SE515624C2 - Lufthärdande låg- till mediumkolhaltigt stål för förbättrad värmebehandling - Google Patents

Lufthärdande låg- till mediumkolhaltigt stål för förbättrad värmebehandling

Info

Publication number
SE515624C2
SE515624C2 SE9903968A SE9903968A SE515624C2 SE 515624 C2 SE515624 C2 SE 515624C2 SE 9903968 A SE9903968 A SE 9903968A SE 9903968 A SE9903968 A SE 9903968A SE 515624 C2 SE515624 C2 SE 515624C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
air
medium
heat treatment
carbon steel
improved heat
Prior art date
Application number
SE9903968A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9903968L (sv
SE9903968D0 (sv
Inventor
Thore Lund
Patrik Oelund
Staffan Larsson
Peter Neuman
Oliver Roesch
Original Assignee
Ovako Steel Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ovako Steel Ab filed Critical Ovako Steel Ab
Priority to SE9903968A priority Critical patent/SE515624C2/sv
Publication of SE9903968D0 publication Critical patent/SE9903968D0/sv
Priority to JP2000324097A priority patent/JP2001131688A/ja
Priority to EP00850178A priority patent/EP1098011A1/en
Priority to CN00133727A priority patent/CN1295138A/zh
Publication of SE9903968L publication Critical patent/SE9903968L/sv
Publication of SE515624C2 publication Critical patent/SE515624C2/sv
Priority to US10/120,361 priority patent/US6902631B2/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/20—Carburising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/24—Nitriding
    • C23C8/26—Nitriding of ferrous surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/28—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in one step
    • C23C8/30—Carbo-nitriding
    • C23C8/32—Carbo-nitriding of ferrous surfaces

