30MnB5

Warmgewalzte borlegierteEinsatz- und VergütungsstähleBoron alloyed SteelAciers alliés au bore

Ein Unternehmen von ThyssenKrupp

SteelHoesch Hohenlimburg

TK

Hoesch Hohenlimburg GmbHGeschäftsbereich MittelbandDivision Narrow Steel StripDivision Feuillards Laminés à ChaudOeger Straße 120D-58119 HagenTel.: (0) 2334/912391 oder 91-0Fax: (0) 2334/913369

Anwendungsberatung:Technical advisors:Conseil technique:Tel.: (0) 2334/913253

912271912295

Fax: (0) 2334/913358E-mail: [email protected] http://www.hoesch-hohenlimburg.de

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AllgemeineHinweise

General Indications générales

A wide range of different steelscan be offered by HoeschHohenlimburg GmbH due to thenumber of grades available.

This includes mild, unalloyeddeepdrawing steels and formingsteels, micro-alloyed low perlite highstrength fine grain structural steelsfor forming operations as well asmalloyed and alloyed carbon steelsused as case hardening steels, heattreatable steels, spring steels andtool steels. Among those steels offered for heat treatment operationsour boron steels have become a costeffective alternative to conventionalheat treatable steels.

It has long been known thatadding boron in small amountsincreases the hardenability ofvarious grades, especially for longproducts. Boron can be used toreduce the carbon content but stillachieve the same level of hardnessand also to fully or partly avoid theneed for expensive alloy elementssuch as chromium, nickel or molyb-denum.

Boron grades have also prooved to be very successful formany years in the manufacturing of hot band. As case hardeningsteels boron grades also offer ad-vantages as far as a high tensilestrength and a very good ductility in the core of the material after heat treatment is concerned (Hoesch trademark HLB 8).

La gamme des nuances du trainde feuillard propose aux utilisateursun large spectre de diverses qualitésd’acier.

Cette gamme comprend desaciers doux non alliés pour embou-tissage et transformation, des aciersà grain fin micro-alliés à faibleteneur en perlite et à haute résis-tance pour la transformation, desaciers à carbone alliés et non alliéscomme les aciers de cémentation,de traitement, les aciers à ressort età outils. Parmi les aciers proposésaptes au traitement thermique l’acierallié au bore représente une alterna-tive intéressante par rapport auxaciers conventionnels de traitement.

L’ajout de bore en petites quan-tités pour augmenter l’aptitude à latrempe de différents aciers, en parti-culier dans le domaine des produitslongs est connu depuis longtemps.

D’une part le bore peut être uti-lisé pour diminuer la teneur en car-bone tout en maintenant une mêmedureté et ainsi améliorer l’aptitude àla transformation, d’autre part ilpeut être également utilisé pourrenoncer en partie ou complètementaux éléments d’alliage coûteux telsque Cr, Ni ou Mo.

Depuis un certain temps, lesaciers alliés au bore ont égalementfait leurs preuves dans la productiondes feuillards à chaud.

L’acier allié au bore présenteégalement des avantages en tantqu’acier de cémentation (produitHoesch HLB 8) en raison de la hauterésistance et de la bonne souplesseà coeur que l’on obtient aprèscémentation et trempe.

Die Gütepalette derMittelbandstraße bietet denVerbrauchern ein breites Spektrumvon verschiedenen Stahlqualitäten.

Hierzu zählen weiche unle-gierte Tiefzieh- und Umformstähle,mikrolegierte perlitarme höherfesteFeinkornstähle zum Umformen, unle-gierte und legierte Kohlenstoffstähleals Einsatz-, Vergütungs-, Feder- undWerkzeugstähle. Unter den angebo-tenen Stählen zur Wärmebehand-lung haben sich unsere borlegiertenStähle als eine kostengünstige Alter-native zu konventionellen Vergütungs-stählen entwickelt.

