Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству горячекатаного проката из низкоуглеродистой низколегированной конструкционной стали для изготовления горячекатаных автомобильных компонентов. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,14-0,20, марганец 1,3-1,5, кремний 0,05-0,45, фосфор не более 0,02, сера от более 0,05 до 0,09, медь не более 0,25, ванадий 0,03-0,055, висмут 0,005-0,02, азот 0,004-0,015, молибден не более 0,05, железо и примеси - остальное. Изготавливаемая из стали горячекатаная продукция обладает повышенной обрабатываемостью резанием при сохранении уровня прочностных свойств и ударной вязкости. 3 табл.
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству горячекатаного проката из стали с повышенной прочностью для изготовления автомобильных компонентов.
Известна низколегированная конструкционная, с повышенной прочностью сталь, содержащая, мас. %:
углерод - 0,15-0,20;
марганец - 1,3-1,5;
кремний - 0,05-0,45;
фосфор - не более 0,02;
сера - 0,02-0,05;
медь - не более 0,25;
ванадий - 0,03-0,055;
азот - 0,004-0,015;
железо и примеси - остальное [1].
Эта сталь наиболее близка к предлагаемой по механическим свойствам, составу и назначению и взята за прототип.
Недостатком известной стали является недостаточная для потребителя обрабатываемость резанием горячекатаного проката на металлорежущих станках.
Основная техническая задача изобретения состоит в повышении обрабатываемости резанием по всему сечению и объему проката из конструкционной стали с сохранением механических свойств на уровне низколегированной конструкционной стали повышенной прочности.
Техническое решение задачи достигается за счет того, что предлагается модифицированная низкоуглеродистая низколегированная конструкционная, с повышенной обрабатываемостью на металлорежущих станках сталь, содержащая в мас. %:
углерод - 0,14-0,20;
марганец - 1,3-1,5;
кремний - 0,05-0,45;
фосфор - не более 0,02;
сера - 0,015-0,09;
медь - не более 0,25;
молибден - не более 0,05;
ванадий - 0,015-0,055;
висмут - 0,005-0,02;
азот - 0,004-0,015;
железо и примеси - остальное.
Введение висмута в заданном интервале и повышенное содержание серы в совокупности приводят к повышению в 1,2-1,4 раза стойкости инструмента, используемого при изготовлении деталей из заявленной стали в зависимости от вида механической обработки (фрезерование, сверление, шлифование, резьба).
Минимальное содержание висмута в стали 0,005% обусловлено достижением обрабатываемости, удовлетворяющей потребителя. Максимальное содержание 0,02% - экспериментально подобрано для оптимальных условий разливки на МНЛЗ, соблюдения требований по предельно - допустимой концентрации (ПДК) висмута в воздухе (установлена на уровне 0,5 мг/м3).
Количественное содержание серы ниже 0,015% приводит к снижению приемлемого уровня обрабатываемости. Содержание серы выше 0,09% приводит к снижению ударной вязкости (значению работы удара) заявленной стали.
Практический пример выполнения
Выплавка заявленной марки стали проводится на ЗАО «Омутнинский металлургический завод» в сталеплавильном агрегате. В СПА выплавляют сталь основного состава, содержащую углерод, марганец, кремний, железо и неизбежные примеси, после нагрева до 1620-1640°C выпускают в сталеразливочный ковш. Раскисление стали алюминием проводят на сливе из сталеплавильного агрегата в ковш, вводят в донную зону ковша компоненты для раскисления при оптимальном соотношении [Mn]/[Si]≤3. Проводится достаточно глубокое раскисление стали вторичным алюминием для получения оптимальных условий всплытия образовавшихся крупных оксидов алюминия. Дополнительно контролируется кислород (не более 0,001% на предлагаемой марке стали).
После выпуска плавки из СПА производят удаление печного шлака из сталеразливочного ковша. При внепечной обработке с продувкой металла аргоном наводят известково-глиноземистый шлак присадками извести и алюмосодержащего материала. Получают марочное содержание основных элементов (углерод, марганец, кремний) и раскисленный рафинировочный «белый» шлак.
Ванадий вводят в виде кускового ферросплава до достижения целевой концентрации. Затем нагревают металл до температуры, гарантирующей заданный перегрев металла над температурой ликвидус стали в промежуточном ковше при разливке на МНЛЗ, с учетом существующих тепловых потерь и последующего легирования серой.
Ввод серы в сталь осуществляют порошковой проволокой при помощи трайб-аппарата после загущения шлака магнезитовым порошком.
Ввод висмута в сталь осуществляют порошковой проволокой с наполнителем MnBi (20/80) после дополнительного загущения магнезитовым порошком.
Разливку на МНЛЗ производят с защитой металла от вторичного окисления способом «под уровень». Оголение поверхности металла в промковше (искрение) не допускают. В течение разливки шлаковый покров в промежуточном ковше загущают разовыми присадками магнезитового порошка 5-10 кг.
Полученную непрерывно литую заготовку прокатывают на станах горячей прокатки по технологическим инструкциям и схемам прокатки ЗАО «ОМЗ». Получают горячекатаный профиль для изготовления петель дверей автомобиля.
