ES2545185T3 - Preformas de acero - Google Patents

Preformas de acero Download PDF

Info

Publication number
ES2545185T3
ES2545185T3 ES11164189.0T ES11164189T ES2545185T3 ES 2545185 T3 ES2545185 T3 ES 2545185T3 ES 11164189 T ES11164189 T ES 11164189T ES 2545185 T3 ES2545185 T3 ES 2545185T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
ppm
refusion
composition
var
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES11164189.0T
Other languages
English (en)
Inventor
Gérald GAY
Bruno Gaillard-Allemand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aubert and Duval SA
Original Assignee
Aubert and Duval SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aubert and Duval SA filed Critical Aubert and Duval SA
Application granted granted Critical
Publication of ES2545185T3 publication Critical patent/ES2545185T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/16—Remelting metals
    • C22B9/18—Electroslag remelting
    • 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/04—Refining by applying a vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/16—Remelting metals
    • C22B9/20—Arc remelting
    • 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
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • 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
    • 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
    • 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
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/001—Heat treatment of ferrous alloys containing Ni

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

Una composición de preforma de acero después de la refusión ESR o VAR, que comprende esencialmente: Carbono: 0,37-0,42, Manganeso: 0,060-0,130, Silicio: 0,040-0,120, Níquel: 3,00-4,00, Cromo: 1,30-1,80, Molibdeno: 0,70-1,00, Vanadio: 0,25-0,30, Aluminio: <= 0,015, Hierro: resto en porcentajes en peso de la composición total, así como las impurezas inevitables que incluyen nitrógeno <70 ppm, oxígeno <30 ppm y dihidrógeno <2 ppm.