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Description

s = . . - . u u -m - ~ .I v 1: v» H ...n n u v -t . . . i - 1. . « . , . » n n . n. ~ i . i n a t i n o -, 1 - u -v » . n Q n n i u u 4 i n ~ - I I H r-n t. i.. t... f 2 sätt och också ger möjligheter till att reducera den tid som krävs tör ytmodifieringsprocesser såsom sätthärdning. Användning av uppfinningen ger många andra fördelar vad beträffar miljöfrågor och härdningsdistortion.
Dessa och andra ändamål uppnås med ett stål enligt uppfinningen innehållande, i vikt-O/o: C 0,10 - 0,55 Si 0,97 - 2,03 Mn 1,14 - 1,83 Cr 0 - 1,65 Mo 0,36 - 0,58 Fe och föroreningar balans Stål med en sådan sammansättning kan också användas som ett konstruktionsstål med förbättrade egenskaper och samma kostnad jämfört med mikrolegerade och liknande stål som idag används för konstruktionselement.
Detaljerad beskrivning av uppfinningen Uppfinningen beskrivs genom att jämföra dagens normala processvägar och produktegenskaper med processvägen enligt uppfinningen och egenskaper uppnådda för olika applikationsexempel.
Sätïhärdning Idag väljer man ett stål med en kolhalt av ca 0,2 % (normalt SAE 8620) och efter tillverkning av råmaterialet (såsom stänger, smide eller rör) genom vannfcinnning, tillverkas komponenter genom mjukformning. Dessa komponenter uppkolas sedan för att ge en ytzon, som har ca 0,8 % kol. Efter uppkolning härdas komponenterna genom vännning till austenitiseringstemperatur och släcks sedan i ett olje- eller saltbad.
Med uppfinningen uppkolas komponenten såsom i ovanstående exempel, men tiden för uppkolning kan reduceras genom att välja ett stål med ett ökat basmaterial-kolinnehåll.
Detta kommer att signifikant reducera den erforderliga uppkolningstiden.
Oavsett kolhalten kan stålet enligt uppfinningen härdas direkt från uppkolningsstemperaturen genom en långsam svalning i luft eller, om så önskas, med hjälp av tvångscirkulerad luft eller kylgaser.
F ig. l jämför ett typiskt genomtörande av den konventionella processvägen och under utnyttjande av ett stål enligt uppfinningen. F ig. 2 visar tidsreduktionen som kan uppnås 1 1 u. . 1 11 1 11 1- vn um 1 v» 11 1 » 1 1 . - 1 1 1 v 1 1 1. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 u; .lf «1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 u 1 s 1 1 - 1 1 t v ~ I _' 1 1 1 _ -1 11» 11 two -Hv -1 J i uppkolningssteget med ett stål enligt uppfinningen beroende på den i basmaterialet valda kolhalten.
Härdnilzg-och-anlöpning Idag genomfores härdning-och-anlöpning antingen på komponenttörmaterialet (såsom smide, stänger eller rör) eller på de mjukbearbetade komponenterna. Härdning-och- anlöpningsoperationen omfattar normalt en värrnning till austenitiseringstemperaturen, släckning i ett olje- eller saltbad och sedan mjukglödgning vid en temperatur som är inställd så att de önskade komponentegenskapema uppnås.
Med uppfinningen kan härdning-och-anlöpning uppnås genom direkt lufthärdning av stålet från varrnforrnnings- (smide eller valsning) temperaturen, eller, när det gäller maskinbearbetade komponenter, genom lufthärdning efter austenitiseringsoperationen. I båda fallen följs lufthärdningen av en mjukglödgning vid den temperatur som erfordras för uppnående av de önskade egenskaperna.
I det fall där lufihärdningen genomföres från formnings- (smide eller valsning) temperaturen kan den dyrbara och tidskrävande austenitiseringsprocessen helt undvikas.
Lufthärdningen har de kostnads, miljö- och hälsofórdelar som nämnts tidigare och dessutom kan distortionsproblemen som är förknippade med släckningsprocessen undvikas.
I det fall där maskinbearbetade komponenter härdas och anlöps är fördelarna återigen kostnad, miljö, hälsa och signifikant reducerade dirsortionsproblem F ig. 3 visar processvägen för konventionell härdning-och-anlöpning för förformade komponenter såsom smidesgods, stänger eller rör och motsvarande väg för stål enligt uppfinningen.
Exempel Ett stål med en sammansättning motsvarande den i nedanstående tabell utvärderades.
C Si Mn Cr Mo Fe och föroreningar 0,39 1,73 1,42 l,53 0,44 Återstoden Med dilatometerutvärderingar och praktiska prov har förhållandet mellan kylhastighet i temperaturintervallet mellan 800 och 500°C (t800/500) och resulterande hårdhet bestämts, Fi g. 4. Utvärderingen visar att homogena stänger med diametrar upp till 60 mm kommer att genomhärda till total martensitisk hårdhet när de kyles i stillastående luft. 515 4 624 ~ Q . » . 1 Slaghållfastheten vid rumstemperatur har bestämts for sådana lufthärdade prover (lufthärdade genom svalning i stillastående luft från en smidestemperatur av l 100°C) som en funktion av hårdheten uppnådd genom anlöpning vid olika temperaturer, F ig. 5.
Detta exempel visar att lufthärdning kan kombinera hög liålltasthet med signifikant seghet. . u 1 u ~ | | » en n v . ~ 4 | .-

Claims (1)

