Сталь
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к черной металлургии , в частности к малоуглеродистым низколегированным сталям, используемым для производства высокопрочных метизов методом холодной деформации. Цель изобретения - повышение пластичности стали после ускоренного охлаждения с прокатного нагрева и холодной деформации. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении , мас.%: углерод 0,09-0,15; кремний 0,17-0,40; марганец 1,3-1,8; хром 0,1-0,3; никель 0,02-0,30; медь 0,02-0,30; титан 0,04-0,10. бор 0,002-0,005; кальций 0,0005- 0,015; алюминий 0,005-0,020; азот 0,005- 0,20; железо остальное. 2 табл.
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН
К ПАТЕНТУ
Ag р
1, гДТ (21) 4954417/02 (22) 13,06.91 (46) 30,04.93. Бюл. N.. 16 (71) Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов мУкрнииспецстальм (72) Ю.В.Яценко, Н.В.Тихий, Я,И,Спектор, Ю.В.Артамонов, С.И.Тишаев, И.Я.Сокол, В.M.Ðîìàíîâ, Р.В.Яценко, О.Н.Тихая и А.И.Карапетян (73) Московский металлургический завод
"Серп и молот" и Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов "Укрнииспецстальм (56) Авторское свидетельство СССР
М 1258868, кл. С 22 С 38/54, 1984.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к малоуглеродистым низколегированным сталям, используемым для производства высокопрочным метизов методом холодной деформации.
Цель изобретения — повышение пластичности стали после ускоренного охлаждения с прокатного нагрева и холодной деформации, Это достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, алюминий, никель, бор, кальций и железо, дополнительно содержит титан, азот и медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод 0,09 — 0,15
Кремний 0,17 — 0,40
Марганец 1,30-1,80
Хром 0,10 — 0,30
Никель 0,02-0,30. Ж „, 1813120 АЗ (s>>s С 22 С 38/54//С 22 С 38/58 (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к малоуглеродистым низколегированным сталям, используемым для производства высокопрочных метизов методом холодной деформации. Цель изобретения — повышение пластичности стали после ускоренного охлаждения с прокатного нагрева и холодной деформации. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,09-0,15, кремний
0,17-0,40; марганец t,3-1,8; хром 0,1-0,3; никель 0,02 — 0,30; медь 0,02 — 0,30; титан
0,04-0,10, бор 0,002 — 0,005; кальций 0,00050,015; алюминий 0,005 — 0,020; азот 0,0050;20; железо остальное. 2 табл.
Медь 0.02 — 0,30
Бор 0,002 — 0,005
Кальций 0,005 — 0,02 а
Алюминий 0,005 — 0,02 р
Титан 0,04 — 0,10
Азот 0,005 — 0,02
Железо . Остальное
Введение марганца в предлагаемую
° àà4 сталь в больших количествах, чем в известную, приводит к повышению предела проч- С3 ности при растяжении. Но при содержании марганца на верхнем пределе (1,8%) и суммы карбидообразующих элементов (хрома, титана и др.) более 0,4% после ускоренного охлаждения может образовываться верхний бейнит, который резко снижает относительное удлинение (для обеспечения относительного удлинения Bз > 12% в готовых крепежных изделиях, в подкате оно должно быть не менее 23%).
1813120
Поэтому при содержании марганца на верхнем пределе, углеродный эквивалент, определяемый по формуле
Mn+ Сг+Т +К+Мо+V+
6 5
Si +Ni + Cu
15 должен быть в пределах 0,4 — 0,5, а при содержании марганца на нижнем пределе (1,3 ) углеродный эквивалент должен быть в пределах 0,45 — 0,60, что обеспечивает получение в ускоренно-охлажденном подкате оптимальных механических свойств (предела прочности д, = 550-700 Н/мм, относи2 тельного удлинения д не менее 23 ), Содержание марганца менее 1,3, С к менее 0,4 и сумм карбидообразующих (хрома и титана) менее 0,14 не обеспечивает (табл.2) требуемый уровень поочности подката (д, не менее 550 Н/мм ), т,е. получение крепежа класса прочности 8;8, Содержание кремния является достаточным для эффективного раскисления стали, поэтому вводимый алюминий играет роль не только дополнительного раскислителя, но также и эффективного модификатора, упрочняющего сталь и препятствующего росту зерна аустенита при нагреве под деформацию и после прокатки.
Титан, содержащийся в предлагаемой стали в указанных пределах, измельчает зерно аустенита и, таким образом, повышает прочность и пластичность стали. Повышение указанного содержания титана в стали приводит к повышению хрупкости феррита, обогащенного титаном по границам зерен и появлению в структуре стали остроугольных карбидов, карбонитридов титана, что приводит к падению пластичности. Понижение содержания титана ниже указанного предела приводит к падению эффективности его влияния на свойства стали и он работает только, как модификатор. Целесообразно при содержании углерода на верхнем уровне содержание титана держать на нижнем уровне (Ti = 0,04-0,06 мас.,), и. наоборот, при содержании углерода на нижнем уровне содержание титана держать на верхней уровне (Ti = 0,08-0.10 мас. /).
Превышает указанного предела содержания азота в предлагаемой стали приводит к образованию слишком большого количества нитридов алюминия. карбидов титана, что охрупчивает сталь. Понижение содержания азота в стали ниже указанного предела приводит к образованию. недостаточного для эффективного измельчения структуры, количества нитридов алюминия и карбонитридов титана.
В предлагаемой стали допускается содержание серы и фосфора до 0.030 /,, примесей никеля, меди и хрома в пределах требований стандарта ГОСТ 4543-71.
В табл.1 приведен химический состав сталей; в табл.2 — механические свойства на растяжение после прокатки, ускоренного охлаждения и холодной деформации.
После выплавки стали разливалась на
МНЛЗ в заготовку сечением 150х150 мм, которая прокатывалась на стане 320/250 за15 вода "Серп и молот", Температура конца прокатки 1050 — 950 С, раскат ускоренно охлаждали водой под давлением в проходном устройстве до 850 — 750 С, после смотки моток охлаждался на воздухе. Сечение катанки
20 11-12 мм, Холодную деформацию осуществляли волочением с обжатием 13 — 36 /. Из калиброванной стали изготавливали метизы (болты) методом холодной объемной штамповки класса прочности 8,8 без завершающей термообработки, Испытания стали предлагаемого состава были проведены при граничных (опыты
1-5) и запредельных (опыты 6-7) значениях предлагаемых содержаний легирующих эле30 ментов.
Данные, приведенные в табл.2, показывают, что показатели качества (д,, д ) стали предлагаемого состава обеспечивают получение крепежа класса прочности 8,8 методом холодной объемной штамповки без завершающей обработки (закалки и отпуска) по сравнению с известным составом и запредельными составами.
Ожидаемый экономический эффект от
40 использования стали предельного состава для изготовления метизов (крепежа) составит 10-30 руб/т метизов, Формула изобретения
Сталь преимущественно для производ45 ства метизов, содержащая углерод, кремний, марганец, хром. алюминий, никель, бор, кальций и железо, отличающаяся тем, что. с целью повышения пластичности после ускоренного охлаждения с прокатного нагрева и холодной деформации, она дополнительно содержит медь, титан и азот при следующем соотношении компонентов, мас. .
Углерод 0,09-0,15
Кремний О. l 7 — 0,40
Марганец 1,30-1.80
Хром О. 10-0.30
Никель 0.02 — 0,30
Медь 0.02-0,30
1813120
Титан
Бор
Кальций
0,04-0,10
0,002 — 0,005
0,0005 — 0,015
0,005 — 0,020
0,005 — 0,020
Остальное
Алюминий
Азот
Железо
Таблица 1
Продолжение табл.1
Опыт
Соде жание элементов, мас, Х к.б
Са
А!
Сэкв
П имечание
Извес тная
0.423
0,012 0.010
0,021
0,31
Мо 0,05
0,02
0,03
*/ Содержание карбидообразующих элементов С, Cr, Т.
Таблица 2
Степень Свойства кадесорма- либр. проката ции, ое ds
Н/мме ь
Опыт Диметр подката, им
Свойства подката
Диаметр калиброванного проката, им
Тип болта
Свойства крепеиа
Н/им а
Н/имт
360 32,о
9 6 З6 7Е5
1 12
2»
14,0-15,5
12,5-14,5
572
17,5 IIl0 х 70
382
24 795 16,4 МIО х 60
24 802 14,8 НIЭ х 60
607
612
9,6
9,6.
27,0
Z6,О
406
12,2-13,0
12,5 13,5
13,0-14,2
16, 0-17,2
65Е
460 у,6
9,6
9,6
440
14,6
l5,5
20,0
»,9
М10 к60
ÈI0 к60
Н10 к 70 !
112 х 10
24,5
26,2
35,0
21,0
24 810
24 812
З6 66О
13 875
420
205
Равруаилсл
770
505
»,2
10,5
8 12
Нзвестнак
13 9ОО
Разрувилсл требовании ГОСТ 1759.4-87 к кралеву класса flpovHocTM
8,8 (не менее)
800 12,0
II!0 õ 60
780
608!
9,0
»,2
2
4
6
3»
4»
5»
6 12
7 12
0,0005
0,001
0,015
0,001
0,012
0,001
0,015
0,005
0,020
0 012
012
006
005
0,010
0,005
0,015
0,020
0.016
0,012
0,020
0,018
0,016
0,015
0,090
0,150
0,020
0,018
0,022
0,020
0,018
0,012
0,013
0,024
0,020
0,412
0,476
0,492
0,538
0.503
0,331
0,623
0.40
0.23
0,17
0,24
0,35
0,15
0,42
808-82З
810-842
816- 845
840-865
Е1З-Е77
720-740