SE526805C2

SE526805C2 - steel Alloy

Info

Publication number: SE526805C2
Application number: SE0400806A
Authority: SE
Inventors: Jonas Nilsson; Andreas Rosberg
Original assignee: Sandvik Intellectual Property
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2005-11-08
Also published as: EP1735478A1; US20070274855A1; WO2005093112A1; SE0400806L; DE602005021872D1; JP2007530784A; SE0400806D0; CN100463996C; AU2005226606B2; AU2005226606A1; SE526805C8; ATE471392T1; CN1918315A; EP1735478B1

Abstract

The invention relates to a steel alloy of the following composition (in % by weight) C 0.40-0.60 Si 0.1-1.0 Mn 0.3-1.0 Cr 12-15 MO 2.5-4.0 Ni 0-1.0 Co 0-4.0 N 0.15-0.20, with the balance Fe as well as normally occurring impurities, the hardness being >56 HRC, which has been attained without deep freezing, as well as PRE>25, defined as PRE=% Cr+3.3.% Mo+16.% N. Furthermore, the steel alloy comprises carbides, nitrides and/or carbonitrides the maximal diameter of which does not exceed 5 mum. This steel alloy has turned out surprisingly well suitable as edge material for a plurality of cutting operations.

Description

20 O M UI OO I IOO I OO O O OIO OOOO O O O OO OO OO O I O I O OO I I O O OO OO ";30 0000 OOO O O O O 5.6 805 ten, att karbonitrider (gäller även slagger och inneslut- ningar), med en diameter större än 10 um, ger urflisningar och eggskador, varvid eggens initialskärpa drastiskt för- sämras. För tillverkning av eggar genom etsning är kraven än större. Vid fotoetsning, som lämpar sig för tillverkning av invecklade detaljer i tunna material, skyddas delar av materialytan med en skyddsfilm. På de områden som är oskyd- dade tillåts etsmedlet (exempelvis en blandning av HCl och FeCl3), som sprayas på ytan, göra en kemisk bearbetning. På grund av de olika elektrokemiska egenskaperna hos grundmas- san och karbonitriderna, kommer etsningen att påskyndas i gränsen mellan grundmassa och karbonitrid. Detta medför att karbonitriderna riskerar att etsas ur materialet. För att detta fenomen inte skall påverka den färdiga produkten ne- gativt, kan inga karbonitrider med en diameter större än 5 um tillåtas i materialet. En vanlig orsak till stora kar- bonitrider är legeringstillsatser av mycket starka karbid- bildare som till exempel vanadin, varför denna typ av lege- ringsämnen måste undvikas. En annan orsak till stora karbo- nitrider är dålig processkontroll vid gjutning och varmbe- arbetning av materialen. Stora (ø > 10 um) karbonitrider, framförallt kantiga primärkarbider formade vid gjutningen, begränsar även möjligheten att polera materialet spegel- blankt. 5. 00805 5.6 805 that carbonitrides (including slag and inclusions), with a diameter greater than 10 μm, results in chipping and edge damage, whereby the initial sharpness of the edge is drastically reduced.For the production of edges by etching, the requirements are even greater.In photo etching, which is suitable for the manufacture of intricate parts in thin materials, parts of the material surface are protected with a protective film. which are unprotected, the etchant (for example a mixture of HCl and FeCl3), which is sprayed on the surface, is allowed to do a chemical treatment. In order to prevent this phenomenon from adversely affecting the finished product, no carbonitrides with a diameter greater than 5 μm can be used. undertaken in the material. A common cause of large carbonitrides is alloy additives of very strong carbide formers such as vanadium, so this type of alloying substance must be avoided. Another cause of large carbonitrides is poor process control during casting and hot working of the materials. Large (ø> 10 μm) carbonitrides, especially angular primary carbides formed during casting, also limit the possibility of polishing the material mirror-gloss.