1. 515 624 Patentkrav
1. l\) b) Stål avsett att lufthärdas som del av vännebehandlingar såsom härdning-och- anlöpning, induktionshärdning, uppkolning, karbonitrering eller nitrering innehållande, i vikt-%: C 0,10 - 0,55 Si 0,97 - 2,03 Mn 1,14 - 1,83 Cr 0 - 1,65 M0 0,36 - 0,58 Resterande del - Fe och föroreningar Stål enligt krav 1, kännetecknat av att kolhalten är 0,10 - 0,30 vikt-%. Stål enligt krav 1, kännetecknat av att kolhalten är 0,31 - 0,55 vikt-%. - > ~ « v r
SE9903968A 1999-11-02 1999-11-02 Lufthärdande låg- till mediumkolhaltigt stål för förbättrad värmebehandling SE515624C2 (sv)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9903968A SE515624C2 (sv) 1999-11-02 1999-11-02 Lufthärdande låg- till mediumkolhaltigt stål för förbättrad värmebehandling
JP2000324097A JP2001131688A (ja) 1999-11-02 2000-10-24 熱処理改善のための空気焼入れ低ないし中炭素鋼
EP00850178A EP1098011A1 (en) 1999-11-02 2000-10-30 An air hardenable low to medium carbon steel composition
CN00133727A CN1295138A (zh) 1999-11-02 2000-11-02 适于经改进的热处理的空冷淬硬的低碳和中碳钢
US10/120,361 US6902631B2 (en) 1999-11-02 2002-04-12 Air-hardening, low to medium carbon steel for improved heat treatment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9903968A SE515624C2 (sv) 1999-11-02 1999-11-02 Lufthärdande låg- till mediumkolhaltigt stål för förbättrad värmebehandling

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9903968D0 SE9903968D0 (sv) 1999-11-02
SE9903968L SE9903968L (sv) 2001-05-03
SE515624C2 true SE515624C2 (sv) 2001-09-10

Family

ID=20417583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9903968A SE515624C2 (sv) 1999-11-02 1999-11-02 Lufthärdande låg- till mediumkolhaltigt stål för förbättrad värmebehandling

