RU2249629C1 - Сортовой прокат, круглый, из среднеуглеродистой высокопластичной стали для холодной объемной штамповки сложнопрофильных крепежных деталей особо сложной формы - Google Patents
Сортовой прокат, круглый, из среднеуглеродистой высокопластичной стали для холодной объемной штамповки сложнопрофильных крепежных деталей особо сложной формы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2249629C1 RU2249629C1 RU2003137393/02A RU2003137393A RU2249629C1 RU 2249629 C1 RU2249629 C1 RU 2249629C1 RU 2003137393/02 A RU2003137393/02 A RU 2003137393/02A RU 2003137393 A RU2003137393 A RU 2003137393A RU 2249629 C1 RU2249629 C1 RU 2249629C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon
- steel
- profiled
- iron
- medium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Forging (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству сортового проката, круглого, из среднеуглеродистой высокопластичной стали для холодной объемной штамповки крепежных деталей особо сложной формы. Техническим результатом изобретения является обеспечение рациональных условий холодной объемной штамповки сложнопрофильных высокопрочных крепежных деталей при одновременном обеспечении повышенных характеристик технологической пластичности и низкого уровня деформационного упрочнения. Для реализации технического результата сортовой прокат выплавляют из среднеуглеродистой высокопластичной стали, содержащей следующие соотношения компонентов в мас.%: углерод - 0.27-0.32, марганец - 0.30-0.65, кремний - 0.01-0.37, хром - 0.01-0.25, сера - 0,005-0,020, ниобий - 0.005-0.02, кальций - 0.001-0.010, железо и неизбежные примеси - остальное. При выполнении соотношений: 12/С - Mn/0.03≥20, Ca/S≥0.065 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 от 10 до 30 мм, обезуглероженный слой не более 1.5% от диаметра, величину холодной осадки не менее 1/3 высоты, временное сопротивление разрыву не более 620 МПа, относительное удлинение не менее 18%, относительное сужение не менее 55%.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству сортового проката, круглого, из средиеуглеродистой высокопластичной стали для холодной объемной штамповки крепежных деталей особо сложной формы.
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].
Известен сортовой прокат, круглый из среднеуглеродистой 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].
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 известной 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.
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
Важнейшим требованием, предъявляемым к сортовому прокату, круглому, высокопластичной среднеуглеродистой 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.
Поставленная задача решена тем, что известный сортовой прокат, круглый, из высокопластичной среднеуглеродистой стали, имеющий заданную структуру, временное сопротивление разрыву и твердость, согласно изобретению, выполнен из стали, содержащей следующие соотношения компонентов в мас.%:
углерод 0.27-0.32
марганец 0.30-0.65
кремний 0.01-0.37
хром 0.01-0.25
сера 0.005-0.020
ниобий 0.005-0.02
кальций 0.001-0.010
железо и
неизбежные примеси остальное
Причем:
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 30 мм, имеет обезуглероженный слой не более 1.5% от диаметра, величину холодной осадки не менее 1/3 высоты, временное сопротивление разрыву не более 620 МПа, относительное удлинение не менее 18%, относительное сужение не менее 55%.
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.
Углерод и карбонитридообразующие 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. При этом ниобий управляют процессами в аустенитной области (определяет склонность к росту зерна аустенита, стабилизирует структуру при термомеханической обработке, повышает температуру рекристаллизации и как следствие влияет на характер γ -α -превращения. Ниобий способствует также упрочнению стали при термоулучшении. Верхняя граница содержания углерода (0.32%), ниобия (0.02%) обусловлена необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижняя - соответственно 0.27%, 0.005% - обеспечением требуемого уровня прочности данной стали.
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.
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.
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.
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.
определяют условия обеспечения заданных характеристик пластичности и упрочняемости стали при холодной объемной штамповке сложнопрофильных крепежных деталей.
Следовательно, заявляемая совокупность признаков соответствует критерию "существенные отличия".
Ниже дан пример осуществления предлагаемого изобретения, не исключая других в объеме формулы изобретения.
Выплавка высокопластичной среднеуглеродистой 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 уширенный к верху изложницы. 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° С. 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.
В результате горячей прокатки получаем сортовой прокат диаметром 21 мм со структурой зернистого перлита (99%), обезуглероденный слой глубиной 0.1,8 мм, балл действительного зерна - 7, холодная осадка проволоки диаметром 21 мм на 68%, временным сопротивлением разрыву 610 МПа, относительное удлинение 19%, сужение 61%.
Соотношение
Внедрение предложенного изделия - сортового проката, круглого, из среднеуглеродистой высокопластичной стали - обеспечивает получение непосредственно в потоке стана (без проведения дополнительного сфероидизирующего отжига) структуры сортового проката. гарантирующей рациональные условия холодной объемной штамповки сложнопрофильных высокопрочных крепежных деталей.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. RU 2177510 С2 С 21 D 8/06, 27.12.2001.
2. SU 1703709, С 22 С 38/54, 07.01.1992.
3. SU 1772208 от 30.10.1992 г. Бюл. №40. С 22 С 38/12 (прототип).
Claims (1)
- Сортовой прокат, круглый, выплавленный из среднеуглеродистой стали, содержащий углерод и легирующие элементы, имеющий заданные параметры качества стали по неметаллическим включениям, структуры, механических свойств, упрочняемости при деформации и технологической пластичности, отличающийся тем, что сталь содержит следующие соотношения компонентов в мас.%:Углерод 0,27-0,32Марганец 0,30-0,65Кремний 0,01-0,37Хром 0,01-0,25Сера 0,005-0,020Ниобий 0,005-0,02Кальций 0,001-0,010Железо и неизбежные примеси Остальноепри выполнении соотношений 12/С - Мn/0,03≥20, Ca/S≥0,065 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 баллов, диаметр от 10 до 30 мм, обезуглероженный слой не более 1,5% от диаметра, величину холодной осадки не менее 1/3 высоты, временное сопротивление разрыву не более 620 МПа, относительное удлинение не менее 18%, относительное сужение не менее 55%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003137393/02A RU2249629C1 (ru) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Сортовой прокат, круглый, из среднеуглеродистой высокопластичной стали для холодной объемной штамповки сложнопрофильных крепежных деталей особо сложной формы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003137393/02A RU2249629C1 (ru) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Сортовой прокат, круглый, из среднеуглеродистой высокопластичной стали для холодной объемной штамповки сложнопрофильных крепежных деталей особо сложной формы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2249629C1 true RU2249629C1 (ru) | 2005-04-10 |
Family
ID=35611746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003137393/02A RU2249629C1 (ru) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Сортовой прокат, круглый, из среднеуглеродистой высокопластичной стали для холодной объемной штамповки сложнопрофильных крепежных деталей особо сложной формы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2249629C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2472982C2 (ru) * | 2009-01-06 | 2013-01-20 | Алкоа Инк. | Усовершенствованные гайка и болт |
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 RU2003137393/02A patent/RU2249629C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2472982C2 (ru) * | 2009-01-06 | 2013-01-20 | Алкоа Инк. | Усовершенствованные гайка и болт |
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 (ko) | 냉간 단조 조질품용 압연 봉선 | |
CN102242322B (zh) | 一种改进型40CrNiMo钢及其制备方法 | |
CN105008570A (zh) | 厚壁高韧性高张力钢板及其制造方法 | |
CN108929986B (zh) | 一种高强度耐磨汽车制动用热轧钢板及其生产工艺 | |
JPH06100924A (ja) | 耐火性及び靱性の優れた制御圧延形鋼の製造方法 | |
JP6819198B2 (ja) | 冷間鍛造調質品用圧延棒線 | |
CN109957717A (zh) | 一种精密冲压用含b热轧钢板及其制造方法 | |
JP4464486B2 (ja) | 高強度高靱性圧延形鋼とその製造方法 | |
EP3168319B1 (en) | Microalloyed steel for heat-forming high-resistance and high-yield-strength parts | |
CN114774795A (zh) | 一种超高碳素工具钢热轧钢板及其生产方法 | |
RU2338793C2 (ru) | Сортовой прокат из среднелегированной стали для холодной объемной штамповки | |
RU2249629C1 (ru) | Сортовой прокат, круглый, из среднеуглеродистой высокопластичной стали для холодной объемной штамповки сложнопрофильных крепежных деталей особо сложной формы | |
RU2262539C1 (ru) | Сортовой прокат круглый из легированной стали для холодной объемной штамповки сложнопрофильных высокопрочных крепежных деталей | |
JP3554506B2 (ja) | 機械構造用熱間圧延線材・棒鋼の製造方法 | |
RU2249628C1 (ru) | Сортовой прокат, круглый, из низкоуглеродистой стали для холодной объемной штамповки сложнопрофильных крепежных деталей особо сложной формы | |
RU2249626C1 (ru) | Сортовой прокат, круглый, из среднеуглеродистой борсодержащей стали для холодной объемной штамповки высокопрочных крепежных деталей | |
RU2339705C2 (ru) | Сортовой прокат из низкоуглеродистой хромсодержащей стали для холодного выдавливания | |
RU2249627C1 (ru) | Сортовой прокат, круглый, из микролегированной высокопластичной стали для холодной объемной штамповки высокопрочных крепежных деталей | |
RU2249624C1 (ru) | Сортовой прокат, круглый, из низколегированной стали для холодной объемной штамповки высокопрочных сложнопрофильных крепежных деталей | |
RU2336316C2 (ru) | Сортовой прокат круглый из борсодержащей стали для холодной объемной штамповки | |
RU2293770C2 (ru) | Пруток из среднеуглеродистой микролегированной стали | |
US20160340763A1 (en) | High manganese 3rd generation advanced high strength steels | |
RU2249625C1 (ru) | Сортовой прокат, круглый, из низколегированной стали для холодной объемной штамповки высокопрочных крепежных деталей | |
RU2238334C1 (ru) | Способ производства из непрерывнолитой заготовки сортового проката со сфероидизованной структурой из борсодержащей стали для холодной объемной штамповки высокопрочных крепежных деталей |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051227 |