Сталь

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к составу стали, применяемой для холодной штамповки. Сталь дополнительно содержит хром, никель, медь, ванадий и молибден при следующем соотношении компонентов , мас.%: 0.03-0,08 углерода, 0,01-Ю,10 кремния, 0,15-1,0 марганца, 0,01-0,07 алюминия , 0,004-0,012 азота, 0,04-0,08 фосфора, 0,01-0,15 хрома. 0,01-0,15 никеля, 0,01-0,15 меди, 0,005-0,10 ванадия, 0,005-0,10 молибдена , железо - остальное, при соблюдении следующего соотношения: сумма углерода и фосфора 0,08-0,13. Сталь целесообразно использовать для производства горячекатаного и холоднокатаного листового Проката, идущего для особо сложной и глубокой вытяжки в автомобилестроении и машиностроении. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s С 22 С 38/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4845075/02 (22) 14.05,90 (46) 23.07.92. Бюл. 1 Ь 27 (71) Череповецкий металлургический комбинат им, 50-летия СССР (72) В.В, Кузнецов. В.Т, Сосипатров, Г,П.

Урюпин, В,Д. Кулешов, В.И. Славов, А.А.

Степанов и В.К. Белосевич (56) Заявка Японии М 59-10976, кл, С 22 С38/06, С 21 09/48, 8/04, 1984; (64) СТАЛ.Ь (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к составу стали, применяемой для холодной штамповки, Сталь дополнительно

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к пройзводству стали для холодной штамповки.

Известна ниэкоуглеродистая сталь типа

08кп, 0,8пс и 080.

Недостатком йзвестной стали является низкая прочность. что вынуждает применять холоднокэтаный и горячекатаный лист повышенной толщины, а зто, в свою очередь, приводит к увеличению расхода ме- талла и веса штампуемых деталей и машин.

Известна сталь, содержащая, мас.7 .:

Углерод 0,05-0,08

Кремний 0,3-1.0

Марганец 0,2-0.5

Хром 0,03-0,3

Кальций 0,001-0,025

Алюминий 0,01-0,05

Бор . 0,0005-0,01

Барий 0,0005-0,005

„, ЯЦ,, 1749303 Al

2 содержит хром, никель, медь, ванадий и молибден при следующем соотношении компонентов, мас. $: 0.03-0,08 углерода, 0,01-0,10 кремния, 0,15-1,0 марганца, 0,01-0,07 алюминия, 0;004-0,012 азота, 0,04-0,08 фосфора, 0,01-0,15 хрома; 0,01-0;15 никеля, 0,01-0,15 меди, 0,005-0,10 ванадия, 0,005-0;10 молибдена, железо — остальное, при соблюдении следующего соотношения: сумма углерода и фосфора 0,08-0,13. Сталь целесообразно использовать для производства горячекатаного и холоднокатаного листового проката, идущего для особо сложной и глубокой вытяжки в автомобилестроении и машиностроении.

1 табл, Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сталь," содержащая, мас.7ь:

Углерод 0,02-0;12

Кремний с0.26

Марганец 0,10-1.00

Фосфор 0,020 — 0,100

Алюминий (растворимый) 0.020-0,120 .

Азот 0,0060-0,0200

Железо и примеси Остальное

Недостатком известной стали является низкое качество поверхности заготовок при непрерывной разливке на криволинейных машинах и недостаточная прочность при повышенной пластичности. т;е. в известных сталях не обеспечивается необходимое сочетание физико-механических свойств заготовок и готового проката, 1749303

Цель изобретения — повышение жидкотекучести стали и ее относительного удлинения.

Указанная цель достигается тем, что, сталь, содержащая углерод, кремний, мар- 5 ганец, хром, никель. медь, алюминий, азот и фосфор дополнительно содержит молибден и ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 0,03-0.08 10

Кремний 0,01 — 0;10

Марганец 0,15 — 1,0

Алюминий 0,01-0,07

Азот 0,004 — 0,012

Фосфор 0,04-0,08 15

Хром 0,01 — 0,15

Никель 0,01 — 0,15

Медь 0.01 — 0,15

Ванадий 0,005 — 0,10

Молибден 0,005 — 0,10 20

Железо Остальное при соблюдении следующего соотношения: сумма углерода и фосфора 0,08 — 0,13, Ьлагодаря содержанию молибдена и ванадия в сочетании с азотом. алюминием и 25 фосфором в стали образуются сложные карбонитриды МО С вЂ” МоС, Мо7йз-МогйMoN, VzN-VN, А!зСзй — AIN, (Fe, А®1(Мо, V)z (СУ4)е.

За счет фосфора, марганца и кремния 30 упрочняется твердый раствор. при этом фосфор сдерживает неблагоприятное влияние Мп и Р на октаэдрическую текстуру рекристаллизации, а укаэанные карбонитриды стабилизируют ее в стали, тем самым 35 сохраняя высокими коэффициенты нормальной пластической анизотропии и способность стали к глубокой вытяжке, Изменчивые структуры карбидов и нитридов Мо, Ч, И допускают возможность вари- 40 ации состава в широких пределах. выполняя функции растворителя примесЙых элементов, и являются эффективным упрочнителем ниэкоуглеродистой стали. . Нитриды молибдена, ванадия и алюминия 45 рафинируют матрицу низкоуглеродистой стали от избыточного азота, тем самым, снижают склонность стали к старению, Сложный карбонитрид АКСзй образуется в горячекатаной стали, содержащей фосфор. 50

Его образование способствует обезуглероживанию твердого раствора горячекатаной стали, усиливая влияние других упрочнителей Мп, Sl è P.

В процессе рекристаллизации отжига 55 он распадается нв простые фазы А!4Сз и

AIN, что приводит к дополнительному упрочнению стали и сохранению в ней необходимой для глубокой вытяжки текстуры.

Нижний предел содержания молибдена

0.005 мас.% установлен для того, чтобы обеспечить образование в поверхностных слоях холоднокатаного листа поликарбонитридов и дисперсионное упрочнение. Повышение содержания молибдена более 0,10 мас.% нецелесообразно, так как это приводит к значительному упрочнению стали и износу инструмента при штамповке. а также удорожанию стали.

Медь в отличие от ванадия почти не повышает предел текучести горячекатаной стали, но способствует увеличению прочностных свойств холоднокатаной стали за счет упрочнения матрицы стали и выделения медьсодержащих фаэ при содержании меди в пределах 0,01-0.15 мас,% При этом не возрастает нагрузка во время холодной прокатки горячекатаных полос и. следовательно, возможна холодная прокатка с большей производительностью. Кроме того, медь повышает коррозионную стойкость стали, что очень важно в атомобилестроении. Увеличение содержания меди более 0,15 мас.% нецелесообразно, так как снижается качество поверхности горячекатаных слябов и полос.

Необходимое сочетание пластичности и прочности обеспечивается упрочнением твердого раствора матрицы и дисперсионного упрочнения за счет выделения дисперсных частиц карбонитридов и нитридов при содержании азота в пределах 0.004-0,012 мас.%, Азот (0,004-0,012 мас.%) воздействует на свойства как легирующий элемент аналогично углероду, Карбонитриды легирующих элементов: ванадия, молибдена, хрома, образуются в процессе горячей прокатки стали, измельчая зерно до 8-9 баллов и повышая прочность. Однако при высоком содержании данных легирующих элементов прочность горячекатаных и холоднокатаных полос может настолько увеличиться, а пластичность уменьшиться, что будет затруднительна дальнейшая холодная прокатка и штамповка. Поэтому в предлагаемой стали содержание карбонитридообразующих элементов сравнительно невысокое.

Упрочняющее влияние кремния и марганца в основном происходит за счет упрочнения ферритной матрицы при образовании твердого раствора, Содержание марганца менее 0,15 мас.% и кремния менее 0,01 мас,% неэффективно. а при содержании марганца более 1,0 мас.% и кремния более

0,10 мас.% резко снижается пластичность и штампуемость стали, поэтому нецелесообразно для особо сложной и глубокой вытяжки.

1749303

Химический состав и механические свойства исследованных сталей представлены в таблице.

Иэ приведенных данных видно, что предлагаемая сталь, содержащая молибден и ванадий, имеет более высокие пластические свойства по сравнению с известной, ((" )" )-"-Г-:(О ° 01 001 001 001 0004 005

0,07 0.09 0.10 0,03 0,006 0,06

0,15 0,15 0,15 0,67 0,010 0,04

0,10 0,08 0,07 0,04 0.007 0.05

0,05 0,06 0,09 0,03 0,012 0,08

0,30 0,20 0,30 0,08 0,013 0,09

Следм Следм Следи Следи 0,003 0,02

Сродства Разлиимад одним апотоом, !

С Si 14т

87

93

92

98

97

98

0,12 25 43

0,14 36 49

017 32 41

О,ОВ 22 30

0,11 26 38

О, 10 38 50

0,13 32 43

0,13 35 47

0,19 39 49

O,О4 П 23

26 80

23 94

28 94

45 100

42 100

35 100

39 100

41 100

21 92

32 83

0,02 0.19

0,12 0,15

0,08 0 ° 10

0,03 0 01

0,О5 0,05

0,06 0.10

0,08 0,06

0>05 0,07

0,10 0,12

0,02 Следи

0,15

1,00

0,53

0,15

0,25

1,0

0,40

0,35

1,1

0,12

0 005

0,02

0,10

0,02

0,01

0,12

0,001

0,005

0,02

0,10

0,04

O,а2

0,13

0 ° 001

0 р и н е и а и м е. т - предел темунестн; еременмое сопротиеление разрмеу1

Е - относительное удлинение.

Составитель Е.Рысакова

Техред M,Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор H.ßöoëà

Заказ 2567 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Алюминий способствует удалению кислорода и неметаллических включений из стали и, тем самым, повышению пластичности и штампуемости. Увеличение содержания алюминия более 0,07 мас. нецелесообразно, так как это приводит к резкому ухудшению раэливаемости стали, увеличению прочности в горячекатаном состоянии и ухудшению качества поверхности холоднокатаного листа.

Содержание одного или нескольких элементов из группы ванадий, молибден более 0,10 мас. повышает прочностные свойства при снижении пластичности и, кроме того, ухудшается качество поверхности холоднокатаного листа, так как образуются остроугольные непластичные неметаллические включения в процессе раскисления и разливки стали.

Улучшенные пластические сВойства при повышенной про3ности позволяют применять предлагаемую ".таль для глубокой и сложной вытяжки при холоднои штамповке деталей, 5 Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, алюминий, азот, фосфор и железо, отличающаяся тем.что,соелью повышения жидкотекччести и относитель10 ного удлинения, она дополнительно содержит хрогл, никель, медь, ванадий и молибден при следующем соотношении компонентов, мас %

Углерод 0,03-0.08

15 Кремний 0,01-0,10

Марганец 0,15-1,00

Алюминий 0,01 — 0,07

Азот ° 0,004-0,012

Фосфор 0,04-0,08

20 Хром 0,01-0.15

Никель 0.01-0,15

Медь 0,01-0,15

Ванадий 0,005 — 0,10

Молибден 0,005 — 0,10

25 Железо Остальное при соблюдении следующего соотношения: сумма углерода и фосфора 0,08-0.13.