SE515146C2

SE515146C2 - High pure steel

Info

Publication number: SE515146C2
Application number: SE9903736A
Authority: SE
Inventors: Thore Lund
Original assignee: Ovako Steel Ab
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 1999-10-18
Publication date: 2001-06-18
Also published as: SE9903736D0; EP1094124A3; SE9903736L; EP1094124A2

Abstract

A super clean steel for use in objects subjected to heavy loads in all directions, such as in fuel injection pumps or bearings, comprising, in weight, O max. 7 ppm, Ti max. 15 ppm, and S between about 8 ppm and about 12 ppm, and having a K1(total) value according to DIN 50 602 of below 2.5. <IMAGE>

Description

515 146 ïäïïíïïí ï?%É¿å 2 i oxidinneslutningar i form av aluminater och bilda inneslut- ningar som är kalciumaluminater. Under det att aluminater är hårda och spröda och bryts sönder under valsning är kalciumalu- minater hårda men inte spröda. De förblir intakta under vals- ning och följer med in i den färdiga produkten och när de råkar befinna sig vid en yta i en kanal eller någon annanstans i en kraftigt belastad zon, är det här ett utmattningsbrott kommer att starta. 515 146 ïäïïíïïï ï?% É¿å 2 in oxide inclusions in the form of aluminates and form inclusions which are calcium aluminates. While aluminates are hard and brittle and break during rolling, calcium aluminates are hard but not brittle. They remain intact during rolling and follow into the finished product, and when they happen to be at a surface in a channel or elsewhere in a heavily loaded zone, this is where a fatigue failure will start.

Vid götgjutningen kommer dessa oxidinneslutningar att vara anrikade vid götets botten och vid kontinuerlig gjutning kommer dessa stora oxider att återfinnas in mot centrum, Av ovanstående är det klart att för att få högrent stål där svavelinnehållet är lågt, toppen av ett göt skall användas, under det att när svavelinnehållet är högre, götets botten skall användas. Detta är dock endast effektivt inom ett mycket litet svavelhaltsintervall.During ingot casting, these oxide inclusions will be enriched at the bottom of the ingot and during continuous casting, these large oxides will be found towards the center. From the above it is clear that in order to obtain high purity steel where the sulfur content is low, the top of an ingot should be used. that when the sulfur content is higher, the bottom of the ingot should be used. However, this is only effective within a very small sulfur content range.

Det är emellertid inte särskilt effektivt att behöva använ- da olika delar av ett göt för olika ändamål och detta kommer att förorsaka en mängd logistiska problem och förluster.However, it is not very efficient to have to use different parts of an ingot for different purposes and this will cause a lot of logistical problems and losses.

Det föreligger ett behov av en legering som ger högrent stål utan nackdelarna som behäftar den ovan diskuterade tidiga- re kända teknologin.There is a need for an alloy that produces high-purity steel without the disadvantages of the previously known technology discussed above.

Kort sammanfattning av uppfinningen Ändamålet med uppfinningen är att anvisa ett lagerstål som uppvisar en komposition som resulterar i ett högrent stål i gjuten form.Brief Summary of the Invention The object of the invention is to provide a bearing steel which has a composition which results in a high-purity steel in cast form.

Detta och andra ändamål uppnås med lagerstàlet enligt upfinningen omfattande, uttryck i viktandelar: max. 7 ppm O, max. 15 ppm Ti, 8 < S < 12 ppm. 515146 n n ø | o u n a n n ø ao 3 Genom att avlägsna praktiskt taget allt syre från stàlkom- positionen undviks oxidinneslutningar.This and other objects are achieved with the bearing steel according to the invention comprising, expressed in parts by weight: max. 7 ppm 0, max. 15 ppm Ti, δ <S <12 ppm. 515146 n n ø | o u n a n n ø ao 3 By removing practically all oxygen from the steel composition, oxide inclusions are avoided.

Titan bildar nitrider vilket ger upphov till utmattnings- brott och därför är den maximala gränsen för Ti 15 ppm.Titanium forms nitrides, which gives rise to fatigue failure and therefore the maximum limit for Ti is 15 ppm.

Ett svavelinnehåll av 8 ppm eller däröver motverkar fri- sättningen av Ca från slaggen och sålunda bildningen av globu- lära oxidinneslutningar, och ett svavelinnehàll under 12 ppm reducerar anrikningen av farliga sulfider i alla götets delar.A sulfur content of 8 ppm or more counteracts the release of Ca from the slag and thus the formation of globular oxide inclusions, and a sulfur content below 12 ppm reduces the enrichment of hazardous sulphides in all parts of the ingot.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1 är en kurva som visar Kl(S) mot svavelinnehållet i olika delar av göt/gjutgods.Brief description of the drawings Fig. 1 is a curve showing K1 (S) against the sulfur content in different parts of ingot / castings.

Fig. 2 är en kurva som visar Kl(OG) mot svavelinnehållet i olika delar av göt/gjutgods.Fig. 2 is a curve showing K1 (OG) against the sulfur content in different parts of ingot / castings.

