RU2249628C1 - Round-profiled rolled iron from low-carbon steel for cold die forging of high-strength especially high-profiled fastening members - Google Patents
Round-profiled rolled iron from low-carbon steel for cold die forging of high-strength especially high-profiled fastening members Download PDFInfo
- Publication number
- RU2249628C1 RU2249628C1 RU2003137392/02A RU2003137392A RU2249628C1 RU 2249628 C1 RU2249628 C1 RU 2249628C1 RU 2003137392/02 A RU2003137392/02 A RU 2003137392/02A RU 2003137392 A RU2003137392 A RU 2003137392A RU 2249628 C1 RU2249628 C1 RU 2249628C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon
- steel
- profiled
- low
- iron
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству сортового проката, круглого, из низкоуглеродистой высокопластичной стали для холодной объемной штамповки крепежных деталей особо сложной формы.The invention relates to the field of metallurgy, in particular the production of long products, round, from low-carbon high-ductility steel for cold forging of fasteners of particularly complex shapes.
Известен сортовой прокат круглый из микролегированной стали, содержащей углерод и легирующие элементы, имеющей заданную структуру, например холоднодеформированный мартенсит, прочность на разрыв не менее 1800 МПа и диаметр проволоки составляет 0.1-0.5 мм [1].Known long sections made of microalloyed steel containing carbon and alloying elements having a given structure, for example, cold-deformed martensite, tensile strength of at least 1800 MPa and wire diameter of 0.1-0.5 mm [1].
Известен сортовой прокат, круглый из низкоуглеррдистой стали, содержащей, мас.%: углерод 0,17-0,20%, кремний 0,17-0,37%, марганец 0,65-1,00%, хром 0,55-0,70%, ванадий 0,05-0,08%, ниобий 0,02-0,04%, железо - остальное, при выполнении соотношения (хром/углерод)(ванадий/ниобий)2=16,4-65,9 [2]Known long products, round of low-carbon steel, containing, wt.%: Carbon 0.17-0.20%, silicon 0.17-0.37%, manganese 0.65-1.00%, chromium 0.55- 0.70%, vanadium 0.05-0.08%, niobium 0.02-0.04%, iron - the rest, when the ratio (chromium / carbon) (vanadium / niobium) 2 = 16.4-65, 9 [2]
Наиболее близкий по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является сортовой прокат, круглый, из стали, содержащей, мас.%: углерод 0.18-0.22%, марганец 0.27-0.67%, кремний 0,17-0,37%, ванадий 0,05-0,10%, ниобий 0.01-0,04%, остальное железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: 6V+8Nb≥ 0,56 и 100000VNb2≤ 8.0 [3]. Недостатки в том, что при относительно высоком уровне вариации содержания углерода не учтен фактор защиты бора от связывания в нитриды, что не позволит получить повышенные характеристики прокаливаемости.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed invention is long products, round, made of steel containing, wt.%: Carbon 0.18-0.22%, manganese 0.27-0.67%, silicon 0.17-0.37%, vanadium 0 , 05-0.10%, niobium 0.01-0.04%, the rest is iron in the following ratio of components, wt.%: 6V + 8Nb≥ 0.56 and 100000VNb 2 ≤ 8.0 [3]. The disadvantages are that with a relatively high level of variation in the carbon content, the factor of boron protection from binding to nitrides is not taken into account, which does not allow to obtain increased hardenability characteristics.
Задачей изобретения является обеспечение рациональных условий холодной объемной штамповки сложнопрофильных крепежных деталей при одновременном обеспечении однородных механических свойств по сечению проката и повышенных характеристик технологической пластичности.The objective of the invention is to provide rational conditions for the cold forging of complex-profile fasteners while ensuring uniform mechanical properties along the rolled section and increased characteristics of technological ductility.
Важнейшим требованием, предъявляемым к сортовому прокату, круглому, высокопластичной низкоуглеродистой стали для холодной объемной штамповки 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.The most important requirement for long products, round, high-ductility low-carbon steel for cold forming for fasteners of especially 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 consumer properties.
