RU2507293C1 - Low-carbon alloyed steel of high cutting processibility - Google Patents

Low-carbon alloyed steel of high cutting processibility Download PDF

Info

Publication number
RU2507293C1
RU2507293C1 RU2012153476/02A RU2012153476A RU2507293C1 RU 2507293 C1 RU2507293 C1 RU 2507293C1 RU 2012153476/02 A RU2012153476/02 A RU 2012153476/02A RU 2012153476 A RU2012153476 A RU 2012153476A RU 2507293 C1 RU2507293 C1 RU 2507293C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
content
tin
copper
machinability
Prior art date
Application number
RU2012153476/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Сергеевич Никитин
Андрей Валерьевич Рябов
Илья Валерьевич Чуманов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ))
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ))
Priority to RU2012153476/02A priority Critical patent/RU2507293C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2507293C1 publication Critical patent/RU2507293C1/en

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: steel has the following chemical composition, wt %: carbon 0.13-0.21, silicon 0.17-0.37, manganese 0.70-1.10, chrome 0.80-1.10, nickel 0.80-1.10, stannum 0.05-0.30, and iron and impurities are the rest. Steel contains the following components as impurities, wt %: sulphur - not more than 0.025, phosphorus - not more than 0.025, molybdenum - not more than 0.10, copper - not more than 0.20. Ratio of stannum content to copper content is within 0.3 to 6, and total content of sulphur and stannum does not exceed 0.31 wt %.
EFFECT: enhanced steel processibility by cutting and increased productivity of its hot pressure treatment process at maintaining the required mechanical properties of metal; improved environmental situation of a production process.
4 cl, 2 tbl, 15 ex

Description

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к получению сталей с особыми технологическими свойствами, которые применяются для производства ответственных деталей машин.The invention relates to ferrous metallurgy, and in particular to the production of steels with special technological properties that are used to produce critical machine parts.

Из уровня техники известна сталь высокой обрабатываемости резанием (патент JP 1047839, опубл. 22.02.1989, МПК C22C 38/60), содержащая углерод, кремний, марганец, медь, олово и железо при следующем соотношении компонентов, масс.%:The prior art steel with high machinability (patent JP 1047839, publ. 02.22.1989, IPC C22C 38/60) containing carbon, silicon, manganese, copper, tin and iron in the following ratio, wt.%:

- углерод - 0,06-0,60;- carbon - 0.06-0.60;

- кремний - 0,01-0,50;- silicon - 0.01-0.50;

- марганец - 0,30-2,00;- manganese - 0.30-2.00;

- медь - 0,05-0,30;- copper - 0.05-0.30;

- олово - 0-0,015;- tin - 0-0.015;

- железо - основа.- iron is the basis.

Кроме того, в состав стали могут входить, масс.%:In addition, the composition of the steel may include, wt.%:

- хром - не более 2,00;- chrome - not more than 2.00;

- никель - не более 5,00;- nickel - not more than 5.00;

- сера - не более 0,035;- sulfur - not more than 0.035;

- фосфор - не более 0,035;- phosphorus - not more than 0.035;

- молибден - не более 1,00.- molybdenum - not more than 1.00.

Фазовый состав данной стали характеризуется присутствием олова в форме твердого раствора в железе, что повышает хрупкость феррита и облегчает разрушение поверхностного слоя в процессе механической обработки металла. Вместе с тем он включает сульфид марганца, наличие которого способствует предотвращению налипания частиц обрабатываемого материала на режущую кромку лезвийного инструмента за счет образования смазочного слоя в зоне их контакта.The phase composition of this steel is characterized by the presence of tin in the form of a solid solution in iron, which increases the brittleness of ferrite and facilitates the destruction of the surface layer during the machining of metal. At the same time, it includes manganese sulfide, the presence of which helps to prevent the particles of the processed material from sticking to the cutting edge of the blade tool due to the formation of a lubricating layer in their contact zone.

Известная сталь имеет следующие недостатки:Known steel has the following disadvantages:

- отсутствуют сведения о предельно допустимом суммарном содержании компонентов, улучшающих обрабатываемость, которое предопределяет механические свойства стали, а следовательно, и ее пригодность для дальнейшего применения сообразно целевому назначению;- there is no information about the maximum permissible total content of components that improve machinability, which determines the mechanical properties of steel, and therefore its suitability for further use in accordance with the intended purpose;

- при одновременном наличии в составе олова и меди для последнего элемента не указано наиболее благоприятное содержание с точки зрения возможности предотвратить появление дефектов в ходе операции горячей обработки давлением, возникающих при повышенной концентрации данной примеси в результате уменьшения под воздействием олова температуры плавления избыточной металлической фазы в поверхностном слое стали;- while tin and copper are present in the composition for the last element, the most favorable content is not indicated from the point of view of the possibility of preventing the appearance of defects during the hot processing operation that occur when the concentration of this impurity is increased due to a decrease in the melting temperature of the excess metal phase in the surface a layer of steel;

- нет данных о содержании серы и фосфора, при котором достигается наилучшее сочетание высокой обрабатываемости стали резанием и ее повышенной горячей деформируемости при условии сохранения заданных значений механических свойств металлопродукции;- there is no data on the content of sulfur and phosphorus, at which the best combination of high machinability of steel by cutting and its increased hot deformability is achieved, provided that the specified values of the mechanical properties of metal products are maintained;

- химический состав не обеспечивает необходимой обрабатываемости, требующейся для реализации высокоскоростной механической обработки стали на современном металлорежущем оборудовании.- the chemical composition does not provide the necessary machinability required for the implementation of high-speed machining of steel on modern metal-cutting equipment.

Кроме того, известна низкоуглеродистая легированная сталь высокой обрабатываемости резанием (ТУ 14-136-344-98. Сталь калиброванная, углеродистая и легированная висмутсодержащая высокой обрабатываемости резанием (с Изменением №1). - Введ. 1998-08-01), содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, висмут и железо при следующем соотношении компонентов, масс.%:In addition, it is known low alloy steel with high machinability (TU 14-136-344-98. Calibrated steel, carbon and alloy bismuth containing high machinability by cutting (with Change No. 1). - Introduction. 1998-08-01), containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, bismuth and iron in the following ratio of components, wt.%:

- углерод - 0,13-0,21;- carbon - 0.13-0.21;

- кремний - 0,17-0,37;- silicon - 0.17-0.37;

- марганец - 0,70-1,10;- manganese - 0.70-1.10;

- хром - 0,80-1,10;- chrome - 0.80-1.10;

- никель - 0,80-1,10;- nickel - 0.80-1.10;

- висмут - 0,12-0,20;- bismuth - 0.12-0.20;

- железо - основа.- iron is the basis.

Кроме того, сталь в качестве примесей может дополнительно содержать, масс.%:In addition, the steel as impurities may additionally contain, wt.%:

- серу - не более 0,035;- sulfur - not more than 0.035;

- фосфор - не более 0,035;- phosphorus - not more than 0.035;

- молибден - не более 0,10;- molybdenum - not more than 0.10;

- медь - не более 0,30.- copper - not more than 0.30.

К недостаткам данной стали можно отнести следующее:The disadvantages of this steel include the following:

- висмут крайне токсичен и согласно установленным на сегодняшний день гигиеническим нормативам относится к «высоко опасным» веществам, что ограничивает его применение в черной металлургии вследствие резкого ухудшения условий труда рабочего персонала при производстве автоматных сталей;- bismuth is extremely toxic and, according to established hygienic standards, refers to “highly hazardous” substances, which limits its use in the steel industry due to a sharp deterioration in the working conditions of workers in the production of automatic steels;

- принципиальная неосуществимость дальнейшего улучшения обрабатываемости резанием, которое требуется в современных условиях увеличения доли высокоскоростной механообработки в общем объеме всех способов формообразования поверхности, методом последовательного повышения содержания в стали висмута больше известных значений, поскольку превышение его предельной растворимости в железной матрице приводит к значительному ухудшению механических свойств металла;- the fundamental impossibility of further improving machinability by cutting, which is required under current conditions to increase the share of high-speed machining in the total volume of all surface shaping methods, by sequentially increasing the content of bismuth steel more than the known values, since exceeding its ultimate solubility in the iron matrix leads to a significant deterioration in mechanical properties metal;

- отсутствуют данные о предельно допустимом суммарном содержании элементов, облегчающих процесс лезвийной обработки, которые при одновременном присутствии могут ухудшать комплекс механических свойств стали, оказывая тем самым непосредственное влияние на эксплуатационную надежность готового изделия в частности и всей металлоконструкции в целом;- there is no data on the maximum permissible total content of elements that facilitate the process of blade processing, which, while present, can impair the complex of mechanical properties of steel, thereby directly affecting the operational reliability of the finished product, in particular, and the entire metal structure as a whole;

- не указано оптимальное остаточное содержание меди, позволяющее избежать ухудшения горячей деформируемости стали вследствие выделения структурно свободной меди, которая проникает к границам зерен поверхностного слоя, уменьшая его прочность, или в результате сильного окисления границ зерен без их значительного обогащения данной примесью;- the optimum residual copper content is not indicated, which avoids the deterioration in the hot deformability of steel due to the release of structurally free copper, which penetrates to the grain boundaries of the surface layer, reducing its strength, or as a result of strong oxidation of the grain boundaries without significant enrichment with this impurity;

- из-за низкой степени усвоения сталью, обусловленной высокой упругостью паров висмута и его достаточно низкой температурой кипения, для достижения требуемых механических и технологических свойств конструкционного материала на металлургическом производстве необходима реализация сложных технических и конструкторских решений;- due to the low degree of assimilation by steel, due to the high elasticity of bismuth vapor and its sufficiently low boiling point, to achieve the required mechanical and technological properties of the structural material in the metallurgical industry, it is necessary to implement complex technical and design solutions;

