НИЗКОУГЛЕРОДИСТАЯ ХОЛОДНОКАТАНАЯ ТОНКОЛИСТОВАЯ СТАЛЬ Российский патент 2006 года по МПК C22C38/04 

Описание патента на изобретение RU2285060C2

Изобретение относится к металлургии стали и может быть использовано при производстве холоднокатаной тонколистовой стали для автомобилестроения.

Такая сталь, толщиной до 3,0 мм подвергаемая холодной штамповке, чаще всего - низкоуглеродистая, например, марок 08Ю, 08пс, 08Фкп, и 08кп. Основные требования и выбор листовой стали для холодной штамповки приведены, например, в справочнике В.Н.Журавлева и О.И.Николаевой "Машиностроительные стали", 3-е изд., М., "Машиностроение", 1981, с.165-168. На способность холоднокатаной стали к штамповке большое влияние оказывают включения в ее микроструктуре структурно-свободного цементита, которые могут вызвать разрывы листов при их вытяжке. Поэтому структурно-свободный цементит оценивается по шкале "1" ГОСТ 5640 в баллах с указанием максимально-допустимой величины балла.

Известна полосовая углеродистая сталь, преимущественно для профилирования, содержащая углерод, кремний, марганец и др. компоненты в заданном соотношении, у которой механические характеристики (временное сопротивление, предел текучести и др.) находятся в определенных пределах (см.пат. РФ № 2200206 от 4. 05.2001 г.). Однако эта сталь непригодна для изготовления автолиста из-за малой ее способности к глубокой вытяжке при штамповке.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является низкоуглеродистая тонколистовая холоднокатаная сталь 08Ю, химсостав и микроструктура которой регламентируется ГОСТ 9045-93.

Эта сталь содержит углерод, кремний, марганец и др. компоненты (элементы) в заданных количествах и характеризуется содержанием в ней металлического алюминия в пределах 0,02...0,07%, а величина балла структурно-свободного цементита в ее структуре должна быть не более трех для категорий вытяжек ВГ (весьма глубокая) и СВ (сложная). Недостатком такой стали является несколько повышенное содержание в ней основных компонентов и третий балл цементита в ее микроструктуре, что в ряде случаев вызывает появление дефектов (в основном - трещин и разрывов) при штамповке автомобильных деталей.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение потребительских свойств низкоуглеродистой холоднокатаной тонколистовой стали, используемой преимущественно в автомобилестроении, за счет улучшения ее штампуемости.

Для решения этой задачи указанная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, хром, никель, медь и железо с заданной величиной балла цементита в ее микроструктуре, содержит компоненты в следующем соотношении в мас.%:

углерод0,02...0,05кремнийдо 0,02марганец0,15...0,19фосфордо 0,015серадо 0,02хромдо 0,03никельдо 0,06медьдо 0,06железоостальное,

при этом микроструктура стали в готовом виде имеет структурно-свободный цементит не более 2 балла, а сталь соответствует весьма глубокой и сложной категориям вытяжки.

Верхние пределы содержания углерода, кремния и марганца связаны с необходимостью ограничить твердорастворное упрочнение стали, отрицательно влияющее на штампуемость. Ограничение нижнего предела содержания марганца в основном диктуется экономическими соображениями, так как дальнейшее снижение его содержания не приводит к повышению потребительских свойств стали и улучшению штампуемости.

Ограничение верхнего предела фосфора связано с тем, что при повышенном его содержании в стали может происходить охрупчивание границ зерен, что приводит к уменьшению пластичности и ухудшению штампуемости.

При содержании углерода ниже 0,02 получается крупное зерно феррита, что способствует возникновению дефекта «апельсиновая корка» и снижению удлинения, следовательно, ухудшению штампуемости.

Верхние пределы серы, хрома, никеля и меди связаны с необходимостью ограничить упрочнение стали и повысить потребительские свойства за счет улучшения штампуемости.

Сущность заявленного технического решения состоит в оптимизации содержания отдельных компонентов и номера балла структурно-свободного цементита, отклонение которого в любую сторону ухудшает показатели штампуемости листовой стали.

Действительно, сравнение содержания компонентов в предлагаемой и известной сталях показывает, что их содержание в заявляемой стали меньше (за исключением Ni и Cu), а рекомендуемый балл цементита (для одинаковых категорий вытяжек) - также меньше. Это и приводит к увеличению ресурса пластичности металла при штамповке.

Желаемые свойства стали указанного химсостава обеспечиваются параметрами технологии ее холодной прокатки, отжига и дрессировки, приведенными, например, в справочнике /Под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова "Технология прокатного производства", кн. 2, М., "Металлургия", 1991, табл.Y1. 7 на с.643, табл.Y1. 21 на с.685 и с.694-698.

Предлагаемая тонколистовая сталь получается путем выплавки (предпочтительнее - конверторным способом), последующей ее разливки в слябы (например, непрерывнолитые), горячей прокатки на непрерывном широкополосном стане до конечных толщин 3...6 мм, травлении, холодной прокатки до толщин 0,7...3,0 мм, отжига и дрессировки. Химсостав стали контролируется в процессе ее выплавки, а балл структурно-свободного цементита - микроструктуре образцов готового листового проката.

Пригодность полученных листов для весьма глубокой и сложной вытяжек определяется обычно по параметрам лунки на образцах, испытываемых по методике Эриксена (на глубину выдавливания колпака - см., например, книгу Вл. Дедека "Полосовая сталь для глубокой вытяжки", М., "Металлургия", 1970, с.167-170).

Опытную проверку заявляемого технического решения производили при изготовлении автолистовой холоднокатаной стали толщиной 0,9...1,2 мм в листопрокатном цехе №5 ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат", а испытание образцов от полученных листов осуществляли в Центральной лаборатории контроля этого комбината.

Наилучшие результаты (соответствие 98,0...99,5% образцов металла категориям вытяжек ВГ и СВ по ГОСТ 9045-93) получены для предлагаемой стали. Отклонения от вышеприведенных пределов содержания отдельных компонентов и более высокий (3...4) балл структурно-свободного цементита в стали ухудшали пластические свойства стали.

Например, отклонения от рекомендуемого содержания в стали С, Si, Mn, P, S и Cr снижали выход металла категорий вытяжек ВГ и СВ до 83...87%, а при 3...4 балле цементита этот показатель снижался до 76%. Сталь же 08Ю, изготовленная в соответствие с требованиями ГОСТ 9045 (см. выше), дала выход листов вышеназванных категорий вытяжки не более 93%.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость заявляемого технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом, выбранным в качестве ближайшего аналога.

По данным Центральной лаборатории контроля ОАО "ММК" использование предлагаемой стали для производства автолиста позволит повысить прибыль от его реализации за счет улучшения потребительских свойств проката ориентировочно на 5%.

Пример конкретного выполненияСSiMnРSCrNiCuFeВыход листов категории вытяжек ВГ и СВ, %10,020,010,150,010,010,010,040,04Остальное9820,050,020,190,0150,020,030,060,06Остальное98,530,070,0250,20,020,030,040,070,07Остальное9340,010,010,10,010,010,010,040,04Остальное93,5

Похожие патенты RU2285060C2

название год авторы номер документа
ТОНКОЛИСТОВАЯ ХОЛОДНОКАТАНАЯ СТАЛЬ ДЛЯ ШТАМПОВКИ 2007
  • Корнилов Владимир Леонидович
  • Лисичкина Клавдия Андреевна
  • Горбунов Андрей Викторович
  • Кочнева Татьяна Михайловна
  • Антипанов Вадим Григорьевич
RU2361005C2
НИЗКОУГЛЕРОДИСТАЯ ХОЛОДНОКАТАНАЯ ЛИСТОВАЯ СТАЛЬ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ШТАМПОВКИ ИЗДЕЛИЙ БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ 2008
  • Лисичкина Клавдия Андреевна
  • Горбунов Андрей Викторович
  • Кочнева Татьяна Михайловна
  • Антипанов Вадим Григорьевич
  • Корнилов Владимир Леонидович
RU2379371C1
НИЗКОУГЛЕРОДИСТАЯ ХОЛОДНОКАТАНАЯ АВТОЛИСТОВАЯ СТАЛЬ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ШТАМПОВКИ 2008
  • Лисичкина Клавдия Андреевна
  • Горбунов Андрей Викторович
  • Кочнева Татьяна Михайловна
  • Антипанов Вадим Григорьевич
  • Малова Нина Ивановна
RU2395616C2
НИЗКОУГЛЕРОДИСТАЯ ХОЛОДНОКАТАНАЯ ЛИСТОВАЯ СТАЛЬ 2008
  • Лисичкина Клавдия Андреевна
  • Корнилов Владимир Леонидович
  • Кочнева Татьяна Михайловна
  • Антипанов Вадим Григорьевич
  • Горбунов Андрей Викторович
RU2379369C1
НИЗКОУГЛЕРОДИСТАЯ ХОЛОДНОКАТАНАЯ ЛИСТОВАЯ СТАЛЬ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ШТАМПОВКИ 2008
  • Лисичкина Клавдия Андреевна
  • Горбунов Андрей Викторович
  • Кочнева Татьяна Михайловна
  • Антипанов Вадим Григорьевич
  • Корнилов Владимир Леонидович
RU2379370C1
АВТОЛИСТОВАЯ ХОЛОДНОКАТАНАЯ СТАЛЬ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ШТАМПОВКИ 2010
  • Кочнева Татьяна Михайловна
  • Яровой Виктор Николаевич
  • Крюков Дмитрий Михайлович
  • Железнов Владимир Николаевич
  • Смирнов Константин Витальевич
  • Селиванов Роман Геннадьевич
RU2433199C1
ХОЛОДНОКАТАНАЯ ПОЛОСА ИЗ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ 08Ю ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ 2007
  • Буданов Анатолий Петрович
  • Антипанов Вадим Григорьевич
  • Носов Василий Леонидович
  • Корнилов Владимир Леонидович
RU2360977C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ ДЛЯ ШТАМПОВКИ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ЭМАЛИРОВАНИЯ 2010
  • Кочнева Татьяна Михайловна
  • Малова Нина Ивановна
  • Крюков Дмитрий Михайлович
  • Полецкова Татьяна Петровна
  • Ласьков Сергей Алексеевич
RU2424328C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ПОЛОСОВОЙ СТАЛИ 2000
  • Аникеев С.Н.
RU2191080C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТОНКОЛИСТОВОЙ ГОРЯЧЕКАТАНОЙ СТАЛИ 2004
  • Морозов А.А.
  • Карпов Е.В.
  • Буданов А.П.
  • Антипенко А.И.
  • Лисичкина К.А.
  • Антипанов В.Г.
  • Корнилов В.Л.
  • Денисов С.В.
RU2255990C1

