НИЗКОУГЛЕРОДИСТАЯ ХОЛОДНОКАТАНАЯ ЛИСТОВАЯ СТАЛЬ Российский патент 2010 года по МПК C22C38/42 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве холоднокатаной листовой стали для штамповки и холодной формовки.

Такая сталь, содержащая относительно малое количество углерода и, как правило, алюминий, имеет заданные механические характеристики: временное сопротивление -

σ_В, предел текучести - σ_Т и относительное удлинение δ₄ Классификация сталей различного назначения приведена, например, в книге В.Г.Воскобойникова и др. Общая металлургия. - М., 1985, с.139-141.

Известна сталь повышенной износостойкости при ударнообразивном изнашивании, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, титан, ванадий, азот и железо, причем содержание углерода в ней составляет 0,8…1,0 вес.%. (см. а.с. СССР №969779, кл. С22С 38/38, опубл. в БИ №40, 1982 г.). Такая сталь непригодна для производства листового проката, используемого при штамповке и холодной формовке.

Наиболее близким аналогом к заявляемой стали является низкоуглеродистая холоднокатаная тонколистовая сталь 08Ю по ГОСТ 9045 для холодной штамповки, приведенная в справочнике Журавлева В.Н. и Николаевой О.И.-Машиностроение, 1981, с.170-171, табл.314 и 315.

Эта сталь с заданными механическими характеристиками содержит углерод, марганец, кремний, серу, фосфор, хром, никель, медь и алюминий и характеризуется тем, что она содержит не более (мас.%), С - 0,7, S - 0,025, Р - 0,02, Si - 0,01…0,03, Cr - 0,03…0,04, Ni - 0,06, Cu - 0,06 и Al - 0,02…0,07 и Mn - в пределах 0,20…0,35%, при этом величины (σ_в=260…370 H/мм², σ_Т≤210 Н/мм² а δ₄≥26…40% (в зависимости от толщины листа h=0,7…3,0 мм). Недостатком такой стали являются относительно невысокие ее потребительские свойства, в особенности при холодной формовке (профилировании).

Технической задачей настоящего изобретения является улучшение потребительских свойств низкоуглеродистой холоднокатаной листовой стали.

Для решения этой задачи предлагаемая сталь для штамповки и холодной формовки с заданными механическими характеристиками, содержащая углерод, марганец, кремний, серу, фосфор, хром, никель, медь, азот и алюминий, в соотношении: 00,05-0,07 мас.%, Mn=0,20…0,35%, Si≤0,03%, S≤0,025%, Р≤0,02%, Сr≤0,1%, Ni<0,1%, Cu<0,15…0,35%, N≤0,008%, Al=0,02…0,07%, остальное - железо, при этом величина временного сопротивления стали σ_B=270…410H/мм², величина предела текучести (σ_Т≤280Н/мм² и относительное удлинение δ₄≥28%.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации химсостава и мехсвойств тонколистовой холоднокатаной стали, в результате чего обеспечиваются ее высокие потребительские показатели, необходимые для производства штампуемых и формуемых изделий.

Опытную проверку предлагаемой стали осуществляли в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

С этой целью при выплавке стали, предназначенной для последующей прокатки, варьировали ее химсостав, а при последующей горячей и холодной прокатке - не изменяли их режимы, оценивая результаты по выходу листов сложной (СВ) и особо сложной вытяжки (ОСВ - по ГОСТ 9045-93). Наилучшие результаты (выход СВ - 100% и ОСВ - 99,9%) получены для предлагаемой стали. Отклонения от рекомендуемых химсостава и мехсвойств стали ухудшали достигнутые показатели.

Так, при содержании Мn<0,2%, отсутствии N, Сr и Ni, содержании Сu<0,15%, Аl<0,02% не удалось получить листы с σ_B>320 Н/мм², что особенно отрицательно сказалось на способности стали к холодной формовке (выход годного не превысил 87%). При содержании Mn>0,35%, Si≤0,03%, N>0,008%. Cr>0,l%, Ni>0,l%, Cu>0,35% и Аl>0,07% выход листов категории СВ не превысил 98,9%, а ОСВ - 98,8%, причем при холодной формовке наблюдалось в 9% случаев трещинообразование в местах изгиба листов.

Использование листов с σ_B≠270…410Н/мм², σ_T>280Н/мм² и δ₄<28% наиболее отрицательно сказалось на способности их к последующей глубокой штамповке, в основном из-за снижения пластичности металла.

Контрольная проверка пригодности холоднокатаной стали 08Ю толщиной 0,7…3,0 мм к холодной штамповке и формовке показала, что выход листов категории СВ не превысил 99,0%, а категории ОСВ - 98,9%, что соответственно, уменьшило выход годного почти на 2%. Таким образом, опыты подтвердили приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом, взятом в качестве ближайшего аналога.

Технико-экономические исследования, выполненные в Центральной лаборатории ОАО «ММК» показали, что использование настоящего изобретения при производстве низкоуглеродистой холоднокатаной листовой стали позволит повысить выход качественного листового проката для штамповки и холодной формовки не менее чем на 2% с соответствующим ростом прибыли от реализации более качественной продукции потребителям.

Пример конкретного выполнения.

Низкоуглеродистая холоднокатаная листовая сталь толщиной 1,5 мм предназначена для штамповки и холодной формовки.

Содержание компонентов в стали (мас.%): С=0,05% Мn=0,27%, Si=0,02%, S-0,015%, P=0,01%, 01-0,08%, Ni=0,07%, Cu=0,25%, N=0,006%, Al=0,04%, остальное - железо.

Механические характеристики: σ_В=340 Н/мм², σ_Т=240 H/мм², δ₄=32%.

Выход годного при последующей переработке листовой стали - 99,7…99,9%.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к холоднокатаной листовой стали для штамповки и холодной формовки. Сталь содержит углерод, марганец, кремний, серу, фосфор, хром, никель, медь, азот, алюминий и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,05÷0,07, марганец 0,20÷0,35, кремний≤0,03, сера≤0,025, фосфор≤0,02, хром≤0,1, никель≤0,1, медь 0,15÷0,35, азот≤0,008, алюминий 0,02÷0,07, железо остальное. Величина временного сопротивления стали σ_в составляет 270-410 Н/мм², величина предела текучести - σ_т ≤280 Н/мм², а относительное удлинение - δ₄≥28%. Повышаются потребительские свойства стали.

Низкоуглеродистая холоднокатаная листовая сталь для штамповки и холодной формовки с заданными механическими характеристиками, содержащая углерод, марганец, кремний, серу, фосфор, хром, никель, медь, азот, алюминий и железо, отличающаяся тем, что она содержит указанные компоненты в соотношении, мас.%:
углерод 0,05-0,07 марганец 0,20-0,35 кремний ≤0,03 сера ≤0,025 фосфор ≤0,02 хром ≤0,1 никель ≤0,1 медь 0,15-0,35 азот ≤0,008 алюминий 0,02-0,07 железо остальное,