Способ производства круглого проката из легированных сталей для изготовления крепёжных изделий холодным деформированием

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к способу производства сортового круглого проката из легированных сталей для изготовления крепежных изделий холодной объемной штамповкой. Для повышения механических свойств проката проводят нагрев заготовки до температуры 1080-1200°С, горячую прокатку с температурой конца прокатки в диапазоне 900-1050°С и регламентируемое охлаждение, при этом охлаждение после прокатки ведут со скоростью 0,5-5°С/с до температуры Тохл., последующее охлаждение осуществляют со скоростью 0,01-0,4°С/с. до 400-600°С, а затем последующее охлаждение ведут с произвольной скоростью, при этом температуру охлаждения Тохл определяют в зависимости от состава стали по соотношению: Тохл=688,8+20,4[Si] - 13,5[Mn]+17,7[Cr] - 13,8[Ni]+6,5[Мо]±10°С. Прокат производят из стали, содержащей, мас. %: углерод 0,09-0,47, кремний не более 0,40, марганец 0,30-0,94, хром 0,4-1,35, никель до 0,8, молибден 0,15-0,26, сера не более 0,045, фосфор не более 0,035. медь не более 0,30, железо и неизбежные примеси - остальное. 3 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к способам производства сортового круглого проката из легированных сталей для изготовления крепежных изделий холодной объемной штамповкой.

К сортовому прокату из углеродистых и легированных стали для холодной объемной штамповки крепежных деталей предъявляются следующие требования: высокая технологическая пластичность в состоянии поставки и способность обеспечить заданный уровень потребительских свойств готовой продукции. В соответствии с ГОСТ10702-2016 «Прокат сортовой из конструкционной нелегированной и легированной стали для холодной объемной штамповки», горячекатанй прокат поставляют, в частности, после сфероидизирующего отжига (ТС). Как правило, положительные результаты испытаний на холодную осадку имеет прокат с показателем относительного сужения более 60%.

Известен способ производства сортового проката из низколегированной стали для холодной объемной штамповки крепежных изделий, включающий нагрев заготовки до температуры 1100-1280°С, последующую многопроходную горячую прокатку с обжатием в валках калибрами с температурой конца прокатки в диапазоне 950-1100°С, охлаждение водой ведут до температуры 850-950°С. Дальнейшее охлаждение прутка происходит самопроизвольно на воздухе. При использовании катаной заготовки многопроходную прокатку ведут с суммарной вытяжкой не менее 16, а при использовании литой заготовки - с суммарной вытяжкой не менее 36. Сортовой прокат производят из стали, содержащей следующее соотношение компонентов, мас. %: углерод 0,20-0,33, кремний 0,17-0,35, марганец 0,9-1,3, бор 0,001-0,005, алюминий 0,01-0,05, титан не менее 0,01, фосфор не более 0,035, сера не более 0,035, хром не более 0,25, никель не более 0,30, медь не более 0,30, азот не более 0,30, железо остальное.

Максимальные значения предела прочности σВ - 775 Н/мм2, относительного удлинения ψ - 57%..

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении качества и выхода годного сортового проката.

(Патент RU 2291205, МПК С21D 8/06, С22С 38/14, опубликован 10.01.2007).

Известен способ производства сортового проката низкоуглеродистой стали для холодной объемной штамповки сложнопрофильных крепежных деталей, включающий выплавку стали в электропечи, внепечную обработку, непрерывную разливку с защитой струи аргоном, горячую прокатку непрерывнолитой заготовки, смотку сортового проката в бунты и регламентированное охлаждение. Выплавляют сталь, содержащую мас. %: углерод 0,17-0,25; марганец 0,30-0,65; кремний 0,01-0,17; хром 0,01-0,50; сера 0,005-0,020; ванадий 0,005-0,07; ниобий 0,05-0,02; кальций 0,001-0,010; железо остальное. Причем: 12/С-Мn/0,02≥27; 0.46≥6×V+8×Nb≥0,22; Ca/S≥0,065. Горячую прокатку сортового проката начинают при температуре 900-950°С и заканчивают при температуре 740-850°С, при деформации в последних проходах не менее 20%. После прокатки в интервале температур 600-730°С охлаждают прокат со скоростью 5-20°С/мин. Изобретение позволяет исключить сфероидизирующий отжиг проката в бунтах и получить непосредственно в потоке стана структуру сортового проката, обеспечивающую рациональные условия холодной объемной штамповки крепежных деталей при обеспечении повышенных технологических характеристик стали: уровень пластичности стали в горячекатаном состоянии 5 не менее 25%, уровень холодной осадки образца диаметром 20 мм на 75% высоты.

