SE526881C2 - Secretion curable austenitic alloy, use of the alloy and preparation of a product of the alloy - Google Patents
Secretion curable austenitic alloy, use of the alloy and preparation of a product of the alloyInfo
- Publication number
- SE526881C2 SE526881C2 SE0104192A SE0104192A SE526881C2 SE 526881 C2 SE526881 C2 SE 526881C2 SE 0104192 A SE0104192 A SE 0104192A SE 0104192 A SE0104192 A SE 0104192A SE 526881 C2 SE526881 C2 SE 526881C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- alloy
- weight
- content
- heat treatment
- product
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 230000028327 secretion Effects 0.000 title 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 14
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 20
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 11
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 10
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018054 Ni-Cu Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018481 Ni—Cu Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- -1 chromium carbides Chemical class 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910018523 Al—S Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000943 NiAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000639 Spring steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 210000004262 dental pulp cavity Anatomy 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 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 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005491 wire drawing Methods 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
- C22C38/02—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
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
-
- 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
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
- C21D8/0236—Cold rolling
-
- 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
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
-
- 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
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- 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
- C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of 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
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Dental Preparations (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
- Springs (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
Abstract
Description
20 25 30 ;--f_"¿°._:s::-.. 2 deformationshårdnande vilket innebär att endast måttliga reduktioner är möjliga *t undvika sprickbildning vid tillverkningsprocessen. Som fjäderstål används alternativt stål av typen AlSl 304 och AlSl 316. Dessa stål är högre legerade samt har lägre kolhalt än stål av typen AlSl 302 och AlSl 631. Detta medför att en högre reduktionsgrad kan tillåtas i denna typ av stål. Nackdelen med dessa stål är att de resulterande produktegenskaperna som är väsentliga för en god tjäderfunktion ofta är sämre än för stål av AlSl 302 och AlSl 631 . Ett exempel på en sådan egenskap är relaxationsmotståndet, vilket beskriver en fläders förmåga att bibehålla fiäderkraft över tiden. 20 25 30; - f_ "¿° ._: s :: - .. 2 deformation hardening which means that only moderate reductions are possible * t avoid cracking during the manufacturing process. As spring steel, alternatively steel of the type AlSl 304 and AlSl 316 are used. steels are higher alloyed and have a lower carbon content than steels of the type AlSl 302 and AlSl 631. This means that a higher degree of reduction can be allowed in this type of steel. worse than for AlSl 302 and AlSl 631 steels.An example of such a property is the relaxation resistance, which describes an fl spring's ability to maintain kraft force over time.
US-A-6,106,639 beskriver ett Cr-Ni-Cu stål vilket kan reduceras kraftigt mellan glödgningar. l exemplifieringen anges en hållfasthet av 1856 MPa vid en reduktion av s =3,41 (5,5 till 1 mm). Detta ställs mot specificerad hållfasthet enligt standard på 2050 MPa. En värmebehandling måste enligt US- A-6,106,639 utföras för att legeringen ska uppnå hållfasthetsvärden enligt denna standard. Legeringen enligt US-A-6,106,639 innehåller koppar som hållfasthetshöjande element vid värmebehandling. l US-A-6,048,416 beskrivs ett Cr-Ni-Cu-stål avsett för armering av fordonsdäck i form av höghållfast tråd. För att uppnå önskade egenskaper måste legeringen enligt US-A-6,048,416, sammansättningsmässigt ligga inom ett stabilitetsintervall uttryckt i ett så kallat JM-värde (JM=551462x(C%+N%)- 9,2xSi%-20xMn%-13,7xCr%-29x(Ni%+Cu%)-18,5xMo%), vilket ska vara större än -55 men mindre än -30. I legeringen enligt uppfinningen begränsas den kumulativa logaritmiska (e=2*ln(S0/Sf) reduktionsgraden till maximalt 4. Detta svarar mot en maximal areareduktion vid tråddragning på 98%. Legeringen enligt US-A-6,048,416 innehåller förutom koppar inget utskiljningshärdande element.US-A-6,106,639 discloses a Cr-Ni-Cu steel which can be greatly reduced between annealing. In the example, a strength of 1856 MPa is stated at a reduction of s = 3.41 (5.5 to 1 mm). This is set against the specified strength according to the standard of 2050 MPa. A heat treatment must be performed according to US-A-6,106,639 for the alloy to achieve strength values according to this standard. The alloy according to US-A-6,106,639 contains copper as a strength-enhancing element in heat treatment. US-A-6,048,416 discloses a Cr-Ni-Cu steel intended for the reinforcement of vehicle tires in the form of high-strength wire. In order to achieve the desired properties, the alloy according to US-A-6,048,416, in composition must be within a stability range expressed in a so-called JM value (JM = 551462x (C% + N%) - 9.2xSi% -20xMn% -13.7xCr % -29x (Ni% + Cu%) - 18.5xMo%), which should be greater than -55 but less than -30. In the alloy according to the invention, the cumulative logarithmic (e = 2 * ln (S0 / Sf) degree of reduction is limited to a maximum of 4. This corresponds to a maximum area reduction in wire drawing of 98%.
Sammanfattning av uppfinningen Det är därför ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla en höghållfast, utskiljningshärdbar, austenitisk, rostfri stållegering innehållande en väl avvägd mängd aluminium och en hög kiselhalt, en produkt som är 0 000 10 15 20 25 30 526 sar * vu an. 3 reducerad genom kallbearbetning, speciellt dragning, utan mellanliggande xfärmebehandling, vars hållfasthet ökar genom slutlig värmebehandling vid 300°C till 500°C med minst 14%, som uppvisar en kraftförlust som är mindre än 3,0% vid 1400 N under 24 timmar för användning i tjäderapplikationer, såsom fjädrar av rundtråd och bandstål och i medicinska applikationer, såsom kirurgiska och dentala instrument.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a high strength, precipitation hardenable, austenitic, stainless steel alloy containing a well-balanced amount of aluminum and a high silicon content, a product which is 0 000 10 15 20 25 30 526 sar * vu an. 3 reduced by cold working, in particular drawing, without intermediate xpharm treatment, the strength of which is increased by final heat treatment at 300 ° C to 500 ° C by at least 14%, showing a power loss of less than 3.0% at 1400 N for 24 hours for use in capercaillie applications, such as round wire and strip steel springs and in medical applications, such as surgical and dental instruments.
Dessa syften uppfylls enligt föreliggande uppfinning med en höghållfast, utskiljningshärdbar, austenitisk rostfri stållegering som innehåller (i vikt-%): C O-0,07 Si 0,5-3,0 N 0-0,1 Cr 15,0-20,0 Ni 7,0-12,0 AI 0,25-1,5 Cu 0 s Cu s 4,0 Mn 0-3,0 Mo 0-2,0 Ti 0-1,0 resten Fe och normalt förekommande föroreningar och tillsatser.These objects are achieved according to the present invention with a high strength, precipitation hardenable, austenitic stainless steel alloy containing (in% by weight): C O-0.07 Si 0.5-3.0 N 0-0.1 Cr 15.0-20 .0 Ni 7.0-12.0 AI 0.25-1.5 Cu 0 s Cu s 4.0 Mn 0-3.0 Mo 0-2.0 Ti 0-1.0 residue Fe and normally occurring impurities and additives.
