CZ298442B6 - Ocel pro kování s vysokou pevností - Google Patents
Ocel pro kování s vysokou pevností Download PDFInfo
- Publication number
- CZ298442B6 CZ298442B6 CZ20014130A CZ20014130A CZ298442B6 CZ 298442 B6 CZ298442 B6 CZ 298442B6 CZ 20014130 A CZ20014130 A CZ 20014130A CZ 20014130 A CZ20014130 A CZ 20014130A CZ 298442 B6 CZ298442 B6 CZ 298442B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- steel
- strength
- forging
- weight
- content
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 94
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 238000005242 forging Methods 0.000 title claims description 65
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 86
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 59
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 44
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract description 31
- 239000010955 niobium Substances 0.000 abstract description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 13
- 239000011651 chromium Substances 0.000 abstract description 9
- 238000005275 alloying Methods 0.000 abstract description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 6
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 36
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 6
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N chromium molybdenum Chemical compound [Cr].[Mo] VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 2
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 2
- 239000012758 reinforcing additive Substances 0.000 description 2
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 101150023971 Cd48 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- RRZKHZBOZDIQJG-UHFFFAOYSA-N azane;manganese Chemical compound N.[Mn] RRZKHZBOZDIQJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- OGSYQYXYGXIQFH-UHFFFAOYSA-N chromium molybdenum nickel Chemical compound [Cr].[Ni].[Mo] OGSYQYXYGXIQFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000010407 vacuum cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000009849 vacuum degassing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
- F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
- F16C3/06—Crankshafts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/002—Bainite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/30—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for crankshafts; for camshafts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Ocel pro kování s vysokou pevností obsahuje 0,3 až 0,5 hmotn. % uhlíku, 0,1 až 0,4 hmotn. % kremíku, 0,7 až 1,5 hmotn. % manganu, 1,2 až 3,5 hmotn. %chromu, 0,1 až 0,6 hmotn. % molybdenu, až do 0,7 hmotn. % niklu, nejméne jeden prvek vybraný ze skupiny zahrnující 0,03 až 0,35 hmotn. % vanadu, niobu a tantalu celkem, a 30 až 250 ppm dusíku, zbytektvorí železo a nežádoucí necistoty, a zmínená ocel pro kování má mikrostrukturu složenou hlavne z bainitu a martenzitu a obsahuje dusík v tuhém roztoku a tolik vanadu, niobu a tantalu, aby byla splnena podmínka, že [ soucet (hmotn. %) V, Nb a Ta] + 0,001 x [ N (ppm) v tuhém roztoku] .>=. 0,068. Ocel pro kování je výhodná vzhledem k nízkému obsahu drahých legujících prísad (obzvlášte niklu) a pri zachování vysoké pevnosti oceli. Ocel je vhodná pro velké zalomené hrídele pro lode.
Description
Ocel pro kování s vysokou pevností
Oblast techniky
Předložený vynález se týká oceli s vysokou pevností pro kování (zmiňované v následujícím jako ocel s vysokou pevností pro kování) a především vysoce pevné oceli pro výkovky, vyznačující se nízkou cenou (s ohledem na obsah nákladných legujících prvků, především niklu), a vysokou pevností. Taková ocel pro výkovky nachází upotřebení především jako materiál pro výkovky zalomených hřídelů s velkými rozměry pro přenos energie u lodí a podobně. Proto jsou zalomené hřídele z výkovkové oceli o vysoké pevnosti rovněž zahrnuté do rozsahu předloženého vynálezu.
Dosavadní stav techniky
Zalomené hřídele pro přenos energie na lodích jsou obvykle vyrobené z chrommolybdenové oceli, značené jako ISO 42CrMo4, ISO 36CrNiMo6 a DIN 32CrMol2. První z uvedených ocelí obsahuje poměrně vysoký obsah C a poměrně malé obsahy Cr a Mo, což má za následek úměrně malou pevnost, ale i relativně nízkou cenu, a proto se používá v případech, kde nároky na zatížení nejsou tak velké. Druhá z uvedených ocelí obsahuje velké množství niklu jako legující přísadu, který jí dodává nej lepší pevnost a houževnatost mezi uvedenými třemi ocelemi, a proto nalézá uplatnění v případech, kde je zatížení zvláště vysoké. Třetí ocel vykazuje mezihodnoty jak v ceně, tak i v pevnosti mezi oběma předešlými, a proto nalézá uplatnění v případech, kdy je důležitá především houževnatost.
V nedávných dobách se stalo běžným vyrábět velké zalomené hřídele pro použití na lodích z oceli ISO 36CrNiMo6, která je sice nákladná, ale má vysokou pevnost, aby se vyloučila námořní rizika.
Shora zmíněná ocel ISO 36CrNiMo6, což je niklchrommolybdenová ocel, má vynikající pevnost a houževnatost, které jí dodává vysoký obsah niklu jako zpevňující přísada, aleje proto cenově nákladnější než jiné výkovkové chrommolybdenové oceli, protože nikl je nákladný legující kov. To omezuje široké využití této oceli.
Podstata vynálezu
Předložený vynález byl vyvinut s ohledem na předcházející skutečnosti. Předmětem předloženého vynálezu bylo vyvinout méně nákladnou, vysoce pevnou ocel pro výkovky, se srovnatelnou nebo lepší pevností, houževnatostí a schopností vytvrzení (což je požadavek nynějších výrobců) než je 36CrNiMo6, a tak připravit pro praktické využití velmi pevnou ocel Ni-Cr-Mo pro kování. Dalším předmětem předloženého vynálezu je způsob výroby zalomených hřídelí ze zmíněné oceli pro kování, charakterizovaných nízkou cenou, vysokou pevností a houževnatostí a dobrou vytvrditelností.
Předmětem předloženého vynálezu je ocel s vysokou pevností pro výkovky, obsahující 0,3 až 0,5 % uhlíku, 0,1 až 0,4 % křemíku, 0,7 až 1,5 % manganu, 1,2 až 3,5 % chrómu, 0,1 až 0,6 % molybdenu ne více než 0,7 % niklu, a nejméně jeden prvek vybraný ze skupiny zahrnující vanad, niob a tantal v množství 0,03 až 0,35 % celkem, a 30 až 250 ppm dusíku, zatímco zbytek je železo a nevyhnutelné nečistoty, jejíž mikrostrukturu tvoří hlavně bainit a martenzit a která obsahuje dusík v tuhém roztoku a tolik vanadu, niobu a tantalu, aby byla splněna podmínka vyjádřená následujícím výrazem 1:
[Celkový obsah (%) V, Nb a Ta] + 0,001 x [N (ppm) v tuhém roztoku] > 0,068 ... (1) (% jsou vyjádřena hmotn. %. Totéž platí i v následujícím).
