BRPI0510826B1

BRPI0510826B1 - High mechanical resistance steel and high wear resistance

Info

Publication number: BRPI0510826B1
Application number: BRPI0510826-8A
Authority: BR
Inventors: Beguinot Jean; Viale Dominique
Original assignee: Industeel France
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2017-09-26
Also published as: RU2369659C2; CA2565162A1; EP1751321A2; FR2870546A1; US7794651B2; KR20120126128A; TWI371497B; WO2005123975A3; ZA200608963B; WO2005123975A2; FR2870546B1; CA2565162C; AU2005254750B2; US20080159901A1; CN1957101A; EP1751321B1; RU2006145432A; CN100469937C; TW200600590A; AU2005254750A1

Abstract

processo para reduzir a nocividade das veias segregadas de um aço, aço de alta resistência mecânica e alta resistência ao desgaste, processo para fabricar uma peça de aço e peça de aço a presente invenção refere-se a um processo para reduzir as veias segregadas de um aço de alta resistência mecânica e de alta resistência ao desgaste cuja composição compreende em peso: 0,30% <243> c <243>1,42%; 0,05% <243>si <243>1,5%; mn <243>1,95%; ni <243>2,9%; 1,1% <243>cr <243>7,9%; 0,61% <243>mo <243>44%; eventualmente v <243>1,45% nb <243>1,45%, ta <243>1,45%, e v + nb/2 + ta/4 <243>1,45%; menos de 0,1% de boro, de 0,19% de (s + se/2 + te/4), de 0,01% de cálcio, de 0,5% de terras raras, de 1% de alumínio e de 1% de cobre; sendo que o restante é ferro e impurezas que resultam da elaboração. a composição satisfaz ainda a: 800 <243>d <243>1.150 com d = 540 (c)^ 0,20^ + 245 (mo + 3v + 1,5 nb + 0,75 ta)^ 0,30^ + 125 cr^ 0,20^ + 15,8 mn + 7,4 ni + 18 si. de acordo com o processo, substitui-se todo ou parte do molibdeno por uma proporção dupla de tungstênio de modo que w > 0,21% e ajusta-se ti, zr e c para que, depois do ajuste, ti + zr/2 = 0,2 w, (ti + zr/2) x c = 0,07, ti + zr/2 = 1,49% e d fique inalterado com uma tolerância de 5%. a presente invenção refere-se também ao aço obtido e processo de fabricação de uma peça de aço.

Description

“AÇO DE ELEVADA RESISTÊNCIA MECÂNICA E ELEVADA RESISTÊNCIA AO DESGASTE” Campo da Invenção [001] A presente invenção trata de um aço de alta resistência mecânica e alta resistência ao desgaste.

Antecedentes da Invenção [002] Em diversas indústrias, são utilizados aços de alta resistência ao desgaste. Trata-se por exemplo dos aços destinados a fabricar equipamentos para as indústrias minerais e que devem resistir à abrasão. Trata-se também de aços destinados a fabricar ferramentas para a modelagem a frio ou semiquente de peças metálicas e que devem resistir ao desgaste por atrito de metal contra metal. Para essas aplicações em ferramentas, pelo menos, os aços devem conservar boas propriedades apesar dos aquecimentos à temperaturas que podem atingir 500°C, e mesmo 600°C.

[003] Além dessa resistência ao desgaste, os aços considerados devem ter propriedades adaptadas de modo a serem usinados ou soldados. Eles devem, finalmente, poder resistir a impactos ou a esforços intensos.

[004] De modo geral, para obter todas as propriedades desejadas, são utilizados habitualmente aços que contêm aproximadamente entre 0,3% e 1,5% de carbono, menos de 2% de silício, menos de 2% de manganês, eventualmente até 3% de níquel, entre 1% e 12% de cromo, entre 0,5% e 5% de molibdênio, com eventual adição de vanádio ou de níóbio.

[005] Nesses aços, a resistência ao desgaste resulta príncipalmente do endurecimento provocado pela precipitação secundária de carbonetos de molibdênio. Essa resistência ao desgaste pode ser melhorada, se for o caso, pela presença de carbonetos grandes ledeburíticos que são, em particular, ricos em cromo.

[006] A presença necessária de teores elevados de elementos carburígenos fortes, tais como o molibdênio e o vanádio, que asseguram uma precipitação secundária suficientemente endurecedora e estável à temperatura, apresenta porém o inconveniente de provocar a formação de veias fortemente segregadas nesses elementos e em carbono, e devido a isso, são muito duras e muito frágeis. Essas veias segregadas tomam a usinagem ou a soldagem difícil. Além disso, ditas veias constituem áreas frágeis que, mesmo localizadas, podem diminuir de muito sensivelmente a resistência aos impactos e aos esforços de flexão intensos das peças.

[007] A finalidade da presente invenção é remediar esse inconveniente propondo um meio para obter um aço cujas propriedades sejam equivalentes às dos aços conhecidos, mas cujas veias segregadas apresentem uma nocividade sensivelmente reduzida.

Descrição Resumida da Invenção [008] Para esse fim, a presente invenção tem por objeto um processo para reduzir a nocividade das veias segregadas de um aço com alta resistência mecânica e com alta resistência ao desgaste cuja composição compreende em peso: 0,30% < C <1,42% 0,05% < Si <1,5% Mn <1,95% Ni < 2,9% 1,1% < Cr <7,9% 0,61 %<Mo< 4,4% - eventual mente um ou mais elementos escolhidos entre o vanádio, o nióbio e o tântalo em teores tais que V < 1,45%, Nb < 1,45%, Ta < 1,45%, e V + Nb/2 + Ta/4 < 1,45%. - eventualmente até 0,1% de boro, - eventualmente até 0,19% de enxofre, até 0,38% de selênio e até 0,76% de telúrio, em que a soma S + Se/2 + Te/4 é inferior ou igual a 0,19%, - eventualmente até 0,01% de cálcio, - eventualmente até 0,5% de terras raras, - eventualmente até 1% de alumínio, - eventualmente até 1 % de cobre, sendo que o restante é ferro e impurezas que resultam da elaboração. A composição satisfaz ainda: 800<D< 1.150 com: D = 540 (C)0·25 + 245 (Mo + 3V + 1,5 Nb + 0,75 Ta)0-30 + 125 Cr0·20 + 15,8 Mn + 7,4 Ni+ 18 Si.

[009] De acordo com esse processo: - substitui-se a totalidade ou parte do molibdênio por uma proporção dupla de tungstênio de modo que o teor de tungstênio W seja superior ou igual a 0,21%, - e adiciona-se titânio e/ou zircônio destinados a formar, essencialmente durante a solidificação, carbonetos grandes, e um suplemento de carbono 5C igual a Ti/4 + Zr/8, de modo que o teor de carbono após o ajuste será desejavelmente igual aC’ = C antes do ajuste + Ti/4 + Zr/8.

