RU2164544C1 - Steel for enameling and products made therefrom - Google Patents
Steel for enameling and products made therefrom Download PDFInfo
- Publication number
- RU2164544C1 RU2164544C1 RU2000111187A RU2000111187A RU2164544C1 RU 2164544 C1 RU2164544 C1 RU 2164544C1 RU 2000111187 A RU2000111187 A RU 2000111187A RU 2000111187 A RU2000111187 A RU 2000111187A RU 2164544 C1 RU2164544 C1 RU 2164544C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- content
- boron
- nitrogen
- carbon
- Prior art date
Links
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- 238000004534 enameling Methods 0.000 title claims description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims abstract description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 5
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 8
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002320 enamel (paints) Substances 0.000 abstract description 5
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 abstract 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- MOWNZPNSYMGTMD-UHFFFAOYSA-N oxidoboron Chemical class O=[B] MOWNZPNSYMGTMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000009428 plumbing Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000004901 spalling Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к сталям для эмалирования и изделиям, выполненным из них, и может быть использовано для производства эмалированных товаров народного потребления, сантехнических изделий и бытовой техники (стиральные машины, электро- и газовые плиты, холодильники). The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to enamel steels and products made from them, and can be used for the production of enameled consumer goods, plumbing products and household appliances (washing machines, electric and gas stoves, refrigerators).
Развитие технологий ведущих отраслей машиностроения, таких как химическое машиностроение, медицинская, бытовая техника, предъявляет повышенные требования к эмалируемости и штампуемости конструкционных тонколистовых, горячекатаных и холоднокатаных сталей, применяемых для технологичных и надежных изделий ответственного назначения. The development of technologies in leading engineering industries, such as chemical engineering, medical, and home appliances, places high demands on the enamelability and stampability of structural thin-sheet, hot-rolled and cold-rolled steels used for technologically advanced and reliable products of critical use.
Известна сталь для эмалирования с улучшенной стойкостью против образования "рыбьей чешуи" и с улучшенной штампуемостью, содержащая следующие компоненты, мас.%:
Углерод не более - 0,0025
Марганец не более - 0,5
Бор - 0,007 - 0,02
Медь - 0,01-0,07
Алюминий не более - 0,010
Кислород - 0,008-0,020
Азот - 0,005 - 0,020
Фосфор не более - 0,020
Селен - 0,0001-0,1000
Железо и неизбежные примеси - Остальное [1]
Известна сталь для эмалирования и изделие, выполненное из нее, - холоднокатаный лист толщиной 0,8 мм.Known steel for enameling with improved resistance against the formation of "fish scales" and with improved stampability, containing the following components, wt.%:
Carbon no more - 0,0025
Manganese no more - 0,5
Boron - 0.007 - 0.02
Copper - 0.01-0.07
Aluminum no more - 0,010
Oxygen - 0.008-0.020
Nitrogen - 0.005 - 0.020
Phosphorus no more - 0,020
Selenium - 0.0001-0.1000
Iron and Inevitable Impurities - Else [1]
Known steel for enameling and the product made from it is a cold-rolled sheet with a thickness of 0.8 mm.
Сталь содержит следующие компоненты, мас.%:
Углерод - 0,04 - 0,09
Кремний - 0,03 - 0,07
Марганец - 0,18- 0,47
Хром - 0,02-0,09
Алюминий - 0,01-0,09
Азот - 0,004 - 0,009
Титан - 0,005-0,030
Железо - Остальное [2]
Изобретение направлено на повышение штампуемости, водородопроницаемости коэффициента наводораживания, снижение склонности эмалированных изделий к короблению при обжиге, увеличение сцепления эмали со сталью, увеличение выхода годного проката и эмалированных изделий.Steel contains the following components, wt.%:
Carbon - 0.04 - 0.09
Silicon - 0.03 - 0.07
Manganese - 0.18-0.47
Chrome - 0.02-0.09
Aluminum - 0.01-0.09
Nitrogen - 0.004 - 0.009
Titanium - 0.005-0.030
Iron - Other [2]
The invention is aimed at improving the stampability, hydrogen permeability of the coefficient of hydrogenation, reducing the tendency of enameled products to warpage during firing, increasing the adhesion of enamel to steel, increasing the yield of rolled products and enameled products.
