RU1775490C - Steel - Google Patents

Steel

Info

Publication number
RU1775490C
RU1775490C SU904883209A SU4883209A RU1775490C RU 1775490 C RU1775490 C RU 1775490C SU 904883209 A SU904883209 A SU 904883209A SU 4883209 A SU4883209 A SU 4883209A RU 1775490 C RU1775490 C RU 1775490C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
phosphorus
boron
silicon
aluminum
Prior art date
Application number
SU904883209A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Нина Михайловна Фонштейн
Александр Иванович Яценко
Нелли Ивановна Репина
Галина Васильевна Кругликова
Ольга Анатольевна Гирина
Павел Демьянович Грушко
Любовь Андреевна Пантелеева
Вячеслав Андреевич Кравченко
Владимир Сергеевич Щелканов
Анатолий Петрович Шаповалов
Николай Ильич Нырков
Валерий Николаевич Хребин
Алексей Федорович Осипов
Виктор Ионович Фалкон
Юрий Николаевич Цыганков
Роман Ефимович Глинер
Олег Николаевич Якубовский
Евгений Васильевич Афанасьев
Original Assignee
Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии
Институт черной металлургии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии, Институт черной металлургии filed Critical Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии
Priority to SU904883209A priority Critical patent/RU1775490C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1775490C publication Critical patent/RU1775490C/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к производству стали, и может быть использовано при производстве холоднокатаного конструкционного листа дл  штамповки деталей автомобилей, тракторов, сельхозмашин. Сталь содержит, мас.%: углерод - 0,02-0,07; марганец - 0,15-0,30; кремний - 0,01-0,10; фосфор - 0,04-0,10; алюминий - 0,02-0,07; кальций - 0,0005-0,001; медь - 0,02-0,30; бор - 0,0005-0,005; железо - остальное, Предлагаема  сталь обладает повышенной усталостной прочностью (предел выносливости 248-260 Н/мм ) при сохранении штампуе- мости. 2 табл.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the production of steel, and can be used in the manufacture of cold-rolled structural sheet for stamping parts of automobiles, tractors, agricultural machines. Steel contains, wt.%: Carbon - 0.02-0.07; Manganese - 0.15-0.30; silicon - 0.01-0.10; phosphorus - 0.04-0.10; aluminum - 0.02-0.07; calcium - 0.0005-0.001; copper - 0.02-0.30; boron - 0.0005-0.005; iron - the rest. The proposed steel has increased fatigue strength (endurance 248-260 N / mm) while maintaining the formability. 2 tab.

Description

Изобретение относитс  к области черной металлургии, в частности - к производству , и может быть использовано при производстве холоднокатаного конструкционного листа дл  штамповки деталей автомобилей , тракторов, сельхозмашин.The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to production, and can be used in the manufacture of cold-rolled structural sheet for stamping parts of automobiles, tractors, agricultural machines.

В насто щее врем  дл  изготовлени  деталей машиностроени  холодной штамповкой используют низкоуглеродистые листовые стали, которые характеризуютс  высокой пластичностью, но не отвечают требовани м эксплуатационной надежности и долговечности, в частности - в услови х знакопеременных нагрузок - из-за низкой усталостной прочности.At present, low-carbon steel steels are used for the manufacture of mechanical parts by cold stamping, which are characterized by high ductility but do not meet the requirements of operational reliability and durability, in particular under conditions of alternating loads due to low fatigue strength.

Известна сталь, содержаща , мас.%: УглеродНе более 0,07Known steel containing, wt.%: Carbon Not more than 0.07

Марганец0,20-0,35Manganese 0.20-0.35

СераНе более 0,025Sulfur: Not more than 0.025

ФосфорНе более 0,020Phosphorus Not more than 0,020

АлюминийAluminum

КремнийSilicon

ХромChromium

НикельNickel

МедьCopper

ЖелезоIron

0,02-0.07 Не более 0,01 Не более 0.03 Не более 0,06 Не более 0,06 Остальное0.02-0.07 No more than 0.01 No more than 0.03 No more than 0.06 No more than 0.06 Else

Недостаток этой стали - низка  прочность при статическом нагружении и знакопеременных нагрузках из-за малого содержани  упрочн ющих легирующих элементов .The disadvantage of this steel is its low strength under static loading and alternating loads due to the low content of hardening alloying elements.