-1 CZ 298442 B6
Ocel s vysokou pevností pro kování podle předloženého vynálezu je charakterizována omezeným obsahem niklu, jak je uvedeno shora, záměrně přidaným dusíkem (N) a nejméně jedním prvkem ze skupiny zahrnující V, Nb a Ta, s takovým obsahem N v tuhém roztoku a celkovým obsahem V, Nb a Ta, aby byl splněn shora uvedený výraz 1, a s mikrostrukturou složenou převážně z bainitu a martenzitu. Má vysokou mez pevnosti v tahu a dobrou houževnatost s dobrou vytvrditelností a je porovnatelně cenově výhodná.
Obsah každého prvku byl určen podle dále uvedených a vysvětlovaných zásad. Výkovková ocel s velkou pevností podle předloženého vynálezu zachovává svoji charakteristiku bez ohledu na základní složení, pokud obsah niklu, obsah V, Nb a Ta, obsah celkového dusíku a obsah dusíku v tuhém roztoku zachovává shora uvedené podmínky. Výkovková ocel s velkou pevností podle předloženého vynálezu musí mít následující základní složení, aby plně zachovala shora uvedené vlastnosti.
C 0,3 až 0,5 %, výhodněji 0,36 až 0,45 %,
Mn 0,7 až 1,5 %, výhodněji 0,8 až 1,2 %,
Cr 1,2 až 3,5 %, výhodněji 1,5 až 2,5 %,
Mo 0,1 až 0,6 %, výhodněji 0,15 až 0,35 %, se zbytkem, který tvoří převážně železo.
Ocel s velkou pevností pro kování, která má shora uvedené základní složení, obsahuje malé množství Al jako dezoxidační prvek. Al je účinný, pokud jeho množství je vyšší než 0,001 %, ale nemá dodatečný účinek v případě, že jeho obsah je vyšší než 0,040 %. Proto je vhodné obsah Al udržovat pod hranicí 0,040 %. Jiným škodlivým prvkem, který bývá přítomný ve výkovkové oceli, je síra S, která nepříznivě ovlivňuje houževnatost a únavovou pevnost. Obsah S by měl být vhodně udržován pod hranicí 0,006 %.
Navíc je výkovková ocel s velkou pevností podle předloženého vynálezu charakterizována hodnotou Dl ne menší než 30 mm. (Hodnota Dl je kritický průměr ocelového výrobku, jehož střední část vykazuje 50 % martenzitické tvrdosti po zakalení do vody). Takové charakteristické vlastnosti činí výkovkovou ocel zvlášť vhodnou pro výrobu zalomených lodních hřídelů o velkých rozměrech. Předložený vynález proto zahrnuje zalomené hřídele, především takové s velkými rozměry, vyrobené kováním ze shora uvedené výkovkové oceli.
S ohledem na uvedené problémy vynaložili vynálezci velké úsilí na vývoj takové výkovkové oceli, která by byla méně nákladná, ale která by měla porovnatelnou pevnost a houževnatost jako „ISO 36CrNiMo6“, která je známá jako výkovková ocel Ni-Cr-Mo s velkou pevností. Předmětná výkovková ocel obsahuje menší množství niklu jako legující přísadu, aby se snížily náklady a aby se zachovala dobrá vytvrditelnost důležitá pro výrobu velkých výkovků s vysokou pevností. Výsledkem vývoje je shora uvedená výkovková ocel, obsahující ne více než 0,7 % niklu jako zpevňující přísadu, dodávající vysokou pevnost a houževnatost ve spojení s přísadou nejméně jednoho prvku, vypraveného ze skupiny zahrnující V, Nb a Ta a s velmi malým obsahem dusíku tak, aby celkový obsah V, Nb a Ta a množství dusíku, rozpuštěného v tuhém roztoku uspokojoval shora uvedenou podmínku 1. Tím se kompenzuje snížení pevnosti v důsledku sníženého obsahu niklu. Ocel pro kování rovněž vykazuje velmi dobrou vytvrditelnost. Tento objev vedl k předloženému vynálezu.
Oceli Cr-Mo pro kování obecně vyžadují přítomnost niklu, aby měly vysokou pevnost a houževnatost a zvýšenou schopnost vytvrzení. Naneštěstí je nikl tak nákladnou přísadou, že zvyšuje náklady na ocel nad cenu požadovanou uživatelem, pokud je jeho obsah vyšší. Předložený vynález tedy popisuje novou ocel s porovnatelnou pevností a vytvrditelností v porovnání s běžnou výkovkovou ocelí Ni-Cr-Mo, i když má minimální obsah niklu. Pro snížení nákladů je obsah niklu udržován nižší než 0,7 %, výhodněji nižší než 0,5 % a nejvýhodněji nižší než 0,3 %.
-2CZ 298442 B6
Snížení obsahu niklu snižuje mez pevnosti, houževnatost a vytvrditelnost, způsobené niklem, a proto taková výsledná ocel není spotřebiteli požadována. Vynálezci předloženého vynálezu důkladně přezkoušeli možnosti, jak nahradit nedostatečné vlastnosti způsobené sníženým obsahem niklu dodáváním jiných prvků, a tom vyvinuli novou ocel ke kování, která splňuje spotřebitelné požadavky jak v ohledu na cenu, tak i v ohledu na požadované vlastnosti. Zjistili, že tento požadavek je možno splnit, když k oceli Cr-Mo pro kování se sníženým obsahem niklu přidají nejméně jeden prvek vybraný ze skupiny zahrnující V, Nb a Ta a dusík (který byl dosud posuzován jako škodlivý stopový prvek) v takovém množství, aby obsah V, Nb a Ta a množství dusíku rozpuštěného v tuhém roztoku uspokojil shora uvedený požadavek 1.
Pro dosažení praktického účinku u oceli pro kování je důležité, aby obsah niklu nepřevyšoval 0,7 %, obsah nejméně jednoho prvku ze skupiny V, Nb a Ta byl od 0,03 %, výhodněji od 0,045%, až dp 0,35%, nej výhodněji 0,15% a obsah dusíku byl od 30 ppm, výhodněji od 40 ppm, do 250 ppm, nejvýhodněji 100 ppm. Konečně je důležité, aby celkový obsah V, Nb a Ta a obsah dusíku, rozpuštěného v tuhém roztoku, uspokojoval shora uvedený požadavek 1.
Pokud je celkový obsah V, Nb a Ta a obsah dusíku náhodně mimo shora specifikovaný rozsah a požadavky podle požadavku 1 nejsou splněny, nemá výsledná výkyvková ocel vysokou pevnost a houževnatost a dobrou vytvrditelnost, jak to předpokládá předložený vynález.