Kort beskrivning av figurerna Figur 1 visar fjädrarnas kraftförlust efter 24 timmar för material enligt uppfinningen jämfört med AlSl 302 och charge nr 150725.Brief Description of the Figures Figure 1 shows the power loss of the springs after 24 hours for materials according to the invention compared to AlS1302 and charge No. 150725.
Figur 2 visar brottgränsen för material enligt uppfinningen jämfört med AlSl 302* (* - med mellanliggande värmebehandling) och charge nr 150725.Figure 2 shows the yield strength of materials according to the invention compared with AlSl 302 * (* - with intermediate heat treatment) and charge no. 150725.
Figur 3 visar brottgränsen som logaritmisk funktion av den kumulativa reduktionsgraden för material enligt uppfinningen jämfört charge nr 150725. . n n n o c a . a n c n nu n n »avan- n 00000 10 15 20 25 30 526 881 få 'i - 'Éï*- 4 Figur 4 visar schematiskt ett segment av ett möjligt utförande av en expanderring i en sidcvy.Figure 3 shows the yield strength as a logarithmic function of the cumulative degree of reduction for materials according to the invention compared to charge no. 150725.. n n n o c a. a n c n nu n n »avan- n 00000 10 15 20 25 30 526 881 få 'i -' Éï * - 4 Figure 4 schematically shows a segment of a possible design of an expander ring in a side view.
Figur 5 visar i flgur 5a ringen sedd från ovan. Ändarna pressas mot varandra med kraften F, i figur 5b visas ringen sedd från sidan, ändarna pressas mot varandra med kraften F och ifigur 5c visas en del av expanderringen som utgör ett fasonfjäderelement och hur detta påverkas av kraften F.Figure 5 shows in Figure 5a the ring seen from above. The ends are pressed against each other with the force F, Figure 5b shows the ring seen from the side, the ends are pressed against each other with the force F and Figure 5c shows a part of the expander ring which forms a spring element and how this is affected by the force F.
Figur 6 visar olika utföringsformer för bandfjädrar.Figure 6 shows different embodiments for band springs.
Detaljerad beskrivning av uppfinningen Legeringsämnenas betydelse för föreliggande legering är följande: 591 (C) har en hög benägenhet att förena sig med krom vilket innebär att kromkarbider utfälls i kristalkorngränserna, varigenom den omgivande grundmassan utarmas på krom. Vid höga kolhalter försämras således korrosionsegenskaperna hos materialet, det uppstår även problem med försprödning vilket främst vållar problem då tråden formas till fjädrar. Kolhalten bör därför hållas på en så låg nivå som möjligt, max 0,07 vikt-%, företrädesvis 0,025 vikt-%. _K_isgl (Si) har en ferritstablliserande effekt vilket medför att en för hög kiselhalt ger en tvåfasstruktur. Kiselhalten bör därför ej överstiga 3,0 vikt-%. Kisel är emellertid också gynnsamt i och med att det bidrar till en större hållfasthetsökning vid värmebehandling av den kallbearbetade produkten.Detailed description of the invention The significance of the alloying elements for the present alloy is as follows: 591 (C) has a high tendency to combine with chromium, which means that chromium carbides precipitate in the crystal grain boundaries, whereby the surrounding matrix is depleted of chromium. At high carbon contents, the corrosion properties of the material thus deteriorate, there are also problems with embrittlement, which mainly causes problems when the wire is formed into springs. The carbon content should therefore be kept as low as possible, max. 0.07% by weight, preferably 0.025% by weight. _K_isgl (Si) has a ferrite stabilizing effect, which means that too high a silicon content gives a two-phase structure. The silicon content should therefore not exceed 3.0% by weight. However, silicon is also favorable in that it contributes to a greater increase in strength during heat treatment of the cold-worked product.
Kiselhalten bör därför inte understiga 0,5 vikt-% och skall ligga i intervallet 0,5 till 3,0 vikt-%, företrädesvis mellan 0,5 och 2,5 vikt-%, helst 0,5 till 1,5 vikt-%.The silicon content should therefore not be less than 0.5% by weight and should be in the range 0.5 to 3.0% by weight, preferably between 0.5 and 2.5% by weight, preferably 0.5 to 1.5% by weight. %.
Kväve (N) är ett legeringselement som tillsammans med aluminium bildar icke önskvärda spröda slaggar i form av aluminiumnitrlder. Kväve ökar dessutom deformationshårdnandet vid kallbearbetning, vilket är till nackdel i föreliggande uno-an 526 881 u n I . | p u n n - u ø a ø o ø ø ø oc 5 uppfinning. Det är därför av största vikt att kvävehalten hålls på en så låg nivå som möiligt, 0,1. vikt-Vd, företrädesvis 0,05 vikt-%. _K_ro_m (Cr) är ett mycket väsentligt legeringselement vad beträffar materialets 5 korrosionsbeständighet. Detta beror på kroms förmåga att bilda ett passivt lager Cr2O3 på stålets yta. För att detta passiva skikt ska bildas, krävs att kromhalten överstiger ca 12,0 vikt-%, därutöver förbättras korrosionsmotståndet med ökad kromhalt. En annan fördel med krom är att materialets austenitiska struktur stabiliseras mot ombildning till maitensit vid kallbearbetning. Krom är dock 10 ferritstabiliserande, varför halten ej får vara för hög. l legeringen enligt föreliggande uppfinning bör därför kromhalten inte vara lägre än 15,0 vikt-% och ej högre än 20,0 vikt-%, företrädesvis ligga i intervallet 16,0 till 19,0 vikt-%. fljçkej (Ni) är ett legeringselement som itillräcklig mängd garanterar att 15 materialet får en austenitisk struktur vid rumstemperatur. Dessutom förbättras duktiliteten med ökadnickelhalt. Nickel är emellertid ett dyrt legeringselement och höga halter medför ett långsamt deformationshårdnande, vilket i sin tur medför svårigheter att uppnå tillräcklig hållfasthet. Nickelhalten bör därför ligga inom intervallet 7,0 till12,0 vikt-%, företrädesvis mellan 8,0 till11,0 vikt-%, helst 20 inom intervallet 9,0 till 10,0 vikt-%.Nitrogen (N) is an alloying element which, together with aluminum, forms undesirable brittle slag in the form of aluminum nitrides. Nitrogen also increases the deformation hardening during cold working, which is to the disadvantage of the present unit 526 881 u n I. | p u n n - u ø a ø o ø ø ø ø oc 5 invention. It is therefore of the utmost importance that the nitrogen content is kept at as low a level as possible, 0.1. weight Vd, preferably 0.05 wt%. _K_ro_m (Cr) is a very important alloying element in terms of the corrosion resistance of the material. This is due to the ability of chromium to form a passive layer of Cr2O3 on the steel surface. In order for this passive layer to form, it is required that the chromium content exceeds about 12.0% by weight, in addition, the corrosion resistance is improved with increased chromium content. Another advantage of chromium is that the austenitic structure of the material is stabilized against conversion to maitensite during cold working. However, chromium is 10 ferrite stabilizing, so the content must not be too high. Therefore, in the alloy of the present invention, the chromium content should not be lower than 15.0% by weight and not higher than 20.0% by weight, preferably in the range 16.0 to 19.0% by weight. fl jçkej (Ni) is an alloying element which in sufficient quantity guarantees that the material has an austenitic structure at room temperature. In addition, ductility is improved with increased nickel content. However, nickel is an expensive alloying element and high levels lead to a slow deformation hardening, which in turn causes difficulties in achieving sufficient strength. The nickel content should therefore be in the range 7.0 to 12.0% by weight, preferably between 8.0 to 11.0% by weight, most preferably in the range 9.0 to 10.0% by weight.