- высокая стоимость висмута, которая в совокупности с его крайне малым усвоением, требующим сознательного большого перерасхода, приводит к значительному увеличению себестоимости автоматных сталей, уменьшению прибыли и снижению конкурентоспособности металлургического предприятия;- the high cost of bismuth, which, together with its extremely small assimilation, requiring a deliberate large cost overrun, leads to a significant increase in the cost of automatic steels, a decrease in profits and a decrease in the competitiveness of the metallurgical enterprise;

- неравномерное распределение висмута в теле слитка вследствие его большой физической плотности затрудняет гарантированное получение требуемых свойств стали от плавки к плавке и обусловливает понижение выхода годного металла, а следовательно, и производительности процесса горячей обработки давлением из-за образования дефектов в местах наибольшего скопления данного элемента.- the uneven distribution of bismuth in the body of the ingot due to its high physical density makes it difficult to guarantee the required properties of steel from melting to melting and causes a decrease in the yield of metal, and, consequently, the productivity of the hot pressure treatment due to the formation of defects in the places of the greatest accumulation of this element.

Данная сталь, как наиболее схожая по химическому составу и механическим свойствам, принята за ближайший аналог.This steel, as the most similar in chemical composition and mechanical properties, is taken as the closest analogue.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение обрабатываемости стали резанием и увеличение производительности процесса ее горячей обработки давлением при сохранении требуемых механических характеристик металла, а также улучшение экологической обстановки производства за счет снижения агрессивности вредных выбросов в окружающую атмосферу ввиду полного исключения из состава материала высокотоксичных компонентов.The problem to which this invention is directed is to increase the machinability of steel by cutting and to increase the productivity of the process of its hot pressure treatment while maintaining the required mechanical characteristics of the metal, as well as improving the environmental situation of production by reducing the aggressiveness of harmful emissions into the atmosphere due to the complete exclusion from the composition of the material highly toxic components.

Техническое решение поставленной задачи достигается за счет того, что предлагаемая сталь в своем составе в качестве элемента, повышающего обрабатываемость резанием, содержит олово при следующем соотношении компонентов, масс.%:The technical solution of the problem is achieved due to the fact that the proposed steel in its composition as an element that improves machinability by cutting, contains tin in the following ratio of components, wt.%:

- углерод - 0,13-0,21;- carbon - 0.13-0.21;

- кремний - 0,17-0,37;- silicon - 0.17-0.37;

- марганец - 0,70-1,10;- manganese - 0.70-1.10;

- хром - 0,80-1,10;- chrome - 0.80-1.10;

- никель - 0,80-1,10;- nickel - 0.80-1.10;

- олово - 0,05-0,30;- tin - 0.05-0.30;

- железо - основа.- iron is the basis.

Кроме того, в качестве примесей сталь дополнительно может содержать, масс.%:In addition, as impurities, the steel may additionally contain, wt.%:

- серу - не более 0,025;- sulfur - not more than 0.025;

- фосфор - не более 0,025;- phosphorus - not more than 0.025;

- молибден - не более 0,10;- molybdenum - not more than 0.10;

- медь - не более 0,20.- copper - not more than 0.20.

При этом отношение содержания олова к содержанию меди находится в пределах от 0,3 до 6, а суммарное содержание серы и олова не превышает 0,31 масс.%.The ratio of tin to copper content is in the range from 0.3 to 6, and the total sulfur and tin content does not exceed 0.31 wt.%.

Олово как легирующий элемент, повышающий обрабатываемость стали резанием, по сравнению с традиционно использовавшимся ранее с этой целью висмутом имеет определенные преимущества.Tin, as an alloying element that improves the machinability of steel by cutting, has certain advantages over traditionally used bismuth for this purpose.

Во-первых, олово обладает большой степенью усвоения ванной жидкого металла, что объясняется низкой упругостью пара данного элемента и температурой кипения, значительно превышающей рабочие температуры сталеплавильных процессов, которые препятствуют его свободному испарению с поверхности расплава. Это позволяет избежать излишнего усложнения технологии производства стали.Firstly, tin has a high degree of absorption of the molten metal bath, which is explained by the low vapor pressure of this element and the boiling point, which is much higher than the operating temperatures of steelmaking processes, which impede its free evaporation from the surface of the melt. This avoids unnecessary complication of steel production technology.

Во-вторых, цена олова на мировом рынке металлов в среднем на 30% ниже, чем у висмута. В сочетании с высоким усвоением это позволяет более рационально использовать материальные средства и в некоторых случаях уменьшить себестоимость стали за счет снижения расхода легирующих компонентов, так как при определении необходимого количества добавочных материалов заранее исходят из их повышенной против требуемой массы с учетом предполагаемых потерь окислением и испарением.Secondly, the price of tin on the world metals market is on average 30% lower than that of bismuth. In combination with high assimilation, this allows for more rational use of material resources and in some cases to reduce the cost of steel by reducing the consumption of alloying components, since when determining the required amount of additional materials, they are preliminarily based on their increased versus the required mass, taking into account the expected losses of oxidation and evaporation.

В-третьих, олово равномерно распределяется в теле слитка, что обусловлено его плотностью сопоставимой с плотностью жидкой стали. В сочетании с оптимальным содержанием меди и при регламентации соотношения концентраций данных элементов это позволяет предотвратить появление дефектов поверхностного слоя металла во время операции его обработки давлением и тем самым увеличить процент выхода годного, повысив производительность третьего передела.Thirdly, tin is evenly distributed in the body of the ingot, which is due to its density comparable to the density of liquid steel. In combination with the optimal copper content and in regulating the concentration ratios of these elements, this helps to prevent the appearance of defects in the surface layer of the metal during the pressure treatment operation and thereby increase the yield rate, increasing the productivity of the third redistribution.

В-четвертых, висмут относится к «высоко опасным» веществам, и его содержание в атмосфере цеха ограничено величиной среднесменной предельно допустимой концентрации (ПДК) - 0,5 мг/м3, а значения ПДК и ориентировочно безопасного уровня воздействия (ОБУВ) в воздухе рабочей зоны для чистого олова в настоящее время не установлены.Fourth, bismuth is a “highly hazardous” substance, and its content in the workshop’s atmosphere is limited by the average shift maximum permissible concentration (MPC) of 0.5 mg / m 3 , and the MPC and an approximately safe level of exposure (SEC) in the air a working area for pure tin is not currently established.

Кроме того, в отличие от висмута олово ни при каких обстоятельствах выплавки стали не образует вредных газо- и пылевидных выбросов. С одной стороны, это обусловлено более низким по сравнению с железом химическим сродством к кислороду, а с другой - высокой температурой кипения и низкой упругостью пара, вследствие чего олово, не окисляясь, практически полностью остается в металле в растворенном состоянии.In addition, unlike bismuth tin, under no circumstances does steel smelting produce harmful gas and dust emissions. On the one hand, this is due to a lower chemical affinity for oxygen compared with iron, and on the other hand, a high boiling point and low vapor pressure, as a result of which tin, without oxidation, remains almost completely in the dissolved metal in the metal.

Таким образом, применение олова способствует значительному улучшению экологической обстановки производства и санитарно-гигиенических условий труда рабочего персонала за счет снижения агрессивности вредных выбросов в окружающую атмосферу ввиду полного исключения из состава стали высокотоксичных компонентов.Thus, the use of tin contributes to a significant improvement in the environmental situation of production and the sanitary and hygienic working conditions of workers by reducing the aggressiveness of harmful emissions into the atmosphere due to the complete exclusion of highly toxic components from steel.

Сущность изобретения - выявление оптимального содержания олова, меди, серы и фосфора, при котором достигается наилучшее сочетание высокой обрабатываемости стали резанием и повышения производительности процесса ее обработки давлением при условии сохранения требуемых значений механических свойств.The essence of the invention is the identification of the optimal content of tin, copper, sulfur and phosphorus, which achieves the best combination of high machinability of steel by cutting and increase the productivity of the process of its processing by pressure, provided that the required values of mechanical properties are maintained.

В результате проведенных исследований установлено следующее:As a result of the studies established the following:

- при содержании олова меньше нижнего предела не удается достигнуть требуемого высокого уровня обрабатываемости стали резанием;- when the tin content is less than the lower limit, it is not possible to achieve the required high level of machinability of steel by cutting;

- при условии содержания олова по нижнему пределу обрабатываемость предлагаемой стали сопоставима с обрабатываемостью металла аналогичной висмутсодержащей марки;- subject to the lower limit of tin, the workability of the proposed steel is comparable to the workability of a metal of a similar bismuth-containing grade;

- увеличение содержания олова, серы и фосфора выше заявленных пределов приводит к ухудшению механических свойств металла, в результате чего сталь не может применяться по прямому назначению;- an increase in the content of tin, sulfur and phosphorus above the stated limits leads to a deterioration in the mechanical properties of the metal, as a result of which steel cannot be used for its intended purpose;

- при суммарном содержании серы и олова больше регламентированного предела ударная вязкость стали не соответствует требованиям технических условий;- when the total content of sulfur and tin is greater than the regulated limit, the toughness of steel does not meet the requirements of technical conditions;

- превышение заявленного содержания меди, также как и несоблюдение соотношения концентраций олова и меди в стали приводит к ухудшению технологических свойств металла;- excess of the declared copper content, as well as non-compliance with the ratio of tin and copper concentrations in steel leads to a deterioration of the technological properties of the metal;

- при содержании олова, серы, фосфора и меди в заявленных пределах уровень обрабатываемости предложенной стали на 12% превышает величину обрабатываемости висмутсодержащего аналога, а производительность процесса горячей обработки давлением увеличивается на 8%; в то же время сталь сохраняет свои высокие механические характеристики, а ее получение характеризуется пониженной загрязненностью воздуха рабочей зоны и более безопасными условиями труда производственного персонала.- when the content of tin, sulfur, phosphorus and copper is within the declared limits, the machinability level of the proposed steel is 12% higher than the machinability of the bismuth-containing analogue, and the productivity of the hot pressure treatment process increases by 8%; at the same time, steel retains its high mechanical characteristics, and its production is characterized by reduced air pollution of the working area and safer working conditions for production personnel.

Испытания по определению механической обрабатываемости стали и производительности операции горячей обработки металла давлением проводили на технической базе ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет».Tests to determine the mechanical machinability of steel and the productivity of the operation of hot metal forming were carried out on the technical basis of the South Ural State University.

Эффективность токарной обработки оценивалась по изменению стойкости инструментального материала при заданной скорости резания заготовок. В качестве критерия для оценки обрабатываемости стали было установлено значение приведенной стойкости, выраженное величиной износа режущего инструмента по задней поверхности при обработке одной детали.The effectiveness of turning was evaluated by changing the resistance of the tool material at a given cutting speed of the workpieces. As a criterion for assessing the machinability of steel, the value of reduced resistance was established, expressed by the amount of wear of the cutting tool on the rear surface when machining one part.

Производительность процесса обработки давлением оценивалась по значению выхода годного металла, определяемого соотношением количества бездефектных заготовок к общему количеству деформированных слитков.The productivity of the pressure processing process was estimated by the value of the yield of metal, determined by the ratio of the number of defect-free billets to the total number of deformed ingots.

В качестве базового уровня установлены обрабатываемость резанием и производительность обработки давлением известной низкоуглеродистой легированной стали, принятой за ближайший аналог, которая произведена в соответствии с требованиями, установленными ТУ 14-136-344-98.The workability by cutting and the productivity of pressure treatment of the known low-carbon alloy steel adopted as the closest analogue, which is produced in accordance with the requirements established by TU 14-136-344-98, are set as the base level.

Химический состав анализируемых сталей приведен в таблице 1.The chemical composition of the analyzed steels is given in table 1.

Таблица 1Table 1 Химический состав сталейThe chemical composition of steels СтальSteel № пр.No. pr. Содержание компонента, масс.%The content of the component, wt.% CC SiSi MnMn SS РR CrCr NiNi MoMo CuCu SnSn ИзвестнаяFamous 1one 0,16 0,210.16 0.21 0,17 0,370.17 0.37 0,70 1,100.70 1.10 н.б. 0,035n.b. 0,035 н.б. 0,035n.b. 0,035 0,80 1,100.80 1.10 0,80 1,100.80 1.10 н.б. 0,10n.b. 0.10 н.б. 0,30n.b. 0.30 -- 22 0,13 0,180.13 0.18 0,17 0,370.17 0.37 0,70 1,000.70 1.00 н.б. 0,035n.b. 0,035 н.б. 0,035n.b. 0,035 0,80 1,100.80 1.10 0,80 1,100.80 1.10 н.б. 0,10n.b. 0.10 н.б. 0,30n.b. 0.30 -- ПредлагаемаяProposed 33 0,200.20 0,320.32 0,860.86 0,0340,034 0,0320,032 0,940.94 0,910.91 0,010.01 0,190.19 0,290.29 4four 0,190.19 0,210.21 0,760.76 0,0210,021 0,0230,023 0,860.86 0,890.89 0,020.02 0,210.21 0,280.28 55 0,190.19 0,240.24 0,810.81 0,0190.019 0,0160.016 0,880.88 0,950.95 0,020.02 0,110.11 0,030,03 66 0,200.20 0,310.31 0,870.87 0,0140.014 0,0180.018 0,900.90 0,920.92 0,040.04 0,080.08 0,050.05 77 0,180.18 0,260.26 0,790.79 0,0250,025 0,0250,025 0,940.94 0,830.83 0,030,03 0,200.20 0,300.30 88 0,180.18 0,280.28 0,810.81 0,0120.012 0,0200,020 0,960.96 0,870.87 0,010.01 0,160.16 0,320.32 99 0,190.19 0,350.35 0,860.86 0,0110.011 0,0170.017 1,051.05 0,940.94 0,030,03 0,170.17 0,050.05 1010 0,170.17 0,240.24 0,880.88 0,0180.018 0,0150.015 0,910.91 0,850.85 0,030,03 0,200.20 0,060.06 11eleven 0,190.19 0,320.32 0,800.80 0,0190.019 0,0210,021 0,980.98 0,880.88 0,020.02 0,040.04 0,240.24 1212 0,180.18 0,330.33 0,740.74 0,0230,023 0,0220,022 0,960.96 0,900.90 0,020.02 0,040.04 0,270.27

Продолжение таблицы 1Continuation of table 1 СтальSteel № пр.No. pr. Содержание компонента, масс.%The content of the component, wt.% CC SiSi MnMn SS РR CrCr NiNi MoMo CuCu SnSn ПредлагаемаяProposed 1313 0,170.17 0,270.27 0,940.94 0,0200,020 0,0140.014 0,820.82 0,860.86 0,050.05 0,050.05 0,290.29 14fourteen 0,190.19 0,290.29 0,760.76 0,0240.024 0,0200,020 0,900.90 0,880.88 0,010.01 0,100.10 0,290.29 15fifteen 0,180.18 0,250.25 0,790.79 0,0080.008 0,0160.016 0,890.89 0,850.85 0,070,07 0,060.06 0,250.25

Прочностные и пластические характеристики сравниваемых сталей в деформированном и термически обработанном состоянии (после закалки и отпуска), а также измеренный уровень механической обрабатываемости и аппроксимированная производительность технологической операции горячего пластического деформирования представлены в таблице 2.The strength and plastic characteristics of the compared steels in the deformed and heat-treated state (after quenching and tempering), as well as the measured level of mechanical workability and approximated productivity of the technological operation of hot plastic deformation are presented in table 2.

Таблица 2table 2 Механические и технологические свойства сталейMechanical and technological properties of steels СтальSteel № пр.No. pr. Временное сопротивление σв, МПаTemporary resistance σ in , MPa Предел текучести σ0,2, МПаYield strength σ 0.2 , MPa Относительное удлинение δ, %Elongation δ,% Ударная вязкость KCU, Дж/см2 Impact strength KCU, J / cm 2 Производительность обработки давлениемPressure processing performance Обрабатываемость резаниемMachinability ИзвестнаяFamous 1one н.м. 1180N.M. 1180 н.м. 930N.M. 930 н.м. 7,0N.M. 7.0 н.м. 69N.M. 69 1,001.00 1,001.00 22 н.м. 1080N.M. 1080 н.м. 835N.M. 835 н.м. 8,0N.M. 8.0 н.м. 78N.M. 78 33 13741374 12931293 6,26.2 6161 Оценка не проводиласьNo evaluation 4four 13721372 12941294 8,08.0 8080 0,930.93 1,131.13 55 13181318 12621262 10,010.0 9797 1,171.17 0,940.94 66 13291329 12731273 9,89.8 9696 1,161.16 1,001.00 77 13771377 12961296 8,08.0 7878 1,021,02 1,141.14 88 13711371 12901290 7,07.0 6767 Оценка не проводиласьNo evaluation ПредлагаемаяProposed 99 13331333 12761276 9,49,4 9494 1,141.14 0,980.98 1010 13361336 12741274 9,29.2 9494 1,141.14 1,001.00 11eleven 13661366 12841284 8,48.4 8585 1,001.00 1,111,11 1212 13681368 12911291 8,08.0 8282 0,990.99 1,121.12 1313 13731373 12941294 8,48.4 6969 1,031,03 1,141.14 14fourteen 13761376 12901290 8,28.2 6868 Оценка не проводиласьNo evaluation 15fifteen 13701370 12871287 8,88.8 8686 1,081,08 1,121.12

Примеры 1, 2. Известная низкоуглеродистая легированная сталь высокой обрабатываемости резанием по ТУ 14-136-344-98. Уровень механической обрабатываемости и производительность горячей обработки давлением приняты в качестве базовых значений для сравнения. В ходе процессов производства стали отмечено выделение в окружающую атмосферу высокотоксичных паров висмута.Examples 1, 2. Known low-carbon alloy steel with high machinability by cutting according to TU 14-136-344-98. The level of mechanical workability and the productivity of hot processing are taken as reference values for comparison. During the processes of steel production, the release of highly toxic bismuth vapors into the surrounding atmosphere.

Пример 3. Содержание серы и фосфора больше заявленных значений. Механические характеристики металла не соответствуют требованиям ТУ. Оценка эффективности механической обработки стали и производительности процесса горячей обработки давлением не проводилась.Example 3. The content of sulfur and phosphorus is greater than the declared values. The mechanical characteristics of the metal do not meet the requirements of TU. Evaluation of the effectiveness of machining steel and the performance of the hot forming process was not carried out.

Пример 4. Содержание меди больше верхнего предела. Происходит уменьшение производительности процесса горячего пластического деформирования металла.Example 4. The copper content is greater than the upper limit. There is a decrease in the productivity of the process of hot plastic deformation of the metal.

Пример 5. Содержание олова меньше нижнего предела. Уровень обрабатываемости предложенной стали ниже, чем у известного аналога.Example 5. The tin content is less than the lower limit. The machinability level of the proposed steel is lower than that of the known analogue.

Пример 6. Содержание олова в стали находится на уровне нижней границы заявленного диапазона. Обрабатываемость резанием предложенной стали сопоставима с механической обрабатываемостью ее аналога.Example 6. The tin content in the steel is at the lower limit of the claimed range. The machinability by cutting of the proposed steel is comparable to the machinability of its analogue.

Пример 7. Содержание серы, фосфора, меди и олова находится на уровне верхней границы заявленных диапазонов. Показатели механических свойств металла соответствуют минимальным предельно допустимым значениям, принятым для висмутсодержащего аналога.Example 7. The content of sulfur, phosphorus, copper and tin is at the upper limit of the claimed ranges. The indicators of the mechanical properties of the metal correspond to the minimum maximum permissible values adopted for the bismuth-containing analog.

Пример 8. Содержание олова больше верхнего предела. Значения механических свойств металла выходят за рамки, установленные ТУ. Исследование технологических свойств предлагаемой стали не проводилось.Example 8. The tin content is greater than the upper limit. The values of the mechanical properties of the metal are beyond the scope established by TU. The study of the technological properties of the proposed steel was not conducted.

Пример 9. Соотношение между содержанием олова и меди выходит за нижнюю регламентированную границу. Уменьшается эффективность процесса токарной обработки.Example 9. The ratio between the content of tin and copper goes beyond the lower regulated border. The efficiency of the turning process is reduced.

Пример 10. Соотношение между содержанием олова и меди находится на уровне нижнего предела из заявленного диапазона. Уровень обрабатываемости предложенной стали сопоставим с обрабатываемостью известного аналога.Example 10. The ratio between the content of tin and copper is at the lower limit of the claimed range. The level of machinability of the proposed steel is comparable to the machinability of the known analogue.

Пример 11. Соотношение между содержанием олова и меди имеет значение, соответствующее верхнему заявленному пределу. Не наблюдается повышения эффективности процесса горячего пластического деформирования стали.Example 11. The ratio between the content of tin and copper has a value corresponding to the upper declared limit. There is no increase in the efficiency of the process of hot plastic deformation of steel.

Пример 12. Соотношение между содержанием олова и меди выходит за верхнюю установленную границу. Понижается производительность обработки металла давлением.Example 12. The ratio between the content of tin and copper goes beyond the upper set limit. The productivity of metal forming decreases.

Пример 13. Суммарное содержание серы и олова находится на уровне установленного предела. Величина ударной вязкости стали соответствует минимальному допустимому значению из технических условий, разработанных для аналога.Example 13. The total content of sulfur and tin is at the level of the established limit. The value of impact strength of steel corresponds to the minimum allowable value from the technical conditions developed for the analogue.

Пример 14. Суммарное содержание серы и олова превышает регламентированное значение. Ударная вязкость стали не соответствует требованиям ТУ, и сталь не может использоваться в соответствии с целевым назначением. Исследование технологических характеристик не проводилось.Example 14. The total sulfur and tin content exceeds the regulated value. The toughness of steel does not meet the requirements of TU, and steel cannot be used in accordance with the intended purpose. The study of technological characteristics was not conducted.

Пример 15. Содержание всех элементов находится в заявленных пределах. Комплекс технологических свойств низкоуглеродистой легированной стали имеет оптимальный характер. Показатель обрабатываемости резанием при сохранении механических характеристик металла на 12% выше, чем у известного аналога, а производительность горячей обработки давлением возрастает на 8%. Вместе с тем существенно уменьшается загрязненность воздуха рабочей зоны.Example 15. The content of all elements is within the stated limits. The complex of technological properties of low-carbon alloy steel is optimal. The machinability index while maintaining the mechanical characteristics of the metal is 12% higher than that of the known analogue, and the productivity of hot pressure processing increases by 8%. At the same time, air pollution of the working area is significantly reduced.

Таким образом, более высокий уровень обрабатываемости резанием предложенной стали и увеличение производительности процесса горячей обработки давлением в совокупности с сохранением комплекса требуемых механических свойств металла и улучшением экологии металлургического производства позволяет рекомендовать ее для промышленного применения.Thus, a higher level of machinability by cutting the proposed steel and an increase in the productivity of the hot forming process together with maintaining the complex of the required mechanical properties of the metal and improving the ecology of metallurgical production allows us to recommend it for industrial applications.

Claims (4)

1. Низкоуглеродистая легированная сталь высокой обрабатываемости резанием, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит олово при следующем соотношении компонентов, мас.%:
углерод 0,13-0,21 кремний 0,17-0,37 марганец 0,70-1,10 хром 0,80-1,10 никель 0,80-1,10 олово 0,05-0,30 железо основа
1. Low-carbon alloy steel with high machinability, containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel and iron, characterized in that it additionally contains tin in the following ratio, wt.%:
carbon 0.13-0.21 silicon 0.17-0.37 manganese 0.70-1.10 chromium 0.80-1.10 nickel 0.80-1.10 tin 0.05-0.30 iron the basis
2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что в ней дополнительно ограничено содержание вредных примесей, мас.%: серы - не более 0,025, фосфора - не более 0,025, меди - не более 0,20.2. Steel according to claim 1, characterized in that it additionally limits the content of harmful impurities, wt.%: Sulfur - not more than 0.025, phosphorus - not more than 0.025, copper - not more than 0.20. 3. Сталь по п.2, отличающаяся тем, что отношение содержания олова к содержанию меди находится в пределах от 0,3 до 6.3. Steel according to claim 2, characterized in that the ratio of tin to copper content is in the range from 0.3 to 6. 4. Сталь по п.2, отличающаяся тем, что суммарное содержание серы и олова не превышает 0,31 мас.%. 4. Steel according to claim 2, characterized in that the total sulfur and tin content does not exceed 0.31 wt.%.
RU2012153476/02A 2012-12-11 2012-12-11 Low-carbon alloyed steel of high cutting processibility RU2507293C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012153476/02A RU2507293C1 (en) 2012-12-11 2012-12-11 Low-carbon alloyed steel of high cutting processibility