Vynálezci předloženého vynálezu nepodávají vysvětlení příčiny, proč ocel pro výkovky s nízkým obsahem niklu tak význačně zvyšuje mez pevnosti a houževnatosti za přítomnosti takového celkového obsahu V, Nb a Ta a dusíku obsaženého v tuhém roztoku, aby se splnil požadavek podle požadavku 1. Možný důvod je, že dusík sloučený s V, Nb a Ta vytváří nitridy a rozpuštěný dusík samotný je příčinou účinného zvýšení meze pevnosti. Protože prvky zvyšující pevnost, jaké představují V, Nb a Ta, jsou velmi drahé, je ekonomicky výhodné je pro zvýšení pevnosti přidávat v malém množství ve spojení s nenákladným dusíkem, rozpuštěným v tuhém roztoku.
Účinné zvýšení pevností se objeví jen tehdy, když prvky zvyšující pevnost a dusík jsou přidány do oceli Cr-Mo pro kování, obsahující ne více než 0,7 % Ni. Tento účinek se neobjeví, pokud jsou přidány do výkovkové oceli vysoké třídy, obsahující více než 0,7 % Ni.
Ocel pro kování podle předloženého vynálezu je založena na oceli Cr-Mo pro kování, neobsahující více než 0,7 % Ni. Při při legování jednoho nebo více prvků zvyšujících mez pevnosti (V, Nb, Ta) a dusíku tak, aby celkový obsah V, Nb a Ta a celkový obsah dusíku rozpuštěného a nerozpuštěného v tuhém roztoku a dusík celkový vyhovoval shora uvedenému požadavku 1, získá se požadovaná ocel pro kování, která je co do meze pevnosti, houževnatosti a vytvrditelnosti porovnatelná s poměrně nákladnou výkovkovou ocelí Cr-Mo vyšší třídy s vysokým obsahem niklu.
Jak bylo uvedeno shora, ocel pro kování podle předloženého vynálezu je charakterizována omezeným obsahem niklu. Je dále charakterizována obsahem nejméně jednoho druhu z prvků V, Nb a Ta a dusíkem (a dusíkem rozpuštěným v tuhém roztoku) ve specifickém množství. Výkovková ocel není specificky omezována v základním složení. Pro přípravu oceli pro kování s vlastnostmi podle předloženého vynálezu, tj. s pevností, houževnatostí a vytvrditelnosti, vhodné pro výrobu zalomených hřídelů a pod., je možno použít ocel Cr-Mo pro kování s následujícím základním složením:
C 0,3 až 0,5 %, výhodněji 0,36 až 0,45 %,
Si 0,1 až 0,4 %, výhodněji 0,15 až 0,4 %,
Mn 0,7 až 1,5 %, výhodněji 0,8 až 1,2 %,
Cr 1,2 až 3,5 %, výhodněji 1,5 až 2,5 %,
Mo 0,1 až 0,6 %, výhodněji 0,15 až 0,35 %.
Obsah každého shora vyjmenovaného prvku byl stanoven na základě důvodů, které jsou vysvětlovány v následujícím.
-3CZ 298442 B6
C 0,3 až 0,5 %, výhodněji 0,36 až 0,45 %.
Uhlík podmiňuje vytvrditelnost stejně jako pevnost. Pro největší účinnost musí být uhlík přítomen v množství od 0,3 %, výhodněji 0,36 % nebo více a nejvýhodněji 0,38 % nebo více. Uhlík v přebytku má však negativní účinek na houževnatost a vyvolává invertní segregaci ve tvaru V. Proto je vhodná horní mez obsahu uhlíku 0,5 % nebo méně, výhodněji 0,45 % nebo méně a nejvýhodněji 0,42 % nebo méně.
Si 0,1 až 0,4 %, výhodněji 0,15 až 0,4 %.
Křemík přispívá k pevnosti. Pro největší účinek by měl být obsah křemíku v množství od 0,1 % nebo více, výhodněji 0,15 % nebo více a nejvýhodněji 0,20 % nebo více. Naopak však křemík v nadměrném množství podporuje tvoření invertní segregace ve tvaru V, jejíž výsledkem je malá čistota ingotů. Proto by horní mez obsahu křemíku neměla překročit 0,4 % nebo méně a výhodněji 0,3 % nebo méně.
Mn 0,7 až 1,5 %, výhodněji 0,8 až 1,2 %.
Mangan přispívá k vytvrzování stejně jako k pevnosti. Pro největší účinek by měl být přítomen v množství 0,7 % nebo více, 0,8 % nebo více a nej výhodněji 0,9 % nebo více. Přebytek obsahu manganu však podporuje vznik invertní segregace ve tvaru V. Proto by měla být horní mez obsahu manganu 1,5% nebo méně, výhodněji 1,2% nebo méně a nejvýhodněji 1,1 % nebo méně.
Cr 1,2 až 3,5 %, výhodněji 1,5 až 2,5 %.
Chrom podporuje houževnatost stejně jako pevnost. Pro největší účinek by měl být obsah chrómu 1,2 % nebo více, výhodněji 1,5 % nebo více a nejvýhodněji 1,75 % nebo více. Naopak však chrom v nadměrném množství podporuje tvoření invertní segregace ve tvaru V, jejímž výsledkem je malá čistota ingotů. Proto by horní mez obsahu chrómu měla být 3,5 % nebo méně, výhodněji 2,5 % nebo méně.
Mo 0,1 až 0,6 %, výhodněji 0,15 až 0,35 %.
Molybden podporuje pevnost, houževnatost a vytvrditelnost. Pro největší účinek by měl být molybden přítomný v množství 0,1 % nebo více, výhodněji 0,15 % nebo více a nej výhodněji 0,20 % nebo více. Molybden je však náchylný k mikrosegregaci (normální segregace), vzhledem kjeho malému rozdělovacímu koeficientu. Proto je vhodná horní mez obsahu molybdenu 0,6 % nebo méně, výhodněji 0,35 nebo méně a nejvýhodněji 0,30 % nebo méně.
Ocel pro výkovky podle předloženého vynálezu má dříve uvedené základní složení, ve kterém je základem Fe. Nepochybně obsahuje i stopová množství nežádoucích nečistot, nebo může případně obsahovat jiné prvky, které jsou neškodné pro účinek podle předloženého vynálezu. Příklady takových doplňkových prvků zahrnují B (který přispívá k vytvrditelnosti), Ti (přispívající k dezoxidaci) a Ca, Mg, Ce, Zr a Te (kontrolující formu MnS). Mohou být použity samostatně nebo v kombinaci každý s každým. Jejich celkové množství by mělo být menší než asi 0,03 %.