Наиболее близкой к стали за вл емого состава по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  известна  сталь, содержаща , мас.%:The closest to steel of the claimed composition in terms of technical nature and the achieved effect is known steel, containing, wt.%:

Углерод0,03-0,10Carbon 0.03-0.10

Марганец0,20-0,40Manganese 0.20-0.40

Кремний0,05-0,20Silicon 0.05-0.20

Фосфор0,015-0,08Phosphorus 0.015-0.08

Алюминий0.01-0,06Aluminum0.01-0.06

-ч VI ел чэ о-ch VI ate che about

Кальций0,001-0,025Calcium 0.001-0.025

Цирконий0,01-0,05Zirconium 0.01-0.05

ЖелезоОстальноеIronOther

Недостаток этой стали - низка  усталостна  прочность из-за наличи  в структуре включений нитридов (карбонитридов) циркони . Высока  термодинамическа  активность циркони  и сродст во к азоту и углероду обуславливает возможность образовани  в жидкой стали и в процессе кристаллизации этих включений, которые отличаютс  большой устойчивостью при повторном нагреве, не раствор ютс  при нагреве сл бов под прокатку, и сохран ютс  в конечной структуре после обработки. Эти включени  имеют остроугольную форму и могут служить эффективными концентраторами напр жений , вызыва  снижение усталостной прочности .The disadvantage of this steel is its low fatigue strength due to the presence of zirconium nitrides (carbonitrides) in the structure. The high thermodynamic activity of zirconium and its affinity for nitrogen and carbon makes it possible to form these inclusions in liquid steel and during crystallization, which are highly stable upon reheating, do not dissolve upon heating of the slabs for rolling, and remain in the final structure after processing . These inclusions are acute-angled and can serve as effective stress concentrators, causing a decrease in fatigue strength.

Цель изобретени  - повышение усталостной прочности при сохранении шгампуе- мости.The purpose of the invention is to increase fatigue strength while maintaining a shampuemost.

Указанна  цель достигаетс  тем, что сталь, содержаща  углерод, марганец, кремний, фосфор, алюминий, кальций и железо , дополнительно сидержит медь и бор при следующих соотношени х компонентов , мас.%:This goal is achieved in that the steel containing carbon, manganese, silicon, phosphorus, aluminum, calcium and iron, additionally contains copper and boron in the following ratios of components, wt.%:

Углерод0,02-0,07Carbon 0.02-0.07

Марганец0,15-0,30Manganese 0.15-0.30

Кремний0,01-0,10Silicon 0.01-0.10

Фосфор0,04-0,10Phosphorus 0.04-0.10

Алюминий0,02-0,07Aluminum 0.02-0.07

Кальций0,0005-0,001Calcium 0.0005-0.001

Медь0,02-0,30Copper 0.02-0.30

Бор0,0005-0,00Bor0,0005-0.00

ЖелезоОстальноеIronOther

Предложенна  сталь содержит углерод, марганец, кремний, фосфор, алюминий, кальций и железо, отличаетс  от прототипа тем, что дополнительно содержит медь и бор при следующем соотношении компонентов , мас,%: углерод 0,02-0,07; марганец 0,15-0,30; кремний 0,01-0,10; фосфор 0,04- 0,10; алюминий 0,02-0,07; кальций 0,0005- 0,001; медь 0,02-0,30;. бор 0,0005-0,005; железо - остальное.The proposed steel contains carbon, manganese, silicon, phosphorus, aluminum, calcium and iron, differs from the prototype in that it additionally contains copper and boron in the following ratio of components, wt.%: Carbon 0.02-0.07; manganese 0.15-0.30; silicon 0.01-0.10; phosphorus 0.04-0.10; aluminum 0.02-0.07; calcium 0.0005-0.001; copper 0.02-0.30 ;. boron 0.0005-0.005; iron is the rest.

