PROCEDIMIENTO PARA TRANSFORMAR PIEZAS EN BRUTO DE ACERO.
Procedimiento para transformar una pieza en bruto de acero con una forma sustancialmente tubular o cilíndrica que comprende esencialmente la siguiente composición en porcentajes en peso de la composición total:
carbono: 0,35-0,43,
manganeso: <0,20,
silicio: <0,20,
níquel: superior a 3,00 e inferior o igual a 4,00,
cromo: 1,30-1,80,
molibdeno: 0,70-1,00
vanadio: 0,20-0,35,
hierro: resto
así como impurezas inevitables que son generalmente dinitrógeno, dioxígeno y dihidrógeno,
comprendiendo dicho procedimiento una etapa para transformar la pieza en bruto mediante amasado con el fin de obtener una tasa de amasado de la sección transversal más gruesa de la forma sustancialmente tubular o cilíndrica, inferior o igual a 5
Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W07058037EP.
Solicitante: AUBERT & DUVAL.
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: TOUR MAINE MONTPARNASSE, 33 AVENUE DU MAINE,75755 PARIS CEDEX 15.
Inventor/es: GAY,GERALD, GAILLARD-ALLEMAND,BRUNO, THIERREE,DOMINIQUE.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C22C38/44 QUIMICA; METALURGIA. › C22 METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO DE ALEACIONES O METALES NO FERROSOS. › C22C ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F). › C22C 38/00 Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero (aleaciones de hierro colado C22C 37/00). › con molibdeno o tungsteno.
- C22C38/46 C22C 38/00 […] › con vanadio.
Clasificación PCT:
- C22C38/44 C22C 38/00 […] › con molibdeno o tungsteno.
Fragmento de la descripción:
Procedimiento para transformar piezas en bruto de acero.
La presente invención se refiere a un procedimiento para transformar piezas en bruto de acero, en particular a una pieza en bruto para formar por lo menos un componente de dispositivo de presión.
Estado de la técnica
Se han desarrollado aceros de rendimiento muy alto durante muchos años, para componentes de fabricación de dispositivos de presión que pueden soportar de 4.000 a 10.000 bares, en particular incluyendo tubos o camisas o cierres de culata para formar componentes de un dispositivo de presión. Estos aceros deben satisfacer calidades de composiciones que se definen muy estrictamente y con ellos deben obtenerse propiedades mecánicas muy buenas, y en particular un límite de elasticidad muy alto y una buena razón de límite de elasticidad/tenacidad, en particular a baja temperatura.
Se requiere en particular la obtención de contenido en silicio y manganeso muy bajo, pero contenido en cromo, molibdeno y níquel relativamente alto.
Se han propuesto diferentes composiciones en la técnica anterior para la obtención de aceros que satisfacen estas propiedades mecánicas, sin embargo las características mecánicas de estos aceros deben mejorarse adicionalmente. Dichos aceros se describen en particular en el documento DE 195 31 260 C2. Por lo tanto, los aceros deben mejorarse en cuanto a su composición y propiedades mecánicas, y en particular en cuanto al límite de elasticidad y a la razón de límite de elasticidad/tenacidad, en particular a baja temperatura.
Con los procedimientos habituales de transformación para este tipo de acero, no es posible obtener propiedades mecánicas óptimas cuando se desea utilizar este acero como tubo con un límite de elasticidad muy alto y/o una buena razón de límite de elasticidad/tenacidad a baja temperatura, en particular en el campo de dispositivos de presión que en particular soportan de 4.000 a 10.000 bares.
Por otra parte, los procedimientos conocidos habitualmente presentan una duración que no es compatible con una actividad industrial significativa. Esto es en particular el caso de un procedimiento descrito en el documento DE 19531260, comprendiendo el procedimiento una etapa de austenitización seguida por una etapa de recocido perlítico durante 100-200 horas.
Objetivos de la invención
El objetivo principal de la invención es solucionar los problemas técnicos expuestos anteriormente y en particular proporcionar una composición de acero cuyas propiedades mecánicas pueden obtenerse, en particular en cuanto al límite de elasticidad y de equilibrio entre el límite optimizado de elasticidad/tenacidad en particular a baja temperatura, adecuada para formar un componente de dispositivo de presión.
El objetivo principal de la invención es solucionar los problemas técnicos mencionados anteriormente y en particular el problema técnico que consiste en proporcionar un procedimiento de transformación con el que pueda obtenerse un tubo de acero de la composición mencionada anteriormente, que presenta muy buenas propiedades mecánicas, en particular incluyendo un límite de elasticidad muy alto combinado con un alto nivel de ductilidad.
El objetivo de la invención es en particular solucionar este problema técnico dentro del alcance de componentes de fabricación para dispositivos de presión, en particular mediante un procedimiento que puede realizarse industrialmente en cuanto a la rentabilidad y el tiempo de fabricación.
Descripción de la invención
En particular, la presente invención se refiere a una composición de acero que comprende esencialmente:
en porcentajes en peso de la composición total, así como las impurezas inevitables, mantenidas a un nivel inferior, en particular como cobre (preferentemente <0,100); aluminio (preferentemente <0,015); azufre (preferentemente <0,002); fósforo (preferentemente <0,010); estaño (preferentemente <0,008); arsénico (preferentemente <0,010); antimonio (preferentemente <0,0015); en general introducidas esencialmente por los materiales de partida; y calcio (preferentemente <0,004), dioxígeno (preferentemente <0,004); dihidrógeno (preferentemente <0,0002); y dinitrógeno (preferentemente <0,007) en general debidos esencialmente al procedimiento de fabricación. Con este acero, es posible satisfacer los requisitos de las propiedades mecánicas requeridas para formar un componente de un dispositivo de presión que soporta de 4.000 a 10.000 bares, tales como en particular un tubo o camisa o cierre de culata de un dispositivo de presión, tal como un tubo de cañón.
Sorprendentemente, se descubrió que era posible solucionar los problemas técnicos mencionados anteriormente y en particular obtener un límite de elasticidad muy alto y una buena razón de límite de elasticidad/tenacidad a baja temperatura para una composición de acero mencionada anteriormente, siendo la tasa de amasado inferior o igual a 5 y preferentemente de aproximadamente 4,5, en la sección transversal más grande del componente de acero, en particular en forma tubular o cilíndrica.
Por lo tanto, la presente invención describe un procedimiento para transformar una pieza en bruto de acero con una forma sustancialmente tubular o cilíndrica que comprende esencialmente la siguiente composición:
en porcentajes en peso de la composición total, así como las impurezas inevitables incluyendo dinitrógeno (preferentemente N2<70 ppm), dioxígeno (preferentemente O2<30 ppm) y dihidrógeno (preferentemente H2<2 ppm), comprendiendo dicho procedimiento una etapa para transformar la pieza en bruto mediante amasado con el fin de obtener una tasa de amasado de la sección transversal más gruesa de la forma sustancialmente tubular o cilíndrica, inferior o igual a 5, y preferentemente inferior o igual a 4,5.
Resulta interesante llevar a cabo una transformación del acero mencionado anteriormente mediante forja que comprende un aumento de temperatura y durante un tiempo suficiente con el fin de reducir segregaciones dentro del acero. Mantener la temperatura del lingote antes de la forja proporciona homogeneización química y puede participar en la mejora de las características mecánicas.
Es posible realizar por lo menos una operación de calentamiento con el fin de estirar el tubo a una temperatura a la que pueden evitarse grietas, y puede obtenerse una tasa de amasado inferior o igual a 5 y preferentemente inferior o igual a 4,5.
Por una pieza en bruto sustancialmente cilíndrica se entiende por ejemplo una pieza en bruto con la forma de un cilindro liso o poligonal. Puede obtenerse ventajosamente un tubo mediante...
Reivindicaciones:
1. Procedimiento para transformar una pieza en bruto de acero con una forma sustancialmente tubular o cilíndrica que comprende esencialmente la siguiente composición en porcentajes en peso de la composición total:
así como impurezas inevitables que son generalmente dinitrógeno, dioxígeno y dihidrógeno,
comprendiendo dicho procedimiento una etapa para transformar la pieza en bruto mediante amasado con el fin de obtener una tasa de amasado de la sección transversal más gruesa de la forma sustancialmente tubular o cilíndrica, inferior o igual a 5.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende tras el amasado, un recocido para mejorar la estructura del acero.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el recocido comprende una etapa de normalización para mejorar la estructura del acero.
4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el recocido com- prende una etapa de recocido antidescascarillado que comprende mantener la temperatura de aproximadamente 650ºC.
5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende por lo menos un enfriamiento en horno con el fin de evitar riesgos de grietas tras el enfriamiento, en particular durante el recocido antidescascarillado o la normalización.
6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se lleva a cabo un tratamiento térmico en el cilindro o tubo de acero obtenido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, con el fin de obtener un cilindro o tubo de acero que presenta una estructura esencialmente martensítica en su tota- lidad.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el tratamiento térmico comprende un enfriamiento rápido en aceite o enfriamiento rápido con un fluido con potencia de enfriamiento adecuada con el fin de conducir a una estructura esencialmente martensítica en su totalidad y reducir el riesgo de agrietamiento.
8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque el tratamiento térmico comprende una primera operación de revenido con el fin de conducir sustancialmente a una dureza máxima del acero.
9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el tratamiento térmico comprende por lo menos una operación de revenido con el fin de obtener sustancialmente la homogeneidad de las características mecánicas a lo largo del cilindro o tubo de acero.
10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pieza en bruto de acero con una forma sustancialmente tubular o cilíndrica se obtiene mediante un procedimiento para elaborar la pieza en bruto de acero que comprende una refusión bajo escoria electroconductora (ESR) o refusión por arco en vacío (VAR).
11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el procedimiento comprende una etapa de forja y/o normalización y comprende el control de las tasas de enfriamiento tras la forja y/o normalización con el fin de mejorar las características mecánicas del acero.
12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el procedimiento comprende forjar y mantener la temperatura del lingote antes de la forja con el fin de homogeneizar la composición química y participar en la mejora de las características mecánicas.
13. Componente de dispositivo de presión que puede obtenerse mediante un procedimiento para transformar una pieza en bruto de acero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
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