Aluminium (Al) är ett centralt legeringselement i föreliggande uppfinning.Aluminum (Al) is a key alloying element in the present invention.
Aluminium tillsattes som utskiljningshärdande element för att höja hållfastheten vilket i sin tur påverkar relaxationsmotståndet. Vid utskiljningshärdning vid 350- :q-z zs 500 °c av kaiibearbetad tråd bildas det uiskiiiningar i fdrm av ß-NiAi, vilket _: _ höjer de mekaniska egenskaperna i skillnad till hittills kända material. Denna effekt är av största betydelse då tråden ska användas som fjädrar vars relaxationsmotstånd måste uppfylla mycket höga krav. En nackdel med aluminium är att det är ferritstabiliserande varför aluminiumhalten begränsas till 30 max 1,5 vikt-%. Mot bakgrund av ovanstående bör dock halten aluminium vara .wa minst 0,25 vikt-% och företrädesvis ligga i intervallet 0,4-1,0 vikt-%. 526 881 ~ r Q a n c n n o o n » o. 6 ßggg (Cu) är ett legeringselement som har två viktiga egenskaper. För det första är koppar ett austenitstabiliserande element och för det andra sänker koppar materialets deformationshårdnande och medför förbättrad duktilitet.Aluminum was added as a precipitation hardening element to increase the strength, which in turn affects the relaxation resistance. Upon precipitation hardening at 350 DEG-50 DEG C. of 500 ° C of machined wire, deposits are formed in the form of β-NiAl, which increases the mechanical properties in contrast to hitherto known materials. This effect is of the greatest importance when the wire is to be used as springs whose relaxation resistance must meet very high requirements. A disadvantage of aluminum is that it is ferrite stabilizing, which is why the aluminum content is limited to a maximum of 1.5% by weight. In view of the above, however, the aluminum content should be at least 0.25% by weight and preferably in the range 0.4-1.0% by weight. 526 881 ~ r Q a n c n n o o n »o. 6 ßggg (Cu) is an alloying element that has two important properties. Firstly, copper is an austenite stabilizing element and secondly, copper lowers the deformation hardening of the material and leads to improved ductility.
Eftersom materialet ska klara extrema reduktioner utan mellanliggande 5 glödgnlngar måste halten koppar vara så hög som möjligt. Med ökande kopparhalt ökar dock risken för oönskade utskiljningar vilket försämrar materialets duktilitet. Därför bör kopparhalten ligga i intervallet 0 s Cu 2 4,0 vikt- %, företrädesvis mellan 2,0 till 3,5 vikt-%, helst mellan 2,4 till 3,0 vikt-°/>. 10 Mangan (Mn) har liknande inverkan som nickel både med avseende på att bilda austenit vid stelning samt att stabilisera denna mot martensitomvandling vid kallbearbetning. Mangan ökar däremot deformationshårdnandet, vilket nickel inte gör. Detta leder till ett snabbare deformationshårdnande och minskar den maximalt möjliga reduktionsgraden mellan glödgningarna. Manganhalten bör 15 därför begränsas till maximalt 3,0 vikt-%, företrädesvis till 1,0 vikt-%.Since the material must withstand extreme reductions without intermediate annealing, the copper content must be as high as possible. With increasing copper content, however, the risk of unwanted precipitations increases, which impairs the ductility of the material. Therefore, the copper content should be in the range 0 s Cu 2 4.0 wt%, preferably between 2.0 to 3.5 wt%, most preferably between 2.4 to 3.0 wt% />. Manganese (Mn) has a similar effect as nickel both in terms of forming austenite during solidification and in stabilizing it against martensite conversion during cold working. Manganese, on the other hand, increases deformation hardening, which nickel does not. This leads to a faster deformation hardening and reduces the maximum possible degree of reduction between the annealing. The manganese content should therefore be limited to a maximum of 3.0% by weight, preferably to 1.0% by weight.
Molybden (Mo) är ett ferritstabiliserande element som har en kraftigt gynnsam effekt på korrosionsmotståndet i kloridmiljö. Etablerade PRE (Pitting Resistance Equivalent) -formler tilldelar molybden en faktor ~3 ijämförelse med kroms 20 inverkan. En hög molybdenhalt stabiliserar emellertid ferritfasen istål.Molybdenum (Mo) is a ferrite stabilizing element that has a strong beneficial effect on corrosion resistance in chloride environments. Established PRE (Pitting Resistance Equivalent) formulas assign molybdenum a factor ~ 3 compared with chromium effect. However, a high molybdenum content stabilizes the ferrite phase in steel.
Dessutom ökas risken för utskiljning av intermetalliska faser, såsom sigmafas.In addition, the risk of precipitation of intermetallic phases, such as sigma phase, increases.
Molybdenhalten begränsas därför uppåt till 2,0 vikt-%.The molybdenum content is therefore limited upwards to 2.0% by weight.
Iitg (Ti) är liksom aluminium ett utskiljningshärdande element som tillsätts för 25 att höja hållfastheten, vilket i sin tur påverkar relaxationsmotståndet. Dessutom ger titan tillsammans med kisel en kraftig värmebehandlingseffekt redan vid Ijz; låga halter av titan. Titan är dock kraftigt ferritstabiliserande, varför halten ej får vara för hög. Titanhalten begränsas därför upp till 1,0 vikt-%, företrädesvis max 0,75 vikt-%. j::í_ so 526 881 2 " u | c u n a | o o a - o ø a u nu Beskrivning av testförfarandet Försöksmaterialen tillverkades genom smältning i en högfrekvensugn. Därefter helslipades samtliga försöksgöt innan dem smiddes. Smide utfördes på göten 5 till 103x103 mm fallande längd. Värmningstemperaturen låg i intervallet mellan 1240°C och 1260°C. Hålltiden vid full temperatur var 1 timme. Vid efterföljande ämnesbehandling helslipades och ultraljudsprovades ämnena.Iitg (Ti), like aluminum, is a precipitation hardening element that is added to increase the strength, which in turn affects the relaxation resistance. In addition, titanium together with silicon gives a strong heat treatment effect already at Ijz; low levels of titanium. However, titanium is a strong ferrite stabilizer, so the content must not be too high. The titanium content is therefore limited to 1.0% by weight, preferably a maximum of 0.75% by weight. j :: í_ so 526 881 2 "u | cuna | ooa - o ø au nu Description of the test procedure The test materials were manufactured by melting in a high frequency oven. Then all test ingots were completely ground before forging. was in the range between 1240 ° C and 1260 ° C. The holding time at full temperature was 1 hour.