Известна сталь для эмалирования и изделие, выполненное из нее, - холоднокатный лист толщиной 0,7 - 0,8 мм. Сталь содержит следующие компоненты, мас.%:
Углерод - До 0,005
Фосфор - До 0,02
Сера - До 0,03
Азот - 0,005-0,012
Титан - До 0,15
Медь - До 0,08
По крайней мере один элемент из группы мышьяк, сурьма, висмут при суммарном содержании - 0,003 - 0,030
железо и примеси - Остальное,
при этом содержание титана должно удовлетворять следующему соотношению:
Ti ≥ (48/12 C + 48/14 N + 48/32 S).Known steel for enameling and the product made from it is a cold-rolled sheet with a thickness of 0.7 - 0.8 mm Steel contains the following components, wt.%:
Carbon - Up to 0.005
Phosphorus - Up to 0.02
Sulfur - Up to 0.03
Nitrogen - 0.005-0.012
Titanium - Up to 0.15
Copper - Up to 0.08
At least one element from the group of arsenic, antimony, bismuth with a total content of 0.003 - 0.030
iron and impurities - The rest,
while the titanium content must satisfy the following ratio:
Ti ≥ (48/12 C + 48/14 N + 48/32 S).
Добавка в сталь мышьяка, висмута, сурьмы предотвращает граждение на поверхности листа продуктов травления. The addition of arsenic, bismuth, antimony to steel prevents caking on the surface of the sheet of etched products.
Свойства холоднокатаного листа - улучшенная способность к пластической деформации, высокая степень сцепления эмали с поверхностью, стойкость к отслаиванию [3]. The properties of a cold-rolled sheet are improved ability to plastic deformation, a high degree of adhesion of the enamel to the surface, and resistance to peeling [3].
Известны изделия, выполненные из стали для эмалирования, например горячекатаные полосы толщиной 2,5 - 2,6 мм, холоднокатаный лист толщиной 0,8 мм. Known products made of steel for enameling, for example, hot-rolled strips with a thickness of 2.5 - 2.6 mm, a cold-rolled sheet with a thickness of 0.8 mm.
Сталь содержит следующие компоненты, мас.%:
Углерод - ≅ 0,050
Кремний - ≅ 0,030
Марганец - ≅ 0,033
Алюминий - 0,02 - 0,08
Хром - ≅ 0,030
Ванадий - ≅ 0,018
Никель - ≅ 0,05
Медь - ≅ 0,09
Азот - 0,04 - 0,10
Фосфор - ≅ 0,047
Сера - ≅ 0,018
Изобретение направлено на повышение стойкости стали к дефекту "рыбья чешуя". Сколы на эмалированных изделиях, изготовленных из известной стали, не обнаружены [4].Steel contains the following components, wt.%:
Carbon - ≅ 0.050
Silicon - ≅ 0.030
Manganese - ≅ 0.033
Aluminum - 0.02 - 0.08
Chrome - ≅ 0.030
Vanadium - ≅ 0.018
Nickel - ≅ 0.05
Copper - ≅ 0.09
Nitrogen - 0.04 - 0.10
Phosphorus - ≅ 0.047
Sulfur - ≅ 0.018
The invention is aimed at increasing the resistance of steel to the defect "fish scales". No chips were found on enameled products made of known steel [4].
Прототипом изобретения является качественная сталь для эмалирования и выполненное из нее изделие в виде холоднокатаного листа толщиной 0,8 мм. Сталь содержит, мас.%:
углерод - 0,015-0,070
кремний - ≅ 0,2
марганец - ≅ 0,5
алюминий - 0,01-0,10
медь - 0,015-0,060
бор - 0,0050 - 0,0100
азот - 0,0040 - 0,0120
фосфор - ≅ 0,030
сера - ≅ 0,02
железо и примеси - остальное,
при выполнении следующих соотношений:
0,8 ≅ B/N ≅ 1,5
2,0 Cu/P ≅ 5,0 (5)
Задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в расширении арсенала технических средств, направленных на создание стали для эмалирования, имеющей высокую способность к пластической деформации (штамповке, вытяжке, прессованию), стойкой к образованию дефекта "апельсиновая корка" при штамповке, связанного с аномальным ростом ферритных зерен [6,7,9].The prototype of the invention is high-quality steel for enameling and a product made from it in the form of a cold-rolled sheet with a thickness of 0.8 mm. Steel contains, wt.%:
carbon - 0.015-0.070
silicon - ≅ 0.2
Manganese - ≅ 0.5
aluminum - 0.01-0.10
copper - 0.015-0.060
boron - 0.0050 - 0.0100
nitrogen - 0.0040 - 0.0120
phosphorus - ≅ 0.030
sulfur - ≅ 0.02
iron and impurities - the rest,
when performing the following ratios:
0.8 ≅ B / N ≅ 1.5
2.0 Cu / P ≅ 5.0 (5)
The problem that the invention solves is to expand the arsenal of technical means aimed at creating steel for enameling, which has a high ability to plastic deformation (stamping, drawing, pressing), resistant to the formation of an orange peel defect during stamping associated with abnormal growth ferritic grains [6,7,9].
Сталь должна иметь также хорошую способность к эмалированию (высокая адгезия к эмалевому покрытию) и стойкость к образованию дефекта "рыбья чешуя". В решаемую задачу входит также выполнение различного вида изделий из разработанной стали. Steel should also have good enamelability (high adhesion to enamel coating) and resistance to the formation of a fish scale defect. The task to be solved also includes the implementation of various types of products from developed steel.
