WO2000006790A1 - Acier pour la fabrication d'une piece pour roulement - Google Patents

Acier pour la fabrication d'une piece pour roulement Download PDF

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Gilles Baudry
Jacques Bellus
Daniel Girodin
Gilles Dudragne
Gérard JACOB
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Ascometal
Snr Roulements
Valti - Societe Anonyme Pour La Fabrication De Tubes Roulements
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    • F16C2204/66—High carbon steel, i.e. carbon content above 0.8 wt%, e.g. through-hardenable steel

Definitions

  • the invention relates to a bearing steel and a bearing capable of working at high loading levels.
  • Ball or roller bearings are well known. They are, in general, made up of rolling steel parts of the 100Cr6 type containing from 0.6 to 1.5% of carbon, from 1.3 to 1.6% of chromium, from 0.3 to 1% of manganese. and less than 0.4% silicon, the remainder being impurities resulting from the production. In the contact zones of the various parts, the steel is subjected to significant Hertz stresses which, due to the rotation of the bearing, generate phenomena of bearing fatigue. These rolling fatigue phenomena lead to the destruction of the bearing after a time depending on the loading conditions of the bearing. In order to ensure a sufficient service life, the bearings are dimensioned in such a way that the maximum Hertz stress remains below a value which depends on the fatigue strength of the steel used and the minimum service life desired.
  • the deformations of the bearings generated by the forces they support increase the phenomena of deterioration by fatigue.
  • the bearings are dimensioned so as to limit the deformations to low values.
  • the object of the present invention is to remedy this drawback by proposing a bearing steel whose fatigue resistance is improved compared to that of known bearing steels, and thus making it possible to use lighter bearings than those which are currently in use.
  • a steel has been sought which has good aptitude for casting and for transformation hot or cold, and which requires only heat treatments during manufacture or in the end relatively standard.
  • the subject of the invention is a steel for the manufacture of a bearing part, the chemical composition of which comprises, by weight:
  • index 0
  • the chemical composition is such that, separately, or better still, simultaneously, on the one hand:
  • the invention also relates to a method for manufacturing a bearing part according to which:
  • a semi-finished steel product according to the invention is formed by hot plastic deformation, in order to obtain a product blank, and, more particularly, a seamless tube blank,
  • a globulation treatment is carried out on the product blank, consisting of heating to a temperature between 750 ° C and 850 ° C followed by cooling, the maximum speed of which is 10 "C / hour up to 650 ° C, in order to obtain a hardness structure of less than 270 HV and comprising a homogeneous dispersion of fine globular carbides, and, optionally, shaping by cold plastic deformation, for example, cold rolling or cold drawing , so as to obtain a product,
  • a section is cut from the product which is shaped by plastic deformation cold or hot, or by machining, in order to obtain a blank for a part for a bearing,
  • an isothermal quenching heat treatment or by cooling for example with oil after austenitization between 800 ° C and 950 ° C, and a tempering heat treatment between 100 ° C and 400 ° C and preferably below 250 ° C, so as to obtain a bearing part having a structure whose hardness is between 58 HRC and 67 HRC and which consists of residual carbides, martensite and from 5% to 30% d residual austenite.
  • the product is, for example, a seamless tube.
  • the invention also relates to a steel bearing part according to the invention having a structure made up of martensite, residual carbides and from 5% to 30% of residual austenite.
  • the invention relates to a bearing made up of parts according to the invention, having, for working conditions corresponding to a maximum stress of
  • a steel is used whose chemical composition comprises, by weight:
  • the manganese content must be such that: Mn ⁇ 0.75 + 0.55 x Si to obtain good flowability without which it becomes difficult to obtain a steel which is sufficiently clean so that it has good resistance to rolling fatigue , and such that: Mn ⁇ 2.5 - 0.8 x Si to allow finishing operations and shaping by cold plastic deformation; it follows from these relationships that the manganese content must be less than 1.5%, and it is preferable that it be less than 1.2%, - from 0.2% to 2% of chromium, and, preferably , from 1, 3% to 1, 6%, so as, on the one hand to obtain a sufficient hardenability, and, on the other hand, to form seedlings of globular carbides of size less than 2 ⁇ m, uniformly distributed and in sufficient quantity,
  • the inclusiveness of the steel is such that, measured by method A of standard ASTM E 45, the following conditions are satisfied:
  • index 0
  • the type A inclusions being essentially sulfides
  • the type B inclusions being essentially aluminates
  • the type C inclusions being essentially silicates
  • Type D inclusions being globular inclusions.