Valstråden i dimensionsområdet ø 5,50 mm - ø 5,60 mm tillverkades genom 10 att värma ämnena till 1200°C - 1240°C, varpå de valsades till färdigdimension och därefter kyldes genom vattensläckning. De varmvalsade trådarna kallbearbetades därefter genom dragning i en konventionell dragmaskin.The rolling wire in the dimension range ø 5.50 mm - ø 5.60 mm was manufactured by heating the blanks to 1200 ° C - 1240 ° C, after which they were rolled to a finished dimension and then cooled by water quenching. The hot rolled yarns were then cold worked by drawing in a conventional drawing machine.
Den kemiska sammansättningen, ivikt-%, hos legeringarna i 15 försöksprogrammet och referensmaterial återfinns i Tabell 1.The chemical composition, weight%, of the alloys in the experimental program and reference materials are found in Table 1.
Tabell 1. Kemisk sammansättning (i vikt-%) 1 2 3 4 0 Aisi 302 150725 c 0,023 0,021 0,023 0,027 0,033 g 0,12 0,011 sr 0,90 1,40 1,37 0,59 0,90 g 2,0 0,51 N 0,021 0,020 0,019 0,010 0,020 g 0,1 0,012 cr 10,45 10,35 10,42 10,40 10,73 2 10,0 17,44 g 19,0 Nr 9,03 9,01 9,73 9,02 9,02 2 0,0 9,40 g 9,5 Ai 0,42 0,93 0,01 0,03 0,44 ----------- __ < 0,003 *Iïf ou 2,99 2,97 2,90 3,00 2,40 ----------- __ 3,02 Mn 0,00 0,93 0,73 0,70 0,93 g 2,0 0,00 M0 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 g 0,00 0,10 10 15 I binic 20 526 881 8 Legeringarnas hållfasthet i kallbearbetat tillstånd och efter värmebehandling vid enaxlig dragprovning framgår av Tabell _, där brottgränsen motsvarar belastningens maximivärde i krafttöjningsdiagrammet. Samtliga legeringar har reducerats till en logaritmisk kumulativ reduktionsgrad av s=3,95 ( motsvarande 98 % areareduktion) utan mellanliggande glödgning. AlSl 302 kunde inte kallbearbetas till s=3,95 utan sprickbildning, varför en glödgningsoperation måste utföras före dragning till färdig dimension. Alla legeringar har dock samma tråddiameter.Table 1. Chemical composition (in% by weight) 1 2 3 4 0 Aisi 302 150725 c 0.023 0.021 0.023 0.027 0.033 g 0.12 0.011 sr 0.90 1.40 1.37 0.59 0.90 g 2.0 0.51 N 0.021 0.020 0.019 0.010 0.020 g 0.1 0.012 cr 10.45 10.35 10.42 10.40 10.73 2 10.0 17.44 g 19.0 No. 9.03 9.01 9, 73 9.02 9.02 2 0.0 9.40 g 9.5 Ai 0.42 0.93 0.01 0.03 0.44 ----------- __ <0.003 * Iïf ou 2.99 2.97 2.90 3.00 2.40 ----------- __ 3.02 Mn 0.00 0.93 0.73 0.70 0.93 g 2, 0 0.00 M0 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 g 0.00 0.10 10 15 I binic 20 526 881 8 The strength of the alloys in the cold-worked state and after heat treatment in single-axis tensile test is shown in Table _, where the breaking limit corresponds to the maximum value of the load in the force strain diagram. All alloys have been reduced to a logarithmic cumulative degree of reduction of s = 3.95 (corresponding to 98% area reduction) without intermediate annealing. AlSl 302 could not be cold worked to s = 3.95 without cracking, so an annealing operation must be performed before drawing to the finished dimension. However, all alloys have the same wire diameter.
Värmebehandlingen genomfördes i samma syfte som för fiäderstål av typen AlSl 302, då en höjning av de mekaniska egenskaperna erhålls. Därigenom påverkas flera viktiga fjäderegenskaper, som t.ex. relaxationsmotståndet, men på ett kraftigare sätt än hittills känt.The heat treatment was carried out for the same purpose as for stainless steel of the AlSl 302 type, when an increase in the mechanical properties is obtained. This affects your important spring properties, such as the resistance to relaxation, but in a stronger way than hitherto known.
Tabell 2. Brottgräns före och efter värmebehandlingen.Table 2. Fracture limit before and after the heat treatment.
Charge nr. Brottgräns efter Brottgräns efter Värmebehandlings- kallbearbetning Värmebehandling effekt [MPa] [MPa] [%] 1 2014 2298* 14,1 2 2132 2496* 17,1 3 2136 2442* 14,3 4 1942 2502* 28,8 5 2162 2482” 14,8 AlSl 302 2140 2370* 10,7 150725 1760 1953* 11,0 * Värmebehandlingstid = 1,5 h, Värmebehandlingstemperatur = 350 °C ** Värmebehandlingstid = 1,0 h, Värmebehandlingstemperatur = 480 °C För utvärdering av relaxationsmotståndet tillverkades fiädrar av typen cylindriska skruvflädrar med ej nedlagda varv. Försöksresultaten framgår av Tabell 3. 10 15 20 25 30 526 881 o a v» ; Q n n u ~ Q o n a - ø o o o aa Tabell 3. Fjäderrnåu Tråddiameter (Di) 0,762 mm Fjädrarnas innerdiameter 6,84 mm Fjädrarnas medeldiameter (Dm) 7,6 mm Stigning 1,52 mm Antal varv (NV) 50,5 st Fjäderkraften (F) och den totala fjädringen (fi) fastställdes vid rumstemperatur med hjälp av en kraft versus töjningskurva. Därefter beräknades fjäderkonstanten (C) och skjuvmodulen (G) med hjälp av ekvation 1 och 2.Charge no. Breaking limit after Breaking limit after Heat treatment - cold processing Heat treatment effect [MPa] [MPa] [%] 1 2014 2298 * 14.1 2 2132 2496 * 17.1 3 2136 2442 * 14.3 4 1942 2502 * 28.8 5 2162 2482 ” 14.8 AlSl 302 2140 2370 * 10.7 150725 1760 1953 * 11.0 * Heat treatment time = 1.5 h, Heat treatment temperature = 350 ° C ** Heat treatment time = 1.0 h, Heat treatment temperature = 480 ° C For evaluation of the relaxation resistance was manufactured fi springs of the cylindrical screw type fl springs with non-closed turns. The experimental results are shown in Table 3. 10 15 20 25 30 526 881 et seq .; Q nnu ~ Q ona - ø ooo aa Table 3. Spring spring Wire diameter (Di) 0.762 mm Inner diameter of the springs 6.84 mm Average diameter of the springs (Dm) 7.6 mm Slope 1.52 mm Number of turns (NV) 50.5 Spring force ( F) and the total suspension (fi) was determined at room temperature using a force versus elongation curve. Then, the spring constant (C) and the shear modulus (G) were calculated using equations 1 and 2.
