177445. lajstromszámú szabadalom • Jól polírozható, nagyszilárdságú saválló acél
3 177445 4 Az ilyen típusú acélok megfelelő hidegalakítás hatására jelentős mértékben felkeményednek. Ezen tulajdonságukat felhasználva újabban ilyen állapotú saváló acélokat szerkezeti acélként is alkalmaznak. Az említett saválló acélok ugyan megfelelő korrózióállósággal rendelkeznek, de hasznosítható szilárdságúk fokozása csak költséges hidegalakítással lehetséges, s ez a tény a különféle szükséges szelvények gyártását szinte kizárólag lemez profilra korlátozza. A hidegalakítással felkeményített saválló acéloknál a hegesztés általános alkalmazását a hőhatászóna szilárdságának csökkenése determinálja, de ezen kívül az igényeket kielégítő felület előállítása is csak nagy költségráfordítással és korlátozott mértékben lehetséges. A jelenleg ismert saválló acélok közül pl. a legfejlettebb technikai szintet képviseli a 2 421 604 sz. NSZK szabadalmi leírásból megismerhető acél, amely 0,001-0,2 súly% C-t, 0,1-10,0 súly% Mn-t, 0,l-0,6súly% Si-t, 15,0-35,0 súly% Cr-t, 3,5-35,0súly% Ni-t, 0,1—4,0 súly% Cu-t, 0,01—6,0 súly% Mo-t, 0,1—2,0 súly% Nb-t, 0,001—0,2 súly% B-t, 0,001-0,5 súly% N-t, 0,01-0,07 súly% Al-t, 0,001—0,002 súly% Ca-t tartalmaz. A leírás szerinti szilárdsága azonban nem haladja meg az általánosan ismert szilárdsági értékeket csupán melegszilárdsága növekszik. A jelenleg ismert, jól hegeszthető saválló acélok szilárdsága tehát csak kis teherviselésre hasznosítható és polírozással elérhető felületi minőségük sem megfelelő. A jelen találmány célja olyan — az eddig ismert saválló acéloknál — nagyobb szilárdságú, jobban polírozható, bizonyos karbontartalomig jól hegeszthető saválló acél előállítása, amely edzés-nemesítés vagy hidegalakítás nélkül nagy hasznosítható szilárdsággal rendelkezik, és ezen tulajdonságok révén kiválóan alkalmas nagy mechanikai igénybevételeknek kitett, kopásálló, higiéniás követelményeket kielégítő, magas felület-minőségű húsipari, vágóhídi, élelmiszeripari, hűtőipari gépek, berendezések, házgyári elem-sablonok, csomópontok, építőipari nyílászáró szerkezetek, közúti-, -vasúti, -és vízijármű elemek, energetikai gépek és nagyszilárdságú kötőelemek gyártására. A találmány célját olyan acél előállításával érjük el, amely legfeljebb 2,00 súly% C-t, legfeljebb l,00súly% Si-t, legfeljebb 5,00súly% Mn-t, legalább 12,00 súly% Cr-t, legfeljebb 24,00 súly% Ni-t, legfeljebb 4,00súly% Cu-t, legfeljebb 3,00súly% Mo-t, 0,04—1,5 súly% Nb-t, 0,001-0,03 súly% B-t, legalább 0,01 súly% N-t, 0,02-0,20 súly% Al-t, legalább 0,001 súly% Ca-t tartalmaz, és amelyet az jellemez, hogy 0,04—1,50 súly% V-t és/vagy Be-t, 0,036—0,25 súly% Zr-t és/vagy Ce-t is tartalmaz. Az ötvözök közül pl. az Al, V, Zr, B, Nb, N és Be a találmány szerinti arányban olyan olvadáspontú, komplex fémes vegyületeket alkot, amelyek részben aktív méretű kritikus csírákat hoznak létre már az olvadékban, részben a vas rácsában intersticiósan oldódva azokat előfeszítik & így növelik a rácshibákat. Részben nagy nyírószilárdságú fémes kiválásokat képeznek, amelyek egyben koherens módon növelik és stabilizálják az alapanyag rácsának belső feszültségét. Másrészük a szemcsehatárokon helyezkedik el és az itt létrejövő nem-koherens kiválások folyamatát késlelteti, ami megakadályozza az ilyen kiválásoknak a szemcsehatárok mentén történő feldúsulását és ezzel növeli a szemcsehatárok szilárdságát. A kritikus méretű csírák számának növelése jelentős mértékben fokozza az olvadék kristályosodó képességét, csökkenti a dermedés idejét és a primér szemcsék méretét, ezáltal ugrásszerűen növekednek a szemcsehatár felületek és leszűkül az intermetallikus dúsulások képződésének lehetősége. A találmány szerinti alkotóelemek tulajdonságai és célszerű arányuk az ötvözetrendszerben olyan termodinamikai, nukleálódási és kinetikai feltételeket teremtenek az oldódás, a dermedés, az újrakristályosodás és a melegalakítás folyamán, amely jelentős mértékben növeli az elemek interstíciós oldódási aktivitását, azok oldódó mennyiségét, majd az ily módon előfeszített rácsok számát és feszítettségük mértékét is. Az interstíciósan előfeszített rácsok számának növelése és előfeszítettségi mértékük fokozása jelentősen növeli a metallurgiai úton létrehozott diszlokációk számát, ami elősegíti & meghatározza a fémes kiválások képződését, elhelyezkedését, jelentősen növelve a horgonyzó funkcionálásuk hatékonyságát az igénybevétel hatására meginduló diszlokáció front mozgásában. A szemcsehatár hibahelyein beágyazódott egyes elemek a környezet fématomjainak diffúziós sebességét erősen lecsökkentik és ezzel késleltetik az inkoherens csírák képződését, illetve az így képződő csírák számát. Ezzel megakadályozzák, hogy a szemcsehatárok mentén — részben az ötvözőelemek, másrészt a kiválások elszegényedése miatt — csökkent szilárdságú és kúszás-állóságú zóna képződjék. így hátráltatják a szemcsehatároknak a rajtuk felgyülemlő diszlokádók hatására bekövetkező korai felrepedését, növelik a kúszási-törés nyúlását és kontrakcióját, ami az acél képlékenységének, hideg-, és melegalakíthatóságának, hasznosítható szilárdságának számottevő növekedését eredményezi. A találmány szerinti alkotóelemek és azok célszerű aránya így automatikusan biztosítja a gyártás folyamán az acél kiváló kohászati minőségét és edzés-megeresztés vagy hidegalakítás nélküli nagy szilárdságát. Biztosítja továbbá a hatékony szilárdítás-mechanizmus kombinációk érvényesülését, amelyek hatása többszörösére növeli az acél hasznosítható szilárdságát és fáradási feszültséghatárát. A találmány szerinti acél olyan ötvözőket is tartalmaz, amelyek az acél polírozhatóságát, felületének minőségét jelentősen javítják. A találmány szerinti saválló acél 0,12% karbontartalomig célszerű fajlagos hőbevitel mellett jól hegeszthető. A hegesztés hőhatárzónájának tulajdonsága az alapanyaggal összehasonlítva megfelelő, az ilyen acéloknál szokásos szemcsedúsul ás nem következik be. A találmány szerinti acél a hagyományos saválló acélokkal azonos körülmények között és technológiával gyártható, bármely kohászati profilra me-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
