlAckningstemperatur (°C) Tridbrott etc.

[Bra ingen abnormitet] Maximal sfArisk karbiddiameter Tidigare austenitkornstor- lek (V) Restaustenit (vol %) DraghAllfasthet (MPa) 0,2 % provspAnning Dtbytesforhillande (%) Spirbedning grader (grader) Makamuratyp av roterande bedning (MPa) Inre hArdhet efter nitrering (HY) Hardhet nitrerat skikt (HIT) 1 Inv.ex. 12990.06 9 2214 1887 836 927 597 788 2 Inv.ex. 12990.13 12 9 2288 1939 839 918 638 787 3 Inv.ex. 12990.06 11 8 2383 1982 37 924 599 819 4 Inv.ex. 12990.09 12 13 2217 1811 82 39 9621 799 Inv.ex. 12990.13 13 11 2301844 80 36 918 627 817 6 Inv.ex. 12990.12 2241 1899 839 918 623 816 7 Inv.ex. 1200 990.08 2243 1978 88 39 911 618 793 8 Inv.ex. 12990.02 6 2301 1811 79 38 914 600 789 9 Inv.ex. 12990.07 13 11 2293 1880 82 928 607 806 Inv.ex. 1200 9100.11 13 9 2263 1801 80 37 912 612 79 11 Inv.ex. 129100.13 2283 1939 837 929 608 808 12 Inv.ex. 129100.12 7 231844 79 38 913 616 780 13 Inv.ex. 1299.a I 0.13 13 2169 1904 88 39 9627 819 14 Inv.ex. 12990.07 13 2346 1854 79 919 612 808 Inv.ex. 12990.11 12 2189 1917 88 36 924 599 804 16 Inv.ex. 12990.01 12 9 2281822 80 38 916 680 17 Inv.ex. 12990.12 11 13 2248 1987 929 59787 18 Inv.ex. 12990.09 12 9 2193 1904 87 38 9616 804 19 Inv.ex. 12990.11 7 2180 1949 89 36 928 598 786 Inv.ex. 12990.09 8 2374 1891 80 39 924 612 817 21 Inv.ex. 12990.04 12 12 2368 1846 78 36 911 638 806 22 Inv.ex. 12970 0.04 12 2254 1853 82 914 629 79 23 Inv.ex. 12990.06 12 11 2311 1852 80 39 923 6783 24 Inv.ex. 1200 990.11 11 221956 87 911 616 793

[0143]Tabell 1-6 Ex. valsamnestemperatur (°C) Patenteringstemperatur (°C) ^ 02 o 0 a. — n N. 0 I-- P (0 0 Am 0 M 0 m 0 m Tradbrott etc.

[Bra = ingen abnormitet] Maximal sfarisk karbiddiameter AM Tidigare austenitkornstorlek (y#) Restaustentit (vol %) Draghallfasthet (MPa) 0,2 % provspinning Utbytesforhillande (%) Sparbajning grader (grader) Nakamuratyp av roterande b8jning (MPa) Inre hardhet after nitreroing (HV) Hardhet hoe nitrerat skikt (HV) Inv.ex. 12990.8 2357 1953 83 39 916 619 792 26 Inv.ex. 12990.12 11 13 21918689628 794 27 Inv.ex. 12990.11 11 12 2226 1872 84 38 922 592 79 28 Inv.ex. 1200 990.011 13 2181 1854 838 9631 784 29 Inv.ex. 12990.09 13 9 2277 1890 83 37 916 6786 Inv.ex. 12990.04 11 7 231938 83 37 922 593 798 31 Inv.ex. 12990.07 12 2301867 81 38 921 6791 32 Inv.ex. 12990.01 11 12 2216 1880 8919 592 813 33 Inv.ex. 1200 990.02 2281929 84 39 911 597 797 34 Inv.ex. 12990.03 11 11 2329 1944 83 39 916 601 794 Inv.ex. 12990.01 12 9 231824 79 911 609 793 36 Inv.ex. 12990.012 13 2153 1951 91 37 927 68 37 Inv.ex. 12970 0.01 9 221904 86 919 606 816 38 Inv.ex. 12990.07 11 6 2178 1971 91 38 921 60803 39 Inv.ex. 12990.12 6 2268 1880 39 9590 784 Inv.ex. 12990.06 13 8 2302 1860 81 39 919 604 814 41 Inv.ex. 12990.01 8 2190 1896 87 37 924 611 806 42 Inv.ex. 12990.06 13 6 2218 1893 837 927 639 787 43 Inv.ex. 12990.08 12 12 2382 1949 82 929 624 819 44 Inv.ex. 12990.06 12 8 2269 1369 82 918 618 806 Inv.ex. 12990.09 12 6 2151880 87 37 919 627 782 46 Inv.ex. 12990.13 12 12 2314 1964 838 912 639 813 47 Inv.ex. 12990.03 11 7 221892 837 919 6798

