| (19) |
 |
|
(11) |
EP 1 561 833 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
| (45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
|
11.04.2007 Patentblatt 2007/15 |
| (22) |
Anmeldetag: 05.02.2004 |
|
| (51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
|
|
| (54) |
Stahl zur Herstellung von hochfesten Bauteilen mit herausragender Tieftemperaturzähigkeit
und Verwendungen eines solchen Stahls
Steel for manufacturing of high strength elements with an excellent low temperature
toughness and use thereof
Acier pour la fabrication d'éléments à haute résistance mécanique et excellente ténacité
aux basses températures et son utilisation
|
| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
|
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR |
| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
|
10.08.2005 Patentblatt 2005/32 |
| (73) |
Patentinhaber: |
|
- Edelstahlwerke Südwestfalen GmbH
57012 Siegen (DE)
- Rud-Kettenfabrik Rieger & Dietz GmbH & Co.
73428 Aalen (DE)
|
|
| (72) |
Erfinder: |
|
- Bauk, Agnes, Dipl.-Ing.
44793 Bochum (DE)
- Sinz, Rolf, Dr.-Ing.
73540 Heubach (DE)
|
| (74) |
Vertreter: Cohausz & Florack |
|
Patent- und Rechtsanwälte
Bleichstrasse 14 40211 Düsseldorf 40211 Düsseldorf (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
CN-A- 1 281 906
|
US-A- 3 432 368
|
|
| |
|
|
- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN Bd. 1998, Nr. 11, 30. September 1998 (1998-09-30) -& JP
10 168542 A (NIPPON STEEL CORP), 23. Juni 1998 (1998-06-23)
- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN Bd. 2000, Nr. 25, 12. April 2001 (2001-04-12) -& JP 2001
234285 A (NIPPON STEEL CORP), 28. August 2001 (2001-08-28)
- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN Bd. 016, Nr. 413 (C-0980), 2. September 1992 (1992-09-02)
-& JP 04 141546 A (AICHI STEEL WORKS LTD), 15. Mai 1992 (1992-05-15)
|
|
| |
|
| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft einen Stahl zur Herstellung von hochfesten Bauteilen mit herausragender
Tieftemperaturzähigkeit. Derartige Stähle werden beispielsweise für die Herstellung
von Anschlag- oder Zurrmitteln verwendet, wie sie für die Befestigung und Sicherung
von Lasten benötigt werden. Insbesondere werden diese Stähle zu warmgewalzten Stabstahl,
Walzdraht oder Blankstahl verarbeitet, aus denen dann geschweißte Rundstahlketten
gefertigt werden.
[0002] Die an Stähle der voranstehend erläuterten Art gestellten Anforderungen sind in der
DIN 17 115 formuliert. Neben einer guten Umformbarkeit und einer ebenso guten Eignung
zum Verschweißen müssen die Stähle hervorragende Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften
besitzen, um die sich aufgrund der in der Praxis auftretenden Belastungen stellenden
Anforderungen zu erfüllen.
[0003] Die zu diesem Zweck bekannten, in der DIN 17 115 angegebenen Edelstähle 23 MnNiCrMo
5 3 und 23 MnNiCrMo 5 4 weisen (in Gew.-%) jeweils 0,20 - 0,26 % C, ≤ 0,25 % Si, 1,10
- 1,40 % Mn, jeweils 0,020 % P und S, wobei die Summe der Gehalte an P und S 0,035
% nicht überschreitet, erforderlichenfalls 0,020 - 0,050 % Al, bis zu 0,014 % N und
0,40 - 0,60 % Cr. Dem Stahl 23 MnNiCrMo 5 2 sind zusätzlich 0,20 - 0,30 % Mo und 0,70
- 0,90 % Ni zugegeben, während der Stahl 23 MnNiCrMo 5 4 zusätzlich 0,50 - 0,60 %
Mo und 0,90 - 1,10 % Ni enthält.