Ekvation 1. C = (F*Nv)/ft Ekvation 2. G = (8*F*Nv* Df, )/(ft* Df) Relaxationsprovningen genomfördes genom att belasta anlöpta fjädrar med en konstant töjning. Belastningen avlästes varje minut under de fem första minuterna därefter minskade antalet avläsningar. Varje prov stoppades efter ett dygn. Fjädrar från respektive charge belastades initialt på fyra olika nivåer.Equation 1. C = (F * Nv) / ft Equation 2. G = (8 * F * Nv * Df,) / (ft * Df) The relaxation test was performed by loading tempered springs with a constant elongation. The load was read every minute for the first five minutes, then the number of readings decreased. Each sample was stopped after one day. Springs from each charge were initially loaded at four different levels.
Relaxationen beräknades med hjälp av ekvation 3 och resultaten sammanställdes i Figur 1.The relaxation was calculated using Equation 3 and the results were compiled in Figure 1.
Ekvation 3. R = ((F1-F2)/F1)*100 där R = Relaxation F1 = Initial belastning F; = Belastningen vid en given tid I Figur 1 framgår att legeringen med mycket låg aluminiumhalt, dvs charge nr 150725 relaxerar betydligt kraftigare än legeringarna i försöksprogrammet, vilka samtliga har aluminium som ett aktivt legeringselement. Samtliga legeringari 526 sei 10 försöksprogrammet har dessutom likvärdig eller bättre relaxationsmotstånd än Al-S! 302.Equation 3. R = ((F1-F2) / F1) * 100 where R = Relaxation F1 = Initial load F; = The load at a given time Figure 1 shows that the alloy with a very low aluminum content, ie charge no. 150725, relaxes much more strongly than the alloys in the experimental program, all of which have aluminum as an active alloying element. In addition, all alloys in the 526 sei 10 test program have equivalent or better relaxation resistance than Al-S! 302.
Beskrivning av föredragna utföringsexempel l det följande beskrivs några utföringsforrner av uppfinningen. Dessa är avsedda att åskådliggöra uppfinningen, men ej att begränsa den.Description of Preferred Embodiments In the following, some embodiments of the invention are described. These are intended to illustrate the invention, but not to limit it.
Stålet enligt föreliggande uppfinning utsätts för en kraftig kalldeformation. Den 10 kan formas till olika tvärsnittsgeometrier, som t.ex. rund, oval tråd, profiler av olika tvärsnitt som t.ex. rektangulär, trekantig eller mera komplicerade utföranden och geometrier. Rund tråd kan även plattvalsas.The steel according to the present invention is subjected to a strong cold deformation. It can be formed into different cross-sectional geometries, such as round, oval wire, profiles of different cross-sections such as rectangular, triangular or more complicated designs and geometries. Round wire can also be flat rolled.
Exempel 1: Fjädrar av rundtråd 15 Som ovan beskriven lindas fjädrar av tråd tillverkad av legeringen enligt uppfinningen. Dessa fjädrar uppvisar bra fjäderegenskaper i form av relaxation, dvs bibehàllandet av fjäderkraft under en lång tidsperiod och används med fördel itypiska fjäderapplikationer, som t.ex. fjädrar i låsapplikationer, dvs. 20 Mekaniska delar inom lâsanordningen, fjädrar i aerosolförpackningar, pennor, speciellt kulspetspennor, pumpfjädrar, fjädrar till industriella vävstolar, fjädrar till fordonsindustrin, elektronik, data och finmekanik.Example 1: Springs of round wire As described above, springs of wire made of the alloy according to the invention are wound. These springs exhibit good spring properties in the form of relaxation, ie the maintenance of spring force for a long period of time and are advantageously used in typical spring applications, such as e.g. springs in locking applications, ie. Mechanical parts within the locking device, springs in aerosol packs, pens, in particular ballpoint pens, pump springs, springs for industrial looms, springs for the automotive industry, electronics, data and precision mechanics.
Exempel 2: Fjädrar av bandstål 25 - För plana vridfjädrar är vridmomentet en avgörande storhet. Vridmomentet kan uttryckas som ****_ å. MZEIZÉM no) :...: 39 000 I 0 c 00 10 15 20 25 30 526 881 o o c n a a u n a n o Q .n 11 Där: lvl = tjäderns xfridmcment I = böjtröghetsmoment (b*t^3/12) B = fjäderbandsbredd T = tjäderbandstjocklek L = utbredd fiäderlängd no = antal varv vid fri fjäder (omonterad) n = antal arbetande varv För att öka vridmomentet vid en given fjädergeometri kan så kallad omvänd lindning genomföras. Vid s.k "resilient" lindning förformas fjädern genom att lindas i motsatt riktning mot arbetsrikningen. Därefter sker en värmebehandling av fiädern varefter den lindas in åt motsatt håll i fiäderhuset. Vid s.k ”cross curve" lindning formas bandet över ett stift varefter vämebehandling sker.Example 2: Strip steel springs 25 - For flat torsion springs, the torque is a decisive quantity. The torque can be expressed as **** _ å. MZEIZÉM no): ...: 39 000 I 0 c 00 10 15 20 25 30 526 881 oocnaaunano Q .n 11 Where: lvl = capercaillie xfridmcment I = bending moment of inertia (b * t ^ 3/12) B = spring band width T = capercaillie band thickness L = spread fi spring length no = number of revolutions at free spring (unassembled) n = number of working revolutions To increase the torque at a given spring geometry, so-called reverse winding can be performed. In so-called "resilient" winding, the spring is preformed by being wound in the opposite direction to the working direction. Thereafter, a heat treatment of the spring takes place, after which it is wound in the opposite direction in the spring housing. In so-called "cross curve" winding, the strip is formed over a pin, after which heat treatment takes place.
Därefter lindas fjädern i omvänd riktning in i tjäderhuset. Genom detta förfarande kan ett lägre och ibland till och med ett negativt värde på no erhållas i jämförelse med en enkelt lindad fjäder, se Figur 6. På grund av den mycket goda hållfasthetshöjningen vid värmebehanling lämpar sig legeringen enligt föreliggande uppfinning mycket väl för användning till vridfjädrar, där höga vridmomnet och god relaxationsbesändighet krävs.Then the spring is wound in the reverse direction into the capercaillie housing. By this method a lower and sometimes even a negative value of no can be obtained in comparison with a single wound spring, see Figure 6. Due to the very good increase in strength during heat treatment, the alloy according to the present invention is very well suited for use with torsion springs. , where high torque and good relaxation durability are required.
Exempel 3: Expandertråd En expander är en bit tråd som veckas och formas till en seriekopplad fasonfjäder. Denna fjäder används t.e.x för att reglera oljeskrapringarnas tryck mot cylindervägen i en förbränningsmotor. En typisk expander för personbilsmotorer ses som den veckade tråden mellan två kolvringar. En möjlig utföringsform av en sådan veckad ring visas schematiskt i Figur 4.Example 3: Expander wire An expander is a piece of wire that is folded and shaped into a series-shaped spring. This spring is used, for example, to regulate the pressure of the oil scrapers against the cylinder path in an internal combustion engine. A typical expander for passenger car engines is seen as the pleated wire between two piston rings. A possible embodiment of such a pleated ring is shown schematically in Figure 4.
