RU2238338C1 - Method for producing from continuously cast rolled bar with spheroidal structure of low-carbon steel for cold bulk pressing of high-strength fastening parts of compound shape - Google Patents
Method for producing from continuously cast rolled bar with spheroidal structure of low-carbon steel for cold bulk pressing of high-strength fastening parts of compound shape Download PDFInfo
- Publication number
- RU2238338C1 RU2238338C1 RU2003124201/02A RU2003124201A RU2238338C1 RU 2238338 C1 RU2238338 C1 RU 2238338C1 RU 2003124201/02 A RU2003124201/02 A RU 2003124201/02A RU 2003124201 A RU2003124201 A RU 2003124201A RU 2238338 C1 RU2238338 C1 RU 2238338C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- cold
- temperature
- hot rolling
- cooling
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству сортового проката из низкоуглеродистой стали для холодной объемной штамповки крепежных деталей особо сложной формы.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of long products from low carbon steel for cold die forging fasteners of particularly complex shapes.
Известна конструкционная сталь, содержащая (мас.%): углерод 0.17-0.20%, марганец 0.65-1.0%, кремний 0,17-0,37%, хром 0.55-0.70%, ванадий 0,05-0,08%, ниобий 0,02-0,04%, остальное железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: (SU 1703709 A, 07.01.1992 г.)Known structural steel containing (wt.%): Carbon 0.17-0.20%, manganese 0.65-1.0%, silicon 0.17-0.37%, chromium 0.55-0.70%, vanadium 0.05-0.08%, niobium 0.02-0.04%, the rest is iron in the following ratio of components, wt.%: (SU 1703709 A, 01/07/1992)
Важнейшим требованием, предъявляемым к сортовому прокату из низкоуглеродистой стали для холодной объемной штамповки сложнопрофильных крепежных деталей особо сложной формы, является, с одной стороны, высокая технологическая пластичность и низкий коэффициент деформационного упрочнения в состоянии поставки и, с другой стороны, способность обеспечить заданный уровень потребительских свойств. Данная сталь от шихтовки до готового сортового проката проходит достаточно длительный передел, включающий следующие операции: выплавку, горячую прокатку, сфероидизирующий отжиг, калибровку. Задача обеспечения необходимого комплекса механических свойств, показателей технологической пластичности и низкого коэффициента деформационного упрочнения металлопроката в состоянии поставки в настоящее время успешно разрешается за счет ряда приемов, применяемых на различных стадиях изготовления стали.The most important requirement for long products of low carbon steel for cold forming for complex fasteners of particularly complex shape is, on the one hand, high technological ductility and low coefficient of strain hardening in the delivery state and, on the other hand, the ability to provide a given level of consumer properties . This steel from the batch to the finished long products undergoes a fairly lengthy redistribution, which includes the following operations: smelting, hot rolling, spheroidizing annealing, calibration. The task of providing the necessary set of mechanical properties, indicators of technological plasticity and a low coefficient of strain hardening of rolled metal in the delivery state is currently being successfully solved by a number of techniques used at various stages of steelmaking.
Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является известный способ производства сортового проката из низкоуглеродистой стали для холодной объемной штамповки сложнопрофильных крепежных деталей, включающий выплавку стали в электропечи, внепечную обработку, непрерывную разливку, горячую прокатку непрерывнолитой заготовки и охлаждение (RU 2156313 C1, C 21 D 8/02, 20.09.2000).The closest analogue to the claimed invention is a known method for the production of long products from low carbon steel for cold forging of complex profile fasteners, including steelmaking in an electric furnace, out-of-furnace processing, continuous casting, hot rolling of a continuously cast billet and cooling (RU 2156313 C1, C 21 D 8 / 02, 09/20/2000).
В основу изобретения поставлена задача разработки стали повышенной деформируемости и способа производства из нее сортового проката. Техническим результатом изобретения является получение структуры сортового проката, гарантирующей рациональные условия холодной объемной штамповки сложнопрофильных крепежных деталей.The basis of the invention is the task of developing steel with high deformability and a method for the production of long products from it. The technical result of the invention is to obtain the structure of long products, guaranteeing rational conditions for cold forging of complex profile fasteners.
