Автолистовая холоднокатаная сталь для глубокой штамповки


 


Владельцы патента RU 2433199:

Открытое Акционерное Общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к холоднокатаной листовой стали для изготовления штампованных деталей корпуса автомобилей. Сталь содержит углерод, марганец, кремний, серу, фосфор, хром, никель, медь, азот, алюминий, титан, ниобий и железо в следующем соотношении, мас.%: углерод от более 0,007 до 0,009, марганец 0,10÷0,14, кремний ≤0,02, сера ≤0,013, фосфор ≤0,012, хром ≤0,02, никель ≤0,03, медь ≤0,04, азот ≤0,006, алюминий 0,03÷0,06, титан (2.4S+3.43N) ÷ (2,4S+3,43N)+0,03, ниобий 7,75С ÷ 7,75С+0,02, железо остальное, где (S), (N), (С) - содержание в стали серы, азота и углерода. Она имеет временное сопротивление σв=270÷350 Н/мм2, предел текучести σт≤180 Н/мм2, относительное удлинение δ4≥38%, коэффициент пластической анизотропии r90≥1,8 и показатель деформационного упрочнения n90≥0,22. Улучшаются потребительские свойства стали.

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве холоднокатаной листовой стали для изготовления штампованных лицевых деталей корпуса легковых автомобилей.

Такая сталь содержит относительно малое количество углерода и другие элементы, в том числе - алюминий. Эта сталь должна обладать определенными механическими свойствами (временное сопротивление - σв, предел текучести - σт и относительное удлинение δ4), обеспечивающими ее способность к сложной и весьма особо сложной вытяжке при холодной штамповке. Классификация автолистовой стали (08Ю, 08кп, пс) приведена, например, в справочнике В.Н.Журавлева и О.И.Николаевой «Машиностроительные стали». М.: Машиностроение, 1981, с.170…171.

Известна сталь повышенной износостойкости при ударноабразивном изнашивании, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, титан, ванадий, азот и железо, причем, содержание углерода в ней составляет 0,8…1,0 вес.%. (см. а.с. СССР №969779, кл. C22C 38/38, опубл. в БИ №40, 1982 г.) Однако эта сталь непригодна для производства автолиста из-за недостаточной ее штампуемости.

Наиболее близким аналогом к заявляемой автолистовой стали является холоднокатаная сталь для глубокой вытяжки (Патент РФ №2034088, C22C 38/50).

Эта сталь с заданными механическими свойствами содержит углерод, марганец, серу, фосфор, кремний, хром, никель, медь, азот, алюминий, титан, ниобий и железо.

Недостатком такой стали являются относительно невысокие ее потребительские свойства, в особенности - при штамповке автомобильных корпусных деталей.

Технической задачей настоящего изобретения является улучшение потребительских свойств автолистовой стали.

Для решения этой задачи предлагаемая автолистовая холоднокатаная сталь для глубокой штамповки, содержащая углерод, марганец, кремний, серу, фосфор, хром, никель, медь, азот, алюминий, титан, ниобий и железо, отличается тем, что она содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%:

углерод от более 0,007 до 0,009
марганец 0,10…0,14
кремний ≤0,02
сера ≤0,013
фосфор ≤0,012
хром ≤0,02
никель ≤0,03
медь ≤0,04
азот ≤0,006
алюминий 0,03…0,06
титан (2,4S+3,43N)…(2,4S+3,43N)+0,03
ниобий 7,75С…07,75С+0,02
железо остальное,

где (S), (N), (С) - содержание в стали серы, азота и углерода, и имеет временное сопротивление σв=270…350 Н/мм2, предел текучести σт≤180 Н/мм2, относительное удлинение δ4≥38%, и коэффициент пластической анизотропии r90≥1,8 и показатель деформационного упрочнения n90≥0,22.