[0004] Ein anderer Stahl zur Herstellung von Ketten zum Festmachen bzw. Vertäuen von Schiffen
oder Bohrplattformen bestimmten Ketten ist aus der chinesischen Patentveröffentlichung
CN-1281906 bekannt. Aus dem in der Datenbank WPINDEX verfügbaren Abstract zu dieser
Veröffentlichung geht hervor, dass der bekannte Stahl (in Gew.-%) 0,25 - 0,35 % C,
0,15 - 0,30 % Si, 1,45 % - 1,75 % Mn, 0,90 - 1,40 % Cr, 1,00 - 1,20 % Ni, 0,45 - 0,65
% Mo, 0,02 - 0,06 % Nb, 0,020 - 0,05 % Al, bis zu 0,020 % P, bis zu 0,15 % S, bis
zu 0,20 % Cu, bis zu 0,03 % Sn, bis zu 0,01 % Sb, bis zu 0,04 % As, bis zu 0,005 %
B, bis zu 0,009 % N, bis zu 0,0020 % O, bis zu 0,0002 % H, Rest Fe und unvermeidbare
Verunreinigungen enthält, wobei zusätzlich ein Kohlenstoffäquivalent größer 1,4 sein
muss.
[0005] Praktische Erfahrungen zeigen, dass die bekannten Stähle bei Raumtemperatur zwar
die hinsichtlich Festigkeit und Zähigkeit gestellten Anforderungen erfüllen, dass
es jedoch bei tieferen Temperaturen insbesondere in Bezug auf die Zähigkeit zu Problemen
kommt.
[0006] Aufgabe der Erfindung war es daher, einen hochfesten Stahl zu schaffen, der auch
bei tiefen Temperaturen noch eine hervorragende Zähigkeit besitzt, so dass die Gefahr
eines Bruchs des aus dem Stahl jeweils erzeugten Bauteils auch unter ungünstigen,
harten Betriebsbedingungen auf ein Minimum reduziert ist. Zudem sollen vorteilhafte
Verwendungen dieses Stahls angegeben werden.
[0007] In Bezug auf den Stahl wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass erfindungsgemäßer
Stahl zur Herstellung von hochfesten Bauteilen mit herausragender Tieftemperaturzähigkeit,
die folgende Zusammensetzung aufweist (in Gew.-%):
| C: |
0,08 - 0,25 %, |
| Si: |
0,10 - 0,30 %, |
| Mn: |
0,80 - 1,60 %, |
| P: |
≤ 0,020 %, |
| S: |
≤ 0,015 %, |
wobei die Summe aus P- und S-Gehalt ≤ 0,030 % ist,
| Cr: |
0,40 - 0,80 %, |
| Mo: |
0,30 - 0,50 %, |
| Ni: |
0,70 - 1,20 %, |
| Al: |
0,020 - 0,060 %, |
| N: |
0,007 - 0,018 %, |
| V: |
≤ 0,15 %, |
| Nb: |
≤ 0,07 %, |
wobei die Summe aus V- und Nb-Gehalt ≥ 0,020 % ist,
Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.
[0008] Bei erfindungsgemäßem Stahl sind die einzelnen Legierungskomponenten so gewählt,
dass ein den sich stellenden Anforderungen optimal gerecht werdendes Eigenschaftsprofil
erreicht ist. Dies wird durch die erfindungsgemäß vorgegebenen Gehalte an Cr, Ni und
N sowie die Mindestsumme der Gehalte an Nb und V erreicht. Indem die erfindungsgemäß
vorgegebenen Gehaltsbereiche für diese Legierungselemente eingehalten werden, werden
eine besonders hohe Zähigkeit, eine gute Durchhärtbarkeit, eine verbesserte Anlassbeständigkeit
und eine besonders feine Kornstruktur erreicht. Gleichzeitig ist erfindungsgemäßer
Stahl gut kaltverformbar und besitzt im fertig verarbeiteten Zustand hohe Festigkeiten.
Zudem zeichnet er sich durch eine hohe Kerbschlagzähigkeit sowie eine so niedrige
Sprödbruchübergangstemperatur aus, dass es erst bei Temperaturen zum Sprödbruch kommt,
die wesentlich niedriger liegen als die Sprödbruchtemperatur von aus dem Stand der
Technik bekannten Stählen.
[0009] Die im Bereich von 0,08 - 0,25 Gew.-% liegenden C-Gehalte sorgen für die gute Tieftemperaturbeständigkeit
erfindungsgemäßer Stähle. Besonders positive Ergebnisse ergeben sich in diesem Zusammenhang
dann, wenn der C-Gehalte 0,16 - 0,23 Gew.-% beträgt.