Произвели три плавки с предложенным составом модифицированной стали. Полученный химический состав в сравнении с прототипом приведен в таблице 1. Результаты исследования механических свойств известной и предлагаемой стали приведены в таблице 2.
Опытно-промышленные испытания по критерию стойкости инструмента провела фирма «EDSCHA», изготавливающая петли дверей автомобилей различных типоразмеров. В таблице 3 приведены результаты испытаний предлагаемой стали. Продукция с указанными параметрами удовлетворила потребителей фирмы. Поступило предложение о замене марки стали S355JO mod всех поставляемых горячекатаных профилей на предлагаемую как наиболее удовлетворяющую условиям обработки и эксплуатации.
Таким образом, предложенный химический состав позволяет получить сталь с повышенной в 1,2-1,4 раза обрабатываемостью резанием на металлорежущих станках по всему сечению и объему проката с сохранением механических свойств, на уровне низколегированной конструкционной стали повышенной прочности при изготовлении горячекатаных автомобильных компонентов.
Источники информации
1. Патент на изобретение №2505618. RU.
Горячекатаный прокат из низкоуглеродистой низколегированной конструкционной стали повышенной прочности и обрабатываемости резанием, содержащей углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, азот, медь, молибден, ванадий, железо и примеси, отличающийся тем, что сталь дополнительно содержит висмут при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| углерод |
0,14-0,20 |
| марганец |
1,3-1,5 |
| кремний |
0,05-0,45 |
| фосфор |
не более 0,02 |
| сера |
от более 0,05 до 0,09 |
| медь |
не более 0,25 |
| молибден |
не более 0,05 |
| ванадий |
0,015-0,055 |
| висмут |
0,005-0,02 |
| азот |
0,004-0,015 |
| железо и примеси |
остальное |
Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению горячештампованной высокопрочной детали. Горячештампованная высокопрочная деталь имеет плакирующий слой из алюминиевого сплава на основе Al-Fe, содержащий фазу интерметаллического соединения Al-Fe на поверхности стального листа.
Изобретение относится к области производства текстурированных листов из электротехнических сталей. Лист из электротехнической стали, содержащей, мас.%: Si в количестве от 0,8 до 7, Mn от 0,05 до 1, В от 0,0005 до 0,0080, при этом содержание каждого из Al, С, N, S и Se составляет 0,005 или меньше, остальное - Fe и неизбежные примеси, имеет стеклянное пленочное покрытие, полученное из смешанного оксида, состоящего в основном из форстерита, на поверхности стального листа.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сталей, используемым для изготовления отливок сложных конфигураций. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,1-0,15, кремний 0,2-0,3, марганец 0,45-0,65, ванадий 0,2-0,25, азот 0,0001-0,00015, кальций 0,005-0,009, алюминий 0,05-0,1, бор 0,1-0,15, цирконий 0,4-0,6, селен 0,002-0,003, железо - остальное.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению конструкционной коррозионно-стойкой криогенной аустенитной высокопрочной свариваемой стали, предназначенной для изготовления хладостойких высокопрочных сварных конструкций, используемых при транспортировке сжиженных газов.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству конструкционной автоматной стали с высокой обрабатываемостью резанием для изготовления деталей в машиностроении.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению полосы из электротехнической стали с ориентированным зерном (GOES). Для повышения магнитных характеристик расплавленную сталь, легированную кремнием, непрерывно разливают в заготовку, имеющую толщину в диапазоне от 50 до 100 мм, и подвергают горячей прокатке в многочисленных однонаправленных прокатных клетях для получения рулонов готовой горячекатаной полосы, имеющей толщину в диапазоне от 0,7 до 4,0 мм, с последующими непрерывным отжигом горячекатаной полосы, холодной прокаткой, непрерывным отжигом холоднокатаной полосы для инициирования первичной рекристаллизации и необязательно обезуглероживанием и/или азотированием, нанесением покрытия на отожженную полосу, отжигом намотанной в рулон полосы для инициирования вторичной рекристаллизации, непрерывным термическим выравнивающим отжигом отожженной полосы и нанесением на отожженную полосу покрытия для электрической изоляции, и продукт, полученный таким образом.
Изобретение относится к способу производства нетекстурированной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами. Способ включает выплавку стали, содержащей, мас.%: C≤0,0040, Si 0,1-0,8, Al 0,002-1,0, Mn 0,10-1,50, P≤0,2, Sb 0,04-0,08, S≤0,0030, N≤0,0020, Ti≤0,0020, Fe и неизбежные примеси - остальное, отливку стальных прутков, нагрев прутков до температуры 1100-1150°C, горячую прокатку прутков, включающую отделочную прокатку при температуре 860-920°C с получением горячекатаной полосы, охлаждение горячекатаной полосы воздухом в течение времени t (сек), при выполнении соотношения: (2+30×Sb%)≤t≤7, смотку полосы в рулон при температуре ≥720°C, холодную прокатку полосы со степенью обжатия 70-78% с получением холоднокатаной полосы требуемой толщины, отжиг холоднокатаной полосы путем нагрева до температуры 800-1000°C со скоростью нагрева ≥15°C/сек и времени выдержки 10-25 сек.