Description

15
25
35
45
55
65
E11164189
12-08-2015
DESCRIPCIÓN
Preformas de acero.
La invención se refiere a un proceso de fabricación de preformas de acero, en particular, preformas de tubos para formar al menos un elemento del equipo presurizado.
Estado de la técnica
Aceros de muy alto rendimiento para fabricar elementos de equipos presurizados capaces de soportar de 4.000 a
10.000 bares, que incluyen especialmente obturadores o manguitos de culatas o tubos para formar un elemento del equipo presurizado, en particular, se han desarrollado durante muchos años tubos para cañones. Estos aceros deben responder a las cualidades de composiciones definidas muy estrictamente y deben producir muy buenas propiedades mecánicas, y especialmente de un límite de elasticidad muy elevado, y una buena proporción límite elasticidad/tenacidad, especialmente a bajas temperaturas.
Es especialmente necesario obtener contenidos muy bajos de silicio y de manganeso, pero con contenidos relativamente altos de cromo, molibdeno y níquel.
Diferentes composiciones se han propuesto en la técnica anterior para la producción de aceros que responden a estas propiedades mecánicas, sin embargo, las características mecánicas de estos aceros se deben mejorar aún más. Tales composiciones se describen especialmente en la patente DE-195 31 260 C2. La composición se debe por tanto mejorar en términos de propiedades mecánicas, y especialmente en términos del límite de elasticidad y proporción límite elasticidad/tenacidad, en particular a baja temperatura.
Los procesos conocidos no producen de forma relativamente fiable composiciones de acero con las propiedades mecánicas requeridas, especialmente en términos del límite de elasticidad y proporción limite elasticidad/tenacidad a baja temperatura.
Objetivos de la invención
El principal objetivo de la invención es resolver los problemas técnicos mencionados anteriormente y, especialmente, proporcionar una composición de acero que permita elevadas propiedades mecánicas, especialmente en términos del límite de elasticidad y una proporción límite de elasticidad/tenacidad optimizada a baja temperatura, adaptadas para formar un elemento del equipo presurizado.
El principal objetivo de la invención es también resolver los problemas técnicos mencionados anteriormente y, especialmente, el problema técnico que consiste en proporcionar un proceso para obtener una preforma de composición que responda a los requisitos antes mencionados, especialmente para la fabricación de un acero que tiene muy buenas propiedades mecánicas, incluyendo especialmente un límite de elasticidad muy alto, y al mismo tiempo obteniendo valores elevados del límite de elasticidad y tenacidad a temperatura baja.
El objetivo de la invención es, especialmente, resolver este problema técnico dentro del alcance de fabricar elementos de equipos presurizados.
Descripción de la invención
En particular, se ha descubierto una composición de preforma de acero, que comprende esencialmente:
Carbono: 0,35-0,43, Manganeso: <0,20, Silicio: <0,20, Níquel: 3,00-4,00, Cromo: 1,30-1,80, Molibdeno: 0,70-1,00, Vanadio: 0,20-0,35, Hierro: resto
en porcentajes en peso de la composición total, así como las impurezas inevitables, mantenidas en el nivel más bajo, especialmente en forma de cobre (preferentemente <0,100); aluminio (preferentemente <0,015); azufre (preferentemente <0,002), fósforo (preferentemente <0,010), estaño (preferentemente <0,008); arsénico (preferentemente <0,010); antimonio (preferentemente <0,0015); por lo general introducidos de forma esencial por materiales primarios; calcio (preferentemente <0,004), dioxígeno (preferentemente <0,004); dihidrógeno (preferentemente <0,0002); y dinitrógeno (preferentemente <0,007) generalmente debido esencialmente al proceso de fabricación. Esta composición responde a los requisitos de propiedades mecánicas requeridas para formar un elemento del equipo presurizado que soporte de 4000 a 10.000 bares, tales como especialmente obturadores o
15
25
35
45
55
65
E11164189
12-08-2015
manguitos de la culata o tubos del equipo presurizado.
Estos aceros no son fáciles de trabajar, especialmente en la medida en que están fuera del equilibrio termodinámico, debido al hecho, principalmente, de los contenidos de dinitrógeno, dioxígeno y dihidrógeno, asociados con los contenidos particulares de carbono, manganeso, silicio, níquel y cromo.
Sorprendentemente, se ha descubierto que es posible resolver los problemas técnicos mencionados anteriormente mediante el uso, en particular, de un proceso de refusión de electroescoria (refusión ESR -«Refusión De Electroescoria») o al vacío (VAR -«Refusión por Arco al Vacío») y preferentemente un proceso de refusión de electroescoria. Un proceso de refusión ESR o VAR no se debe utilizar normalmente para tales composiciones fuera del equilibrio termodinámico, especialmente no para reducir las propiedades mecánicas, y especialmente el límite de elasticidad muy elevado, requerido en particular para aplicaciones en el campo de los equipos presurizados y armas, en particular.
En consecuencia, la presente invención describe un proceso de fabricación para una preforma de acero que comprende refusión de electroescoria (ESR -Refusión De Electroescoria) o refusión por arco al vacío (VAR«Refusión por Arco al Vacío»), teniendo dicha preforma una composición que comprende esencialmente, después de la refusión ESR o VAR:
Carbono: 0,35-0,43, y preferentemente 0,37-0,42, Manganeso: <0,20, y preferentemente <0,15, Silicio: <0,20, y preferentemente <0,100, Níquel: mayor de 3,00 y menor de o igual a 4,00, y preferentemente 3,50-3,80, Cromo: 1,30-1,80, y preferentemente 1,50-1,70, Molibdeno preferentemente 0,70-1,00, Vanadio preferentemente 0,20-0,35, y más preferentemente 0,25-0,30, Hierro: resto, en porcentajes en peso de la composición total, así como las impurezas inevitables que incluyen especialmente dinitrógeno (preferentemente <70 ppm), dioxígeno (preferentemente <30 ppm) y dihydrógeno (preferentemente <2 ppm).
Dicho proceso comprende ventajosamente la refusión ESR de un electrodo para obtener dicha composición de preforma después de la refusión ESR descrita anteriormente, comprendiendo la refusión ESR:
una composición de la escoria que comprende esencialmente:
CaF2: 60-70;