[0010] Durch die Eingrenzung der Cr-Gehalte auf 0,40 - 0,80 Gew.-% in Kombination mit Mo-Gehalten,
die 0,30 - 0,50 Gew.-% betragen, wird die gute Durchhärtbarkeit und Anlassbeständigkeit
des erfindungsgemäßen Stahls erreicht. Die Sicherheit, mit der diese kombinierte Wirkung
erzielt wird, kann dabei dadurch erhöht werden, dass die Cr-Gehalt auf 0,40 - 0,65
Gew.-% und die Mo-Gehalte auf 0,35 - 0,50 Gew.-% eingestellt werden.
[0011] Ni-Gehalte von 0,70 - 1,20 Gew.-%, insbesondere 0,75 - 1,00 Gew.-%, bewirken in erfindungsgemäßem
Stahl die besonders hervorzuhebende gute Tieftemperaturzähigkeit.
[0012] Die Gehalte an Al von 0,020 - 0,060 Gew.-%, insbesondere 0,020 - 0,045 Gew.-%, und
N von 0,007 - 0,018 Gew.-%, insbesondere 0,007 - 0,015 Gew.-%, führen in erfindungsgemäßen
Stählen zu einer besonderes feinen Kornstruktur.
[0013] Schließlich ist dadurch, dass erfindungsgemäßer Stahl in der Summe mindestens 0,02
Gew.-% Nb und V enthält und gleichzeitig die Gehalte an V auf max. 0,15 Gew.-% und
Nb auf max. 0,07 Gew.-% beschränkt sind, sichergestellt, dass das angestrebte Feinkorngefüge
auch bei höheren Temperaturen noch erhalten bleibt. Überraschend hat sich in diesem
Zusammenhang herausgestellt, dass dieser Effekt besonders sicher dann eintritt, wenn
der erfindungsgemäße Stahl frei von Vanadium ist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung
ist V daher in erfindungsgemäßem Stahl gar nicht bzw. nur als unvermeidbare Verunreinigung
vorhanden.
[0014] Das Feinkorn bleibt auch im Zuge der Vergütungsbehandlung stabil. So weist erfindungsgemäßer,
fertig verarbeiteter Stahl regelmäßig eine Austenitkorngröße auf, die feiner als ASTM
10 ist. Die Feinheit des Gefüges erfindungsgemäßen Stahls ist damit wesentlich größer
als die von bekannten Stählen, für die gemäß der DIN 17 115 eine Austenitkorngröße
von ASTM 5 gefordert wird.
[0015] Mit der Erfindung steht somit ein Stahl zur Verfügung, der auch bei tiefen Temperaturen
noch eine hervorragende Zähigkeit besitzt. Aufgrund der günstigen Kombination seiner
Eigenschaften ist die Gefahr eines Bruchs eines aus erfindungsgemäßem Stahl erzeugten
Bauteils auch unter ungünstigen, harten Betriebsbedingungen auf ein Minimum reduziert.
[0016] Erfindungsgemäßer Stahl wird bevorzugt zu Walzstahl verarbeitet. Ziel der Verarbeitung
ist es, über jeden der Verarbeitungsschritte das möglichst feinkörnige Gefüge des
erfindungsgemäßen Stahls zu bewahren. Dies umfasst nicht nur die während des Erwärmens
und Walzens durchgeführten Prozessschritte, sondern auch die Glühbehandlungen, die
vor und nach der Verformung zum Bauteil durchgeführt werden. So werden erfindungsgemäß
die Wärm- und Abwalzbedingungen so gewählt, dass trotz einsetzender Diffusionsvorgänge
beim Wärmen hohe Walztemperaturen vermieden werden, um die Entstehung von grobem Korn
zu unterdrücken. Die Temperaturen bei der weiteren Umformung werden durch einen geregelten
Entzug von Energie bei der Warmumformung zudem so gewählt, dass das angestrebte Gefüge
mit seiner feinkörnigen Struktur erhalten wird. Ein beschleunigter Wärmeentzug direkt
nach der letzten Umformarbeit verhindert dabei im Sinne eines "Einfrierens" des zuletzt
erreichten Gefügezustands unerwünschte Ausscheidungsvorgänge, die andernfalls eine
Abnahme der Härte und Zähigkeit zur Folge hätten. Stattdessen werden durch eine Langzeitwärmebehandlung
gezielte Ausscheidungszustände der Carbonitride hinsichtlich ihrer Größe und Verteilung
hergestellt, um die für eine Kaltverformung des Stahls zum jeweiligen Bauteil gewünschten
relativ niedrigen Werkstofffestigkeiten des Stahls im warmgewalzten Zustand zu erhalten.