Реферат патента 2006 года НИЗКОУГЛЕРОДИСТАЯ ХОЛОДНОКАТАНАЯ ТОНКОЛИСТОВАЯ СТАЛЬ

Изобретение относится к металлургии, в частности к сталям, используемым в автомобилестроении. Предлагаемая сталь содержит углерод, кремний, марганец, хром, серу, фосфор, никель, медь и железо, в мас.%: С - 0,02...0,05; Si - до 0,02; Mn - 0,15...0,19; фосфор - до 0,015; сера - до 0,02; хром - до 0,03; никель - до 0,06; медь - до 0,06; остальное железо, при этом микроструктура стали в готовом виде имеет структурно-свободный цементит не более второго балла, а сталь соответствует весьма глубокой и сложной категориям вытяжки. Технический результат - повышение потребительских свойств холоднокатаной низкоуглеродистой тонколистовой стали за счет улучшения ее штампуемости.

Формула изобретения RU 2 285 060 C2

Низкоуглеродистая холоднокатаная тонколистовая сталь, преимущественно для автомобилестроения, содержащая углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, хром, никель, медь и железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:

Углерод0,02...0,05КремнийДо 0,02Марганец0,15...0,19ФосфорДо 0,015СераДо 0,02ХромДо 0,03НикельДо 0,06МедьДо 0,06ЖелезоОстальное

при этом микроструктура стали в готовом виде имеет структурно-свободный цементит не более второго балла, а сталь соответствует весьма глубокой и сложной категориям вытяжки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2285060C2

ЖУРАВЛЕВ В.Н
и др
Машиностроительные стали
Справочник
- М.: Машиностроение, 1981, с.166, 170-171
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ ДЛЯ ШТАМПОВКИ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ЭМАЛИРОВАНИЯ 2000
  • Цырлин М.Б.
  • Лобанов М.Л.
  • Шабанов В.А.
  • Шевелев В.В.
  • Шатохин И.М.
  • Сарычев А.Ф.
RU2159820C1
Сталь 1990
  • Кузнецов Виктор Валентинович
  • Сосипатров Виктор Тимофеевич
  • Урюпин Григорий Павлович
  • Кулешов Владимир Данилович
  • Славов Владимир Ионович
  • Степанов Александр Александрович
  • Белосевич Владимир Константинович
SU1749303A1
JP 2000080418 A, 21.03.2000
ХОЛОДНОКАТАНАЯ СТАЛЬ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ВЫТЯЖКИ 1992
  • Фонштейн Н.М.
  • Белянский А.Д.
  • Гречухин А.И.
  • Кириленко В.П.
  • Рябов В.В.
  • Тихонов А.К.
  • Гирина О.А.
  • Капнин В.В.
  • Гайдук В.В.
  • Балабанов Ю.М.
  • Колпаков С.С.
  • Афанасьев Е.А.
  • Букреев Б.А.
  • Хребин В.Н.
RU2034088C1

RU 2 285 060 C2

Авторы

Антипанов Вадим Григорьевич

Злов Владимир Евгеньевич

Кузнецов Владимир Георгиевич

Кочнева Татьяна Михайловна

Горбунов Андрей Викторович

Даты

2006-10-10Публикация

2005-01-26Подача