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6902631B2 (sv)
EP (1) EP1098011A1 (sv)
JP (1) JP2001131688A (sv)
CN (1) CN1295138A (sv)
SE (1) SE515624C2 (sv)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109852921A (zh) * 2019-04-02 2019-06-07 江苏奕华新材料科技有限公司 一种通用型qpq氮化剂浓度调整方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10145599C1 (de) * 2001-09-15 2003-06-18 Gkn Loebro Gmbh Bauteile aus Stahl und Verfahren zur Wärmebehandlung von Bauteilen aus Stahl
US20040156805A1 (en) * 2003-02-10 2004-08-12 Perveen Kazmi Method of use
ATE442464T1 (de) 2005-03-09 2009-09-15 Ovako Bar Oy Ab Hochfester luftgekühlter stahl und daraus resultiertes warmverformte produkt.
KR100654695B1 (ko) 2006-05-04 2006-12-06 주식회사 성도 대형 선박용 캠 및 그 부분품의 열처리 방법
US20220213584A1 (en) * 2019-04-12 2022-07-07 Gkn Sinter Metals, Llc Variable Diffusion Carburizing Method
CN111378901B (zh) * 2020-05-15 2021-07-23 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 一种1420MPa级PC钢棒专用母材盘条及其制备方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1551909A (sv) 1967-08-08 1969-01-03
JPS541645B1 (sv) 1968-12-30 1979-01-27
US3615905A (en) 1969-06-30 1971-10-26 Uddeholms Ab Method of treating steel
US3713905A (en) 1970-06-16 1973-01-30 Carpenter Technology Corp Deep air-hardened alloy steel article
US3901690A (en) 1971-05-11 1975-08-26 Carpenter Technology Corp Wear resistant alloy steels containing cb and one of ti, hf or zr
US3944442A (en) 1973-07-13 1976-03-16 The International Nickel Company, Inc. Air hardenable, formable steel
JPS53130218A (en) 1977-04-20 1978-11-14 Riken Steel Kk Air quench type tool steel for extruding pins
JPS6227551A (ja) 1985-07-26 1987-02-05 Plus Eng Co Ltd 押出ピン用空気焼入型工具綱
US4957702A (en) 1988-04-30 1990-09-18 Qinghua University Air-cooling duplex bainite-martensite steels
US5085733A (en) * 1989-08-24 1992-02-04 Nippon Seiko Kabushiki Kaisha Rolling steel bearing
US5094923A (en) 1990-04-24 1992-03-10 Kennametal Inc. Air hardening steel
DE4219336C2 (de) 1992-06-10 1995-10-12 Mannesmann Ag Verwendung eines Stahls zur Herstellung von Konstruktionsrohren
JPH0617187A (ja) 1992-06-30 1994-01-25 Aichi Steel Works Ltd 高マンガン冷間工具鋼
WO1994020645A1 (en) * 1993-03-12 1994-09-15 Nippon Steel Corporation Steel material for induction-hardened shaft part and shaft part made therefrom
GB2297094B (en) * 1995-01-20 1998-09-23 British Steel Plc Improvements in and relating to Carbide-Free Bainitic Steels
US5746842A (en) * 1995-09-29 1998-05-05 Toa Steel Co., Ltd. Steel gear
JP3517515B2 (ja) * 1996-04-23 2004-04-12 エヌケーケー条鋼株式会社 高強度、低熱処理変形歯車およびその製造方法
SE507851C2 (sv) 1996-06-25 1998-07-20 Uddeholm Tooling Ab Användning av ett stål som material för skärverktygshållare
US5900077A (en) * 1997-12-15 1999-05-04 Caterpillar Inc. Hardness, strength, and fracture toughness steel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109852921A (zh) * 2019-04-02 2019-06-07 江苏奕华新材料科技有限公司 一种通用型qpq氮化剂浓度调整方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1098011A1 (en) 2001-05-09
US20020155018A1 (en) 2002-10-24
SE9903968L (sv) 2001-05-03
JP2001131688A (ja) 2001-05-15
US6902631B2 (en) 2005-06-07
SE9903968D0 (sv) 1999-11-02
CN1295138A (zh) 2001-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2719892B2 (ja) 高温用表面浸炭ステンレス鋼合金及びそれから作られる製品及びその製造方法
RU2201468C2 (ru) Сталь для изготовления стальной детали холодной пластической деформацией и способ изготовления детали
WO2008123397A1 (ja) 加工性に優れた肌焼鋼管とその製造方法
RU2201993C2 (ru) Способ изготовления стальных механических деталей и сталь для изготовления этих деталей
CN111763889A (zh) 一种高碳轴承钢及其制备方法
CN114096693A (zh) 用于生产钢部件的方法和钢部件
JP4185997B2 (ja) 軸受部品の製造方法
SE515624C2 (sv) Lufthärdande låg- till mediumkolhaltigt stål för förbättrad värmebehandling
SE449229B (sv) Olegerade eller laglegerade bainitherdbara stallegeringar och sett att framstella dylika
US6123785A (en) Product and process for producing constant velocity joint having improved cold workability and strength
Wahab et al. Effect of heat treatment on the fracture toughness of AISI 4140 Steel
Maisuradze et al. Phase transformations in D6AC steel during continuous cooling
CN112853049B (zh) 一种高性能轴套材料及其热处理方法
JPWO2015199103A1 (ja) ピニオンシャフト及びその製造方法
JP3476097B2 (ja) 浸炭用鋼および浸炭部材
JPS62205245A (ja) 熱間鍛造用非調質鋼
KR20200061638A (ko) 핫스탬핑용 금형강 제조방법 및 이에 의해 제조된 핫스탬핑용 금형강
JPS59159971A (ja) 焼入性のすぐれた冷間鍛造用鋼
Maminska et al. A new bainitic forging steel for surface induction hardened components
CN107835861A (zh) 生产工具钢的方法
JPH04297548A (ja) 高強度高靭性非調質鋼とその製造方法
JPH10183296A (ja) 高周波焼入れ用鋼材及びその製造方法
US2654683A (en) Alloy steel
JPH1060586A (ja) 浸炭窒化軸受用鋼
JPH02310343A (ja) 破砕機用耐摩耗部品の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed