Сталь

 

Изобретение относится к черной металлургии , в частности к составу качественной низкоуглеродистой листовой стали с повышенной пластичностью, предназначенной для глубокой и весьма глубокой вытяжки С целью снижения поверхностных дефектов, расхода металла при прокатке и повышения пластичности металла, сталь дополнительно содержит германий, алюминий, кислород при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,03-0,08: марганец 0.15- 0,40; кремний 0,005-0,045; титан 0,001-0,01; ванадий 0,001-0,03; алюминий 0,005-0,015; германий 0,0001-0,002: кислород 0,012- 0,018, железо - остальное. Для получения оптимальной структуры и выпуклой головной поверхности слитка показатель раскисленности к кремний 1 х углерод L0) кислород

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5()5 С 22 С 38/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4880910/02 (22) 10.09.90 (46) 23,07.92. Бюл. М 27 (71) Карагандинский металлургический комбинат (72) И.К. Ибраев, В.П. Цымбал, B.Å, Лаукарт, И.А. Сихиди и Б.А. Бурдонов (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 106069р, кл, С 22 С 38/14, 1983. (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составу качественной низкоуглеродистой листовой стали с повышенной пластичностью, предназначенной

Изобретение относится к черной металлургии, B частности к получению качественной низкоуглеродистой листовой стали с повышенной пластичностью. предназначенной для глубокой и весьма глубокой вытяжки.

Известна низкоуглеродистая полуспокойная сталь следующего химического состава, мас.%:

Углерод 0,01-0,04

Марганец . 0,30-0,50

Кремний " 0,025-0,060

Фосфор 0,003 — 0,050

Германий 0,0001-0,001

Титан 0,002-0,005

Железо Остальное

Эта сталь имеет достаточно низкий расходный Коэффициент при прокатке в обжимных цехах. Однако отсутствие в составе указанной стали нитридообразующих эле„, А „„1749296 А1 для глубокой и весьма"глубокой вытяжки, С целью снижения поверхностных дефектов, расхода металла при прокатке и повышения пластичности металла, сталь дополнительно содержит германий, алюминий, кислород при следующем соотнощении компонентов, мас.%; углерод 0,03-0,08: марганец 0.150,40; кремний 0,005-0,045; титан 0,001-0,01; ванадий 0,001-0,03; алюминий 0,005-0,015; германий 0,0001 — 0,002; кислород 0,012О, 018, железо — остальное. Для получения оптимальной структурь и выпуклой головной поверхности слитка показатель раскисленности К— =0,08 — 0,16. (кислород ) д ментов придает склонноСть ее к деформационному старению.

Известна также нестареющая сталь сле- а дующего химического состава. мас, %:

Углерод . 0.03-0,07

Марганец 0.20-0,35

Алюминий 0,02 — 0,07

Ванадий 0,01-0,10

Кал ьций 0,001-0,020 о

Технология получения известной стали О предусматривает использование большого количества алюминия для раскисления в ковше и изложнице в процессе разливки, что приводит к неравномерному распределению алюминия по высоте и сечению слитка и загрязненности металла глиноземистыми включениями, имеющими тенденцию к образованию скоплений и "гнезд" включений. Это приводит к значительным колебаниям механических характеристик по длине проката, повышенной отсортировке по де1749296 ных сотовых пузырей. Превышение ".одержэния германия приводит к перерас .слению металла и. кроме того, значительно удорожает сталь, а снижение не обеспечивает их достаточного модифицирующего воздействия.

Использование алюминия совместно с ванадием и титаном позволяет связать азот и обеспечить получение нестареющей стали. способной к глубокой вытяжке. При отсутствии алюминия в предлагаемой стали при укаэанных содержаниях ванадия нередки случаи ухудшения качества проката из-за наличия подкорковых пузырей, раскрывающихся во время прокатки. При увеличении концентрации ванадия с использованием дорогостоящего феррованадия сильно удорожается производство стали. Поэтому введение е сталь алюминия в комплексе с ванадием ититаном позволяет при меньших содержаниях алюминия добиться получе-. ния нестареющих свойств. Сталь. легированная алюминием, ванадием и титаном. чище по неметаллическим включениям и. следовательно. имеет более высокое качество поверхности и высокий выход годного, при этом появляется воэможность снижения температуры сматывания без опасности образования скоагулированных частиц цементита, и с аль можно применять в условиях локальной деформации, увеличивается размер зерна после сматывания при 630 С. что снижает предел текучести. повышается пластичность и облегчается глубокая вытяжка.

При содержании алюминия выше указанных пределов хотя и ухудшается способность к вытяжке листов и повышается устойчивость против старения. но вместе с тем алюминий сильно раскисляет металл, что приводит к получению спокойного слитка. у которого величина головной обрези выше. чем у полуспокойного, Кроме того. появляется вероятность загрязненности металла глиноземистыми включениями. Это приводит к значительным колебаниям механических характеристик по длине flpQKBTB.

Для получения наилучших технологических свойств наряду с введением алюминия

0 и германия необходимо ограничить содержание углерода, кремния и марганца в стали, Необходимость ограничения содержания углерода, кремния и марганца связано со следующими обстоятельствами. Углерод е стали определяет ее пластические свойства. Увеличение содержания углерода с 0,03 до 0;08 мас. несколько повышает предел текучести. твердость и незначительно влияет на коррозийную стойкость стали. Более сти < (Б) х с) p pp p ) p (0) Германий; обладая высоким сродством к кйслороду. вступает с ним во взаимодей- 55 ствие на ранней стадии кристаллизации слитка. Окислы германия, являясь центрами кристаллизации. ускоряют ее продвижение, образуя мелкодисперсную структуру краевой зоны слитка. снижая образование круп-. фектам "плена", "рванина". а при прокатке на обжимных станах ведет к увеличенной головной обрези, т.е. к повышенному расходу металла, Наиболее близкой по технической сущ- 5 ности и достигаемому эффекту к изобрегению является низкоуглеродистая сталь следующего состава, мас. ф :

Углерод 0,03-0.10

Марганец 0,35 — 0,50 10

Кремний 0,005 — 0,08

Титан 0,002 — 0,010

Молибден 0,010-0,025

Ванадий 0,002-0,015

Железо Остальное 15

Эта сталь имеет относительно низкий расходный коэффициент при прокатке в об жимных цехах, но присутствие в составе стали молибдена и повышенного содержания кремния значительно повышает теер- 20 дость холоднокатаного листа, что требует дополнительного отжига и дрессировки.

Кроме того, при указанных пределах концентраций титана и ванадия сталь имеет повышенный предел текучести, что требует 25 определенных условий отжига и дрессировки для устранения. склонности к деформационному старению, Цель изобретения — снижение расхода металла, пораженности поверхностными 30 дефектами и повышение пластичности готового проката.

Сущность изобретения заключается в том, что помимо углерода, марганца, кремния, титана, ванадия, железа. сталь допол- 35 . нительно содержит алюминий. германий, кислород при следующем соотношении компонентов, мэс. Д:

Углерод 0.03-0.08

Марганец 0.15-0.40 40

Кремний 0,005-0,045

Титан 0,001 — 0,01

Ванадий 0.001 — 0,03

Алюминий 0,005-0,015

Германий 0,0001 — 0.002 45

Кислород 0,012 — 0.018

Железо Остальное

Сталь имеет показатель раскисленно5

1749296 низкое содержание углерода (менее 0,03 мас.%) нежелательно из-за опасности гаэонасыщения и увеличения ее склонности к росту зерна. При содержании углерода более 0,08 мас.% увеличивается прочность и ухудшаются пластические свойства стали.

Для достижения высоких пластических свойств содержание марганца в стали должно быть в пределах 0,15 — 0,40 мас.%. При содержании марганца в стали менее 0,15 мас.% снижается свариваемость стали и способность ее обработки горячей прокаткой. Кроме того, на боковых кромках горячекатаных полос образуются трещины, 5

Частицы металла от "рваных" кромок могут попадать на полосу, закатываться, ухудшая ее поверхность. При содержании марганца более 0,40 мас,% происходит резкое падение штампуемости, повышается прочность

20 ме1 алла

Содержание кремния в предлагаемых пределах обеспечивает благоприятную структуру слитка, расходный коэффициент при прокатке нз слябинге в пределах 1,050—

1,130 т/т. Содержание кремния и углерода

s предлагаемых пределах обеспечивает активность кислорода в разливаемой стали в пределах 0,012-0,018%. Это обеспечивает длительность искрения металла в изложнице в пределах 10-40 с и получение слитков . 30 с выпуклой головной поверхностью до 1020 мм, т.е. такими характеристиками, которые являются оптимальными для получения полуспокойного металла.

50 поверхностными дефектами, а также увеличению расходного коэффициента до 1,160 т/т и более. Повышение параметра раскисленности стали более 0.16 приводит к получению перераскисленного металла с длительностью искрения металла менее 10 с и вогнутой головной поверхностью. Это вызывает развитие усадочных явлений в слитке и увеличение расходного коэффициента до 1,165 т/т.

