RU2190684C1 - Cold-rolled steel for stamping complex-shaped details - Google Patents
Cold-rolled steel for stamping complex-shaped details Download PDFInfo
- Publication number
- RU2190684C1 RU2190684C1 RU2001117598/02A RU2001117598A RU2190684C1 RU 2190684 C1 RU2190684 C1 RU 2190684C1 RU 2001117598/02 A RU2001117598/02 A RU 2001117598/02A RU 2001117598 A RU2001117598 A RU 2001117598A RU 2190684 C1 RU2190684 C1 RU 2190684C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- carbon
- titanium
- sulfur
- nitrogen
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к химическому составу низкоуглеродистых холоднокатаных сталей, предназначенных для изготовления изделий сложной формы методом листовой штамповки, преимущественно деталей автомобилей, в том числе с защитными покрытиями. The invention relates to ferrous metallurgy, and more particularly to the chemical composition of low-carbon cold rolled steels intended for the manufacture of complex products by sheet metal stamping, mainly automobile parts, including those with protective coatings.
Наиболее близкой по химическому составу является холоднокатаная сталь для штамповки деталей сложной формы, содержащая, мас.%: углерод 0,003-0,015: кремний 0,005-0,02; марганец 0,05-0,2; сера 0,004-0,012; фосфор 0,005-0,015; алюминий 0,015-0,06; хром 0,005-0,04; никель 0,004-0,03: медь 0,006-0,05; азот 0,001-0,006; ниобий 0,01-0,015; титан из расчета: 1,5S + 3,43N + 6С < Ti < 1,5S + 3,43N + 10С. The closest chemical composition is cold rolled steel for stamping parts of complex shape, containing, wt.%: Carbon 0.003-0.015: silicon 0.005-0.02; manganese 0.05-0.2; sulfur 0.004-0.012; phosphorus 0.005-0.015; aluminum 0.015-0.06; chrome 0.005-0.04; nickel 0.004-0.03: copper 0.006-0.05; nitrogen 0.001-0.006; niobium 0.01-0.015; titanium from the calculation: 1.5S + 3.43N + 6C <Ti <1.5S + 3.43N + 10C.
/См. патент РФ 2034088, кл. С 22 С 38/16, 1995/. /Cm. RF patent 2034088, cl. C 22 C 38/16, 1995 /.
Недостатком известной стали является пониженное значение коэффициента нормальной пластической анизотропии и показателя упрочнения. Сказанное приводит к ухудшению штампуемости в процессе глубокой вытяжки и формовки. A disadvantage of the known steel is the reduced value of the coefficient of normal plastic anisotropy and the hardening index. The foregoing leads to a deterioration of stampability in the process of deep drawing and molding.
Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении значения коэффициента нормальной пластической анизотропии и показателя упрочнения при отсуствии старения стали после рекристаллизационного отжига. The technical effect when using the invention is to increase the value of the coefficient of normal plastic anisotropy and the hardening index in the absence of aging of the steel after recrystallization annealing.
Указанный технический эффект достигается тем, что холоднокатаная сталь для штамповки деталей сложной формы содержит углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, алюминий, хром, никель, медь, азот, титан, железо. The specified technical effect is achieved by the fact that cold-rolled steel for stamping parts of complex shape contains carbon, silicon, manganese, sulfur, phosphorus, aluminum, chromium, nickel, copper, nitrogen, titanium, and iron.
Сталь дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 0,002-0,015
Кремний - 0,005-0,020
Марганец - 0,05-02
Сера - 0,005-0,015
Фосфор - 0,005-0,015
Алюминий - 0,015-0,06
Хром - 0,005-0,04
Никель - 0,004-0,03
Медь - 0,006-0,05
Азот - 0,001-0,006
Титан - 0,02-0,15
Кальций - 0,0003-0,001
Железо - Остальное
При этом соотношение содержания в стали серы, кальция, азота, углерода и титана составляет:
1,5/S - 0,8Са/ + 3,43N + 6С < Тi ≤ 1,5/S - 0,8Са/ + 3,43N + 10С.Steel additionally contains calcium in the following ratio of components, wt.%:
Carbon - 0.002-0.015
Silicon - 0.005-0.020
Manganese - 0.05-02
Sulfur - 0.005-0.015
Phosphorus - 0.005-0.015
Aluminum - 0.015-0.06
Chrome - 0.005-0.04
Nickel - 0.004-0.03
Copper - 0.006-0.05
Nitrogen - 0.001-0.006
Titanium - 0.02-0.15
Calcium - 0.0003-0.001
Iron - Else
The ratio of the content of sulfur, calcium, nitrogen, carbon and titanium in steel is:
1.5 / S - 0.8Са / + 3.43N + 6С <Тi ≤ 1.5 / S - 0.8Са / + 3.43N + 10С.
