RU2237101C1 - Steel for deep drawing and article made from the same (variants) - Google Patents
Steel for deep drawing and article made from the same (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2237101C1 RU2237101C1 RU2003116851/02A RU2003116851A RU2237101C1 RU 2237101 C1 RU2237101 C1 RU 2237101C1 RU 2003116851/02 A RU2003116851/02 A RU 2003116851/02A RU 2003116851 A RU2003116851 A RU 2003116851A RU 2237101 C1 RU2237101 C1 RU 2237101C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- phosphorus
- manganese
- copper
- nitrogen
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к химическому составу сталей, предназначенных для изготовления изделий сложной конфигурации с использованием холодной листовой штамповки, преимущественно деталей автомобиля.The invention relates to ferrous metallurgy, and in particular to the chemical composition of steels intended for the manufacture of products of complex configuration using cold sheet stamping, mainly automobile parts.
Основными требованиями, предъявляемыми к такой стали, являются высокая штампуемость и коррозионная стойкость, в частности, в условиях атмосферного воздействия. В последнее время повышаются требования и к уровню прочностных характеристик. Это диктуется необходимостью повышения безопасности, а также ужесточением экологических требований по уменьшению вредных веществ в выхлопе автомобиля, требующем снижения его массы.The main requirements for such steel are high formability and corrosion resistance, in particular, under atmospheric conditions. Recently, requirements to the level of strength characteristics have been increasing. This is dictated by the need to improve safety, as well as toughening environmental requirements to reduce harmful substances in the exhaust of a car, requiring a reduction in its mass.
Известна сталь и выполненное из нее изделие - холоднокатаный конструкционный лист для штамповки деталей автомобилей, тракторов и сельхозмашин, содержащая углерод, марганец, медь, алюминий, бор, фосфор, азот и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:Steel is known and the product made from it is a cold-rolled structural sheet for stamping parts of automobiles, tractors and agricultural machinery, containing carbon, manganese, copper, aluminum, boron, phosphorus, nitrogen and iron in the following ratio of components, wt.%:
Углерод 0,02-0,07Carbon 0.02-0.07
Марганец 0,15-0,30Manganese 0.15-0.30
Медь 0,02-0,30Copper 0.02-0.30
Алюминий 0,03-0,07Aluminum 0.03-0.07
Бор 0,0005-0,005Boron 0.0005-0.005
Фосфор 0,04-0,10Phosphorus 0.04-0.10
Азот 0,001-0,007Nitrogen 0.001-0.007
Железо ОстальноеIron Else
(А.с. СССР № 1741459, МПК С 22 С 38/16, опубл. 10.11.1995).(AS USSR No. 1741459, IPC С 22
Холоднокатаный лист из такой стали имеет высокую штампуемость и коррозионную стойкость в некоторых средах, в частности в водном растворе серной кислоты. Однако в атмосфере и в водных средах, содержащих ионы хлора, коррозионная стойкость холоднокатаного листа из такой стали недостаточна. Кроме того, повышенное содержание алюминия может также оказывать отрицательное влияние на коррозионную стойкость из-за присутствия в структуре значительного количества неметаллических включений.The cold-rolled sheet of such steel has high formability and corrosion resistance in some environments, in particular in an aqueous solution of sulfuric acid. However, in the atmosphere and in aqueous media containing chlorine ions, the corrosion resistance of a cold-rolled sheet of such steel is insufficient. In addition, the increased aluminum content can also have a negative effect on corrosion resistance due to the presence of a significant amount of non-metallic inclusions in the structure.
Известна сталь и выполненные из нее изделия, например, в виде горячекатаных полос толщиной 2-4 мм, холоднокатаных полос толщиной 0,5-1,5 мм, предназначенных для изготовления штамповкой деталей сложной формы. Сталь содержит следующие компоненты, мас.%:Known steel and products made from it, for example, in the form of hot-rolled strips 2-4 mm thick, cold-rolled strips 0.5-1.5 mm thick, designed for stamping parts of complex shape. Steel contains the following components, wt.%:
Углерод 0,01-0,1Carbon 0.01-0.1
Марганец 0,1-0,9Manganese 0.1-0.9
Кремний 0,01-0,50Silicon 0.01-0.50
Медь 0,01-0,10Copper 0.01-0.10
Алюминий 0,02-0,07Aluminum 0.02-0.07
Бор 0,0001-0,0050Boron 0.0001-0.0050
Кальций 0,0005-0,0040Calcium 0.0005-0.0040
Титан 0,001-0,030Titanium 0.001-0.030
Азот 0,002-0,010Nitrogen 0.002-0.010
Фосфор 0,005-0,12Phosphorus 0.005-0.12
Ванадий 0,001-0,08Vanadium 0.001-0.08
Ниобий 0,001-0,05Niobium 0.001-0.05
Хром 0,01-0,10Chrome 0.01-0.10
Никель 0,01-0,10Nickel 0.01-0.10
Железо и неизбежные примеси ОстальноеIron and inevitable impurities
(Патент РФ 2190685, МПК С 22 С 38/54, опубл. 10.10.2002). Указанное изобретение направлено на обеспечение возможности изготовления деталей из листового проката сложной формы с необходимой прочностью, в том числе тонкостенных и малого веса. Однако изделия из такой стали имеют низкую коррозионную стойкость. В частности, при наличии кальция в стали возможно присутствие неметаллических включений, оказывающих отрицательное влияние на коррозионную стойкость в ряде сред, в частности в атмосфере.(RF patent 2190685, IPC C 22
