RU2387731C2 - Сталь и изделие, выполненное из нее (варианты) - Google Patents
Сталь и изделие, выполненное из нее (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2387731C2 RU2387731C2 RU2008112471/02A RU2008112471A RU2387731C2 RU 2387731 C2 RU2387731 C2 RU 2387731C2 RU 2008112471/02 A RU2008112471/02 A RU 2008112471/02A RU 2008112471 A RU2008112471 A RU 2008112471A RU 2387731 C2 RU2387731 C2 RU 2387731C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- carbon
- phosphorus
- manganese
- nitrogen
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам сталей, используемых при производстве горячекатаного и холоднокатаного проката повышенной прочности с покрытием и без покрытия, предназначенного для изготовления изделий автомобиля методом штамповки. Сталь содержит углерод, кремний, марганец, фосфор, алюминий, азот, железо и неизбежные примеси, при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,025-0,10, кремний не более 0,30, марганец 0,41-0,70, фосфор 0,04-0,12, алюминий 0,01-0,08, азот не более 0,009, железо и неизбежные примеси остальное. Сталь может дополнительно содержать титан, или ниобий, или ванадий в количестве 0,01-0,03 мас.%, а также бор в количестве 0,0008-0,003 мас.%. Содержание углерода связано с требуемым классом прочности зависимостью: [С]≥(0,0005·Кпр-0,085), %, где [С] - содержание углерода в стали, %, 0,0005 и 0,085 - эмпирические коэффициенты, %, Кпр - безразмерный показатель, численно равный требуемому минимальному пределу текучести. Получаемый прокат обладает повышенными прочностными характеристиками и хорошей штампуемостью, а также пониженными производственными издержками. 5 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам сталей и изделиям, выполненным из них, и может быть использовано при производстве горячекатаного и холоднокатаного проката повышенной прочности с покрытием и без покрытия, предназначенного для изготовления изделий автомобиля методом штамповки.
Известна сталь для производства листового проката [Патент РФ 2190685, МПК С22С 38/54, 10.10.2002], содержащая углерод, марганец, кремний, медь, алюминий, бор, кальций, титан, азот, фосфор, ниобий, хром, никель, ванадий следующего химического состава, мас.%:
Углерод | 0,01-0,1 |
Марганец | 0,1-0,9 |
Кремний | 0,01-0,50 |
Медь | 0,01-0,1 |
Алюминий | 0,02-0,07 |
Бор | 0,0001-0,005 |
Кальций | 0,0005-0,004 |
Титан | 0,001-0,03 |
Азот | 0,002-0,01 |
Фосфор | 0,005-0,12 |
Ванадий | 0,001-0,08 |
Ниобий | 0,001-0,05 |
Хром | 0,01-0,1 |
Никель | 0,01-0,1 |
Железо и неизбежные примеси.
Недостатком известной стали является низкая пластичность и высокая себестоимость стали из-за наличия дорогостоящих легирующих элементов, таких как хром, никель, медь. При этом сталь содержит кальций.
Известна сталь [Патент РФ 2186145, МПК С22С 38/50, 27.07.2002], содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, титан, алюминий, серу, фосфор, азот, кальций и железо следующего химического состава, мас.%:
Углерод | 0,02-0,08 |
Кремний | 0,003-0,40 |
Марганец | 0,20-1,20 |
Хром | 0,01-4,0 |
Никель | 0,01-0,60 |
Медь | 0,01-0,50 |
Титан | 0,002-0,22 |
Алюминий | 0,02-0,15 |
Сера | 0,005-0,025 |
Фосфор | 0,003-0,020 |
Азот | 0,002-0,018 |
Кальций | 0,0001-0,02 |
Железо | остальное. |
Недостатком известной стали является низкая пластичность и высокая себестоимость стали из-за наличия дорогостоящих легирующих элементов, таких как хром, никель, медь. Легирование титаном в больших количествах до 0,22% увеличивает себестоимость стали. Сталь содержит кальций.
Известна сталь [Патент 2268950, МПК С22С 38/16, C21D 8/02, 27.01.2006 г.], состав которой содержит, вес.%:
Углерод | 0,03-0,06 |
Марганец | 0,50-1,10 |
Кремний | 0,08-0,20 |
Алюминий | 0,015-0,070 |
Азот | ≤0,007 |
Никель | ≤0,040 |
Медь | ≤0,040 |
Фосфор | ≤0,035 |
Сера | ≤0,015 |
Молибден | ≤0,008 |
Титан | ≤0,005 |
Железо и примеси - остальное
сталь содержит также бор в таком количестве, что 0,65≤B/N≤1,60, а содержание марганца и кремния являются такими, что 4≤Mn/Si≤15.
Недостатком известной стали является пониженная прочность стали.
Наиболее близкими по своей технической сущности к предлагаемому изобретению являются сталь и изделие, выполненное из нее, согласно патенту РФ 2212468, МПК С22С 38/16, 20.03.2003. Согласно изобретению сталь содержит углерод, марганец, медь, алюминий, фосфор, азот, хром, кальций, серу и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод | 0,05-0,09 |
Марганец | 0,15-0,40 |
Медь | 0,01-0,50 |
Алюминий | 0,03-0,07 |
Фосфор | 0,04-0,10 |
Азот | 0,003-0,007 |
Хром | 0,01-0,20 |
Кальций | 0,0005-0,0010 |
Сера | 0,005-0,025 |
Железо | остальное |
при этом содержание серы и кальция определяют соотношением S/Ca>5, а содержание фосфора, углерода, марганца и хрома выражается зависимостью Р/[0,126-0,14(С+Mn+Cr)]>0,5 - прототип.
Недостатком этой стали является низкая пластичность и высокая себестоимость стали из-за наличия дорогостоящих легирующих элементов, таких как хром, медь.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в получении стали с низкой себестоимостью для производства горячекатаного и холоднокатаного проката повышенной прочности (с покрытием и без покрытия), предназначенного для изготовления изделий автомобиля методом холодной штамповки.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение проката с повышенными прочностными характеристиками с хорошей штампуемостью и изделий автомобиля из стали с фосфором при снижении производственных издержек.
Снижение производственных издержек заключается в оптимизации химического состава стали без применения дорогостоящих легирующих элементов, таких как никель, хром.
Технический результат достигается тем, что сталь содержит углерод, кремний, марганец, фосфор, алюминий, железо и неизбежные примеси в следующем соотношении: углерод 0,025-0,10%, кремния не более 0,30%, марганец 0,41-0,70%, фосфор 0,04-0,12%, алюминий 0,01-0,08%, азот не более 0,009%, железо и неизбежные примеси - остальное, при этом содержание углерода связано с требуемым классом прочности зависимостью: [С]≥(0,0005·Кпр-0,085), %, где [С] - содержание углерода в стали, 0,0005 и 0,085 - эмпирические коэффициенты, Кпр - безразмерный показатель, численно равный требуемому минимальному пределу текучести.
Как вариант, технический результат достигается также тем, что сталь содержит углерод, кремний, марганец, фосфор, титан, алюминий, азот, железо и неизбежные примеси в следующем соотношении: углерод 0,025-0,10%, кремний не более 0,30%, марганец 0,41-0,70%, фосфор 0,04-0,12%, титан 0,01-0,03%, алюминий 0,01-0,08%, азот не более 0,009%, железо и неизбежные примеси - остальное, при этом содержание углерода связано с требуемым классом прочности зависимостью: [С]≥(0,0005·Кпр-0,085), %, где [С] - содержание углерода в стали, 0,0005 и 0,085 - эмпирические коэффициенты, Кпр - безразмерный показатель, численно равный требуемому минимальному пределу текучести.
Как вариант, технический результат достигается также тем, что сталь содержит углерод, кремний, марганец, фосфор, ниобий, алюминий, азот, железо и неизбежные примеси в следующем соотношении углерод 0,025-0,10%, кремний не более 0,30%, марганец 0,41-0,70%, фосфор 0,04-0,12%, ниобий 0,01-0,03%, алюминий 0,01-0,08%, азот не более 0,009%, железо и неизбежные примеси - остальное.
Как вариант, технический результат достигается также тем, что сталь содержит углерод, кремний, марганец, фосфор, ванадий, алюминий, азот, железо и неизбежные примеси в следующем соотношении: углерод 0,025-0,10%, кремний не более 0,30%, марганец 0,41-0,70%, фосфор 0,04-0,12%, ванадий 0,01-0,03%, алюминий 0,01-0,08%, азот не более 0,009%, железо и неизбежные примеси - остальное, при этом содержание углерода связано с требуемым классом прочности зависимостью: [С]≥(0,0005·Кпр-0,085), %, где [С] - содержание углерода в стали, 0,0005 и 0,085 - эмпирические коэффициенты, Кпр - безразмерный показатель, численно равный требуемому минимальному пределу текучести.
Технический результат достигается также тем, что сталь дополнительно содержит 0,0008-0,0030% бора.
Технический результат достигается также тем, что изделия выполняют из стали предложенных составов.
Сущность изобретения состоит в следующем. Механические свойства проката зависят от химического состава стали.
Углерод - один из упрочняющих элементов. При содержании углерода менее 0,025% прочностные свойства стали ниже допустимого уровня. Увеличение содержания углерода более 0,10% приводит к снижению пластичности стали, что недопустимо.
Кремний в стали применен как раскислитель и легирующий элемент. При содержании кремния более 0,30% резко снижается пластичность, имеет место охрупчивание стали.
Марганец обеспечивает получение заданных механических свойств. При содержании марганца менее 0,41% прочность стали ниже допустимой. Увеличение содержания марганца более 0,70% чрезмерно упрочняет сталь, ухудшает ее пластичность.
Упрочнение стали создает фосфор, который повышает твердость феррита и усиливает выделение дисперсных карбидных включений. Одновременно фосфор улучшает пластичность и штампуемость стали. При содержании фосфора менее 0,04% прочность стали ниже допустимой. Увеличение содержания фосфора более 0,12% чрезмерно упрочняет сталь, ухудшает ее пластичность.
Алюминий введен в сталь как раскислитель. При содержании алюминия менее 0,01% снижается пластичность стали, сталь становится склонной к старению. Увеличение содержания алюминия более 0,08% приводит к ухудшению комплекса механических свойств.
Азот упрочняет сталь. При содержании азота более 0,009% сталь становится склонной к старению.
Титан, ниобий и ванадий применены как легирующие элементы и обеспечивают получение необходимых прочностных свойств. При содержании менее 0,01% не удается получить требуемый уровень прочности. Увеличение содержания более 0,03% нецелесообразно вследствие чрезмерного упрочнения стали и ухудшения пластичности.
Наличие в стали бора в пределах 0,0008-0,0030% исключает сегрегацию фосфора и предотвращает попадание фосфора на границы ферритных зерен, тем самым способствует упрочнению стали.
Экспериментально установлено, что для получения требуемого класса прочности содержание углерода должно быть регламентировано в соответствии с зависимостью: [С]≥(0,0005·Кпр-0,085), %, где [С] - содержание углерода в стали, %; 0,0005 и 0,085 - эмпирические коэффициенты, %; Кпр - безразмерный показатель, численно равный требуемому минимальному пределу текучести.
Примеры реализации способа.
В кислородном конвертере выплавили 12 плавок стали, химический состав которых приведен в таблице 1.
Выплавленную сталь разливали на машине непрерывного литья в слябы. Слябы нагревали в нагревательной печи с шагающими балками и прокатывали на непрерывном широкополосном стане 2000 в полосы толщиной 2,3-5,5 мм. Горячекатаные полосы на отводящем рольганге охлаждали водой и сматывали в рулоны. Охлажденные рулоны подвергали солянокислотному травлению в непрерывном травильном агрегате. Травленые полосы прокатывали на 5-клетевом стане до толщины 0,7-3,0 мм. Холоднокатаные полосы отжигали в колпаковых печах с водородной защитной атмосферой или в проходных печах с нанесением покрытия. Отожженные полосы дрессировали.
Механические свойства опытных плавок приведены в таблице 2.
В таблице 3 приведено минимальное содержание углерода согласно зависимости [С]≥(0,0005·Кпр-0,085).
Из таблиц 1-2 видно, что в случае реализации предложенного способа (составы №2-9) достигаются механические свойства с повышенным уровнем прочности и высокой пластичностью: предел текучести от 235 до 350 Н/мм2, предел прочности от 335 до 425 Н/мм2, относительное удлинение от 25 до 39%. При запредельных значениях заявленных параметров (составы №1 и №10) и использовании способа-прототипа (состав №11) достигаются свойства либо с низкой прочностью (состав №1 и №11), либо с низкой пластичностью (состав №10).
Из таблицы 3 видно, что при содержании углерода в стали в соответствии с зависимостью [С]≥(0,0005·Кпр-0,085) (составы №2-9) получен предел текучести требуемого класса прочности. В случае запредельного содержания углерода по приведенной зависимости получено низкое значение предела текучести (составы №1 и №11).
Таблица 2 | ||||
Механические свойства готового проката | ||||
№ состава | Вид проката | Предел текучести σт, Н/мм2 | Предел прочности σв, Н/мм2 | Относительное удлинение δ80, % |
1 | Холоднокатаный | 210 (низкое значение) | 330 | 40 |
2 | Холоднокатаный | 235 | 335 | 39 |
3 | Горячекатаный | 240 | 340 | 37 |
4 | Оцинкованный | 245 | 340 | 36 |
5 | Холоднокатаный | 280 | 380 | 35 |
6 | Холоднокатаный | 290 | 385 | 33 |
7 | Горячекатаный | 275 | 375 | 30 |
8 | Холоднокатаный | 330 | 415 | 27 |
9 | Горячекатаный | 350 | 425 | 25 |
10 | Холоднокатаный | 400 | 460 | 15 (низкое значение) |
11 (прототип) | Горячекатаный | 245-294 | 387-452 | 35-40 |
Холоднокатаный | 263-315 | 403-485 | 34-38 |
Claims (9)
1. Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, фосфор, алюминий, азот, железо и неизбежные примеси, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
углерод 0,025-0,10
кремний не более 0,30
марганец 0,41-0,70
фосфор 0,04-0,12
алюминий 0,01-0,08
азот не более 0,009
железо и неизбежные примеси остальное
при этом содержание углерода связано с требуемым классом прочности зависимостью:
[С]≥(0,0005·Кпр-0,085), %,
где [С] - содержание углерода в стали, %,
0,0005 и 0,085 - эмпирические коэффициенты, %,
Кпр - безразмерный показатель, численно равный требуемому минимальному пределу текучести.
при этом содержание углерода связано с требуемым классом прочности зависимостью:
[С]≥(0,0005·Кпр-0,085), %,
где [С] - содержание углерода в стали, %,
0,0005 и 0,085 - эмпирические коэффициенты, %,
Кпр - безразмерный показатель, численно равный требуемому минимальному пределу текучести.
2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 0,0008-0,0030% бора.
3. Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, фосфор, титан, алюминий, азот, железо и неизбежные примеси, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
углерод 0,025-0,10
кремний не более 0,30
марганец 0,41-0,70
фосфор 0,04-0,12
титан 0,01-0,03
алюминий 0,01-0,08
азот не более 0,009
железо и неизбежные примеси остальное
при этом содержание углерода связано с требуемым классом прочности зависимостью:
[С]≥(0,0005·Кпр-0,085), %,
где [С] - содержание углерода в стали, %,
0,0005 и 0,085 - эмпирические коэффициенты, %,
Кпр - безразмерный показатель, численно равный требуемому минимальному пределу текучести.
при этом содержание углерода связано с требуемым классом прочности зависимостью:
[С]≥(0,0005·Кпр-0,085), %,
где [С] - содержание углерода в стали, %,
0,0005 и 0,085 - эмпирические коэффициенты, %,
Кпр - безразмерный показатель, численно равный требуемому минимальному пределу текучести.
4. Сталь по п.3, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 0,0008-0,0030% бора.
5. Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, фосфор, ниобий, алюминий, азот, железо и неизбежные примеси, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
углерод 0,025-0,10
кремний не более 0,30
марганец 0,41-0,70
фосфор 0,04-0,12
ниобий 0,01-0,03
алюминий 0,01-0,08
азот не более 0,009
железо и неизбежные примеси остальное
при этом содержание углерода связано с требуемым классом прочности зависимостью:
[С]≥(0,0005·Кпр-0,085), %,
где [С] - содержание углерода в стали, %,
0,0005 и 0,085 - эмпирические коэффициенты, %,
Кпр - безразмерный показатель, численно равный требуемому минимальному пределу текучести.
при этом содержание углерода связано с требуемым классом прочности зависимостью:
[С]≥(0,0005·Кпр-0,085), %,
где [С] - содержание углерода в стали, %,
0,0005 и 0,085 - эмпирические коэффициенты, %,
Кпр - безразмерный показатель, численно равный требуемому минимальному пределу текучести.
6. Сталь по п.5, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 0,0008-0,0030% бора.
7. Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, фосфор, ванадий, алюминий, азот, железо и неизбежные примеси, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
углерод 0,025-0,10
кремний не более 0,30
марганец 0,41-0,70
фосфор 0,04-0,12
ванадий 0,01-0,03
алюминий 0,01-0,08
азот не более 0,009
железо и неизбежные примеси остальное
при этом содержание углерода связано с требуемым классом прочности зависимостью:
[С]≥(0,0005·Кпр-0,085), %,
где [С] - содержание углерода в стали, %,
0,0005 и 0,085 - эмпирические коэффициенты, %,
Кпр - безразмерный показатель, численно равный требуемому минимальному пределу текучести.
при этом содержание углерода связано с требуемым классом прочности зависимостью:
[С]≥(0,0005·Кпр-0,085), %,
где [С] - содержание углерода в стали, %,
0,0005 и 0,085 - эмпирические коэффициенты, %,
Кпр - безразмерный показатель, численно равный требуемому минимальному пределу текучести.
8. Сталь по п.7, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 0,0008-0,0030% бора.
9. Изделие, выполненное из стали, отличающееся тем, что оно выполнено из стали по любому из пп.1-8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008112471/02A RU2387731C2 (ru) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Сталь и изделие, выполненное из нее (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008112471/02A RU2387731C2 (ru) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Сталь и изделие, выполненное из нее (варианты) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008112471A RU2008112471A (ru) | 2009-10-10 |
RU2387731C2 true RU2387731C2 (ru) | 2010-04-27 |
Family
ID=41260336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008112471/02A RU2387731C2 (ru) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Сталь и изделие, выполненное из нее (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2387731C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2510803C2 (ru) * | 2012-01-26 | 2014-04-10 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Высокопрочный горячекатаный стальной лист с хорошей усталостной прочностью и способ его изготовления |
RU2805734C1 (ru) * | 2023-03-22 | 2023-10-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова" | Порошковый сплав на основе железа |
-
2008
- 2008-03-31 RU RU2008112471/02A patent/RU2387731C2/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2510803C2 (ru) * | 2012-01-26 | 2014-04-10 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Высокопрочный горячекатаный стальной лист с хорошей усталостной прочностью и способ его изготовления |
RU2805734C1 (ru) * | 2023-03-22 | 2023-10-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова" | Порошковый сплав на основе железа |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008112471A (ru) | 2009-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6236078B2 (ja) | 冷間圧延鋼板製品およびその製造方法 | |
CN110959049B (zh) | 具有良好耐老化性的扁钢产品及其制造方法 | |
RU2328545C2 (ru) | Композиция стали для производства холоднокатаных изделий из многофазной стали | |
JP4528769B2 (ja) | 冷間圧延フェライト/マルテンサイト組織の二相鋼鉄製の鋼帯の製造方法及びそれで得られた鋼帯 | |
KR101382912B1 (ko) | 켄칭성이 우수한 붕소 첨가 강판 및 제조 방법 | |
KR20190087506A (ko) | 높은 성형성을 갖는 고강도의 냉간 압연된 강 시트 및 그의 제조 방법 | |
WO2010011790A2 (en) | Cold rolled dual phase steel sheet having high formability and method of making the same | |
KR20120099505A (ko) | 가공성 및 내충격 특성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판 및 그 제조 방법 | |
KR950007472B1 (ko) | 상온 비시효 소성경화성 인발 가공용 고장력 냉연강판 및 그 제조방법 | |
JP7239685B2 (ja) | 穴広げ率の高い熱間圧延鋼板及びその製造方法 | |
CN111433382B (zh) | 具有优异的抗高温氧化性的铁素体不锈钢及其制造方法 | |
JP7324361B2 (ja) | 強度が向上したオーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 | |
JP2023512061A (ja) | 極低炭素インタースティシャルフリー鋼 | |
JPH06145891A (ja) | 延性と耐遅れ破壊特性に優れた高強度冷延鋼板およびその製造方法 | |
RU2681074C1 (ru) | Способ производства коррозионностойкого проката из низколегированной стали | |
JP2007119842A (ja) | 伸びフランジ成形性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 | |
UA126731C2 (uk) | Холоднокатаний відпалений сталевий лист із високим ступенем роздачі отвору та спосіб його виготовлення | |
RU2387731C2 (ru) | Сталь и изделие, выполненное из нее (варианты) | |
RU2562201C1 (ru) | Способ производства холоднокатаного высокопрочного проката для холодной штамповки | |
EP3686293B1 (en) | A high strength high ductility complex phase cold rolled steel strip or sheet | |
US20230287549A1 (en) | Austenitic stainless steel with improved deep drawing | |
KR20230129177A (ko) | 코일링 온도에 영향을 받는 냉간 압연 스트립 또는강 | |
EP2831292B1 (en) | High strength cold rolled steel sheet and method of producing such steel sheet | |
WO2020003986A1 (ja) | 冷延鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 | |
JPH04247827A (ja) | プレス成形性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法 |