Высокопластичная низкоуглеродистая сталь


 


Владельцы патента RU 2490354:

Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)

Изобретение относится к области металлургии стали и может быть использовано при производстве катанки с повышенными пластическими свойствами. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,01-0,06, марганец от 0,10 до менее 0,30, кремний до менее 0,01, фосфор не более 0,020, сера от более 0,003 до не более 0,015, хром не более 0,10, никель не более 0,10, медь не более 0,15, алюминий 0,005-0,015, кальций 0,0001-0,005, азот не более 0,008, железо остальное. Обеспечивается требуемая величина относительного сужения поперечного сечения после разрыва. 1 пр.

 

Изобретение относится к металлургии стали и может быть использовано при производстве катанки с повышенными пластическими свойствами.

Известна сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, алюминий, которая дополнительно содержит кальций, что повышает ее способность к глубокой вытяжке (см. а.с. СССР №1261970, кл. С21С 38/38, опубл. в БИ №37, 1986 г.).

Недостатком этой стали является низкая пластичность при «волочении» металла.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является сталь 05 кп, описанная в ГОСТ 1050-88 «Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали». Она содержит углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, хром, никель, медь и характеризуется содержанием указанных компонентов в соотношении, мас.%:

Углерод не более 0,06
Марганец не более 0,40
Кремний не более 0,03
Фосфор не более 0,035
Сера не более 0,040
Хром не более 0,10
Никель не более 0,30
Медь не более 0,30
Железо остальное.

Известная сталь не гарантирует получение требуемых пластических характеристик (относительное сужение не менее 70%). Это связано с высоким содержанием вредных примесей (серы и фосфора) и примесных элементов (никель и медь), что в процессе холодной деформации (в частности при волочении) приводит к обрывности и более интенсивному упрочнению, что ограничивает ее переработку без промежуточной термообработки и ухудшает потребительские свойства стали.

Ожидаемый технический результат - обеспечение необходимых высоких пластических свойств катанки (относительное сужения (Ψ) поперечного сечения после разрыва более 70,0%).

Для решения этой задачи, высокопластичная низкоуглеродистая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, хром, никель, медь и железо, согласно изобретению она дополнительно содержит алюминий, кальций и азот при следующем соотношении компонентов (в мас.%):

Углерод 0,01…0,06
Марганец от 0,10 до менее 0,30
Кремний до менее 0,01
Фосфор не более 0,020
Сера от более 0,003 до не более 0,015
Хром не более 0,10
Никель не более 0,10
Медь не более 0,15
Алюминий 0,005…0,015
Кальций 0,0001…0,005
Азот не более 0,008
Железо остальное.

Все вышеуказанные пределы содержания компонентов в предлагаемой стали получены в результате обработки опытных данных.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации содержания отдельных компонентов в высокопластичной низкоуглеродистой стали. В результате этого повышаются пластические свойства катанки (относительное сужение более 70%), при сохранении удовлетворительных прочностных свойств (предел прочности не более 390 Н/мм2), что особенно важно при ее последующей переработке.

Кальций реагирует с алюминием и продуктами первичного раскисления с образованием жидких алюминатов кальция, что улучшает условия разливаемости металла. Таким образом, кальций позволяет уменьшить включения глинозема и сульфидов марганца. Введение в металл кальция позволяет изменить морфологию образующих неметаллических включений, переводя ее из "опасных" в более благоприятную, глобулярную и очистить границы зерен от карбонитридов.

Содержание кремния не более 0,01% позволяет снизить количество хрупких силикатов, а также при последующей холодной деформации избежать резкого снижения пластических свойств (в связи с тем, что более высокое содержание кремния препятствует движению дислокации), в то же время данное содержание кремния позволяет улучшить «разливаемость» металла на сортовых машинах непрерывной разливки стали.

Регламентированное содержания алюминия и азота позволяет максимально снизить содержание неметаллических включений, повысить качество непрерывнолитой заготовки.

Опытную проверку заявляемого технического решения осуществили, при производстве стали С4С в электросталеплавильном цехе ОАО «Магнитогорского металлургического комбината» с последующей ее прокаткой на стане 170. Результаты опытов оценивали по результатам механических испытаний катанки.

Наилучшие результаты (выход годного проката в пределах 98,1-99,3 при заданной величине его относительного сужения) получены, при использовании предлагаемой стали. Отклонения от требуемого химического состава и необходимой оптимальной микроструктуры приводили к получению брака по механическим свойствам.

Так, при содержании в стали (мас.%) Al<0,005 (но при рекомендуемом содержании остальных элементов), С<0,01, Mn<0,10, Si>0,01 и Са<0,0001 (при том же условии) не удалось получить требуемое относительное сужение у 3-9% катанки. При содержании в стали (мас.%) Al>0,015 (но при рекомендуемом содержании остальных элементов), 0,06, Mn>0,30 и Са>0,005, а также повышенном содержании S, P, Cr, Ni, Cu (соответственно, больше 0,015, 0,020, 0,10, 0,1 и 0,15) недостаточные пластические свойства не позволили получить катанку с заданными свойствами.

