Способ производства калиброванной стали для холодной высадки

Авторы патента:

Ивин Юрий Александрович (RU)

Мухин Александр Алексеевич (RU)

Соколов Александр Алексеевич (RU)

Картунов Андрей Дмитриевич (RU)

Канаев Денис Петрович (RU)

Дрягун Эдуард Павлович (RU)

Дегтярев Александр Викторович (RU)

Токарева Наталья Владимировна (RU)

C22C38/44 - с молибденом или вольфрамом

C21D8/00 - Изменение физических свойств путем деформации в сочетании или с последующей термообработкой (закалка кованых или прокатанных изделий без дополнительного нагрева C21D 1/02)

C21D1/20 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2763981:

Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" (RU)

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению горячекатаной стали для холодной высадки. Выплавляют сталь, имеющую химический состав, содержащий в мас.%: углерод 0,37-0,44, марганец 0,50-0,80, кремний 0,17-0,37, сера не более 0,020, фосфор не более 0,020, хром 0,40-0,90, никель 0,40-1,65, медь не более 0,20, молибден 0,15-0,25, азот не более 0,008, железо остальное. Разливают сталь на машине непрерывного литья в заготовку и осуществляют ее горячую прокатку. При горячей прокатке осуществляют ускоренное охлаждение при температуре виткообразования 763-772°С с последующим ускоренным воздушным охлаждением со скоростью 2,1-8,7°С/с до температур 350-550°С с обеспечением получения бейнитной структуры стали. Осуществляют сфероидизирующий отжиг путем нагрева в печи до температуры 720-725°С с последующей изотермической выдержкой в течение 4 ч и окончательным охлаждением на воздухе для получения микроструктуры с содержанием не менее 80% зернистого перлита. Обеспечивается получение горячекатаной стали, имеющей после прокатного и метизного переделов благоприятную для последующей холодной штамповки структуры зернистого перлита. 4 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к изготовлению горячекатаной стали для холодной высадки.

Известно, что структура стали для холодной высадки должна максимально содержать зернистый перлит, который обеспечивает высокую технологичность при дальнейшей переработке проката методами холодной штамповки. Отжиг на зернистый перлит (зернистый цементит) заключается в нагреве стали до температуры несколько выше температуры в точке Ас₁, выдержке и последующем охлаждении для сфероидизации цементита и получения зернистого перлита (А.И. Самохоцкий, Н.Г. Парфеновская. «Технология термической обработки металлов», Изд.2, Москва; изд-во «Машиностроение», 1976, стр. 53). При этом могут быть использованы разные режимы, это видно на графиках отжига на зернистый перлит (Фиг. 1).

Недостатком этих способов является необходимость длительных изотермических выдержек (несколько часов) в подкритическом интервале температур для получения требуемой стандартами структуры подката (сфероидизация не менее 80% цементита). Поэтому все способы усовершенствования этого процесса должны быть направлены на сокращение времени, соответственно снижения затрат на производство. Для этого предлагаются различные технологические подходы.

Известен способ термической обработки подката преимущественно для холодной высадки (Патент на изобретение РФ №2032750 от 15.07.92, класс МПК C21D 1/26, опубликовано: 10.04.95), в котором для сокращения длительности термической обработки (при обеспечении требуемой твердости и структуры стали) использован нагрев выше критической точки Ас₁, регулируемое охлаждение до подкритической температуры, выдержка и охлаждение на воздухе, регулируемое охлаждение производят со скоростью 15-30 град/с до 490-540°С, после чего производят повторный нагрев до подкритической температуры со скоростью 20-30 град/мин. Однако по времени этот способ не дает существенного сокращения длительности процесса сфероидизации, т.к. процессы являются диффузионными, тем более, что исходной структурой проката, используемого в этом способе является пластинчатый перлит.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявленному, является способ производства калиброванной стали для холодной высадки, включающий горячую прокатку, охлаждение со скоростью, большей критической, до 760-500°С и далее на воздухе, травление, подготовку поверхности, волочение и отжиг, при этом с целью упрощения технологии волочение производят со степенью деформации 21-40% за один проход, а отжиг производят при 550-700°С в течение 2-5 ч с последующим охлаждением с печью до 500°С и далее на воздухе (Авторское свидетельство СССР на изобретение №588245 от 09.03.76, класс МПК C21D 1/78, опубликовано 15.01.78). Для измельчения структуры стали в этом способе производства предусматривается волочение со степенью деформации 21-40%. Необходимость измельчения структуры стали связана с получением исходной пластинчатой структуры перлита при охлаждении с горячей прокатки на прокатном стане. В последующем, для получения структуры зернистого перлита сталь подвергается деформации волочением и приобретает центры кристаллизации - будущие зародыши зернистого перлита. К недостаткам этого способа следует отнести, что процесс волочения на метизном переделе в обязательном порядке влечет за собой применение травления, подготовки поверхности проката, что в значительной степени усложняет технологический процесс, как по времени, так и по затратам.

Техническая задача, решаемая заявляемым изобретением, заключается в получении проката из стали определенного химического состава с бейнитной структурой непосредственно после горячей прокатки, которая после проведения сфероидизирующего отжига на метизном переделе (без дополнительного волочения) по назначенному режиму приобретает благоприятную для последующей холодной штамповки структуру зернистого перлита (с долей зернистого перлита более 80%).

Поставленная задача достигается тем, тем, что в способе изготовления горячекатаной стали для холодной высадки, включающем выплавку стали разливку на машине непрерывного литья в заготовку, горячую прокатку заготовки и ее отжиг выплавляют сталь, имеющую химический состав, в котором содержащий в мас.%:

углерод	0,37-0,44
марганец	0,50-0,80
кремний	0,17-0,37
сера	не более 0,020
фосфор	не более 0,020
хром	0,40-0,90
никель	0,40-1,65
медь	не более 0,20
молибден	0,15-0,25
азот	не более 0,008
железо	остальное,

при горячей прокатке осуществляют ускоренное охлаждение при температуре виткообразования 763-772°С с последующим ускоренным воздушным охлаждением со скоростью 2,1-8,7°С/с до температур 350-550°С с обеспечением получения бейнитной структуры стали, а в качестве отжига осуществляют сфероидизирующий отжиг путем нагрева в печи до температуры 720-725°С с последующей изотермической выдержкой в течение 4 ч и окончательным охлаждением на воздухе для получения микроструктуры с содержанием не менее 80% зернистого перлита.

Пример осуществления способа производства горячекатаной стали для холодной высадки.

По предложенному химическому составу была выплавлена сталь в условиях ПАО «ММК» в печи, проведена доводка стали на агрегате «печь-ковш», разлита на машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) в заготовку и прокатана в катанку круглого сечения диаметром 14 мм на сортовом стане «170». Фактический химический состав выплавленной стали, содержащий массовую долю, %:

углерод	0,401
марганец	0,690
кремний	0,230
сера	не более 0,020
фосфор	не более 0,009
хром	0,530
никель	0,440
медь	0,035
молибден	0,200
азот	0,008
железо	остальное

На стане 170 для гарантированного получения бейнитной структуры при производстве круглого сортового проката диаметром 14 мм температура виткообразования находилась выше линии А₃ (в диапазоне 763-772°С) с последующим ускоренным воздушным охлаждением со скоростью 2,1-8,7°С/с (4,8°С/с) до температур ниже 528°С (в диапазоне 350-510°С для исключения образования сквозной подкалки на мартенсит). Микроструктура готового горячекатаного проката диаметром 14,0 мм состояла из бейнитной составляющей - 92% и мартенситной - 8% (Фиг. 2). После проведения сфероидизирующего отжига проката по специальному режиму: путем нагрева в печи по субкритическому режиму (т.е. температура отжига находилась на 10-15°С ниже критической точки A₁ (в диапазоне 720-725°С) с последующей изотермической выдержкой в течение 4 ч и окончательным охлаждением на воздухе (Фиг. 3) получена равномерная микроструктура стали с 90% зернистого перлита (Фиг. 4).

Способ производства горячекатаной стали для холодной высадки, включающий выплавку стали, разливку на машине непрерывного литья в заготовку, горячую прокатку заготовки и ее отжиг, отличающийся тем, что выплавляют сталь, имеющую химический состав, содержащий в мас.%:

углерод	0,37-0,44
марганец	0,50-0,80
кремний	0,17-0,37
сера	не более 0,020
фосфор	не более 0,020
хром	0,40-0,90
никель	0,40-1,65
медь	не более 0,20
молибден	0,15-0,25
азот	не более 0,008
железо	остальное,

Изобретение относится к области металлургии, а именно к технологии производства холоднокатаной полосы, используемой для изготовления изделий с высокими требованиями к жаропрочности. Выплавляют сталь следующего химического состава, мас.%: углерод 0,05-0,12, кремний 0,12-0,42, марганец 0,70-1,50, сера не более 0,30, фосфор не более 0,30, хром 2,5-3,8, никель 0,7-1,5, медь не более 0,30, молибден 0,1-0,5, железо и неизбежные примеси остальное.

Высокопрочный стальной прокат и способ его производства // 2761572

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству высокопрочного стального проката, применяемого для изготовления различного рода изделий, и может быть использовано в качестве как конструкционных материалов, так и при изготовлении элементов кузовов автомобилей. Прокат выполнен из стали, содержащей компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,2-0,65, кремний 0,1-1,7, марганец 0,15-0,9, фосфор не более 0,02, сера не более 0,015, хром 0,1-2,0, никель 0,7-2,2, медь не более 0,5, молибден 0,1-0,9, алюминий 0,00-0,15.

Бесшовная стальная труба для многоступенчатого масляного цилиндра и способ его изготовления // 2758739

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стальной бесшовной трубе, используемой для изготовления многоступенчатых масляных цилиндров. Труба изготовлена из стали, имеющей следующий химический состав, в мас.%: C 0,24-0,30, Si 1,20-1,40, Mn 1,20-1,40, P ≤0,015, S ≤0,010, Al 0,025-0,055, Mo ≤0,15, Cr ≤0,15, Ni ≤0,15, Cu ≤0,20, остальное - Fe.

Порошок нержавеющей стали для получения дуплексной спеченной нержавеющей стали // 2753717

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению спеченной дуплексной нержавеющей стали из порошка нержавеющей стали. Может использоваться для изготовления трубопроводов в химических технологических установках, в нефтехимической промышленности, электрогенерирующих установках и автомобилях, в пищевой промышленности, в деталях оборудования для производства лекарств, в целлюлозно-бумажной промышленности, в установках обессоливания и в горнодобывающей промышленности.

Стальная подложка с покрытием // 2747952

Изобретение относится к стальной подложке с нанесенным покрытием, используемой в сталелитейной промышленности. Подложка (5) имеет следующую композицию, мас.%: 0,31 ≤ C ≤ 1,2, 0,1 ≤ Si ≤ 1,7, 0,15 ≤ Mn ≤ 1,1, P ≤ 0,01, S ≤ 0,1, Cr ≤ 1,0, Ni ≤ 1,0, Mo ≤ 0,1, при необходимости один или несколько элементов из: Nb ≤ 0,05, B ≤ 0,003, Ti ≤ 0,06, Cu ≤ 0,1, Co ≤ 0,1, N ≤ 0,01 и V ≤ 0,05, остальное - железо и неизбежные примеси.

Сталь, подходящая для инструментов формования пластмасс // 2744788

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стали, используемой для производства инструментов формования пластмасс, в частности для изготовления пресс-форм. Сталь состоит из, мас.%: C: 0,02-0,04, Si: 0,1-0,4, Mn: 0,1-0,5, Cr: 11-13, Ni: 7-10, Cr+Ni: 19-23, Mo: 1-25, Al: 1,4-2,0, N: 0,01-0,75, при необходимости по меньшей мере один из: Cu: 0,05-2,5, B: 0,002-2,0, S: 0,01-0,25, Nb: ≤0,01, Ti: ≤2, Zr: ≤2, Ta: ≤2, Hf: ≤2, Y: ≤2, Ca: 0,0003-0,009, Mg: ≤0,01, O: 0,003-0,80 и РЗМ: ≤0,2, остальное - Fe и примеси.