[0017] Aufgrund seines besonderen Eigenschaftsspektrums eignet sich erfindungsgemäßer Stahl
insbesondere zur Herstellung von hochfesten Bauteilen durch Kaltverformen mit nachfolgendem
Vergüten. Bei diesen Bauteilen kann es sich beispielsweise um Mittel zum Tragen, Ziehen,
Heben, Fördern oder Sichern von Lasten handeln, die der höchsten Festigkeitsklasse
zugeordnet sind. Derartige unter dem Oberbegriff Anschlag- und Zurrmittel zusammengefasste
Gegenstände umfassen beispielsweise Anschlagpunkte, Haken, Bügel, Ösen, Ketten, Gelenke,
Wirbelelemente, Wippen, Streben, Spindel- und Ratschenspanner, Lastböcke und Vergleichbares.
[0018] Auch lassen sich aus erfindungsgemäßem Stahl Mittel zum Verbinden von Bauelementen
mit hervorragenden Gebrauchseigenschaften fertigen. Bei diesen Bauelementen handelt
es sich beispielsweise um Bolzen oder andere Verbindungs- oder Kraftübertragungselemente,
wie Schrauben, Klemmen, Stangen oder Vergleichbares.
[0019] Ein Anwendungsgebiet, für das sich erfindungsgemäßer Stahl besonders gut verwenden
lässt, ist die Herstellung von Ketten. Aus erfindungsgemäß beschaffenem Stahl erzeugte
Ketten ertragen auch in großer Kälte sicher hohe Belastungen, ohne dass die Gefahr
eines Bruchs oder vergleichbare Beschädigungen auftreten. So lassen sich aus erfindungsgemäßem
Stahl Rundstahlketten, insbesondere geschweißte Rundstahlketten, herstellen, die höchsten
Anforderungen sicher gewachsen sind.
[0020] Die aus erfindungsgemäßem Stahl gefertigten Bauteile besitzen regelmäßig eine Festigkeit
von mindestens 1200 MPa, insbesondere mehr als 1550 MPa, 1600 MPa oder 1650 MPa. Hervorzuheben
ist in diesem Zusammenhang, dass bei einer Festigkeit von mindestens 1550 MPa die
Sprödbruchübergangstemperatur FATT der aus erfindungsgemäßem Stahl gefertigten Bauteile
regelmäßig bei höchstens - 60 °C liegt. Diese Grenztemperatur ist deutlich niedriger
als bei bekannten Stählen.
[0021] Ebenso bemerkenswert ist, dass bei aus erfindungsgemäßem Stahl erzeugten Bauteilen
der Kerbschlagarbeitswert regelmäßig mehr als 45 J beträgt und das jeweilige Bauteil
eine technische Rissinitiierungszähigkeit J
IC von mehr als 170 N/mm bei -60 °C, insbesondere mehr als 185 N/mm aufweist. Der Rissinitiierungszähigkeit
J
IC ist ein in der ASTM 1820 definierter Wert, der eine Bewertung der Zähbruchneigung
eines Stahlwerkstoffs ermöglicht.
[0022] Die hohe Zähigkeit des erfindungsgemäßen Stahls macht sich auch darin bemerkbar,
dass die aus solchem Stahl erzeugten Bauteile regelmäßig eine Bruchdehnung von mehr
als 28 % aufweisen.