Al2O3: 10-20;
CaO: 10-20;
SiO2: 5-10%;
en porcentajes en peso de la composición total de la escoria.
Ventajosamente, la refusión ESR se lleva a cabo en una atmósfera inerte y, preferentemente, en una atmósfera de argón.
Ventajosamente, el proceso comprende la desoxidación continua de escoria por la adición de aluminio.
Ventajosamente, la escoria se introduce en forma líquida o sólida.
Ventajosamente, la composición de la composición de preforma después de la refusión ESR o VAR es esencialmente:
Carbono: 0,37-0,42, Manganeso: 0,060-0,130, Silicio: 0,040-0,120, Níquel: mayor de 3,00 y menor o igual a 4,00, y preferentemente 3,50-3,80, Cromo: 1,30-1,80, y preferentemente 1,50-1,70, Molibdeno: 0,70-1,00, Vanadio: 0,25-0,30, Aluminio: ≤ 0,015, y preferentemente <0,012, en porcentajes en peso de la composición total, así como las impurezas inevitables.
La composición de la preforma después de la refusión ESR comprende preferentemente las impurezas inevitables mantenidas en el nivel más bajo, especialmente en forma de dioxígeno (preferentemente <30 ppm); dihidrógeno (preferentemente <1,8 ppm); y dinitrógeno (preferentemente <70 ppm).
Los otras impurezas, generalmente asociadas con los materiales primarios, están esencialmente en forma de cobre
15
25
35
45
55
65
E11164189
12-08-2015
(preferentemente <0,100); aluminio (preferentemente <0,012); azufre (preferentemente <10 ppm); fósforo (preferentemente <50 ppm); estaño (preferentemente <0,008), arsénico (preferentemente <0,010), antimonio (preferentemente <0,0015), calcio (preferentemente <30 ppm).
De acuerdo con una realización particular, el proceso comprende, antes de la refusión ESR o VAR, trabajado del tipo VAD (Desgasificación de Arco al Vacío).
El trabajado del tipo VAD comprende preferentemente el proceso VCD (Desoxidación de Carbono al Vacío) que comprende medir la actividad de oxígeno, además de un complemento de escoria para ajustar la composición del electrodo antes de la refusión ESR o VAR para asegurar que un contenido de silicio de menos del 0,050%, aluminio de menos del 0,012%, asegurar al mismo tiempo un contenido de actividad dioxígeno de menos de 10 ppm, la desgasificación final para obtener especialmente un contenido de dihidrógeno <1,2 ppm, y la decantación final para asegurar la eliminación de inclusiones metálicas.
Ventajosamente, el proceso comprende antes del trabajado del tipo VAD, un proceso para transferir el metal sin llevar escoria del horno eléctrico, preferentemente una transferencia cuchara a cuchara.
El proceso comprende preferentemente trabajar en el horno de arco eléctrico antes de la transferencia cuchara a cuchara.
Ventajosamente, el proceso comprende después de la refusión de escoria (ESR) o refusión al vacío (VAR) recocer el lingote resultante que comprende al menos una temperatura constante durante un período adecuado para asegurar esencialmente la transformación martensítica completa de la composición de la preforma obtenida después de la refusión ESR o VAR.
La preforma obtenida después de la refusión ESR o VAR permite especialmente la fabricación de todas las piezas del equipo presurizado, especialmente aquellas tales como obturadores o protectores, en especial para culatas o tubos del equipo presurizado que soporta en particular de 4000 a 10.000 bares, incluyendo especialmente los tubos de cañones.
Ventajosamente, el proceso comprende la transformación mediante forjado después del recocido, seguido por el tratamiento térmico de las preformas para obtener un acero que tiene esencialmente una estructura plenamente martensítica y que resulta particularmente en propiedades mecánicas preferidas.
Los contenidos de gases del acero (O2, N2, H2) se dosifican ventajosamente por medio de analizadores de gases.
La invención abarca especialmente acero en cualquier forma que es probable que se obtenga en una cualquiera de las etapas de este proceso, y especialmente en forma de una preforma, tubos, cilindros o electrodo para refusión ESR o VAR.
Otros objetivos, características y ventajas de la invención serán evidentes para los especialistas a partir de la siguiente descripción explicativa que hace referencia a los ejemplos dados únicamente a modo ilustrativo y que de ninguna forma podrían limitar el alcance de la invención.
Los ejemplos son parte integrante de la presente invención y cualquier característica que aparezca como novedosa con respecto a la técnica anterior a partir de la descripción tomada como un todo, incluyendo los ejemplos, es parte integrante de la invención en su función y en sus términos generales.
Por lo tanto, cada ejemplo tiene un alcance general.
Sin embargo, en los ejemplos del presente documento, todos los porcentajes se dan en peso, a menos que se especifique lo contrario, y la temperatura se expresa en grados Celsius a menos que se especifique lo contrario, y la presión es la presión atmosférica, a menos que se especifique lo contrario.
Ejemplos
Ejemplo 1: Refusión esr de un electrodo de acero
El proceso de refusión ESR se realiza sobre un electrodo que tiene una composición que comprende esencialmente:
Carbono: 0,37-0,42, Manganeso: <0,15; Silicio: <0,100, Níquel: 3,50-3,80, Cromo: 1,50-1,70, Molibdeno: 0,70-1,00,
15
25
35
45
55
65
E11164189
12-08-2015
Vanadio: 0,25-0,30,
en porcentajes en peso de la composición total, así como las impurezas inevitables, incluyendo dinitrógeno (preferentemente <70 ppm), dioxígeno (preferentemente <15 ppm) y dihidrógeno (preferentemente <1,2 ppm).
La refusión ESR comprende esencialmente:
 soldar el trozo preferentemente al lado del pie del electrodo;  cebar la escoria sólida colocada entre el electrodo y el lingotera de ESR o escoria líquida añadida a la base del lingotera ESR antes de inicio;  la composición de la escoria comprende, por ejemplo: 60-65% CaF2, 10-15% Al2O3, 10-15% de CaO, 5-10%
SiO2. La escoria representa un mínimo del 2,3% del peso del electrodo;  la velocidad de refusión es generalmente del orden de 10 a 20 kg/mn en estado estacionario;  desoxidación de la escoria por la adición de aluminio (<1 kg/tonelada de electrodos);  refusión en argón en ligera sobrepresión a través de toda la refusión para evitar retomar nitrógeno y volver a
oxidar el acero.