En nackdel med motordrivna fordon idag är den stora energiåtgången som krävs för att ge fordonet dess önskade prestanda. De enklaste sätten för att åstadkomma en minskad energiåtgång är bland annat att minska drivningens inre friktion och att minska fordonets totala massa. Kolvpaketet svarar för mer 526 881 n > a u o n ~ ~ o a . o o o o nu 12 än hälften av en motors friktion. Det är därför en pågående strävan att förbättra materialet och precisionen i ringarna, kolvarna och cylinderväggar i syfte att minska egenvikter och anliggningstryck. Expandern är den fjäder som reglerar oljeskrapringarnas tryck mot cyiinderväggen och därmed även oljekonsumption och en del av en motors inre friktion. Expandertrådens belastning utgörs utav kraften F, som visad i Figur 5a till 5c.A disadvantage of motor vehicles today is the large energy consumption required to give the vehicle its desired performance. The simplest ways to achieve a reduced energy consumption are, among other things, to reduce the internal friction of the drive and to reduce the total mass of the vehicle. The piston package accounts for more 526 881 n> a u o n ~ ~ o a. o o o o now 12 than half of an engine's friction. It is therefore an ongoing effort to improve the material and precision of the rings, pistons and cylinder walls in order to reduce dead weights and abutment pressures. The expander is the spring that regulates the pressure of the oil scrapers against the inner wall and thus also oil consumption and part of an engine's internal friction. The load of the expander wire consists of the force F, as shown in Figures 5a to 5c.
För en fasonfiäder där lasten läggs på i 90° vinkel mot den maximalt belastade ryggen gäller följande samband: om, Tillåten max belastning i fjäderns rygg F den belastande kraften vilken avgörs av expandertrådens längd i förhållande till kolvdiametern Trådens tjocklek Trådens bredd Trådmaterialets E-modul Fjädringsväg, hur mycket expandern deformeras FUWfTIIIJ-I krökningsradien i varje tjäderelement 6FR o' =-- m” BTZ 42R3F s : Eßrt (3) kombinationen av (1) och (2) ger: (1) (2) _ 4218F _ 6FR 3 T _ vzazam EsT3 o' Tz Es mflX B Uttryck (3) visar att den trådtjocklek som krävs för en given egenskap är beroende av expanderns utformning. Ökas materialets tillåtna spänning kan en mindre krökningsradie tillåtas, vilket är av stort intresse då ringar av mindre modeller kan tillverkas. Möjligheten att kunna tillverka mindre ringar får allt 10 15 20 25 526 881 13 större betydlse, då efterfrågan på små motorer ökar allt eftersom miljökraven skärps.For a shape där spring where the load is applied at a 90 ° angle to the maximum loaded back, the following relationship applies: if, Permissible maximum load in the back of the spring F the loading force which is determined by the length of the expander wire in relation to the piston diameter Thread width , how much the expander is deformed FUWfTIIIJ-I radius of curvature in each capercaillie element 6FR o '= - m ”BTZ 42R3F s: Eßrt (3) the combination of (1) and (2) gives: (1) (2) _ 4218F _ 6FR 3 T _ vzazam EsT3 o 'Tz Es m fl X B Expressions (3) show that the wire thickness required for a given property depends on the design of the expander. If the permissible tension of the material is increased, a smaller radius of curvature can be allowed, which is of great interest as rings of smaller models can be manufactured. The possibility of being able to manufacture smaller rings is becoming increasingly important, as the demand for small motors increases as environmental requirements are tightened.
Ett annat sätt att se nyttan av en högre hållfasthet i expanderringen är genom att göra en energibetraktelse enligt resonemanget nedan.Another way to see the benefit of a higher strength in the expander ring is by making an energy observation according to the reasoning below.
A Elastisk energi K Materialutnyttjande konstant E E-modul V Fjäderns effektivvolym (hur mycket av fjäderns material som arbetar) cr Pålagd spänning 0,2 (4) A = VK -É- Uttryck (4) visar att en viss elastisk energi för given E-modul är en funktion av effektiwolymen, materialutnyytjandet och den tillåtna maximalspänningen. En ökad maximal tillåten spänning ökar som regel materialutnuttjandekonstanten, vilket i kombination ger en stor effekt på den nödvändiga effektivvolymen. Det är alltså möjligt att minska materialvolymen vid ökad tillåten spänning för bibehållen nivå elastisk energi.A Elastic energy K Material utilization constant E E module V The effective volume of the spring (how much of the spring material works) cr Applied voltage 0.2 (4) A = VK -É- Expression (4) shows that a certain elastic energy for a given E module is a function of the power volume, material utilization and the maximum allowable voltage. An increased maximum permissible voltage usually increases the material utilization constant, which in combination gives a large effect on the necessary effective volume. It is thus possible to reduce the volume of material by increasing the permissible voltage for maintaining the level of elastic energy.
Att forma en expanderring till dess komplexa form är endast möjligt med mjuka material. Formbarheten är den primära orsaken till att rostfritt stål används överhuvudtaget. För expanderns funktion är dock sträckgränsen och brottgränsen minst lika viktig som i alla fiäderapplikationer. Detta har tidigare varit ett svårhanterligt motsatsförhållande. Genom att använda stålet enligt uppfinningen kan materialet formas i ett relativt mjukt tillstånd för att sedan värmebehandlas i färdig form, varpå önskade tjäderegenskaper erhålls genom utskiljningshärdning. o n ~ u n o . Q u o a . o a ø o oo Dacia 10 15 20 25 30 526 881 o o o c o c o u n o o n Q o ø o c oo 14 Exempel 4: Plattråd Denna utföringsform enligt föreliggande uppfinning används speciellt i applikationer som ställer höga krav på stålets relaxationsegenskaper, då den skall motstå en kraft utan att förformas. Detta gör stålet speciellt lämpligt för användning som t.e.x. tråd för vindrutetorkare, där god stansbarhet hos utgångsmaterialet ska kombineras med en god relaxationsbeständighet hos den färdiga produkten.Shaping an expander ring into its complex shape is only possible with soft materials. Formability is the primary reason why stainless steel is used at all. For the function of the expander, however, the yield strength and yield strength are at least as important as in all fi spring applications. This has previously been an unmanageable opposition. By using the steel according to the invention, the material can be formed in a relatively soft state and then heat-treated in a finished form, whereupon the desired capercaillie properties are obtained by precipitation hardening. o n ~ u n o. Q u o a. o a ø o oo Dacia 10 15 20 25 30 526 881 o o o c o c o u n o o n Q o ø o c oo 14 Example 4: Flat wire This embodiment according to the present invention is used especially in applications that place high demands on the steel's relaxation properties, as it must withstand a force without being deformed. This makes the steel particularly suitable for use as e.g. wire for windscreen wipers, where good punchability of the starting material must be combined with a good relaxation resistance of the finished product.
Exempel 5: Rund- och plattråd samt bandstål för medicinska applikationer Tråd, tillverkad av legeringen enligt uppfinningen kan även användas i medicinska applikationer, som t.e.x i form av dentala instrument som filar, såsom rotkanalsfllar, nervutdragare och dyligt, samt kirurgiska nålar. Plattvalsad tråd av stålet enligt uppfinningen kan med fördel användas för tillverkning av dentala och kirurgiska instrument.Example 5: Round and flat wire and strip steel for medical applications Wire made from the alloy according to the invention can also be used in medical applications, such as in the form of dental instruments such as files, such as root canals, nerve extractors and the like, and surgical needles. Flat-rolled wire of the steel according to the invention can be advantageously used for the manufacture of dental and surgical instruments.