Navíc k dříve uvedenému základnímu složení ocel pro výkovky podle předloženého vynálezu obsahuje hliník jako jednu z nevítaných nečistot. Hliník (jako dezoxidující činidlo) se přidává ke snížení obsahu kyslíku v oceli pro výkovky. Pro dobrý účinek ve snížení obsahu kyslíku by měl být hliník přítomen v množství asi 0,001 % nebo více. Hliník přítomný v přebytku však váže dusík a vytváří AIN (a zamezuje tím zvýšení meze pevnosti v důsledku přísady N a V), a rovněž se slučuje s řadou dalších prvků a vytváří nekovové vměstky a intermetalické sloučeniny (a tím negativně ovlivňuje houževnatost). Proto by maximální obsah hliníku měl být 0,10 % nebo méně, výhodněji 0,04 % nebo méně. Pro zamezení vzniku AIN je z hlediska zvýšení meze pevnosti důležité přilegování V a pod. a dusíkem. Pokud je obsah dusíku velmi nízký, jmenovitě asi 0,001 %, množství vytvořeného AIN je malé a zpevňující účinek se vyvolá, i když obsah dusíku je asi 30 ppm. Pokud je však obsah hliníku vysoký, jmenovitě asi 0,03 %, vytvoří se značné
-4CZ 298442 B6 množství AIN a v důsledku toho je vhodné zvýšit obsah dusíku jen na asi 250 ppm nebo zvětšit obsah V a atd., aby se získal požadovaný účinek navýšení pevnosti, jak je požadováno.
Jiným znečisťujícím prvkem je síra, která pochází ze sulfidů obsažených v koksu pro výrobu železa. Síra v oceli vytváří sulfidy (jako je MnS), které ruší únavovou charakteristiku. K zamezení podobných potíží je nezbytné zachovávat obsah síry pod 0,006 %, výhodněji pod 0,005 %.
Ocel pro kování podle předloženého vynálezu je charakterizována tím, že má dříve uvedené základní složení a její mikrostrukturu tvoří hlavně bainit a martenzit. Nedosáhne však tak vysokou pevnost jak se předpokládá podle předloženého vynálezu, pokud lomovou plochu tvoří více než 10 % feritu a perlitu. Termín „složená hlavně z bainitu a martenzitu“ značí, že výřez struktury, který může být rozlišen pod optickým mikroskopem tvoří většinou bainit a martenzit a oblast lomové plochy feritu a perlitu je menší než 10 %. Nešťastnou náhodou neexistuje spolehlivý způsob kvantitativního stanovení množství bainitu a martenzitu v lomové ploše. Nicméně je možné empiricky rozlišit mikrostrukturu složenou hlavně z bainitu a martenzitu na strukturních fotografiích.
Mikrostrukturu složenou především z bainitu a martenzitu je možno docílit u oceli se shora uvedeným chemickým složením, pokud ocel je tepelně zpracovaná průměrnou ochlazovací rychlostí asi 0,5 °C až 100 °C/min. z rozsahu teplot 870 °C až 500 °C.
Ocel pro výkovky podle předloženého vynálezu má chemické složení, jak bylo shora uvedeno. V důsledku omezeného obsahu niklu (méně než 0,7 %), vykazuje vysokou mez pevnosti bez přísady význačného množství legujících přísad vzhledem k přítomnosti nejméně jednoho prvku z V, Nb a Ta a dusíku, které jsou přisazovány ve specifickém množství. Je výhodná svou schopností vytvrzení, jak ukazuje vysoká hodnota Dl i nad 30 mm (i 32 mm) podle Jominiho zkoušky. (Hodnota Dl je kritický průměr středu k získání tvrdosti v důsledku vytvoření 50 % martenzitu po zakalení do vody). Z toho důvodu je ocel velmi vhodná pro výkovky, které jsou po kování kaleny, tedy pro výrobu zalomených hřídelů, především hřídelů s velkými rozměry pro použití na lodích.
Vzhledem k význačné vytvrditelnosti, kterou označuje hodnota Dl, ocel pro výkovky podle předloženého vynálezu je obzvláště výhodná pro výkovky s velikou hmotou, jakou mají zalomené hřídele o průměru 150 až 1000 mm, u kterých se vyžaduje po zakalení velká pevnost jak ve středu, tak i na povrchu.
Neexistují žádná význačná omezení pro výrobu při zpracování oceli pro kování podle předloženého vynálezu. Výroba se může uskutečnit litím po smíchání požadovaných složek ve vysokofrekvenční indukční peci, elektrické peci nebo konvertoru. Smíchání složek následuje odplynění ve vakuu. Lití může být uskutečněno odlitím ingotů pro velké výkovky nebo kontinuálním litím pro malé výkovky. Podle předloženého vynálezu je však nezbytná přísná kontrola obsahu dusíku přítomného ve výkovkové oceli. Vhodným způsobem dodržení tohoto požadavku je přísada surových materiálů do roztavené oceli, které obsahují dusík ve formě nitridu, jako nitridu manganu a nitridu ohromu, nebo vháněním dusíku do roztaveného kovu. Za odpovídajících podmínek je naopak možné snížit obsah dusíku vakuovým odplyněním.
Ocel pro kování podle předloženého vynálezu může být tvarována na zalomený hřídel a pod. jakýmkoliv způsobem, který není čímkoliv ovlivněn. Obvyklý způsob zahrnuje následující kroky:
• Výroba oceli požadovaného složení v elektrické peci nebo podobným způsobem.
• Odstranění znečisťujících prvků (jako je síra) a plynných složek (jako je kyslík) vakuovým čistěním.
• Zhotovení ingotu.
• Ohřev ingotu a kování ohřátého ingotu.
-5CZ 298442 B6 • Mezikontrola, opětný ohřev a vykování do potřebného tvaru zalomeného hřídele.
• Homogenizace ohřevem a vytvrzení kalením.
• Konečné opracování.
Vykování tvaru požadovaného zalomeného hřídele může být provedeno buď volným kováním nebo R-R (nebo T-R) kováním. Při volném kování se vytvoří ramena zalomeného hřídele a hřídelové klikové čepy v jednoduchém bloku, který se následně dokončí do potřebného tvaru hřídele plynovým řezem a strojním opracováním. Kování R-R (nebo T-R) se vykoná tak, že osy ingotu souhlasí s hlavní osou hřídele. Výhoda tohoto kovacího způsobu je v tom, že středová část znečistěná segregacemi se stane středovou částí zalomeného hřídele. Proto má výsledný zalomený hřídel čistý povrch a tím i lepší charakteristiku pevnosti a houževnatosti.
Vzhledem k vysoké pevnosti a nízké ceně je ocel pro kování podle předloženého vynálezu vhodná pro jakékoliv i jiné výkovky než pro zalomené hřídele, jako jsou spojovací hřídele a šroubové hřídele pro lodě, vestavěné, resp. výkyvné hřídele a rovněž duté předměty, u kterých se nevyžaduje svařování.
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 a 2 představují grafické znázornění vztahu mezi obsahem niklu a mezí pevnosti v tahu a vztah mezi pevností v tahu a obsahem dusíku u zkušebních ocelí. Tyto grafy byly vypracovány na základě dat uvedených v tab. 1 a 2. Z obr. 1 je zřejmé, že maximální zvýšení pevnosti se dosáhne vnesením dusíku a jakéhokoliv množství V, Nb a Ta při obsahu 0,7 % niklu v oceli nebo méně. Z obrázku 2 je patrno, že nejúčinnější obsah dusíku je množství 30 ppm nebo více, výhodněji 40 ppm nebo více a nej výhodněji 50 ppm nebo více. Dále je patrné, že účinek dusíku klesá, pokud jeho množství přesahuje 60 až 70 ppm. To dokazuje, že přebytek dusíku (zvláště v množství nad 100 ppm) nemá žádný účinek ve smyslu zvýšení pevnosti, ale zvětšuje obsah nitridů se záporným účinkem na houževnatost. Proto by měl být obsah dusíku menší než 100 ppm, výhodněji menší než 80 ppm.
Obr. 3 představuje grafické znázornění hodnot DI u zkušebních a porovnávacích příkladů. Tento obrázek ukazuje porovnání vlivu hodnoty DI z vzorků a porovnávacích vzorků. Z obrázku je zřejmé, že zkušební vzorky výkovkové oceli mají vyšší hodnoty DI a tím i lepší vytvrditelnost než porovnávací vzorky.
Obr. 4 představuje grafické znázornění závislosti meze pevnosti v tahu na obsahu V v oceli a na obsahu N v tuhém roztoku. Je patrné, že vzorky obsahující V a dusík podle požadavku dříve uvedenému vztahu 1 mají vyšší pevnost. Podle obrázku je zřejmé, že pokud celkový obsah V, Nb a Taje vyšší než 0,068 %, výkovková ocel má dostatečnou pevnost, když je množství dusíku rozpuštěného v tuhém roztoku prakticky nulové.
Obr. 5 představuje grafické znázornění způsobu stanovení obsahu dusíku v tuhém roztoku.
Průmyslová využitelnost
Jak bylo uvedeno shora, předložený vynález je směrován na novou ocel Ni-Cr-Mo pro výkovky, která je nenákladná a přece vykazuje vysokou využitelnost. Výkovkovou ocel charakterizuje kontrolovaný nízký obsah niklu (za účelem snížení nákladů) a vysoká pevnost v důsledku přítomnosti přidaných stopových množství V, Nb a Ta. Ocel pro výkovky má rovněž výbornou vytvrditelnost, která ji činí vhodnou k použití pro výrobky s velkými rozměry, zvláště pro velké zalomené lodní hřídele.
-6CZ 298442 B6
Tabulka 1
r- E“ E R· φ cx £ 2Γ _J -J | 10 CM | 34 I | S | s | 10 CM | T CM | co | 01 | Ol | O | o | o | V“ | o | CU | o co | 20 | | O CO | CU 10 | ||
> o z o | |||||||||||||||||||||
E CL Q- | b* co | O Xj· | m xř | CO co | CM xt | σι co | CO Xt | Cb CM | XT CM | CO CM | C0 | 01 | b* | b- | CO | 01 | uo Xt | O 10 | 00 10 | a> lO | |
z | |||||||||||||||||||||
< | co o o o | XT o o o* | co o o o | Xf o o o | co o o o* | xT O O O | UO O O o | o> o o o* | co o o o | bo o o | co o o o | co o o o | co o o © | co o o o | co o o o | co o o o | co o o o | CD O O O* | © o o o | CM o o o | |
eo H | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | |
O E j5 | XJ Z | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | © |
s? | |||||||||||||||||||||
c Φ MM O | > | V co o | co uo o | XT uo o | co LO o | co u> o | IO IO o | s o | CM U> o | co m o | co lO o | 10 0 O | uo lO o | o co o | o C0 Φ | o co o | o CO o | o | CO xt o | XT m o | 10 uo O |
(0 | ó | ó | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | O | ||
‘Φ | |||||||||||||||||||||
E | o s | CM CM | 10 CM | <0 CM | 10 CM | co CM | u> CM | 10 CU | 1Λ CM | <0 CM | 10 CM | CD CM | co CM | 3 | co CM | b. co | <0 CM | C0 01 | XT CM | CO CM | XT CM |
Φ | o | o | o | o | O | O | o | O | o | O | o | O | o | o | o | o | o | o | o | o | |
o | |||||||||||||||||||||
o | 0) Xt T“ | 10 0> | N Cl v— | «0 XT CM* | L0 XT CU | 5 cm | xT σι cm“ | CM 01 | ao 0) r~ | b01 | 01 01 | b01 | 01 cu“ | 01 CM* | CM CM cm“ | CO XT CM* | co 01 T~ | <0 01 | CD 01 | 00 e> | |
íň | CM o | o CM O | o CM o | o CM O | o CM o | o CM o | 01 O | o CM O | o CM o | o | o tn o | o CM o | o | O | O | o CM o | 01 T“· O* | o CM o | o CM o | ||
w | co o o | CO o o | co § | co o o | CO o o | CO O o | CO o o | co o o | CO § | CO O O | co o o | CM o o | CO O O | CM O O | CM O o | CM O O | CM O O | co o o | co o o | XT o o | |
o | o | o | o | o | o | o | o | o | O | o | o | O | O | o | O | o | o | o | o | ||
c s | CM CO | χτ o | XT o | LO o | 3 | 10 o | uo O | b* 01 | b* | bb* | 01 b* | co b* | O CO | xr 01 | 10 01 | b^ 01 | b> | co o | cu O | xr o | |
o | <r» | X” | X- | X” | o | o | o | o | o | O | o | o | o | o | T~ | ||||||
XT CM | co CM | Μου | co CM | CM | M CM | «Τ CM | o | <0 CM | - | co | CM | co | b> CM | bCM | CD CM | Xt CM | XT CM | 10 CM | XT cu | ||
o | O | O | o | O | O | o | o | o | o | o | O | o | o | o | o | o | o | o | o | ||
o | 10 CO | io co | o XT | CM CO | O Xt | CD co | o XT | CO co | co co | b* co | § | CO co | o XT | 0> co | σ> co | CD CO | 0> CO | 0> CO | o XT | cu XT | |
o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | o | ||
CM | co | XT | to | co | b- | 00 | CT> | o | T~ | ||||||||||||
XJ CO | *o Λ | TJ ca | TJ (ti | TJ (0 | TJ (ti | T3 Cti | tj Cti | T3 <0 | Ό <0 | TJ (0 | |||||||||||
áÉ | jg | JO | áÉ | áĚ | £ | ||||||||||||||||
o. | a | 'cl | o. | 'o. | 'o. | CL | CL | Q. | o. | ||||||||||||
*a (0 > Xti c > o ž | r— O <o XX CL | CM Ό CO JO »u. CL | co o ® JC H— Q. | JX L CL | IO Ό CO uť Η» 0l | <0 TJ φ 3c >*— CL | Š •íš c δ ΙΟ a. | o (ti > Jti CL > O uo CL | o cti > •cti c > o w O CL | o (ti > Mti c > o k. O CL | o (ti > *« c > o o CL | > Mti c > O w O CL | o (ti > '<0 c. > 2 o CL | o (ti > (0 c > o w o OL | O <0 > '(ti c > o o CL | <š z c > o km> O CL | b* XI (0 xz Q- | co TJ (0 32 Q | 01 TJ (ti XX CL |
Poznámka: -: neměřeno
Tabulka 2
Chemické složení % hmotn. | | N v tuhém 1 roztoku (ppm) | | o CM | • | 5 | CO CM | kO co | co | CM CM | o | CO | bCM | 1 34 I | ID | 03 | O | s | CD | CO «r· | CM | |||
E o. Q. Z | OD | I OS | <o | U> CM | | 09 | O | T— U) | i ss 1 | ....................... | 03 | 00 | O co | 48 | 89 | | I 54 | CM | XT O | O 03 | hx M- | |||
< | 0,003 | I εοο'ο | 0,003 I | 0,003 I | 0,003 I | 0,003 I | xt o o o | 0,003 I | o CM O o’ | I 0,005 I | 0,005 i | CD O O O | | 0,014 | 0,036 | I 0,014 | I 0,017 | I 0,025 | I 0,003 | | 0,003 | I 0,003 | CM O O o | |
Ta | O | o | o | o | O | O | o | o | o | o | o | O | o | O | o | o | O | o | o | CM C3 o” | o | |
-Q Z | o | o | O | O | o | o | o | o | o | o | O | o | o | o | o | o | o | O | O | O | I 0,03 | |
> | 0,050 I | 0,051 | 0,080 | 0,025 I | 0,015 I | : 0,016 | | 0,055 I | I 0,056) | I 0,077 ) | | 0,049 | | | 0,048 ) | 00 o <5 | | 0,055) | 0,097) | lo'· 1Γ© | I 0,049 | | 0,070 | | 0,047 | | 0,084 | I 0,051 | | 0,043 | |
o 2 | IO ou o | 5T CM o | CM CM o' | 0,23 I | xr CM o | «· CM o | ! 0,26 I | 5T CM O | T“ CM O | | 0,26 ) | I 0.25 I | xr CM o | I 0,27 | | | 0,23 ’ | ID CM O | CM o | I 0,24 | I 0,25 | I 0,23 j | 18'0 ) | | 0,28 | |
w o | 00 <33 | 03 Ch | 1,50 I | 55 | CO 03 | 00 xt CM | 1,99 | | | 1,50 I | I 1,46 I | I 1.96 I | i^. 03 r- | co 03 | b· 03 T* | 1 2.02 | I 1.93 | CO 03 | V“ O CM | 11,98 | | I 1.52 I | CM O CM | b· | |
ž | I 0,75 I | co O | 1,52 | | | 85'I- ) | CM O | |0J9 | 0,20 | | CM o | 1 1.44 | | 03 O | Φ V“ O | o T O* | CM O | I 0,20 | | I 0,21 | 03 o“ | I 0,20 I | I 0.19 I | I | O CM o” | o CM o | |
(Λ | | 0,003 1 | CO o o o | 1800'0 | CO o o o | | 0,0031 | | 0,002) | 0,0021 | | 0,002) | | 0,002) | CM O O o | I 0,002] | co o o o | | 0,003! | | 0,004 | | 0,003) | ) 800'0 I | | 0,002 I | | 0,003 I | | 0,003 ) | CM O O o | | 0,003 | |
Μη | I 0,98 I | CM O | | 0,60 | | | 0,63 I | | 0,99 I | [ 0,98 | | m bo’ | CO o Y— | | 0,59 I | I 1.03 I | xr o | co o | I 1.07 | | 03 | ID o γ— | O V“ | | 1,02 I | I 1,06 I | | 0,63 I | O | V“ O. | |
ώ | ) 0,23 | | ! 0,24 | | LO CM O | 0,26 | | XT CM o | CO CM O | 0,25 | | «t CM O | I 0,22 I | to CM O | co CM O | CM o | I 0,24 | I 0,26 | I 0,27 I | I 0,24 | I 0,25 I | I 0,23 ) | 03 CM o“ | 1 0,23 , | I 0,25 I | |
o | 1 0,40 I | I 0,39 I | I 0,36 | | h* co O | I 0.38 I | I 0.34 I | | 0,39 | | | ivo | | | 0,35 | | | 0,39 I | | 0,391 | 03 CO O | I 0,40 I | o Ί- Ο | I 0,39 I | | 0,38 I | XT o | | 0,38 | | I 0,36 I | 1 °·41 Ί | O xr o‘ | |
1 Porovnávací příklad 12 ] | | Porovnávací příklad 13 | | | Porovnávací příklad 14 | | I Porovnávací příklad 15 | | I Porovnávací příklad 16 | | | Porovnávací příklad 17| | | Příklad 10 | | | Příklad 11 | | I Porovnávací příklad 18) | I Porovnávací příklad 19 | | | Porovnávací příklad 20 | CM Ό <e £ Mm Q_ | [Příklad 13 ) | xr T— Ό m £ Mbu» 0. | | Příklad 15 ) | | Porovnávací příklad 21 | | | Příklad 16 | | Příklad 17 ] | | Porovnávací příklad 22 ] | | Přiklad 18 | | | Příklad 19 | |
-8CZ 298442 B6
Tabulka 3
0,2 % mez kluzu (MPa) | Napětí v tahu (MPa) | Prodloužení (%) | Zúžení (%) | Nárazová práce (J) | Hodnota Dl (mm) | |
Porovnávací příklad 1 | 803,8 | 947,4 | 18,6 | 65,7 | 72,9 | 27 |
Příklad 1 | 764,4 | 915,3 | 18,7 | 67,2 | 64,2 | 30 |
Příklad 2 | 806,5 | 963,3 | 18,4 | 67,4 | 58,3 | 32 |
Příklad 3 | 769,3 | 817,3 | 20,0 | 70,2 | 60,2 | 34 |
Příklad 4 | 762,4 | 919,2 | 17,7 | 67,6 | 48,7 | 38 |
Příklad 5 | 760,5 | 909,4 | 20,0 | 71,2 | 55,1 | 41 |
Příklad 6 | 772,2 | 934,9 | 19,4 | 69,5 | 48,1 | 44 |
Porovnávací příklad 2 | 720,3 | 886,9 | 20,1 | 70,6 | 106,4 | 27 |
Porovnávací příklad 3 | 720,3 | 885,9 | 20,1 | 70,6 | 75,6 | 25 |
Porovnávací příklad 4 | 699,7 | 872,2 | 17,8 | 69,4 | 42,7 | 23 |
Porovnávací příklad 5 | 705.6 | 887,9 | 18,7 | 66,7 | 42,2 | 22 |
Porovnávací příklad 6 | 723,2 | 898,7 | 19,9 | 68,2 | 67,7 | 27 |
Porovnávací příklad 7 | 711,2 | 896,7 | 19,3 | 69,8 | 54,4 | 27 |
Porovnávací příklad 8 | 685,0 | 874,0 | 20,3 | 68.7 | 79,0 | 29 |
Porovnávací příklad 9 | 705,0 | 898,0 | 19,5 | 66,2 | 73,0 | 30 |
Porovnávací příklad 10 | 677,0 | 873,0 | 20,3 | 68,5 | 81,3 | 31 |
Porovnávací příklad 11 | 702,6 | 888,9 | 19,3 | 63,9 | 39,2 | 24 |
Příklad 7 | 775,0 | 935,0 | 19,6 | 66,2 | 53,9 | 32 |
Příklad 8 | 825,0 | 989.0 | 12,7 | 64,6 | 46,3 | 32 |
Příklad 9 | 819,0 | 979,0 | 18,6 | 65,2 | 36,5 | 33 |
Tabulka 4
0,2 % mez kluzu (MPa) | Napětí v tahu (MPa) | Prodloužení (%) | Zúžení (%) | Nárazová práce (d) | Hodnota Dl (mm) | |
Porovnávací příklad 12 | 774 | 935 | 18,9 | 68,4 | 72,0 | - |
Porovnávací příklad 13 | 770 | 930 | 19,1 | 68,6 | 74,0 | - |
Porovnávací příklad 14 | 800 | 942 | 19,0 | 66,0 | 71,9 | 28 |
Porovnávací příklad 15 | 788 | 930 | 18,8 | 65,8 | 77,0 | 29 |
Porovnávací příklad 16 | 740 | 901 | 18,6 | 67,7 | 55,3 | 31 |
Porovnávací příklad 17 | 728 | 878 | 2,0 | 68,9 | 56,3 | - |
Příklad 10 | 791 | 946,5 | 18,7 | 67,9 | 60,5 | - |
Přikladli | 801 | 952 | 18,6 | 66,2 | 49,6 | - |
Porovnávací příklad 18 | 779 | 928 | 18,1 | 65,0 | 47,3 | 25 |
Porovnávací příklad 19 | 722 | 900 | 19,7 | 68,6 | 94,0 | - |
Porovnávací příklad 20 | 724 | 904 | 19,5 | 67,2 | 75,0 | - |
Příklad 12 | 775 | 935 | 19,6 | 66,2 | 54,0 | 32 |
Příklad 13 | 805 | 959 | 18,9 | 66,8 | 87,5 | 33 |
Příklad 14 | 803 | 966 | 17,7 | 66,0 | 64,0 | 33 |
Příklad 15 | 790 | 945 | 21,4 | 682 | 103,5 | 32 |
Porovnávací příklad 21 | 718 | 902 | 20,5 | 67,6 | 115,8 | 30 |
Příklad 16 | 775 | 924 | 19,1 | 65,2 | 83,0 | 33 |
Příklad 17 | 84 | 992 | 16,3 | 62,7 | 37,7 | 32 |
Porovnávací příklad 22 | 809 | 951 | 18,1 | 62,8 | 82,7 | 32 |
Příklad 18 | 783 | 930 | 17,2 | 62,1 | 45,0 | 29 |
Příklad 19 | 806 | 954 | 176 | 64,1 | 12,0 | 32 |
Poznámka: -: neměřeno
-9CZ 298442 B6
Claims (9)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Ocel pro kování s vysokou pevností, v y z n a č u j í c í se t í m , že obsahuje:C 0,3 až 0,5 % hmotn.,Si 0,1 až 0,4 % hmotn.,Mn 0,7 až 1,5 % hmotn.,Cr 1,2 až 3,5 % hmotn.,Mo 0,1 až 0,6 % hmotn.,Ni ne více než 0,7 % hmotn., nejméně jeden prvek vybraný ze skupiny zahrnující V, Nb a Ta 0,03 až 0,35 % hmotn. celkem, a N 30 až 250 ppm, zbytek je železo a nevyhnutelné nečistoty, přičemž ocel pro kování tvoří mikrostrukturu složenou hlavně z bainitu a martenzitu a obsahuje N v tuhém roztoku a tolik V, Nb a Ta, aby byla splněna podmínka vyjádřená následujícím výrazem 1:[Celkem (% hmotn.) V, Nb a Ta] + 0,001 χ [N (ppm) v tuhém roztoku] > 0,068... (1)
- 2. Ocel pro kování s vysokou pevností podle nároku 1,vyznačující se tím, že obsah každé složky je specifikován následovně:C 0,36 až 0,45 % hmotn.,Si 0,15 až 0,4 % hmotn.,Mn 0,8 až 1,2 % hmotn.,Cr 1,5 až 3,0 % hmotn.,Mo 0,15 až 0,35 % hmotn.,V 0,035 až 0,17 % hmotn.
- 3. Ocel pro kování s vysokou pevností podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se tí m , že dále obsahuje:Al 0,001 až 0,10 % hmotn.
- 4. Ocel pro kování s vysokou pevností podle nároku 1, vyznačující se tím, že neobsahuje více než 0,006 % hmotn. síry.
- 5. Ocel pro kování s vysokou pevností podle nároku 1,vyznačující se t í m , že její hodnota Dl je menší než 30 mm, přičemž hodnota Dl je kritický průměr výrobku z oceli, jejíž centrální část obsahuje 50 % martenzitické tvrdosti po zakalení do vody.
- 6. Ocel pro kování svysokou pevností podle kteréhokoliv nároku 1 až 5, vyznačující se t í m , že se použije pro výrobu zalomených hřídelů velkých rozměrů.
- 7. Ocel pro kování s vysokou pevností podle nároku 6, vyznačující se tím, že se použije pro výrobu zalomených hřídelů velkých rozměrů pro lodě.