Для достижения технического результата в известном способе производства сортового проката из низкоуглеродистой стали для холодной объемной штамповки сложнопрофильных крепежных деталей, включающем выплавку стали в электропечи, внепечную обработку, непрерывную разливку, горячую прокатку непрерывнолитой заготовки и охлаждение, выплавляют сталь при следующем соотношении компонентов, мас.%:To achieve a technical result in the known method for the production of long products from low carbon steel for cold forging of complex profile fasteners, including steelmaking in an electric furnace, out-of-furnace processing, continuous casting, hot rolling of a continuously cast billet and cooling, steel is melted in the following ratio of components, wt.% :
Углерод 0,27-0,32Carbon 0.27-0.32
Марганец 0,30-0,65Manganese 0.30-0.65
Кремний 0,01-0,17Silicon 0.01-0.17
Хром 0,01-0,25Chrome 0.01-0.25
Сера 0,005-0,020Sulfur 0.005-0.020
Ниобий 0,005-0,02Niobium 0.005-0.02
Кальций 0,001-0,010Calcium 0.001-0.010
Железо остальноеIron rest
при выполнении соотношений 12/С - Мn/0.03 ≥ 20; Ca/S ≥ 0,065,when the ratios 12 / C - Mn / 0.03 ≥ 20; Ca / S ≥ 0.065,
где С - углерод, Мn - марганец, Са - кальций, S - сера, горячую прокатку начинают при 900-950°С и заканчивают при 740-850°С со степенью деформации в последних проходах не менее 20%, затем проводят холодную деформацию калибровкой со степенью деформации 20-25% и сфероидизирующий отжиг путем скоростного нагрева в интервале температур Aсl+(10-30)°С последующего регламентированного охлаждения в интервале температур 650-730°С со скоростью охлаждения 0,5-1,0°С/мин и дальнейшего охлаждения в термокамере при температуре среды 100-200°С.where C is carbon, Mn is manganese, Ca is calcium, S is sulfur, hot rolling starts at 900-950 ° C and ends at 740-850 ° C with a degree of deformation of at least 20% in the last passes, then cold deformation is carried out by calibration with a degree of deformation of 20-25% and spheroidizing annealing by high-speed heating in the temperature range A сl + (10-30) ° С followed by regulated cooling in the temperature range 650-730 ° С with a cooling rate of 0.5-1.0 ° С / min and further cooling in a heat chamber at an ambient temperature of 100-200 ° C.
Используются раскислители и легирующие элементы с низким содержанием азота. При непрерывной разливке осуществляют защиту струи металла от контакта с воздухом.Deoxidizing agents and alloying elements with a low nitrogen content are used. During continuous casting, the metal stream is protected from contact with air.
Приведенные сочетания легирующих элементов (п.1) позволяют получить в предлагаемой стали (пруток диаметром до 25 мм), после ускоренного сфероидизирующего отжига однородную мелкодисперсную структуру сфероидизованного перлита с благоприятным сочетанием характеристик прочности и пластичности.The given combinations of alloying elements (item 1) make it possible to obtain a uniform finely dispersed structure of spheroidized perlite with a favorable combination of strength and ductility characteristics after accelerated spheroidizing annealing in the proposed steel (bar up to 25 mm in diameter).
Углерод и карбидообразующие элементы (ниобий) вводятся в композицию данной стали с целью обеспечения мелкодисперсной зеренной структуры, что позволит повысить как уровень ее прочности, так и обеспечить заданный уровень пластичности, а также расширит интервал “отжигаемости” стали. Верхняя граница содержания углерода (0.32%) и ниобия (0.02%) обусловлена необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижняя - соответственно 0.27% и 0.005% - обеспечением требуемого уровня прочности данной стали.Carbon and carbide-forming elements (niobium) are introduced into the composition of this steel in order to provide a finely dispersed grain structure, which will increase both its strength level and provide a given level of ductility, as well as expand the range of annealing of steel. The upper limit of the carbon content (0.32%) and niobium (0.02%) is due to the need to ensure the required level of ductility of steel, and the lower - 0.27% and 0.005%, respectively - to ensure the required level of strength of this steel.
Марганец и хром используется с одной стороны, как упрочнители твердого раствора, с другой стороны, как элементы существенно повышающие устойчивость переохлажденного аустенита. При этом верхний уровень содержания марганца - 0.65% и хрома - 0.25% определяется необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижний - 0.30% и 0.01% соответственно, необходимостью обеспечить требуемый уровень прочности и технологической пластичности стали.Manganese and chromium are used on the one hand as solid solution hardeners, on the other hand, as elements that significantly increase the stability of supercooled austenite. At the same time, the upper level of manganese — 0.65% and chromium — 0.25% is determined by the need to ensure the required level of steel ductility, and the lower — 0.30% and 0.01%, respectively, by the need to provide the required level of strength and technological ductility of steel.
Кремний относится к ферритообразующим элементам. Нижний предел по кремнию - 0.01% обусловлен технологией раскисления стали. Содержание кремния выше 0.17% неблагоприятно скажется на характеристиках пластичности стали.Silicon refers to ferrite-forming elements. The lower limit on silicon - 0.01% is due to steel deoxidation technology. A silicon content above 0.17% will adversely affect the ductility characteristics of steel.
Кальций - элемент, модифицирующий неметаллические включения. Верхний предел, (0.010%) как и в случае серы, обусловлен необходимостью получения заданного уровня пластичности и вязкости стали, а нижний (0.001%) предел вопросами технологичности производства.Calcium is an element that modifies non-metallic inclusions. The upper limit (0.010%), as in the case of sulfur, is due to the need to obtain a given level of ductility and toughness of steel, and the lower (0.001%) limit is due to issues of manufacturability.
Сера определяет уровень пластичности стали. Верхний предел (0.020%) обусловлен необходимостью получения заданного уровня пластичности и вязкости стали, а нижний предел (0.005%) вопросами технологичности производства.Sulfur determines the level of ductility of steel. The upper limit (0.020%) is due to the need to obtain a given level of ductility and toughness of steel, and the lower limit (0.005%) is related to the manufacturability of production.
Соотношения определяют условия обеспечения заданных характеристик пластичности и упрочняемости стали при холодной объемной штамповке сложнопрофильных крепежных деталей, используют раскислители и легирующие с низким содержанием азота.The ratio they determine the conditions for ensuring the specified characteristics of ductility and hardenability of steel during cold forging of complex-profile fasteners, use deoxidizers and alloys with a low nitrogen content.
Пример осуществления способаAn example of the method
Выплавка низкоуглеродистой стали следующего состава: углерод - 0.30%, марганец - 0.45%, кремний - 0.10%, хром - 0.20%, сера - 0,011%, ниобий - 0.012%, кальций - 0.001%, производится в 150-ти тонных дуговых сталеплавильных печах с использованием в шихте 100% металлизованных окатышей, что обеспечивает получение массовой доли азота перед выпуском из ДСП не более 0,003%, а также низкое содержание цветных примесей. Предварительное легирование металла по марганцу и кремнию производится в ковше при выпуске из ДСП. После выпуска производилась продувка металла аргоном через донный продувочный блок во время которой сталь раскисляется алюминием. После этого металл поступает на агрегат комплексной обработки стали (АКОС), на котором имеется возможность нагрева металла до необходимой температуры, продувки его аргоном через донный продувочный блок, дозированной присадки необходимых ферросплавов и обработки стали порошковой проволокой с различными наполнителями. На АКОСе производится наведение рафинировочного шлака присадкой извести и плавикового шпата, раскисление шлака гранулированным алюминием, легирование металла алюминием до содержания 0,050%, доводка металла по содержанию марганца, нагрев до температуры, обеспечивающей дальнейшую обработку. После обработки на АКОС металл подвергается вакуумной обработке на порционном вакууматоре. Во время вакуумирования производится окончательная корректировка по химическому составу. После вакуумирования металл обрабатывается силикокальцием и передается на разливку. Разливка производится на четырехручьевых УНРС радиального типа в слиток размерами 300×360 мм со скоростью вытягивания 0,6-0,7 м/мин, с защитой металла от окисления путем использования покровных шлаковых смесей в промежуточном ковше и кристаллизаторе, защитных труб, погружных стаканов и подачей аргона. Это также обеспечивает получение низкого содержания азота и кислорода и чистоту металла по неметаллическим включениям. После разливки и пореза на мерную длину полученные непрерывнолитые заготовки охлаждались в печах контролируемого охлаждения. Горячую прокатку сортового проката начинают при температуре 900-950°С, и заканчивают при температуре 740-850°С, при деформации в последних проходах не менее 20%. Далее следует травление горячекатаного проката в растворе серной кислоты (концентрация 180-200 г/л) при температуре 80°С в течении 30 мин, с последующим нанесением подсмазочного покрытия. Далее следует холодная деформация калибровкой с деформацией 20-25% и сфероидизирующий отжиг, включающий скоростной индукционный нагрев в межкритический интервал температур (ACl+10-30°C) xoлоднодеформированного металла с последующим регламентированным охлаждением в интервале температур 650-730°С, со скоростями 1.0-1.5°С/мин и дальнейшим охлаждением в термокамере при температуре среды 100-200°С, что обеспечивает сокращение продолжительности процесса сфероидизации в 5-10 раз.The smelting of low-carbon steel of the following composition: carbon - 0.30%, manganese - 0.45%, silicon - 0.10%, chromium - 0.20%, sulfur - 0.011%, niobium - 0.012%, calcium - 0.001%, is carried out in 150-ton arc steel furnaces using 100% metallized pellets in the charge, which ensures that the mass fraction of nitrogen before release from the particleboard is not more than 0.003%, as well as a low content of color impurities. The preliminary alloying of the metal with manganese and silicon is carried out in the ladle upon discharge from the particleboard. After the release, the metal was purged with argon through the bottom purge unit during which the steel was deoxidized by aluminum. After that, the metal enters the integrated steel processing unit (AKOS), where it is possible to heat the metal to the required temperature, purge it with argon through the bottom blowing unit, dosed the necessary ferroalloys and treat the steel with flux-cored wire with various fillers. At AKOS, refining slag is imposed with an additive of lime and fluorspar, slag is deoxidized with granulated aluminum, the metal is alloyed with aluminum to a content of 0.050%, the metal is refined according to the manganese content, and it is heated to a temperature that ensures further processing. After processing at AKOS, the metal is subjected to vacuum treatment at a batch vacuum. During evacuation, a final adjustment of the chemical composition is made. After evacuation, the metal is treated with silicocalcium and transferred to casting. Casting is carried out on radial four-strand UNRS in an ingot 300 × 360 mm in size with a drawing speed of 0.6-0.7 m / min, with metal protection from oxidation by using cover slag mixtures in the intermediate ladle and mold, protective tubes, immersion glasses and argon feed. It also provides a low nitrogen and oxygen content and metal purity from non-metallic inclusions. After casting and cutting to a measured length, the continuously cast billets obtained were cooled in controlled cooling furnaces. Hot rolling of long products starts at a temperature of 900-950 ° C, and ends at a temperature of 740-850 ° C, with a deformation of at least 20% in the last passes. This is followed by etching of hot-rolled steel in a solution of sulfuric acid (concentration of 180-200 g / l) at a temperature of 80 ° C for 30 minutes, followed by applying a lubricating coating. This is followed by cold deformation by calibration with a deformation of 20-25% and spheroidizing annealing, including high-speed induction heating in the intercritical temperature range (A Cl + 10-30 ° C) of a cold-deformed metal with subsequent regulated cooling in the temperature range 650-730 ° C, with speeds 1.0-1.5 ° C / min and further cooling in a heat chamber at an ambient temperature of 100-200 ° C, which reduces the duration of the spheroidization process by 5-10 times.
Выполнение соотношения легирующих элементов позволило обеспечить требуемый уровень пластичности стали непосредственно в горячекатаном состоянии на уровне δ=28%, и уровень холодной осадки образца диаметром 20 мм на 75% высоты.Fulfillment of the ratio of alloying elements made it possible to provide the required level of ductility of steel directly in the hot-rolled state at a level of δ = 28%, and the level of cold precipitation of a sample with a diameter of 20 mm at 75% of the height.
при содержании марганца - 0.45%, углерода - 0.30% when the manganese content is 0.45%, carbon is 0.30%
при содержании серы - 0,011%, кальция - 0.001%. when the sulfur content is 0.011%, calcium is 0.001%.
Внедрение предложенного способа производства сортового проката из низкоуглеродистой стали повышенной технологической пластичности обеспечивающего получение структуры сортового проката, гарантирующей рациональные условия холодной объемной штамповки сложнопрофильных крепежных деталей.Implementation of the proposed method for the production of long products from low carbon steel of high technological ductility, which provides the structure of long products, guaranteeing rational conditions for cold forming for complex profile fasteners.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003124201/02A RU2238338C1 (en) | 2003-08-05 | 2003-08-05 | Method for producing from continuously cast rolled bar with spheroidal structure of low-carbon steel for cold bulk pressing of high-strength fastening parts of compound shape |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003124201/02A RU2238338C1 (en) | 2003-08-05 | 2003-08-05 | Method for producing from continuously cast rolled bar with spheroidal structure of low-carbon steel for cold bulk pressing of high-strength fastening parts of compound shape |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2238338C1 true RU2238338C1 (en) | 2004-10-20 |
RU2003124201A RU2003124201A (en) | 2005-03-10 |
Family
ID=33538231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003124201/02A RU2238338C1 (en) | 2003-08-05 | 2003-08-05 | Method for producing from continuously cast rolled bar with spheroidal structure of low-carbon steel for cold bulk pressing of high-strength fastening parts of compound shape |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2238338C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103028599A (en) * | 2012-05-25 | 2013-04-10 | 宝钢集团新疆八一钢铁有限公司 | Production method for hot rolled ribbed steel bar steel wire rod |
RU2802486C1 (en) * | 2022-11-29 | 2023-08-29 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" | Method for manufacturing high-strength fastening products of strength class 14.9 from alloy steel by cold volume forging method |
-
2003
- 2003-08-05 RU RU2003124201/02A patent/RU2238338C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103028599A (en) * | 2012-05-25 | 2013-04-10 | 宝钢集团新疆八一钢铁有限公司 | Production method for hot rolled ribbed steel bar steel wire rod |
CN103028599B (en) * | 2012-05-25 | 2014-11-05 | 宝钢集团新疆八一钢铁有限公司 | Production method for hot rolled ribbed steel bar steel wire rod |
RU2802486C1 (en) * | 2022-11-29 | 2023-08-29 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" | Method for manufacturing high-strength fastening products of strength class 14.9 from alloy steel by cold volume forging method |
RU2814574C1 (en) * | 2023-01-23 | 2024-03-01 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" | Method for manufacturing high-strength fasteners from alloy steel without spheroidizing annealing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003124201A (en) | 2005-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2338793C2 (en) | Bar out of medium alloyed steel for cold die forging | |
RU2238334C1 (en) | Method for producing from continuously cast rolled bar with spheroidized structure of boron steel for cold bulk pressing of high-strength fastening parts | |
RU2238338C1 (en) | Method for producing from continuously cast rolled bar with spheroidal structure of low-carbon steel for cold bulk pressing of high-strength fastening parts of compound shape | |
RU2330895C2 (en) | Pipe shell made of low-carbon microalloyed steel | |
RU2237728C1 (en) | Method of production of continuously cast blank of bars from boron-containing steel for cold die forging of high-strength fasteners | |
RU2262539C1 (en) | Round merchant shapes made from alloyed steel for cold die forging of intricate-shape profiles for high-strength fastening parts | |
RU2336316C2 (en) | Round bar out of boron containing steel for cold die forging | |
RU2238333C1 (en) | Method for producing of rolled bars from boron steel for cold bulk pressing of high-strength fastening parts | |
RU2238336C1 (en) | Method for producing from continuously cast rolled bar of low-carbon steel for cold bulk pressing of compound-shaped fastening parts | |
RU2336320C1 (en) | Tube stock out of micro alloyed steel | |
RU2337151C1 (en) | Tube stock out of alloyed boron containing steel | |
RU2310690C1 (en) | Round rolled bars of alloy spring steel | |
RU2330896C2 (en) | Pipe shell made of low-carbon low-alloyed steel | |
RU2336335C2 (en) | Tube stock out of medium carbon medium alloyed steel | |
RU2249629C1 (en) | Round-profiled rolled iron from medium-carbon high-plasticity steel for cold die forging of high-strength especially high-profiled fastening members | |
RU2249624C1 (en) | Round-profiled rolled iron from low-alloyed steel for cold die forging of high-strength geometrically complex fastening members | |
RU2249628C1 (en) | Round-profiled rolled iron from low-carbon steel for cold die forging of high-strength especially high-profiled fastening members | |
RU2330893C2 (en) | Pipe shell made of low-alloy steel | |
RU2249627C1 (en) | Round-profiled rolled iron from microalloyed high-plasticity steel for cold die forging of high-strength fastening members | |
RU2336333C2 (en) | Tube stock out of low carbon molybdenum containing steel | |
RU2238339C1 (en) | Method for producing of spheroidal rolled bar from low-carbon steel for cold bulk pressing of compound-profiled fastening parts | |
RU2238335C1 (en) | Method for producing of spheroidized rolled bars from boron steel for cold bulk pressing of high-strength fastening parts | |
RU2249626C1 (en) | Round-profiled rolled iron from medium-carbon boron-containing steel for cold die forging of high-strength fastening members | |
RU2336332C2 (en) | Tube stock out of low carbon molybdenum containing steel | |
RU2336317C1 (en) | Tube stock out of low alloyed steel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 29-2004 FOR TAG: (73) |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090806 |