Поставленная задача решена тем, что известный сортовой прокат, круглый, из высокопластичной низкоуглеродистой стали, имеющий заданную структуру, временное сопротивление разрыву и твердость, согласно изобретению выполнен из стали, содержащей следующие соотношения компонентов, маc.%:The problem is solved in that the well-known long products, round, from high-ductility low-carbon steel, having a given structure, temporary tensile strength and hardness, according to the invention is made of steel containing the following ratio of components, wt.%:
углерод 0.17-0.25carbon 0.17-0.25
марганец 0.30-0.65Manganese 0.30-0.65
кремний 0.01-0.17silicon 0.01-0.17
сера 0,005-0,020sulfur 0.005-0.020
ванадий 0.005-0.07vanadium 0.005-0.07
ниобий 0,005-0.02niobium 0.005-0.02
кальций, 0.001-0.010calcium, 0.001-0.010
железо иiron and
неизбежные примеси остальноеunavoidable impurities rest
Причем:Moreover:
максимальный балл загрязненности стали неметаллическими включениями по сульфидам, оксидам, силикатам и нитридам не превышает 3 балла по каждому виду включений, прокат имеет однородную сфероидизованную структуру по длине, состоящую из не менее 80% зернистого перлита, размер действительного зерна - 5-10 балл, диаметр проволоки составляет от 10 до 25 мм, имеет обезуглероженный слой не более 1.5% от диаметра, величину холодной осадки не менее 1/3 высоты, временное сопротивление разрыву не более 550 МПа, относительное удлинение не менее 20%, относительное сужение не менее 60%.the maximum contamination score for steel with non-metallic inclusions for sulfides, oxides, silicates and nitrides does not exceed 3 points for each type of inclusions, the rolled product has a uniform spheroidized structure in length, consisting of at least 80% granular perlite, the actual grain size is 5-10 points, diameter the wire is from 10 to 25 mm, has a decarburized layer of not more than 1.5% of the diameter, cold draft of not less than 1/3 of the height, temporary tensile strength of not more than 550 MPa, elongation of at least 20%, relative constriction of at least 60%.
Приведенные сочетания легирующих элементов (п.1) позволяют получить в готовом изделии (болт, гайка, шпилька диаметром до 23 мм), после холодной объемной штамповки однородную мелкодисперсную структуру мартенсита отпуска с благоприятным сочетанием характеристик прочности и пластичности.The given combinations of alloying elements (item 1) make it possible to obtain a homogeneous finely dispersed tempering martensite structure with a favorable combination of strength and ductility characteristics in a finished product (bolt, nut, stud with a diameter of up to 23 mm).
Углерод и карбонитридообразующие элементы (ванадий, 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. При этом ниобий и ванадий управляют процессами в аустенитной области (определяют склонность к росту зерна аустенита, стабилизируют структуру при термомеханической обработке, повышают температуру рекристаллизации и, как следствие, влияют на характер γ -α - превращения. Ниобий и ванадий способствует также упрочнению стали при термоулучшении. Верхняя граница содержания углерода (0.25%), ниобия (0.02%) и ванадия (0.07%) обусловлена необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижняя - соответственно 0.17%, 0.005% и 0.005% - обеспечением требуемого уровня прочности данной стали.Carbon and carbonitride-forming elements (vanadium, niobium) are introduced into the composition of this steel in order to provide a fine grain structure, which will increase both its strength level and provide a given level of ductility. At the same time, niobium and vanadium control processes in the austenitic region (they determine the tendency for austenite grain to grow, stabilize the structure during thermomechanical treatment, increase the temperature of recrystallization and, as a result, affect the nature of the γ -α transformation. Niobium and vanadium also contribute to the hardening of steel upon thermal improvement The upper limit of carbon content (0.25%), niobium (0.02%) and vanadium (0.07%) is due to the need to ensure the required level of ductility of steel, and the lower - 0.17%, 0.005% and 0.005%, respectively - the required level of strength of this steel.
Марганец, используется, с одной стороны, как упрочнитель твердого раствора, с другой стороны, как элемент, существенно повышающий устойчивость переохлажденного аустенита. При этом верхний уровень содержания марганца - 0,65%, определяется необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижний - 0.30%, необходимостью обеспечить требуемый уровень прочности стали.Manganese is used, on the one hand, as a hardener of a solid solution, and on the other hand, as an element that significantly increases the stability of supercooled austenite. In this case, the upper level of manganese content is 0.65%, determined by the need to ensure the required level of ductility of steel, and the lower - 0.30%, by the need to provide the required level of strength 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 is 0.01%, due to the technology of deoxidation of steel. A silicon content above 0.17% will adversely affect the ductility characteristics of steel.
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 due to issues of manufacturability.
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 due to issues of manufacturability.
Соотношения определяют условия обеспечения заданных характеристик пластичности и упрочняемости стали при холодной объемной штамповке сложнопрофильных крепежных деталейThe ratio determine the conditions for ensuring the specified characteristics of ductility and hardenability of steel during cold forging of complex profile fasteners
Следовательно, заявляемая совокупность признаков соответствует критерию ″ существенные отличия″ .Therefore, the claimed combination of features meets the criterion of ″ significant differences ″.
Ниже дан пример осуществления предлагаемого изобретения, не исключая других в объеме формулы изобретения.The following is an example implementation of the invention, not excluding others in the scope of the claims.
Выплавка высокопластичной низкоуглеродистой сталей производится в шахтной электропечи “Фукс”. Для гарантированного низкого содержания азота разработана специальная технология, включающая шихтовку плавки жидким чугуном до 40% от общего объема шихты. Окислительный период предусматривает высокие скорости окисления углерода в пределах 0,05-0,07%/мин. Электрический режим предусматривает отключение печи при содержании углерода на 0,2-0,4% выше нижнего предела по заданному, додувку по углероду производят без электродуги. Температура выпуска из печи 1640-1680° С. Ввод ферросплавов, обработка стали для удаления неметаллических включений производится на установке печь-ковш, оборудованной системой электроподогрева или химподогрева. Температура стали перед разливкой на 60° С выше температуры ликвидуса марки. Разливка стали производится в уширенную к верху изложницу. Масса слитка 7,85 т. Для обеспечения низкого содержания азота при разливке производится защита струи металла аргоном через специальное кольцевое устройство. Нагрев слитков в обжимном цехе производится в рекуперативных колодцах до температуры начала прокатки 1250-1270° C. Прокатка слитков производится на блюминге (стан 1300) и далее на непрерывном заготовочном стане на заготовку сечением 100× 100 мм. Для снятия образовавшегося при нагреве слитков обезуглероженного слоя заготовки подвергаются абразивной зачистке. Затем производилась горячая прокатка полученной заготовки на проволочном стане 150 или мелкосортном стане 250 в диаметрах от 5,5 до 23 мм в мотках. Для обеспечения величины обезуглероженного слоя не более 1% от диаметра ограничен темп выдачи заготовок из печи не менее 100 т/час для стана 150 и не менее 56 т/час для стана 250. Температура начала прокатки заготовок 1220-1240° С для стана 250 и 1270-1290° С для стана 150. Горячую прокатку сортового проката заканчивают при температуре 1000-1050° С, далее ускоренное охлаждение до 880-900° С с последующим охлаждением на воздухе до 300° С и последующей смоткой в бунты.High-ductility low-carbon steels are smelted in the Fuchs electric shaft furnace. For a guaranteed low nitrogen content, a special technology has been developed, which includes batch melting with molten iron up to 40% of the total volume of the charge. The oxidation period provides for high rates of carbon oxidation in the range of 0.05-0.07% / min. The electric mode provides for turning off the furnace when the carbon content is 0.2-0.4% above the lower limit for a given one, carbon blowing is carried out without an electric arc. The temperature of the outlet from the furnace is 1640-1680 ° С. Ferroalloys are introduced, steel is treated to remove non-metallic inclusions at the ladle furnace equipped with an electric heating or chemical heating system. The temperature of the steel before casting is 60 ° C higher than the liquidus temperature of the brand. Steel is cast into a mold widened to the top. The weight of the ingot is 7.85 tons. To ensure a low nitrogen content during casting, the metal stream is protected by argon through a special ring device. The ingots are heated in the crimping workshop in recuperative wells to a rolling start temperature of 1250-1270 ° C. The ingots are rolled in blooming (1300 mill) and then on a continuous billet mill for a billet with a cross section of 100 × 100 mm. To remove the decarburized layer formed during heating of the ingots, the workpieces are subjected to abrasive cleaning. Then, the obtained workpiece was hot rolled at a wire mill 150 or a small-grade mill 250 in diameters from 5.5 to 23 mm in coils. To ensure the size of the decarburized layer is not more than 1% of the diameter, the rate of delivery of billets from the furnace is limited to at least 100 t / h for mill 150 and at least 56 t / h for mill 250. The temperature at which billets are rolled starts at 1220-1240 ° C for mill 250 and 1270-1290 ° C for mill 150. Hot rolling of long products is completed at a temperature of 1000-1050 ° C, then accelerated cooling to 880-900 ° C, followed by cooling in air to 300 ° C and subsequent winding into riots.
В результате горячей прокатки получаем сортовой прокат диаметром 21 мм со структурой зернистого перлита (99%), обезуглероденный слой глубиной 0.12 мм, балл действительного зерна - 9, холодная осадка проволоки диаметром 21 мм на 90%, временным сопротивлением разрыву 500 МПа, относительное удлинение 22%, сужение 70%..As a result of hot rolling, we get long products with a diameter of 21 mm with a granular perlite structure (99%), a decarbonized layer with a depth of 0.12 mm, a real grain score of 9, a cold draft of wire with a diameter of 21 mm by 90%, a temporary tensile strength of 500 MPa, an elongation of 22 %, narrowing 70% ..
СоотношениеRatio
С=0,20%, Mn=0,50% C = 0.20%, Mn = 0.50%
V=0,01%, Nb=0,01% V = 0.01%, Nb = 0.01%
Ca=0,0011%, S=0,008% Ca = 0.0011%, S = 0.008%
Внедрение предложенного изделия - сортового проката, круглого, из низкоуглеродистой стали повышенной пластичности обеспечивает получение непосредственно в потоке стана (без проведения дополнительного сфероидизируюшего отжига) структуры сортового проката, гарантирующей рациональные условия холодной объемной штамповки сложнопрофильных крепежных деталей.The introduction of the proposed product - long products, round, from mild steel with increased ductility provides directly in the stream of the mill (without additional spheroidizing annealing) the structure of long products, guaranteeing rational conditions for the cold forging of complex profile fasteners.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION
1. RU 2177510 С2, С 21 D 8/06, 27.12.2001.1. RU 2177510 C2, C 21 D 8/06, 12/27/2001.
2. SU 1703709, С 22 С 38/54, 07.01.1992.2. SU 1703709, C 22 C 38/54, 01/07/1992.
3. SU 1772208, С 22 С 38/12, Бюл. №40, 30.10.1992 (прототип).3. SU 1772208, C 22 C 38/12, Bull. No. 40, 10.30.1992 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003137392/02A RU2249628C1 (en) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Round-profiled rolled iron from low-carbon steel for cold die forging of high-strength especially high-profiled fastening members |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003137392/02A RU2249628C1 (en) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Round-profiled rolled iron from low-carbon steel for cold die forging of high-strength especially high-profiled fastening members |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2249628C1 true RU2249628C1 (en) | 2005-04-10 |
Family
ID=35611745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003137392/02A RU2249628C1 (en) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Round-profiled rolled iron from low-carbon steel for cold die forging of high-strength especially high-profiled fastening members |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2249628C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2472982C2 (en) * | 2009-01-06 | 2013-01-20 | Алкоа Инк. | Improved nut and bolt |
US10655669B2 (en) | 2013-11-26 | 2020-05-19 | Arconic Inc. | Advanced nut and bolt |
US11519452B2 (en) | 2013-11-26 | 2022-12-06 | Howmet Aerospace Inc. | Advanced nut and bolt |
-
2003
- 2003-12-26 RU RU2003137392/02A patent/RU2249628C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2472982C2 (en) * | 2009-01-06 | 2013-01-20 | Алкоа Инк. | Improved nut and bolt |
US8465240B2 (en) | 2009-01-06 | 2013-06-18 | Alcoa Inc. | Advanced nut and bolt |
US10655669B2 (en) | 2013-11-26 | 2020-05-19 | Arconic Inc. | Advanced nut and bolt |
US11519452B2 (en) | 2013-11-26 | 2022-12-06 | Howmet Aerospace Inc. | Advanced nut and bolt |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6547890B2 (en) | Steel wire rod for cold forging and method for producing the same | |
KR102090196B1 (en) | Rolled bar for cold forging | |
CN102242322B (en) | Improved 40CrNiMo steel and preparation method thereof | |
CN108929986B (en) | High-strength wear-resistant hot rolled steel plate for automobile braking and production process thereof | |
JPH06100924A (en) | Production of shape steel subjected to controlled rolling excellent in fire resistance and toughness | |
JP6819198B2 (en) | Rolled bar for cold forged tempered products | |
CN109957717A (en) | A kind of precision stamping hot rolled steel plate containing B and its manufacturing method | |
JP2661845B2 (en) | Manufacturing method of oxide-containing refractory section steel by controlled rolling | |
JP4464486B2 (en) | High-strength and high-toughness rolled section steel and its manufacturing method | |
CN114774795A (en) | Ultrahigh carbon tool steel hot-rolled steel plate and production method thereof | |
US20070227634A1 (en) | Forged or Stamped Average or Small Size Mechanical Part | |
CN103757533A (en) | Thin strip continuous casting economic high-strength binding strip with tensile strength of at least 1000 MPa and manufacturing method thereof | |
RU2249628C1 (en) | Round-profiled rolled iron from low-carbon steel for cold die forging of high-strength especially high-profiled fastening members | |
RU2338793C2 (en) | Bar out of medium alloyed steel for cold die forging | |
JP3554506B2 (en) | Manufacturing method of hot-rolled wire and bar for machine structure | |
RU2262539C1 (en) | Round merchant shapes made from alloyed steel for cold die forging of intricate-shape profiles for high-strength fastening parts | |
RU2249629C1 (en) | Round-profiled rolled iron from medium-carbon high-plasticity steel for cold die forging of high-strength especially high-profiled fastening members | |
RU2249626C1 (en) | Round-profiled rolled iron from medium-carbon boron-containing steel for cold die forging of high-strength fastening members | |
RU2249627C1 (en) | Round-profiled rolled iron from microalloyed high-plasticity steel for cold die forging of high-strength fastening members | |
RU2339705C2 (en) | Section iron made of low-carbon chrome-bearing steel for cold extrusion | |
RU2249624C1 (en) | Round-profiled rolled iron from low-alloyed steel for cold die forging of high-strength geometrically complex fastening members | |
RU2293770C2 (en) | Rod of micro-alloy medium-carbon steel | |
RU2636542C1 (en) | Method for producing round rolled stock of boron-containing steel with increased ductility | |
RU2262538C1 (en) | Round merchant shapes made from low-carbon high-ductility steel for cold die forging of intricate-shape fastening parts | |
RU2336316C2 (en) | Round bar out of boron containing steel for cold die forging |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051227 |