(Патент RU 2238336 С1, МПК C21D 8/06, С22С 38/12, опубликован 20.10.2004)

Известен способ изготовления высокоуглеродистой проволоки, имеющий превосходную холодную формуемость для холодной штамповки болтов. Способ включает этапы нагрева стальной заготовки до 1050±50°С, выдержкой свыше 30 мин; горячую прокатку стальной заготовки в катанку, охлаждение катанки до 860-950°.С сразу после горячей прокатки, смотку; воздушное охлаждение бунта катанки до 770±30°С со скоростью 1,8±0.5°С/сек; медленное охлаждение бунта катанки до 620±50°С со скоростью 0.4±0.2°С/сек, последующее охлаждение на воздухе. Заготовка выполнена из стали, состоящей из (мас%): С 0,65-1,50, Si 2.0-4.0, Мn 0,1-0,8, 0,01 или меньше Р и S, N 0,002-0,01, 0.002 или меньше О, один или более двух элементов, выбранных из группы, состоящей из Ni 0,3-2,0, В 0,001-0,003, V 0,01-0,5, Nb 0.01-0.5, Mo 0.01-0.5, Ti 0.01-0.2, W 0.01-0.5. и Сu 0,01-0,2, остальное Fe и случайные примеси.

(Патент KR 100544752(В1), MПК C21D 9/52, опубликован 24.01.2008).

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ изготовления углеродистой стальной катанки для холодной высадки с улучшенной сфероидизированной структурой за счет уменьшения доли феррита при увеличении доли перлита. Обрабатывают сталь, содержащую следующие элементы (мас%): С 0.40-0.50, Si 0.10-0.35, Мn 0.60-1.50,≤0.03 Р,≤0.035 S, Аl 0.005-0.050, остальное железо и примеси. Способ характеризуется тем, что заготовку нагревают до температуры 1100-1150°С. Горячую прокатку проводят при температуре выше 900°С, регулируют температуру начала охлаждения в диапазоне от 780-900°С, горячекатаную катанку охлаждают со скоростью 20-25°С/с в диапазоне температур 650-900°С и далее охлаждают со скоростью 10-15°С/с в диапазоне температур от 650-550°С.

(Патент KR 100336704 (В1), МПК C21D 8/06, опубликован 17.05.2002 - прототип).

Настоящее изобретение направлено на решение технической проблемы, состоящей в расширении арсенала технических средств Настоящее изобретение направлено на решение технической проблемы, состоящей в расширении арсенала технических средств производства сортового круглого проката из легированных сталей для изготовления крепежных изделий холодной объемной штамповкой. Технический результат изобретения состоит в создании способа производства круглого проката из легированных сталей для изготовления крепежных изделий холодной объемной штамповкой.