[010] Os teores adicionados de titânio e/ou zircônio serão tais que: Ti + Zr/2 > 0,2 x W (Ti + Zr/2) xC’>0,07 ou seja ainda, considerando que C’ = (C + Ti/4 + Zr/8) (em que C = teor de carbono antes do ajuste) (Ti + Zr/2) > 2 (- C + V (C2 + 0,07)) e, Ti + Zr/2 < 1,49% [011] A quantidade de carbono adicionada 5C que forma precocemente carbonetos de titânio e/ou de zircônio, não está mais disponível e não atua portanto na precipitação secundária endurecedora de carbonetos de molibdênio, tungstênio, vanádio e, secundariamente, cromo. Esta depende do carbono livre C* após o ajuste = C’ - Ti/4 - Zr/8. Disso resulta que o endurecimento do aço não é modificado pelo processo, considerando a dispersão ligada às dispersões práticas de realização dos objetivos do campo da indústria do aço. Estima-se a esse respeito, que a dispersão resultante no cincho (facture) D não ultrapassa ± 5%, de modo que se deseja: 0,95 x D antes do ajuste < D depois do ajuste < 1,05 x D antes do ajuste, em que D depois do ajuste = 540 (C’ - Ti/4 - Zr/8)0>25 + 245 (Mo depois do ajuste + W/2 + 3V + 1,5 Nb + 0,75 Ta)0-30 + 125 Cr0·20 + 15,8 Mn + 7,4 Ni + 18 Si.

[012] De preferência, ajusta-se a composição para que D depois do ajuste = D antes do ajuste.

[013] Quando o teor de Cromo estiver compreendido entre 2,5 e 3,5% , e se os teores de carbono, titânio e zircônio forem tais que C > 0,51% antes do ajuste, limitam-se de preferência os teores de W para que, depois do ajuste, W < 0,85% se Mo < 1,21 % e W/Mo < 0,7 se Mo > 1,21 %.

[014] A presente invenção trata também de um aço de alta resistência mecânica e alta resistência ao desgaste, eventualmente suscetível de ser obtido pelo processo de acordo com a presente invenção, cuja composição química compreende, em peso: 0,35% < C <1,47% 0,05% < Si < 1,5% Mn < 1,95% Ni < 2,9% 1,1% < Cr <7,9% 0% < Μο < 4,29% 0,21 % < W < 4,9% 0,61 %<Mo+W/2< 4,4% 0% < Ti <1,49% 0% < Zr < 2,9% 0,2% < Ti + Zr/2 < 1,49% - eventualmente um ou mais elementos escolhidos entre o vanádio, o nióbio e o tântalo, em teores tais que V < 1,45%, Nb < 1,45%, Ta < 1,45%, e V + Nb/2 + Ta/4 < 1,45%. - eventualmente até 0,1% de boro, - eventualmente até 0,19% de enxofre, até 0,38% de selênio e até 0,76% de telúrio, em que a soma S + Se/2 + Te/4 é superior ou igual a 0,19%, - eventualmente até 0,01% de cálcio, - eventualmente até 0,5% de terras raras, - eventualmente até 1% de alumínio, - eventualmente até 1% de cobre, sendo que o restante é ferro e impurezas que resultam da elaboração, em que a composição satisfaz às seguintes condições: (Ti + Zr/2)/W > 0,20 (Ti + Zr/2) x C > 0,07 0,3% < C* < 1,42, e de preferência <1,1% 800<D< 1.150 com D = 540 (C*)0'25 + 245 (Mo + W/2 + 3V + 1,5 Nb + 0,75 Ta)0·3 + 125 Cr0·20 + 15,8 Mn + 7,4 Ni + 18 Si e C* = C - Ti/4 - Zr/8, além disso, se C* > 0,51%, e se 2,5% < Cr < 3,5%, então W < 0,85% se Mo < 1,21%, e W/Mo < 0,7 se Mo > 1,21%.

[015] De preferência, o aço pode atender ainda a uma ou mais das seguintes condições: Si < 0,45, quando se deseja privilegiar a condutividade térmica, ou Si > 0,45, quando se deseja privilegiar a aptidão ao trabalho a quente, ou ainda: Mo + W/2 > 2,2% para aumentar a resistência ao amaciamento do aço e lhe conferir uma resistência elevada;

Cr > 3,5% para contribuir ao mesmo tempo para a temperabilidade e para o endurecimento, C < 0,85 quando se deseja privilegiar a tenacidade, ou C > 0,85% quando se deseja obter uma resistência ao desgaste que seja a maior possível.

[016] Além disso, o aço pode ser tal que: Ti + Zr/2 < 0,7% a fim de privilegiar a tenacidade, ou tal que: Ti + Zr/2 > 0,7% a fim de privilegiar a resistência ao desgaste.

[017] A presente invenção trata igualmente de um processo para fabricar uma peça em aço de acordo com a presente invenção, em que: - elabora-se um aço líquido que possui a composição desejada ajustando os teores de titânio e/ou de zircônio no banho de aço fundido, preferencialmente, evitando a todo momento as superconcentrações locais de titânio e/ou zircônio no banho de aço fundido, - despeja-se o referido aço para obter um semi-produto; - a seguir, submete-se dito semi-produto a um tratamento de modelagem por deformação plástica a quente e, eventualmente, a um tratamento térmico, para obter dita peça.

[018] De preferência, com o objetivo de limitar as superconcentrações transitórias no banho líquido, a adição de titânio e/ou de zircônio é feita adicionando-se progressivamente o titânio e/ou o zircônio a uma escória que cobre o banho de aço líquido deixando o titânio e/ou o zircônio difundir lentamente no banho de aço líquido.

[019] A adição de titânio e/ou de zircônio pode também ser efetuada introduzindo-se um fio que comporta titânio e/ou o zircônio no banho de aço líquido, agitando-se o banho.

[020] A presente invenção trata finalmente de uma peça de aço de acordo com a presente invenção suscetível de ser obtida pelo processo de fabricação de acordo com a presente invenção, [021 ] A presente invenção vai ser mais detalhadamente descrita a seguir, sem ser porém de modo limitativo e ilustrada por exemplos e pela figura única que representa a taxa de segregação do tungstênio em função da razão (Ti+Zr/2)/ W para os diferentes aços.

Descrição Detalhada da Invenção [022] Sabe-se que o tungstênio é um elemento de liga cujos efeitos sobre as propriedades do aço são comparáveis às do molibdênio. Em particular, sabe-se que o tungstênio tem efeitos de endurecimento e de resistência ao amaciamento térmico comparáveis com as do molibdênio na proporção de duas partes de tungstênio para uma parte de molibdênio. Entretanto, o tungstênio é pouco utilizado, a não ser em certos aços muito ligados que não são englobados pelo âmbito da presente invenção, sobretudo devido ao fato dele ser muito mais oneroso que o molibdênio. Além disso, o tungstênio, como o molibdênio, apresentam o inconveniente de segregar muito fortemente e de dar origem a veias segregadas muito duras e muito frágeis.