Alla dessa applikationer har gemensamt att de har komplicerade geometrier, som tillverkas genom slipning, böjning, och/eller vridning med fördel före den sista värmebehandlingen och som sedan får en kraftigt ökning av de mekaniska egenskaperna, dvs en hög brotthållfasthet i kombination med god duktilitet.All these applications have in common that they have complicated geometries, which are manufactured by grinding, bending, and / or twisting advantageously before the last heat treatment and which then have a sharp increase in the mechanical properties, ie a high breaking strength in combination with good ductility.
Claims (1)
Priority Applications (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0104192A SE526881C2 (en) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | Secretion curable austenitic alloy, use of the alloy and preparation of a product of the alloy |
| BRPI0214816-1A BR0214816B1 (en) | 2001-12-11 | 2002-12-11 | austenitic steel possibly hardening or quenching with precipitation. |
| AU2002358375A AU2002358375A1 (en) | 2001-12-11 | 2002-12-11 | Precipitation hardenable austenitic steel |
| EP02792137A EP1472383B1 (en) | 2001-12-11 | 2002-12-11 | Precipitation hardenable austenitic steel |
| AU2002360028A AU2002360028A1 (en) | 2001-12-11 | 2002-12-11 | Precipitation hardenable austenitic steel |
| DE60219693T DE60219693T2 (en) | 2001-12-11 | 2002-12-11 | DESIGN-HARDENABLE AUSTENITIC STEEL |
| PCT/SE2002/002299 WO2003056052A1 (en) | 2001-12-11 | 2002-12-11 | Precipitation hardenable austenitic steel |
| PCT/SE2002/002300 WO2003056053A1 (en) | 2001-12-11 | 2002-12-11 | Precipitation hardenable austenitic steel |
| US10/496,491 US20050126661A1 (en) | 2001-12-11 | 2002-12-11 | Precipitation hardenable austenitic steel |
| AT02792137T ATE360104T1 (en) | 2001-12-11 | 2002-12-11 | PRECIPITATION HARDENABLE AUSTENITIC STEEL |
| JP2003556567A JP4327601B2 (en) | 2001-12-11 | 2002-12-11 | Precipitation hardening austenitic steel |
| KR1020047008951A KR100966068B1 (en) | 2001-12-11 | 2002-12-11 | Precipitation Hardened Austenitic Steel |
| US11/487,442 US20070041863A1 (en) | 2001-12-11 | 2006-07-17 | Precipitation hardenable austenitic steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0104192A SE526881C2 (en) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | Secretion curable austenitic alloy, use of the alloy and preparation of a product of the alloy |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0104192D0 SE0104192D0 (en) | 2001-12-11 |
| SE0104192L SE0104192L (en) | 2003-06-12 |
| SE526881C2 true SE526881C2 (en) | 2005-11-15 |
Family
ID=20286302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0104192A SE526881C2 (en) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | Secretion curable austenitic alloy, use of the alloy and preparation of a product of the alloy |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20050126661A1 (en) |
| EP (1) | EP1472383B1 (en) |
| JP (1) | JP4327601B2 (en) |
| KR (1) | KR100966068B1 (en) |
| AT (1) | ATE360104T1 (en) |
| AU (2) | AU2002360028A1 (en) |
| BR (1) | BR0214816B1 (en) |
| DE (1) | DE60219693T2 (en) |
| SE (1) | SE526881C2 (en) |
| WO (2) | WO2003056053A1 (en) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060266439A1 (en) * | 2002-07-15 | 2006-11-30 | Maziasz Philip J | Heat and corrosion resistant cast austenitic stainless steel alloy with improved high temperature strength |
| DE102005024029B3 (en) * | 2005-05-23 | 2007-01-04 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Austenitic lightweight steel and its use |
| PL2136089T3 (en) * | 2008-06-16 | 2011-04-29 | Gally S P A | Self-locking nut |
| IT1396294B1 (en) * | 2009-10-05 | 2012-11-16 | Gally S P A | SELF-LOCKING NUTS |
| JP6259579B2 (en) * | 2012-03-29 | 2018-01-10 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | High-strength stainless steel wire, high-strength spring, and method of manufacturing the same |
| KR101420782B1 (en) * | 2013-12-30 | 2014-07-17 | 광일토건환경 주식회사 | The processing method covering construction of the rod surface |
| JP6747639B2 (en) * | 2014-08-28 | 2020-09-02 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | Metal material and processing method |
| AT516464B1 (en) * | 2014-11-03 | 2018-02-15 | Berndorf Band Gmbh | Metallic strips and their manufacturing processes |
| AT516453B1 (en) * | 2014-11-03 | 2018-02-15 | Berndorf Band Gmbh | Metallic strips and their manufacturing processes |
| CN105483502A (en) * | 2015-12-03 | 2016-04-13 | 浙江腾龙精线有限公司 | Production method for spring wire |
| JP6782601B2 (en) * | 2016-10-05 | 2020-11-11 | 日鉄ステンレス株式会社 | High-strength stainless steel wire with excellent warmth relaxation characteristics, its manufacturing method, and spring parts |
| CN108977727A (en) * | 2018-06-29 | 2018-12-11 | 柳州市横阳机械有限公司 | The preparation method of stainless steel wire |
| CN112941423A (en) * | 2019-11-26 | 2021-06-11 | 上海微创医疗器械(集团)有限公司 | Medical alloy and stent |
| CN114959423B (en) * | 2022-06-07 | 2023-04-14 | 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 | Smelting method of high-silicon titanium-containing austenitic stainless steel |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2553330A (en) * | 1950-11-07 | 1951-05-15 | Carpenter Steel Co | Hot workable alloy |
| US3282686A (en) * | 1965-02-01 | 1966-11-01 | Armco Steel Corp | Stainless steel and articles |
| US3282684A (en) * | 1963-07-31 | 1966-11-01 | Armco Steel Corp | Stainless steel and articles |
| US3362813A (en) * | 1964-09-15 | 1968-01-09 | Carpenter Steel Co | Austenitic stainless steel alloy |
| US3357868A (en) * | 1964-11-17 | 1967-12-12 | Armco Steel Corp | Stainless steel and method |
| US3376780A (en) * | 1966-09-19 | 1968-04-09 | Armco Steel Corp | Stainless steel, products and method |
| US3408178A (en) * | 1967-06-27 | 1968-10-29 | Carpenter Steel Co | Age hardenable stainless steel alloy |
| US3957545A (en) * | 1970-07-28 | 1976-05-18 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Austenitic heat resisting steel containing chromium and nickel |
| JPS5129854B2 (en) * | 1973-04-21 | 1976-08-27 | ||
| US3969109A (en) * | 1974-08-12 | 1976-07-13 | Armco Steel Corporation | Oxidation and sulfidation resistant austenitic stainless steel |
| SE419102C (en) * | 1974-08-26 | 1985-12-23 | Avesta Ab | APPLICATION OF A CHROME NICKEL NUMBER WITH AUSTENITIC STRUCTURE FOR CONSTRUCTIONS REQUIRING HIGH EXTREME CRIME RESISTANCE AT CONSTANT TEMPERATURE UP TO 1200? 59C |
| US4102225A (en) * | 1976-11-17 | 1978-07-25 | The International Nickel Company, Inc. | Low chromium oxidation resistant austenitic stainless steel |