Заявленный технический результат достигается тем, что в способе производства круглого проката из легированной стали для холодной объемной штамповки крепежных изделий, включающем получение заготовки из стали, содержащей, мас. %: углерод 0,09-0,47, кремний не более 0,40, марганец 0,30-0,94, хром 0,4-1,35, никель до 0,8, молибден 0,15-0,26, сера не более 0,045, фосфор не более 0,035. железо и неизбежные примеси остальное, нагрев заготовки до температуры 1080-1200°С, горячую прокатку с температурой конца прокатки в диапазоне 900-1050°С и регламентируемое охлаждение, согласно изобретению, охлаждение после прокатки ведут со скоростью со скоростью 0,5-5°С/с до температуры Тохл., последующее охлаждение осуществляют со скоростью 0,01-0,4°С/сек. до 400-600°С, а затем последующее охлаждение ведут с произвольной скоростью, при этом температуру охлаждения Тохл определяют в зависимости от состава стали по соотношению;

Тохл=688,8+20,4[Si]-13,5[Mn]+17,7[Cr]-13,8[Ni]+6,5[Мо]±10°С.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Высокая скорость охлаждения после прокатки (0,5-5°С/с) до температуры Тохл, которая должна выбираться, исходя из химического состава стали, так, чтобы были пройдены критические температуры фазового превращения, сохранив изменения в структуре, вызванные деформацией. Это позволяет получить низкую долю чистых ферритных зерен в ферритно-перлитной структуре, что увеличивает ее равномерность, а, следовательно, и приводит к получению лучших показателей пластичности. Использование скоростей охлаждения ниже 0,5°С/с приведет к значительному увеличению доли чистых ферритных зерен и снизит показатели пластичности, а использование скоростей охлаждения более 5°С/с труднореализуемо и нецелесообразно, поскольку не приведет к значительному улучшению.

Замедленная скорость охлаждения (0,01-0,4°С/с) в интервале температур выделения цементита (до 400-600С) позволяет получить частично сфероидизированную структуру, не требующую проведения дополнительного отжига. Недостаточно замедленное охлаждение (более 0,4°С/с), а также слишком высокая температура его окончания (выше 600°С) приведут к слишком быстрому прохождению области выделения цементита, что не позволит ему выделиться в более равновесном (сферическом) виде. Более низкие скорости охлаждения (менее 0,01°С/с) приведут к слишком долгому пребыванию металла на ленте охлаждения, что экономически не выгодно. Замедленное охлаждение до более низких температур (ниже 400°С) не окажет эффекта на сфероидизацию, поскольку подвижность углерода будет слишком низкой.

Примеры конкретного выполнения способа.

В вакуумной индукционной печи получено 3 плавки с химическим составом, представленным в таблице 1.

Из полученных слитков изготавливали круглый прокат диаметром 13 мм для 1 и 3 плавки и 16 мм для 2 плавки по следующему режиму: нагрев до 1170°С, выдерживали при этой температуре в течении 15 минут, затем прокатывали с температурой конца прокатки в аустенитной области, равной 970°С. Охлаждение полученного проката производили по следующему режиму:

Ускоренное охлаждение (1°С/с) до рассчитанной по зависимости от химического состава температуры Тохл, приведенной в таблице 2 и дальнейшее замедленное охлаждение со скоростью 0,1°С/с до температуры 600°С. Последующее охлаждение проводили на воздухе.

От полученного проката вырезаны продольные образцы длиной 100 мм для механических испытаний, а также образцы длиной 10 мм для исследования структуры на сканирующем электронном микроскопе для определения доли феррита. Результаты исследования механических испытаний приведены в таблице 3.

Полученный прокат во всех случаях обладает рекомендуемым уровнем относительного сужения выше 60%. При этом наивысшие показатели прочностных характеристик достигнуты на прокате с наименьшей долей чистого феррита (1 и 3).

Таким образом, заявленная совокупность признаков обеспечивает достижение технического результата - создания способа производства круглого проката из легированных сталей для изготовления крепежных изделий холодной объемной штамповкой.