В состав предложенной стали вход т кремний и фосфор, которые легируют феррит и измельчают ферритное зерно, вызыва  упрочнение стали. Это должно способствовать повышению предела выносливости при циклических нагрузках. Однако , кремний и фосфор при использовании раздельно или совместно интенсивно увеличивают склонность к старению, ускор   выделение дисперсных карбидных включений внутри ферритных зерен и на границах, а фосфор также образует сегрегации на границах зерен. Это обуславливает повышениеThe composition of the proposed steel includes silicon and phosphorus, which alloy the ferrite and grind the ferrite grain, causing hardening of the steel. This should help increase the endurance limit under cyclic loads. However, silicon and phosphorus when used separately or jointly intensively increase the tendency to aging, accelerate the precipitation of dispersed carbide inclusions within ferrite grains and at the boundaries, and phosphorus also forms segregation at the grain boundaries. This leads to an increase

предела текучести, уменьшение предельной амплитуды цикла напр жений и вследствие этого может вызывать снижение усталостной прочности. Дл  этого, чтобы использовать положительное вли ние упрочн ющих элементов - кремни  и фосфора на упрочнение и предотвратить их отрицательное вли ние на старение, и охрупчивание по границам зерен, необходимо св зать нахо0 д щийс  в твердом растворе углерод (а также азот). Это достигаетс  добавкой бора в сгаль, Известно, что бор интенсивно св зывает эти примеси при высоких температурах , уменьша  возможность старени , аyield strength, a decrease in the ultimate amplitude of the stress cycle and, as a result, can cause a decrease in fatigue strength. For this, in order to take advantage of the positive effect of hardening elements - silicon and phosphorus on hardening and to prevent their negative effect on aging and embrittlement along grain boundaries, it is necessary to bind carbon (as well as nitrogen) in the solid solution. This is achieved by adding boron to the sagal. It is known that boron intensively binds these impurities at high temperatures, reducing the possibility of aging, and

5 также предотвращает границы зерен от сегрегации фосфора и охрупчивани . Но, как и поверхностно активный элемент, бор, в свою очередь, может образовывать выделение по границам зерен. Предотвратить это5 also prevents grain boundaries from phosphorus segregation and embrittlement. But, like a surface-active element, boron, in turn, can form a precipitate along the grain boundaries. Prevent this

0 позвол ет добавка меди. Известно применение совместной добавки бора и меди дл  повышени  пластичности конструкционной стали.0 allows the addition of copper. A combination of boron and copper is known to increase the ductility of structural steel.

В стали за вл емого состава добавкаIn steel of the claimed composition, the additive

5 бора и меди используетс  совместно с кремнием и фосфором и в этом сочетании позвол ет получить новый эффект - повышение усталостной прочности. Сравнение известных технических решений и за вл емого со0 става стали не вы вило совместного использовани  элементов медь-бор-кремний-фосфор в низкоуглеродистой конструкционной стали дл  холодной штамповки. Поэтому предложенное решение обладает5 boron and copper are used together with silicon and phosphorus, and in this combination, a new effect is obtained - an increase in fatigue strength. A comparison of the known technical solutions and the claimed steel composition did not reveal the joint use of copper-boron-silicon-phosphorus elements in low-carbon structural steel for cold stamping. Therefore, the proposed solution has

5 признаком существенно научной новизны и позвол ет обеспечить наиболее эффективное достижение поставленной цели - повышение усталостной прочности при обеспечении приюдности к холодной штам0 повке листовой стали.5 is a sign of significant scientific novelty and allows us to ensure the most effective achievement of the goal — an increase in fatigue strength while ensuring resilience to cold folding of sheet steel.

В стали за вл емого состава нижние пределы (мас.%) углерода (0,02), марганца (0,15), кремни  (0,01) и фосфора (0,04), вз ты дл  обеспечени  минимального необходи5 мого уровн  прочности, а верхние пределы этих элементов (соответственно - 0,07, 0.30, 0,10 и 0,10) - дл  предотвращени  ухудшени  штампуемости.In the inventive steel, the lower limits (wt.%) Of carbon (0.02), manganese (0.15), silicon (0.01) and phosphorus (0.04) are taken to provide the minimum required level of strength and the upper limits of these elements (0.07, 0.30, 0.10 and 0.10, respectively) to prevent deterioration of the formability.

Нижний предел содержани  алюмини Lower aluminum limit

0 (0,02) вч т дл  достижени  достаточной полноты раскислени , а верхний предел (0,07) дл  предотвращени  снижени  пластичности и усталостной прочности от образовани  крупных неметаллических включений0 (0.02) are subtracted to achieve sufficient deoxidation, and an upper limit (0.07) to prevent a decrease in ductility and fatigue resistance from the formation of large non-metallic inclusions

5 (алюминатов, глинозема).5 (aluminates, alumina).