Ventajosamente, el proceso comprende la nivelación de la parte correspondiente al líquido en la terminación de refusión. Los lingotes se retiran después del molde caliente tan pronto como se complete la solidificación de la cabeza.
El control de los contenidos de sílice y alúmina de la escoria regula especialmente la homogeneidad de los contenidos de aluminio y silicio del lingote refundido. Es preferible obtener contenidos de silicio≥ 0,040% después de la refusión ESR (por lo general 0,050/0,100%) para evitar cualquier defecto en el tipo de «porosidades» en el producto.
Esta preforma se puede utilizar, a continuación, para la fabricación de tubos, especialmente para usarse como tubos para la industria armamentística, que incluyen especialmente tubos de cañón.
Ejemplo 2: refusión var de un electrodo de acero:
El proceso de refusión VAR se lleva a cabo en un electrodo que tiene una composición que comprende esencialmente:
Carbono: 0,37-0,42, Manganeso: <0,15; Silicio: <0,100, Níquel: 3,50-3,80, Cromo: 1,50-1,70, Molibdeno: 0,70-1,00, Vanadio: 0,25-0,30,
en porcentajes en peso de la composición total, así como las impurezas inevitables que incluyen dinitrógeno (preferentemente <70 ppm), dioxígeno (preferentemente <15 ppm) y dihidrógeno (preferentemente <1,2 ppm).
La refusión VAR comprende esencialmente:  soldar el trozo preferentemente al lado del pie del electrodo;  cebado de refusión de baja velocidad  la velocidad de refusión es generalmente del orden de 7 a 16 kg/mn en estado estacionario al vacío <10-5
atmósferas;
Ventajosamente, el proceso comprende la nivelación de la parte correspondiente al líquido en la terminación de refusión.
Los lingotes se retiran después del molde caliente tan pronto como se solidifica la cabeza.
Esta preforma se puede utilizar, a continuación, para la fabricación de tubos, especialmente para usarse como tubos para la industria de armas, incluyendo especialmente tubos de cañón
Ejemplo 3: Trabajado del acero -Obtención de lingotes esr o var refundidos
Este ejemplo ilustra la preparación de un electrodo para la refusión ESR o VAR, por ejemplo utilizable dentro del alcance del Ejemplo 1.
1) Trabajado primario:
E11164189
12-08-2015
1.1 Análisis destinados para: en la fundición y antes de la refusión ESR o VAR en %
El objetivo general es una composición de la preforma antes de la refusión ESR o VAR que comprende 5 esencialmente:
C = 0,37-0,42 Mn <0,15 Si <0,100 en el trabajado primario Ni = 3,50/4,00 Cr = 1,50-1,70 Mo = 0,70-1,00 V = 0,25-0,30
15 en porcentajes en peso de la composición total, así como las impurezas inevitables, que son generalmente las indicadas a continuación, cuyos contenidos se mantiene tan bajos como sea posible y preferentemente de acuerdo con lo que se indica:
S <20 ppm, típicamente <10 ppm P <60 ppm -típicamente <50 ppm Cu <0,100 Al <0,015, y preferentemente <0,012 As <0,010 Sn <0,008
25 Sb <20 ppm Ca <30 ppm N2 <70 ppm 02 <30 ppm H2 <1,8 ppm
en porcentajes en peso de la composición total.
1.2 Elección de los materiales primarios:
35 La elección de los materiales primarios se hace para limitar el nivel de impurezas, a excepción de aluminio que actuará especialmente como desoxidante de la escoria resultante.
1.3 Procesamiento en horno de arco eléctrico (EAF)
A modo de ejemplo, el procesamiento en horno de arco eléctrico comprende las siguientes etapas:
a) Cargar los materiales primarios con la adición de cal y carbono (grafito), y oxidar la fusión de los elementos metálicos; b) Objetivo de carga, por ejemplo: C entre 1,0 y 1,4, Si <0,5, Mn <0.4, Cr <0,7, Ni aproximadamente 3,5 y Mo
45 aproximadamente 0,70, P <0,010, S <0,008, V <0,50, en porcentajes en peso de la composición total; c) Oxidar la fusión por ejemplo, hasta aproximadamente 1.500 ºC; d) Defosforación para asegurar un contenido de fósforo ≤ 40 ppm; e) Clarificación cuidadosa de la escoria hasta aproximadamente 1.580 ºC; f) Adición de cal + CaF2 y calentar hasta alcanzar aproximadamente 1.600 ºC; g) Descarburación: soplar oxígeno para obtener por ejemplo:
0,150 <C <0,200%, Mn <0,08%, Si <0,030%, P ≤ 40 ppm;
h) Calentar hasta aproximadamente 1700 ºC 55 i) Clarificar la escoria y medir la actividad de O2 (<400 ppm)).
La medición de la actividad de O2 se realiza por ejemplo por la columna electroquímica.
1.4 Transferencia de colada por cuchara:
Esta etapa elimina especialmente la escoria oxidada del horno y asegura un control de los contenidos de manganeso, silicio y aluminio.
Esta etapa no comprende ninguna desoxidación del acero o la adición de carbono (grafito) y el objetivo es una 65 actividad de O2 de menos de 100 ppm.
15
25
35
45
55
65
E11164189
12-08-2015
1.5 Transferencia cuchara a cuchara en la cuchara de proceso de VAD, con la adición inicial de escoria a la base de la cuchara de proceso de VAD.
 composición de la escoria: cal (por ejemplo, de aproximadamente el 50 al 70%), CaF2 (por ejemplo, de aproximadamente el 5 al 10%), y alúmina (por ejemplo, de aproximadamente el 10 al 20%) a la base de la cuchara VAD;
 Transferencia cuchara a cuchara: parar antes del paso de la escoria de horno.
1.6 Proceso de VAD: desgasificación en arco al vacío en la cuchara de calentamiento al vacío (APCV)
Esta etapa comprende:
a) Proceso de VCD: desoxidación de carbono al vacío (Desoxidación de Carbono al Vacío) para asegurar la máxima desoxidación del acero por la reacción: C + o → CO, evitando de esta manera la precipitación de inclusiones metálicas. Este procesamiento comprende especialmente medir la actividad de O2, así como, al menos, calentar a una temperatura de más de 1.600 ºC.
b) desoxidación de escoria: la adición del complemento de escoria para ajustar su composición y la desoxidación de este último con carbono, aluminio y sílice-calcio (SiCa) para asegurar contenidos tales como, por ejemplo: Silicio <0,050% y aluminio <0,010%, garantizando una actividad del contenido de oxígeno <10 ppm.
 la composición de la escoria puede ser esencialmente: cal (por ejemplo, de aproximadamente el 50 al 70%), CaF2 (por ejemplo, de aproximadamente el 5 al 10%), y Al2O3 (por ejemplo, de aproximadamente el 10 al 20%) que se desoxida por la adición de, por ejemplo, SiCa (por ejemplo, aproximadamente 2/3), y Al (por ejemplo, aproximadamente 1/3), y carbono (grafito) ajustado a alcanzar por ejemplo C>0,350%.
 calentar por ejemplo a aproximadamente 1.600 ºC y medir la actividad de oxígeno (<10 ppm).
c) Regulación analítica: para garantizar los objetivos analíticos, que incluyen los de carbono, manganeso y silicio
 Calentar hasta, por ejemplo, 1.630/1.650 ºC;  Adiciones de control analítico: Mn, Cr, Ni, Mo, C, V;  Calentar hasta, por ejemplo, una temperatura por encima de 1.620 ºC;  Medir la actividad de O2 (<10 ppm).
d) Desgasificación final: disminuir el contenido de hidrógeno a un contenido de menos de 1,2 ppm para evitar cualquier riesgo posterior de los defectos del tipo de «grietas finas» o de otros en el producto después del forjado. Estos se pueden usar en particular:
 la desgasificación durante un período mayor de aproximadamente 15 min a una presión (P) de menos de 1,33
mbar (aproximadamente 1 torr);  el calentamiento hasta aproximadamente 1.600 ºC -la medición de la actividad de O2 (<10 ppm);  el control del contenido de dihidrógeno por sonda Hydriss.
e) Decantación final:
 La decantación se lleva a cabo para asegurar la eliminación de inclusiones metálicas durante un período mayor a 15 min a una presión de aproximadamente 700 mbar y una temperatura de aproximadamente 1.570 ºC antes de la colada en lingotes.
Todas las etapas del proceso de VAD se realizan bajo un vacío parcial (por ejemplo, de aproximadamente 700 mbar) para evitar cualquier re-oxidación del metal; el proceso se controla mediante la medición de la actividad de oxígeno (<10 ppm) a lo largo de las diferentes etapas, y el proceso de VCD inicial permite el control del estado de oxidación del acero para bajos contenidos de Mn (<0,050%), si (<0,050%) y el contenido de aluminio de menos del 0,012%.
El procesamiento de desgasificación final asegura al mismo tiempo un contenido de azufre (<10 ppm) y de dioxígeno (<15 ppm) muy bajos así como un bajo contenido de dihidrógeno (<1,2 ppm) y de dinitrógeno <70 ppm).
La decantación final garantiza una limpieza de inclusión final considerable del acero.
2) Colada de lingotes en lingoteras:
Los lingotes o electrodos para la refusión se someten a colada por ejemplo en una fuente con protección de Argón
15
25
35
45
55
65
E11164189
12-08-2015
para evitar cualquier re-oxidación del metal durante la colada en lingoteras.
Los electrodos para la refusión ESR o VAR se nivelan preferentemente para asegurar una buena densidad antes de la refusión ESR o VAR, así como buena limpieza macrográfica de los lingotes.
La velocidad de colada está preferentemente controlada cuidadosamente para evitar cualquier riesgo de formación de grietas en la superficie de los electrodos.
3) Recocer los electrodos antes de la refusión esr o var:
Después de la solidificación completa los lingotes o electrodos se retiran del molde calientes y se enfrían lentamente en un horno o bajo tapas aisladas térmicamente hasta una temperatura de menos de aproximadamente 150-200 ºC. Esta temperatura se mantiene durante aproximadamente 6 a 10 horas para asegurar toda la transformación martensítica completa del producto superficial.
Los lingotes o electrodos se llevan entonces de nuevo hasta una temperatura de aproximadamente 650 ºC en aproximadamente 6 a 8 horas en un horno, después se mantienen a esta temperatura durante un mínimo de 24 h para ablandarlos. Los lingotes se enfrían después a aproximadamente 300 ºC, como mínimo, a baja velocidad (por ejemplo <30 ºC/h).
4) Preparación de electrodos:
Si los lingotes se han nivelado, la preparación de los electrodos para la refusión ESR o VAR se asegura mediante la eliminación de la tapa del cabezal del lingote (o electrodo) obtenido anteriormente.
5) Refusión del electrodo:
La refusión de los electrodos se realiza de acuerdo con el punto 5.1 ó 5.2:
5.1 La refusión ESR se lleva a cabo de acuerdo con el Ejemplo 1, para obtener preformas en forma de lingotes (por ejemplo de un diámetro de 735 mm).
5.2 La refusión VAR se lleva a cabo de acuerdo con el Ejemplo 2, para obtener preformas en forma de lingotes (por ejemplo de un diámetro de 640 ó 710 mm).
6) Recocido de lingotes esr o var:
El recocido es idéntico o similar al de la etapa 3.
Sin embargo, es posible tomar los lingotes para forjarlos inmediatamente después de mantenerlos a 650 ºC.
7) Transformación: forjado y tratamiento térmico
Los lingotes resultantes se pueden transformar para proporcionar tubos que se pueden utilizar en el equipo presurizado, tal como un elemento de armas, tales como tubos de cañón, elementos de la culata, teniendo en consideración las propiedades mecánicas debido a la composición del acero y el proceso de fabricación.
Estos lingotes se pueden someter, en particular, a las siguientes etapas de transformación:
7.1 calentar los lingotes antes del forjado:
Los lingotes se calientan en varias etapas para disminuir las segregaciones del producto (por ejemplo, al menos 15 h);
7.2 Forjar los tubos (por ejemplo, de un diámetro interno de 120 mm) que comprenden al menos uno caliente;
7.3 Recocer después del forjado para mejorar la microestructura del acero (etapa de Normalización) y para evitar cualquier riesgo de grietas durante el enfriamiento (fase de enfriamiento en horno) y para evitar la aparición de «grietas» o «DCC» en los productos después del enfriamiento (DDH = Defectos Debido al Hidrógeno) con recocido de grietas finas cuando los lingotes ESR se han refundidos en escoria sólida.
7.4 El pre-forjado puede entonces realizarse en el perfil de tratamiento térmico que comprende el tratamiento térmico de calidad.
7.5 El tratamiento de calidad objeto es conferir a los tubos todas las propiedades mecánicas requeridas, optimizando el límite elástico/compromiso de elasticidad a -40 ºC y K1c (o KQ) o J1c a -40 ºC.
El enfriamiento en un líquido de severidad adaptada conduce a una estructura totalmente martensítica, evitando el riesgo de agrietamiento. Este tratamiento de calidad térmica comprende ventajosamente primero un templado por
E11164189
12-08-2015
encima de 500 ºC en la máxima dureza; la realización de dos templados a temperaturas muy cercanas asegura una considerable homogeneidad de las características mecánicas a lo largo del tubo mejorando el nivel de elasticidad; la realización de dos templados y el horno de enfriamiento en horno lento después el templado final garantiza la rectitud final del tubo, y la ausencia de deformaciones durante el mecanizado final.

Claims (11)

  1. 5
    15
    25
    35
    45
    55
    65
    REIVINDICACIONES
    1.
    Una composición de preforma de acero después de la refusión ESR o VAR, que comprende esencialmente:
    Carbono: 0,37-0,42, Manganeso: 0,060-0,130, Silicio: 0,040-0,120, Níquel: 3,00-4,00, Cromo: 1,30-1,80, Molibdeno: 0,70-1,00, Vanadio: 0,25-0,30, Aluminio: ≤ 0,015, Hierro: resto en porcentajes en peso de la composición total, así como las impurezas inevitables que incluyen nitrógeno <70 ppm, oxígeno <30 ppm y dihidrógeno <2 ppm.
  2. 2.
    Un proceso de fabricación de una preforma de acero que comprende refusión por arco al vacío (VAR -Refusión por Arco al Vacío), teniendo dicha preforma una composición que comprende esencialmente, después de la refusión VAR:
    Carbono: 0,37-0,42, Manganeso: 0,060-0,130, Silicio: 0,040-0,120, Níquel: mayor de 3,00 y menor de o igual a 4,00, y preferentemente 3,50-3,80, Cromo: 1,30-1,80, y preferentemente 1,50-1,70, Molibdeno: 0,70-1,00, Vanadio: 0,25-0,30, Aluminio: ≤ 0,015 y preferentemente < 0,012, Hierro: resto en porcentajes en peso de la composición total, así como las impurezas inevitables que incluyen nitrógeno (preferentemente <70 ppm), oxígeno (preferentemente <30 ppm) y dihidrógeno (preferentemente <2 ppm).
  3. 3.
    El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que comprende, antes de la VAR, un trabajado del tipo VAD (desgasificación de Arco al Vacío), que comprende preferentemente el procesamiento de VCD (Desoxidación de Carbono al Vacío) que comprende medir la actividad de oxígeno, la adición de un complemento de escoria para ajustar la composición del electrodo antes de la refusión VAR para asegurar contenidos de silicio de menos del 0,050%, de aluminio de menos del 0,012%, asegurando al mismo tiempo un contenido de actividad de dioxígeno de menos de 10 ppm, la desgasificación final para obtener especialmente un contenido de dihidrógeno <1,2 ppm, y la decantación final para asegurar la eliminación de inclusiones metálicas.
  4. 4.
    El proceso de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que comprende, antes del trabajado del tipo VAD, un proceso para transferir el metal sin llevar la escoria del horno eléctrico, preferentemente una transferencia cuchara a cuchara.
  5. 5.
    El proceso de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que comprende, antes de la transferencia de cuchara a cuchara, un procesamiento en horno de arco eléctrico.
  6. 6.
    El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado por que comprende, después de la refusión al vacío (VAR), recocido que comprende al menos mantener una temperatura durante un período adecuado para asegurar esencialmente de forma completa la transformación martensítica de la composición de la preforma obtenida después de la refusión de escoria o al vacío.
  7. 7.
    El proceso de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que, después del recocido, comprende la transformación de la preformas mediante forjado, seguido por el tratamiento térmico para obtener un acero que tiene esencialmente una estructura totalmente martensítica.
  8. 8.
    Una composición de acero obtenible mediante un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, comprendiendo dicha composición esencialmente, después de la refusión VAR:
    Carbono: 0,37-0,42, Manganeso: 0,06-0,130, Silicio: 0,04-0,120, Níquel: 3,00-4,00, Cromo: 1,30-1,80, Molibdeno: 0,70-1,00,
    10
    Vanadio: 0,25-0,30,
    Aluminio: ≤ 0,015,
    Hierro: resto
    en porcentajes en peso de la composición total, así como las impurezas inevitables que incluyen
    5 dinitrógeno <70 ppm, dioxígeno <30 ppm y dihidrógeno <2 ppm.
  9. 9. Preforma de acero obtenible mediante un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7.
  10. 10. Uso de una preforma tal como se define en la reivindicación 9, para la fabricación de un elemento del equipo 10 presurizado, y especialmente tubos de cañones.
  11. 11. Un elemento del equipo presurizado, y especialmente un tubo de cañón, que tiene la composición de la reivindicación 1 y que soporta una presión de 4.000 a 10.000 bares (400 MPa a 1000 MPa).
    15
    11
ES11164189.0T 2006-08-03 2007-08-02 Preformas de acero Active ES2545185T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0653272A FR2904634B1 (fr) 2006-08-03 2006-08-03 Procede de fabrication d'ebauches en acier
FR0653272 2006-08-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2545185T3 true ES2545185T3 (es) 2015-09-09