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012153476/02A RU2507293C1 (en) 2012-12-11 2012-12-11 Low-carbon alloyed steel of high cutting processibility

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2507293C1 true RU2507293C1 (en) 2014-02-20

Family

ID=50113295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012153476/02A RU2507293C1 (en) 2012-12-11 2012-12-11 Low-carbon alloyed steel of high cutting processibility

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2507293C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6447839A (en) * 1987-08-14 1989-02-22 Kobe Steel Ltd Steel for machine structure
JPH01168848A (en) * 1987-12-23 1989-07-04 Sanyo Special Steel Co Ltd Universal free cutting steel for automobile parts and its production
RU2106427C1 (en) * 1996-09-13 1998-03-10 Открытое акционерное общество Челябинский металлургический комбинат "МЕЧЕЛ" Free-cutting steel
JP2000297351A (en) * 1999-04-12 2000-10-24 Hitachi Metals Ltd Steel for diecasting die and diecasting die
EP1069198A1 (en) * 1999-01-28 2001-01-17 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Machine structural steel product
RU2330895C2 (en) * 2006-08-30 2008-08-10 Открытое акционерное общество "Оскольский электрометаллургический комбинат" Pipe shell made of low-carbon microalloyed steel
RU2339705C2 (en) * 2006-09-19 2008-11-27 Открытое акционерное общество "Оскольский электрометаллургический комбинат" Section iron made of low-carbon chrome-bearing steel for cold extrusion

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6447839A (en) * 1987-08-14 1989-02-22 Kobe Steel Ltd Steel for machine structure
JPH01168848A (en) * 1987-12-23 1989-07-04 Sanyo Special Steel Co Ltd Universal free cutting steel for automobile parts and its production
RU2106427C1 (en) * 1996-09-13 1998-03-10 Открытое акционерное общество Челябинский металлургический комбинат "МЕЧЕЛ" Free-cutting steel
EP1069198A1 (en) * 1999-01-28 2001-01-17 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Machine structural steel product
JP2000297351A (en) * 1999-04-12 2000-10-24 Hitachi Metals Ltd Steel for diecasting die and diecasting die
RU2330895C2 (en) * 2006-08-30 2008-08-10 Открытое акционерное общество "Оскольский электрометаллургический комбинат" Pipe shell made of low-carbon microalloyed steel
RU2339705C2 (en) * 2006-09-19 2008-11-27 Открытое акционерное общество "Оскольский электрометаллургический комбинат" Section iron made of low-carbon chrome-bearing steel for cold extrusion

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109295384B (en) Free-cutting steel containing sulfur, tin and tellurium and preparation method thereof
US20180272397A1 (en) High strength stainless steel sheet excellent in fatigue characteristics, and production method therefor
JP4986203B2 (en) BN free-cutting steel with excellent tool life
JP2018048407A (en) High speed tool steel and manufacturing method therefor
KR20200124294A (en) Martensitic S free cutting stainless steel
JP5461929B2 (en) BN free-cutting steel with excellent chip disposal
US8052925B2 (en) Low carbon resulfurized free-machining steel having high machinability
JP3587348B2 (en) Machine structural steel with excellent turning workability
JP6683075B2 (en) Steel for carburizing, carburized steel parts and method for manufacturing carburized steel parts
RU2507293C1 (en) Low-carbon alloyed steel of high cutting processibility
RU2467088C1 (en) Low-alloy chromium steel of higher machinability
RU2470086C1 (en) Medium-carbon chrome-molybdenum steel with better machinability
JP2006316310A (en) Material for component in electronic equipment
JP5576895B2 (en) BN free-cutting steel with excellent tool life
JP6683074B2 (en) Steel for carburizing, carburized steel parts and method for manufacturing carburized steel parts
RU2511008C1 (en) Intermediate-carbon structural steel of high cutting processibility
JP5867308B2 (en) Steel material with excellent end face properties
JP6652021B2 (en) Hot forging steel and hot forged products
JP5837837B2 (en) High-hardness BN free cutting steel with a tool life of 300HV10 or higher
RU2503736C1 (en) Low-carbon structural steel with improved machinability
RU2514552C1 (en) Medium-carbon alloyed steel of higher machinability
RU2696802C1 (en) Easily machined chromo-manganese molybdenum bn-containing steel
JP6683073B2 (en) Steel for carburizing, carburized steel parts and method for manufacturing carburized steel parts
RU2413029C2 (en) Martensite nitrogen containing corrosion resistant steel
RU2556189C1 (en) Easy treated structural medium carbon chrome-manganese-nickel-molybdenum steel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151212