- 8. Způsob výroby zalomeného hřídele, vyznačující se tím, že se ková ocel pro kování s vysokou pevností definovaná v kterémkoliv z nároků 1 až 5.-10CZ 298442 B6
- 9. Způsob výroby zalomeného hřídele velkého rozměru pro lodě, vyznačující se tím, že se ková ocel pro kování s vysokou pevností definovaná v kterémkoliv z nároků 1 až 5.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000356016 | 2000-11-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ20014130A3 CZ20014130A3 (cs) | 2002-07-17 |
CZ298442B6 true CZ298442B6 (cs) | 2007-10-03 |
Family
ID=18828334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20014130A CZ298442B6 (cs) | 2000-11-22 | 2001-11-16 | Ocel pro kování s vysokou pevností |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ298442B6 (cs) |
DE (1) | DE10156999B4 (cs) |
ES (1) | ES2208030B1 (cs) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL1978124T3 (pl) * | 2007-04-05 | 2015-02-27 | Kobe Steel Ltd | Stal do kucia, odkuwka i wał korbowy |
US20140345756A1 (en) * | 2013-05-21 | 2014-11-27 | General Electric Company | Martensitic alloy component and process of forming a martensitic alloy component |
JP2017128761A (ja) * | 2016-01-19 | 2017-07-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 高強度鍛鋼及び大型鍛造部品 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1318764A (en) * | 1969-10-10 | 1973-05-31 | Krupp Ag Huettenwerke | Production of crankshafts |
US4673433A (en) * | 1986-05-28 | 1987-06-16 | Uddeholm Tooling Aktiebolag | Low-alloy steel material, die blocks and other heavy forgings made thereof and a method to manufacture the material |
JPS6488840A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-03 | Toshiba Corp | Data processor |
JPH083680A (ja) * | 1994-06-16 | 1996-01-09 | Aichi Steel Works Ltd | 低温靱性と疲労強度に優れた熱間鍛造用非調質鋼 |
US5496516A (en) * | 1994-04-04 | 1996-03-05 | A. Finkl & Sons Co. | Dual purpose steel and products produced therefrom |
CZ412897A3 (cs) * | 1996-12-31 | 1999-05-12 | ASCOMETAL (Société Anonyme) | Ocel a způsob zhotovování ocelových komponent tvářených plastickou deformací za studena |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3737946A1 (de) * | 1987-11-07 | 1989-06-08 | Wolfgang Anger | Cutsheet-lamination mittels eines laminators |
DE4124704A1 (de) * | 1990-07-27 | 1992-01-30 | Aichi Steel Works Ltd | Warmverformter, unvergueteter stahl |
JPH07188840A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-07-25 | Kobe Steel Ltd | 耐水素脆化特性に優れた高強度鋼およびその製法 |
-
2001
- 2001-11-16 CZ CZ20014130A patent/CZ298442B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2001-11-20 ES ES200102563A patent/ES2208030B1/es not_active Expired - Fee Related
- 2001-11-21 DE DE10156999A patent/DE10156999B4/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1318764A (en) * | 1969-10-10 | 1973-05-31 | Krupp Ag Huettenwerke | Production of crankshafts |
US4673433A (en) * | 1986-05-28 | 1987-06-16 | Uddeholm Tooling Aktiebolag | Low-alloy steel material, die blocks and other heavy forgings made thereof and a method to manufacture the material |
JPS6488840A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-03 | Toshiba Corp | Data processor |
US5496516A (en) * | 1994-04-04 | 1996-03-05 | A. Finkl & Sons Co. | Dual purpose steel and products produced therefrom |
JPH083680A (ja) * | 1994-06-16 | 1996-01-09 | Aichi Steel Works Ltd | 低温靱性と疲労強度に優れた熱間鍛造用非調質鋼 |
CZ412897A3 (cs) * | 1996-12-31 | 1999-05-12 | ASCOMETAL (Société Anonyme) | Ocel a způsob zhotovování ocelových komponent tvářených plastickou deformací za studena |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10156999A1 (de) | 2002-05-29 |
ES2208030B1 (es) | 2005-08-16 |
DE10156999B4 (de) | 2005-03-17 |
ES2208030A1 (es) | 2004-06-01 |
CZ20014130A3 (cs) | 2002-07-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0177851B1 (en) | Steel materials for welded structures | |
JP4381355B2 (ja) | 耐遅れ破壊特性に優れた引張強さ1600MPa級以上の鋼およびその成型品の製造方法 | |
KR101094310B1 (ko) | 저온인성이 우수한 용접성 초고강도강 및 그 제조방법 | |
AU2007294317B2 (en) | Steel, and processing method for the production of higher-strength fracture-splittable machine components | |
CN104607819A (zh) | 一种超高强气体保护焊丝及其制造方法 | |
JP6212473B2 (ja) | 高強度ばね用圧延材及びこれを用いた高強度ばね用ワイヤ | |
EP2247761B1 (en) | Method of making a high strength, high toughness, fatigue resistant, precipitation hardenable stainless steel | |
US7118636B2 (en) | Precipitation-strengthened nickel-iron-chromium alloy | |
WO2017131077A1 (ja) | ばね鋼 | |
CZ298442B6 (cs) | Ocel pro kování s vysokou pevností | |
EP3333277B1 (en) | High-strength low-alloy steel with high resistance to high-temperature oxidation | |
EP1159462B1 (en) | An enhanced machinability precipitation-hardenable stainless steel for critical applications | |
JP3896365B2 (ja) | 高強度鍛造用鋼およびこれを用いた大型クランク軸 | |
JP3663170B2 (ja) | 高強度鍛造用鋼およびこれを用いた船舶用大型クランク軸 | |
EP3666910B1 (en) | Low phosphorus, zirconium micro-alloyed, fracture resistant steel alloys | |
JPH08193242A (ja) | 靭性に優れた窒化用鋼 | |
JP3400886B2 (ja) | 水素侵入阻止効果に優れた高張力ボルト用鋼 | |
CN116926442B (zh) | 纳米相协同析出强化低屈强比超高强度钢及其制备方法 | |
US4634476A (en) | High-strength, low-alloy cast steel | |
KR930003643B1 (ko) | 개재물형상이 제어된 고인성 비조질강 | |
KR100262441B1 (ko) | 냉간단조성이 우수한 침탄용강 | |
JPH0673447A (ja) | 溶接性と低温靱性に優れたCu添加厚鋼板の製造法 | |
KR20210028382A (ko) | 충격인성 및 열간가공성이 우수한 고내식 오스테나이트계 스테인리스강 | |
JPH04314842A (ja) | 高周波焼入性に優れた軸部品用鋼材 | |
JP2000063983A (ja) | 曲げ強度に優れた肌焼鋼 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MK4A | Patent expired |
Effective date: 20211116 |