Family

ID=37442095

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES11164189.0T Active ES2545185T3 (es) 2006-08-03 2007-08-02 Preformas de acero
ES07788174T Active ES2379779T3 (es) 2006-08-03 2007-08-02 Proceso de fabricación de preformas de acero

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES07788174T Active ES2379779T3 (es) 2006-08-03 2007-08-02 Proceso de fabricación de preformas de acero

Country Status (12)

Country Link
US (2) US8101004B2 (es)
EP (2) EP2049700B1 (es)
KR (1) KR20090055563A (es)
CN (2) CN102433511A (es)
AT (1) ATE538224T1 (es)
ES (2) ES2545185T3 (es)
FR (1) FR2904634B1 (es)
IL (2) IL196858A (es)
PL (2) PL2361997T3 (es)
SI (2) SI2361997T1 (es)
WO (1) WO2008015258A1 (es)
ZA (1) ZA200900810B (es)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2951196B1 (fr) * 2009-10-12 2011-11-25 Snecma Degazage d'aciers martensitiques inoxydables avant refusion sous laitier
RU2483125C1 (ru) * 2012-04-06 2013-05-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" Способ перемешивания шлаковой ванны при электрошлаковом переплаве расходуемого электрода
FR3021977B1 (fr) 2014-06-10 2017-10-06 Snecma Procede pour fabriquer un lingot d'acier faiblement allie
CN106796162A (zh) * 2014-07-31 2017-05-31 米其林集团总公司 通过使用威布尔回归识别测量过程谐波而达成轮胎均匀性改进
CN104500497A (zh) * 2014-12-22 2015-04-08 常熟市董浜镇徐市盛峰液压配件厂 高可靠性油缸盖
CN110257590B (zh) * 2019-07-19 2020-07-31 北京科技大学 一种细化高洁净度稀土电渣钢中夹杂物的方法
CN111139363B (zh) * 2019-12-14 2021-11-09 张家港广大特材股份有限公司 一种CrNiMo合金钢的电渣重熔方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3132937A (en) * 1962-06-11 1964-05-12 Int Nickel Co Cast steel
US3254991A (en) * 1962-06-29 1966-06-07 Republic Steel Corp Steel alloy and method of making same
DE3036461C2 (de) * 1980-09-26 1983-09-15 Wacker-Chemie GmbH, 8000 München Verfahren zur Herstellung von basischen Schlacken für das Elektro-Schlacke-Umschmelzverfahren
SU1650715A1 (ru) 1988-06-21 1991-05-23 Орско-Халиловский металлургический комбинат Шлакообразующа смесь дл непрерывной разливки стали
JPH0250912A (ja) 1988-08-11 1990-02-20 Nippon Steel Corp 細粒化組織の低合金高張力シームレス鋼管の製造法
DE3901297C2 (de) * 1989-01-18 1997-03-20 Leybold Ag Elektroschlacke-Umschmelzanlage mit einer Kokille und einer Haube
US5207843A (en) 1991-07-31 1993-05-04 Latrobe Steel Company Chromium hot work steel
US5524019A (en) * 1992-06-11 1996-06-04 The Japan Steel Works, Ltd. Electrode for electroslag remelting and process of producing alloy using the same
US5207743A (en) * 1992-06-23 1993-05-04 Joseph Costarella Drinking vessel supporting plate for one hand
JPH0681078A (ja) 1992-07-09 1994-03-22 Sumitomo Metal Ind Ltd 低降伏比高強度鋼材およびその製造方法
US5252120A (en) * 1992-10-26 1993-10-12 A. Finkl & Sons Co. Method and apparatus for double vacuum production of steel
US5415834A (en) * 1994-01-19 1995-05-16 A. Finkl & Sons Co. Warm forging implement, composition and method of manufacture thereof
JPH08120400A (ja) * 1994-10-25 1996-05-14 Japan Steel Works Ltd:The 超高圧圧力容器用鋼およびその製造方法
DE19531260C5 (de) * 1995-08-25 2006-06-22 Edelstahlwerke Buderus Ag Verfahren zur Herstellung eines Warmarbeitsstahls
US6478898B1 (en) 1999-09-22 2002-11-12 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method of producing tool steels
US6663726B2 (en) 2000-12-13 2003-12-16 Hitachi Metals, Ltd. High-hardness prehardened steel for cold working with excellent machinability, die made of the same for cold working, and method of working the same
DE10111304C2 (de) 2001-03-09 2003-03-20 Buderus Edelstahlwerke Ag Verfahren zur Herstellung von Rohren für schwere Geschütze
JP4173958B2 (ja) * 2001-04-26 2008-10-29 新日本製鐵株式会社 耐水素疲労破壊特性に優れた機械構造用鋼およびその製造方法
AT411905B (de) 2003-02-10 2004-07-26 Boehler Edelstahl Gmbh & Co Kg Legierung und gegenstand mit hoher warmfestigkeit und hoher thermischer stabilität
CN100402690C (zh) * 2005-04-18 2008-07-16 宝钢集团上海五钢有限公司 4Cr16Mo 模具钢镜面大模块的制备生产方法
FR2904635B1 (fr) * 2006-08-03 2008-10-31 Aubert & Duval Soc Par Actions Procede de fabrication d'ebauches en acier