Vid korrosionsangrepp pá martensitiska rostfria krom- stål så är de oftast av typen punktkorrosion (pitting). De tre viktigaste legeringselementen för att kontrollera denna korrosionstyp är krom, molybden och kväve. Ett ofta använt mått pà motståndet mot punktkorrosion är PRE-värdet (Pit- ting Resistance Equivalent), % Mo + 16 ° % N. Erfarenheten säger att PRB = % cr + 3,3 - PRE-värdet enligt ovan skall vara över 25 för martensitiska 5 10 15 20 25 30 I o CCI O IOCQ ICO 5 2 f, g g 5 ä-*i -.I? ~ Lzf 3 kromstål för att tillräcklig korrosionsbeständighet skall uppnås i en miljö med kloridjoner.In the case of corrosion attacks on martensitic stainless chromium steels, they are most often of the pitting type. The three most important alloying elements to control this type of corrosion are chromium, molybdenum and nitrogen. A commonly used measure of resistance to point corrosion is the PRE value (Pitting Resistance Equivalent),% Mo + 16 °% N. Experience has shown that PRB =% cr + 3.3 - The PRE value as above must be above 25 for martensitiska 5 10 15 20 25 30 I o CCI O IOCQ ICO 5 2 f, gg 5 ä- * i -.I? ~ Lzf 3 chrome steel to achieve sufficient corrosion resistance in an environment with chloride ions.

Ett ytterligare krav på materialet enligt föreliggande uppfinning är att det på ett kostnadseffektivt och kvali- tetssäkert sätt skall kunna härdas genom en kontinuerlig process (bandbredder upp till 1000 mm och bandtjocklekar ner till 15 um) inkluderande ugn för austenitisering, släckning i form av till exempel kylplattor för omvandling till martensit och slutligen en ugn för anlöpning. Vid austenitiseringen löses karbonitriderna i materialet upp till viss del och halterna av legeringselement stiger i matrisen. För att denna upplösning Skall Ske jämnt (möjlig- gör goda formtoleranser) och inom kort tid (hög produktivi- tet) krävs att karbonitriderna är små till storleken (ø < 5 um) och dessutom att storleksfördelningen är jämn, vilket styrs genom en noggrant kontrollerad tillverknings- process. Tillverkningsprocessen för materialet inkluderar smältning av råvaror i ljusbàgsugn alternativt högfrekven- sugn. Kolhalten i materialet kan styras genom val av räva- ror eller genom färskning antingen i AOD (Argon Oxygen De- carburization), CLU (Creusot Loire Uddeholm) eller annan raffineringsprocess. Som ett alternativ kan materialet om- smältas i en sekundär metallurgisk process såsom VIM (Vacuum Induction Melting), VAR (Vacuum Arc Remelting), ESR (Electroslag Remelting) eller motsvarande. Gjutning kan ske på traditionellt sätt till göt eller genom stränggjutning.A further requirement of the material according to the present invention is that it must be able to cure in a cost-effective and quality-safe manner through a continuous process (strip widths up to 1000 mm and strip thicknesses down to 15 μm) including oven for austenitization, quenching in the form of e.g. cooling plates for conversion to martensite and finally an annealing oven. During austenitization, the carbonitrides in the material dissolve to a certain extent and the levels of alloying elements rise in the matrix. In order for this resolution to take place evenly (enables good shape tolerances) and within a short time (high productivity), it is required that the carbonitrides are small in size (ø <5 μm) and also that the size distribution is even, which is controlled by a carefully controlled manufacturing process. The manufacturing process for the material includes smelting of raw materials in arc furnaces or high-frequency furnaces. The carbon content of the material can be controlled by selecting raw materials or by refreshing either in AOD (Argon Oxygen Decarburization), CLU (Creusot Loire Uddeholm) or other refining process. As an alternative, the material can be remelted in a secondary metallurgical process such as VIM (Vacuum Induction Melting), VAR (Vacuum Arc Remelting), ESR (Electroslag Remelting) or equivalent. Casting can be done in the traditional way to ingots or by continuous casting.