[023] Ora, os inventores constataram, de maneira nova e surpreendente que em presença de quantidades suficentes de titânio ou de zircônio, a segregação do tungstênio fica muito sensivelmente atenuada; esse efeito é particularmente interessante de ser explorado quando, entre outros, o teor de molibdênio já for também relativamente elevado.

[024] Uma hipótese suscetível de elucidar a posteriori esse resultado inesperado pode ser a seguinte: - Os elementos tais como o molibdênio e o tungstênio formam carbonetos em forma de precipitados finos que endurecem a matriz e permitem assim obter a dureza desejada para o aço. As veias segregadas, que se caracterizam, em particular, por superconcentrações de molibdênio ou de tungstênio, apresentam portanto um forte aumento de densidade de precipitados endurecedores e portanto um forte aumento local da dureza e da fragilidade. - O titânio ou o zircônio formam ainda carbonetos. Mas esses carbonetos são relativamente grandes e, portanto, comparativamente pouco numerosos e não possuem um efeito endurecedor notável sobre a própria matriz metálica. - Os inventores constataram de maneira nova e inesperada que, quando o aço contiver simultaneamente titânio e/ou zircônio de um lado, e tungstênio de outro lado, o tungstênio tem a tendência de precipitar conjuntamente com o titânio e/ou o zircônio para formar grandes precipitados não-endurecedores.

[025] Assim, considerando-se essas observações, pode-se pensar, que em presença de titânio e/ou de zircônio, o teor de tungstênio e portanto a densidade de precipitados finos endurecedores de carbonetos fica diminuída, mais particularmente, nas veias segregadas em que os carbonetos grandes de titânio ou de zircônio são muito mais numerosos, devido à própria existência da segregação. Disso resultaria que a diferença de dureza entre as veias segregadas e as áreas não-segregadas ficaria assim sensivelmente atenuada, e a nocividade das veias segregadas (em particular, presença de áreas de fragilidade aumentada, dificuldades de usinagem, resposta heterogênea ao polimento e à gofragem (grenage), ao enchimento por solda ...) ficaria reduzida.

[026] Partindo dessas observações e da hipótese que acaba de ser formulada, os inventores imaginaram um processo que permite reduzir sensivelmente os inconvenientes das veias segregadas de aços que contêm uma proporção significativa de molibdênio, e que conservam ao mesmo tempo todas as propriedades essenciais de uso do aço considerado.

[027] O processo de acordo com a presente invenção aplica-se a um aço que, antes da realização do processo, contém principalmente de 0,30% a 1,42% de carbono, de 0,05% a 1,5% de silício, menos de 1,95% de manganês, menos de 2,9% de níquel, de 1,1% a 7,9% de cromo, de 0,61% a 4,4% de molibdênio, eventualmente até 1,45% de vanádio, até 1,45% de nióbio, menos de 1,45% de tântalo com V + Nb/2 + Ta/4 < 1,45%. Esse aço tem um índice de dureza D que será explicitado mais adiante, compreendido entre 800 e 1.150. Ele pode conter, ainda, até 0,1% de boro, até 0,19% de enxofre, até 0,38% de selênio, até 0,79% de telúrio, em que a soma S + Se/2 + Te/4 é inferior a 0,19%, eventualmente até 0,01% de cálcio, até 0,5% de terras raras, até 1% de alumínio e até 1% de cobre.

[028] De acordo com esse processo, substitui-se a totalidade ou parte do molibdênio por uma proporção sensivelmente dupla de tungstênio, adiciona-se titânio e/ou zircônio de modo a obter quantidades suficientes de titânio e/ou de zircônio considerando-se quantidades de tungstênio introduzidas no aço, e ajusta-se o teor de carbono de modo que, em particular, a dureza do aço fique substancialmente inalterada.

[029] Para isso, utilizando-se, por exemplo, a fórmula que permite calcular o índice de dureza D que será explicitado mais adiante ou por qualquer outro método conhecido do técnico no assunto, escolhe-se a composição desejada para o aço sem tungstênio de modo a obter as características de uso desejadas, em particular em relação à dureza. A seguir, modifica-se a composição desejada escolhendo um teor de tungstênio, ajustando conseqüentemente o teor de molibdênio e os teores de titânio ou zircônio e de carbono, de modo que pelo menos uma das características principais de uso, em particular, a dureza, permaneça substancialmente inalterada. A seguir, elabora-se um aço que corresponde à análise modificada. Por “substancialmente inalterada”, entende-se, por exemplo, que a dureza do aço depois do ajuste da composição é igual à dureza do aço antes do ajuste de composição, com uma tolerância de 5%. Essa tolerância é introduzida para levar em conta dificuldades práticas que existem para se realizar um aço que possua exatamente propriedades definidas antecipadamente. Entretanto, é desejável que as características obtidas sejam as mais próximas possíveis das características desejadas para o aço antes do ajuste da composição. Ainda, é preferível que a tolerância seja apenas de 2% e, como o interesse está focalizado unicamente nas características desejadas, é ainda mais desejável que a característica de dureza almejada após o ajuste da composição seja igual à característica de dureza almejada antes do ajuste da composição.

[030] Nesse processo, a quantidade de tungstênio adicionada deve ser superior ou igual a 0,21%, de preferência, superior a 0,4%, de maior preferência, superior a 0,7% e, de maior preferência ainda, superior a 1,05%. De fato, quanto maior for a substituição do molibdênio pelo tungstênio, mais acentuado será o efeito de segregação. Entretanto, esse efeito depende dos teores de titânio ou zircônio, o que leva, em geral, a limitar por outro lado a adição máxima de tungstênio.

[031] Para obter o efeito desejado sobre as segregações, os teores de titânio e zircônio devem ser tais que a soma Ti + Zr/2 seja superior ou igual a 0,2 x W, de preferência, superior ou igual a 0,4 x W e, de maior preferência, superior ou igual a 0,6 x W. Entretanto, por motivos que serão expostos mais adiante, não é desejável aumentar em demasia os teores de titânio ou zircônio. Isso limita indiretamente as adições de tungstênio a 4,9% no máximo. Em geral, o teor de tungstênio é inferior a 2,9%, de preferência, inferior a 1,9% ou mesmo inferior ou igual a 0,85%, e mesmo 0,49%.

[032] Além disso, em função dos teores de titânio e/ou zircônio, o teor de carbono deve ser ajustado para que o teor de carbono livre C* = C’ -Ti/4 - Zr/8 fique sensivelmente constante, ou seja, para que o teor de carbono livre C* depois do ajuste da composição seja sensivelmente igual ao teor de carbono C antes do ajuste da composição (nessa fórmula, C’ representa o teor em carbono do aço depois do ajuste da composição). Essa condição é necessária para manter sensivelmente constante a dureza e a resistência ao amaciamento térmico do aço. Sendo D o índice de dureza que será definido mais adiante, deseja-se ter: 0,95 x D antes do ajuste < D depois do ajuste < 1,05 x D antes do ajuste, ou melhor: 0,98 x D antes do ajuste < D depois do ajuste < 1,02 x D antes do ajuste, ou melhor ainda: D depois do ajuste = D antes do ajuste.