Fig. 3 är en kurva som visar Kl(O) och Kl(S) mot svavelin- nehållet i hela götet/gjutgodset.Fig. 3 is a curve showing K1 (O) and K1 (S) against the sulfur content in the whole ingot / casting.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen K-metoden som är beskriven i DIN 50602 användes för att utvärdera stålet med hänsyn till inneslutningar. Resultatet av denna metod viktas och beror av antalet inneslutningar och deras storlek.Detailed description of the invention The K-method described in DIN 50602 was used to evaluate the steel with regard to inclusions. The result of this method is weighted and depends on the number of inclusions and their size.

Som en referens kan nämnas att S-innehållet i Ovako PBQ kvaliteten (högrent kullagerstàl), som är 40 ppm max., ger ett Kl(sulfid)-värde av 12, och för en S-halt av 150 ppm är Kl lika med 100. För ett högrent stål skall Kl(sulfid)-värdet ligga under 2.As a reference, it can be mentioned that the S content of the Ovako PBQ grade (high-purity ball bearing steel), which is 40 ppm max., Gives a Kl (sulphide) value of 12, and for an S content of 150 ppm, Kl is equal to 100 For a high-purity steel, the Kl (sulphide) value must be below 2.

Materialet solidifierar med olika hastigheter i olika delar av götet eller strängen. Stora sulfider kommer att segra mot toppen av ett göt och mot centrum av en sträng. För att styra denna segring måste S-innehållet vara undertryckt.The material solidifies at different speeds in different parts of the ingot or string. Large sulfides will triumph towards the top of an ingot and towards the center of a string. To control this victory, the S content must be suppressed.

Fig. 1 illustrerar grafiskt vad som händer när sulfidinne- ...". . N 515 145 . ..= -- .=.... .. . ..Fig. 1 graphically illustrates what happens when sulfide inner ... ".. N 515 145. .. = -. = .... ... ..

.".H .. .. .... r.::ra :- . ..,. .. _ .,= ==;, . . .. H U. “.". Ü U 4 hållet reduceras. Från K1(S)-värden av 6,5 för toppen av ett göt och ca 3,5 för botten vid ett S-innehåll av ca 20 ppm reduceras Kl-värdena till under 0,5 vid svavelinnehåll av ca 9 ppm. Från kurvan framgår också klart att Kl-värdet ökar mer för toppdelen än för bottendelen av ett göt.. ". H .. .. .... r.::ra: -. ..,. .. _., = == ;,.. .. H U.“. ". Ü U 4 direction is reduced. From K1 (S) values of 6.5 for the top of an ingot and about 3.5 for the bottom at an S content of about 20 ppm, the K1 values are reduced to below 0.5 at a sulfur content of about 9 ppm. From the curve it is also clear that the Kl value increases more for the top part than for the bottom part of an ingot.

Kl ligger väl under 2 för ett svavelinnehåll av ca 12 ppm.Kl is well below 2 for a sulfur content of about 12 ppm.

Emellertid har reduktion av svavelinnehállet den effekten att Ca frigöres från slaggen in i stålet, vilket resulterar i bildning av calciumaluminater. Detta illustreras i Fig. 2 som visar Kl(O) för topp och botten. Från ett svavelinnehåll av 9 ppm och nedåt ökar Kl(O) snabbt i bottendelen av götet, medan endast en liten ökning kan noteras i toppdelen.However, reduction of the sulfur content has the effect of releasing Ca from the slag into the steel, resulting in the formation of calcium aluminates. This is illustrated in Fig. 2 which shows K1 (0) for top and bottom. From a sulfur content of 9 ppm and down, Kl (O) increases rapidly in the bottom part of the ingot, while only a small increase can be noted in the top part.

I Fig. 3 illustreras både Kl(O) och K1(S) som en funktion av S-innehållet i det totala götet/gjutgodset, och därav framgår att mellan 8 ppm S och 12 ppm S ligger Kl under 2, och följaktligen är detta gränserna för S i ett högrent stål, dvs ett stål som år praktiskt taget fritt från oxid- och sulfidin- neslutningar.In Fig. 3, both K1 (O) and K1 (S) are illustrated as a function of the S content of the total ingot / casting, and it can be seen that between 8 ppm S and 12 ppm S, K1 is below 2, and consequently this is the limits for S in a high-purity steel, ie a steel that is practically free of oxide and sulphide inclusions.

Claims

1. 515146 Patentkrav Högrent stål för användning i föremål som utsättes för kraftiga belastningar i alla riktningar, såsom i bränsleins- prutningspumpar eller lager, kånnetecknat av att det innefat- tar, räknat på vikt, O maximalt 7 ppm, Ti maximalt 15 ppm, och S mellan ca 8 ppm och ca 12 ppm, och att det uppvisar ett totalt Kl-värde enligt DIN 50 602 av under 2,5.High-purity steel for use in objects subjected to heavy loads in all directions, such as in fuel injection pumps or bearings, characterized in that it includes, by weight, a maximum of 7 ppm, a maximum of 15 ppm, and S between about 8 ppm and about 12 ppm, and that it has a total K1 value according to DIN 50 602 of less than 2.5.