Сталь


 


Владельцы патента RU 2502821:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам низкоуглеродистых сталей, используемых для изготовления гильз патронов автоматического стрелкового оружия калибра 7,62 мм, покрытых сплавом латуни (томпаком) или лаком. Сталь содержит углерод, кремний, марганец, алюминий, хром, никель, медь, азот, титан и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,16-0,22, кремний 0,05-0,13, марганец 0,20-0,45, алюминий 0,02-0,07, хром 0,05-0,15, никель 0,08-0,25, медь 0,05-0,20, титан 0,01-0,03, азот 0,003-0,012, железо остальное. Повышается выход годных гильз за счет более высоких вытяжных свойств и адгезии к покрытию. 1 табл.

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам низкоуглеродистых сталей, используемых для изготовления гильз патронов автоматического стрелкового оружия калибра 7,62 мм, покрытых сплавом латуни (томпаком) или лаком.

Известна сталь следующего химического состава, мас.%:

Углерод 0,25-0,80
Кремний 0,20-0,40
Марганец 0,40-1,40
Ванадий 0,02-0,20
Хром 0,05-0,50
Кальций 0,0005-0,05
Титан 0,005-0,05
Алюминий 0,02-0,08
Цирконий 0,005-0,05
Лантан 0,002-0,02
Железо Остальное [1].

Недостаток данной стали состоит том, что она имеет низкие вытяжные свойства, что делает ее непригодной для изготовления гильз патронов. Известна также сталь следующего химического состава, мас.%:

Углерод 0,001-0,02
Кремний менее 0,05
Марганец менее 0,40
Алюминий менее 0,10
Титан менее 0,20
Азот менее 0,01
Хром 0,10-0,30
Железо Остальное [2].

Недостатки стали известного состава состоят в том, что она имеет низкие вытяжные свойства. Следствием этого является низкий выход годных гильз.

Ближайшим аналогом к предлагаемому изобретению является сталь для изготовления гильз патронов стрелкового оружия следующего химического состава, мас.%:

Углерод 0,17-0,21
Кремний 0,06-0,13
Марганец 0,20-0,40
Алюминий 0,02-0,07
Азот 0,001-0,006
Хром 0,02-0,07
Никель 0,03-0,07
Медь 0,03-0,07
Фосфор 0,008-0,013
Кальций 0,001-0,006
Железо Остальное [3]

Недостаток известной стали состоит в большой отбраковке гильз в процессе производства, что снижает выход годных гильз.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении выхода годных гильз.

Для решения технической задачи сталь для изготовления гильз патронов стрелкового оружия, содержащая углерод, кремний, марганец, алюминий, хром, никель, медь и железо, дополнительно содержит титан при следующем содержании компонентов, мас.%:

Углерод 0,16-0,22
Кремний 0,05-0,13
Марганец 0,20-0,45
Алюминий 0,02-0,07
Хром 0,05-0,15
Никель 0,08-0,25
Медь 0,05-0,20
Титан 0,01-0,03
Азот 0,003-0,012
Железо Остальное.

Сущность предложенного изобретения состоит в следующем. Технология изготовления гильз патронов включает вырубку из стальной отожженной полосы заготовок в виде дисков, глубокую вытяжку в штампах гильз с пятью промежуточными отжигами фабрикатов в штампах, формирование дульца гильзы (суженной части), покрытие гильз томпаком (латунирование) или специальным лаком ВЛ-51 для защиты от коррозии и повышения эксплуатационных свойств. Поэтому сталь для изготовления гильз патронов стрелкового оружия должна сочетать высокие вытяжные свойства и адгезию к покрытию.

Введение в состав стали титана в количестве 0,01-0,03% при регламентированной концентрации остальных элементов обеспечивает увеличение скорости деформационного упрочнения холоднокатаной отожженной стали в процессе глубокой вытяжки и уменьшения толщины стенки изделия. Благодаря этому исключается локализация деформации в наиболее утоненных местах изделия при вытяжке и разрывы фабрикатов в штампах. Кроме того, наличие титана препятствует старению стали, улучшает адгезию латуни и лака к поверхности стальной основы гильзы. Это повышает выход годных гильз.

При содержании углерода в предложенной стали более 0,22% увеличивается количество карбидной фазы в структуре, снижается пластичность стали. Снижение содержания углерода менее 0,16% приводит к уменьшению прочности гильзы, что недопустимо.

При содержании кремния в стали менее 0,05% ухудшается способность стали к глубокой вытяжке, уменьшается жесткость гильз. Если содержание кремния в стали будет выше 0,13%, то это приведет к снижению пластичности и способности холоднокатаной отожженной листовой стали к глубокой вытяжке.