Na prática, o procedimento de escolha dos valores a ajustar compreende: - a escolha do teor de tungstênio a ser substituído a uma meia porção de molibdênio, em função do grau mínimo de redução desejado da segregação (ver as tabelas 2, 3, 4 ou a figura podem constituir guias a esse respeito); - a escolha do teor de Ti e/ou Zr, mais ou menos elevado, dependendo do fato de se privilegiar respectivamente a resistência ao desgaste ou a tenacidade e que deve, além disso, ser suficiente em relação à adição de tungstênio uma vez que é preciso que (Ti + Zr/2) > 0,2 W, - a determinação do aumento de carbono a ser visado em função dos teores anteriores, a saber, 5C = Ti/4 + Zr/8.

[033] Será descrito agora o aço de acordo com a presente invenção, suscetível de ser obtido pelo processo de acordo com a presente invenção e que apresenta a vantagem de ter veias segregadas menos nocivas que as dos aços de mesma dureza, de acordo com o estado da técnica.

[034] O aço de acordo com a presente invenção contém mais de 0,35% de carbono, de preferência, mais de 0,51% e, de maior preferência, mais de 0,65%, de modo a poder formar carbonetos suficientes e atingir o nível de dureza que se deseja obter, mas menos de 1,47% e, de preferência, menos de 1,1% e, de maior preferência, menos de 0,98% a fim de evitar a fragilização excessiva do aço. Como se viu acima, o aço contém titânio e zircônio, e esses elementos se combinam em alta temperatura com o carbono para formar carbonetos primários. Assim, depois da formação dos carbonetos primários de titânio e de zircônio, o carbono chamado “livre” que fica disponível para agir sobre as propriedades da matriz é o carbono livre, não-combinado com o titânio e com o zircônio. Essa qualidade de carbono não-combinado com titânio e zircônio, designada por C*, é tal que: C* = C - Ti/4 - Zr/8 (sendo que C, Ti e Zr são respectivamente teores de carbono, titânio e zircônio do aço; a seguir, C sera também chamado “teor de carbono total”). Essa quantidade de carbono disponível deve ser suficiente para permitir a precipitação de carbonetos secundários e, em particular, de carbonetos de tungstênio, de molibdênio ou de outros elementos que são adicionados ao aço, e desse ponto de vista, esse teor de carbono livre C* deve ser superior ou igual a 0,3%. Entretanto, esse teor não deve ultrapasar 1,42% e, de preferência, 1,1% ou de maior preferência 0,98% ou de maior preferência ainda, 0,79%, para não prejudicar excessivamente a tenacidade da matriz propriamente dita.

[035] Além disso, pode ser desejável limitar ainda mais o teor máximo de carbono total C a 0,85%, ou melhor 0,79%, a fim de facilitar as operações de fabricação, em particular, a fim de reduzir os cuidados a serem tomados para o resfriamento dos lingotes ou das placas; é então preferível que o teor de carbono C* seja inferior a 0,60%, e mesmo a 0,50%. Ao contrário, pode ser desejável escolher um teor de carbono total superior a 0,85%, a fim de melhorar a resistência mecânica e a resistência do aço ao desgaste. Essa escolha é feita caso a caso, em função do uso desejado para o aço.

[036] O aço contém mais de 0,05% de silício, pois esse elemento é um desoxidante. Além disso, o silício contribui um pouco para melhorar o endurecimento do aço. Entretanto o teor de silício deve ser inferior ou igual a 1,5% e, de preferência, inferior ou igual a 1,1%, de maior preferência, 0,9%, e de maior preferência ainda, inferior ou igual a 0,6%, a fim de evitar fragilizar excessivamente o aço e reduzir em demasia sua aptidão para a deformação plástica a quente, por exemplo, por laminação. Além disso, pode ser desejável estabelecer um teor mínimo de silício de 0,45%, e de preferência de 0,6%, a fim de melhorar a usinabilidade do aço e melhorar também a resistência à oxidação. O melhoramento da resistência à oxidação é particularmente desejável quando o aço for utilizado para fabricar peças destinadas a operar em temperaturas relativamente elevadas da ordem de 450°C a 600°C, o que requer uma resistência suficiente ao amaciamento. Ora, quando se deseja obter uma resistência ao amaciamento suficiente para essas condições de trabalho, é desejável que o teor de Mo + W/2 seja superior ou igual a 2,2%. Devido a isso, os valores mínimos de teor de silício, 0,45% ou melhor 0,6%, são mais particularmente interessantes quando os teores de molibdênio e tungstênio forem tais que a soma Mo + W/2 é superior ou igual a 2,2%, sem que isso tenha, porém, um caráter exclusivo. Entretanto, para certas aplicações, é desejável que a condutividade térmica do aço seja a maior possível. Nesse caso, é desejável que o teor de silício seja inferior a 0,45% e, de preferência, seja o menor possível.

[037] O aço contém manganês até 1,95% em peso a fim de melhorar a temperabilidade do aço, mas esse teor deve, de preferência, ser inferior ou igual a 1,5% e, de maior preferência, inferior ou igual a 0,9%, de modo a limitar as segregações que possam provocar uma forjabilidade ruim e uma tenacidade insuficiente. Deve-se notar que o aço contém sempre um pouco de manganês, alguns décimos de porcengagem, a fim de, em particular, fixar o enxofre e é preferível que o teor de Mn seja de pelo menos 0,4%.

[038] O aço contém até 2,9% de níquel para ajustar a temperabilidade e melhorar a tenacidade. Mas esse elemento é muito caro. Assim, não se deseja em geral, um teor de níquel superior a 0,9% ou mesmo a 0,7%. O aço pode não conter níquel, mas quando o níquel não é adicionado voluntariamente, é interessante que ele esteja contido no aço em uma quantidade de até 0,2%, e mesmo de até 0,4%, em forma de resíduos resultantes da elaboração.

[039] O aço contém mais de 1,1% de cromo, de preferência, mais de 2,1% e, de maior preferência, mais de 3,1%, e mesmo mais de 3,5%, a fim de obter uma temperabilidade suficiente e aumentar o endurecimento do revenido, mas menos de 7,9%, de preferência, menos de 5,9%, ou de maior preferência, menos de 4,9%, a fim de não dificultar a formação dos carbonetos secundários, em particular, que contêm Mo e/ou W e, como tais, mais eficazes que os carbonetos de cromo em termos de endurecimento.

[040] Esses carbonetos secundários (ou seja, formados durante o resfriamento após re-austenitização e principalmente durante o(s) revenidos), são bem mais finos e numerosos que os carbonetos ledeburíticos (eventualmente obtidos no fim da solidificação). Eles contribuem assim intensamente para o endurecimento da matriz metálica depois do revenido. Eles são também úteis para reforçar a resistência ao degaste da matriz, limitando assim o risco de exposição dos carbonetos grandes muito duros de titânio e/ou de zircônio que conferem por si uma grande contribuição complementar para a resistência do aço ao desgaste.

