Alambrón de acero de alto contenido en carbono que tiene excelente aptitud de trefilado.

Un alambrón de acero de alto contenido en carbono excelente en cuanto a aptitud de trefilado,

que consiste en, en porcentaje en masa:

C en un contenido de un 0,6 % a un 1,5 %;

Si en un contenido de un 0,1 a un 1,5 %;

Mn en un contenido de un 0,1 % a un 1,5 %;

P en un contenido mayor que un 0 % y menor o igual que un 0,02 %;

Si en un contenido mayor que un 0 % y menor o igual que un 0,02 %;

Ti en un contenido de un 0,03 % a un 0,12 %;

B en un contenido de un 0,001 % a un 0,01 %;

N en un contenido de un 0,001 % a un 0,005 %;

opcionalmente, Al en un contenido mayor que un 0 % y menor o igual que un 0,1 %;

opcionalmente, al menos uno seleccionado entre el grupo que consiste en: Cr en un contenido mayor que un 0 % y menor o igual que un 0,45 %, y/o V en un contenido mayor que un 0 % y menor o igual que un 0,5 %; y

siendo el resto hierro e impurezas inevitables,

donde:

un contenido de boro de soluto es de un 0,0002 % o más;

un contenido de nitrógeno de soluto es de un 0,0010 % o menos; y

el alambrón de acero de alto contenido en carbono cumple las condiciones especificadas mediante las siguientes Expresiones (1) y (2):

[Ti sol.] ≥ [Ti]-[Ti con N]-[Ti con C]-[Ti con S] ≥ 0,002 (1),

[Ti con C] ≥ 0,020 (2),

donde

[Ti sol.] representa un contenido de titanio de soluto disuelto en el acero;

[Ti] representa un contenido de Ti total;

[Ti con N] representa un contenido de Ti en forma de un nitruro;

[Ti con C] representa un contenido de Ti en forma de un carburo; y

[Ti con S] representa un contenido de Ti en forma de un sulfuro,

en porcentaje en masa en el acero.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2011/074417.

Solicitante: KABUSHIKI KAISHA KOBE SEIKO SHO.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 10-26 Wakinohama-cho 2-chome Chuo-ku Kobe-shi Hyogo 651-8585 JAPON.

Inventor/es: YOSHIHARA,NAO, OURA,HIROSHI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C21D8/06 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C21 METALURGIA DEL HIERRO.C21D MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE LOS METALES FERROSOS; DISPOSITIVOS GENERALES PARA EL TRATAMIENTO TERMICO DE METALES O ALEACIONES FERROSOS O NO FERROSOS; PROCESOS DE MALEABILIZACION POR DESCARBURACION, REVENIDO U OTROS TRATAMIENTOS (cementación por procesos de difusión C23C; tratamiento de la superficie de materiales metálicos utilizando al menos un proceso cubierto por la clase C23 y al menos un proceso cubierto por la presente subclase, C23F 17/00; solidificación unidireccional de materiales eutécticos o separación unidireccional de materiales eutectoides C30B). › C21D 8/00 Modificación de las propiedades físicas por deformación en combinación con, o seguida por, un tratamiento térmico (endurecido de objetos o de materiales formados por forja o laminado sin otro calentamiento que el necesario para dar la forma C21D 1/02). › durante la fabricación de barras o de hilos.
  • C22C38/00 C […] › C22 METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO DE ALEACIONES O METALES NO FERROSOS.C22C ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F). › Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero (aleaciones de hierro colado C22C 37/00).
  • C22C38/14 C22C […] › C22C 38/00 Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero (aleaciones de hierro colado C22C 37/00). › que contienen titanio o circonio.
  • C22C38/32 C22C 38/00 […] › con boro.

PDF original: ES-2536981_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Alambrón de acero de alto contenido en carbono que tiene excelente aptitud de trefilado

Campo de la invención

La presente invención se refiere a alambrones de acero de alto contenido en carbono que se someten a trefilado para dar lugar a alambres y posteriormente se usan normalmente en alambres de hormigón pretensado, cables para puentes colgantes, y diversos cables metálicos ampliamente usados como materiales de refuerzo para estructuras de hormigón pretensado normalmente para edificios y puentes. Más específicamente, la presente invención se refiere a alambrones de acero de alto contenido en carbono que tienen una aptitud de trefilado mejorada.

Técnica anterior

Normalmente, los alambrones de acero de alto contenido en carbono usados en alambres para hormigón pretensado, cables para puentes colgantes y diversos cables metálicos deberían tener resistencias elevadas y ductilidad satisfactoria tras el trefilado del alambre y, además, deberían tener una buena aptitud de trefilado desde el punto de vista de productividad. Para cumplir estos requisitos, se ha desarrollado una diversidad de alambrones de acero de alto contenido en carbono, de alta calidad.