  • This steel is cast, and possibly rolled to make a semi-finished product which can be a billet or a tube round.
  • the semi-finished product is then shaped by hot plastic deformation to obtain a product blank, for example, by hot rolling to obtain a wire rod, a round or a seamless tube.
  • the product blank is then subjected to a giobulisation heat treatment consisting of one or more heatings at a temperature between 750 ° C and 850 ° C followed by cooling whose maximum speed is
  • This heat treatment is necessary to give the steel good formability by cold plastic deformation and good machinability, a process used to manufacture, for example, by cold rolling, by cold drawing or by drawing, a product.
  • This product is used to make blanks for parts, for example, blanks for balls, rolls or bearing rings.
  • the manufacture of blanks for parts which is done by cold or hot shaping or by drawing or by machining sections cut from the product, ends with a heat treatment consisting of quenching and tempering. One thus obtains a bearing part.
  • the austenitization temperature before quenching is adjusted so as to obtain, after quenching, a structure consisting of martensite, from 5% to 30% of residual austenite and of a homogeneous distribution of residual carbides.
  • the rate of residual austenite depends on the value of the point Ms (temperature at the start of martensitic transformation) which itself depends on both the composition of the steel and austenitization conditions. Those skilled in the art know how to determine these parameters, for example using dilatometric tests.
  • the tempering is carried out by heating above 100 ° C. in order to stabilize the structure, but less than 400 ° C. and preferably less than 250 ° C.
  • the steel thus obtained has, at an equal hardness of 62 HRC, a considerably improved resistance to fatigue compared to the steel 100Cr6 having the same inclusiveness as the steel according to the invention.
  • This resistance to fatigue is clearly demonstrated using compression fatigue tests on compression pads 7 mm in diameter, comprising 4 facets 3 mm wide, and 12 mm high. These pads are subjected to periodic compression forces varying the stress between 2450 MPa and 50 MPa, and the number of cycles is determined at the end of which the pad is broken. As the fatigue tests are, by their nature of a statistical nature, the tests are repeated several times.
  • the parts of the bearing were subjected to a stepped quenching after austenitization at 890 ° C, then returned to 230 ° C so as to obtain a residual austenite content of approximately 17%.
  • the parameter L10 is calculated according to the statistical theory of WEIBULL on a minimum of 8 test bearings.
  • Inclusive cleanliness was, in both cases, in accordance with the invention.
  • the measured service lives can be compared to the service life results used in accordance with the state of the art to size the bearings for each particular application.
  • these results are only valid for loading rates leading to maximum Hertz stresses of less than 3.5 GPa, and to deformations of less than 50 ⁇ m.
  • the lifetime evaluated a priori in accordance with the prior art, would have been greater than 80 h, which would have been considered to be sufficient.
  • the tests presented above show that these forecasts would have been false for the 100Cr6 steel according to the prior art, whereas they are valid for the steel according to the invention.

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Abstract

Acier pour la fabrication d'une pièce pour roulement dont la composition chimique comprend, en poids: 0,6 % ≤ C ≤ 1,5 %; 0,4 % ≤ Mn ≤ 1,5 %; 0,75 % ≤ Si ≤ 2,5 %; 0,2 % ≤ Cr ≤ 2 %; 0 % ≤ Ni ≤ 0,5 %; 0 % ≤ Mo ≤ 0,2 %; 0 % < Al ≤ 0,05 %; S ≤ 0,04 %; le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration. La composition satisfaisant, en outre, les relations: Mn ≤ 0,75 + 0,55 x Si et Mn ≤ 2,5-0,8 x Si. La propreté inclusionnaire de l'acier, mesurée selon la méthode A de la norme ASTM E 45 satisfaisant, en outre, les conditions suivantes: inclusions de type A, fines: indice ≤ 2,5; épaisses: indice ≤ 1,5; inclusions de type B, fines: indice ≤ 1,5; épaisses: indice ≤ 0,5; inclusions de type C, fines: indice = 0; épaisses: indice = 0; inclusions de type D, fines: indices ≤ 0,5; épaisses: indice ≤ 0,5. Procédé pour la fabrication d'une pièce de roulement et roulement obtenu.

Description

ACIER POUR LA FABRICATION D'UNE PIECE POUR ROULEMENT L'invention est relative à un acier à roulement et à un roulement pouvant travailler à des niveaux de chargement élevés.
Les roulements à billes ou à rouleaux sont bien connus. Ils sont, en général, constitués de pièces en acier à roulement du type 100Cr6 contenant de 0,6 à 1 ,5 % de carbone, de 1 ,3 à 1 ,6 % de chrome, de 0,3 à 1 % de manganèse et moins de 0,4 % de silicium, le reste étant des impuretés résultant de l'élaboration. Dans les zones de contacte des différentes pièces, l'acier est soumis à des contraintes de Hertz importantes qui, du fait de la rotation du roulement, engendrent des phénomènes de fatigue de roulement. Ces phénomènes de fatigue de roulement conduisent à la destruction du roulement au bout d'un temps fonction des conditions de chargement du roulement. Afin d'assurer une durée de vie suffisante, on dimensionne les roulements de façon telle que la contrainte maximale de Hertz reste inférieure à une valeur fonction de la résistance à la fatigue de l'acier utilisé et de la durée de vie minimale souhaitée. Par ailleurs, les déformations des roulements engendrées par les efforts qu'ils supportent, accroissent les phénomènes de détérioration par fatigue. Pour limiter cet effet défavorable, les roulements sont dimensionnés de manière à limiter les déformations à des valeurs faibles. Ces deux conditions conduisent à limiter les possibilités d'alléger les roulements. En effet, pour une application donnée, plus les roulements sont légers, plus les efforts spécifiques qu'ils doivent supporter sont importants. Ces limites apportées au dimensionnement des roulements présentent des inconvénients, notamment lorsqu'il est souhaitable de réduire la dimension ou le poids des mécanismes auxquels ils sont incorporés. C'est le cas, notamment, des roues de véhicules, lorsqu'on veut améliorer la tenue de route en diminuant le poids des masses non suspendues.
Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un acier à roulement dont la tenue à la fatigue est améliorée par rapport à celle des aciers à roulement connus, et ainsi de permettre d'utiliser des roulements plus légers que ceux qui sont utilisés actuellement. De plus, on a recherché un acier qui présente une bonne aptitude à la coulée et à la transformation à chaud comme à froid, et qui ne nécessite que des traitements thermiques en cours de fabrication ou en final relativement standards. A cet effet, l'invention a pour objet un acier pour la fabrication d'une pièce pour roulement dont la composition chimique comprend, en poids :
0,6%<C<1,5% 0,4%<Mn<1,5% 0,75 % < Si < 2,5 %
0,2%<Cr<2% 0 % < Ni < 0,5 % 0 % < Mo < 0,2 % 0 % < Al < 0,05 % S < 0,04 %
O < 0,0009 % le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration ; la composition satisfaisant les relations :
Mn < 0,75 + 0,55 x Si Mn<2,5-0,8xSi et la propreté inclusionnaire de l'acier, mesurée selon la méthode A de la norme ASTM E 45 satisfaisant, en outre, les conditions suivantes :
- inclusions de type A, fines : indice < 2,5
- inclusions de type A, épaisses : indice < 1,5 - inclusions de type B, fines : indice < 1 ,5
- inclusions de type B, épaisses : indice < 0,5
- inclusions de type C, fines : indice - 0
- inclusions de type C, épaisses : indice = 0
- inclusions de type D, fines : indice < 0,5 - inclusions de type D, épaisses : indice < 0,5
De préférence, la composition chimique est telle que, séparément, ou mieux encore, simultanément, d'une part :
0,8%<Mn<1,2% 0,8%<Si<1,7% et d'autre part :
0,9%<C<1,1 % 1,3%<Cr<1,6% De préférence également la teneur en silicium doit être supérieure à 1 ,2 %. L'invention concerne également un procédé pour la fabrication d'une pièce pour roulement selon lequel :
- on met en forme par déformation plastique à chaud un demi-produit en acier selon l'invention, afin d'obtenir une ébauche de produit, et, plus particulièrement, une ébauche de tube sans soudure,
- on effectue sur l'ébauche de produit un traitement de globulisation consistant en un chauffage à une température comprise entre 750 °C et 850 °C suivi d'un refroidissement dont la vitesse maximale est de 10 "C/heure jusqu'à 650 °C, afin d'obtenir une structure de dureté inférieure à 270 HV et comportant une dispersion homogène de carbures globulaires fins, et, éventuellement, une mise en forme par déformation plastique à froid, par exemple, un laminage à froid ou un étirage à froid, de façon à obtenir un produit,
- on découpe dans le produit un tronçon qu'on met en forme par déformation plastique à froid ou à chaud, ou par usinage, afin d'obtenir une ébauche de pièce pour roulement,
- et on effectue sur l'ébauche de pièce un traitement thermique de trempe isotherme ou par refroidissement par exemple à l'huile après austénitisation entre 800 °C et 950 °C, et un traitement thermique de revenu entre 100 °C et 400 °C et de préférence en dessous de 250 °C, de façon à obtenir une pièce pour roulement ayant une structure dont la dureté est comprise entre 58 HRC et 67 HRC et qui est constituée de carbures résiduels, de martensite et de 5 % à 30 % d'austénite résiduelle. Le produit est, par exemple, un tube sans soudure.
L'invention concerne aussi une pièce pour roulement en acier selon l'invention ayant une structure constituée de martensite, de carbures résiduels et de 5 % à 30 % d'austénite résiduelle.
L'invention concerne enfin, un roulement constitué de pièces selon l'invention, ayant, pour des conditions de travail correspondant à une contrainte maximale de
Hertz pouvant atteindre 4,5 GPa et une déformation pouvant atteindre 150 μm, une durée de vie L10 au moins 4 fois supérieure à celle obtenue avec de l'acier 100Cr6 utilisé dans les mêmes conditions de chargement. L'invention va maintenant être décrite plus en détails et illustrée par des exemples.
Pour fabriquer un roulement comportant des pièces de roulement telles que des bagues et des corps roulants ayant une bonne résistance à la fatigue, on utilise un acier dont la composition chimique comprend, en poids :
- plus de 0,6 % et, de préférence plus de 0,9 % de carbone pour obtenir une dureté suffisante et un taux d'austénite résiduelle suffisant, mais moins de 1 ,5 % et, de préférence, moins de 1 ,1 % pour éviter la formation de ségrégations trop importantes et pour limiter la formation de carbures primaires, - plus de 0,75 %, et, de préférence, plus de 0,8 %, et mieux encore, plus de 1,2 % de silicium, de façon à augmenter la stabilité à chaud de l'austénite résiduelle (entre 170°C et 450 °C, environ, et de préférence au dessus de 300 °C) et la dureté, mais, moins de 2,5 %, et de préférence, moins de 1,7 %, car lorsque la teneur en silicium est trop élevée, l'acier devient trop fragile notamment pour pouvoir être mis en forme par déformation plastique,
- plus de 0,4 % de manganèse, et de préférence, plus de 0,8 % pour pouvoir obtenir une structure trempée ayant une teneur en austénite résiduelle supérieure à 5 % et de préférence supérieure à 15 % ; la teneur en manganèse doit être telle que : Mn < 0,75 + 0,55 x Si pour obtenir une bonne coulabilité sans laquelle il devient difficile d'obtenir un acier suffisamment propre pour qu'il ait une bonne résistance à la fatigue de roulement , et telle que : Mn < 2,5 - 0,8 x Si pour permettre les opérations de parachèvement et la mise en forme par déformation plastique à froid ; il résulte de ces relations que la teneur en manganèse doit être inférieure à 1,5 %, et il est préférable qu'elle soit inférieure à 1,2 %, - de 0,2 %à 2 % de chrome, et , de préférence, de 1 ,3 % à 1 ,6 %, de façon, d'une part à obtenir une trempabilité suffisante, et, d'autre part, à former des semis de carbures globulaires de taille inférieure à 2 μm, uniformément répartis et en quantité suffisante,
- moins de 0,5 % de nickel, élément résiduel qui n'est pas indispensable mais qui a un effet favorable sur la trempabilité,
- moins de 0,2 % de molybdène, élément qui ralentit l'adoucissement au revenu,
- entre 0 % et 0,05 % d'aluminium et moins de 0,04 % de soufre, - moins de 0,0009 % d'oxygène pour obtenir une propreté inclusionnaire suffisante, le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
Par ailleurs, pour obtenir une bonne endurance, la propreté inclusionnaire de l'acier est telle que, mesurée par la méthode A de la norme ASTM E 45, les conditions suivantes sont satisfaites :
- inclusions de type A, fines : indice < 2,5
- inclusions de type A, épaisses : indice < 1 ,5
- inclusions de type B, fines : indice < 1 ,5
- inclusions de type B, épaisses : indice < 0,5 - inclusions de type C, fines : indice = 0
- inclusions de type C, épaisses : indice = 0
- inclusions de type D, fines : indice < 0,5
- inclusions de type D, épaisses : indice < 0,5
Les inclusions de type A étant essentiellement des sulfures, Les inclusions de type B étant essentiellement des aluminates,
Les inclusions de type C étant essentiellement des silicates,
Les inclusions de type D étant des inclusions globulaires.