En första kraftig reduktion görs i varmt tillstànd, varef- ter materialet sfärodiseringsglödgas. Kallvalsning sker därefter i flera steg med mellanliggande glödgningsopera- tioner. Materialet kan levereras till kund antingen i kall- valsat, glödgat eller härdat och anlöpt utförande. Det rostfria martensitiska kromstålet enligt ovan har fördelar framför austenitiska material för tillverkning av detaljer 00 c 0 I n I I 1010 bonoﬁb 0 0 0 ononco 10 15 20 00 N U'1 in DJ CA CO CD LN genom fotokemisk bearbetning. Dessa fördelar är bland annat att materialet efter härdning har en mycket bra planhet och är i det närmaste spänningsfritt. Materialet tillåter även en bra produktivitet för denna typ av bearbetning.A first sharp reduction is made in a hot state, after which the material is spheroidally annealed. Cold rolling then takes place in several stages with intermediate annealing operations. The material can be delivered to the customer either in cold-rolled, annealed or hardened and tempered design. The stainless martensitic chromium steel as above has advantages over austenitic materials for the manufacture of parts 00 c 0 I n I I 1010 bono ﬁ b 0 0 0 ononco 10 15 20 00 N U'1 in DJ CA CO CD LN by photochemical processing. These advantages include that the material after curing has a very good flatness and is virtually stress-free. The material also allows a good productivity for this type of processing.

För att kunna uppfylla ovanstående krav och samtidigt producera ett färdigt material i bandform pà ett kostnad- seffektivt sätt krävs en mycket noggrann optimering av framförallt legeringselement, men även processparametrar.In order to be able to meet the above requirements and at the same time produce a finished material in strip form in a cost-effective way, a very careful optimization of, above all, alloying elements, but also process parameters, is required.

För att produktionskostnaden skall hamna pà en rimlig nivå krävs att materialet kan tillverkas genom en normal (icke trycksatt) metallurgisk process. Detta ger en praktisk be- gränsning i kvävehalt på maximalt 0,20 vikt-%, vid en väl- kontrollerad process. Kvävehalten skall därför ligga mellan 0,15 - 0,20 vikt-%. Hàrdheten på materialet i härdat utfö- rande bestäms i huvudsak av halten (kol + kväve) vikt-% och för att en hårdhet på över 56 HRC skall kunna uppnås utan djupkylning, med tillräcklig kvarvarande volymfraktion av karbonitrider för skärpevaraktigheten, måste denna summa vara större än 0,55 vikt-%, förutsatt att höga halter före- ligger av karbonitridbildare som krom och molybden. Detta medför att kolhalten måste vara över 0,40 vikt-% och att kvoten kol genom kväve blir större än 2. Med denna relativt höga kolhalt måste kolaktiviteten begränsas för att undvika bildning av primärkarbider vid stelningen, vilket åstadkom- mes genom att hålla kiselhalten låg, inom intervallet 0,15 - 0,55 vikt-%. Vid härdningen austenitiseras materia- let vid 1000 - lO50°C för att sedan mycket snabbt (lämpli- gen i olja, mellan kylblock eller med tryckluft) kylas till rumstemperatur. En anlöpning görs vid runt 200°C för att uppnå en hårdhet > 56 HRC. Med djupkylning före anlöpning till - 80°C kan en ytterligare hàrdhetsökning pà runt 2 HRC uppnås. 00 0000 00 0 O I I I I I 0 0 0 0 0 0 000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 0000 0 0 0 IC CO 0 0 0 0 0 I O 0 0 10 15 20 00 00 I 00 0000 000 I 00 k) U'I Krom måste tillsättas materialet i tillräcklig mängd för att bilda en korrosionsskyddande oxidfilm på materialy- tan, men vid höga kromhalter uppkommer återigen risken för bildandet av stora primärkarbider, vilket måste undvikas.In order for the production cost to end up at a reasonable level, it is required that the material can be manufactured through a normal (non-pressurized) metallurgical process. This gives a practical limitation in nitrogen content of a maximum of 0.20% by weight, in a well-controlled process. The nitrogen content should therefore be between 0.15 - 0.20% by weight. The hardness of the material in the hardened version is mainly determined by the content (carbon + nitrogen)% by weight and in order for a hardness of more than 56 HRC to be achieved without deep cooling, with a sufficient residual volume fraction of carbonitrides for the sharpness duration, this sum must be greater than 0.55% by weight, provided that high levels of carbonitride formers such as chromium and molybdenum are present. This means that the carbon content must be above 0.40% by weight and that the carbon ratio by nitrogen is greater than 2. With this relatively high carbon content, the carbon activity must be limited to avoid the formation of primary carbides during solidification, which is achieved by keeping the silicon content low. , in the range 0.15 - 0.55% by weight. During curing, the material is austenitized at 1000 - 1050 ° C and then cooled very quickly (suitably in oil, between cooling blocks or with compressed air) to room temperature. A tempering is done at around 200 ° C to achieve a hardness> 56 HRC. With deep cooling before tempering to -80 ° C, a further hardness increase of around 2 HRC can be achieved. 00 0000 00 0 OIIIII 0 0 0 0 0 0 000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 0000 0 0 0 IC CO 0 0 0 0 0 0 IO 0 0 10 15 20 00 00 I 00 0000 000 I 00 k) U'I Chromium must be added to the material in sufficient quantity to form a corrosion-protective oxide film on the material surface, but at high chromium contents the risk of the formation of large primary carbides again arises, which must be avoided.