Normalmente, la Bibliografía de Patente (PTL) 1 propone una técnica para mejorar la resistencia frente a la fragilidad por hidrógeno de un alambrón. Esta técnica especifica los contenidos de Ti en las formas de nitruro, sulfuro y carburo en un alambrón de un acero para resortes que tiene un contenido de C bajo (de un 0, 35 % a un 0, 65 %) y un contenido de Si elevado (de un 1, 5 % a un 2, 5 %) y, de este modo, contribuye de forma eficaz a que el alambrón de acero para resortes tenga granos más finos para atrapar el hidrógeno, mejorando de este modo la resistencia frente a la fragilidad por hidrógeno.

No obstante, se pretende aplicar esta técnica a aceros para resortes, y el alambrón de acero para resortes, antes del trefilado del alambre, puede tener probablemente una estructura que incluye ferrita y perlita. Por tanto, el alambrón de acero para resortes tiene una resistencia frente a la tracción baja y una aptitud de trefilado no tan buena, en comparación con los alambrones de acero de alto contenido en carbono.

Independientemente, PTL 2 propone una técnica para mejorar la aptitud de trefilado de un alambrón especificando el área de bainita superior transformada intergranular presente en un corte transversal del alambrón y el tamaño de crecimiento de dicha bainita intergranular. No obstante, la estructura bainítica, tiene una templabilidad de procesado menor que la perlita y falla a la hora de proporcionar las resistencias suficientes tras el trefilado del alambre.

PTL3 describe un alambrón excelente en cuanto a operabilidad de trefilado de alambre y un método de producción del mismo.

Listado de citas

Bibliografía de Patentes 45 PTL 1: Patente Japonesa Nº. 4423253. PTL 2: Solicitud de Patente Japonesa No Examinada Nº de Publicación (JP-A) H08-295930. PTL 3: EP1865079 A1

Sumario de la invención

Problema técnico

La presente invención se ha llevado a cabo para solucionar dichos problemas de las técnicas habituales, y un objetivo es proporcionar un alambrón de acero de alto contenido en carbono que tiene resistencias elevadas como 55 alambrón y que exhibe una aptitud de trefilado superior.

Solución al problema

La presente invención ha logrado el objetivo y proporciona un alambrón de acero de alto contenido en carbono que consiste en C en un contenido de un 0, 6 % a un 1, 5 %; Si en un contenido de un 0, 1 % a un 1, 5 %; Mn en un contenido de un 0, 1 % a un 1, 5 %; P en un contenido de mayor que un 0 % y menor o igual que un 0, 02 %; S en un contenido mayor que un 0 % y menor o igual que un 0, 02 %; Ti en un contenido de un 0, 03 % a un 0, 12 %; B en un contenido de un 0, 001 % a un 0, 01 %, y N en un contenido de un 0, 001 % a un 0, 005 %, en porcentaje en masa, opcionalmente (a) Al en un contenido mayor que un 0 % y menor o igual que un 0, 1 %; y (b) al menos uno 65 seleccionado entre el grupo que consiste en Cr en un contenido mayor que un 0 % y menor o igual que un 0, 45 % y V en un contenido mayor que un 0 % y menor o igual que un 0, 5 %, siendo el equilibrio hierro e impurezas

inevitables, donde el contenido de boro es de un 0, 0002 % o más; el contenido de nitrógeno soluto es de un 0, 0010 % o menos; y el alambrón de acero de alto contenido en carbono satisface las condiciones especificadas mediante las Expresiones (1) y (2) siguientes:

[Ti sol.] = [Ti]-[Ti con N]-[Ti con C]-[Ti con S] 0, 002 (1) , [Ti con C] 0, 020 (2) , donde [Ti sol.] representa un contenido de titanio de soluto disuelto en el acero; [Ti] representa un contenido de Ti total; [Ti con N] representa un contenido de Ti en forma de un nitruro; [Ti con C] representa un contenido de Ti en forma de un carburo; y [Ti con S] representa un contenido de Ti en forma de un sulfuro, en porcentaje en masa en el acero.

El alambrón de alto contenido en carbono, cuando contiene alguno de estos elementos opcionales, puede tener propiedades de acuerdo con el tipo de elemento añadido.

Efectos ventajosos de la invención

La presente invención puede proporcionar un alambrón de acero de alto contenido de carbono de alta resistencia que exhibe una aptitud de trefilado superior mediante el control apropiado de su composición química y garantizando los contenidos de titanio de soluto y Ti en forma de un carburo en niveles pre-determinados o superiores. El alambrón de acero de alto contenido en carbono es muy útil como material normalmente para alambres de hormigón pretensado, cables para puentes colgantes y diversos cables metálicos.