[0023] Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
[0024] Ein Stahl mit (in Gew.-%)
0,19 %C,
0,20 % Si,
1,31 % Mn,
0,005 % P,
0,010 % S,
P-Gehalt + S-Gehalt = 0,015 %,
0,45 % Cr,
0,37 % Mo,
0,88 % Ni,
0,400 % Al,
0,008 % N,
0,01 % V,
0,06 % Nb,
(V-Gehalt + Nb-Gehalt = 0,07 %),
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen
ist erschmolzen und zu einem Walzstahl verarbeitet worden. Um nach dem Warmwalzen
ein möglichst feinkörniges Gefüge des erhaltenen Produktes sicherzustellen, sind während
des Warmwalzens die Walztemperaturen auf einem niedrigen Niveau gehalten worden. Zusätzlich
ist zwischen jedem Walzschritt eine Kühlung des Walzgutes durchgeführt worden, um
durch die Warmverformung selbst erzeugte Wärme abzuführen. Unmittelbar nach dem Warmwalzen
ist das erhaltene Warmwalzprodukt abgeschreckt worden, um die bei Verlassen der Warmwalzstrecke
vorhandene feinkörnige Struktur des Stahls so einzufrieren, dass sie auch in den sich
anschließenden Verarbeitungsschritten sicher erhalten bleibt.
[0025] Nach dem Warmwalzen und einer Langzeitwärmebehandlung, die für die Einstellung einer
für die anschließende Kaltverformung günstige Festigkeit erfolgte, ist der Walzstahl
zu Kettengliedern geformt worden, die nach dem Zusammensetzen der Kette durch Schweißen
geschlossen worden sind.
[0026] Die auf diese Weise erzeugten Ketten wiesen eine feine Kornstruktur von ASTM 11,
eine Festigkeit von 1270 N/mm
2 und eine bei dieser Festigkeit ermittelte Sprödbruchübergangstemperatur FATT von
-70 °C auf. Ihr Kerbschlagarbeitswert lag bei 557 J bei -60 °C Prüftemperatur und
die Bruchdehnung betrug 28 %.
[0027] Im beigefügten Diagramm ist für erfindungsgemäßen Stahl der Verlauf des Zähbruchwertes
J-Integral über die Risserweiterung REW bei einer Temperatur von - 60 °C für eine
normalisierte Anfangsrisslänge a/w von 0,4 aufgetragen. Es zeigt sich, dass bei dem
technisch relevanten Beginn der stabilen Risserweiterung eine Rissinitiierungszähigkeit
J
IC.von 185 N/mm
2 vorliegt.
1. Stahl zur Herstellung von hochfesten Bauteilen mit herausragender Tieftemperaturzähigkeit,
der folgende Zusammensetzung aufweist (in Gew.-%):
| C: |
0,08 - 0,25 %, |
| Si: |
0,10 - 0,30 %, |
| Mn: |
0,80 - 1,60 %, |
| P: |
≤ 0,020 %, |
| S: |
≤ 0,015 %, |
wobei die Summe aus P- und S-Gehalt ≤ 0,030 % ist,
| Cr: |
0,40 - 0,80 %, |
| Mo: |
0,30 - 0,50 %, |
| Ni: |
0,70 - 1,20 %, |
| Al: |
0,020 - 0,060 %, |
| N: |
0,007 - 0,018 %, |
| V: |
≤ 0, 15 %, |
| Nb: |
≤ 0,07 %, |
wobei die Summe aus V- und Nb-Gehalt ≥ 0,020 % ist, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.
2. Stahl gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sein C-Gehalt 0,16 Gew.-% - 0,23 Gew.-% beträgt.
3. Stahl nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sein Mn-Gehalt 1,00 Gew.-% - 1,35 Gew.-% beträgt.
4. Stahl nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sein Cr-Gehalt 0,40 Gew.-% - 0,65 Gew.-% beträgt.
5. Stahl nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sein Mo-Gehalt 0,35 Gew.-% - 0,50 Gew.-% beträgt.
6. Stahl nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sein Ni-Gehalt 0,75 Gew.-% - 1,00 Gew.-% beträgt.
7. Stahl nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sein Al-Gehalt 0,020 Gew.-% - 0,045 Gew.-% beträgt.
8. Stahl nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sein N-Gehalt 0,007 Gew.-% - 0,015 Gew.-% beträgt.
9. Stahl nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Austenitkorngröße aufweist, die feiner als ASTM 10 ist.
10. Verwendung eines gemäß einem der voranstehenden Ansprüche zusammengesetzten Stahls
zur Herstellung von hochfesten Bauteilen durch Kaltverformen mit anschließender Vergütung.
11. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile Mittel zum Tragen, Ziehen, Heben, Fördern oder Sichern von Lasten sind.
12. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile Mittel zum Verbinden von Bauelementen sind.
13. Verwendung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile Ketten sind.
14. Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ketten Rundstahlketten sind.
15. Verwendung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ketten geschweißt sind.
16. Verwendung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile eine Festigkeit von mindestens 1200 MPa besitzen.
17. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Festigkeit mindestens 1550 MPa beträgt.
18. Verwendung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Festigkeit mindestens 1600 MPa, insbesondere mindestens 1650 MPa, beträgt.
19. Verwendung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Festigkeit von mindestens 1550 MPa die Sprödbruchübergangstemperatur FATT
der Bauteile bei höchstens - 60 °C liegt.
20. Verwendung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerbschlagarbeitswert mehr als 45 J beträgt.
21. Verwendung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Bauteils eine technische Rissinitiierungszähigkeit JIC von mehr als 170 N/mm2 aufweist.
22. Verwendung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die technische Rissinitiierungszähigkeit JIC mehr als 185 N/mm2 beträgt.
23. Verwendung nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile eine Bruchdehnung von mehr als 28 % aufweisen.
1. Steel for the production of high-strength components with excellent low-temperature
toughness, having the following composition (in % by weight):
| C: |
0.08 to 0.25 %, |
| Si: |
0.10 to 0.30 %, |
| Mn: |
0.80 to 1.60 %, |
| P: |
≤ 0.020 %, |
| S: |
≤ 0.015 %, |
the sum of the P and S content being ≤ 0.030 %,
| Cr: |
0.40 to 0.80 %, |
| Mo: |
0.30 to 0.50 %, |
| Ni: |
0.70 to 1.20 %, |
| Al: |
0.020 to 0.060 %, |
| N: |
0.007 to 0.018 %, |
| V: |
≤ 0.15 %, |
| Nb: |
≤ 0.07 %, |
the sum of the V and Nb content being ≥ 0.020 %, the remainder being iron and inevitable
impurities.
2. Steel according to Claim 1, characterised in that its C content is from 0.16 % by weight to 0.23 % by weight.
3. Steel according to any one of the preceding claims, characterised in that its Mn content is from 1.00 % by weight to 1.35 % by weight.
4. Steel according to any one of the preceding claims, characterised in that its Cr content is from 0.40 % by weight to 0.65 % by weight.
5. Steel according to any one of the preceding claims, characterised in that its Mo content is from 0.35 % by weight to 0.50 % by weight.
6. Steel according to any one of the preceding claims, characterised in that its Ni content is from 0.75 % by weight to 1.00 % by weight.
7. Steel according to any one of the preceding claims, characterised in that its Al content is from 0.020 % by weight to 0.045 % by weight.
8. Steel according to any one of the preceding claims, characterised in that its N content is from 0.007 % by weight to 0.015 % by weight.
9. Steel according to any one of the preceding claims, characterised in that it has an austenite grain size that is finer than ASTM 10.
10. Use of a steel composed according to any one of the preceding claims for the production
of high-strength components by cold forming with subsequent temper-hardening.
11. Use according to Claim 10, characterised in that the components are means for the carrying, pulling, lifting, conveying or securing
of loads.
12. Use according to Claim 10, characterised in that the components are means for the connection of structural elements.
13. Use according to any one of Claims 10 to 12, characterised in that the components are chains.
14. Use according to Claim 13, characterised in that the chains are round steel chains.
15. Use according to either Claim 13 or Claim 14, characterised in that the chains are welded.
16. Use according to any one of Claims 10 to 15, characterised in that the components have a strength of at least 1,200 MPa.
17. Use according to Claim 16, characterised in that the strength is at least 1,550 MPa.
18. Use according to either Claim 16 or Claim 17, characterised in that the strength is at least 1,600 MPa, in particular at least 1,650 MPa.
19. Use according to any one of Claims 10 to 18, characterised in that at a strength of at least 1,550 MPa, the fracture appearance transition temperature
FATT of the components is at most -60 °C.
