СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ, ОБЛАДАЮЩЕЙ АБРАЗИВНОЙ СТОЙКОСТЬЮ, И ПОЛУЧЕННЫЙ ЛИСТ Российский патент 2008 года по МПК C22C38/54 C22C38/42 C21D8/02 

Описание патента на изобретение RU2327802C2

Настоящее изобретение относится к стали, обладающей абразивной стойкостью, и к способу ее изготовления.

Стали, обладающие абразивной стойкостью, хорошо известны и, как правило, являются сталями повышенной твердости (составляющей от 400 до 500 единиц по Бринеллю), имеющими мартенситную структуру и содержащими от 0,12% до 0,3% углерода. Обычно считается, что для повышения износостойкости достаточно повысить твердость, но это происходит за счет снижения других свойств, таких, например, как способность к сварке или формованию гибкой. Поэтому, чтобы получить стали, одновременно обладающие очень хорошей износостойкостью и хорошим поведением при применении, были проведены поиски других средств, кроме повышения твердости.

Так, в ЕР 0527276 и US 5393358 было предложено улучшить абразивную стойкость стали, содержащей от 0,05% до 0,45% углерода, до 1% кремния, до 2% марганца, до 2% меди, до 10% никеля, до 3% хрома, до 3% молибдена, бор, ниобий и ванадий, путем добавления от 0,015% до 1,5% титана, чтобы способствовать образованию крупных карбидов титана. Эта сталь проходит закалку и в результате приобретает мартенситную структуру, при этом повышение абразивной стойкости достигается за счет присутствия крупных карбидов титана. Однако, в частности, когда сталь отливают в виде слитков, такое повышение ограничено, так как при абразивных воздействиях карбиды обнажаются и не выполняют своей функции. Кроме того, в таких сталях присутствие крупных карбидов титана ухудшает их ковкость. Отсюда следует, что изготовленные из таких сталей листы с трудом поддаются правке и гибке, что ограничивает сферу их применения.

Задачей настоящего изобретения является устранение этих недостатков путем создания листовой стали, обладающей абразивной стойкостью, которая, при всех прочих равных параметрах, обладает хорошей плоскостностью и лучшей абразивной стойкостью по сравнению с известными сталями.

В этой связи объектом настоящего изобретения является способ изготовления детали и, в частности, листа из стали, обладающей абразивной стойкостью, при этом в химический состав такой стали входят, вес.%:

0,35≤С≤0,8

0≤Si≤2

0≤Al≤2;

0≤Mn≤2,5

0≤Ni≤5

0≤Cr≤5

0≤Mo≤0,50

0≤W≤1,00

0≤В≤0,02

0≤Ti≤2

0≤Zr≤4

0≤S≤0,15

N<0,03

- при необходимости: 0≤Cu<1,5;

- при необходимости, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы: Nb, Та, и V,

при условии: Nb/2+Та/4+V≤0,5;

- при необходимости, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы: Se, Те, Са, Bi, Pb с содержанием, меньшим или равным 0,1,

остальное железо и неизбежные при варке стали примеси,

при выполнении следующих условий:

0,35≤Si+AL≤2;

0,1≤Mo+W/2≤0,50;

0,05<Ti+Zr/2≤2;

при соблюдении следующих соотношений:

0,1≤С-Ti/4-Zr/8+7×N/8≤0,55;

Ti+Zr/2-7×N/2≥0,05;

1,05×Mn+0,54×Ni+0,50×Cr+0,3×(Mo+W/2)1/2+К>1,8

при К=0,5, если В≥0,0005 и К=0, если В<0,0005,

закалку осуществляют после горячей деформации или после аустенизации при нагреве в печи, при этом сначала лист охлаждают со средней скоростью охлаждения, превышающей 0,5°С/с, в диапазоне температур, превышающем АС3, и температурой от Т=800-270×С*-90×Mn-37×Ni-70×Cr-83×(Мо+W/2), и до Т-50°С; затем лист охлаждают со скоростью сквозного охлаждения Vr<1150×ер-1,7 и ≥0,1°С/с в интервале температур от Т до 100°С, и после охлаждают до температуры окружающего воздуха и, при необходимости, осуществляют правку,

где ер - толщина листа, мм:

С*=С-Ti/4-Zr/8+7×N/8, мас.%.

При необходимости после закалки осуществляют отпуск при температуре, меньшей 350°С, предпочтительно, меньшей 250°С.

Рекомендуется, чтобы химический состав стали отвечал, по меньшей мере, одному из следующих соотношений, мас.%:

1,05×Mn+0,54×Ni+0,50×Cr+0,3×(Mo+W/2)1/2+К>2.

C>0,45;

Si+Al>0,5;

Ti+Zr/2>0,10;

Ti+Zr/2>0,30;

С*≥0,22

Целесообразно для получения стали с титаном в жидкую сталь вводить шлак, содержащий титан, который медленно диффундирует в жидкую сталь.

Настоящее изобретение касается также листа из износостойкой стали, изготовленного в соответствии с этим способом, при этом сталь при этом лист содержит мартенситную или мартенситно-бейнитную структуру, карбиды и от 5 до 20% остаточного аустенита и имеет плоскостность, характеризующуюся прогибом, меньшим 12 мм/м.

Лист, согласно изобретению, имеет толщину 2-150 мм и плоскостность, характеризующуюся прогибом, меньшим или равным 12 мм/м, предпочтительно меньшим 5 мм/м.

Если содержание углерода такое, что

0,1%≤С-Ti/4-Zr/8+7×N/8≤0,2%,

то твердость предпочтительно составляет от 280 до 450 по Бринеллю.

Если содержание углерода такое, что

0,2%<С-Ti/4-Zr/8+7×N/8≤0,3%,

то твердость предпочтительно составляет от 380 до 550 по Бринеллю.

Если содержание углерода такое, что

0,3%<С-Ti/4-Zr/8+7×N/8≤0,5%,

то твердость предпочтительно составляет от 450 до 650 по Бринеллю.

Далее следует более подробное описание настоящего изобретения, которое не является ограничительным и проиллюстрировано двумя примерами.

Для изготовления листа в соответствии с настоящим изобретением получают сталь следующего химического состава, вес.%:

- от 0,35 до 0,8 углерода, предпочтительно более 0,45 и даже более 0,5, от 0 до 2 титана, от 0 до 4 циркония, причем это содержание должно быть таким, чтобы 0,05≤Ti+Zr/2≤2.

Углерод предназначен, с одной стороны, для получения достаточно твердой мартенситной структуры и, с другой стороны, для образования карбидов титана и/или циркония. Сумма Ti+Zr/2 должна превышать 0,05, предпочтительно превышать 0,10 и еще предпочтительнее - 0,3 и даже превышать 0,5, чтобы обеспечить образование минимума карбидов, но должна оставаться меньше 2, предпочтительно меньшей или равной 0,9, так как за пределами этих значений ухудшается вязкость и способность к применению;

- от 0 (или следы) до 2 кремния и от 0 (или следы) до 2 алюминия, при этом сумма Si+Al находится в пределах от 0,35 до 2 и предпочтительно превышает 0,5 и еще предпочтительнее - превышает 0,7. Эти элементы, являющиеся раскислителями, дополнительно способствуют получению метастабильного остаточного аустенита с высоким содержанием углерода, преобразование которого в мартенсит сопровождается значительным разбуханием, способствующим закреплению карбидов титана;

- от 0 (или следы) до 2 или даже 2,5 марганца, от 0 (или следы) до 4 или даже 5% никеля и от 0 (или следы) до 4 или даже 5% хрома, чтобы получить достаточную закаливаемость и скорректировать механические или потребительские характеристики. В частности, присутствие никеля благотворно сказывается на вязкости, но этот элемент является дорогим. Хром также формирует мелкие карбиды в мартенсите или бейните;

- от 0 (или следы) до 0,50% молибдена. Этот элемент повышает закаливаемость и образует в мартенсите или в бейните мелкие упрочняющие карбиды, в частности, путем осаждения при самоотпуске во время охлаждения. Не обязательно превышать содержание 0,50% Мо для достижения желаемого действия, в частности, что касается осаждения упрочняющих карбидов. Молибден может быть заменен полностью или частично двойным весом вольфрама. Тем не менее, на практике к такой замене не стремятся, так как она не дает преимущества по сравнению с молибденом и обходится дороже;

- при необходимости, от 0 до 1,5% меди. Этот элемент может обеспечить дополнительное повышение твердости, не ухудшая при этом способности к сварке. За пределами 1,5% он уже не дает значительного эффекта и порождает сложности при горячей прокатке, будучи к тому же неоправданно дорогим;

- от 0 до 0,02% бора. Этот элемент можно добавлять вариантно, чтобы повысить закаливаемость. Для обеспечения такого действия содержание бора предпочтительно должно превышать 0,0005 или даже 0,001 и не должно существенно превышать 0,01%;

- до 0,15% серы. Этот элемент является остаточным и, как правило, ограничен содержанием 0,005% или менее, но его содержание может быть произвольно повышено для улучшения обрабатываемости резанием. Необходимо отметить, что в присутствии серы, чтобы избежать сложностей при горячей обработке давлением, содержание марганца должно быть более чем в 7 раз выше содержания серы;

- при необходимости, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, в которую входят ниобий, тантал и ванадий с таким содержанием, чтобы сумма Nb/2+Та/4+V оставалась ниже 0,5%, для формирования относительно крупных карбидов, повышающих абразивную стойкость. Но образованные этими элементами карбиды менее эффективны, чем карбиды, образованные титаном или цирконием, поэтому их использование является вариантным, и их добавляют в ограниченном количестве;

- при необходимости, один или несколько элементов, выбранных из группы, в которую входят селен, теллур, кальций, висмут и свинец с содержанием менее 0,1% каждый. Эти элементы предназначены для улучшения обрабатываемости резанием. Необходимо отметить, что, когда сталь содержит Se и/или Те, содержание марганца должно быть достаточным с учетом содержания серы, чтобы он мог образовывать селениды или теллуриды марганца;

- остальное составляют железо и примеси, появляющиеся при варке стали. Среди примесей можно, в частности, указать азот, содержание которого зависит от способа получения, но не превышает 0,03%. Этот элемент может реагировать с титаном или цирконием с образованием нитридов, которые не должны быть слишком крупными, чтобы не ухудшать вязкость. Чтобы избежать образования крупных нитридов, титан и цирконий можно добавлять в жидкую сталь очень постепенно, например, путем контактирования жидкой стали с окисленной фазой, такой как шлак, содержащий оксиды титана или циркония, затем путем раскисления жидкой стали, чтобы заставить медленно диффундировать титан или цирконий из окисленной фазы в жидкую сталь.

Кроме того, чтобы получить удовлетворительные свойства, содержание углерода, титана, циркония и азота выбирают таким образом, чтобы

0,1%≤С-Ti/4-Zr/8+7×N/8≤0,55%.

Выражение С-Ti/4-Zr/8+7×N/8=С* представляет собой содержание свободного углерода после осаждения карбидов титана и циркония с учетом образования нитридов титана и циркония. Это содержание свободного углерода С* должно превышать 0,1% и предпочтительно должно превышать или быть равным 0,22%, чтобы получить мартенсит минимальной твердости, но за пределами 0,55% вязкость и способность к применению слишком ухудшаются.

Кроме того, химический состав выбирают таким образом, чтобы получить достаточную закаливаемость стали с учетом толщины изготавливаемого листа. Для этого химический состав должен отвечать соотношению:

закаливаемость=1,05×Mn+0,54×Ni+0,50×Cr+0,3×(Mo+W/2)1/2+К>1,8 или даже 2, при К=0,5, если В≥0,0005% и К=0, если В<0,0005%.

Необходимо отметить, что, в частности, если закаливаемость находится в пределах от 1,8 до 2, предпочтительно, чтобы содержание кремния превышало 0,5%, чтобы способствовать образованию остаточного аустенита.

Кроме того, чтобы содержание карбидов было достаточным, содержание Ti, Zr и N предпочтительно должно быть таким, чтобы Ti+Zr/2-7×N/2≥0,05% или даже превышало 0,1 и даже 0,3%.

Наконец, чтобы получить хорошую абразивную стойкость, микроструктура стали должна состоять из мартенсита, или бейнита, или из смеси этих двух структур и из 5%-20% остаточного аустенита. Кроме того, эта структура содержит крупные карбиды титана или циркония и даже карбиды ниобия, тантала или ванадия, образованные при высокой температуре. Авторы изобретения пришли к выводу, что на эффективности крупных карбидов для повышения абразивной стойкости могло отрицательно сказаться их преждевременное обнажение и что этого обнажения можно было избежать за счет присутствия метастабильного аустенита, трансформирующегося в свежий мартенсит под действием абразивных явлений. Поскольку преобразование метастабильного аустенита в свежий мартенсит происходит при разбухании, это преобразование в подверженном абразивному воздействию подслое повышает сопротивление обнажению карбидов и, таким образом, повышает абразивную стойкость.

С другой стороны, повышенная твердость стали и присутствие приводящих к охрупчиванию карбидов титана заставляют максимально ограничить операции правки. С этой точки зрения авторы изобретения констатировали, что при замедлении в достаточной степени охлаждения в области бейнитно-мартенситного преобразования уменьшаются остаточные деформации продуктов, что позволяет ограничить операции правки. Авторы изобретения пришли к выводу, что, охлаждая деталь или лист при скорости охлаждения Vr<1150 × толщина-1,7 (в этой формуле толщина является толщиной листа в мм, а скорость охлаждения выражается в °С/с) при температуре ниже Т=800-270×°С-90×Mn-37×Ni-70×Cr-83×(Мо+W/2) (выраженной в °С), с одной стороны, способствовали получению значительного содержания остаточного аустенита и, с другой стороны, снижали остаточные напряжения, порождаемые изменениями фазы.

Для изготовления листа с хорошей абразивной стойкостью и хорошей плоскостностью варят сталь, отливают ее в виде сляба или слитка. Сляб или слиток подвергают горячей прокатке для получения листа, который проходит через термическую обработку, одновременно позволяющую получить необходимую структуру и хорошую плоскостность без дальнейшей правки или с ограниченной правкой. Термическую обработку можно проводить непосредственно в нагревательной установке для производства проката или, возможно, в дальнейшем после холодной или полугорячей правки.

Для осуществления термической обработки

- сталь нагревают до температуры выше точки АС3, чтобы придать ей полностью аустенитную структуру;

- затем ее охлаждают при средней скорости охлаждения, превышающей критическую скорость бейнитного преобразования, до температуры, равной или несколько меньшей (по меньшей мере, равной примерно 500°С) температуры Т=800-270×°С-90×Mn-37×Ni-70×Cr-83×(Мо+W/2) (выраженной в °С);

- затем в пределах от определенной таким образом температуры (то есть составляющей приблизительно от Т до Т-50°С) и примерно до 100°С охлаждают лист со средней скоростью сквозного охлаждения Vr от 0,1°С/с для получения достаточной твердости и до 1150 × толщина-1,7 для получения необходимой структуры;

- лист охлаждают до температуры окружающего воздуха, предпочтительно, но не обязательно, при медленной скорости.

Кроме того, можно осуществлять термообработку для снятия внутренних напряжений при температуре, меньшей или равной 350°С, предпочтительно меньшей или равной 250°С.

Таким образом, получают лист, толщина которого может находиться в пределах от 2 мм до 150 мм, который отличается отличной плоскостностью, характеризующейся прогибом, меньшим 12 мм на метр, без осуществления правки или при умеренной правке. Лист имеет твердость от 280 до 650 по Бринеллю. Эта твердость, в основном, зависит от содержания свободного углерода С*=С-Ti/4-Zr/8+7×N/8.