Breve descripción de los dibujos

[Figura 1] La Figura 1 es un gráfico que ilustra el modo de variación de la deformación crítica apta para trefilado dependiendo del contenido de titanio soluble [Ti sol.]. [Figura 2] La Figura 2 es un gráfico que ilustra el modo de variación de la deformación crítica apta para trefilado dependiendo del contenido de Ti en forma de carburo [Ti con C].

Descripción de las realizaciones

Tras diversas investigaciones intensas para mejorar la aptitud de trefilado de los alambrones de acero con alto contenido de carbono de alta resistencia, los presentes inventores han encontrado que un alambrón de acero de alto contenido en carbono puede tener una aptitud de trefilado mejorada mediante la adición de un contenido suficiente de Ti para convertir el nitrógeno de soluto en nitruro de titanio para, de este modo, minimizar el nitrógeno de soluto en el acero y permitir que el acero contenga boro de soluto en un nivel predeterminado o superior; y que el alambrón de acero con alto contenido de carbono pueda tener una aptitud de trefilado adicional drásticamente mejorada cuando se cumplen las condiciones especificadas por las siguientes Expresiones (1) y (2) . La presente invención se lleva a cabo en base a estos descubrimientos. Las Expresiones (1) y (2) se escriben como se muestra a 45 continuación:

[Ti sol.] = [Ti]-[Ti con N]-[Ti con C]-[Ti con S] 0, 002 (1) , [Ti con C] 0, 020 (2) , donde [Ti sol.] representa un contenido de titanio de soluto disuelto en el acero; [Ti] representa un contenido de Ti total; [Ti con N] representa un contenido de Ti en forma de un nitruro;

[Ti con C] representa un contenido de Ti en forma de un carburo; y [Ti con S] representa un contenido de Ti en forma de un sulfuro, en porcentaje en masa en el acero.

La configuración mejora la aptitud de trefilado probablemente por los siguientes motivos. Específicamente, el titanio de soluto, cuando se forma mediante disolución de Ti en ferrita, puede impedir la difusión del carbono de soluto, el cual puede difundir mediante la acción de la deformación por trefilado, impidiendo de este modo la fijación por dislocación del carbono de soluto, y evitando la fragilidad por envejecimiento provocada por la fijación por dislocación del carbono de soluto debido a la deformación por trefilado. Además, permitiendo la presencia de Ti en forma de carburo en un nivel predeterminado o más (concretamente, normalmente mediante precipitación de carburo de titanio (TiC) ) , se puede reducir el carbono de soluto en la ferrita probablemente de forma ligera, y esto 65 puede evitar la fragilidad por envejecimiento provocada mediante la fijación por dislocación del carbono de soluto debido a la deformación por trefilado.

La Expresión (1) proporciona un contenido de titanio de soluto [Ti sol.], que viene determinada en base a la relación entre el contenido total de titanio y un contenido de Ti en forma de diversos compuestos de titanio (por ejemplo, TiN, TiC y TiS) . El titanio de soluto,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un alambrón de acero de alto contenido en carbono excelente en cuanto a aptitud de trefilado, que consiste en, en porcentaje en masa:

C en un contenido de un 0, 6 % a un 1, 5 %; Si en un contenido de un 0, 1 a un 1, 5 %; Mn en un contenido de un 0, 1 % a un 1, 5 %; P en un contenido mayor que un 0 % y menor o igual que un 0, 02 %;

Si en un contenido mayor que un 0 % y menor o igual que un 0, 02 %; Ti en un contenido de un 0, 03 % a un 0, 12 %; B en un contenido de un 0, 001 % a un 0, 01 %; N en un contenido de un 0, 001 % a un 0, 005 %; opcionalmente, Al en un contenido mayor que un 0 % y menor o igual que un 0, 1 %;

opcionalmente, al menos uno seleccionado entre el grupo que consiste en: Cr en un contenido mayor que un 0 % y menor o igual que un 0, 45 %, y/o V en un contenido mayor que un 0 % y menor o igual que un 0, 5 %; y siendo el resto hierro e impurezas inevitables, donde:

un contenido de boro de soluto es de un 0, 0002 % o más; un contenido de nitrógeno de soluto es de un 0, 0010 % o menos; y el alambrón de acero de alto contenido en carbono cumple las condiciones especificadas mediante las siguientes Expresiones (1) y (2) :

[Ti sol.] = [Ti]-[Ti con N]-[Ti con C]-[Ti con S] 0, 002 (1) , [Ti con C] 0, 020 (2) , donde [Ti sol.] representa un contenido de titanio de soluto disuelto en el acero; [Ti] representa un contenido de Ti total; [Ti con N] representa un contenido de Ti en forma de un nitruro;

[Ti con C] representa un contenido de Ti en forma de un carburo; y [Ti con S] representa un contenido de Ti en forma de un sulfuro, en porcentaje en masa en el acero.

2. El alambrón de acero de alto contenido en carbono, donde el contenido de B es de un 0, 0020 % o mayor. 40


 

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