Способ производства круглого проката из легированной стали для холодной объемной штамповки крепежных изделий, включающий получение заготовки из стали, содержащей, мас. %:

Углерод 0,09-0,47
Кремний не более 0,40
Марганец 0,30-0,94
Хром 0,4-1,35
Никель до 0,8
Молибден 0,15-0,26
Сера не более 0,045
Фосфор не более 0,035
Железо и неизбежные примеси остальное,

нагрев заготовки до температуры 1080-1200°С, горячую прокатку с температурой конца прокатки в диапазоне 900-1050°С и регламентируемое охлаждение, отличающийся тем, что охлаждение после прокатки ведут со скоростью 0,5-5°С/с до температуры Тохл, последующее охлаждение осуществляют со скоростью 0,01-0,4°С/с до 400-600°С, а затем последующее охлаждение ведут с произвольной скоростью, при этом температуру охлаждения Тохл определяют в зависимости от состава стали по соотношению

Тохл=688,8+20,4[Si]-13,5[Mn]+17,7[Cr]-13,8[Ni]+6,5[Мо]±10°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии. Для получения листового проката категории прочности 345 с соотношением предела текучести к временному сопротивлению не более 0,75, используемого при строительстве резервуаров для хранения нефтепродуктов, выплавляют сталь, содержащую, мас.

Изобретение относится к получению текстурированной листовой магнитной стали с нанесенным изолирующим покрытием. На поверхность текстурированной листовой магнитной стали нанесено изолирующее покрытие, содержащее Si, P, О и Cr и по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Mg, Ca, Ba, Sr, Zn, Al и Mn.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к листу электротехнической стали с ориентированной структурой, применяемому в качестве материала сердечников трансформаторов.
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее, для получения рулонного полосового проката с низкой скоростью коррозии при сохранении уровня прочностных и пластических характеристик, соответствующего категории прочности К52, осуществляют аустенизацию заготовки при 1200-1280°С, черновую прокатку до толщины промежуточного подката, чистовую прокатку с регламентированной температурой конца прокатки и ламинарное охлаждение водой до температуры смотки в рулон, при этом заготовку получают из стали, содержащей мас.%: углерод 0,04-0,07, марганец 0,4-0,9, кремний 0,1-0,4, хром 0,2-0,7, медь 0,3-0,6, никель 0,15-0,60, алюминий не более 0,03, молибден не более 0,08, сера не более 0,003, фосфор не более 0,015, при выполнении соотношения Nb+V+Ti≤0,15, остальное – железо и неизбежные примеси, аустенизацию осуществляют с выдержкой не менее 3 часов, черновую прокатку заготовки производят при величине единичного относительного обжатия в первом проходе не менее 30% и не менее 20% в последнем проходе с обеспечением толщины подката, равной 5,5-7,5 толщины готовой полосы, а чистовую прокатку производят при величине единичного относительного обжатия в первом проходе не менее 30% и не более 10% в последнем проходе, причем температуру конца чистовой прокатки устанавливают из соотношения Ткп=800*К, °С, где К - эмпирический коэффициент, составляющий К=1,02-1,15, а смотку полосы в рулон производят в диапазоне температур 585-670°С.
Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения в прокате высокой прочности при одновременно хорошей вязкости, а также хорошей пригодности к сварке, плоский стальной прокат имеет в горячекатаном состоянии структуру, не содержащую феррита, при этом структура состоит на ≥ 95% по объему из мартенсита и бейнита с долей мартенсита ≥ 5% по объему и в сумме ≤ 5% по объему остаточного аустенита, а также обусловленных изготовлением неизбежных составляющих структуры.
Для получения стального прокатного плоского изделия с пределом текучести ≥ 700 МПа и ≥ 70 об. % бейнитной структуры согласно изобретению выполняются следующие этапы : а) приготовление стального расплава следующего состава, в вес.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения предела прочности 980 МПа, предела текучести, более или равного 500 МПа, полного удлинения, превышающего или равного 8%, холоднокатаная листовая сталь содержит в мас.% 0,05≤С≤0,15, 2≤Mn≤3%, Al≤0,1, 0,3≤Si≤1,5, Nb≤0,05, N≤0,02, 0,1≤Cr+Mo≤1, 0,0001≤В≤0,0025, 3,4×N≤Ti≤0,5, V≤0,1, S≤0,01, P≤0,05, железо и неизбежные примеси - остальное, имеет микроструктуру в поверхностной фракции между 50 и 95% мартенсита и между 5 и 50% суммы феррита и бейнита, при этом размер ферритного зерна составляет менее 10 мкм и соотношение сторон ферритного зерна находится между 1 и 3.