Известна сталь и выполненные из нее изделия, например, в виде горячекатаных полос толщиной порядка 3 мм, холоднокатаных полос толщиной 0,7-0,8 мм, предназначенных для изготовления изделий сложной формы методом листовой штамповки, преимущественно деталей автомобилей, в том числе с защитными покрытиями. Сталь содержит следующие компоненты, мас.%:Steel is known and products made from it, for example, in the form of hot-rolled strips about 3 mm thick, cold-rolled strips 0.7-0.8 mm thick, intended for the manufacture of complex products by sheet metal stamping, mainly automobile parts, including those with protective coatings. Steel contains the following components, wt.%:
Углерод 0,002-0,015Carbon 0.002-0.015
Кремний 0,005-0,020Silicon 0.005-0.020
Марганец 0,05-0,2Manganese 0.05-0.2
Сера 0,005-0,015,Sulfur 0.005-0.015,
Фосфор 0,005-0,015Phosphorus 0.005-0.015
Алюминий 0,015-0,06Aluminum 0.015-0.06
Хром 0,005-0,04Chrome 0.005-0.04
Никель 0,004-0,03Nickel 0.004-0.03
Медь 0,006-0,05Copper 0.006-0.05
Азот 0,001-0,006Nitrogen 0.001-0.006
Титан 0,02-0,15Titanium 0.02-0.15
Кальций 0,0003-0,0010Calcium 0.0003-0.0010
Железо и неизбежные примеси ОстальноеIron and inevitable impurities
(Патент РФ 2190684, МПК С 22 С 38/50, опубл. 10.10.2002). Указанное изобретение позволяет повысить значения коэффициента нормальной пластической анизотропии и показателя упрочнения при отсутствии старения стали после рекристаллизационного отжига. Однако и коррозионная стойкость, и прочностные характеристики такой стали невысоки.(RF patent 2190684, IPC C 22
Наиболее близким аналогом являются высокопрочная сталь для глубокой вытяжки и изделия, выполненные из нее, в том числе холоднокатаные листы толщиной 0,8-0,9 мм, предназначенные для изготовления деталей автомобилей с высоким уровнем нагружения. Сталь содержит следующие компоненты, мас.%:The closest analogue is high-strength steel for deep drawing and products made from it, including cold-rolled sheets with a thickness of 0.8-0.9 mm, designed for the manufacture of automobile parts with a high level of loading. Steel contains the following components, wt.%:
Углерод 0,002-0,007Carbon 0.002-0.007
Кремний 0,005-0,05Silicon 0.005-0.05
Марганец 0,5-1,7Manganese 0.5-1.7
Сера 0,005-0,015Sulfur 0.005-0.015
Фосфор 0,005-0,015 или 0,05-0,15Phosphorus 0.005-0.015 or 0.05-0.15
Алюминий 0,005-0,07Aluminum 0.005-0.07
Никель 0,005-0,3Nickel 0.005-0.3
Медь 0,005-0,3Copper 0.005-0.3
Титан 0,02-0,15Titanium 0.02-0.15
Азот 0,001-0,007Nitrogen 0.001-0.007
Хром 0,005-0,3Chrome 0.005-0.3
Железо ОстальноеIron Else
Сталь может дополнительно содержать 0,01-0,15 мас.% ниобия и/или 0,0005-0,005 мас.% бора (Патент РФ 2061782, МПК С 22 С 38/50, опубл. 10.06.1996 - прототип изобретений ″сталь″ и ″изделие″).The steel may additionally contain 0.01-0.15 wt.% Niobium and / or 0.0005-0.005 wt.% Boron (RF Patent 2061782, IPC C 22
Указанное изобретение (прототип) направлено на стабилизацию прочностных характеристик при благоприятной для штамповки текстуре, повышение пластических и коррозионных свойств, увеличение выхода годного, упрочнения при сушке лакокрасочного покрытия в готовых деталях, повышение равномерности распределения механических свойств по длине рулона, снижение температуры хрупковязкого перехода и обеспечение вторичного использования отходов. Однако изделия из указанной стали имеют низкую коррозионную стойкость в атмосфере и в водных хлорсодержащих средах. Кроме того, при содержании углерода и титана в стали ближе к верхним пределам, указанным в формуле, возможно снижение характеристик штампуемости.The specified invention (prototype) is aimed at stabilizing the strength characteristics with a texture favorable for stamping, increasing plastic and corrosion properties, increasing the yield, hardening when drying the paintwork in finished parts, increasing the uniformity of the distribution of mechanical properties along the length of the roll, reducing the temperature of the brittle transition and ensuring recycling waste. However, products from the specified steel have low corrosion resistance in the atmosphere and in aqueous chlorine-containing environments. In addition, when the carbon and titanium contents in the steel are closer to the upper limits indicated in the formula, a reduction in the formability characteristics is possible.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является оптимизация химического состава стали с обеспечением технического результата в виде повышения коррозионной стойкости и технологической пластичности стали при проведении холодного деформирования в листовой штамповке, характеризующегося высокой интенсивностью пластической деформации, при сохранении прочностных характеристик стали и готового изделия.The problem to which the invention is directed is to optimize the chemical composition of steel while providing a technical result in the form of increased corrosion resistance and technological plasticity of steel during cold deformation in sheet metal stamping, characterized by high plastic deformation, while maintaining the strength characteristics of steel and the finished product.
Технический результат достигается тем, что в известной стали для глубокой вытяжки, содержащей углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, хром, никель, медь, алюминий, азот, железо и неизбежные примеси, согласно изобретению назначают содержание компонентов в соотношении, мас.%:The technical result is achieved by the fact that in the known steel for deep drawing containing carbon, silicon, manganese, sulfur, phosphorus, chromium, nickel, copper, aluminum, nitrogen, iron and inevitable impurities, according to the invention, the content of components in the ratio, wt.% Is assigned :
Углерод 0,002-0,010Carbon 0.002-0.010
Кремний 0,002-0,030Silicon 0.002-0.030
Марганец 0,07-0,30Manganese 0.07-0.30
Фосфор 0,04-0,12Phosphorus 0.04-0.12
Сера 0,005-0,012Sulfur 0.005-0.012
Хром 0,007-0,040Chrome 0.007-0.040
Никель 0,007-0,040Nickel 0.007-0.040
Медь 0,2-0,6Copper 0.2-0.6
Алюминий 0,02-0,06Aluminum 0.02-0.06
Азот 0,002-0,007Nitrogen 0.002-0.007
Железо и неизбежные примеси Остальное,Iron and inevitable impurities Else,
при этом суммарное содержание марганца, фосфора и меди должно быть не менее 0,55 мас.%, сталь дополнительно содержит 0,0007-0,0050 мас.% бора, а также тем, что изделие выполняют из указанной стали. Как вариант, технический результат достигается также тем, что в известной стали для глубокой вытяжки, содержащей углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, хром, никель, медь, алюминий, титан, азот, железо и неизбежные примеси, согласно изобретению назначают содержание компонентов в соотношении, мас.%:the total content of manganese, phosphorus and copper should be at least 0.55 wt.%, the steel additionally contains 0.0007-0.0050 wt.% boron, as well as the fact that the product is made of the specified steel. Alternatively, the technical result is also achieved by the fact that in the known steel for deep drawing containing carbon, silicon, manganese, sulfur, phosphorus, chromium, nickel, copper, aluminum, titanium, nitrogen, iron and inevitable impurities, according to the invention, the content of components in the ratio, wt.%:
Углерод 0,002-0,010Carbon 0.002-0.010
Кремний 0,002-0,030Silicon 0.002-0.030
Марганец 0,07-0,30Manganese 0.07-0.30
Фосфор 0,04-0,12Phosphorus 0.04-0.12
Сера 0,005-0,012Sulfur 0.005-0.012
Хром 0,007-0,040Chrome 0.007-0.040
Никель 0,007-0,040Nickel 0.007-0.040
Медь 0,2-0,6Copper 0.2-0.6
Алюминий 0,02-0,06Aluminum 0.02-0.06
Титан 0,02-0,12Titanium 0.02-0.12
Азот 0,002-0,007Nitrogen 0.002-0.007
Железо и неизбежные примеси Остальное,Iron and inevitable impurities Else,
при этом суммарное содержание марганца, фосфора и меди должно быть не менее 0,55 мас.%, при этом соотношение содержания титана, азота, серы и углерода должно удовлетворять условию:the total content of manganese, phosphorus and copper should be at least 0.55 wt.%, while the ratio of the contents of titanium, nitrogen, sulfur and carbon must satisfy the condition:
(Tiобщ.-3,43N-1,5S)×(С)≤0,00015, (1)(Ti total. -3.43N-1.5S) × (C) ≤0.00015, (1)
где Ti, N, S и С - содержание титана, азота, серы и углерода соответственно, мас.%, сталь дополнительно содержит 0,0007-0,0050 мас.% бора, а также тем, что изделие выполняют из указанной стали.where Ti, N, S and C are the contents of titanium, nitrogen, sulfur and carbon, respectively, wt.%, steel additionally contains 0.0007-0.0050 wt.% boron, and also the fact that the product is made of the specified steel.
Как вариант, технический результат достигается также тем, что в известной стали для глубокой вытяжки, содержащей углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, хром, никель, медь, алюминий, титан, ниобий, азот, железо и неизбежные примеси, согласно изобретению назначают содержание компонентов в соотношении, мас.%:Alternatively, the technical result is also achieved by the fact that in the known steel for deep drawing containing carbon, silicon, manganese, sulfur, phosphorus, chromium, nickel, copper, aluminum, titanium, niobium, nitrogen, iron and inevitable impurities, according to the invention appoint the content of components in the ratio, wt.%:
Углерод 0,002-0,010Carbon 0.002-0.010
Мремний 0,002-0,030Snake 0.002-0.030
Марганец 0,07-0,30Manganese 0.07-0.30
Фосфор 0,04-0,12Phosphorus 0.04-0.12
Сера 0,005-0,012Sulfur 0.005-0.012
Хром 0,007-0,040Chrome 0.007-0.040
Никель 0,007-0,040Nickel 0.007-0.040
Медь 0,2-0,6Copper 0.2-0.6
Алюминий 0,02-0,06Aluminum 0.02-0.06
Титан 0,02-0,12Titanium 0.02-0.12
Ниобий 0,001-0,060Niobium 0.001-0.060
Азот 0,002-0,007Nitrogen 0.002-0.007
Железо и неизбежные примеси Остальное,Iron and inevitable impurities Else,
при этом суммарное содержание марганца, фосфора и меди должно быть не менее 0,55 мас.%, при этом соотношение содержания титана, азота, серы и углерода должно удовлетворять условиюthe total content of manganese, phosphorus and copper should be at least 0.55 wt.%, while the ratio of the content of titanium, nitrogen, sulfur and carbon must satisfy the condition
(Tiобщ.-3,43N-1,5S)×(С)≤0,00015, (1)(Ti total. -3.43N-1.5S) × (C) ≤0.00015, (1)
где Ti, N, S и С - содержание титана, азота, серы и углерода соответственно, мас.%, сталь дополнительно содержит 0,0007-0,0050 мас.% бора, а также тем, что изделие выполняют из указанной стали.where Ti, N, S and C are the contents of titanium, nitrogen, sulfur and carbon, respectively, wt.%, steel additionally contains 0.0007-0.0050 wt.% boron, and also the fact that the product is made of the specified steel.