В случае если содержание марганца в стали менее 0,20%, ухудшается качество стали из-за недостаточной раскисленности, увеличивается количество неметаллических включений, снижается способность к глубокой вытяжке. При содержании марганца более 0,45% снижается выход годных гильз после глубокой вытяжки.

При содержании алюминия в стали менее 0,02% не достигается удаление кислорода, сталь становится склонной к деформационному старению, т.е. ее прочностные характеристики со временем возрастают, а пластические снижаются. Это приводит к снижению способности к глубокой вытяжке. Увеличение содержания алюминия более 0,07% приводит к появлению в структуре стали высокотемпературного 5-феррита, ухудшению ее способности к глубокой вытяжке, возрастанию количества брака.

При содержании хрома в стали менее 0,05% снижается ее прочность и коррозионная стойкость, а при увеличении более 0,15% имеет место снижение технологической пластичности и выхода годных гильз.

Никель и медь в данной стали повышают устойчивость против коррозии, улучшают прочность сцепления с латунным покрытием гильзы. При содержании никеля менее 0,08% и меди менее 0,05% ухудшается диффузия латуни, а также прочность сцепления лакового покрытия с гильзой, что снижает выход годного. При содержании никеля более 0,25% и меди более 0,20% снижается способность стали к глубокой вытяжке.

Снижение концентрации титана менее 0,01% приводит к разрывам гильз в процессе глубокой вытяжки. Увеличение содержания титана более 0,03% ухудшает адгезию покрытия к стали, снижает выход годного.

Снижение содержания азота в стали менее 0,003% нецелесообразно, так как не ведет к дальнейшему повышению выхода годного, но существенно усложняет технологию и удорожает производство гильз. Увеличение содержание азота более 0,012% приводит к образованию хрупких нитридных неметаллических включений, вызывающих анизотропию механических свойств и увеличение отбраковки гильз при глубокой вытяжке.

В кислородном конвертере производят выплавку сталей различного состава. Выплавленные стали подвергают непрерывной разливке в слябы сечением 200×1070 мм, горячей прокатке в полосы толщиной 5,5 мм, солянокислотному травлению, холодной прокатке в полосы конечной толщины 3,20 мм, рекристаллизационному отжигу при температуре 690°С, дрессировке с относительным обжатием 1,2% и порезке на ленты шириной 123 мм. Полученные ленты используют для изготовления гильз методом глубокой вытяжки с промежуточными отжигами в штампах. Полученные фабрикаты подвергают латунированию или покрытию лаком ВЛ-51.

В таблице приведен химический состав сталей с различным содержанием химических элементов, а также относительный выход годных гильз Q калибра 7,62 мм с покрытием для автоматического стрелкового оружия.

Из данных, приведенных в таблице, следует, что при использовании стали предложенного химического состава (составы №2-4) достигается увеличение выхода годных гильз до максимального значения Q=99,8-99,9%. При запредельных значениях концентрации химических элементов (составы №1 и №5) выход годных гильз снижается. Также более низкий выход годного Q=88,8% имеет место при использовании стали - ближайшего аналога [3].

Технико-экономические преимущества стали предложенного состава состоят в том, что дополнительное введение в ее состав титана в количестве 0,01-0,03%) при регламентированном содержании остальных элементов способствует, во-первых, повышению ее вытяжных свойств, и, во-вторых, улучшению адгезии покрытия латунью или лака к стальной основе. В результате достигается увеличение выхода годного.

В качестве базового объекта при определении технико-экономической эффективности использования стали предложенного состава принята известная сталь [3]. Применение стали предложенного состава обеспечивает повышение рентабельности производства патронных гильз для автоматического стрелкового оружия на 7-16%.

Таблица
Химический состав стали холоднокатаных полос и выход годных гильз с покрытием
№ состава Содержание химических элементов, мас.% Q, %
С Si Mn Al Cr Ni Cu Ti N Fe
1 0,15 0,04 0,19 0,010 0,04 0,07 0,04 0,009 0,002 Остальн. 86,5
2 0,16 0,05 0,20 0,020 0,05 0,08 0,05 0,010 0,003 -:- 99,8
3 0,19 0,09 0,33 0,045 0,10 0,16 0,13 0,020 0,007 -:- 99,9
4 0,22 0,13 0,45 0,070 0,15 0,25 0,20 0,030 0,012 -:- 99,9
5 0,23 0,14 0,46 0,080 0,16 0,27 0,22 0,040 0,013 -:- 88,4
6 [3] 0,18 0,09 0,30 0,040 0,02 0,05 0,07 -- 0,005 -:- 88,8

Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения

1. Авт. свид. СССР №1084332, МПК С22С 38/28, 1984 г.;

2. Заявка Японии №55-73825, МПК C21D 9/48, C21D 8/04, 1978 г.