Also Published As

Publication number Publication date
US8551397B2 (en) 2013-10-08
EP2049700B1 (en) 2011-12-21
CN102433511A (zh) 2012-05-02
CN101568662A (zh) 2009-10-28
FR2904634A1 (fr) 2008-02-08
US8101004B2 (en) 2012-01-24
IL220309A0 (en) 2012-07-31
PL2361997T3 (pl) 2015-10-30
IL196858A0 (en) 2009-11-18
SI2361997T1 (sl) 2015-10-30
ES2379779T3 (es) 2012-05-03
SI2049700T1 (sl) 2012-03-30
ZA200900810B (en) 2010-05-26
ATE538224T1 (de) 2012-01-15
PL2049700T3 (pl) 2012-05-31
EP2361997B1 (en) 2015-05-27
EP2361997A1 (en) 2011-08-31
US20100047108A1 (en) 2010-02-25
FR2904634B1 (fr) 2008-12-19
US20120003117A1 (en) 2012-01-05
IL196858A (en) 2015-03-31
EP2049700A1 (en) 2009-04-22
KR20090055563A (ko) 2009-06-02
WO2008015258A1 (en) 2008-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2545185T3 (es) Preformas de acero
ES2693781T3 (es) Acero inoxidable ferrítico
JP4965502B2 (ja) 冷間圧延されたマルエージング鋼の帯鋼または帯状に切断される鋼片を製造するための方法
CN114107826B (zh) 一种镍基高温合金及其制备方法
JP5155141B2 (ja) 熱間加工性に優れたＮｉ基合金の精錬方法
JP2005023346A (ja) 熱間加工性に優れたＮｉ基合金の精錬方法
CN113981326B (zh) 630不锈钢板材及其制备方法
KR100209450B1 (ko) 압력용기용 고인성 크롬-몰리브덴 강 및 그 제조방법
RU2393260C1 (ru) Жаропрочный сплав
ES2781330T3 (es) Acero para armas de pequeño calibre
CN115261718B (zh) 一种超级奥氏体不锈钢s34565板材及其制备方法
RU2310690C1 (ru) Сортовой прокат круглый из легированной пружинной стали
RU2479645C1 (ru) Сортовой прокат горячекатаный в прутках, круглый
RU2336317C1 (ru) Трубная заготовка из низколегированной стали
RU2333969C1 (ru) Трубная заготовка из хромомолибденсодержащей стали
KR100487086B1 (ko) 냉간성형용강
RU2336315C2 (ru) Сортовой прокат круглый из пружинной стали со специальной отделкой поверхности
RU2333967C1 (ru) Трубная заготовка из легированной, молибденсодержащей стали
RU2336330C1 (ru) Трубная заготовка из легированной теплостойкой стали
RU2341567C2 (ru) Трубная заготовка из низколегированной стали
RU2336332C2 (ru) Трубная заготовка из низкоуглеродистой молибденсодержащей стали
RU2479644C1 (ru) Прокат сортовой горячекатаный в прутках, круглый
RU2336328C1 (ru) Трубная заготовка из микролегированной стали
KR20010017807A (ko) 오스테나이트계 스테인레스강의 개재물 제어 방법
RU1786175C (ru) Сталь