Изобретение относится к области производства высокопрочного хладостойкого листового проката из низколегированной стали с повышенной хладостойкостью для транспортного и тяжелого машиностроения.

Изобретение относится к области металлургии. При изготовлении листа из нетекстурированной электротехнической стали горячей прокаткой стального сляба, содержащего в мас.%: C не более 0,005, Si не более 8,0, Mn 0,03-3,0, P не более 0,2, S не более 0,005, Al не более 3,0, N не более 0,005, Ni не более 3, Cr не более 5, Ti не более 0,005 , Nb не более 0,003, As не более 0,005 и O не более 0,005, с однократной холодной прокаткой или двукратной или многократной холодной прокаткой, с промежуточным отжигом между ними после отжига в зоне горячих состояний или без отжига в зоне горячих состояний, и проведением окончательного отжига, средняя скорость нагрева от 600°С до 700°С в ходе процесса нагрева при окончательном отжиге устанавливается равной не менее 50°С/с, в результате чего достигается высокая плотность магнитного потока за счет изменения и улучшения структуры в стальном листе.

Изобретение относится к созданию алюминированного стального листа, который имеет улучшенные характеристики общей отражательной способности и коррозионной стойкости.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения высокой стойкости к водородному охрупчиванию в кислой среде и высокой коррозионной усталостной прочности холоднокатаную проволоку изготавливают из стали следующего химического состава, в вес.%: 0,2≤С≤0,6, 0,5≤Мn≤1,0, 0,1≤Si≤0,5,0,2≤Сr≤1,0, Р≤0,020, S≤0,015, N≤0,010, при необходимости не более 0,07 Аl, не более 0,2 Ni, не более 0,1 Мо и не более 0,1 Сu, остальное - железо и неизбежные при выплавке примеси, при этом проволока имеет микроструктуру с содержанием бейнита и, при необходимости до 35% игольчатого феррита и до 15% перлита.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству круглого сортового проката диаметром от 6 до 13 мм. Для повышения пластических свойств проката, позволяющих гарантировать степень деформируемости проката на уровне 66% при изготовлении крепежных изделий холодной высадкой выплавляют сталь, содержащую, мас.%: углерод 0,07-0,11, кремний 0,15-0,40, марганец 0,30-0,55, алюминий 0,02-0,05, сера 0,005-0,025, фосфор 0,005-0,025, хром 0,02-0,15, никель 0,02-0,30, медь 0,03-0,18, титан 0,002-0,03, бор 0,001-0,003, молибден 0,002-0,03, азот 0,005-0,010, олово 0,001-0,015, свинец 0,001-0,010, цинк 0,001-0,018, кальций 0,001-0,003, железо и примеси – остальное, осуществляют непрерывную разливку стали с получением заготовки сечением 150×150 мм с уровнем ликвации в макроструктуре не более 2 балла, аустенизацию заготовки, прокатку на промежуточное квадратное сечение размера 106×106 мм, сплошную зачистку и шлифовку, нагрев, прокатку заготовки на круглый профиль и охлаждение в две стадии, причем сначала ускоренное охлаждение водой высокого давления до 850-930°C, а затем воздушное охлаждение со скоростью движения круглого проката 0,4-1,0 м/с и с возможностью регулирования интенсивности охлаждения в зависимости от диаметра сортового проката и температуры окружающей среды.
Изобретение относится к области термомеханической обработки сортового горячекатаного проката из конструкционных сталей перлитного класса и может быть использовано при изготовлении из него высокопрочных крепежных изделий.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения механических свойств проволоки и обеспечения однородной микроструктуры способ изготовления стальной проволоки включает получение стальной проволоки, нагрев до температуры аустенизации стальной проволоки, патентирование стальной проволоки, волочение стальной проволоки.
Изобретение относится к металлургии стали и может быть использовано при производстве сортового проката круглого сечения для изготовления высокопрочного крепежа холодной осадкой.