В зависимости от содержания свободного углерода С* можно определить несколько диапазонов, соответствующих возрастающим уровням твердости, в частности:

а) 0,1%≤С*≤0,2%, твердость составляет примерно от 280 до 450 по Бринеллю;

б) 0,2%<С*≤0,3%, твердость составляет примерно от 380 до 550 по Бринеллю;

в) 0,3%<С*≤0,5%, твердость составляет примерно от 450 до 50 по Бринеллю.

Поскольку твердость зависит от содержания свободного углерода С*, то такую же твердость можно получить при совершенно разных значениях содержания титана или циркония. При одинаковой твердости абразивная стойкость тем выше, чем больше содержание титана или циркония. Точно так же, при одинаковом содержании титана или циркония абразивная стойкость тем лучше, чем выше твердость. Кроме того, применение стали тем легче, чем меньше содержание свободного углерода, но при одинаковом содержании свободного углерода ковкость тем лучше, чем меньше содержание титана. Совокупность этих выводов позволяет выбирать значения содержания углерода и титана или циркония, обеспечивающие совокупность свойств, наиболее подходящих для каждой области применения.

В соответствии с уровнями твердости можно указать варианты применения, например:

- 280-450 по Бринеллю: ковши, кузова грузовиков и вагонеток, кожухи центрифуг, бункеры, опалубки;

- 380-550 по Бринеллю: кожухи ударных дробилок, рабочие ножи бульдозеров, рабочие вилки погрузчиков, решетки грохотов;

- 450-650 по Бринеллю: пластины валковой дробилки, усилители ковшей, усилители под рабочие ножи, защита волнорезов, рабочие кромки.

В качестве примера рассмотрим стальные листы, обозначенные от А до G - в соответствии с настоящим изобретением, и от Н до J - из предшествующего уровня техники. Химический состав сталей, выраженный в 10-3 вес. %, а также твердость, содержание остаточного аустенита структуры и показатель износостойкости Rus, представлены в таблице.

СSiAlMnNiCrМоWTiВNТв.Б% ауст.RusА36085050130050070010050040026460101,42В64085050400150070011045062037555142,72С5905205705503201850470-540-7570122,24D70546063010902802450430100825-7580133,14Е690370257403102100460-795-6605102,83F35081030120027013503801602651081,32G390790351210250134039040536495111,77Н340380301260470820370-4103647510,86I31533025123018013603951652651520,7J36731530121521013754054302550021,01

Показатель износостойкости Rus меняется, как логарифм обратной величины потери веса призматического образца, вращаемого в чане, содержащем калиброванные гранулы кварцита.

Все листы имеют толщину 30 мм, при этом листы, изготовленные из сталей A-G в соответствии с настоящим изобретением, прошли закалку после аустенизации при 900°С.

После аустенизации выполняют следующие условия охлаждения:

- листы из стали В и D: охлаждают со средней скоростью 0,7°С/с до температуры, выше температуры Т, определенной ранее, и со средней скоростью 0,13°С/с до температуры ниже этого значения, согласно изобретению;

- листы из стали А, С, Е, F, G: охлаждают со средней скоростью 6°С/с до температуры, выше температуры Т, определенной ранее, и со средней скоростью 1,4°С/с до температуры ниже этого значения, согласно изобретению;

- листы из стали Н, I, J, взятые для сравнения: аустенизируют при 900°С, затем охлаждают со средней скоростью 20°С/с до температуры, превышающей температуру Т, определенную ранее, и со средней скоростью 12°С/с до температуры ниже этого значения.

Листы в соответствии с настоящим изобретением имеют мартенситно-бейнитную структуру, содержащую от 5% до 20% остаточного аустенита, тогда как листы, взятые для сравнения, имеют полностью мартенситную структуру, то есть мартенситную и содержащую не более 2 или 3% остаточного аустенита. Все листы содержат карбиды.

Сравнение значений износостойкости показывает, что при близких значениях твердости и содержания титана листы в соответствии с настоящим изобретением имеют коэффициент Rus, превышающий в среднем на 0,5 этот показатель для листов из предшествующего уровня техники. В частности, сравнение примеров А и Н, по существу отличающихся структурой (содержание остаточного аустенита 10% для А, полностью мартенситная структура для Н), показывает влияние присутствия остаточного аустенита в структуре. Необходимо отметить, что разница в содержании остаточного аустенита связана одновременно с различиями в термической обработке и различием в содержании кремния.

Кроме того, можно заметить, что при всех прочих равных параметрах карбиды титана играют гораздо большую роль в обеспечении износостойкости, когда их присутствие сочетается с наличием остаточного аустенита, согласно изобретению, чем когда эти карбиды осаждаются внутри матрицы, по существу не содержащей остаточного аустенита. Так, для аналогичных различий в содержании титана (и следовательно, TiC, поскольку углерод всегда находится в избытке) пара сталей F, G (согласно изобретению) явно отличается от пары сталей I, J в плане износостойкости, обеспечиваемой титаном. Для F, G выигрыш в износостойкости Rus, обеспечиваемый содержанием Ti 0,245%, составляет 0,46, тогда как он составляет всего 0,31 для разницы в содержании титана в 0,265% в случае пары I, J.

Это наблюдение можно отнести за счет возросшей способности закрепления карбидов титана окружающей матрицей, когда она содержит остаточный аустенит, способный преобразоваться в твердый мартенсит при абразивных воздействиях.

Кроме того, деформация после охлаждения, без правки, для листов из стали в соответствии с настоящим изобретением имеет значение, меньшее 10 мм/м, а для листов из стали Н составляет примерно 15 мм/м.

Отсюда следует, что можно либо поставлять продукты без правки, либо осуществлять правку, чтобы удовлетворить более строгие требования по плоскостности (например, 5 мм/м), но более легкую и требующую меньше напряжений за счет меньшей деформации, присущей продуктам в соответствии с настоящим изобретением.

Похожие патенты RU2327802C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ, ОБЛАДАЮЩЕЙ АБРАЗИВНОЙ СТОЙКОСТЬЮ, И ПОЛУЧЕННЫЙ ЛИСТ 2003
  • Бегино Жан
  • Бриссон Жан-Жорж
RU2326180C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИСТА ИЗ ИЗНОСОСТОЙКОЙ СТАЛИ И ПОЛУЧЕННЫЙ ЭТИМ СПОСОБОМ СТАЛЬНОЙ ЛИСТ 2003
  • Бегино Жан
  • Бриссон Жан-Жорж
RU2326179C2
ЗАГОТОВКА ИЗ ПРИГОДНОЙ ДЛЯ СВАРКИ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2003
  • Бегино Жан
  • Бриссон Жан-Жорж
RU2321668C2
СВАРИВАЕМАЯ ДЕТАЛЬ ИЗ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2003
  • Бегино Жан
  • Бриссон Жан-Жорж
RU2336363C2
СТАЛЬНАЯ ЗАГОТОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕСС-ФОРМЫ ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ПЛАСТМАССЫ ИЛИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ 2003
  • Бегино Жан
RU2309190C2
СТАЛЬ ПОВЫШЕННОЙ СВАРИВАЕМОСТИ ДЛЯ КОРПУСА ПОДВОДНЫХ ЛОДОК 2006
  • Бегино Жан
  • Шови Седрик
RU2380452C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗ ЛИСТА ДЕТАЛИ ИЗ МАРТЕНСИТНОЙ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ 2017
  • Сантакрё, Пьер-Оливье
  • Казе, Кристоф
  • Бадинье, Гийом
  • Моро, Жан-Бенуа
RU2724767C2
СТАЛЬ С ВЫСОКОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТЬЮ И ИЗНОСОСТОЙКОСТЬЮ 2005
  • Бегино Жан
  • Виаль Доминик
RU2369659C2
СТАЛЬНОЙ ПРОДУКТ СО СРЕДНИМ СОДЕРЖАНИЕМ МАРГАНЦА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА 2017
  • Пальцер Петер
  • Отто Манюль
  • Кёлер Кай
  • Эферц Томас
RU2728054C1
ЗАКАЛЕННАЯ МАРТЕНСИТНАЯ СТАЛЬ С НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ КОБАЛЬТА, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕТАЛИ ИЗ ЭТОЙ СТАЛИ И ДЕТАЛЬ, ПОЛУЧЕННАЯ ЭТИМ СПОСОБОМ 2009
  • Рош Франсуа
RU2497974C2

Реферат патента 2008 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ, ОБЛАДАЮЩЕЙ АБРАЗИВНОЙ СТОЙКОСТЬЮ, И ПОЛУЧЕННЫЙ ЛИСТ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению листа из износостойкой стали. Для повышения износостойкости листа, обеспечения хорошей плосткостностью получают сталь, содержащую, мас.%: 0,35%≤С≤0,8, 0%≤Si≤2, 0%≤Al≤2, 0,35≤Si+AL≤2, 0≤Mn≤2,5, 0≤Ni≤5, 0≤Cr≤5, 0≤Mo≤0,050, 0≤W≤1, 0,1≤Mo+W/2≤0,5, 0≤В≤0,02, 0≤Ti≤2, 0≤Zr≤4, 0,05≤Ti+Zr/2≤2, 0≤S≤0,15, N≤0,03, при необходимости, от 0 до 1,5 Cu; при необходимости, Nb, Та, и V с таким содержанием, чтобы Nb/2+Ta/4+V≤0,5, при необходимости, Se, Те, Са, Bi и Pb с содержанием, меньшим 0,1, остальное составляют железо и примеси; при выполнении условия: 0,1≤C-Ti/4-Zr/8+7×N/8<0,55 и 1,05×Mn+0,54×Ni+0,50×Cr+0,3×(Mo+W/2)1/2+K>1,8, при К=0,5, если В≥0,0005, и К=0, если В<0,0005. После аустенизации проводят закалку с охлаждением со скоростью >0,5°С/с между температурой >АС3 и находящейся в пределах от T=800-270×C*-90×Mn-37×Ni-70×Cr-83×(Mo+W/2) и до Т-50°С; затем проводят сквозное охлаждение со скоростью Vr<1150×ер-1,7, между температурой Т и 100°С, где ер - толщина листа, мм; затем проводят охлаждение до температуры окружающего воздуха. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 327 802 C2

1. Способ изготовления листа из износостойкой стали, включающий получение стали, закалку, отличающийся тем, что получают сталь следующего химического состава, мас.%:

0,35≤С≤0,8

0≤Si≤2

0≤Al≤2

0≤Mn≤2,5

0≤Ni≤5

0≤Cr≤5

0≤Мо≤0,50

0≤W≤1,00

0≤В≤0,02

0≤Ti≤2

0≤Zr≤4

0≤S≤0,15

N<0,03

при необходимости 0≤Cu<1,5,

при необходимости, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы: Nb, Та и V, при условии Nb/2+Ta/4+V≤0,5;

при необходимости, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы: Se, Те, Са, Bi, Pb с содержанием, меньшим или равным 0,1,

остальное железо и неизбежные при варке стали примеси,

при выполнении следующих условий:

0,35≤Si+Al≤2;

0,1≤Mo+W/2≤0,5;

0,05≤Ti+Zr/2≤2;

при соблюдении следующих соотношений:

0,1≤C-Ti/4-Zr/8+7·N/8≤0,55;

Ti+Zr/2-7·N/2≥0,05;

1,05·Mn+0,54·Ni+0,50·Cr+0,3·(Mo+W/2)1/2+K>1,8

при К=0,5, если В≥0,0005 и К=0, если В<0,0005,

закалку осуществляют после горячей деформации или после аустенизации при нагреве в печи, при этом сначала лист охлаждают со средней скоростью охлаждения, превышающей 0,5°С/с, в диапазоне температур, превышающем Ас3, и температурой от T=800-270·C*-90·Mn-37·Ni-70·Cr-83·(Mo+W/2) и до Т-50°С, затем лист охлаждают со скоростью сквозного охлаждения Vr<1150·ер-1,7 и ≥0,1°С/с в интервале температур от Т до 100°С, и после охлаждают до температуры окружающего воздуха и при необходимости осуществляют правку, где ер - толщина листа, мм;