Kromhalten skall därför hållas mellan 14-15 vikt-%. Mo- lybden tillsätts sedan i tillräcklig mängd för att ge ett PRE > 25, alltså mer än 2,6 vikt-% molybden. Vid höga till- satser av molybden och kväve riskerar man att varmbearbet- ningsegenskaperna för materialet försämras och för att be- gränsa denna risk så skall andra element med liknande ef- fekt hållas på en minimal nivå - halten av koppar måste till exempel hållas under 0,1 vikt-%. Nickel och kobolt är dyra legeringsämnen som är stabila i en normal metallurgisk process, vilket betyder att halterna ackumuleras över tiden vid returstàlsbaserad stâltillverkning. För rostfria stål finns det begränsningar vad gäller nickelhalten på max l % för att materialet inte skall klassas som potentiellt can- cerframkallande och allergiframkallande enligt EU-direktivet 99/45/EC varför denna halt har satts som max- halt vad avser nickel för legeringen enligt patentet. Före- trädesvis tillsätts inte nickel aktivt i materialet och nickelhalten bestäms till max 0,7 % för att undvika den austenitstabilisering som annars blir följden. Maxhalten av kobolt har satts till 4 %, dels av kostnadsskäl men även för att undvika en alltför snabb ackumulering av kobolt i returstàlshanteringen beroende på att ämnet normalt sett ses som ett föroreningsämne i rostfria stål, framförallt inom kärnkraftsindustrin. Företrädesvis tillsätts inte ko- bolt aktivt i materialet och kobolthalten sätts till max 0,5 %, trots ämnets höjande inverkan på martensitbildnings- temperaturen. En tillsats av kobolt kan alltså förskjuta fasomvandlingen vid kylning efter härdning mot mer marten- sit. 00 0000 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000 0 0 0 0 0 000 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 0000 00 0 0 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 15 20 CH RJ Ch GI) LN Vid ett betraktande av dagens standardmaterial konsta- teras att det är väldigt få som uppfyller kravet PRE > 25 i kombination med HRC > 56. Lägger man till kravet med karbo- nitrider ø < 5 um så finns det inga standardmaterial som uppfyller dem. Material av typen AISI 440 C uppfyller till exempel bara kravet pà hårdhet. För att uppfylla kraven på PRE-värde och karbonitrider enligt ovan så finns det bara austenitiska och duplexa material att tillgå, men hos dessa är dock hårdheten och skärpevaraktigheten otillräcklig.The chromium content should therefore be kept between 14-15% by weight. The molybdenum is then added in a sufficient amount to give a PRE> 25, i.e. more than 2.6% by weight of molybdenum. At high additions of molybdenum and nitrogen, there is a risk that the hot working properties of the material will deteriorate and to limit this risk, other elements with a similar effect must be kept to a minimum - the copper content must, for example, be kept below 0 , 1% by weight. Nickel and cobalt are expensive alloying elements that are stable in a normal metallurgical process, which means that the levels accumulate over time in return steel-based steel production. For stainless steels, there are restrictions regarding the nickel content of a maximum of 1% so that the material is not classified as potentially carcinogenic and allergenic according to EU Directive 99/45 / EC, which is why this content has been set as the maximum content for nickel for the alloy according to the patent. Preferably, nickel is not actively added to the material and the nickel content is determined to a maximum of 0.7% to avoid the austenite stabilization that would otherwise result. The maximum content of cobalt has been set at 4%, partly for cost reasons but also to avoid too rapid accumulation of cobalt in waste steel handling due to the fact that the substance is normally seen as a pollutant in stainless steels, especially in the nuclear industry. Preferably, cobalt is not actively added to the material and the cobalt content is set to a maximum of 0.5%, despite the substance's increasing effect on the martensite formation temperature. An addition of cobalt can thus shift the phase transformation during cooling after curing towards more martensite. 00 0000 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 0000 00 0 0 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 15 20 CH RJ Ch GI) LN When looking at today's standard material, it is found that very few meet the requirement PRE> 25 in combination with HRC> 56. If you add the requirement with carbonitrides ø <5 um, there are no standard materials that meet them. Materials of the type AISI 440 C, for example, only meet the requirement for hardness. To meet the requirements for PRE value and carbonitrides as above, only austenitic and duplex materials are available, but with these, the hardness and sharpness are insufficient.