[041] Dentro desse campo de teor de cromo, é desejável distinguir dois subcampos preferenciais. De fato, quando o teor de cromo for suficientemente elevado, esse elemento tende a formar, em particular, nas veias segregadas, carbonetos de tipo lederburíticos que são grosseiros e mais ou menos dispostos em redes inter-dendríticas. Esses carbonetos, apesar de um certo efeito favorável sobre a resistência ao desgaste, contribuem sobretudo para uma fragilização pelo menos local da matriz. Assim, quando se deseja privilegiar a dureza e a resistência ao desgaste em detrimento da tenacidade, é desejável escolher um teor de cromo superior ou igual a 3,5%, favorecendo a presença de carbonetos de tipo lederburíticos. Em compensação, quando se deseja favorecer a tenacidade do aço aceitando uma ligeira redução da resistência ao desgaste, é preferível escolher um teor de cromo inferior ou igual a 2,5%. Todavia, na faixa intermediária de 2,5 a 3,5% de cromo, é ainda possível privilegiar a tenacidade, seja limitando o teor de carbono livre a menos de 0,51%, seja limitando o teor de tungstênio ou ainda a razão entre o tungstênio e o molibdênio, pois o tungstênio, por sua propensão de formar carbonetos mais estáveis à temperatura que os do molibdênio, tende a favorecer a formação de carbonetos lederburíticos de cromo aliando-se preferencialmente a eles.

[042] Os teores de molibdênio e tungstênio do aço deverão ser tais que a soma Mo + W/2 seja superior ou igual a 0,61%, de preferência, superior ou igual a 1,1% e, de maior preferência, superior ou igual a 1,6%. É também desejável que esse teor seja superior a 2,2% a fim de se obter um endurecimento elevado, bem como uma melhor resistência ao endurecimento térmico, em particular, quando o uso do aço faz com que ele seja aquecido a temperaturas que podem ultrapassar cerca de 450°C. Trata-se por exemplo do caso dos aços utilizados para realizar ferramentas de trabalho de aço a meia-temperatura (mi-chaud). Nesse caso, a soma Mo + W/2 poderá ir até 2,9%, e mesmo, 3,4%, e até mesmo 3,9%, de acordo com a dureza desejada e a temperatura de revenido que se deseja realizar nas peças. Para se obter um nível muito elevado de resistência da matriz ao desgaste e limitar ao máximo o efeito de sape (effet de sapé) e retardar assim ao máximo a exposição dos carbonetos grandes de Ti e/ou Zr, Mo + W/2 podem ir até 4,4%.

[043] O interesse ligado ao aumento do teor de (Mo + W/2), ou seja, ainda ao teor de molibdênio antes da aplicação do processo, torna este último ainda mais interessante a ser levado em conta, uma vez que a segregação dos carburígenos Mo, fora da aplicação do processo, aumenta com os teores desses elementos.

[044] No contexto definido anteriormente, para os teores combinados de Mo + W/2, o teor de tungstênio será no mínimo de 0,21%, de preferência, pelo menos 0,41%, de maior preferência, pelo menos 0,61%, a fim de tirar o melhor partido do efeito específico do tungstênio.

[045] O teor de tungstênio depende do grau desejado de redução da nocividade dessas segregações, tal como indicado acima, e pode também integrar o custo da liga. Esse teor pode ir até 4,9%, mas habitualmente não ultrapassa 1,9%; costuma-se utilizar, em geral, teores inferiores ou iguais a 0,90% ou mesmo a 0,79%.

[046] O teor de molibdênio pode estar ao nível de traços, mas de preferência, pelo menos igual a 0,51%, e de maior preferência, pelo menos igual a 1,4%; de maior preferência ainda, pelo menos 2,05%. Por outro lado, dependendo do nível de resistência desejado, não será preciso ultrapassar teores limites de 4,29%, de preferência de 3,4% ou, de maior preferência, de 2,9%, limitações essas que permite também reduzir na mesma proporção as contribuições do molibdênio para a segregação endurecedora.

[047] Entretanto, quando o teor de cromo estiver compreendido entre cerca de 2,5% e 3,5% e quando o teor de carbono livre, C* = C - Ti/4 -Zr/8, for superior ou igual a 0,51%, um teor muito elevado de tungstênio pode provocar a formação de carbonetos de cromo mais ou menos ligados ao tungstênio. Esses carbonetos, de tipo ledebutírico, grosseiros e mais ou menos dispostos em redes interdendríticas, contribuem para uma fragilização pelo menos local da matriz. A fim de evitar esse inconveniente, quando o teor de cromo estiver compreendido entre 2,5% e 3.5%, e o teor de carbono livre C* for superior ou igual a 0,51%, o teor de tungstênio está limitado a não mais de 0,85% quando o teor de molibdênio for inferior a 1,21%, e a razão tungstênio/molibdênio está limitada a não mais de 0,7 quando o teor de molibdênio for superior ou igual a 1,21 %.

[048] Os teores de titânio e zircônio devem ser ajustados de modo que a soma Ti + Zr/2 seja pelo menos igual a 0,21% e, de preferência, superior ou igual a 0,41% ou melhor, superior ou igual a 0,61% para obter o efeito desejado de redução da nocividade das veias segregadas. Além disso, esses elementos contribuem para a formação de carbonetos grandes que melhoram a resistência ao desgaste. Entretanto, essa soma deve ser inferior a 1,49% e, de preferência, inferior a 1,19% e mesmo inferior a 0,99% ou mesmo inferior a 0,79% de modo a não deteriorar demasiadamente a tenacidade. Além disso, os teores de titânio e zircônio devem ser ajustados em função daquilo que se deseja privilegiar: a tenacidade do aço ou sua resistência ao desgaste. Desse ponto de vista, quando se deseja privilegiar a tenacidade do aço, a soma Ti + Zr/2 deve, de preferência, ser inferior a 0,7%. Quando se deseja privilegiar a resistência ao desgaste, a soma Ti + Zr/2 deve, de preferência, ser superior ou igual a 0,7%. Finalmente, para ser eficaz, ou seja, conduzir à formação de carbonetos grandes, os teores de titânio e zircônio devem ser suficientes em relação ao teor de carbono total C. Para isso, o produto (Ti + Zr/2) x C deve ser superior ou igual a 0,07, de preferência, superior ou igual a 0,12 e, de preferência, superior ou igual a 0,2.