Определение r90 и n90 дается, например, в обзорной информации «Анализ современных методов оценки штампуемости низкоуглеродистой листовой стали», бюллетень ЦНИИТИ, серия «Прокатное производство», вып.3. М., 1989, с.11 и 13: r90 - отношение деформации по площади сечения образца к деформации по его толщине; n90 - коэффициент упрочнения: чем он меньше, тем раньше наступает пластическая деформация.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации химсостава и механических характеристик супернизкоуглеродистой холоднокатаной стали (С от более 0,007 до 0,009), в результате чего обеспечиваются высокие потребительские свойства автолиста. Это обусловлено наличием в стали азота, титана и ниобия, присутствие которых компенсирует весьма низкое содержание в ней углерода и благоприятно влияет на ее микроструктуру. Регламентируемость показателей r90 и n90 гарантирует возможность получения весьма особо сложной вытяжки при глубокой штамповке.

Опытную проверку предлагаемой стали осуществляли в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью при выплавке стали варьировали ее химсостав, а горячую и холодную деформацию (прокатку) вели с одинаковыми режимами, оценивая результаты (при испытаниях образцов) по выходу автолиста с рекомендуемыми показателями, влияющими на способность его к вытяжке при штамповке.

Наилучшие результаты (выход листов категории ВОСВ - 99,8%, остальное - ОСВ) получены с использованием заявляемой стали. Отклонения от предлагаемых химсостава, мехсвойств и пластических характеристик ухудшали достигнутые показатели.

Важнейшими примесями, определяющими прочностные, пластические и технологические свойства, являются углерод, азот, кремний, марганец, фосфор и сера. При повышении содержания C, Si, P, S и Cr в стали возрастали величины σв и σт, с одновременным снижением величины δ4, что уменьшало и величину r90, в результате чего выход листов категории ВОСВ не превысил 98,0%. Ni - обеспечивает показатель анизотропии, повышение его содержания более 0,03% и содержания Cu более 0,04% приводило к увеличению количества дисперсного перлита, что ухудшало пластические свойства стали. Увеличение содержания Mn, который вводится для связывания серы, на 0,1% повышало прочность на ~5,0 Н/мм2 с ухудшением пластических свойств, при соотношении Mn/S≤10 ухудшались условия горячей прокатки из-за образования на боковых кромках трещин.

Увеличение содержания в прокате хрома и титана приводило к росту величин σв и σт, а так же к повышению отношения σтв, и к уменьшению величины r90 (<1,8), n90 (<0,22). Это ухудшало штампуемость стали и давало выход листов категории ВОСВ не более 98,2%. Увеличение содержания азота более 0,006% повышало склонность к старению, повышая тем самым временное сопротивление при растяжении и предел текучести.

Уменьшение же содержания в стали элементов, особенно С, Si, Ni, Ti, и Nb, приводило к повышению δ4, снижению σв и σт, что вызывало появление при штамповке линий скольжения (Людерса). Снижение содержания Mn менее 0,1% ухудшает условия горячей прокатки из-за образования на боковых кромках трещин.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Технико-экономический анализ показал, что использование предлагаемой холоднокатаной автолистовой стали с улучшенными потребительскими свойствами повысит прибыль от реализации тонколистового проката не менее чем на 7%, а выход качественной автолистовой стали не менее чем на 5%.

Пример конкретного выполнения

Низкоуглеродистая холоднокатаная листовая сталь толщиной 1,8 мм содержащая компоненты в следующем соотношении:

С=0,008 мас.%, Mn=0,14%, Si=0,015%, S=0,01%, P=0,01%, Cr=0,02%, Ni=0,02%, Cu=0,035%, N=0,006%, Al=0,045%;

Ti=2,4S+3,43N+0,015%=2,4*0,01+3,43*0,006+0,015=0,245%, a

Nb=7,75C+0,01%=7,75*0,05+0,01=0,4% остальное железо.

выплавлялась конверторным способом, прокатывалась на широкополосном стане горячей прокатки при Тк.п=860-850°С, Тсм=640-660°С. Холодная прокатка производилась на 4-клетевом стане 2500 с подката 3,8 мм (обжатие - 52,6%), отжигалась в колпаковых печах с азотоводородной защитной атмосферой, дрессировалась с обжатием 0,8±0,1%.