При получении же проката из стали, химический состав которой имел хотя бы один компонент с отличной (от заявляемой) величиной, отсортировка готового проката по недопустимым отклонениям от заданной нормы относительного сужения составляла не менее 0,5-1,1%, причем в ряде случаев предел прочности был выше требований.

Сравнительные испытания стали 05 кп, выбранной в качестве ближайшего аналога, привели к отсортировке по вышеназванной причине от 4-6% готового проката. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для выполнения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Внедрение предлагаемого изобретения при производстве высокопластичной низкоуглеродистой стали позволит повысить прибыль от реализации проката с улучшенными потребительскими свойствами не менее чем на 3,0-5,0% за счет более высокой цены, которая устроит потребителя в связи с уменьшением у него себестоимости переработки данной катанки до 20%.

Пример конкретного выполнения.

Катанка из высокопластичной низкоуглеродистой стали диаметром 5,5 мм содержит (мас.%): С=0,045; Sr=0,005; Mn=0,27; S=0,008; P=0,013; Cr=0,03; Ni=0,04; Cu=0,04; Al=0,006; Са=0,00392, остальное - железо.

Высокопластичная низкоуглеродистая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, хром, никель, медь и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюминий, кальций и азот при следующем соотношении, мас.%:

углерод 0,01-0,06
марганец от 0,10 до менее 0,30
кремний до менее 0,01
фосфор не более 0,020
сера от более 0,003 до не более 0,015
хром не более 0,10
никель не более 0,10
медь не более 0,15
алюминий 0,005 - 0,015
кальций 0,0001-0,005
азот не более 0,008
железо остальное



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве холоднокатаной ленты из низкоуглеродистых марок стали, применяемой для холодной вырубки, преимущественно для изготовления монетной заготовки.

Изобретение относится к области прокатного производства и может быть использовано при производстве широких горячекатаных листов, предназначенных для изготовления труб магистральных газопроводов.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве широких горячекатаных листов для изготовления труб магистральных газопроводов.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству холоднокатаных и горячеоцинкованных стальных полос, обладающих эффектом упрочнения при сушке лакокрасочного покрытия на штампованном изделии (ВН-эффектом).
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству трубной заготовки диаметром от 90 до 110 мм. .

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких горячекатаных листов толщиной 20-23 мм класса прочности К60, предназначенных для изготовления труб для магистральных газопроводов.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких горячекатаных листов для изготовления труб большого диаметра, применяемых в магистральных газопроводах.

Изобретение относится к прокатному производству. .
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сортовой углеродистой стали. .

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к технологии производства горячеоцинкованной полосы повышенной прочности, предназначенной для изготовления деталей автомобиля методом штамповки.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению неориентированной магнитной листовой стали, используемой для изготовления сердечников двигателей электромобилей.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве подката из высокоуглеродистой стали для изготовления холоднодеформированного арматурного периодического профиля.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к стали, используемой при производстве сварочной проволоки. .

Изобретение относится к электротехнической листовой стали с неориентированным зерном, которая может быть использована в качестве материала металлического сердечника электрического устройства.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стали для индукционной закалки, используемой для изготовления зубчатых колес и деталей транспортных средств.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению нержавеющей аустенитной литой стали. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности для изготовления холодно- или горячекатаной ленты из двухфазной стали повышенной прочности с высокой характеристикой деформируемости, используемой при производстве автомобилей облегченной конструкции.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стальным плитам с высокой прочностью на растяжение, подходящим для применения в строительной технике, для резервуаров, напорных труб и трубопроводов.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению стальных деталей, используемых в качестве конструкционных компонентов машин. .

Изобретение относится к стальным плитам, используемым для изготовления сварных конструкций, таких как трубопроводы, мосты и архитектурные сооружения, которым необходима структурная безопасность. Сляб, имеющий состав, мас.%: C: от 0,02 до 0,2, Si: от 0,01 до 0,5, Mn: от 0,5 до 2,5, P: 0,05 или менее, S: 0,05 или менее, Al: 0,1 или менее, N: 0,01 или менее и остальное Fe и неизбежные примеси, нагревают до 1000°C или выше. Выполняют прокатку до получения плиты, проводимую таким образом, чтобы степень обжатия прокатки в температурном диапазоне 900°C или выше составляла 50% или более, а конечная температура прокатки была в пределах от точки Ar3 до Ar3-50°C. Начинают охлаждать водой при температуре в пределах от Ar3-10°C до Ar3-70°C и заканчивают охлаждение водой при 500°C или ниже. Плиты имеют микроструктуру в положении 1/4 своей толщины, содержащую феррит в качестве мягкой фазы и бейнит, мартенсит или смешанную бейнит/мартенситную составляющую в качестве твердой фазы, долю по площади твердой фазы от 50 до 90% и среднее аспектное отношение зерен феррита 1,5 или более. Повышается стойкости к инициированию вязких трещин как основного металла, так и зоны, подвергнутой действию сварочного тепла. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 табл., 1 пр.
Наверх