[049] A fim de entrar em um consenso em relação às faixas de valores indicadas para Ti + Zr/2, o teor mínimo de titânio pode ser de 0%, ou de traços, mas é preferível que ela seja pelo menos igual a 0,21% e, de maior preferência, de 0,41% e, de maior preferência ainda, 0,61%; o teor mínimo de zircônio pode ser de 0%, ou de traços, mas é preferível que ele seja pelo menos de 0,06%, ou de maior preferência, de pelo menos de 0,11%. O teor máximo de titânio é de 1,49%, mas pode ser reduzido a 1,19%, ou ainda a 0,99%, de preferência, a 0,79% e mesmo a 0,7%, ao passo que o teor máximo de zircônio é de 2,9%, de preferência, de 0,9%, de maior preferência de 0,49%.

[050] O aço contém eventualmente até 1,45% de vanádio, até 1,45% de nióbio, até 1,45% de tântalo, e a soma V + Nb/2 + Ta/4 é inferior a 1,45%, de preferência, inferior a 0,95% e mesmo inferior a 0,45%. O teor mínimo é de 0% ou de traços, mas, é preferível que ele seja pelo menos igual a 0,11% e, de maior preferência, pelo menos igual a 0,21%. O nível de adição de V + Nb/2 + Ta/4 contribui para fixar a resistência e a resposta ao revenido indicado na formulação do índice D.

[051] Esses elementos têm de fato a vantagem de melhorar consideravelmente a resistência ao amaciamento pela precipitação de carbonetos do tipo MC. Entre esses elementos, é preferível escolher o vanádio e adicioná-lo em teores compreendidos entre 0,11% a 0,95%. O nióbio, embora possa ser utilizado, apresenta o inconveniente de precipitar em temperatura mais elevada que o vanádio, o que reduz muito a forjabilidade do aço. Por isso, a presença de nióbio não é recomendada e, de qualquer maneira, é desejável que o teor de nióbio seja inferior a 1%, e mesmo a 0,5%, ou, ainda, inferior a 0,05%.

[052] O aço contém eventualmente até 0,095% ou mesmo até 0,19% de enxofre para melhorar a usinabilidade, porém, um teor inferior a 0,005% é preferível quando se deseja uma boa tenacidade.

[053] Para obter um efeito apreciável sobre a resposta na usinagem, um teor mínimo de enxofre de 0,011% ou, de preferência, 0,051%, é desejável. O enxofre pode ser substituído, em totalidade ou em parte, por um peso duplo de selênio ou quádruplo de telúrio; todavia, a adição de enxofre, mais econômica, será geralmente preferida. Além disso, pode ser interessante reforçar a ação favorável do enxofre na usinabilidade adicionando-se o cálcio em um teor que vai até 0,010% a fim de promover a formação de sulfetos mistos de Mn e Ca, mais eficazes frente à ferramenta cortante. Assim, o aço poderá conter até 0,38% de selênio, até 0,76% de telúrio e até 0,01% de cálcio, e a soma S + Se/2 + Te/4 é inferior ou igual a 0,19%.

[054] O aço contém, eventualmente, até 0,5% de terras raras para facilitar a germinação dos carbonetos a afinar a estrutura, e eventualmente até 0,1 % de boro a fim de melhorar a temperabilidade.

[055] O aço pode também conter até 1 % de cobre. Esse elemento não é desejado mas pode ser trazido pelas matérias primas cuja seleção seria muito cara. Entretanto, o teor de cobre deve ser limitado, pois esse elemento tem um efeito desfavorável sobre a dutilidade a quente. A esse respeito, a presença de Ni em um teor pelo menos igual ao do cobre é desejável, pelo menos quando o teor de cobre ultrapassa 0,5% aproximadamente. De fato, um teor suficiente de níquel atenua a nocividade do cobre.

[056] Da mesma maneira, o aço pode conter alumínio que, como o silício, pode contribuir para a desoxidação do metal líquido. O teor de alumínio ficará no nível de traços, ou melhor, pelo menos igual a 0,006%, de preferência, pelo menos igual a 0,20%. Além disso, o teor desse elemento deve ser inferior a 1% para garantir uma limpeza suficente, e preferencialmente não ultrapassará 0,100% e, de maior preferência, será inferior a 0,050%.

[057] O resto da composição é constituído de ferro e de impurezas que resultam da elaboração. Deve-se notar que, quando um elemento não for adicionado voluntariamente durante a elaboração, seu teor é de 0% ou de traços, ou seja, que corresponde, de acordo com o elemento, aos limites de detecção pelos métodos de análise ou às quantidades conferidas pelas matérias primas sem que haja um efeito significativo sobre as propriedades.

[058] O endurecimento obtido durante o revenido desse aço depende dos elementos dissolvidos na matriz, tal como o manganês, o níquel e o silício, mas sobretudo dos elementos suscetíveis de formar carbonetos tais como o molibdênio, o tungstênio, o vanádio, o nióbio e, em menor extensão, o cromo, bem como do carbono livre na matriz, ou seja, do carbono que não foi fixado pelo titânio e pelo zircônio. Como indicado acima, o teor de carbono livre é C* = C - Ti/4 - Zr/8.

[059] Os inventores constataram que o endurecimento desse aço podia ser avaliado em função da composição química por meio da fórmula: D = 540 (C*)0'25 + 245 (Mo + W/2 + 3V + 1,5 Nb + 0,75 Ta)0·30 + 125 x Cr020 + 15,8 x Mn + 7,4 x Ni + 18 x Si.

[060] D é um índice de dureza que representa o endurecimento resultante do revenido para condições de revenido padrão (550°C durante 1 hora). Quanto mais elevado for o valor de D mais elevada será a dureza do revenido a um temperatura determinada, ou ainda, mais elevada será a temperatura que permite atingir um nível de dureza determinado.

[061] Além disso, em um valor determinado de D, a dureza varia em função da temperatura e do tempo de revenido como é conhecido pelo técnico no assunto.

[062] Deve-se notar que essa fórmula se aplica tanto ao aço de acordo com a presente invenção ou ao aço obtido pelo processo da presente invenção, quanto ao aço de partida ao qual é aplicado o processo de acordo com a presente invenção. Em todos os casos, os teores que devem ser levados em conta são os teores efetivos do aço para o qual é feito o cálculo. Por esse motivo, quando a fórmula for aplicada a um aço de partida que não contém tungstênio, titânio, nem zircônio, C* é substituído por C, pois C* = C nesse caso, e o termo W/2 desaparece, pois ele é igual a 0.

[063] De modo geral, o coeficiente D está compreendido entre 800 e 1.150. Entretanto, esse intervalo pode ser decomposto em subintervalos de acordo com o nível de dureza desejada pelo usuário e a temperatura de revenido considerada. Em particular, o valor de D estará compreendido dentro dos seguintes intervalos: - entre 800 e 900 - entre 901 e 950 - entre 951 e 1.000 - entre 1.001 e 1.075 - entre 1.076 e 1.150 [064] Nesses intervalos, os níveis de dureza típicos obtidos depois do revenido a 550°C durante uma hora são, a título indicativo, respectivamente da ordem de: 45 HRC, 52 HRC, 57 HRC, 60 HRC e 63 HRC.