C*=C-Ti/4-Zr/8+7·N/8, мас.%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что химический состав стали отвечает, по меньшей мере, одному из следующих соотношений, мас.%:

1,05·Mn+0,54·Ni+0,50·Cr+0,3·(Mo+W/2)1/2+K>2;

C>0,45;

Si+Al>0,5;

Ti+Zr/2>0,10;

Ti+Zr/2>0,30;

C*≥0,22.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют отпуск при температуре, меньшей или равной 350°С.4. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что для получения стали с титаном в жидкую сталь вводят шлак, содержащий титан, который медленно диффундирует в жидкую сталь.5. Лист из износостойкой стали, отличающийся тем, что она содержит следующий химический состав, мас.%:

0,35≤С≤0,8

0≤Si≤2

0≤Al≤2

0≤Mn≤2,5

0≤Ni≤5

0≤Cr≤5

0≤Мо≤0,50

0≤W≤1,00

0≤В≤0,02

0≤Ti≤2

0≤Zr≤4

0≤S≤0,15

N<0,03

при необходимости 0≤Cu<1,5,

при необходимости, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы: Nb, Та, и V при условии Nb/2+Ta/4+V≤0,5;

при необходимости, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы: Se, Те, Са, Bi, Pb с содержанием, меньшим или равным 0,1,

остальное железо и неизбежные при варке стали примеси, при выполнении следующих условий:

0,35<Si+Al≤2;

0,1<Mo+W/2≤0,50;

0,05≤Ti+Zr/2≤2,

при соблюдении следующих соотношений:

0,1≤C*=C-Ti/4-Zr/8+7·N/8≤0,55;

Ti+Zr/2-7·N/2≥0,05;

1,05·Mn+0,54·Ni+0,50·Cr+0,3·(Mo+W/2)1/2+K>1,8

при К=0,5, если В≥0,0005; и К=0, если В<0,0005,

при этом лист имеет мартенситную или мартенситно-бейнитную структуру, карбиды и от 5 до 20% остаточного аустенита и имеет плоскостность, характеризующуюся прогибом меньше 12 мм/м.

6. Лист по п.5, отличающийся тем, что химический состав стали отвечает, по меньшей мере, одному из следующих соотношений, мас.%:

1,05·Mn+0,54·Ni+0,50·Cr+0,3·(Mo+W/2)1/2+K>2;

C>0,45;

Si+Al>0,5;

Ti+Zr/2>0,10;

Ti+Zr/2>0,30;

C*≥0,22.

7. Лист по любому из пп.5-7, отличающийся тем, что он имеет толщину 2 - 150 мм и плоскостность, характеризующуюся прогибом, меньше 12 мм/м.8. Лист по любому из пп.5-7, отличающийся тем, что он имеет твердость 280-450 НВ, а состав стали характеризуется соотношением, мас.%:

0,1≤C-Ti/4-Zr·N/8+7·N/8≤0,2.

9. Лист по любому из пп.5-7, отличающийся тем, что он имеет твердость 380-550 НВ, а состав стали характеризуется соотношением, мас.%:

0,2<C-Ti/4-Zr·N/8+7·N/8≤0,3.

10. Лист по любому из пп.5-7, отличающийся тем, что он имеет твердость 450-650 НВ, а состав стали характеризуется соотношением, мас.%:

0,3<C-Ti/4-Zr·N/8+7·N/8≤0,5.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2327802C2

Дорожная спиртовая кухня 1918
  • Кузнецов В.Я.
SU98A1
Вентильный генератор 1972
  • Евграфов Борис Иванович
  • Степных Рэм Владимирович
  • Купеев Юрий Александрович
  • Турок Галина Иосифовна
  • Василевский Виктор Иосифович
SU725156A1
ЕР 0792944 А, 03.09.1997
ЕР 0431557 А, 12.06.1991
DE 3323255 А, 29.12.1983.

RU 2 327 802 C2

Авторы

Бегино Жан

Бриссон Жан-Жорж

Даты

2008-06-27Публикация

2003-11-13Подача