Оцинкованный стальной лист с высокой свариваемостью при контактной точечной сварке // 2732714

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению стального листа с покрытием из цинка или цинкового сплава, используемого в автомобильной промышленности. Холоднокатаный стальной лист, имеющий состав, содержащий в мас.%: 0,07≤C≤0,5, 0,3≤Mn≤5, 0,010≤Al≤1, 0,010≤Si≤2,45, 0,35≤(Si+Al)≤2,5, 0,001≤Cr≤1,0, 0,001≤Мо≤0,5, при необходимости 0,005≤Nb≤0,1, 0,005≤V≤0,2, 0,005≤Ti≤0,1, 0,0001≤B≤0,004, 0,001≤Cu≤0,5 и 0,001≤Ni≤1,0, остальное - железо и неизбежные примеси, в качестве которых состав содержит: S<0,003, Р<0,02 и N<0,008, нагревают до температуры T1, составляющей от 550°C до Ac1+50°C в зоне печи с атмосферой (A1), содержащей 2-15 об.% водорода (Н2) и остальное - азот и неизбежные примеси, таким образом, что железо не подвергается окислению.

Способ улучшения железо-никель-хром-марганцевого сплава для часовых применений // 2724737

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу получения предназначенного для изготовления часов железо-никель-хром-марганцевого сплава. Способ получения предназначенного для изготовления часов железо-никель-хром-марганцевого сплава, содержащего, мас.%: никель - от 4,0 до 13,0, хром - от 4,0 до 12,0, марганец - от 21,0 до 25,0, молибден - от 0 до 5,0 и/или медь - от 0 до 5,0 и железо - остальное, причем способ включает обеспечение предварительных сплавов, представляющих собой азотированный низкоуглеродистый феррохром, содержащий 65% хрома, 3% азота, остальное – железо, высокоуглеродистый ферромарганец, содержащий 75% марганца, 7% углерода, остальное – железо, и низкоуглеродистый ферромарганец, содержащий 95% марганца, остальное – железо, плавление железа, никеля и хрома в вакуумно-индукционной печи при парциальном давлении азота, добавление в расплав указанного низкоуглеродистого ферромарганца и указанного высокоуглеродистого ферромарганца, регулирование и поддержание температуры сплава на по меньшей мере 20°С выше температуры ликвидуса, добавление указанного азотированного низкоуглеродистого феррохрома, регулирование и поддержание температуры сплава на по меньшей мере 20°С выше температуры ликвидуса, осуществление отливки сплава.

Высокопрочный лист нержавеющей стали, обладающий превосходными усталостными характеристиками, а также способ его производства // 2723307

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению листа нержавеющей стали толщиной от 20 до 500 мкм, используемого в качестве тонкого листового пружинного материала. Лист имеет химический состав стали, содержащий, в мас.%: от 0,010 до 0,200 C, более чем 2,00 и 4,00 или менее Si, от 0,01 до 3,00 Mn, 3,00 или более и менее чем 10,00 Ni, от 11,00 до 20,00 Cr, от 0,010 до 0,200 N, от 0 до 3,00 Mo, от 0 до 1,00 Cu, от 0 до 0,008 Ti, от 0 до 0,008 Al, остальное - Fe и неизбежные примеси.

Долотная сталь // 2704049

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стали с повышенными прочностными качествами для производства буровых шарошечных долот. Долотная сталь для производства буровых шарошечных долот содержит углерод, марганец, кремний, никель, хром, молибден, серу, фосфор, медь, железо и неизбежные примеси в следующем соотношении, мас.

Лист анизотропной электротехнической стали и способ его производства // 2763911

Изобретение относится к металлургии, а именно к листу из анизотропной электротехнической стали, и может быть использовано в качестве материала сердечника для трансформатора. Лист анизотропной электротехнической стали содержит: основной стальной лист; промежуточный слой оксидной пленки, включающий в себя SiO2, который располагается на основном стальном листе и имеет среднюю толщину 1,0 нм - 1,0 мкм; и изоляционное покрытие с натяжением, которое располагается на промежуточном слое оксидной пленки, включающем в себя SiO2.