3. Авт. свид. СССР №1222708, МПК С22С 38/42, 1986 г.

Сталь для изготовления гильз патронов стрелкового оружия, содержащая углерод, кремний, марганец, алюминий, хром, никель, медь, азот и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит титан при следующем содержании компонентов, мас.%:

углерод 0,16-0,22
кремний 0,05-0,13
марганец 0,20-0,45
алюминий 0,02-0,07
хром 0,05-0,15
никель 0,08-0,25
медь 0,05-0,20
титан 0,01-0,03
азот 0,003-0,012
железо остальное



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии, а именно к низкоуглеродистым сталям для производства проката, используемого для изготовления сварных нефте- и газопроводов, пригодных к эксплуатации в условиях Крайнего Севера.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению водоохлаждаемых изложниц для производства центробежно-литых труб. Сталь содержит, в мас.%: углерод 0,16-0,25, кремний 0,10-0,60, марганец 0,60-1,20, хром 1,5-2,50, никель 0,60-1,50, молибден 0,18-0,75, ванадий 0,08-0,15, алюминий 0,001-0,008, медь ≤0,30, сера ≤0,006, фосфор ≤0,008, азот 0,005-0,02, цирконий 0,001-0,004, кальций 0,005-0,02, церий 0,005-0,03, железо - остальное.
Изобретение относится к металлургии, а именно к производству трубных заготовок диаметром от 90 до 110 мм, 140 мм и 150 мм. .

Изобретение относится к термомеханической обработке и может быть использовано при производстве холоднокатаной ленты для изготовления монетной заготовки. .

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве холоднокатаной ленты, применяемой, например, для холодной вырубки. .
Изобретение относится к области металлургии, а именно к низколегированным литым сталям, используемым для изготовления ответственных деталей машин, например деталей вагонов.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству стальной катанки круглого сечения, ускоренно охлажденной с прокатного нагрева и предназначенной для изготовления сварочной проволоки.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности производству горячекатаного листового проката для изделий и конструкций, подвергающихся воздействию динамических нагрузок.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам получения автокузовной стали в дуговых сталеплавильных печах. .
Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным низкоуглеродистым мартенситным свариваемым сталям, закаливающимся на воздухе, используемым для изготовления термически упрочненных сварных конструкций, крупногабаритных изделий, а также строительных конструкций и деталей нефтяного машиностроения. Сталь содержит, в мас.%: углерод от 0,04 до 0,099, хром до 7,00, марганец от 0,15 до 2,5, никель не более 4, молибден не более 1,0, ванадий не более 0,30, титан не более 0,06 и/или ниобий не более 0,15, азот не более 0,25, медь не более 2,00, редкоземельные элементы или кальций не более 0,15, железо и неизбежные примеси - остальное. Сталь имеет пакетно-реечную структуру мартенсита при выполнении соотношения, мас.%: Сr/С не менее 20. Сталь обладает повышенными значениями характеристик прочности, вязкости и свариваемости. 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к фольге из нержавеющей стали, используемой в носителе катализатора устройства очистки выхлопного газа автомобиля. Фольга выполнена из нержавеющей стали, содержащей, в мас.%: 0,05 или меньше С, 2,0 или меньше Si, 1,0 или меньше Мn, 0,003 или меньше S, 0,05 или меньше Р, 25,0 - 35,0 Сr, 0,05 - 0,30 Ni, 3,0 - 10,0 Аl, 0,10 или меньше N, 0,02 или меньше Ti, 0,02 или меньше Nb, 0,02 или меньше Та, 0,005 - 0,20 Zr, 0,02 или меньше Се, 0,03 - 0,20 РЗЭ (редкоземельного элемента), исключая Се, 0,5 - 6,0 в сумме по меньшей мере одного из Мо и W, Fe и случайные примеси остальное. Стальная фольга имеет высокую прочность при высоких температурах, превосходную стойкость к окислению при высоких температурах и превосходную стойкость к солевой коррозии. 2 н. и 5 з.п.ф-лы, 4 ил., 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения высокопрочной теплостойкой проволоки различных типоразмеров и листового материала. Предложенная сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод до 0,03, хром 8,0-16, никель 6-12, молибден 1-5, кобальт 0-1, алюминий 1-5, титан ≤0,3, лантан и иттрий ≤0,05 и железо - остальное. Техническим результатом изобретения является получение высокопрочного коррозионно-стойкого материала, обладающего после закалки достаточно пластичной двухфазной аустенитно-ферритной структурой, способной подвергаться высоким суммарным обжатиям при холодной пластической деформации и достигать высоких прочностных и упругих свойств после деформационного старения. 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к сталям, используемым для производства магистральных труб. Сталь содержит, мас.%: углерод от 0,11 до менее 0,15, кремний от 0,40 до менее 0,50, марганец 1,30-1,60, хром не более 0,30, никель 0,06-0,20, медь не более 0,30, алюминий не более 0,05, титан не более 0,03, азот не более 0,008, сера не более 0,040, фосфор 0,015-0,030, железо остальное. Сталь имеет феррито-перлитную структуру, величину временного сопротивления разрыву σВ не менее 530 Н/мм2, величину ударной вязкости KCU-40 не менее 120 Дж/см2. Улучшаются потребительские свойства указанных труб. 1 пр.