Vid en genomgång av andra patentskrifter inom detta område, har i synnerhet följande fyra beaktats.In a review of other patents in this field, the following four in particular have been considered.

DE-A-39 01 470 beskriver ett material lämpat för bland an- nat rakblad och knivar. Patentet föreskriver dock en tryck- satt metallurgi för att uppnå kvävehalter över 0,20 vikt-% och därmed maximalt dubbelt så hög halt av kol som av kvä- ve. Vidare anges två försökslegeringar, båda med hårdheter under 600 HV. Patentet föreskriver också tillsatser av va- nadin i låga halter. Materialet kommer därför inte att upp- fylla ovan nämnda krav på hårdhet och undvikande av lege- ringselementet vanadin, och dessutom kommer tillverknings- kostnaden att bli mycket hög. Enligt EP-A-638 658 används vanadin för att uppnå ett kraftigt sekundärhårdnande vid anlöpning till höga temperaturer, vilket kan vara en fördel till exempel om materialet skall beläggas eller användas vid höga temperaturer. Detta är dock förkastligt om materi- alet skall etsas till färdig form eller användas för att producera mycket skarpa eggar, enligt ovan. Patentet anger 40 um som största tillåtna storlek på karbonitrider till skillnad mot de 5 pm som anges som maxgräns enligt förelig- gande uppfinning. EP-A-750 687 anger maxhalten (kol + kvä- ve) till 0,55 vikt-%, vilket enligt föreliggande uppfinning bedöms vara minimal halt för att uppnå tillräcklig hårdhet.DE-A-39 01 470 describes a material suitable for, among other things, razor blades and knives. However, the patent prescribes a pressurized metallurgy to achieve nitrogen contents above 0.20% by weight and thus a maximum twice as high content of carbon as of nitrogen. Furthermore, two test alloys are stated, both with hardnesses below 600 HV. The patent also prescribes additives of vanadium in low concentrations. The material will therefore not meet the above-mentioned requirements for hardness and avoidance of the alloying element vanadium, and in addition the manufacturing cost will be very high. According to EP-A-638 658, vanadium is used to achieve a strong secondary hardening when tempered at high temperatures, which can be an advantage, for example, if the material is to be coated or used at high temperatures. However, this is reprehensible if the material is to be etched to a finished shape or used to produce very sharp edges, as above. The patent states 40 μm as the maximum permissible size of carbonitrides as opposed to the 5 μm stated as the maximum limit according to the present invention. EP-A-750 687 states the maximum content (carbon + nitrogen) to 0.55% by weight, which according to the present invention is judged to be minimal content to achieve sufficient hardness.