Повышение значения коэффициента нормальной пластической анизотропии и показателя упрочнения при отсуствии старения после рекристаллизационного отжига достигается тем, что в сталь дополнительно вводят кальций при контролируемом соотношении между содержанием титана, серы, кальция, углерода и азота. An increase in the coefficient of normal plastic anisotropy and the hardening index in the absence of aging after recrystallization annealing is achieved by adding calcium to the steel at a controlled ratio between the contents of titanium, sulfur, calcium, carbon, and nitrogen.
Сущность изобретения заключается в регулировании состояния твердого раствора подката за счет предлагаемого химического состава. Известно, что свойства готового холоднокатаного листа в существенной степени определяются свойствами подката. В предлагаемом изобретении обеспечение максимально возможного выведения из твердого раствора подката атомов внедрения и замещения обеспечивает улучшение текстуры и соответственно коэффициента нормальной пластической анизотропии, повышает показатель упрочнения из-за устранения площадки текучести в подкате, и практически полностью исключает старение готового холоднокатаного листа, прошедшего рекристаллизационный отжиг как в колпаковых печах, так и в агрегатах непрерывного отжига. The invention consists in regulating the state of a solid solution of tackle due to the proposed chemical composition. It is known that the properties of the finished cold-rolled sheet are largely determined by the properties of the rolled product. In the present invention, the provision of the maximum possible removal of interstitial and substitutional atoms from a solid solution of a tackle provides an improvement in the texture and, accordingly, the coefficient of normal plastic anisotropy, increases the hardening rate due to elimination of the yield point in the tackle, and almost completely eliminates the aging of a finished cold-rolled sheet after recrystallization annealing as in bell furnaces and in continuous annealing units.
Учитывая сложный характер вытяжки - формовки деталей, сталь должна обладать достаточно низким уровнем прочности, что вынуждает ограничивать верхнее содержание кремния, марганца, хрома, никеля, меди. Кроме того, избыточное содержание этих элементов в твердом растворе подката приводит к ухудшению текстуры готового холоднокатаного листа. Given the complex nature of the hood - forming parts, steel must have a sufficiently low level of strength, which forces to limit the upper content of silicon, manganese, chromium, nickel, copper. In addition, the excessive content of these elements in the solid solution of tackle leads to a deterioration in the texture of the finished cold-rolled sheet.
Верхний предел содержания кремния 0,02 мас.% ограничен способностью к эффекту Санделина, связанного с ухудшением процесса нанесения защитных покрытий за счет химических реакций в поверхностных слоях стали. Нижний предел по содержанию кремния 0,005 мас. % определяется практическим устранением вредного влияния кремния при значительных затратах для его дальнейшего содержания. The upper limit of the silicon content of 0.02 wt.% Is limited by the ability to effect the Sandelin effect associated with the deterioration of the process of applying protective coatings due to chemical reactions in the surface layers of steel. The lower limit on the silicon content of 0.005 wt. % is determined by the practical elimination of the harmful effects of silicon at significant cost for its further maintenance.
Нижний предел содержания марганца определяется необходимостью обеспечения минимального уровня предела текучести не ниже 120 МПа в случае содержания углерода и азота на нижнем уровне. Нижние пределы хрома, никеля, меди определяются значительными затратами, необходимыми для дальнейшего снижения их содержания. Верхние пределы содержания этих элементов определяются их значительным влиянием на упрочнение феррита. The lower limit of the manganese content is determined by the need to ensure a minimum yield strength of at least 120 MPa in the case of carbon and nitrogen at a lower level. The lower limits of chromium, nickel, copper are determined by the significant costs necessary to further reduce their content. The upper limits of the content of these elements are determined by their significant influence on the hardening of ferrite.
Содержание фосфора следует ограничивать диапазоном 0,005-0,015 мас.%, что связано со следующими соображениями. При содержании фосфора менее 0,015 мас. % и соответственно низких концентрациях углерода в металле удается обеспечить минимальное охрупчивание по границам зерен. Получение фосфора менее 0,005 мас.% нецелесообразно, так как при этом резко возрастают затраты. The phosphorus content should be limited to the range of 0.005-0.015 wt.%, Due to the following considerations. When the phosphorus content is less than 0.015 wt. % and, accordingly, low concentrations of carbon in the metal, it is possible to ensure minimal embrittlement along the grain boundaries. Obtaining phosphorus of less than 0.005 wt.% Is impractical, as this dramatically increases costs.