Der Zusatz von Bor in geringenMengen zur Steigerung der Härt-barkeit ist bei verschiedenen Stählen,insbesondere im Bereich der Lang-produkte, seit längerer Zeit bekannt.Dabei kann Bor einerseits verwendetwerden, einen niedrigeren C-Gehaltbei gleicher Härte zu ermöglichenund damit die Verarbeitbarkeit zuverbessern, oder es kann dazubenutzt werden, auf teure Legierungs-elemente wie Cr, Ni oder Mo ganzoder teilweise zu verzichten.

Auch bei der Herstellung vonWarmband haben sich seit einigenJahren borlegierte Stähle bewährt.Als Einsatzstahl bringt ein borlegier-ter Stahl ebenfalls Vorteile, und zwarim Hinblick auf die hohe Festigkeitund die gute Zähigkeit im Kern desMaterials nach der Einsatzhärtung(Hoesch Werksmarke HLB8).

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Bor in Stahl-legierungen/

Wirkungsweise des Bors

Boron in alloyedsteels,

affect of boron

Le bore dans lesalliages d’acier/Fonction du bore

Bei Borstählen werden üblicher-weise sehr geringe Mengen Bor umca. 30 ppm zugesetzt. Damiterreicht man bei niedrigen Kohlen-stoffgehalten bessere Verarbeitungs-eigenschaften bei gleicher Härtenach der Vergütung. Bei C-Gehaltenvon über 0,5 % entfällt aber diehärtbarkeitssteigernde Wirkung von Bor.

Le bore est l’élément d’alliageayant le plus fort pouvoir d’augmen-tation de la trempabilité, car le boreralentit la transformation en structureadoucie et fait apparaître une struc-ture martensitique sur la coupe trans-versale du feuillard.

Le bore se présente dans l’aciersous une forme liée (par exemple ennitrure de bore) et sous une formedissoute.

Du fait que seule la partiesoluble du bore contribue à l’aug-mentation de la trempabilité (trempa-bilité en profondeur ou à coeur) descoulées d’aciers alliées au bore sontdésoxydées avant ajout du bore etalliées avec de forts formateurs denitrures tels que l’aluminium et letitane.

Dans les aciers au bore onajoute habituellement de petitesquantités de bore, d’environ 30ppm. On obtient ainsi avec desteneurs en carbone réduites unemeilleure aptitude à la transforma-tion avec une dureté identique aprèstraitement.

Cependant l’effet d’augmenta-tion de la trempabilité dû au boredisparaît quand les teneurs en car-bone se situent au dessus de 0,5 %.

ReversiervorgerüstReversing roughing millTrain ébaucheur réversible

FertigstaffelFinishing TrainTrain Finisseur

Schubbeize: GesamtansichtPush pickling line: General viewDécapage à poussée: vue d‘ensemble

Bor ist das Legierungselementmit stärkster härtbarkeitssteigernderWirkung, da Bor die Umwandlungin weichere Gefügearten verzögertund ein martensitisches Gefüge überden Bandquerschnitt entstehen läßt.

Bor liegt im Stahl in gebundener(z.B. als Bornitrid) und in gelösterForm vor. Da nur der lösliche Anteilvon Bor zur Steigerung der Härt-barkeit (Ein- bzw. Durchhärtbarkeit)beiträgt, werden Borstahlschmelzenvor der Bor-Zugabe desoxidiert undmit stärkeren Nitridbildnern, wiez.B. Aluminium und Titan, legiert.

Boron is the element whichinfluences the hardenability themost, as boron slows down the con-version into softer microstructuresand leads to a martensitic micro-structure over the cross-sectionalarea of the strip.

Boron appears in the ladle in asolid and dissolved form. As onlythe dissolved form of boron increa-ses the hardenability (hardnesspenetration as well as full harde-ning), the melts are deoxidisedbefore adding boron and alloyedwith stronger nitride formers such asaluminium and titanium.

In general boron is added toboron steels in small amounts only(such as 30 ppm). Along with lowcarbon contents this leads to a betterprocessability by offering the samehardness after heat treatment.However, boron looses its ability toincrease hardness when the carboncontent of the melt exceeds 0.5 %

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Stahlsorten und chemische Zusammensetzungen lt. DIN EN 10083-3Grades and chemical composition acc. to DIN EN 10083-3

Qualités d’aciers et compositions chimiques selon DIN EN 10083-3

1) In dieser Tabelle nicht aufgeführte Elemente dürfen dem Stahl, außer zum Fertigbehandeln der Schmelze und zurErzielung des Einflusses von Bor auf die Härtbarkeit, ohne Zustimmung des Bestellers nicht absichtlich zugesetztwerden. Es sind alle angemessenen Vorkehrungen zu treffen, um die Zufuhr solcher Elemente aus dem Schrottoder anderen bei der Herstellung verwendeten Stoffen zu vermeiden, die die Härtbarkeit, die mechanischenEigenschaften und die Verwendbarkeit beeinträchtigen.

Those elements not mentioned in this table may not be added to the steel without the approval of the customer, except for finishing the cast and to achieve the influence of boron on the hardenability. All necessarysteps have to be taken to avoid adding these elements from the scrap or other materials used during the meltingprocess which have an influence on the hardenability, the mechanical properties and the utilisation of the melt.

Les éléments qui ne sont pas mentionnés dans ce tableau ne doivent pas être ajoutés intentionnellement àl’acier sans accord préalable du client, sauf pour l’achèvement de la coulée et pour obtenir l’influence du boresur la trempabilité. Il est nécessaire de prendre toutes les mesures adéquates, afin d’éviter l’apport d’élémentsissus de la ferraille ou d’autres matières utilisées pour l’élaboration, qui pourraient influencer la trempe, lescaractéristiques mécaniques et l’utilisation.

2) Bei Anforderung an die Härtbarkeit (siehe Tabelle 5) oder an die mechanischen Eigenschaften im vergütetenZustand sind – außer bei den Elementen Kohlenstoff, Phospor und Schwefel – geringfügige Abweichungen vonden Grenzen für die Schmelzenanalyse zulässig; die Abweichungen dürfen die Werte nach Tabelle 4 nicht über-schreiten.

For the hardenability (see table 5) or mechanical properties in the heat treated condition, minor deviationsfrom the range of elements of the cast analysis are allowed except for carbon, phosphorus and sulphur. Thesedeviations however must not exceed those values stated in table 4.

En cas d’exigence de trempabilité (voir tableau No. 5) ou de caractéristiques mécaniques à l’état trempé –revenu, de légers écarts par rapports aux limites d’analyse de coulée sont tolérés, sauf pour les éléments carbone, phosphore et soufre. Ces écarts ne doivent cependant pas dépasser les valeurs indiquées dans letableau N°. 4.

Stahlbezeichnung Kurzname/Steel grade/Désignation de l’acier abréviation

20 MnB5 30 MnB5 38 MnB5 27 MnCrB5-2 33 MnCrB5-2 39 MnCrB6-2

Werkstoffnummer/Material number/Numéro d’aciers1.5530 1.5531 1.5532 1.7182 1.7185 1.7189

Chemische Zusammensetzung (Massenanteil in %)/Chemical composition (in %)/Composition chimique (proportion quantité en %)*) 1) + 2)

C 0,17 – 0,23 0,27 – 0,33 0,36 – 0,42 0,24 – 0,30 0,30 – 0,36 0,36 – 0,42

Si max. 0,40 0,40 0,35 0,15 – 0,40 0,15 – 0,40 0,15 – 0,40

Mn 1,10 – 1,40 1,15 – 1,45 1,15 – 1,45 1,10 – 1,40 1,20 – 1,50 1,40 – 1,70

P max. 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035

S max. 0,040 0,040 0,040 0,040 0,040 0,040

Cr – – – 0,30 – 0,60 0,30 – 0,60 0,30 – 0,60

B 0,0008 – 0,0050 0,0008 – 0,0050 0,0008 – 0,0050 0,0008 – 0,0050 0,0008 – 0,0050 0,0008 – 0,0050

*) Schmelzanalysen lt. DIN EN 10083-3/Ladle analyses acc. to DIN EN 10083-3Analyses de la coulée selon DIN EN 10083-3

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Vorteile borlegierterStähle

Advantages of boronsteels

Les avantages desaciers allies au bore

Die wesentlichen Produktvorteile:

• Im warmgewalzten Zustand her-vorragende Eigenschaften beimKaltumformen, Schneiden undZerspanen ohne zwingendevorherige Glühbehandlung.

• Bessere Schweißeignung auf-grund der niedrigerenKohlenstoff-Äquivalente.

• Erreichen hoher Festigkeitenbeim Vergüten.

• Je nach Verwendungszweckkann nach dem Härten auf eineAnlaßbehandlung verzichtetwerden, da bereits im abge-schreckten Zustand eine sehrgute Zähigkeit vorliegt.

Neben den genormten bor-legierten Güten, die wir seit langemliefern (siehe Seite 4), werden nach-folgend die von uns entwickeltenAnalysevarianten (Werksmarken)vorgestellt (Tabelle „Schmelzricht-analysen der HLB-Stähle“, sieheSeite 6).

Für weitere Auskünfte sprechen Siebitte unsere Anwendungsberatung an(Telefonnummern siehe Rückseite dieser Broschüre).

Product advantages:

• excellent properties in the asrolled condition for cold for-ming, slitting and machiningwithout additional annealingprocesses

• increased weldability due to thelower carbon content

• higher tensile strengths duringheat treatment

• tempering is not necessary afterheat treatment, depending onthe end-use as a very goodductility after quenching isalready achieved.

Besides those standarisedboron grades which we do supplyalready for a long time (see page 4),we have developed a varity of newanalyses varieties (trade marks) areintroduced on the following pages(see table “ladle analyses of HLB-Steels“ on page 6).

For further information please contactour customer support engineers (seelast page for phone numbers).

Les principaux avantages duproduit sont:

• A l’état laminé à chaud ce produit présente d’excellentescaractéristiques pour le for-mage à froid, la découpe et l’usinage sans traitement derecuit préalable.

• Meilleure aptitude au soudageen raison de la basse teneur encarbone.

• Obtention de hautes résistancespar opération de trempe etrevenu.

• Selon l’utilisation il est possibled’éviter après trempe, un traite-ment de revenu, en raison de ladéjà très bonne ténacité du pro-duit à l’état trempé.

Mis à part les aciers alliés aubore normés, que nous livrons depuisde longues années (voir page 4)nous présentons ci-dessous des analy-ses alternatives, que nous avonscréés avec des références internes(voir tableau «Analyses de couléesdes aciers HLB», page 6).

Nos conseillers techniques sont àvotre disposition pour de plus amplesinformations (numéro de téléphoneau verso).

Hubbalkenofen – AustragseiteWalking beam furnace – Discharge

Four à longerons mobiles – Sortie

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Schmelzrichtanalysen der HLB-Stähle/Ladle analysis of HLB steels/Analyse indicative de la coulée des aciers alliés au bore (HLB)

HLB 8 HLB 22 HLB 27 HLB 30 HLB 37 HLB 42

Stahlbezeichnung Kurzname/Steel grade/Désignation de l’acier abréviation8MnCrB3 22MnB5 27MnCrB52 30MnB5 37MnB4 42MnNiCrB43

Werkstoffnummer/Material number/Numéro d’aciers1.7135 1.5528 1.7182 1.5531 1.5524 1.7116

C 0,06 – 0,11 0,19 – 0,25 0,24 – 0,30 0,27 – 0,33 0,34 – 0,40 0,39 – 0,45

Si 0,15 – 0,40 0,15 – 0,40 0,15 – 0,40 0,15 – 0,40 0,15 – 0,40 0,15 – 0,40

Mn 0,70 – 1,00 1,10 – 1,30 1,10 – 1,40 1,15 – 1,45 0,80 – 1,10 0,80 – 1,10

P max. 0,025 max. 0,025 max. 0,025 max. 0,025 max. 0,025 max. 0,025

S max. 0,015 max. 0,015 max. 0,015 max. 0,015 max. 0,015 max. 0,015

Al 0,020 – 0,060 0,020 – 0,060 0,020 – 0,060 0,020 – 0,060 0,020 – 0,060 0,020 – 0,060