Detta bekräftas genom att målet vad avser hårdhet i EP- IQ o!! QIO olio 10 15 20 00 00 0000 :G0 Û I 00 I\J U1 5 2 5 3 0 5 i ° -JÉ ' Iaf :zšs ' l skriften är HRC > 50 och att den försökslegering som uppnår den högsta hårdheten när 56,3 HRC (detta efter anlöpning under 1 timme vid endast 180°C). Denna begränsade hårdhet i kombination med liten del kvarvarande karbonitrider kommer att ge en otillräcklig skärpevaraktighet för eggapplikatio- ner med höga krav. Patentskriften riktar sig också främst mot artiklar med extremt höga krav pà korrosionsbeständig- het, varvid även koppar har tillsatts, varför hårdheten och varmbearbetbarheten eftersatts. Vad gäller patentskriften US-A-6 235 237, vilken framförallt avser stàlkanter för skidor med krav på dämpning, så ger kombinationen av hög kromhalt, làg molybdenhalt och låg kvävehalt en hårdhet un- der 50 HRC enligt exemplen i patentskriften, och därmed otillräcklig skärpevaraktighet för eggapplikationer med hö- ga krav.This is confirmed by the goal in terms of hardness in EP-IQ o !! QIO olio 10 15 20 00 00 0000: G0 Û I 00 I \ J U1 5 2 5 3 0 5 i ° -JÉ 'Iaf: zšs' l the writing is HRC> 50 and that the test alloy which achieves the highest hardness reaches 56, 3 HRC (this after tempering for 1 hour at only 180 ° C). This limited hardness in combination with a small amount of residual carbonitrides will give an insufficient sharpening duration for edge applications with high requirements. The patent specification is also primarily aimed at articles with extremely high demands on corrosion resistance, whereby copper has also been added, which is why the hardness and hot workability have been neglected. With regard to the patent specification US-A-6 235 237, which mainly relates to steel edges for skis with damping requirements, the combination of high chromium content, low molybdenum content and low nitrogen content gives a hardness below 50 HRC according to the examples in the patent specification, and thus insufficient sharpness duration. for edge applications with high requirements.

Ett första syfte med föreliggande uppfinning är såle- des att framtaga en ny stàllegering, som övervinner samtli- ga ovannämnda olägenheter hos känd teknik.A first object of the present invention is thus to produce a new steel alloy which overcomes all the above-mentioned disadvantages of the prior art.

I synnerhet är syftet med föreliggande uppfinning att framtaga en stàllegering som uppvisar en hårdhet på minst 56 HRC, har utmärkt korrosionsbeständighet och kan bearbe- tas medelst fotoetsning.In particular, the object of the present invention is to produce a steel alloy which has a hardness of at least 56 HRC, has excellent corrosion resistance and can be processed by photoetching.

Dessa och ytterligare syften har på ett för fackmannen överraskande sätt lyckats uppnås genom att framtaga en stàllegering enligt följande sammansättning (i vikt-%): c 0,40 - 0,60 si 0,1 - 1,0 Mn 0,3 - 1,0 cr 12 - 15 Mo 2,5 - 4,0 Ni 0 - 1,0 cø 0 - 4,0 N 0,15 - 0,20, 000000 10 15 20 oo o con . . en NJ UT to al I O O Old noen I 0 n PD C\ C “05 LH varvid hårdheten > 56 HRC uppnås utan djupkylning, samt PRE > 25, definierat som PRE = % Cr + 3,3 ° % Mo + 16 - % N. Balansen för att uppnå 100% utgörs av järn med däri naturligt förekommande förore- ningar. Företrädesvis beaktas att maximal storlek på karbo- nitrider är ø < 5 um, Företrädesvis uppvisar stållegeringen enligt förelig- gande uppfinning följande sammansättning (i vikt-%): C 0,42 - 0,60 Si 0,15- 0,80 Mn 0,4 - 0,8 Cr 13 - 15 Mo 2,6 - 4,0 Ni 0 - 0,7 CO 0 - 0,5 N 0,15 - 0,20, samt resten Fe med däri naturligt förekommande förorening- ar. Än mer föredraget uppvisar stållegeringen enligt före- liggande uppfinning följande sammansättning (i vikt-%): C 0,42 - 0,50 Si 0,15- 0,55 Mn 0,4 - 0,7 Cr 14 - 15 Mo 2,6 - 3,0 Ni 0 - 0,7 Co 0 - 0,5 N 0,15 - 0,20, samt resten Fe med däri naturligt förekommande förorening- ar.These and further objects have been surprisingly achieved by those skilled in the art by producing a steel alloy according to the following composition (in% by weight): c 0.40 - 0.60 si 0.1 - 1.0 Mn 0.3 - 1 , 0 cr 12 - 15 Mo 2,5 - 4,0 Ni 0 - 1,0 cø 0 - 4,0 N 0,15 - 0,20, 000000 10 15 20 oo o con. . a NJ UT to al IOO Old some I 0 n PD C \ C “05 LH whereby the hardness> 56 HRC is achieved without deep cooling, and PRE> 25, defined as PRE =% Cr + 3.3 °% Mo + 16 -% N The balance to achieve 100% consists of iron with naturally occurring contaminants. Preferably it is considered that the maximum size of carbonitrides is ø <5 μm. Preferably the steel alloy according to the present invention has the following composition (in% by weight): C 0.42 - 0.60 Si 0.15- 0.80 Mn 0 , 4 - 0.8 Cr 13 - 15 Mo 2.6 - 4.0 Ni 0 - 0.7 CO 0 - 0.5 N 0.15 - 0.20, and the remainder Fe with naturally occurring impurities therein. Even more preferably, the steel alloy of the present invention has the following composition (in% by weight): C 0.42 - 0.50 Si 0.15 - 0.55 Mn 0.4 - 0.7 Cr 14 - 15 Mo 2, 6 - 3.0 Ni 0 - 0.7 Co 0 - 0.5 N 0.15 - 0.20, and the remainder Fe with naturally occurring impurities therein.