[0144]Tabell 1-7 Ex. '0< 2 1 ..; . . 0 4 m . 0 " m H Patenteringstemperatur . (°C) Slackningstemperatur (°C) Tridbrott etc.

(Bra = ingen abnormitet] Maximal sfixisk karbiddiameter (gm) Tidigare austenitkornstor- lek(y1) Restaustenit (vol%) Draghillfasthet (MPa) 0,2 % provningsspanning Utbytesforhallande (%) Spfirbojning grader (grader) Nakamuratyp av roterande bojning (MPa) Inre hirdhet efter nitrering (HV) Hardhet nitrerat skikt (MN) 48 Comp.ex. 12990.31 12 9 231857 80 24 9617 807 49 Comp.ex. 1299 0.02 13 7 2002 1806 90 39 812 554 813 Comp.ex. 1299 0.04 13 8 2338 1841 79 23 926 612 812 51 Comp.ex. 1299Bra 0.12 11 7 2236 1954 87 36 9568 728 52 Comp.ex. 1299 0.08 12 21 2318 1680 737 8612 816 53 Comp.ex. 1299 0.11 2 2391971 82 923 637 801 54 Comp.ex. 1299 0.26 13 2363 1909 81 23 9629 79 5Comp.ex. 1299 0.03 7 2382 1877 39 919 608 731 56 Corrp.ex. 1299. 57 Comp.

Cop.ex. 1299Tra I I - 58 Comp.ex. 1299brott 59 Comp.ex. 12990.42 12 7 2227 188821 929 68 60 Comp.ex. 1299Bra I1 0.12 8 221881 84 17 914 6816 61 Comp.ex. 1299 0.13 12 6 2384 1877 17 916 606 817 62 Comp.ex. 12990 I I - - - - - 63 Comp.ex. 1299Tradbr. - - - - - 64 Comp.ex. 12990.03 11 17 2233 1560 70 21 786 561 783 6Comp.ex. 1299 0.11 11 3 2232 1860 83 24 911 606 8 66 Comp.ex. 1299 0.33 11 2311 1838 80 21 916 613 783 67 Comp.ex. 1299Bra 0.03 9 2276 1977 87 43 789 561 732 68 Comp.ex. 1299 0.28 12 11 2297 1934 84 24 923 612 809 69 Comp.ex. 1299 0.22 13 6 2243 1838 82 22 914 629 813 70 Comp.ex. 1299 0.26 12 8 2329 1813 78 21 922 596 787 71 Comp.ex. 1299* I 12 9 2359 1898 80 43 774 609 780 72 Comp.ex. 1299 12 2371 1877 43 781 631 797 73 Comp.ex. 1100 990.26 9 2114 1827 86 911 591 793 74 Comp.ex. 1100 99* * 0.28 6 2251 1822 81 22 9602 751 * dekarburiserad ** Bra Tabell 1-8 51 Hirdhet nitrerat skikt (HV) 11111111111 Intre hardhet after nitrering (MV) 11 111 1 111 1 Nakamuratyp av roterande bajning Ili! It ti i I I SpArbojning grader (grader) IIIIIIII(It Utbytesfdrhallande (%) IIIIIIII pp 0,2 % provspinning 11111111111 Draghillfasthet (MPa) 11111111 1 1 Restaustennit (%) IIIIIIIIIII Tidigare austenitkornstor- lek(14) IIIIIIIIIII Maximal sfirisk karbiddiameter 03I 08 04 03I 02 03 22 0 0 CO Tridbrott etc.