Однако получение химического состава стали в указанных пределах.еще не гаран- тирует получение качественного слитка. Высокое качество и оптимальная структура при минимальной головйой обрези обеспе- 40 чиваются при соблюдении параметра раскисленности стали. равного отношению произведения углерода на кремний к кислороду (К=

SI х С (О) 45

) в пределах 0,08-0,16, Уменьшение параметра раскисленности стали (менее 0,06 ведет к получению недораскисленного металла, ухудшению микроструктуры и порзженности сляб

На чертеже приведена зависимость расходного коэффициента металла на слябин ге от псказателя раскислен ности.

-Пример. Предлагаемые составы стали выплавляют в 300-тонных конвертерах из чугуна с содержанием фосфора до 1,2% по схеме двухшлакового процесса с продувкой сверху кислородом с применением кусковой или пылевидной извести. Раскислениз металла производят в ковше при выпуске его из конвер ера силикомарганцем, германий и ванадий вводят вместе с чугуном. Титан и алюминий вводят в ковш при выпуске плавки. Перед разливкой стали в изложницы металл усредняется продувкой его в ковше инертным (нейтральным) газом сверху продолжительностью 5 — 10 мин на установке по доводке стали (УДМ). Для поддержания параметра раскисленности металла в.указанных пределах производят корректировку окисленности присадками ферросилиция или алюминия при продувке инертным (нейтральным) газом.

Сталь разливают в уширенные книзу изложницы на слитки массой 16-17 т.

Слитки прокатывают на слябы сечением

230х910 мм. Температура конца прокатки

1070-1120 С. Слябы прокатыва|от на полосу 2,0х880 мм, Температура конца прокатки и смотки изменяется в пределах соответственно 830 — 870 и 640-680 С.

Травление металла производят в растворе соляной кислоты. холодную прокатку осуществляют на пятиклетьевом стане 1700 на толщину 0,22-0,25 мм. После обезжиривания, отжига и дрессировки холоднокзтаные рулоны были переданы для электролитического лужения, Металл опытных плавок подвергают разрывным испытаниям, при этом определяют сопротивлейие разрыву ст„, предел текучести or, относительное удлинение ди.

Образцы для испытаний вырезают как вдоль, так и поперек направления прокаткитвердость каждого отобранного места замеряют по методу Супер-Роквелл в трех местах, соответствующих краям и середине полосы, Штампуемость определяют по Ilo- . казаниям механических испытаний и по испытаниям на выдавливаемость по методу

Эриксена.

Использование стали при предлагаемых пределах содержаний инградиентов существенно. снижает расход металла, пораженность поверхностными дефектами и повышает пластичность готового проката.

Жесть, полученная из опытной партии стали предложенного состава, соответствует степени твердости А по ГОСТ 13315-78, а

1749296

Pê ОВ

,16

Я,ОВ фИ

0 ООЙ 004 069 OОЬ фО ОИ ©й ф6 д В git0 О,Ы 024 по испытаниям на вытяжку грунта В. Анализ микроструктуры стальной основы жести показывает, что она характеризуется зерном

9-10 балла и 1-2 баллом неметаллических включений.

Технологические испытания жести и опытной партии крышек и концов к банке показывают, что при переходе на штамповку изделий из опытной жести дополнительной наладки оборудования не потребовалось.

Прессы работают без перебоев, задержек по вине механических свойств металлической основы не отмечают. Переработка опытной партии металла проходит без затруднений.

Введение в состав алюминия в указаннйх пределах совместно с ванадием и титаном снижает склонность к старению, а также повышает ее штампуемость.: введение германия при значениях параметров раскисленности (К- 0,06-0,16) в

В х С оптимальных пределах повышает выход годного и качество поверхностй металла и позволяет использовать предлагаемую сталь вместо кипящей для холодной штамповки с категорией глубокой и весьма глубокой вытяжки(штамповки).Таким образом, предлагаемая сталь обеспечивает снижение расхода металла на

1 переделе, улучшение качества поверхно-сти и высокую пластичность, 5

Формула изобретения

1. Сталь, преимущественнодля листового проката, содержащая углерод, марганец, кремний, титан, ванадий, железо, о т л и ч а

10 ю щ а я с я тем, что, с целью снижения расхода металла, пораженности поверхностными дефектами и повышения пластичности готового проката, она дополнительно содержит алюминий, германий, кислород

15 при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод . 0,03-0,08

Марганец 0,15-0,40

Кремний 0,005-0,045

20 . Титан 0,001-0,01

Ванадий 0,001-0,03

Алюминий 0,005-О,015

Германий . 0,0001-0,002

Кислород 0,012-0.018

25 Железо Остальное

2. Стальпоп.1, отличающаяся тем, что показатель раскисленности

I - — —. - — 9. 8 .

30 - (кислород )