Material tillverkat enligt patentet lämpar sig speci- ellt väl för användning i applikationer som till exempel knivar i livsmedelsindustrin med höga krav på hårdhet och II O U OO 00 0 0 00 0 U i 0 I 0 01 I n 000 0000 000 0 0 0 0 0 0 0 01 00 00 00 h) O 10 15 20 l\) U'| 01 RJ ~& Ch skärpevaraktighet i kombination med korrosionsbeständighet på grund av kloridjonhaltig miljö samt korrosiva diskmedel.Materials made according to the patent are particularly well suited for use in applications such as knives in the food industry with high demands on hardness and II OU OO 00 0 0 00 0 U i 0 I 0 01 I n 000 0000 000 0 0 0 0 0 0 0 01 00 00 00 h) O 10 15 20 l \) U '| 01 RJ ~ & Ch sharpness durability in combination with corrosion resistance due to chloride ion-containing environment and corrosive detergents.

Andra områden är skärande eggar för torr- och våtrakning, kirurgiska eggapplikationer samt dykarknivar. Ytterligare användningsområden för det nya materialet är till exempel raklar i tryckeriindustrin samt schabrar i pappersmassain- dustrin.Other areas are cutting edges for dry and wet shaving, surgical edge applications and diving knives. Additional areas of use for the new material are, for example, squeegees in the printing industry and scrapers in the pulp industry.

Val av tillverkningsväg för materialet beror bland an- nat på önskad materialvolym, maximal tillåten tillverk- ningskostnad och krav på slaggrenhet. Kundkrav som härdat och anlöpt respektive kallvalsat utförande påverkar natur- ligtvis ocksâ. Tillverkningen kommer dock alltid att inne- fatta en metallurgisk process vid normalt atmosfärstryck (1 atm = 1 bar). Den metallurgiska processen innefattar smältning i ljusbàgsugn eller högfrekvensugn. Kolhalten justeras antingen genom val av legeringsämnen eller genom färskning i AOD eller CLU eller annan raffineringsprocess.The choice of production route for the material depends, among other things, on the desired material volume, maximum permitted production cost and requirements for impact accuracy. Customer requirements such as hardened and tempered and cold-rolled versions naturally also affect. However, the production will always involve a metallurgical process at normal atmospheric pressure (1 atm = 1 bar). The metallurgical process involves melting in an arc furnace or high frequency furnace. The carbon content is adjusted either by selection of alloying elements or by freshening in AOD or CLU or other refining process.

Kvävehalten justeras antingen genom tillförsel i gasform eller genom användning av kvävehaltiga legeringsämnen. Som ett alternativ kan materialet omsmältas i en sekundär me- tallurgisk process såsom VIM, VAR, ESR eller motsvarande.The nitrogen content is adjusted either by gaseous addition or by the use of nitrogen-containing alloying elements. As an alternative, the material can be remelted in a secondary metallurgical process such as VIM, VAR, ESR or equivalent.

Gjutning kan ske till göt eller via stränggjutning, varef- ter varmbearbetning vidtar ner till bandform. Efter varmbe- arbetningen sfärodiseringsglödgas materialet för att sedan kallvalsas i flera steg till önskad tjocklek med mellanlig- gande rekristallisationsglödgningar. Vid kundönskemål på ett härdat och anlöpt leveransutförande sker denna härdning i en kontinuerlig bandprocess i form av en austenitisering i skyddsatmosfär, en snabb kylning mellan kylplattor (för fasomvandling till martensit) och slutligen en anlöpning till önskad hårdhet. Materialet skärs sedan till önskade bredder eller klipps till plana längder beroende på kundens önskemål. Den slutliga produkten tillverkas normalt ur här- PJ Ö*- 000000 O 0 0 0 I! 000000 O 0 0 nl 00 anno 0 0 0000 IDO a 0 0 0000 0000 I 0:00 0 0 nota O O I I 0001 0 I u 0 1 0 I 00 IQ I 05 O O (_71 dat bandmaterial genom fotoetsning och formning alternativt ur kallvalsat bandmaterial genom stansning / skärning, formning, härdning, anlöpning och slutligen slipning. Man kan även tänka sig en försäljning av materialet i tràd, rör eller ämnesform. 0 J IQOOQQCasting can be done to ingots or via continuous casting, after which hot processing takes place down to strip form. After the hot work, the material is spheroidally annealed and then cold-rolled in several steps to the desired thickness with intermediate recrystallization annealing. In the case of customer requirements for a hardened and tempered delivery design, this hardening takes place in a continuous strip process in the form of an austenitization in a protective atmosphere, a rapid cooling between cooling plates (for phase conversion to martensite) and finally a tempering to the desired hardness. The material is then cut to desired widths or cut to flat lengths depending on the customer's wishes. The final product is normally manufactured from here- PJ Ö * - 000000 O 0 0 0 I! 000000 O 0 0 nl 00 anno 0 0 0000 IDO a 0 0 0000 0000 I 0:00 0 0 nota OOII 0001 0 I u 0 1 0 I 00 IQ I 05 OO (_71 dat strip material by photo-etching and forming alternatively from cold-rolled strip material by punching / cutting, shaping, hardening, tempering and finally grinding.It is also conceivable to sell the material in wire, tube or blank form 0 J IQOOQQ

Claims

ﬂ Patent claims

Steel alloy characterized in that it has the following composition in% by weight C 0,40 - 0,60 Si 0,1 - 1,0 Mn 0,3 - 1,0 Cr 12 - 15 Mo 2,5 - 4,0 Ni 0 - 1.0 Co 0 - 4.0 N 0.15 - 0.20, with the residue Fe and normally occurring impurities, the hardness> 56 HRC, which must be achieved by curing without deep cooling, and PRE> 25, defined som PRE =% Cr + 3.3 °% Mo + 16 °% N.

Steel alloy according to claim 1, wherein C = 0.42 - 0.60, preferably 0.42 - 0.50% by weight.

Steel alloy according to claim 1 or 2, wherein Si = 0.15 - 0.80, preferably 0.15 - 0.55% by weight.

Steel alloy according to any one of claims 1-3, wherein Mn = 0.4 - 0.8, preferably 0.4 - 0.7% by weight.

Steel alloy according to any one of the preceding claims, wherein Cr = 13 - 15, preferably 14 - 15% by weight.

Steel alloy according to any one of the preceding claims, wherein Mo = 2.6 - 4.0, preferably 2.6 - 3.0% by weight. 526 805/2

A steel alloy according to any one of the preceding claims, wherein the steel alloy comprises carbonitrides whose maximum diameter does not exceed 5 μm.

Knife, such as a knife suitable for the food industry, cutters and the like, characterized in that it comprises a steel alloy according to any one of claims 1-7.

Cutting edges for either dry or wet shaving, characterized in that they comprise a steel alloy according to any one of claims 1-7.

Cutting tool for surgical applications, such as for example a scalpel, characterized in that it comprises a steel alloy according to any one of claims 1-7.

Scraper or squeegee, characterized in that it comprises a steel alloy according to any one of claims 1-7.