Сущность изобретения заключается в том, что для обеспечения высокой коррозионной стойкости требуется совместное легирование стали медью и фосфором при ограничении содержания в ней кремния и марганца. При этом требуемые прочностные характеристики стали обеспечиваются твердорастворным упрочнением из-за присутствия в растворе элементов замещения - марганца, меди и фосфора. С этой целью ограничивают минимальное значение их суммарного содержания - не менее 0,55%. При этом фосфор благоприятно влияет на пластическую анизотропию, тем самым улучшая штампуемость стали. Для обеспечения высокой штампуемости сталей повышенной прочности и коррозионной стойкости целесообразно микролегирование стали титаном или титаном совместно с ниобием в таком количестве, чтобы обеспечить удаление из твердого раствора примесей внедрения - углерода и азота, что реализуется во втором и третьем вариантах изобретения. Используемые в настоящее время формулы для расчета требуемого содержания микролегирующих элементов учитывают необходимость связывания в карбиды, нитриды и карбосульфиды присутствующих в стали углерода, азота и серы. В то же время при достаточно высоком содержании в стали углерода и титана повышается температура выделения частиц карбида титана (выше 900°С) и становится возможным их выделение в процессе горячей прокатки, что отрицательно влияет на характеристики зеренной структуры и текстуры стали, ухудшая штампуемость. С этим связана необходимость ограничения содержания титана, остающегося в твердом растворе после связывания азота и серы, и содержания углерода в соответствии с выражением (1). Негативным моментом, возникающим при введении в сталь фосфора, может быть охрупчивание металла из-за склонности атомов фосфора к сегрегации на границах зерен. Дополнительное микролегирование бором, атомы которого препятствуют миграции фосфора к границам зерен, гарантирует сохранение высокой пластичности стали.The essence of the invention lies in the fact that to ensure high corrosion resistance requires the joint alloying of steel with copper and phosphorus while limiting the content of silicon and manganese in it. At the same time, the required strength characteristics of steel are provided by solid-solution hardening due to the presence of substitution elements in the solution - manganese, copper and phosphorus. For this purpose, the minimum value of their total content is limited to at least 0.55%. At the same time, phosphorus favorably affects plastic anisotropy, thereby improving the formability of steel. To ensure high formability of steels with increased strength and corrosion resistance, it is advisable to microalloy steel with titanium or titanium together with niobium in such an amount as to ensure removal of interstitial impurities — carbon and nitrogen — from the solid solution, which is implemented in the second and third embodiments of the invention. The formulas currently used to calculate the required content of microalloying elements take into account the need to bind carbon, nitrogen, and sulfur to carbides, nitrides, and carbosulfides. At the same time, at a sufficiently high content of carbon and titanium in steel, the temperature of the precipitation of particles of titanium carbide increases (above 900 ° C) and their precipitation during hot rolling becomes possible, which negatively affects the characteristics of the grain structure and texture of the steel, impairing the formability. A related need is to limit the content of titanium remaining in the solid solution after the binding of nitrogen and sulfur, and the carbon content in accordance with expression (1). The negative point that arises when phosphorus is introduced into steel may be embrittlement of the metal due to the tendency of phosphorus atoms to segregate at grain boundaries. Additional microalloying with boron, whose atoms prevent the migration of phosphorus to the grain boundaries, ensures the preservation of high ductility of steel.
Ограничение нижнего предела содержания углерода определяется тем, что присутствие в стали углерода в количестве не менее 0,002 мас.% необходимо для реализации ВН-эффекта (Bake Hardening Effect), что позволяет сочетать низкий предел текучести (что важно для штампуемости) со способностью стали к существенному упрочнению в процессе сушки лакокрасочного покрытия, нанесенного на отштампованное изделие.The limitation of the lower limit of carbon content is determined by the fact that the presence of carbon in the amount of at least 0.002 wt.% Is necessary for the implementation of the BH-effect (Bake Hardening Effect), which allows you to combine a low yield strength (which is important for stampability) with the ability of steel to a significant hardening during the drying process of the paintwork applied to the stamped product.
Ограничение нижнего предела содержания азота и серы в стали определяется возможностями существующих на сегодняшний день сталеплавильных технологий. Дальнейшее снижение содержания этих элементов не вызывает существенного улучшения потребительских свойств, но приводит к существенному удорожанию металлопродукции.The limitation of the lower limit of nitrogen and sulfur in steel is determined by the capabilities of existing steelmaking technologies. A further decrease in the content of these elements does not cause a significant improvement in consumer properties, but leads to a significant increase in the cost of metal products.
Увеличение содержания углерода, азота и серы выше верхних пределов формулы изобретения приводит к необходимости увеличения количества микролегирующих элементов, что, как показано выше, может приводить к ухудшению штампуемости (при большом количестве углерода и титана), а также повышает стоимость металлопродукции.An increase in the content of carbon, nitrogen and sulfur above the upper limits of the claims leads to the need to increase the number of microalloying elements, which, as shown above, can lead to a deterioration in stampability (with a large amount of carbon and titanium), and also increases the cost of metal products.
Верхние пределы содержания кремния и марганца связаны с отрицательным влиянием указанных элементов на коррозионную стойкость стали. Ограничение нижних пределов содержания указанных элементов в основном диктуется экономическими соображениями, так как дальнейшее снижение их содержания не приводит к повышению качества стали.The upper limits of the content of silicon and manganese are associated with a negative effect of these elements on the corrosion resistance of steel. The restriction of the lower limits of the content of these elements is mainly dictated by economic considerations, since a further decrease in their content does not lead to an increase in the quality of steel.
Нижние пределы содержания меди и фосфора соответственно 0,2 и 0,04% нормируются для гарантии повышенной коррозионной стойкости.The lower limits of the content of copper and phosphorus, respectively, 0.2 and 0.04% are standardized to guarantee increased corrosion resistance.
Ограничение верхнего предела содержания фосфора 0,12% связано с тем, что при его повышенном содержании в стали может происходить охрупчивание границ зерен.The limitation of the upper limit of the phosphorus content of 0.12% is due to the fact that at its increased content in steel embrittlement of grain boundaries can occur.
Ограничение содержания меди значением 0,6% необходимо для предотвращения появления трещин в процессе горячей прокатки, а также рационального ограничения прочности стали перед штамповкой.The limitation of the copper content to 0.6% is necessary to prevent the appearance of cracks during hot rolling, as well as to rationally limit the strength of steel before stamping.
Минимальное содержание алюминия в стали определяется необходимостью достаточного раскисления стали. Ограничение верхнего предела содержания алюминия связано с его отрицательным влиянием на коррозионную стойкость.The minimum aluminum content in steel is determined by the need for sufficient deoxidation of the steel. The limitation of the upper limit of the aluminum content is due to its negative effect on corrosion resistance.
Снижение содержания хрома и никеля ниже 0,007% приводит к снижению коррозионной стойкости стали, а увеличение их содержания выше 0,04% может отрицательно влиять на штампуемость.A decrease in the content of chromium and nickel below 0.007% leads to a decrease in the corrosion resistance of steel, and an increase in their content above 0.04% can adversely affect stampability.
Минимальное содержание титана и ниобия определяется требованием достаточного удаления из твердого раствора примесей внедрения. Увеличение содержания титана и ниобия выше верхнего предела приводит к удорожанию стали без положительного влияния на свойства.The minimum content of titanium and niobium is determined by the requirement of sufficient removal of interstitial impurities from the solid solution. An increase in the content of titanium and niobium above the upper limit leads to a rise in price of steel without a positive effect on the properties.
Минимальное содержание бора определяется целесообразностью предотвращения охрупчивания стали в присутствии фосфора. Увеличение содержания бора выше верхнего предела может приводить к снижению штампуемости стали.The minimum boron content is determined by the advisability of preventing embrittlement of steel in the presence of phosphorus. An increase in boron content above the upper limit can lead to a decrease in the formability of steel.
Примеры конкретного выполнения изобретенияExamples of specific embodiments of the invention
Пять плавок сверхнизкоуглеродистых сталей были выплавлены в 300-тонном конвертере ОАО ″Северсталь″ и разлиты на установке непрерывной разливки в слябы сечением 250×1290 мм. Слябы прокатывали в горячую на стане ″2000″ на полосы толщиной 3,0 мм. Температура конца прокатки составляла 900°С. Полосы после душирования сматывали в рулоны при температуре 700°С. После травления и холодной прокатки на полосы толщиной 0,9 мм полосы в рулонах металла подвергали термической обработке в колпаковых печах с водородной защитной атмосферой при температуре 680°С. После дрессировки со степенью обжатия 1,0% проводили комплексные механические испытания и холоднокатаного, и оцинкованного металла, а также коррозионные испытания холоднокатаного металла.Five melts of ultra-low-carbon steels were smelted in a 300-ton converter of Severstal OJSC and cast in a continuous casting unit into slabs with a section of 250 × 1290 mm. The slabs were rolled hot in a mill of ″ 2000 ″ into strips 3.0 mm thick. The temperature of the end of rolling was 900 ° C. Strips after chilling were wound into rolls at a temperature of 700 ° C. After etching and cold rolling into strips 0.9 mm thick, strips in metal rolls were heat treated in bell-type furnaces with a hydrogen protective atmosphere at a temperature of 680 ° C. After training with a compression ratio of 1.0%, complex mechanical tests of both cold rolled and galvanized metal were carried out, as well as corrosion tests of cold rolled metal.
Плавка 1 - сталь, содержащая 0,01% углерода, 0,015% кремния, 0,20% марганца, 0,05% фосфора, 0,008% серы, 0,011% хрома, 0,020% никеля, 0,4% меди, 0,04% алюминия, 0,004% азота, железо и неизбежные примеси, при этом суммарное содержание марганца, фосфора и меди составило 0,65%, плавка соответствует п.1 и 3 формулы изобретения.Smelting 1 - steel containing 0.01% carbon, 0.015% silicon, 0.20% manganese, 0.05% phosphorus, 0.008% sulfur, 0.011% chromium, 0.020% nickel, 0.4% copper, 0.04% aluminum, 0.004% nitrogen, iron and inevitable impurities, while the total content of manganese, phosphorus and copper was 0.65%, the smelting corresponds to
Плавка 2 - сталь, содержащая 0,004% углерода, 0,012% кремния, 0,25% марганца, 0,040% фосфора, 0,009% серы, 0,012% хрома, 0,012% никеля, 0,4% меди, 0,02% алюминия, 0,05% титана, 0,003% азота, железо и неизбежные примеси, при этом суммарное содержание марганца, фосфора и меди составило 0,69%, а произведение в левой части выражения (1) - 0,00010%, плавка соответствует п.4 и 6 формулы изобретения.Smelting 2 - steel containing 0.004% carbon, 0.012% silicon, 0.25% manganese, 0.040% phosphorus, 0.009% sulfur, 0.012% chromium, 0.012% nickel, 0.4% copper, 0.02% aluminum, 0, 05% titanium, 0.003% nitrogen, iron and inevitable impurities, while the total content of manganese, phosphorus and copper was 0.69%, and the product on the left side of expression (1) was 0.00010%, melting corresponds to
Плавка 3 - сталь, содержащая 0,005% углерода, 0,012% кремния, 0,18% марганца, 0,045% фосфора, 0,007% серы, 0,015% хрома, 0,011% никеля, 0,55% меди, 0,06% алюминия, 0,025% титана, 0,05% ниобия, 0,004% азота, железо и неизбежные примеси, при этом суммарное содержание марганца, фосфора и меди составило 0,775, а произведение в левой части выражения (1) - 0,000039, плавка соответствует п.7 и 9 формулы изобретения.Smelting 3 - steel containing 0.005% carbon, 0.012% silicon, 0.18% manganese, 0.045% phosphorus, 0.007% sulfur, 0.015% chromium, 0.011% nickel, 0.55% copper, 0.06% aluminum, 0.025% titanium, 0.05% niobium, 0.004% nitrogen, iron and inevitable impurities, while the total content of manganese, phosphorus and copper was 0.775, and the product on the left side of expression (1) was 0.000039, melting corresponds to
Плавка 4 - сталь, содержащая 0,06% углерода, 0,011% кремния, 0,25% марганца, 0,045% фосфора, 0,007% серы, 0,010% хрома, 0,015% никеля, 0,3% меди, 0,04% алюминия, 0,004% азота, 0,001% бора, железо и неизбежные примеси, при этом суммарное содержание марганца, фосфора и меди составило 0,595%, плавка соответствует п.2 и 3 формулы изобретения;Melting 4 - steel containing 0.06% carbon, 0.011% silicon, 0.25% manganese, 0.045% phosphorus, 0.007% sulfur, 0.010% chromium, 0.015% nickel, 0.3% copper, 0.04% aluminum, 0.004% nitrogen, 0.001% boron, iron and inevitable impurities, while the total content of manganese, phosphorus and copper was 0.595%, smelting corresponds to
Плавка 5 - сталь, содержащая 0,005% углерода, 0,012% кремния, 0,56% марганца, 0,05% фосфора, 0,008% серы, 0,03% хрома, 0,04% никеля, 0,09% меди, 0,05% алюминия, 0,09% титана, 0,004% азота, железо и неизбежные примеси, при этом суммарное содержание марганца, фосфора и меди составило 0,7, а произведение в левой части выражения (1) - 0,00032, плавка не соответствует ни одному из вариантов изобретения из-за более высокого содержания марганца, низкого содержания меди и невыполнения условия (1).Melting 5 - steel containing 0.005% carbon, 0.012% silicon, 0.56% manganese, 0.05% phosphorus, 0.008% sulfur, 0.03% chromium, 0.04% nickel, 0.09% copper, 0, 05% aluminum, 0.09% titanium, 0.004% nitrogen, iron and inevitable impurities, while the total content of manganese, phosphorus and copper was 0.7, and the product on the left side of expression (1) was 0.00032, melting does not correspond none of the variants of the invention due to the higher manganese content, low copper content and the failure of the conditions (1).
Механические испытания образцов холоднокатаного проката из стали указанных плавок проводили на электромеханической испытательной машине INSTRON-1185. Размеры образца составляли 20 × 120 мм.Mechanical testing of samples of cold-rolled steel from the steel of the above-mentioned heats was carried out on an INSTRON-1185 electromechanical testing machine. The dimensions of the sample were 20 × 120 mm.
Испытания проводили в полуавтоматическом режиме с тензометром продольной деформации (база тензометра 12,5 мм). Скорость растяжения составляла 10 мм/мин.The tests were carried out in a semi-automatic mode with a longitudinal strain tensometer (strain gauge base 12.5 mm). The tensile rate was 10 mm / min.
В случае кривых растяжения без физического предела текучести величину предела текучести определяли по показаниям тензометра с учетом линейного участка диаграммы растяжения (кроме этого, для контроля использовали анализ машинной диаграммы растяжения).In the case of tensile curves without a physical yield strength, the yield strength was determined from the readings of the tensometer taking into account the linear portion of the tensile diagram (in addition, an analysis of the machine tensile diagram was used for control).
Показатель упрочнения определяли в диапазоне деформации от 10 до 17%.The hardening index was determined in the deformation range from 10 to 17%.
Коэффициент нормальной пластической анизотропии r определяли при остановке испытаний (при достижении 17%) путем замера вручную ширины образца (в трех сечениях).The coefficient of normal plastic anisotropy r was determined when the tests were stopped (when reaching 17%) by manually measuring the width of the sample (in three sections).
Для образцов шириной 20 мм относительное удлинение δ4 определяли на базе 80 мм (A80).For samples with a width of 20 mm, the elongation δ 4 was determined on the basis of 80 mm (A 80 ).
Испытания для определения упрочнения стали при сушке лакокрасочного покрытия (ВН-эффект) проводили в следующей последовательности:Tests to determine the hardening of steel during drying of the paintwork (VN effect) were carried out in the following sequence:
1) образцы растягивали до величины деформации 2%, которую определяли по экстензометру (база 26 мм); при этом определяли σ2 - напряжение при деформации 2%;1) the samples were stretched to a strain of 2%, which was determined by an extensometer (base 26 mm); in this case, σ 2 was determined — stress at
2) образцы помещали в печь, нагретую до температуры 170±10°С, и выдерживали в течение 20 минут;2) the samples were placed in an oven heated to a temperature of 170 ± 10 ° C, and kept for 20 minutes;
3) образцы испытывали на растяжение, определяя величину ВН-эффекта, как разницу между пределом текучести σт (ВН) и σ2.3) the samples were tested in tension, determining the magnitude of the BH effect, as the difference between the yield strength σ t (BH) and σ 2 .
Результаты механических и коррозионных испытаний приведены в таблице. Определяли основные механические характеристики, предусмотренные нормативно-технической документацией (НТД) для сталей данного класса. К ним относятся предел текучести σт, предел прочности σв, отношение предела текучести к пределу прочности, относительное удлинение δ4, коэффициент нормальной пластической анизотропии r и коэффициент деформационного упрочнения n. Критерием обеспечения требуемой прочности считали получение значения предела текучести холоднокатаного проката не ниже 220 Н/мм2 или получение значения предела текучести не ниже 200 Н/мм2 при обеспечении ВН-эффекта не менее 30 Н/мм2. Критерием высокой технологической пластичности и штампуемости считали обеспечение значения коэффициента нормальной пластической анизотропии r не менее 1,8, значения коэффициента деформационного упрочнения n не менее 0,18, отношения предела текучести к пределу прочности не более 0,65 и значения относительного удлинения не менее 36%.The results of mechanical and corrosion tests are given in the table. The main mechanical characteristics determined by the normative and technical documentation (NTD) for steels of this class were determined. These include yield strength σ t , tensile strength σ c , the ratio of yield strength to ultimate strength, elongation δ 4 , normal plastic anisotropy coefficient r and strain hardening coefficient n. The criterion for ensuring the required strength was considered to be to obtain a yield strength of cold rolled steel of at least 220 N / mm 2 or to obtain a yield strength of not less than 200 N / mm 2 while providing a BH effect of at least 30 N / mm 2 . The criterion of high technological ductility and stampability was considered to be ensuring the value of the coefficient of normal plastic anisotropy r not less than 1.8, the values of the coefficient of strain hardening n not less than 0.18, the ratio of yield strength to tensile strength not more than 0.65 and the relative elongation not less than 36% .
В качестве метода коррозионных испытаний образцов холоднокатаного проката был использован способ переменного погружения образцов автолистовой стали в раствор 3,5% NaCl с пребыванием в нем 10 минут и последующим выносом на воздух (50 минут), в соответствии со стандартом ASTM G 44-75 (Метод 1). Коррозионную стойкость оценивали по приросту массы (привесу) на единицу площади поверхности образца за 30 циклов испытаний. Если значение прироста массы составляло не более 5 г/м2, то коррозионную стойкость считали удовлетворительной. Кроме того, для оценки коррозионной стойкости применяли следующие ускоренные испытания: погружение в 5%-ный раствор H2SO4 (метод 2), выдержка в специальной камере с воздушной средой при температуре 40°С и влажностью 98% (метод 3), испытания на специальной лабораторной установке, рабочее пространство которой заполняется туманом, образующимся от введения в него водного раствора NaCl (метод 4). При использовании методов 2 и 3 коррозионную стойкость оценивали по потерям массы. При использовании метода 4 испытывали образцы после нанесения лакокрасочного покрытия и нанесения на покрытие надреза. Коррозионную стойкость оценивали по ширине зоны распространения коррозии от места надреза. Результаты испытаний для исследованных методов также представлены в таблице.As a method of corrosion testing of cold-rolled steel samples, we used a method of alternating immersion of steel sheet samples in a solution of 3.5% NaCl with 10 minutes in it and subsequent air release (50 minutes), in accordance with ASTM G 44-75 (Method 1). Corrosion resistance was evaluated by weight gain (gain) per unit surface area of the sample for 30 test cycles. If the value of the mass gain was not more than 5 g / m 2 , then the corrosion resistance was considered satisfactory. In addition, the following accelerated tests were used to assess corrosion resistance: immersion in a 5% solution of H 2 SO 4 (method 2), holding in a special chamber with air at a temperature of 40 ° C and humidity 98% (method 3), tests in a special laboratory setup, the working space of which is filled with fog, formed from the introduction of an aqueous solution of NaCl into it (method 4). When using
Для плавок 2, 3, 5 значения предела текучести получены не ниже 220 Н/мм2. Для плавок 1 и 4 получено значение предела текучести 200-210 Н/мм2, однако из-за склонности этих плавок к ВН-эффекту на уровне 40-45 Н/мм2 в готовом изделии из этой стали предел текучести будет составлять 240-255 Н/мм2. То есть все исследованные плавки имеют повышенную прочность. Для сталей плавок 1-4 получены высокие показатели штампуемости: низкие значения отношения предела текучести к пределу прочности, высокие значения показателей r и n и относительного удлинения. Особенно высокий комплекс механических характеристик получен для сталей плавок 2-4. Для плавки 5 получены неудовлетворительные значения показателя n, относительного удлинения и отношения предела текучести к пределу прочности.For
Холоднокатаный прокат из стали плавки 5 из-за высокого содержания марганца и низкого содержания меди имеет низкую коррозионную стойкость. Для остальных плавок коррозионная стойкость удовлетворительная.Cold rolled steel from
Таким образом, холоднокатаный прокат из сталей плавок 1-4, соответствующих пп.1-9 формулы изобретения, имеет высокие показатели прочности и штампуемости при удовлетворительной коррозионной стойкости. Прокат из стали плавки 5 имеет неудовлетворительные показатели штампуемости и низкую коррозионную стойкость.Thus, cold-rolled steel from steel casting 1-4, corresponding to
То есть использование настоящего предложения существенно повышает коррозионную стойкость и технологическую пластичность стали для глубокой вытяжки и изделий, выполненных из нее, при сохранении прочностных характеристик.That is, the use of this proposal significantly increases the corrosion resistance and technological ductility of steel for deep drawing and products made from it, while maintaining the strength characteristics.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003116851/02A RU2237101C1 (en) | 2003-06-05 | 2003-06-05 | Steel for deep drawing and article made from the same (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003116851/02A RU2237101C1 (en) | 2003-06-05 | 2003-06-05 | Steel for deep drawing and article made from the same (variants) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2237101C1 true RU2237101C1 (en) | 2004-09-27 |
RU2003116851A RU2003116851A (en) | 2004-12-20 |
Family
ID=33433973
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003116851/02A RU2237101C1 (en) | 2003-06-05 | 2003-06-05 | Steel for deep drawing and article made from the same (variants) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2237101C1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455367C2 (en) * | 2010-10-11 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method to produce automobile-body steel |
RU2479642C1 (en) * | 2012-02-22 | 2013-04-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Manufacturing method of cold-rolled strip for high-speed cold blanking |
RU2489342C2 (en) * | 2007-10-01 | 2013-08-10 | Инвенцио Аг | Moving stairway step, method of its fabrication (versions) and moving stairway |
RU2490354C1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-08-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | High-ductility low-alloy steel |
RU2516358C2 (en) * | 2012-08-01 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Production of cold-rolled strip from low-carbon steel for coil blanking |
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 |
RU2675889C2 (en) * | 2014-10-03 | 2018-12-25 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Soldered joint manufacturing method and the soldered joint |
RU2760968C1 (en) * | 2021-02-25 | 2021-12-01 | Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Method for the production of high-strength extra-low-carbon cold-rolled steel with annealing in batch furnaces |
-
2003
- 2003-06-05 RU RU2003116851/02A patent/RU2237101C1/en active
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489342C2 (en) * | 2007-10-01 | 2013-08-10 | Инвенцио Аг | Moving stairway step, method of its fabrication (versions) and moving stairway |
RU2455367C2 (en) * | 2010-10-11 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method to produce automobile-body steel |
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 |
RU2490354C1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-08-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | High-ductility low-alloy steel |
RU2479642C1 (en) * | 2012-02-22 | 2013-04-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Manufacturing method of cold-rolled strip for high-speed cold blanking |
RU2516358C2 (en) * | 2012-08-01 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Production of cold-rolled strip from low-carbon steel for coil blanking |
RU2675889C2 (en) * | 2014-10-03 | 2018-12-25 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Soldered joint manufacturing method and the soldered joint |
RU2760968C1 (en) * | 2021-02-25 | 2021-12-01 | Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Method for the production of high-strength extra-low-carbon cold-rolled steel with annealing in batch furnaces |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2712591C1 (en) | High-strength steel having high deformability, and method of producing such steel | |
US8999085B2 (en) | High manganese steel strips with excellent coatability and superior surface property, coated steel strips using steel strips and method for manufacturing the steel strips | |
JP5403185B2 (en) | High-strength hot-dip galvanized steel sheet, high-strength galvannealed steel sheet excellent in plating adhesion, formability and hole expansibility having a tensile strength of 980 MPa or more, and a method for producing the same | |
US7887649B2 (en) | High-tensile strength welded steel tube for structural parts of automobiles and method of producing the same | |
CA2935638C (en) | Hot-formed member and method of manufacturing same | |
EP2749665B1 (en) | High strength hot dip galvanized steel sheet having excellent deep- drawability, and method for producing same | |
KR20190042022A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING STRENGTH STEEL STRIP WITH IMPROVED CHARACTERISTICS FOR ADDITIONAL TREATMENT | |
JP7111252B2 (en) | Coated steel member, coated steel plate and manufacturing method thereof | |
RU2330887C1 (en) | Method of producing cold-rolled steel for deep-drawing | |
EP4165222A1 (en) | Cold rolled and heat-treated steel sheet and a method of manufacturing thereof | |
RU2313583C2 (en) | Method for producing of cold-rolled steel for cold pressing | |
JP4177478B2 (en) | Cold-rolled steel sheet, hot-dip galvanized steel sheet excellent in formability, panel shape, and dent resistance, and methods for producing them | |
EP3901313A1 (en) | High-strength cold-rolled steel sheet having excellent bending workability and manufacturing method therefor | |
RU2237101C1 (en) | Steel for deep drawing and article made from the same (variants) | |
RU2313584C2 (en) | Method for producing of cold-rolled steel for cold pressing | |
RU2233904C1 (en) | Cold-rolled steel for deep drawing | |
JP6032173B2 (en) | High-strength steel sheet, high-strength hot-dip galvanized steel sheet, and high-strength alloyed hot-dip galvanized steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa and excellent delayed fracture resistance | |
KR20230052290A (en) | Cold-rolled and coated steel sheet and its manufacturing method | |
RU2255989C1 (en) | Method of production of cold-rolled steel for deep-drawing | |
JP2003041342A (en) | Cold rolled steel sheet superior in stamping property | |
RU2233905C1 (en) | Cold-rolled steel for deep drawing | |
RU2190684C1 (en) | Cold-rolled steel for stamping complex-shaped details | |
JP2002266032A (en) | Galvanized steel sheet and production method therefor | |
CA3236022A1 (en) | Cold rolled and heat treated steel sheet and a method of manufacturing thereof | |
CA3142677A1 (en) | Steel sheet for cans and method of producing same |