Нижний предел содержани  кальци  (0,0005) вз т дл  повышени  эффективности раскисл ющего действи  алюмини  и дл  улучшени  формы (глобул ризации) включений окислов алюмини  а верхний пределThe lower limit of calcium content (0.0005) is taken to increase the efficiency of the deoxidizing action of aluminum and to improve the shape (globularization) of inclusions of aluminum oxides and the upper limit

(0,001) - дл  предотвращени  уменьшени  фосфора при взаимодействии с кальцием.(0.001) - to prevent a decrease in phosphorus when reacted with calcium.

Нижний предел содержани  меди (0,02) выбран дл  предотвращени  обогащени  границ зерен бором,образовани  пограничных включений боридов и снижени  усталостной прочности. Верхний предел содержани  меди (0,30) выбран из ограничений увеличени  предела текучести и ухудшени  штампуемости.A lower limit of copper content (0.02) is chosen to prevent the enrichment of grain boundaries with boron, the formation of boundary inclusions of borides and to reduce fatigue strength. The upper limit of the copper content (0.30) is selected from the limitations of increasing the yield strength and deterioration of formability.

Нижний предел содержани  бора (0,0005) выбран дл  повышени  предела выносливости вследствие подавлени  старени , св занного с вли нием добавок кремни  и фосфора, и вследствие предотвращени  охрупчивани  границ зерен фосфором . Верхний предел содержани  бора (0,005) выбран дл  предотвращени  охрупчивани  границ зерен бором и снижени  штампуемости.A lower limit of boron content (0.0005) is chosen to increase the endurance limit due to the suppression of aging associated with the addition of silicon and phosphorus and to prevent embrittlement of the grain boundaries by phosphorus. An upper limit of boron content (0.005) has been selected to prevent embrittlement of grain boundaries with boron and to reduce formability.

Пример. Сталь выплавл ли в индукционной печи емкостью 100 кг, разливали на слитки, производили гор чую прокатку на полосы толщиной 5,0 мм, холодную прокатку на полосы толщиной 2,0 мм, отжиг по режиму непрерывного способа - нагрев со скоростью 10 град-С/с до 850°С, выдержка 100 с, охлаждение до 600°С со скоростью 10 град-С/с, далее до 20°С - в воде, нагрев до 400°С со скоростью 10 град-С/с, выдержка 200 с, охлаждение на воздухе, с последующей дрессировкой на 1%.Example. Steel was smelted in an induction furnace with a capacity of 100 kg, cast into ingots, hot rolled into strips of 5.0 mm thick, cold rolled into strips of 2.0 mm thick, annealed according to the continuous mode - heating at a speed of 10 degrees C / s to 850 ° C, exposure 100 s, cooling to 600 ° C at a speed of 10 degrees C / s, then to 20 ° C in water, heating to 400 ° C at a speed of 10 degrees C / s, exposure 200 s , cooling in air, followed by training by 1%.

Выплавлено 8 плавок, из них 5 плавок за вленной стали предложенного состава - № 2, 3, 4, запредельного состава - № 1, 5 и 3 плавки известного состава (Мг 6, 7, 8). Химический состав сталей приведен в табл.1.8 melts were smelted, of which 5 melts of the inventive steel of the proposed composition — No. 2, 3, 4, of the transverse composition — No. 1, 5 and 3 of the melting of known composition (Mg 6, 7, 8). The chemical composition of steels is given in table 1.

Проводили испытани  механических свойств на раст жение по ГОСТ 11701-84. на выдавливание по ГОСТ 10510-74, на ус0Tensile properties were tested according to GOST 11701-84. for extrusion according to GOST 10510-74, on us0

55

00

55

00

55

00

Claims (1)

талость по ГОСТ 25502-72. Испытани  на усталость производили на гидропульсаци- онной испытательной машине ЭДЦ-20 дин при одностороннем асимметричном цикле с коэффициентом асимметрии -0,2 при базе испытаний 3Ф10 /циклов. Результаты испытаний механических свойств представлены в табл.2, Приведенные данные показывают, что за вленна  сталь имеет более высокую усталостную прочность, чем известна  сталь. Кроме того, она отличаетс  от стали прототипа более высокими характеристиками прочности на рассто ние, при сохранении штампуемости на одинаковом уровне. Это должно обеспечить хорошую технологичность в обработке, увеличение надежности в эксплуатации, снижение металлоемкости деталей при использовании за вл емой стали взамен известной стали-прототипа, Технологи  изготовлени  за вл емой стали не усложн етс  принципиально по сравнению с известной и не ухудшает экологические услови . Формула изобретени  Сталь, содержаща  углерод, марганец, кремний, фосфор, алюминий, кальций и железо , отличающа с  тем, что, с целью повышени  усталостной прочности при сохранении штампуемости; она дополнительно содержит медь и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:taly according to GOST 25502-72. Fatigue tests were carried out on an EDC-20 din hydro-pulsation testing machine with a one-sided asymmetric cycle with an asymmetry coefficient of -0.2 with a 3F10 / cycle test base. The results of the mechanical properties tests are presented in Table 2. The data presented show that the embedded steel has a higher fatigue strength than steel is known. In addition, it differs from the prototype steel in higher distance strength characteristics, while maintaining stampability at the same level. This should ensure good processability in processing, increased reliability in operation, reduced metal consumption of parts when using replaceable steel instead of the well-known prototype steel. Manufacturing methods for installed steel are not fundamentally complicated in comparison with the known steel and do not worsen environmental conditions. SUMMARY OF THE INVENTION Steel containing carbon, manganese, silicon, phosphorus, aluminum, calcium and iron, characterized in that, in order to increase fatigue strength while maintaining stampability; it additionally contains copper and boron in the following ratio of components, wt.%: УглеродCarbon МарганецManganese КремнийSilicon ФосфорPhosphorus АлюминийAluminum КальцийCalcium МедьCopper БорBoron ЖелезоIron 0.02-0,070.02-0.07 0,15-0,300.15-0.30 0,01-0,100.01-0.10 0.04-0,100.04-0.10 0,02-0,070.02-0.07 0,0005-0,0010.0005-0.001 0,02-0,300.02-0.30 0,0005-0,0050.0005-0.005 ОстальноеRest Таблица 1Table 1 Продолжение табл. 1Continuation of the table. 1 Таблица 2table 2
SU904883209A 1990-08-20 1990-08-20 Steel RU1775490C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904883209A RU1775490C (en) 1990-08-20 1990-08-20 Steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904883209A RU1775490C (en) 1990-08-20 1990-08-20 Steel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1775490C true RU1775490C (en) 1992-11-15

Family

ID=21545623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904883209A RU1775490C (en) 1990-08-20 1990-08-20 Steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1775490C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1341236, кл. С 22 С 38/14, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014069543A1 (en) Ferritic stainless steel sheet having excellent heat resistance
JPH0686645B2 (en) Nickel-saving austenitic stainless steel with excellent hot workability
CN111945063B (en) Steel for high-strength corrosion-resistant fastener for ocean wind power and production method
JPH08269632A (en) High strength and high corrosion resistant nitrogen-containing austenitic stainless steel
KR100258128B1 (en) Ferritic stainless steel for exhaust system equipment of vehicle
US2862812A (en) Substantially nickel-free austenitic and corrosion resisting cr-mn-n steels
RU1775490C (en) Steel
JPH0413406B2 (en)
JPS59107064A (en) Corrosion-resistant steel material
RU2362814C2 (en) Low-alloy steel and product implemented from it
JP3420371B2 (en) Chrome steel sheet with excellent formability and weatherability
JP2000017379A (en) Steel sheet improved in fatigue crack propagating characteristic by crystal orientation control and its production
RU2040583C1 (en) Steel
JP2500019B2 (en) High-strength steel plate with low yield ratio of 570 N / mm2 or higher with excellent weldability
RU2190685C1 (en) Steel for production of sheet rolling
JPH09184043A (en) Low alloy heat resistant steel excellent in high temperature strength and weldability
US3170824A (en) Iron alloy
RU2016127C1 (en) Steel
JPH0140102B2 (en)
SU1647037A1 (en) Steel
SU1116090A1 (en) Steel
SU616337A1 (en) Low-alloy steel
SU1204644A1 (en) Steel
RU2009264C1 (en) Steel
SU1016394A1 (en) Steel