[Bra . ingen abnormitet] 1 11111 III SlAckningstemperatur (°C) IIIIIIIIIII Patenteringstemperatur (°C) IIIIIIII1 It Valsamnestamperatur (o C) 0 1.0 Ln 117 00000 1,7 L,1 ,n o 00 o N rH ZT ,-I ,-, -i -■ NNNNN . [Th 12 ,-I e, X X X X X X X X 1Comp. ex .1 CD (t) (I) (1) (1.7 (1) 1) 0.) > > > > > > > > C G C HHH N N HHH NINM,C LID 1.0 f--COMO N • X r-1 c--1 =1 r-1 000000000.-1,-1 I-1 W 51 52 IndustrieII tillampbarhet

[0146]FOreliggande uppfinning kan anvandas fOr produktion av staltrad fOr htighallfasthetsfjaderanvandning. FlOghallfasthetsfjadermaterialet kan anvandas inom manga industriella omraden utgaende ifran bilindustrin.

Lista Over hanvisningsbeteckningar

[0147]1 sfariska karbider 2 stans 10 3 provstycke 4 spar 5 inmatare 6 stativ anvant fOr last P last L distans mellan stOd 0 sparets bOjningsvinkel 52 53

Claims (14)

Patentkrav

1. FOrdragen staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning, kannetecknad av innehall i mass % av, C: 0,67 % till 0,9 %, Si: 2,0 till 3,5 %, Mn: 0,5 till 1,2%, Cr: 1,3 till 2,5%, N: 0,003 till 0,007 %, och Al: 0,0005 % till 0,003 %, varvid Si och Cr uppfyller fOljande uttryck: 0,3 %5Si-Cr51,2 %, med balans av jam och oundvikliga fOroreningar, varvid P och S som fororeningar innefattande P: 0,025 % eller mindre och S: 0,025 % eller mindre, och, vidare, varvid en cirkelekvivalent diameter for oupplOsta sfariska karbider är mindre an 0,2 pm.

2. Fordragen staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning, enligt patentkrav 1, kannetecknad av innehall i mass °/0, av en eller flera av, 22. 0,03 till 0,10%, Nb: 0,015 % eller mindre, Mo: 0,05 till 0,30 %, 23. 0,05 till 0,30 %, Mg: 0,002 % eller mindre, Ca: 0,002 % eller mindre, och Zr: 0,003 % eller mindre, vid inneh611 av V uppfylls 1,4 °/05Cr+V52,6 % och 0,70 %5Mn+V51,3 %, och, vid innehall av Mo och W, uppfylls 0,05 %sMo+W50,5 %. 53 54

3. Dragen varmebehandlad staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning, kannetecknad av innehall i mass % av, C: 0,67 % till 0,9 %, Si: 2,0 till 3,5 %, Mn: 0,5 till 1,2%, Cr: 1,3 till 2,5%, N: 0,003 till 0,007 %, och Al: 0,0005 % till 0,003 %, varvid Si och Cr uppfyller fOljande uttryck: 0,3 °/0Si-CM1,2 %, med balans av jam och oundvikliga fOroreningar, med P och S som fOroreningar innefattande P: 0,025 % eller mindre och S: 0,025 % eller mindre, och vidare, med en metallstruktur innefattande minst restaustenit av ett volymsmatt pa Over 6 % till med ett tidigare austenit kornstorleksnummer #10 eller mer, och med ett innehall med oupplOsta sfariska karbider med en cirkelekvivalent diameter om mindre an 0,2 pm.

4. Dragen varmebehandlad staltrad feir hOghallfasthetsfjaderanvandning, enligt patentkrav 3, kannetecknad av innehall i mass %, av en eller flera av, 22. 0,03 till 0,10 %, 25 Nb: 0,015 % eller mindre Mo: 0,05 till 0,30 %, 23. 0,05 till 0,30 % Mg: 0,002 % eller mindre, Ca: 0,002 % eller mindre, och Zr: 0,003 % eller mindre, vid innehall av V uppfylls 1,4 %5Cr+V2,6 % och 0,70 °/01vin-I-Vs1,3 %, och, vid innehall av Mo och W, uppfylls 0,05 % sMo-FW0,5 %. 54

5. Dragen varmebehandlad staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning, enligt patentkrav 3 eller 4, kannetecknad av att den dragna varmebehandlade staltraden for hOghallfasthetsfiaderanvandning har en draghallfasthet 2100 till 2400 MPa.