[065] Considerando todas as condições indicadas anteriormente, pode-se escolher um campo preferencial de composição definido da maneira a seguir, para o aço de acordo com a presente invenção: 0,55%<C< 1,1% 0,21 % < Ti <1,19% Zr: 0% ou traços 0,05% < Si < 0,9% Mn < 0,9% Ni < 0,9% 2,1 %< Cr <4,9% 2,05% < Mo < 2,9% 0,21 % < W < 0,79% 0,21% <V< 0,45% Nb: 0% ou traços [066] Dentro desse campo, pode-se identificar subcampos, ou grupos, definidos por faixas de teor de carbono e de titânio e que correspondem ao fato de se privilegiar mais ou menos a tenacidade ou a resistência ao desgaste.

[067] Esses grupos são os seguintes: Grupo A: 0,85% < C < 1,1% 0,70% < Ti <1,19% Grupo B: 0,65%<C< 1,1% 0,61 % < Ti < 0,99% Grupo C: 0,65% < C < 0,98% 0,41 %< Ti <0,79% Grupo D: 0,51 % < C < 0,85% 0,21 %< Ti <0,70% [068] Dentro de cada um desses grupos, o nível de dureza pode ser regulado em função das influências dos diferentes elementos de liga indicados pela expressão do índice de dureza D.

[069] Considerando um nível de dureza dado, os diferentes grupos, na ordem A, B, C e D, vão no sentido de um reforço do nível de tenacidade às custas de uma redução da resistência ao desgaste.

[070] Um modo de realização particularmente interessante, que corresponde a uma escolha preferencial em favor da tenacidade, consiste em ajustar a composição a fim de obter: W = 0,2 a 0,9% e (Ti + Zr/2) pelo menos igual a 0,35% mas inferior a 0,49% com (Mo + W/2 + 3 V + 1,5 Nb + 0,75 Ta) compreendido entre 2,5%, de preferência 3,0% para os valores mínimos, e 4,5%, de preferência 3,5% para os valores máximos, e o carbono livre C* está, por outro lado, compreendido entre 0,51% e 1% e, de preferência, entre 0,6% e 0,9%.

[071] Um outro modo de realização particularmente interessante, que corresponde a uma escolha preferencial em favor da resistência ao desgaste, consiste em ajustar a composição de modo a obter: W = 0,2 a 0,9% e (Ti + Zr/2) pelo menos igual a 0,49% mas inferior a 0,95% com (Mo + W/2 + 3 V + 1,5 Nb + 0,75 Ta) compreendido entre 2,5%, de preferência, 3,0% para os valores mínimos, e 4,5%, de preferência, 3,5% para os valores máximos, e o carbono livre C* está, por outro lado, compreendido entre 0,51% e 1% e, de preferência, entre 0,6% e 0,9%.

[072] De acordo com a presente invenção, é preferível que o titânio e o zircônio estejam na forma de carbonetos primários e não na forma de nitretos que são suscetíveis de se formar no aço líquido, em particular, quando as superconcentrações transitórias de titânio e de zircônio no líquido logo após a adição forem muito elevadas, considerando teores de nitrogênio dissolvido que existe sempre no aço líquido.

[073] Adicionalmente, a fim de elaborar o aço de acordo com a presente invenção, pode-se introduzir o titânio e o zircônio de modo que esses dois elementos reagam pouco com o nitrogênio e reagam essencialmente com o carbono. Isso é obtido evitando-se, na fase líquida do aço, as superconcentrações transitórias de Ti ou Zr durante adições de Ti e Zr.

[074] Para fabricar uma peça de aço de acordo com a presente invenção, pode-se então proceder da seguinte maneira: - primeiramente, elabora-se um aço líquido por fusão do conjunto dos elementos do grau de aço de acordo com a presente invenção, com exceção do titânio e/ou do zircônio, - a seguir, adiciona-se ao banho de aço fundido o titânio e o zircônio evitando a todo momento as superconcentrações locais de titânio e/ou de zircônio no banho de aço fundido.

[075] Depois, despeja-se um aço em forma de semi-produto tal como um lingote ou uma placa, e modela-se por deformação plástica a quente e, por exemplo, por laminação do semi-produto, e a seguir submete-se o produto obtido a um eventual tratamento térmico.

[076] Para introduzir o titânio e o zircônio no aço líquido evitando qualquer superconcentração local, pode-se proceder de diversas maneiras e, em particular, pode-se: - adicionar titânio e/ou zircônio na escória que cobre o banho de aço líquido, deixando o titânio e o zircônio difundir lentamente no banho de aço; - ou adicionar titânio e/ou zircônio de modo contínuo por meio de um fio composto desse(s) elemento(s) agitando-se o banho de aço líquido com gás ou qualquer outro processo apropriado; - ou então, adicionar o titânio e/ou o zircônio soprando um pó que contém desse(s) elemento(s) no banho de aço líquido, agitando-se ao mesmo tempo o banho com um gás ou qualquer outro processo.

[077] De acordo com a presente invenção, prefere-se utilizar os diferentes modos de realização que acabam de ser descritos. Mas deve ficar claro que qualquer processo que permite evitar uma superconcentração local de titânio e/ou de zircônio poderá ser utilizado.

[078] Esse processo de adição particular de Ti e Zr não é porém necessário para a elaboração do aço considerado na presente invenção mas constitui uma opção.

[079] Os tratamentos térmicos aos quais a peça fabricada pode ser submetida são de tipo clássico para os aços de ferramentas. Esse processo térmico pode comportar eventualmente um ou mais recozimentos para facilitar o corte e a usinagem, além de uma austenização seguida de um resfriamento segundo um modo adaptado à espessura, tal com um resfriamento a ar ou a óleo, eventualmente seguido de um ou mais recozimentos de acordo com o nível de dureza que se deseja obter.

[080] Pelo processo que acaba de ser descrito, obtêm-se peças de aço com as mesmas características de uso principais que as peças de aço de acordo com a arte anterior. Mas essas peças apresentam veias segregadas muito atenuadas em relação às que são observadas nas peças segundo o estado da técnica. Com isso, essas peças são mais fáceis de usinar ou de soldar e mais resistentes que as peças de acordo com o estado da técnica.

Exemplos [081] A título de exemplo, e para ilustrar o efeito de sinergia entre o tungstênio e o titânio ou o zircônio, pode-se realizar peças em aços cujas composições nominais estão indicadas na tabela 1. Essa tabela indica as composições químicas, o valor do índice D de dureza e um índice de segregação rs, indicando a segregação endurecedora e fragilizante acumuladas do molíbdênío e do tungstênío nas veias segregadas suscetíveis de criar o endurecimento secundário. Para esse fim, foram medidos com uma micro-sonda os teores de molibdênio e tungstênío dentro (Mos e Ws) e fora (Moh e Wh) das veias segregadas, ocultando os carbonetos grandes de titânio, a fim de levar realmente em conta os teores de molibdênio e de tungstênío na matriz, fora do que pode ser fixado nesses carbonetos grandes de titânio e zircônio (os quais podem por sua vez conter molibdênio ou tungstênío, que formam de fato carbonetos mistos (Ti Zr Mo W)C). Dessa maneira, avalia-se bem a parte endurecedora e fragilizante de Mo e W em relação à matriz metálica.