Cr 0,25 – 0,50 0,15 – 0,35 0,30 – 0,60 0,15 – 0,35 0,15 – 0,35 0,25 – 0,50

Ti 0,020 – 0,050 0,020 – 0,050 0,020 – 0,050 0,020 – 0,050 0,020 – 0,050 0,020 – 0,050

B 0,0008 – 0,0040 0,0008 – 0,0050 0,0008 – 0,0050 0,0008 – 0,0050 0,0008 – 0,0050 0,0008 – 0,0040

Ni – – – – – 0,60 – 0,90

Chemische Analyse und Festigkeit im AnlieferungszustandChemical analysis and tensile strength in the as rolled condition

Analyse chimique et résistance à l’état de livraison

Mechanische Gütewerte/Mechanical properties/Caractéristiques mécaniques

Güte/Grade/Nuance HLB 8 HLB 22 HLB 27 HLB 30 HLB 37 HLB 42

Anhaltswerte 1) Rp 0,2 (N/mm2) 350 370 390 400 430 440Standard (mean) values 1)

Valeurs indicatives 1) Rm (N/mm2) 480 600 620 640 670 700

A5 (%) 30 26 24 23 21 19

Maximalwerte 2) Rm (N/mm2) 560 700 720 730 740 760Maximum values 2)

Valeurs maximales 2)

1) Bei normaler Temperaturführung bei der Warmbandwalzung werden im Mittel etwa diese Werte erreicht.These values are achieved when using normal temperature ranges during the rolling process.Ces valeurs moyennes sont obtenues lors du laminage à températures normales.

2) Bei entsprechender Temperaturführung ist etwa mit diesen maximalen Festigkeitswerten zu rechnen.By controlling the temperature these max. values for tensile strength are achieved.Ces valeurs maximales de résistance sont obtenues pour des températures bien définies.

7

Wärmebehandlungder borlegierten

Einsatz- undVergütungsstähle

Heat treatment ofboron alloyed case

hardening and tempering steels

Traitement thermique des

aciers de cémentation

Wärmebehandlung/Härteder borlegierten Einsatz- undVergütungsstähle

Für die einzelnen Güten wurdendurch Laborversuche die erreichbarenHärten im nur gehärteten und bei200 bzw. 400 °C angelassenenZustand ermittelt (siehe Seite 8).Darüber hinaus wurden auch detail-lierte Anlaßschaubilder (siehe beige-fügte Datenblätter) für Wasserhärtungund für Ölhärtung bei Anlaßtempe-raturen bis 650 °C ermittelt undregressionsanalytisch aufbereitet. DasZähigkeitsverhalten wurde sowohl mitHilfe von Kerbschlagproben als auchmit Hilfe von ungekerbten Schlag-zähigkeitsproben nach DIN 11100überprüft. Die Daten entnehmen Siebitte den beiliegenden Werkstoff-blättern.

Traitement thermique/Dureté des aciers de cémen-tation et de traitement alliésau bore

Suite à des assais dans noslaboratories nous avons déterminédes valeurs de trempe à l’état trempéet revenu à 200 - 400 °C (voir page 8). D’autre part nous avonsétabli des diagrammes détaillés detraitement pour trempe à l’eau ettrempe à l’huile à des températuresde revenu allant jusqu’à 650 °C etdéveloppés en courbes de régres-sions analytiques (voir fiches techni-ques jointes). Le comportement à lasouplesse a été testé selon DIN11100 aussi bien à l’aide d’essaisde chocs sur éprouvettes entailléesqu’à l’aide d’essais de chocs suréprouvettes non entaillées. Les résul-tats de ces essais sont repris dans letableau de nuances ci-joint.

Heat treatment/Hardness of boron alloyedcase hardening steels andtempering steels

For each grade the achievablehardness in the just hardened con-dition as well as in the tempered condition at 200 and 400° (see page 8) has been determinedthrough laboratory tests. In additiondetailled tempering charts havebeen (see the following charts) forwater and oil quenching with tem-pering temperatures up to 650 °Chave been determined in laboratorytests, which have then been ana-lysed. The ductility behaviour hasbeen checked using notched barimpact tests as well as non-notchedimpact toughness tests acc. to DIN 11100. The values are shown inthe enclosed tables.