Высокопрочный с высоким отношением предела текучести к пределу прочности стальной лист, высокопрочный с высоким отношением предела текучести к пределу прочности холоднокатаный стальной лист, высокопрочный с высоким отношением предела текучести к пределу прочности оцинкованный стальной лист, высокопрочный с высоким отношением предела текучести к пределу прочности оцинкованный погружением стальной лист, высокопрочный с высоким отношением предела текучести к пределу прочности отожженный оцинкованный погружением стальной лист, способ изготовления высокопрочного с высоким отношением предела текучести к пределу прочности холоднокатаного стального листа, способ изготовления высокопрочного с высоким отношением предела текучести к пределу прочности оцинкованного погружением стального листа и способ изготовления высокопрочного с высоким отношением предела текучести к пределу прочности отожженного оцинкованного погружением стального листа // 2531216
Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочному стальному листу, имеющему отношение предела текучести к пределу прочности 0,6 или более. Лист выполнен из стали следующего состава, в мас.%: 0,03-0,20% С, 1,0% или менее Si, от более 1,5 до 3,0% Mn, 0,10% или меньше Р, 0,05% или менее S, 0,10% или менее Аl, 0,010% или менее N, один или несколько видов элементов, выбранных из Ti, Nb и V, общее содержание которых составляет 0,010-1,000%, 0,001-0,01 Ta, остальное Fe и неизбежные примеси. Структура листа включает феррит и вторичную фазу, включающую мартенсит. Доля площади феррита составляет 50% или более, и средний размер кристаллического зерна 18 мкм или менее. Доля площади мартенсита во вторичной фазе составляет от 1 до менее 7%. Обеспечиваются требуемые прочность и формуемость при снижении веса листа. 12 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 табл., 1 пр.
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении высокопрочной листовой стали толщиной 8,0-40,0 мм для изготовления платформ грузовых автомобилей, работающих в условиях Крайнего Севера. Слябы отливают из стали содержащей, мас.%: 0,13-0,18 C, 0,40-0,60 Si, 0,7-0,9 Mn, 1,3-1,6 Cr, 0,02-0,07 Al, 0,03-0,06 Nb, 0,01-0,06 Ti, 0,002-0,030 Ca, Ni≤0,30, Cu≤0,30, N≤0,010, Fe и примеси - остальное. Затем отлитые слябы подвергают отжигу при температуре 640-660°C, после чего нагревают и подвергают горячей прокатке в температурном диапазоне от 1200-1260°C и до 870-950°C с последующей закалкой водой и отпуском. Технический результат заключается в повышении комплекса механических свойств и выхода годного. 3 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сталям, применяемым для изготовления износостойких деталей. Сталь содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, молибден, ванадий, кальций, алюминий, ниобий, титан, редкоземельные металлы (РЗМ), железо и неизбежные примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,25-0,60, кремний 0,10-1,50, марганец 0,20-1,30, хром 0,30-1,90, никель 0,70-2,0, медь не более 0,45, молибден 0,10-0,90, ванадий 0,001-0,40, кальций 0,0001-0,01, алюминий 0,005-0,1, ниобий 0,001-0,20, титан 0,001-0,20, РЗМ 0,0001-0,005, железо и неизбежные примеси остальное. Сталь дополнительно может содержать 0,0001-0,005% бора и имеет преимущественно бейнитно-мартенситную структуру. Обеспечиваются высокая прочность, пластичность и стойкость к высоким ударным нагрузкам, в том числе при температурах до 400°С. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству cверхнизкоуглеродистых холоднокатаных сталей для глубокой вытяжки изделий и последующего однослойного эмалирования и может быть использовано при изготовлении деталей бытовой техники, посуды, санитарно-гигиенических приборов, в химической промышленности, в строительстве и др. Способ производства cверхнизкоуглеродистой холоднокатаной стали для глубокой вытяжки и последующего однослойного эмалирования включает выплавку стали, содержащую, мас.