20. Use according to any one of Claims 10 to 19, characterised in that the notch impact working value is more than 45 J.
21. Use according to any one of Claims 10 to 20, characterised in that the material of the component has a technical crack initiation toughness JIC of more than 170 N/mm2.
22. Use according to Claim 21, characterised in that the technical crack initiation toughness JIC is more than 185 N/mm2.
23. Use according to any one of Claims 10 to 22, characterised in that the components exhibit an elongation at break of more than 28 %.
1. Acier destiné à fabriquer des éléments à haute résistance mécanique et excellente
ténacité à basse température, lequel acier présente la composition suivante (en %
en poids):
| C: |
0, 08 - 0,25 %, |
| Si: |
0,10 - 0,30 %, |
| Mn: |
0,80 - 1,60 %, |
| P: |
≤ 0,020 %, |
| S: |
≤ 0,015 %, |
la somme des teneurs en P et en S étant ≤ 0,030 %,
| Cr: |
0,40 - 0,80 %, |
| Mo: |
0,30 - 0,50 %, |
| Ni: |
0,70 - 1,20 %; |
| Al: |
0,020 - 0,060 %, |
| N: |
0,007 - 0,018 %, |
| V: |
≤ 0,15 %, |
| Nb: |
≤ 0,07 %, |
la somme des teneurs en V et en Nb étant ≥ 0,020 %, le solde étant du fer et les impuretés
inévitables.
2. Acier selon la revendication 1, caractérisé en ce que sa teneur en C est comprise entre 0,16 % en poids et 0,23 % en poids.
3. Acier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa teneur en Mn est comprise entre 1,00 % en poids et 1,35 % en poids.
4. Acier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa teneur en Cr est comprise entre 0,40 % en poids et 0,65 % en poids.
5. Acier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa teneur en Mo est comprise entre 0,35 % en poids et 0,50 % en poids.
6. Acier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa teneur en Ni est comprise entre 0,75 % en poids et 1,00 % en poids.
7. Acier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa teneur en Al est comprise entre 0,020 % en poids et 0,045 % en poids.
8. Acier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa teneur en N est comprise entre 0,007 % en poids et 0,015 % en poids.
9. Acier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente une granulométrie austénitique plus fine que celle d'un acier ASTM 10.
10. Utilisation d'un acier qui présente une composition selon l'une des revendications
précédentes, pour la fabrication d'éléments à haute résistance mécanique, par déformation
à froid et ensuite revenu.
11. Utilisation selon la revendication 10, caractérisée en ce que les éléments sont des moyens pour porter, tirer, lever, transporter ou fixer des
charges.
12. Utilisation selon la revendication 10, caractérisée en ce que les éléments sont des moyens de liaison de composants de construction.
13. utilisation selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisée en ce que les éléments sont des chaînes.
14. Utilisation selon la revendication 13, caractérisée en ce que les chaînes sont des chaînes en acier rond.
15. Utilisation selon les revendications 13 ou 14, caractérisée en ce que les chaînes sont soudées.
16. Utilisation selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisée en ce que les éléments ont une résistance mécanique d'au moins 1 200 MPa.
17. Utilisation selon la revendication 16, caractérisée en ce que la résistance mécanique est d'au moins 1 550 MPa.
18. Utilisation selon les revendications 16 ou 17, caractérisée en ce que la résistance mécanique est d'au moins 1 600 MPa et en particulier d'au moins 1 650
MPa.
19. Utilisation selon l'une des revendications 10 à 18, caractérisée en ce que pour une résistance mécanique d'au moins 1 550 MPa, la température de transition
de rupture fragile FATT des éléments est d'au plus -60° C.
20. Utilisation selon l'une des revendications 10 à 19, caractérisée en ce que le travail de percussion sur éprouvette entaillée est supérieur à 45 J.
21. Utilisation selon l'une des revendications 10 à 20, caractérisée en ce que le matériau de l'élément présente une ténacité technique à l'amorçage des fissures
JIC supérieure à 170 N/mm2.
22. Utilisation selon la revendication 21, caractérisée en ce que le matériau de l'élément présente une ténacité technique à l'amorçage des fissures
JIC supérieure à 185 N/mm2.
23. Utilisation selon l'une des revendications 10 à 22, caractérisée en ce que les éléments ont un allongement à la rupture supérieur à 28 %.