Längsteilanlage 3: GesamtansichtSlitting Line 3: General view

Ligne de refendage III: vue d’ensemble

8

Härte der borlegierten VergütungsstähleHardness of the heat treatable steels alloyed with Boron

Dureté des aciers au bore traités

HLB 22

60

55

50

45

40HLB 27 HLB 30 HLB 37 HLB 42

HLB 22

60

55

50

45


HLB 22

50

45

40

35


Wasserhärtung/Water quenching/Trempe à l’eau

Ölhärtung/Oil quenching/Trempe à l’huile

Nur gehärtet/After quenching/Après trempe

Bei 200 °C angelassen/Tempered at 200 °C/Revenu à 200 °C

Bei 400 °C angelassen/Tempered at 400 °C/Revenu à 400 °C

Rock

wel

l–C

Rock

wel

l–C

Rock

wel

l–C

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Abmessungsbereich/Anwendungsbeispiele

Size range/Examplesfor Applications

GammeDimensionnelle/

Examples d’applications

Die Lieferung von borlegiertenEinsatz- und Vergütungsstählenumfaßt im allgemeinen unserengesamten Abmessungsbereich bis max. 650 mm Breite und max. 16 mm Dicke in Ringen und in Stäben.

En général notre gamme de production d’aciers au bor couvrenotre palette dimensionelle complètec.à.d. jusqu’à max. 650 mm de largeur et 16 mm d’épaisseur, soiten rouleaux soit en barres.

In general we supply boronsteels throughout the complete rangeof our production programm, i.e. upto a width of 650 mm and with amax. thickness of 16 mm in coilsand cut lengths.

Hebelhalter, HLB 8, Dicke 4 mmLever fixing, HLB 8, Thickness 4 mmSupport de levier, HLB 8, Epaisseur 4 mm

Segment Handbremse, Güte HLB 8, Dicke 4 mmHand brake segment, Grade HLB 8, Thickness 4 mmSegment d’un frein à main, Nuance HLB 8, Epaisseur 4 mm

Kettenglied, Güte HLB 27, Dicke 2,5 mmChain link, Grade HLB 27, Thickness 2,5 mmMaillon de chaîne, Nuance HLB 27, Epaisseur 2,5 mm

Bremsbelag-Stegblech, Güte HLB 27, Dicke 14 mmBrake shoe web, Grade HLB 27, Thickness 14 mmBarrette pour garniture de frein,Nuance HLB 27, Epaisseur 14 mm

Klinke Handbremse, Güte HLB 8, Dicke 4 mmHand brake latch, Grade HLB 8, Thickness 4 mmLevier d’un frein à main, Nuance HLB 8, Epaisseur 4 mm

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Anwendungsbeispiele borlegierter StähleApplications for boron-alloyed steels

Exemples d’application d‘aciers au bore

Haltewinkel Güte HLB 27, Dicke 3,00 mm

Fixing angleGrade HLB 27, Thickness 3,00 mm

Pièce de retenueNuance HLB 27, Epaisseur 3,00 mm

BefestigungswinkelGüte HLB 27, Dicke 4,00 mm

Fixing angleGrade HLB 27, Thickness 4,00 mm

Cornière de fixationNuance HLB 27, Epaisseur 4,00 mm

Warmbandteile für PflügeDicken 6 – 14 mm

Hot rolled strip components for ploughsThickness 6 – 14 mm

Pièces en feuillard laminé à chaud pour charrueEpaisseur 6 – 14 mm

Pflugschar (Streichblech)Güte HLB 40, Dicke 8,00 mm

Plough-shareGrade HLB 40, Thickness 8,00 mm

Soc de charrue (versoir)Nuance HLB 40, Epaisseur 8,00 mm

Warmgewalzte borlegierteEinsatz- und VergütungsstähleBoron alloyed SteelAciers alliés au bore

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Anwendungsberatung:Technical advisors:Conseil technique:Tel.: (0) 2334/913253

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