Изобретение относится к области металлургии. Для достижения значительного эффекта снижения потерь в железе стали способ изготовления текстурированной электротехнической листовой стали включает получение стального сляба, в котором снижено содержание компонентов ингибитора, т.е.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сталей, используемых в автомобильной промышленности. Сталь, содержит, в мас.%: углерод 0,1-0,15, кремний 0,15-0,2, марганец 0,3-0,5, хром 0,1-0,15, алюминий 0,4-0,6, медь 1,0-1,3, барий 0,0008-0,0012, цирконий 0,1-0,15, ванадий 0,3-0,4, теллур 0,0008-0,0012, железо - остальное.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению листовой стали для горячего штампования, используемой для изготовления горячештампованных деталей, обладающих высокой стойкостью к коррозии.
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к составам сталей, используемых в машиностроении. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,1-0,3, кремний 0,05-0,15, марганец 0,04-0,08, рений 0,002-0,006, скандий 0,0005-0,001, никель 0,5-1,0, кобальт 0,5-1,0, алюминий 1,0-1,5, медь 1,5-2,0, железо - остальное.
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к составам сталей, используемых в машиностроении. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,17-0,23; марганец 0,9-1,1; кремний 0,8-1,4; вольфрам 1,0-1,4; бор 0,04-0,06; кобальт 0,8-1,2; медь 0,8-1,2; теллур 0,0006-0,0008; железо - остальное.
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к составам стали, используемой для изготовления изделий методом штамповки. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,05-0,1, кремний 0,01-0,02, марганец 0,3-0,8, никель 1,5-3,5, ванадий 0,06-0,18, алюминий 0,5-1,5, стронций 0,004-0,006, титан 0,035-0,045, медь 1,4-2,0, железо - остальное.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению высокопрочного стального листа. Лист изготовлен из стали, содержащей в мас.%: С: от 0,075 до 0,30, Si: от 0,30 до 2,50, Mn: от 1,30 до 3,50, Р: от 0,001 до 0,030, S: от 0,0001 до 0,010, Al: от 0,005 до 1,50, Cu: от 0,15 до 2,0, N: от 0,0001 до 0,010, О: от 0,0001 до 0,010, дополнительно, при необходимости, Ti: от 0,005 до 0,15, Nb: от 0,005 до 0,15, В: от 0,0001 до 0,010, Cr: от 0,01 до 2,0, Ni: от 0,01 до 2,0, Mo: от 0,01 до 1,0, W: от 0,01 до 1,0, V: от 0,005 до 0,15 и один или более из Са, Се, Mg и REM: в сумме от 0,0001 до 0,5, остальное железо и неизбежные примеси.
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к составам сталей, используемых в сельскохозяйственном машиностроении. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,17-0,23, марганец 0,8-1,0, кремний 0,8-1,0, вольфрам 0,1-0,15, бор 0,005-0,01, медь 1,0-1,4, бериллий 0,001-0,0015, никель 0,4-0,6, рений 0,005-0,01, железо - остальное.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению высокопрочного стального листа. Лист выполнен из стали, содержащей, в мас.%: С 0,02-0,07, Si 0,05-0,50, Mn 1,10-1,60, P максимум 0,015, S максимум 0,0030, Nb 0,005-0,030, Ti 0,005-0,020, Al 0,005-0,060, Ca 0,0005-0,0060, N 0,0015-0,0070, по меньшей мере один из таких элементов, как Cu, Ni, Cr и Mo, в общем количестве от более чем 0,1% до менее чем 1,5%, а остальное - Fe и неизбежные примеси.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству электротехнической анизотропной стали, применяемой при изготовлении магнитопроводов силовых трансформаторов.
Изобретение относится к области термомеханической обработки для изготовления стального проката с требуемыми свойствами. Для обеспечения требуемого уровня потребительских свойств металлопроката получают заготовку из стали, содержащей, мас.%: C 0,05-0,18, Si 0,05-0,6, Mn 1,30-2,05, S не более 0,015, P не более 0,020, Cr 0,02-0,35, Ni 0,02-0,45, Cu 0,05-0,30, Ti не более 0,050, Nb 0,010-0,100, V не более 0,120, N не более 0,012, Al не более 0,050, Mo не более 0,45, железо и неизбежные примеси остальное.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам конструкционных сталей, используемых в транспортном машиностроении. .
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для производства толстолистового проката из низколегированной стали марки 12Г2СБД высокого качества для мостостроения и других строительных конструкций.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению горячекатаного стального листа, используемого в машиностроении. Лист выполнен из стали, содержащей в мас.%: С: от 0,04 до 0,09, Si: 0,4 или менее, Mn: от 1,2 до 2,0, Р: 0,1 или менее, S: 0,02 или менее, Al: 1,0 или менее, Nb: от 0,02 до 0,09, Ti: от 0,02 до 0,07, N: 0,005 или менее, Fe и неизбежные примеси остальное.