6. Dragen varmebehandlad staltrad for hOghallfasthetsfjaderanvandning, enligt patentkrav 5, kannetecknad av att den dragna varmebehandlade staltraden for hOghallfasthetsfjaderanvandning har en strackgrans 1600 till 1980 MPa.

7. Dragen varmebehandlad staltrad for hoghallfasthetsfjaderanvandning, enligt nAgot av patentkraven 3 till 4, kannetecknad av att den dragna varmebehandlade staltraden for hoghallfasthetsfjaderanvandning har ythardhet, HV750 eller mer enligt Vickersskalan, och inre hardhet HV570 eller mer enligt Vickersskalan, efter varsam nitrering vid 500 °C i lh.

8. ProduktionsfOrfarandeforfOrdragenstaltradfor hOghallfasthetsfjaderanvandning kannetecknat av en got innehallande i mass %, C: 0,67 % till 0,9 %, Si: 2,0 till 3,5 %, Mn: 0,5 till 1,2 %, Cr: 1,3 till 2,5 %, N: 0,003 till 0,007 %, och Al: 0,0005 % till 0,003 %, med Si och Cr som uppfyller foljande uttryck: 0,3 %sSi-Cr.51,2 %, med balans av jarn och oundvikliga fOroreningar, med P och S som fOroreningar innefattande P: 0,025 % eller mindre och S: 0,025 % eller mindre, och, varvid goten varms till 1250°C eller mer, darefter varmvalsas goten fOr tillverkande av ett valsamne och varmning av valsamnet till 1200°C eller mer, med efterfoljande varmvalsning for tillverkande av en fOrdragen stAltrad. 56

9. ProduktionsforfarandeforfOrdragenstaltradfor htighallfasthetsfjaderanvandning enligt patentkrav 8, kannetecknat av all gOten dessutom innehaller, i mass %, en eller flera av 22. 0,03 till 0,10 %, Nb: 0,015 % eller mindre Mo: 0,05 till 0,30 %, 23. 0,05 till 0,30 % Mg: 0,002 % eller mindre, Ca: 0,002 % eller mindre, och Zr: 0,003 % eller mindre, vid innehall av V uppfylls 1,4 %5Cr+V2,6 % och 0,70 %5Mn+V51,3 %, och, vid innehall av Mo och W, uppfylls 0,05 % 5Mo+W50,5 %.

10. ProduktionsfarfarandeforfOrdragenstaltradfor hOghallfasthetsfjaderanvandning kannetecknat vidare av varmning av fOrdragen staltrAd enligt patentkrav 8 eller 9 till 900 °C eller mer, varefter den patenteras vid 600 °C eller mindre.

11. Produktionsforfarande for varmebehandlad staltrad for hoghallfasthetsfjaderanvandning kannetecknat av dragning av den fOrdragna staltraden vilken tillverkats genom produktionsfOrfarandet for fOrdragen stAltrad enligt patentkrav 8 eller 9, varmning av staltrklen i en takt av 10°C/ sek eller mer upp till temperaturen A3, bibehallande av temperaturen A3 eller mer i 1 minut till 5 minuter, darefter kylning i en takt av 50 °C/sek eller mer, ner till 100°C eller mindre.

12. Produktionsforfarande for varmebehandlad staltrad for 30 hOghallfasthetsfjaderanvandning kannetecknat av dragning av den fOrdragna staltraden vilken tillverkas genom produktionsforfarandet for fOrdragen staltrad enligt patentkrav 10, varmning av staltrAden i en takt av 10 °C/sek eller mer upp till temperaturen A3, bibehallande av staltraden vid temperaturen A3 eller mer, i 1 minut till 5 minuter, 56 57 darefter kylning av staltraden i en takt av 50 °C/sek eller mer ner till 100 °C eller mindre.

13. ProduktionsfOrfarande fOr produktion av varmebehandlad staltrad fOr 5 hOghallfasthetsfjaderanvandning enligt patentkrav 11 kannetecknat av vidare bibehallande och anlopning vid 400 till 500 °C i 15 minuter eller mindre.

14. ProduktionsfOrfarande for produktion av varmebehandlad staltrad fOr hOghallfasthetsfjaderanvandning enligt patentkrav 12 kannetecknat av vidare bibehallande och anlapning vid 400 till 500 °C i 15 minuter eller mindre. 57 n 1 • „• ...... kv. el 4, , „ t•:;. ..... •. A