Сера является важным элементом при формировании свойств особо низкоуглеродистых сталей. При содержании серы ниже 0,005 мас.% образуется недостаточное количество карбосульфидов титана Тi4С2S2, что ухудшает условия стабилизации углерода. При содержании серы выше 0,015 мас.% требуется повышенное содержание титана, что приводит к поверхностным дефектам холоднокатаного листа и ухудшению адгезии цинкового покрытия.Sulfur is an important element in the formation of properties of especially low-carbon steels. When the sulfur content is below 0.005 wt.%, An insufficient amount of titanium carbosulfides Ti 4 C 2 S 2 is formed , which worsens the conditions for carbon stabilization. When the sulfur content is above 0.015 wt.%, An increased titanium content is required, which leads to surface defects of the cold-rolled sheet and deterioration of the adhesion of the zinc coating.
Атомам азота и углерода принадлежит главная роль в снижении пластических свойств стали, в связи с чем их стабилизация /вывод из твердого раствора подката/ является главной задачей. Титан является важнейшим элементом, необходимым для стабилизации указанных элементов. The nitrogen and carbon atoms play a major role in reducing the plastic properties of steel, and therefore their stabilization / removal from the solid solution of tackle / is the main task. Titanium is an essential element necessary to stabilize these elements.
Максимальное количество титана 0,15 мас.% ограничено проблемами появления поверхностных дефектов холоднокатаного листа и ухудшения адгезии цинкового покрытия. Кроме этого, происходит удорожание стали. Минимальный уровень титана 0,02 мас.% определяется минимальным уровнем серы, кальция, углерода и азота, для стабилизации которых необходим титан. The maximum amount of titanium 0.15 wt.% Is limited by the problems of the appearance of surface defects of the cold-rolled sheet and deterioration of the adhesion of the zinc coating. In addition, steel is becoming more expensive. The minimum level of titanium of 0.02 wt.% Is determined by the minimum level of sulfur, calcium, carbon and nitrogen, for the stabilization of which titanium is necessary.
Количество вводимого титана, необходимое для обеспечения максимально возможного выведения из твердого раствора подката атомов внедрения и замещения, определяется из следующего соотношения содержания в стали серы, кальция, азота, углерода и титана:
1,5/S - 0,8Са/ + 3,43N + 6С < Тi ≤ 1,5/S - 0,8Са/ + 3,43N + 10С.The amount of titanium introduced is necessary to ensure the maximum possible removal of interstitial and substitution atoms from the solid solution of the tackle, determined from the following ratio of sulfur, calcium, nitrogen, carbon and titanium in steel:
1.5 / S - 0.8Са / + 3.43N + 6С <Тi ≤ 1.5 / S - 0.8Са / + 3.43N + 10С.
Дополнительное введение в сталь кальция способствует улучшению стабилизации серы, при этом образующиеся сульфиды кальция имеют относительно большой размер и не влияют на упрочняемость стали. Кроме этого, частичная стабилизация серы кальцием приводит к снижению необходимого количества титана, что особенно важно при большом уровне углерода в стали. При содержании кальция менее 0,0003 мас.% его положительное влияние пропадает. Увеличение содержания кальция выше 0,001 мас.% приводит к неоправданному удорожанию стали. An additional introduction of calcium into steel improves the stabilization of sulfur, while the resulting calcium sulfides are relatively large and do not affect the hardenability of steel. In addition, the partial stabilization of sulfur by calcium leads to a decrease in the required amount of titanium, which is especially important with a high level of carbon in steel. When the calcium content is less than 0.0003 wt.%, Its positive effect disappears. An increase in calcium content above 0.001 wt.% Leads to unjustified rise in price of steel.
Максимальные пределы содержания углерода 0,015 мас.% и азота 0,006 мас.% определяются вышеприведенными соображениями по ограничению максимального содержания титана, которые необходимы для стабилизации этих элементов. Минимальные пределы содержания углерода 0,002 мас.% и азота 0,001 мас.% определяются резким увеличением затрат при дальнейшем снижении содержания этих элементов. The maximum limits of carbon content of 0.015 wt.% And nitrogen of 0.006 wt.% Are determined by the above considerations to limit the maximum titanium content that are necessary to stabilize these elements. The minimum limits of carbon content of 0.002 wt.% And nitrogen of 0.001 wt.% Are determined by a sharp increase in costs with a further decrease in the content of these elements.
Нижний предел содержания алюминия 0,015 мас.% определяется необходимостью связывания кислорода и азота, которые ухудшают штампуемость стали. Верхний предел содержания алюминия 0,06 мас.% определяется условиями удорожания стали. The lower limit of the aluminum content of 0.015 wt.% Is determined by the need to bind oxygen and nitrogen, which impair the formability of steel. The upper limit of the aluminum content of 0.06 wt.% Is determined by the conditions of the rise in price of steel.
Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемой стали с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". Analysis of scientific, technical and patent literature shows the lack of coincidence of the distinctive features of the claimed steel with the signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".
Реализацию изобретения осуществляли следующим образом. Выплавляли металл в вакуумно-индукционной печи емкостью 40 кг типа "Бальцерс". Раскисление и легирование металла проводили в инертной атмосфере аргоном путем введения требуемого количества раскислителей и легирующих материалов через шлюзовую камеру. Металл разливали в изложницы с защитой струи от вторичного окисления и деазотации. Химический состав выплавленной стали приведен в таблице. The implementation of the invention was carried out as follows. The smelted metal in a vacuum-induction furnace with a capacity of 40 kg type "Balzers". Deoxidation and alloying of the metal was carried out in an inert atmosphere with argon by introducing the required amount of deoxidizing agents and alloying materials through the lock chamber. Metal was poured into molds with jet protection against secondary oxidation and deazotation. The chemical composition of the smelted steel is given in the table.
Горячую прокатку осуществляли на толщину 3 мм на одноклетьевом реверсивном стане дуо с диаметром рабочих валков 425 мм и длиной бочки 650 мм. Скорость деформации составляла 6-26 с-1. Температура конца прокатки была выше Аr3/880-900oС/. Температура смотки 730-750oC. Холодную прокатку осуществляли на одноклетьевом реверсивном стане кварто с диаметром рабочих валков 165-190 мм и длиной бочки 350 мм. Скорость деформации составляла 6-8 с-1. Прокатку осуществляли на толщину 0,75 мм, при этом величина обжатия составляла 75%. Рекристаллизационный отжиг осуществляли в вакуумной печи, после чего полосы подвергали дрессировке с обжатием 0,4-0,8%.Hot rolling was carried out to a thickness of 3 mm on a single-row reversible duo mill with a diameter of work rolls of 425 mm and a barrel length of 650 mm. The strain rate was 6-26 s -1 . The temperature of the end of rolling was higher than Ar 3 / 880-900 o C /. The winding temperature was 730-750 o C. Cold rolling was carried out on a single-quart reversible quarto mill with a diameter of work rolls of 165-190 mm and a barrel length of 350 mm. The strain rate was 6-8 s -1 . Rolling was carried out to a thickness of 0.75 mm, while the amount of compression was 75%. Recrystallization annealing was carried out in a vacuum oven, after which the strips were trained with compression of 0.4-0.8%.
Механические свойства готовой холоднокатаной стали определяли на универсальной разрывной машине INSTRON-1185, оснащенной автоматическим экстензометром продольной и поперечной деформации с компьютерной обработкой результатов. Полученные результаты представлены в таблице, где: rm - значение коэффициента нормальной пластической анизотропии, усредненное по трем направлениям вырезки образцов; n10-17 - показатель упрочнения в диапазоне деформации 10-17%, определенный на поперечных образцах; ИС - индекс старения, определяемый как прирост предела текучести после деформации на 7% с последующей часовой выдержкой при 100oC.The mechanical properties of the finished cold-rolled steel were determined on a INSTRON-1185 universal tensile testing machine equipped with an automatic extensometer for longitudinal and transverse deformation with computer processing of the results. The results obtained are presented in the table, where: r m is the value of the coefficient of normal plastic anisotropy averaged over three directions of cutting samples; n 10-17 - the hardening index in the deformation range of 10-17%, determined on transverse samples; IP - the aging index, defined as the increase in yield strength after deformation by 7%, followed by an hour exposure at 100 o C.
Анализ полученных результатов показывает, что соблюдение заявляемых параметров химического состава стали обеспечивает повышение характеристик штампуемости - коэффициента нормальной пластической анизотропии и показателя упрочнения, а также исключает старение стали после рекристаллизационного отжига и дрессировки при сохранении высокого уровня коэффициента нормальной пластической анизотропии. An analysis of the results shows that compliance with the claimed parameters of the chemical composition of steel provides an increase in the characteristics of stampability - the coefficient of normal plastic anisotropy and hardening index, and also eliminates the aging of steel after recrystallization annealing and tempering while maintaining a high level of the coefficient of normal plastic anisotropy.
Claims (1)
Углерод - 0,002-0,015
Кремний - 0,005-0,020
Марганец - 0,05-0,2
Сера - 0,005-0,015
Фосфор - 0,005-0,015
Алюминий - 0,015-0,06
Хром - 0,005-0,04
Никель - 0,004-0,03
Медь - 0,006-0,05
Азот - 0,001-0,006
Титан - 0,02-0,15
Кальций - 0,0003-0,001
Железо - ОстальноееCold rolled steel for stamping complex parts containing carbon, silicon, manganese, sulfur, phosphorus, aluminum, chromium, nickel, copper, nitrogen, titanium, iron, characterized in that the steel additionally contains calcium in the following ratio, wt.%:
Carbon - 0.002-0.015
Silicon - 0.005-0.020
Manganese - 0.05-0.2
Sulfur - 0.005-0.015
Phosphorus - 0.005-0.015
Aluminum - 0.015-0.06
Chrome - 0.005-0.04
Nickel - 0.004-0.03
Copper - 0.006-0.05
Nitrogen - 0.001-0.006
Titanium - 0.02-0.15
Calcium - 0.0003-0.001
Iron - The Rest
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001117598/02A RU2190684C1 (en) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | Cold-rolled steel for stamping complex-shaped details |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001117598/02A RU2190684C1 (en) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | Cold-rolled steel for stamping complex-shaped details |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2190684C1 true RU2190684C1 (en) | 2002-10-10 |
Family
ID=20251129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001117598/02A RU2190684C1 (en) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | Cold-rolled steel for stamping complex-shaped details |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2190684C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2562654C2 (en) * | 2011-05-13 | 2015-09-10 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Hot-stamped article, method of its production, power absorbing element and method of its production |
-
2001
- 2001-06-28 RU RU2001117598/02A patent/RU2190684C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2562654C2 (en) * | 2011-05-13 | 2015-09-10 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Hot-stamped article, method of its production, power absorbing element and method of its production |
| US10023925B2 (en) | 2011-05-13 | 2018-07-17 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Hot stamped article, method of producing hot stamped article, energy absorbing member, and method of producing energy absorbing member |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6475861B2 (en) | Steel plates used for hot stamping, hot stamping process and hot stamping components | |
| CN110959049B (en) | Flat steel product with good aging resistance and method for the production thereof | |
| JP7498562B2 (en) | High-strength cold-rolled steel sheets for automobiles | |
| CN113227456B (en) | Coated steel member, coated steel sheet, and method for producing same | |
| ZA200505161B (en) | Ultrahigh strength hot-rolled steel and method of producing bands | |
| KR102471559B1 (en) | Cold-rolled and coated steel sheet and its manufacturing method | |
| CN113316649A (en) | High-strength high-ductility complex-phase cold-rolled steel strip or plate | |
| CN110819906A (en) | Method for improving deep drawing performance of cold-rolled strip steel with deteriorated residual elements of Cu, As and Sn | |
| JP3601721B2 (en) | Bake-hardenable vanadium-containing steel | |
| RU2237101C1 (en) | Steel for deep drawing and article made from the same (variants) | |
| JP4561136B2 (en) | Steel sheet for nitriding treatment | |
| RU2190684C1 (en) | Cold-rolled steel for stamping complex-shaped details | |
| EP3298175B1 (en) | High manganese third generation advanced high strength steels | |
| EP3686293B1 (en) | A high strength high ductility complex phase cold rolled steel strip or sheet | |
| WO2021116976A1 (en) | Heat treated cold rolled steel sheet and a method of manufacturing thereof | |
| RU2255989C1 (en) | Method of production of cold-rolled steel for deep-drawing | |
| SE542818C2 (en) | A high strength high ductility complex phase cold rolled steel strip or sheet | |
| US20230287549A1 (en) | Austenitic stainless steel with improved deep drawing | |
| JP5515949B2 (en) | Low carbon steel production method with excellent material uniformity in the thickness direction | |
| KR20010004488A (en) | Bake hardening cold rolled steel with good formability and high strength and method of manufacturing the same | |
| RU2034088C1 (en) | Cold-rolled steel for deep drawing | |
| JPH04333526A (en) | Hot rolled high tensile strength steel plate having high ductility and its production | |
| CN117957339A (en) | High-strength cold-rolled steel strip for automobile with good residual austenite decomposition resistance | |
| JP2024513104A (en) | High-strength cold-rolled steel sheet for automotive applications with excellent comprehensive formability and bending properties | |
| CA3236022A1 (en) | Cold rolled and heat treated steel sheet and a method of manufacturing thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 28-2002 |