Мехсвойства стали: σв=310 Н/мм2, σт=165 Н/мм2, δ4=40%. Величина r90=2,0, показатель n90=0,25.

Автолистовая холоднокатаная сталь для глубокой штамповки, содержащая углерод, марганец, кремний, серу, фосфор, хром, никель, медь, азот, алюминий, титан, ниобий и железо, отличающаяся тем, что она содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%:

углерод от более 0,007 до 0,009
марганец 0,10-0,14
кремний ≤0,02
сера ≤0,013
фосфор ≤0,012
хром ≤0,02
никель ≤0,03
медь ≤0,04
азот ≤0,006
алюминий 0,03-0,06
титан (2,4S+3,43N)-(2,4S+3,43N)+0,03
ниобий 7,75С-7,75С+0,02
железо остальное,

где S, N, С - содержание в стали серы, азота и углерода, и имеет временное сопротивление σв=270÷350 Н/мм2, предел текучести σт≤180 Н/мм2, относительное удлинение δ4≥38%, коэффициент пластической анизотропии r90≥1,8 и показатель деформационного упрочнения n90≥0,22.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам коррозионно-стойких аустенитных сталей, предназначенных для производства листовых и трубных деталей, сварных конструкций, контактирующих с кипящей азотной кислотой.

Изобретение относится к области производства сварочных материалов, используемых в атомной энергетике, в частности, для сварки корпусов парогенераторов. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным сплавам, применяемым при производстве водорода конверсией. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к мартенситной нержавеющей стали для сварных конструкций, стойкой к коррозионному растрескиванию под напряжением.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к низколегированным сталям, используемым для изготовления сварных нефте- и газопроводных труб, пригодных к эксплуатации в условиях Крайнего Севера.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению сплавов системы Ni-Fe-Cr, применяемых в глубоких нефтяных или газовых скважинах, а также морской среде.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к мартенситной нержавеющей стали, используемой для производства изделий, эксплуатирующихся в коррозионных средах, содержащих сероводород, газообразный диоксид углерода и ионы хлора.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к разработке литейной жаропрочной стали, используемой для изготовления деталей термических агрегатов. .
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сталей ферритного класса, используемых в качестве жаростойкого и коррозионно-стойкого листового материала для изготовления котельного, печного, нефтехимического и другого высокотемпературного оборудования, работающего при температурах до 1200°С.
Изобретение относится к металлургии, а именно к аустенитной дисперсионно-твердеющей высокопрочной стали, предназначенной для изготовления высоконагруженных деталей, работающих в кислых сероводородсодержащих средах.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к разработке экономнолегированной высокопрочной стали, предназначенной для изготовления холоднодеформированных деталей, работающих в условиях высокоскоростного импульсного нагружения

Изобретение относится к металлургии, а именно к легированным коррозионно-стойким сталям, используемым для производства насосно-компрессорных и обсадных труб и нефтегазодобывающего оборудования

Изобретение относится к области металлургии, а именно к легированным коррозионно-стойким сталям, используемым для производства насосно-компрессорных и обсадных труб и нефтегазодобывающего оборудования

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным железо-хром-никелевым сплавам, предназначенным для изготовления установок, работающих длительное время при повышенных (до 680°С) температурах
Изобретение относится к составам свариваемых сталей, используемых в бронезащитных конструкциях в высокоупрочненном состоянии после закалки на мартенсит

Изобретение относится к области металлургии, а именно к созданию жаропрочных хромоникелевых сплавов аустенитного класса, используемых для печей первичного риформинга крупнотоннажных агрегатов аммиака и метанола

Изобретение относится к области термической обработки деталей из стали перлитного класса

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным коррозионно-стойким сталям, используемым для изготовления высоконагруженных немагнитных деталей, работающих в условиях коррозионного воздействия в энергомашиностроении
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам получения автокузовной стали в дуговых сталеплавильных печах

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности производству горячекатаного листового проката для изделий и конструкций, подвергающихся воздействию динамических нагрузок
Наверх