| US4218268A (en) * | 1977-06-30 | 1980-08-19 | Kubota Ltd. | High corrosion resistant and high strength medium Cr and low Ni stainless cast steel |
| JPS54120223A (en) * | 1978-03-11 | 1979-09-18 | Kawasaki Steel Co | Production of stainless steel spring material with fatigue resistance |
| JPS59162254A (en) * | 1983-03-01 | 1984-09-13 | Takeshi Masumoto | Fe alloy material of superior workability |
| JPS6036649A (en) * | 1983-08-05 | 1985-02-25 | Nisshin Steel Co Ltd | Precipitation hardening martensitic stainless steel with superior toughness |
| EP0273279B1 (en) * | 1986-12-30 | 1993-10-27 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Process for the production of a strip of a chromium stainless steel of a duplex structure having high strength and elongation as well as reduced plane anisotropy |
| TW290592B (en) * | 1993-07-08 | 1996-11-11 | Asahi Seiko Co Ltd | |
| US5496421A (en) * | 1993-10-22 | 1996-03-05 | Nkk Corporation | High-strength martensitic stainless steel and method for making the same |
| WO1995013404A1 (en) * | 1993-11-09 | 1995-05-18 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Stainless steel excellent in resistance to corrosion caused by molten salt and process for producing the steel |
| JPH07138704A (en) * | 1993-11-12 | 1995-05-30 | Nisshin Steel Co Ltd | High strength and high ductility dual-phase stainless steel and its production |
| US5411513A (en) * | 1994-02-24 | 1995-05-02 | Danek Medical, Inc. | Transmission mechanism for a surgical cutting instrument |
| JPH08104953A (en) * | 1994-08-11 | 1996-04-23 | Nisshin Steel Co Ltd | Austenitic stainless steel having antibacterial property |
| US5686044A (en) * | 1995-03-31 | 1997-11-11 | Nippon Yakin Kogyo Co., Ltd. | Austenitic stainless steels for press forming |
| US5681528A (en) * | 1995-09-25 | 1997-10-28 | Crs Holdings, Inc. | High-strength, notch-ductile precipitation-hardening stainless steel alloy |
| MY118759A (en) * | 1995-12-15 | 2005-01-31 | Nisshin Steel Co Ltd | Use of a stainless steel as an anti-microbial member in a sanitary environment |
| JP4173609B2 (en) * | 1999-09-16 | 2008-10-29 | 日新製鋼株式会社 | Austenitic stainless steel and steel plate for press forming with excellent formability and hot workability |
-
2001
- 2001-12-11 SE SE0104192A patent/SE526881C2/en not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-12-11 AU AU2002360028A patent/AU2002360028A1/en not_active Abandoned
- 2002-12-11 BR BRPI0214816-1A patent/BR0214816B1/en not_active IP Right Cessation
- 2002-12-11 WO PCT/SE2002/002300 patent/WO2003056053A1/en not_active Ceased
- 2002-12-11 WO PCT/SE2002/002299 patent/WO2003056052A1/en not_active Ceased
- 2002-12-11 AU AU2002358375A patent/AU2002358375A1/en not_active Abandoned
- 2002-12-11 JP JP2003556567A patent/JP4327601B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-12-11 AT AT02792137T patent/ATE360104T1/en not_active IP Right Cessation
- 2002-12-11 KR KR1020047008951A patent/KR100966068B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-12-11 US US10/496,491 patent/US20050126661A1/en not_active Abandoned
- 2002-12-11 DE DE60219693T patent/DE60219693T2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-12-11 EP EP02792137A patent/EP1472383B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2006
- 2006-07-17 US US11/487,442 patent/US20070041863A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60219693T2 (en) | 2007-12-27 |
| BR0214816A (en) | 2004-08-31 |
| AU2002360028A1 (en) | 2003-07-15 |
| WO2003056052A1 (en) | 2003-07-10 |
| US20070041863A1 (en) | 2007-02-22 |
| AU2002358375A1 (en) | 2003-07-15 |
| JP4327601B2 (en) | 2009-09-09 |
| KR100966068B1 (en) | 2010-06-28 |
| DE60219693D1 (en) | 2007-05-31 |
| BR0214816B1 (en) | 2011-02-08 |
| JP2005513273A (en) | 2005-05-12 |
| US20050126661A1 (en) | 2005-06-16 |
| KR20040061028A (en) | 2004-07-06 |
| EP1472383A2 (en) | 2004-11-03 |
| WO2003056053B1 (en) | 2004-04-08 |
| EP1472383B1 (en) | 2007-04-18 |
| ATE360104T1 (en) | 2007-05-15 |
| SE0104192D0 (en) | 2001-12-11 |
| WO2003056053A1 (en) | 2003-07-10 |
| SE0104192L (en) | 2003-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE526881C2 (en) | Secretion curable austenitic alloy, use of the alloy and preparation of a product of the alloy | |
| EP2832876B1 (en) | High-strength stainless steel wire having excellent heat deformation resistance, high-strength spring, and method for manufacturing same | |
| DK3055436T3 (en) | STEEL WIRE WITH HIGH TENSION STRENGTH | |
| EP0639654B1 (en) | Fe-Ni-Cr-base super alloy, engine valve and knitted mesh supporter for exhaust gas catalyzer | |
| JP5412202B2 (en) | High strength stainless steel wire with excellent hydrogen embrittlement resistance and stainless steel molded product using the same | |
| KR20020002369A (en) | Heat-resistant alloy wire | |
| US20050016645A1 (en) | Co-Ni-base alloy | |
| US5370838A (en) | Fe-base superalloy | |
| JP5154122B2 (en) | High strength stainless steel and high strength stainless steel wire using the same | |
| JP4347579B2 (en) | Forging steel and forged products obtained using the same | |
| JP4790539B2 (en) | High-strength, high-elasticity stainless steel and stainless steel wire | |
| JPH0796697B2 (en) | High strength spring steel | |
| JP5144334B2 (en) | Stainless steel high strength soft fine wire | |
| JP4057208B2 (en) | Fe-base heat-resistant alloy for engine valves with good cold workability and high-temperature strength | |
| KR20240119113A (en) | Austenitic stainless steel and method for manufacturing austenitic stainless steel | |
| RU2256001C1 (en) | Titanium alloy blank forging method and blank of titanium alloy for forging | |
| JP4315049B2 (en) | Thin steel strip with excellent strength, fatigue strength, corrosion resistance and wear resistance, and manufacturing method thereof | |
| JPS644578B2 (en) | ||
| JP2005015826A (en) | Stainless steel wire for heat-resistant springs and heat-resistant spring products using the same | |
| JPH11199987A (en) | Heat resistant alloy suitable for cold working | |
| JPH1180906A (en) | High strength stainless steel strip increased in yield stress, and its production | |
| JP2001158943A (en) | Heat resistant bolt | |
| JP3216837B2 (en) | Iron-based super heat-resistant alloy for heat-resistant bolts | |
| JPH10130789A (en) | Heat-resistant alloy with excellent cold workability | |
| JP2006291261A (en) | High-strength thin wire and manufacturing method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |