Utilización de un acero al cromo con estructura martensítica e inclusiones de carburos.

Utilización de un acero martensítico al cromo con

0,50 a 0,78% de carbono

0

,20 a 1,30% de silicio

0,15 a 0,80% de níquel

0,30 a 1,00% de manganeso

0,01 a 0,035% de azufre

16 a 18% de cromo

1,25 a 1,50% de molibdeno

0,001 a 0,8% de wolframio

0,04 a 0,08% de nitrógeno

0,15 a 0,20% de vanadio

0,001 a 0,04% de titanio

0,001 a 0,04% de niobio

0,001 a 0,03% de aluminio

0,02 a 0,05% de cobre

0,001 a 0,04% de boro

Resto hierro

incluidas las impurezas condicionadas por la fusión, como material resistente a la contaminación o al agua de mar o también como material de bajo desgaste para la industria alimentaria y de bebidas, para instrumentos quirúrgicos tales como bisturís y cuchillas, como material para la fabricación de cuchillos de fileteado para la elaboración del pescado y para la industria alimentaria y de bebidas, así como para fabricar agujas industriales.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/000809.

Solicitante: Zapp Precision Metals GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Letmather Strasse 69 58239 Schwerte ALEMANIA.

Inventor/es: PACHER, OSKAR, KLOSS-ULITZKA, GISBERT, SCHNABEL, GUNTER, ZEITZ,VERA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F) > Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero... > C22C38/22 (con molibdeno o tungsteno)

PDF original: ES-2547735_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Utilización de un acero al cromo con estructura martensítica e inclusiones de carburos.
Ilustración 2 de Utilización de un acero al cromo con estructura martensítica e inclusiones de carburos.
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Utilización de un acero al cromo con estructura martensítica e inclusiones de carburos.

Fragmento de la descripción:

Utilización de un acero al cromo con estructura martensítica e inclusiones de carburos

La invención se refiere a la utilización de un acero al cromo con estructura martensítica e inclusiones de carburos, así como a un procedimiento para el tratamiento térmico de tal acero.

Se conoce un gran número de aceros de este tipo, que según su composición son adecuados para un espectro de aplicación muy variado.

Al estado actual de la técnica, conocido a partir de la memoria de publicación alemana 10 20009 038 382, pertenece un acero inoxidable martensítico al cromo con 0,40 a 0,80% de carbono, 0,20 a 1,50% de silicio, 0,15 a 1,00% de níquel, 0,30 a 1,00% de manganeso, 0,015 a 0,035% de azufre, 16 a 18% de cromo, 1,25 a 1,50% de molibdeno, máximo 0,8% de wolframio, 0,04 a 0,08% de nitrógeno, 0,15 a 0,20% de vanadio, hasta 0,05% respectivamente de titanio y de niobio, 0,001 a 0,03% de aluminio, 0,02 a 0,5% de cobre, máximo 0,5% de cobalto y máximo 0,004% de boro, el resto hierro incluidas las impurezas condicionadas por la fusión. Este acero es adecuado como material resistente a la corrosión, particularmente a la corrosión por picaduras, para objetos sometidos a desgaste por rozamiento. Nada se conoce de una adecuación más amplia de la aleación, que sobrepase esta utilización específica, para aplicaciones más amplias, aun cuando la práctica conoce una serie de aleaciones de acero resistentes al desgaste.

Así, la memoria de la patente EE.UU. 3 990 892 describe un acero resistente al desgaste a altas temperaturas con 0,8 a 1,2% de carbono, 1,0 a 2,5% de silicio, 0,5 a 3,5% de níquel, 0,2 a 1,0% de manganeso, 15 a 25% de cromo, 0,3 a 3,5% de molibdeno, 0,5 a 3,5% de wolframio, hasta 0,3% de nitrógeno, hasta 0,5% de vanadio, hasta 0,3% de titanio, hasta 1,0% de niobio, hasta 0,5% de aluminio, hasta 1,0% de cobre, 0,3 a 5,0% de cobalto, resto hierro.

El documento DE 10 2004 051 629 da a conocer un acero al cromo inoxidable, martensítico, adecuado como material para la fabricación de cuchillos y elementos de cuchillería.

Por otro lado, la memoria de patente alemana 100 27 049 B4 describe igualmente un acero al cromo, martensítico, pero con 0,4 a 0,75% de carbono, hasta 0,7% de silicio, 0,2% de níquel, 0,4 a 1,6% de manganeso, 0,02 a 0,15% de azufre, 12 a 19% de cromo, 0,5 a 1,5% de molibdeno, hasta 1,5% de wolframio, hasta 0,1% de nitrógeno y 0,05 a 0,3% de vanadio, titanio y niobio solos o juntos, así como hasta 0,008% de boro. Este acero posee una buena mecanizabilidad, resistencia a la corrosión y baja conformabilidad plástica, así como resistencia al desgaste y a la abrasión; por lo tanto sin recubrimiento galvánico es adecuado para agujas industriales y permite particularmente una alta velocidad de costura.

Ante este estado actual de la técnica se encuentra como fundamento de la invención el problema de proponer un acero al cromo inoxidable, martensítico que, respectivamente cuya superficie, sea suficientemente estable en un determinado espectro de solicitaciones y que en razón a sus propiedades sea adecuado para una utilización de otro tipo, respectivamente especial.

La solución de este problema consiste en la utilización de un acero igualmente al cromo martensítico, con

0,50 a 0,78% de carbono

0,20 a 1,30% de silicio

0,15 a 0,80% de níquel

0,30 a 1,00% de manganeso

0,01 a 0,035% de azufre

16 a 18% de cromo

1,25 a 1,50% de molibdeno

0,001 a 0,8% de wolframio

0,04 a 0,08% de nitrógeno

0,15a 0,20% de vanadio

0,001 a 0,04% de titanio

0,001 a 0,04% de niobio

0,001 a 0,03% de aluminio

0,02 a 0,5% cobre 0,001 a 0,04% de boro resto hierro

incluidas las impurezas condicionadas por a la fusión, como material resistente a la contaminación o al agua de mar o también como material resistente al desgaste con bajo arrastre de material en la aplicación práctica para la Industria alimentaria y de bebidas o también como material para Instrumentos quirúrgicos tales como blsturís y cuchillas. Pero aparte de esto el acero al cromo propuesto también es adecuado como material para cuchillos de fileteado para la elaboración del pescado y para la industria alimentaria y la industria de condimentos así como para la fabricación de agujas industriales.

En este caso tiene particular importancia para la resistencia al desgaste, que el acero sea resistente tanto al desgaste en seco como al desgaste en mojado. Por ello el acero es especialmente adecuado allí donde no sea posible el empleo de un agente lubricante contaminante, como por ejemplo en la industria alimentaria y de bebidas, así como en contacto con agua. Por ello, en particular medida como consecuencia de su elevada resistencia a la corrosión en mojado, el acero es adecuado para una aplicación. Pero también pierde comparativamente menos material en presencia de medios corrosivos y en consecuencia solo libera una baja cantidad de componentes tóxicos del acero tales como el níquel.

Debido a su elevada resistencia, respectivamente a su extremadamente baja tasa de liberación de sustancias alergénicas tales como la acción tóxica del níquel, en el caso de una solicitación por desgaste, el acero al cromo propuesto es también particularmente adecuado para una utilización en el campo de la cirugía y como material para enganches de ortodoncia. Aquí, el material tiene un significado especial, porque en la mayoría de los casos hay varias variables que actuando conjuntamente disminuyen por desgaste la capacidad funcional de las puntas y cuchillas de los Instrumentos. Por ejemplo este es el caso, como consecuencia de la interacción entre el material a elaborar y la Influencia ejercida por otros materiales, por ejemplo por abrasión, así como por herramientas de elaboración o mecanización por la influencia de las condiciones de trabajo, por ejemplo en máquinas de funcionamiento rápido por presión y temperatura.

La consecuencia de esto es un arranque de material, que como desgaste perjudica la vida útil de elementos funcionales de las máquinas, como hojas de cuchillos, agujas y elementos guía de hilos montados estática o dinámicamente. Además, un arranque de material por desgaste de este tipo puede llevar consigo una contaminación nociva para los tejidos biológicos o, en contacto con alimentos, a la aparición de alergias. De este modo, por ejemplo el níquel y el cobalto se comportan como alérgenos tóxicos, lo que en cuanto a las consecuencias para la salud de la Interacción entre el metal y los tejidos biológicos está unido a un considerable riesgo para la salud.

Así es como en la industria alimentaria y de bebidas se presentan con frecuencia problemas toxicológicos por iones metálicos, como consecuencia del desgaste corrosivo en la elaboración del pescado, por ejemplo con máquinas de filetear y cuchillos de desespinado, en presencia de agua de mar, así como en la fabricación de tejidos tales como vendajes o piezas de vestimenta. Otro campo de problemas por daños para la salud inducidos por iones metálicos son los Instrumentos médicos. Aquí juega un papel Importante la corrosión por picaduras en atmósfera húmeda, respectivamente en contacto con material biológico. En este caso se trata por una parte de una disolución local del metal unida a una superficie porosa del metal y de una contaminación generadora de, por ejemplo alergias, en particular por metales pesados perjudiciales para la salud.

Los aceros al cromo-níquel resistentes a los ácidos y a la oxidación destacan en general por una baja liberación de níquel, ya que su superficie está protegida por una capa cobertora de pasivación que se forma al principio. Los aceros poseen un contenido de carbono bajo y son por ello fácilmente conformables,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Utilización de un acero martensítico al cromo con 0,50 a 0,78% de carbono

0,20 a 1,30% de silicio 0,15 a 0,80% de níquel 0,30 a 1,00% de manganeso 0,01 a 0,035% de azufre 16 a 18% de cromo

1.25 a 1,50% de molibdeno 0,001 a 0,8% de wolframio 0,04 a 0,08% de nitrógeno 0,15 a 0,20% de vanadio 0,001 a 0,04% de titanio 0,001 a 0,04% de niobio 0,001 a 0,03% de aluminio 0,02 a 0,05% de cobre 0,001 a 0,04% de boro Resto hierro

incluidas las impurezas condicionadas por la fusión, como material resistente a la contaminación o al agua de mar o también como material de bajo desgaste para la industria alimentaria y de bebidas, para instrumentos quirúrgicos tales como bisturís y cuchillas, como material para la fabricación de cuchillos de fileteado para la elaboración del pescado y para la industria alimentaria y de bebidas, así como para fabricar agujas industriales.

2. Utilización de un acero según la reivindicación 1, pero cuyos contenidos de nitrógeno y carbono satisfacen la condición

(%N)=0,1 (%C)2 3 +0,02

3. Procedimiento para el tratamiento térmico de un acero martensítico con 0,50 a 0,78% de carbono

0,20 a 1,30% de silicio 0,15 a 0,80% de níquel 0,30 a 1,00% de manganeso 0,01 a 0,035% de azufre 16 a 18% de cromo

1.25 a 1,50% de molibdeno 0,001 a 0,8 de wolframio 0,04 a 0,08% de nitrógeno 0,15 a 0,20% de vanadio 0,001 a 0,04% de titanio 0,001 a 0,04% de niobio

0,001 a 0,03% de aluminio 0,02 a 0,05% de cobre 0,001 a 0,04% de boro resto hierro

5 incluidas las impurezas propias de la fusión, caracterizado por un recocido en varias etapas cada una con un enfriamiento y una conformación en frío entre las etapas de recocido, así como un temple final.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque la duración del recocido y la temperatura de recocido (T) son en la primera etapa 18 a 24 horas a 1100 a 1250°C y en la segunda etapa 0,5 a 2 horas a una temperatura de 1000 a 1100°C.

10 5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la duración del recocido en una tercera etapa es

de 0,5 a 1 hora y la temperatura de recocido es de 720 a 780°C

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado por un temple a 1000 a 1080°C con una duración de 10 a 20 minutos.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por un precalentamiento de 15 a 35 minutos a 300°C 15 hasta 600°C.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 4 a 7 caracterizado por al menos un solo revenido final de una a cuatro horas a 100 a 500°C.