Cet acier est coulé, et, éventuellement, laminé pour fabriquer un demi-produit qui peut être une billette ou un rond à tube. Le demi produit est alors mis en forme par déformation plastique à chaud pour obtenir une ébauche de produit, par exemple, par laminage à chaud pour obtenir un fil machine, un rond ou un tube sans soudure.
L'ébauche de produit est alors soumise à un traitement thermique de giobulisation consistant en un ou plusieurs chauffages à une température comprise 750 °C et 850°C suivi de refroidissements dont la vitesse maximale est de
10 °C/heure jusqu'à 650 °C, afin d'obtenir une structure de dureté inférieure à 270
HV et comportant une fine dispersion de carbures. Ce traitement thermique est nécessaire pour conférer à l'acier une bonne aptitude à la mise en forme par déformation plastique à froid et une bonne usinabilité, procédé utilisé pour fabriquer, par exemple, par laminage à froid, par étirage à froid ou par tréfilage, un produit. Ce produit sert à fabriquer les ébauches de pièces, par exemple, les ébauches de billes, de rouleau ou de bagues de roulement. La fabrication des ébauches de pièces, qui se fait par mise en forme à froid ou à chaud ou par tréfilage ou par usinage de tronçons découpés dans le produit, se termine par un traitement thermique constitué d'une trempe et d'un revenu. On obtient, ainsi, une pièce pour roulement. La température d'austénitisation avant trempe, supérieure à 800 °C, est ajustée de façon à obtenir après la trempe une structure constituée de martensite, de 5% à 30% d'austénite résiduelle et d'une répartition homogène de carbures résiduels. Le taux d'austénite résiduelle dont la présence est indispensable pour obtenir une bonne résistance à l'indentation dépend de la valeur du point Ms (température de début de transformation martensitique) qui dépend, elle même, à la fois de la composition de l'acier et des conditions d'austénitisation. L'homme du métier sait déterminer ces paramètres, par exemple à l'aide d'essais dilatométriques. Le revenu est effectué par chauffage au dessus de 100 °C afin de stabiliser la structure, mais inférieure à 400 °C et de préférence inférieure à 250 °C pour ne pas déstabiliser l'austénite résiduelle. L'acier ainsi obtenu a, à dureté égale de 62 HRC, une résistance à la fatigue sensiblement améliorée par rapport à l'acier 100Cr6 ayant la même propreté inclusionnaire que l'acier selon l'invention. Cette tenue à la fatigue est bien mise en évidence à l'aide d'essais en fatigue de compression sur des plots de compression de 7 mm de diamètre, comportant 4 facettes de 3 mm de largeur, et hauts de 12 mm. Ces plots sont soumis à des efforts de compression périodiques faisant varier la contrainte entre 2450 MPa et 50 MPa, et on détermine le nombre de cycles au bout du quel le plot est rompu. Les essais de fatigue ayant, par nature un caractère statistique, on recommence les essais plusieurs fois.
Les compositions chimiques des aciers testés à titre de premier exemple étaient (« inv »=acier selon l'invention;« comp »=100Cr6 à titre de comparaison) :
Figure imgf000008_0001
Les propretés inclusionnaires étaient
Figure imgf000009_0001
Les résultats ont été les suivants : Acier selon l'invention : plot n°1 : Non rompu après 111 111 000 cycles plot n°2 : Rompu à 41 111 000 cycles plot n°3 : Non rompu après 111 111 000 cycles plot n°4 : Rompu à 51 111 000 cycles Acier 100Cr6 selon l'art antérieur : plot n°1 : Rompu à 16 630 000 cycles plot n°2 : Rompu à 31 111 000 cycles plot n°3 : Rompu à 20 788 000 cycles plot n°4 : Rompu à 21 111 000 cycles De ces résultats il est possible de déduire que la limite d'endurance de l'acier selon l'invention est supérieure de 17 % à celle de l'acier 100Cr6, soit un gain d'environ 400 MPa.
A titre de deuxième exemple, avec l'acier selon l'invention, on a fabriqué un roulement pour roue, comportant deux rangées de rouleaux coniques et on l'a testé avec une charge radiale Fr = 590 daN correspondant à une accélération de 0,6 G et une charge axiale Fa = 354 daN. Ces charges induisaient une déformation radiale de 0,14 mm (alors que les règles de conception actuelles n'admettent pas, pour cette application, des déformations supérieures à 0,04 mm), et une contrainte maximale de Hertz, calculée sans tenir compte des déformations, Po = 3,4 GPa. Les pièces du roulement ont subi une trempe étagée après austénitisation à 890 °C, puis revenues à 230°C de façon à obtenir une teneur en austénite résiduelle d'environ 17 %. Puis on a testé les roulements sur un banc d'essai de façon à mesurer la grandeur L10 correspondant à la durée d'essai conduisant à l'endommagement de 10 % des roulements. Le paramètre L10 est calculé selon la théorie statistique de WEIBULL sur un minimum de 8 roulements d'essai.
A titre de comparaison, on a réalisé des roulements identiques en acier 100Cr6, trempé après austénitisation à 835 °C et revenu à 170 °C, conformément à l'art antérieur. Ces roulements ont été testés dans les mêmes conditions que les précédents.
La propreté inclusionnaire était, dans les deux cas, conforme à l'invention.
Les résultats ont été les suivants :
Acier selon l'invention 100Cr6
% austénite résiduelle 17 % 19 % 16 % 6 %
L10 85 h 109 h 220 h 43 h
Ces résultats montrent l'accroissement très sensible de durée de vie résultant de la meilleur tenue à la fatigue de l'acier selon l'invention.
Par ailleurs, les durées de vie mesurées peuvent être comparées aux résultats durée de vie utilisés conformément à l'état de l'art pour dimensionner les roulements pour chaque application particulière. Pour le 100Cr6 classique, ces résultats ne sont valables que pour des taux de chargement conduisant à des contraintes maximales de Hertz inférieures à 3,5 GPa, et à des déformations inférieures à 50 μm. Dans cet exemple, la durée de vie évaluée a priori, conformément à l'art antérieur, aurait été supérieure à 80 h, ce qui aurait été considéré comme suffisant. Mais, les essais présentés ci-dessus, montrent que ces prévisions auraient été fausses pour l'acier 100Cr6 selon l'art antérieur, alors qu'elles sont valables pour l'acier selon l'invention.
A titre de troisième exemple, on a testé sur banc d'essai des roulements à rouleaux cylindriques pour boite de vitesse relativement peu rigides, car de faible épaisseur (3,2 mm) réalisés d'une part en acier selon l'invention, d'autre part en acier 100Cr6, avec une charge radiale de 3000 daN conduisant à une contrainte maximale de Hertz calculée sans tenir compte des déformations (c'est à dire sous estimée) de 3,8 Gpa, et à une déformation de 55 μm. L'acier selon l'invention avait une dureté de 61 ,5 HRC et un taux d'austénite résiduelle comprise entre 12 % et 14 %, le 100Cr6 avait une dureté de 62 HRC et un taux d'austénite résiduelle compris entre 5 et 8 %. La propreté inclusionnaire était, dans les deux cas, conforme à l'invention. Les roulements ont été testé à 100 °C avec une vitesse de rotation de 900 tours/mn. Les roulements conformes à l'invention ont eu une durée de vie L10 supérieure à 150 heures, alors que la durée de vie L10 des roulements en 100Cr6 était comprise entre 25 et 60 heures seulement.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Acier pour la fabrication d'une pièce pour roulement caractérisé en ce que sa composition chimique comprend, en poids : 0,6%<C<1,5%
0,4%<Mn<1,5%
0,75 % < Si < 2,5 %
0,2%<Cr<2%
0 % < Ni < 0,5 % 0 % < Mo < 0,2 %
0 % < Al < 0,05 %
S < 0,04 %
O < 0,0009 % le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, la composition satisfaisant les relations :
Mn < 0,75 + 0,55 x Si Mn<2,5-0,8xSi la propreté inclusionnaire de l'acier, mesurée selon la méthode A de la norme ASTM E 45 satisfaisant, en outre, les conditions suivantes : - inclusions de type A, fines : indice < 2,5
- inclusions de type A, épaisses : indice < 1 ,5
- inclusions de type B, fines : indice < 1 ,5
- inclusions de type B, épaisses : indice < 0,5
- inclusions de type C, fines : indice = 0 - inclusions de type C, épaisses : indice = 0
- inclusions de type D, fines : indice < 0,5
- inclusions de type D, épaisses : indice < 0,5
2 - Acier selon la revendication 1 caractérisé en ce que sa composition chimique est telle que : 0,8%<Mn<1,2%
0,8%<Si<1,7% 3 - Acier selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que sa composition chimique est telle que :
Si > 1 ,2 %
4 - Acier selon la revendication 1 caractérisé en ce que sa composition chimique est telle que :
0,9 % < C < 1,1 % 1,3 % < Cr < 1,6 %
5 - Acier selon la revendication 4 caractérisé en ce que sa composition chimique est telle que : 0,8 % < Mn < 1,2 %
0,8 % < Si < 1,7 %
6 - Acier selon la revendication 4 ou 5 caractérisé en ce que sa composition chimique est telle que :
Si > 1 ,2 % 7 - Procédé pour la fabrication d'une pièce pour roulement caractérisé en ce que :
- on met en forme par déformation plastique à chaud un demi-produit en acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, afin d'obtenir une ébauche de produit, et, plus particulièrement, une ébauche de tube sans soudure, - on effectue sur l'ébauche de produit un traitement de giobulisation consistant en un ou plusieurs chauffages à une température comprise entre 750 °C et 850 °C suivi de refroidissements dont la vitesse maximale eέt de 10 °C/heure jusqu'à 650 °C, afin d'obtenir une structure de dureté inférieure à 270 HV et comportant une dispersion homogène de carbures globulaires fins, et, éventuellement, une mise en forme par déformation plastique à froid, par exemple, un laminage à froid ou un étirage à froid ou un tréfilage, de façon à obtenir un produit,
- on découpe dans le produit un tronçon qu'on met en forme par déformation plastique à froid ou à chaud, ou par usinage, afin d'obtenir une ébauche de pièce pour roulement, - et on effectue sur l'ébauche de pièce un traitement thermique de trempe isotherme ou par refroidissement par exemple à l'huile après austénitisation entre 800 °C et 950 °C, et un traitement thermique de revenu entre 100 °C et 400 °C et de préférence en dessous de 250 °C, de façon à obtenir une pièce pour roulement ayant une structure dont la dureté est comprise entre 58 HRC et 67 HRC et qui est constituée d'une répartition homogène de carbures fins, de martensite et de 5 % à 30 % d'austénite résiduelle. 8 - Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que le produit est un tube sans soudure.
9 - Tube sans soudure en acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
10 - Pièce pour roulement en acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ayant une structure constituée d'une répartition homogène de carbures fins, de martensite et de 5 % à 30 % d'austénite résiduelle.
11 - Roulement constitué de pièces selon la revendication 10 caractérisé en ce que pour des conditions de travail correspondant à une contrainte maximale de Hertz comprise entre 3 GPa et 4,5 GPa et une déformation radiale comprise entre 50 μm et 150 μm, il a une durée de vie L10 supérieure à 4 fois la durée de vie du même roulement réalisé en acier 10OCrδ selon l'art antérieur et travaillant dans les mêmes conditions.
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