Сталь Советский патент 1992 года по МПК C22C38/46 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали для холодной штамповки.

Известна низкоуглеродистая сталь типа 08кп, 0,8пс и 080.

Недостатком известной стали является низкая прочность, что вынуждает применять холоднокатаный и горячекатаный лист повышенной толщины, а это, в свою очередь, приводит к увеличению расхода металла и веса штампуемых деталей и машин. Известна сталь, содержащая, мас.%: Углерод0.05-0,08

Кремний0,3-1.0

Марганец0,2-0,5

Хром0.03-0,3

Кальций0,001-0,025

Алюминий0,01-0,05

Бор. 0,0005-0,01

Барий0,0005-0,005

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сталь, содержащая мас.%: Углерод Кремний Марганец Фосфор

Алюминий (растворимый) Азот

Железо и примеси

Недостатком известной стали является низкое качество поверхности заготовок при непрерывной разливке на криволинейных машинах и недостаточная прочность при повышенной пластичности, т.е. в известных сталях не обеспечивается необходимое сочетание физико-механических свойств заготовок и готового проката

0,02-0.12 0.20 0.10-1.00 0,020-0.100

0.020-0.120 0,0060-0,0200

Остальное

2

ю

8

со

Цель изобретения - повышение жидко- текучести стали и ее относительного удлинения.

Указанная цель достигается тем, что, сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, алюминий, азот и фосфор дополнительно содержит молибден и ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод0,03-0.08

Кремний0,01-0,10

Марганец0,15-1,0

Алюминий0,01-0,07

Азот0,004-0,012

Фосфор0,04-0,08

Хром0,01-0,15

Никель0,01-0.15

Медь0,01-0.15

Ванадий0,005-0,10

Молибден0.005-0,10

ЖелезоОстальное

при соблюдении следующего соотношения: сумма углерода и фосфора 0.08-0,13,

Благодаря содержанию молибдена и ванадия в сочетании с азотом, алюминием и фосфором в стали образуются сложные кар- бонитриды МОгС - МоС, Мо Мз-Мо2М- MoN. V2N-VN, AlsCaN-AIN, (Fe, Al)ai (Mo. Vfc (C.N)6.

За счет фосфора, марганца и кремния упрочняется твердый раствор, при этом фосфор сдерживает неблагоприятное влияние Мп и S1 на октаздрическую текстуру рекристаллизации, а указанные карбонит- риды стабилизируют ее в стали, тем самым сохраняя высокими коэффициенты нормальной пластической анизотропии и способность стали к глубокой вытяжке. Изменчивые структуры карбидов и нитридов Мо, V, А допускают возможность вариации состава в широких пределах, выполняя функции растворителя примесных элементов, и являются эффективным упрочнителем низкоуглеродистой стали. Нитриды молибдена, ванадия и алюминия рафинируют матрицу низкоуглеродистой стали от избыточного азота, тем самым, снижают склонность стали к старению. Сложный карбонитрид AlsCaN образуется в горячекатаной стали, содержащей фосфор. Его образование способствует обезуглероживанию твердого раствора горячекатаной стали, усиливая влияние других упрочните- лей Mn, S и Р.

В процессе рекристаллизации отжига он распадается на простые фазы АЦСз и AIM, что приводит к дополнительному упрочнению стали и сохранению в ней необходимой для глубокой вытяжки текстуры.

Нижний предел содержания молибдена 0.005 мае % установлен для того, чтобы обеспечить образование в поверхностных слоях холоднокатаного листа поликарбонитридов и дисперсионное упрочнение Повышение содержания молибдена более 0,10 мас.% нецелесообразно, так как это приводит к значительному упрочнению стали и износу инструмента при штамповке, а также

удорожанию стали.

Медь в отличие от ванадия почти не повышает предел текучести горячекатаной стали, но способствует увеличению прочностных свойств холоднокатаной стали за счет

упрочнения матрицы стали и выделения медьсодержащих фаз при содержании меди в пределах 0,01-0.15 мас.%. При этом не возрастает нагрузка во время холодной прокатки горячекатаных полос и, следовательно, возможна холодная прокатка с большей производительностью. Кроме того, медь повышает коррозионную стойкость стали, что очень важно в атомобилестроении Увеличение содержания меди более 0,15 мас.% нецелесообразно, так как снижается качество поверхности горячекатаных слябов и полос. Необходимое сочетание пластичности и прочности обеспечивается упрочнением твердого раствора матрицы и дисперсионного упрочнения за счет выделения дисперсных частиц карбонитридов и нитридов при содержании азота в пределах 0.004-0,012 мас.%.

Азот (0,004-0,012 мас.%) воздействует

на свойства как легирующий элемент аналогично углероду. Карбонитриды легирующих элементов: ванадия, молибдена, хрома, образуются в процессе горячей прокатки стали, измельчая зерно до 8-9 баллов и

повышая прочность. Однако при высоком содержании данных легирующих элементов прочность горячекатаных и холоднокатаных полос может настолько увеличиться, а пластичность уменьшиться, что будет затруднительна дальнейшая холодная прокатка и штамповка. Поэтому в предлагаемой стали содержание карбонитридообразующих элементов сравнительно невысокое.

Упрочняющее влияние кремния и марганца в основном происходит за счет упрочнения ферритной матрицы при образовании твердого раствора. Содержание марганца менее 0,15 мас.% и кремния менее 0,01 мас.% неэффективно, а при содержании

5 марганца более 1,0 мас.% и кремния более 0,10 мас.% резко снижается пластичность и штампуемость стали, поэтому нецелесообразно для особо сложной и глубокой вытяжки.

Алюминий способствует удалению кислорода и неметаллических включений из стали и, тем самым, повышению пластичности и штампуемости. Увеличение содержания алюминия более 0.07 мас.% нецелесообразно, так как это приводит к резкому ухудшению разливаемости стали, увеличению прочности в горячекатаном состоянии и ухудшению качества поверхности холоднокатаного листа.

Содержание одного или нескольких элементов из группы ванадий, молибден более 0,10 мас.% повышает прочностные свойства при снижении пластичности и, кроме того, ухудшается качество поверхности холоднокатаного листа, так как образуются остроугольные непластичные неметаллические включения в процессе раскисления и разливки стали.

Химический состав и механические свойства исследованных сталей представлены в таблице.

Из приведенных данных видно, что предлагаемая сталь, содержащая молибден и ванадий, имеет более высокие пластические свойства по сравнению с известной.

0

Улучшенные пластические свойства при повышенной прочности позволяют применять предлагаемую ггаль для глубокой и сложной вытяжки при холодной штамповке деталей. Формула изобретения Сталь, содэржащая углерод, кремний, марганец, алюминий, азот, фосфор и железо, отличающаяся тем, что, с иелью повышения жид коте кучести и относительного удлинения, она дополнительно содержит хром, никель, медь, ванадий и молибден при следующем соотношении компонентов, мас.%:

0

5

5

Углерод

Кремний

Марганец

Алюминий

Азот

Фосфор

Хром

Никель

Медь

Ванадий

Молибден

Железо

0,03-0,08

0,01-0,10

0,15-1,00

0,01-0.07

0,004-0,012

0,04-0,08

0,01-0.15

0.01-0,15

0,01-0,15

0,005-0,10

0,005-0,10

Остальное

при соблюдении следующего соотношения: сумма углерода и фосфора 0.08-0.13.

Изобретение относится к металлургии, а именно к составу стали, применяемой для холодной штамповки. Сталь дополнительно содержит хром, никель, медь, ванадий и молибден при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0.03-0,08 углерода, 0,01-Ю,10 кремния, 0,15-1,0 марганца, 0,01-0,07 алюминия, 0,004-0,012 азота, 0,04-0,08 фосфора, 0,01-0,15 хрома. 0,01-0,15 никеля, 0,01-0,15 меди, 0,005-0,10 ванадия, 0,005-0,10 молибдена, железо - остальное, при соблюдении следующего соотношения: сумма углерода и фосфора 0,08-0,13. Сталь целесообразно использовать для производства горячекатаного и холоднокатаного листового Проката, идущего для особо сложной и глубокой вытяжки в автомобилестроении и машиностроении. 1 табл.

Примечание.

- предел текучести;т

Ов временное сопротивление разрыву; 6 - относительное удлинение.