Изобретение относится к области термомеханической обработки сортового горячекатаного калиброванного проката. Для достижения высоких прочностных и пластических характеристик по всему сечению и длине проката осуществляют отжиг калиброванного проката при 770-790°С в течение 3-4 часов, охлаждение с печью до 660-680°С, выдержку 3-4 часа, охлаждение с печью до температуры 140-150°С с выдержкой 1-2 часа, дальнейшее охлаждение на воздухе, первичное волочение со степенью обжатия 17-19%, нагрев в печи с контролируемой атмосферой, патентирование при 440-460°С, вторичное волочение со степенью обжатия 4-5%.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения качества проволоки, ее прочностных характеристик осуществляют разматывание бунтовой проволоки и ее правку, нагрев, обжатие, закалку, повторный нагрев, охлаждение и смотку в бунт.

Изобретение относится к области деформационно-термической обработки среднеуглеродистых низколегированных сталей. Для повышения ударной вязкости сталей, работающих при низких температурах, осуществляют закалку и пластическую деформацию путем ротационной ковки со степенью относительной деформации за проход 5-25% в интервале температур 600-500°C.

Изобретение относится к получению стальной проволоки, имеющей повышенные магнитные характеристики, для применения в трансформаторах, транспортных средствах, электрических или электронных изделиях.

Изобретение относится к производству профилированной проволоки из низколегированной углеродистой стали, предназначенной для использования в качестве компонента в гибких трубах для морской нефтедобычи.

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к способам производства сортового круглого проката из легированных сталей для изготовления крепежных изделий холодной объемной штамповкой. Для повышения механических свойств проката осуществляют нагрев заготовки до температуры 1080-1200°С, горячую прокатку с температурой конца прокатки в диапазоне 900-1050°С и регламентируемое охлаждение, при этом охлаждение после прокатки ведут со скоростью 0,1-5°С/с до Тохл=541,1-144,3[С] - 94,5[Si] - 24,6[Mn] - 9,6[Cr] - 4,84[Ni] - 52,0[Мо]±20°С, а окончательное охлаждение ведут с произвольной скоростью. Охлажденный прокат подвергают сфероидизирующему отжигу при Тотж=688,8+20,4[Si] - 13,5[Mn]+17,7[Cr] - 13,8[Ni]+6,5[Мо]±10°С. Прокат получают из стали, содержащей, мас. %: углерод 0,09-0,47, кремний 0,17-0,40, марганец 0,30-0,94, хром 0,4-1,35, никель до 0,8, молибден 0,1-0,3, сера не более 0,045, фосфор не более 0,035, железо и неизбежные примеси остальное. 3 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к способу производства сортового круглого проката из легированных сталей для изготовления крепежных изделий холодной объемной штамповкой. Для повышения механических свойств проката проводят нагрев заготовки до температуры 1080-1200°С, горячую прокатку с температурой конца прокатки в диапазоне 900-1050°С и регламентируемое охлаждение, при этом охлаждение после прокатки ведут со скоростью 0,5-5°Сс до температуры Тохл., последующее охлаждение осуществляют со скоростью 0,01-0,4°Сс. до 400-600°С, а затем последующее охлаждение ведут с произвольной скоростью, при этом температуру охлаждения Тохл определяют в зависимости от состава стали по соотношению: Тохл688,8+20,4[Si] - 13,5[Mn]+17,7[Cr] - 13,8[Ni]+6,5[Мо]±10°С. Прокат производят из стали, содержащей, мас. : углерод 0,09-0,47, кремний не более 0,40, марганец 0,30-0,94, хром 0,4-1,35, никель до 0,8, молибден 0,15-0,26, сера не более 0,045, фосфор не более 0,035. медь не более 0,30, железо и неизбежные примеси - остальное. 3 табл.

Наверх