%: С не более 0,007, Si не более 0,03, Mn 0,15-0,30, Ti (4С+3,43N+1,5S+0,02) - 0,17, где С, N и S - содержание углерода, азота и серы, мас.%, S 0,03-0,06, P не более 0,03, N не более 0,007, Al 0,01-0,06, Cr не более 0,04, Ni не более 0,04, Cu не более 0,04, Fe и неизбежные примеси - остальное, разливку, горячую прокатку, смотку, травление, холодную прокатку, отжиг и дрессировку. Нагрев слябов под прокатку осуществляют до температуры 1150-1250°C, прокатку заканчивают при температуре 880-960°C, смотку осуществляют при температуре 700-750°C. Холодную прокатку ведут с суммарным обжатием 70-90%. Отжиг осуществляют при температуре 700-750°C. Технический результат заключается в получении сверхнизкоуглеродистой холоднокатаной стали, пригодной для однослойного эмалирования, с высокой стойкостью к образованию дефекта "рыбья чешуя" и высоким комплексом механических свойств. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству на реверсивном толстолистовом стане листового проката толщиной 15-34 мм для изготовления труб магистральных трубопроводов диаметром до 1420 мм. Способ производства толстолистового проката для изготовления электросварных труб магистральных трубопроводов включает получение стали, содержащей, мас.%: С - 0,03-0,08, Si - 0,12-0,35, Mn - 1,65-2,10, Cr - 0,01-0,30, Ni - 0,01-0,40, Cu - 0,01-0,30, Мо - 0,01-0,30, Al - 0,02-0,05, Nb - 0,03-0,09, V - 0,001-0,10, Ti - 0,010-0,035, S - 0,0005-0,003, P - 0,002-0,015, N - 0,001-0,008, железо и неизбежные примеси - остальное, при этом 0,08<(Mn+Cr+Cu)/20+Si/30+Ni/60+Mo/15+V/10<0,16, -2,7<lg[Nb][C+8N]<-2 и Cr+Ni+Cu+Мо<0,8%. Непрерывно-литую заготовку подвергают аустенитизации при температуре не менее чем на 100°С ниже температуры Ts (TiN) растворения нитридов титана в соответствии с соотношением Ts(TiN)=14400/(5,0-lg[Ti][N]), где Ti и N - содержание титана и азота в стали, мас.%, но не ниже температуры Ts(Nb(C,N)) растворения карбонитридов ниобия в соответствии с соотношением: Ts(Nb(C,N))=(10100-27[Mn]+200[Si])/(4.85-lg[Nb][C+8N]), где Mn, Si, Nb, С, N - содержание марганца, кремния, ниобия, углерода и азота в стали. Выбор времени t выдержки в томильной зоне осуществляют в соответствии с уравнением: t = 10 1314 − T 77 ± 40,      где t - время выдержки, мин, Т - выбранная температура выдержки, °С. При осуществлении предварительной деформации в ее последних четырех проходах относительные обжатия возрастают по закону: εi=(1,05…1,35)εi-1±2, (%), где εi и εi-1 - обжатия в следующем и предыдущем проходе. Температура Тно(°С) начала ускоренного охлаждения равна: Тно=977-54Mn-102Ni-20Mo-866C-2,2Vохл±30, где Vохл - скорость охлаждения проката от завершения прокатки до начала ускоренного охлаждения, °С/с, а температурный интервал Δ(°С) между температурой Ткп завершения прокатки и температурой Тно начала ускоренного охлаждения определяют: Δ=-2,5Н+92±20, где Н - толщина листа в мм. Технический результат заключается в обеспечении требований по прочностным, пластическим и вязким свойствам, характерным для проката прочности К65, Х80, L555. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к металлургии, а именно к разработке состава легированной аустенитной коррозионно-стойкой стали для атомных энергетических установок. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,03-0,08, кремний 0,4-0,6, марганец 1,0-1,8, хром 17,5-19, никель 8,0-9,5, ниобий 0,05-0,07, ванадий 0,05-0,07, титан 0,08-0,12, сера ≤0,015, фосфор ≤0,015, азот от 0,04 до менее 0,07, кальций 0,004-0,015, церий 0,005-0,05, железо - остальное. Для компонентов стали выполняется соотношение: Повышаются кратковременные и длительные механические свойства и стойкость против питтингообразования в агрессивных водных средах. 3 табл.
Наверх