[082] São definidas assim as taxas de segrgação, Fs MW, dos teores acumulados em (Mo + W/2), igual a rs MW= (Mos - Ws/2) - (Moh + Wh/2) / (Moh + Wh/2) [083] O critério Mo + W/2 foi escolhido, uma vez que ele representa a contribuição endurecedora dos elementos Mo e W, tanto nas veias segregadas quanto fora delas.

Tabela 1 [084] Os exemplos ai, bi, ci e di correspondem a aços de referência, ou seja, a aços cuja composição é escolhida antes da realização do processo de acordo com a presente invenção. Os outros exemplos se deduzem desses aços de referência pelo processo de acordo com a presente invenção, salvo o exemplos &2 e ba para os quais as condições relativas ao tungstênio e titânio não foram respeitadas.

[085] Os exemplos ar, az e a3 possuem a mesma dureza. O exemplo az é deduzido do exemplo ai por substituição de 0,20% de molibdênio por 0,40% de tungstênio, sem adição de titânio. Constata-se que a taxa de segregação não fica significativamente alterada.

[086] O exemplo as, de acordo com a presente invenção, é deduzido do exemplo ai não apenas pela substituição de 0,20% de molibdênio por 0,40% de tungstênio, mas também pela adição de 0,40% de titânio e o ajuste consequente de carbono. Constata-se que a taxa de segregação desse aço fica muito sensivelmente reduzida em relação à dos exemplos ai e az.

[087] Da mesma maneira, os exemplos bi, ba e ba mostram que a adição de titânio e de zircônio sem adição de tungstênio não tem efeito [comparação bi, bz), ao passo que o efeito desejado aparece na presença de tungstênio parcíaimente substituído com molibdênio (comparação ba, bs), [088] Os exemplos ci, cz e cs mostram, que, considerando uma adição igual de tungstênio, um aumento da adição de titânio tem um efeito favorável sobre as segregações.

[089] Da mesma forma, os exemplos di, dz e ds mostram que um aumento do teor de tungstênio tem um efeito favorável desde que os teores de titânio ou zircônio sejam suficientes.

[090] Para ilustrar o efeito da razão (Ti+Zr/2)/W sobre a segregação do tungstênio, pode-se também considerar os exemplos que correspondem aos aços das fundições de referência, 5, 7, 1,9, 6, 2, 18, 13, 17 e 3 que correspondem todas à presente invenção invenção, com exceção da fundição de referência. Os teores de elementos principais dessas fundições estão indicados na tabela 2; o restante da composição é constituído por ferro e impurezas que resultam da elaboração.

Tabela 2 [091] Na tabela 3, está indicada a soma Ti + Zr/2, os teores de W, as razões (Ti + Zr/2)/W e as razões W / W dos teores de tungstênio nas veias segregadas com os teores nominais de tungstênio.

[092] Os valores da razão Ws / W foram transcritos no gráfico da figura 1, em função dos valores da razão (Ti + Zr/2)/W.

Tabela 3 [093] No gráfico, pode-se observar que a razão Ws / W se toma substanciamente inferior a 2 quando a razão (Tí+2r/2)/W ultrapassa 0,2. Pode-se observar ainda que Ws / W decresce regularmente quando (Ti + Zr/2)/W aumenta, embora ele é de 2,7 para a fundição de referência que não contém titânio nem zircônio, [094] A presente invenção é também ilustrada pelos exemplos que correspondem às análises indicadas na Tabela 4 que indica igualmente a razão Ws/W, na qual, em todos os casos, é inferior a 1,6 e pode até atingir 0,67.

Tabela 4 [095] Esses exemplos mostram ainda o efeito do teor de silício sobre a condutividade térmica do aço, e portanto, o interesse que há em impor um baixo teor de silício quando o aço se destina a realizar ferramentas para as quais se deseja uma boa condutividade térmica. Esse efeito está ilustrado pelos pares de exemplos 21 e 28, 22 e 29, 23 e 30, Em cada um desses pares os exemplos não diferem essencial mente, a não ser pelos teores de silício. As condutividades térmicas são as seguintes: Exemplo n° 21: Si = 0,9% condutividade térmica = 20,6 W/m/K

Exemplo xf 28: Si = 0,2% condutividade térmica = 25,1 W/m/K

Exemplo n° 22: Si = 0,8% condutividade térmica = 21,3 W/m/K

[096] Exemplo n° 29: Sí = 0,3% condutividade térmica = 24,4 W/m/K

Exemplo n° 23: Si = 0,7% condutividade térmica = 20,7 W/m/K

Exemplo n° 30: Si = 0,2% condutividade térmica = 23,6 W/m/K

[097] Pode-se ver assim que um teor baixo de silicio permite aumentar a condutividade térmica de modo significativo. No caso desses exemplos, esse aumento varia de cerca de 15% a cerca de 25%.

Reivindicações

Claims

1. AÇO DE ELEVADA RESISTÊNCIA MECÂNICA E ELEVADA RESISTÊNCIA AO DESGASTE, caracterizado por sua composição química compreender, em % em peso: 0,35% £Cê1 ,47% 0,05% <Si< 1,5%· 0,3% sMnsi ,95% 0,2% £ Ni £ 2,9% 1,1% < Cr < 7,9% 0,6% <Mo< 4,29% 0,21% 1W £ 4,9% 0,61 %<Mo + W/2< 4,4% 0,38% < Ti < 1,49% traços £ Zr £ 2,9% 0,21 % £ Tí + Zr/2 £ 1,49% S < 0,005% sendo que o restante é ferro e impurezas que resultam da elaboração, em que a composição satisfaz às seguintes condições: (Ti + Zr/2) / W > 0,20 (Ti + Zr/2) x C £ 0,07 0,3% <C*< 1,42% 800 < D< 1150 com D = 540 (C*)0,25 + 245 (Mo + W/2 + 3V + 1,5 Nb + 0,75 Ta)0’3 + 125 Cr°‘20 + 15,8 Mn + 7,4 Ni + 18 Si e C* = C- Ti/4 - Zr/8, além disso, se C* > 0,51% e se 2,5% < Cr < 3,5%, então W < 0,85% se Mo < 1,21 % e W/Mo < 0,7 se Mo > 1,21 %.

2. AÇO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: C* < 1,1%

3. AÇO, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por: W < 0,85%

4. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por: Si > 0,45%

5. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por: Si < 0,45%

6. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por: Mo + W/2 > 2,2%

7. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por: Cr > 3,5%

8. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por: C < 0,85%

9. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por: C > 0,85%

10. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por: Ti + Zr/2 < 0,7%

11. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por: Ti + Zr/2 > 0,7%