Поставленная задача решается тем, что сталь для эмалирования, содержащая углерод, марганец, кремний, медь, алюминий, бор, азот, серу, фосфор и железо, согласно изобретению дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 0,04-0,09
Марганец - 0,15-0,50
Кремний - 0,01-0,05
Медь - 0,01-0,06
Алюминий - 0,02-0,06
Бор - 0,0008-0,0050
Азот - 0,004-0,012
Кальций - 0,0005-0,0100
Сера - ≅ 0,025
Фосфор - ≅ 0,03
железо и неизбежные примеси - Остальное
при этом содержание азота связано с содержанием углерода, а содержание кальция связано с содержанием бора следующими зависимостями:
[(N = 1,4 · 10-2 - 0,1 · C) + C] ≥ 5,0 · 10-2, (I)
[(Ca = 1,3 · 10-4 + 5 · 10-1B) + B] ≅ 7,6 · 10-3, (II)
Задача решается также тем, что изделия выполняют из стали для эмалирования вышеуказанного состава, при этом они могут быть выполнены, в частности, либо в виде горячекатаного листа толщиной 2,0 - 5,5 мм, либо в виде холоднокатаного листа толщиной 0,5 - 2,5 мм с ферритным зерном не крупнее 5 номера по ГОСТ 5639 - 80 и водородной проницаемостью Atel > 10 по ТУ 14-1-91-80-86.The problem is solved in that the steel for enameling containing carbon, manganese, silicon, copper, aluminum, boron, nitrogen, sulfur, phosphorus and iron, according to the invention additionally contains calcium in the following ratio, wt.%:
Carbon - 0.04-0.09
Manganese - 0.15-0.50
Silicon - 0.01-0.05
Copper - 0.01-0.06
Aluminum - 0.02-0.06
Boron - 0.0008-0.0050
Nitrogen - 0.004-0.012
Calcium - 0.0005-0.0100
Sulfur - ≅ 0.025
Phosphorus - ≅ 0.03
Iron and Inevitable Impurities - Else
the nitrogen content is related to the carbon content, and the calcium content is related to the boron content by the following relationships:
[(N = 1.4 · 10 -2 - 0.1 · C) + C] ≥ 5.0 · 10 -2 , (I)
[(Ca = 1.3 · 10 -4 + 5 · 10 -1 B) + B] ≅ 7.6 · 10 -3 , (II)
The problem is also solved by the fact that the products are made of steel for enameling the above composition, while they can be made, in particular, either in the form of a hot-rolled sheet with a thickness of 2.0 - 5.5 mm, or in the form of a cold-rolled sheet with a thickness of 0.5 - 2.5 mm with ferrite grain no larger than 5 numbers according to GOST 5639 - 80 and hydrogen permeability Atel> 10 according to TU 14-1-91-80-86.
Углерод и азот оказывают сильное влияние на свойства эмалируемой стали по следующим причинам:
а) упрочнение твердого раствора;
б) упрочнение структуры выделениями карбида и нитрида железа (алюминия);
в) измельчение зерен ферритной основы;
г) изменение внутризеренного кристаллического строения (текстуры).Carbon and nitrogen have a strong effect on the properties of enameled steel for the following reasons:
a) hardening of the solid solution;
b) hardening of the structure with precipitates of carbide and nitride of iron (aluminum);
c) grinding of grains of a ferritic base;
d) a change in the intragranular crystalline structure (texture).
Все факторы (а - г) влияют на пластичность и штампуемость, кроме того, факторы (б - г) влияют на эмалируемость. All factors (a - d) affect ductility and stampability, in addition, factors (b - d) affect enamelability.
Для получения оптимального состояния пластичности, прочности и эмалируемости заявляемой стали в ней необходимо иметь такое содержание углерода и азота, при котором упрочнение не ухудшает штампуемость, а величина зерна феррита и его внутризеренное строение (текстура) не ухудшают сцепление эмалевого покрытия с металлом. Такое соотношение свойств достигается при регулировании количества углерода и азота в заявленных пределах и их пропорционального изменения, при котором с увеличением содержания углерода в заданных пределах уменьшается содержание азота и наоборот. Определение необходимых концентраций углерода C и азота N производится согласно расчетной формуле, полученной методом корреляционного регрессивного анализа опытных данных:
[(N = 1.4 · 10-2 - 0.1 · C) + C] ≥ 5.0 · 10-2
Для дальнейшего улучшения свойств стали в ее состав вводится кальций. Как высокоактивный элемент в низкоуглеродистой стали кальций оказывает следующее действие: соединяясь с постоянными неизбежными примесями в расплаве, способствует удалению через шлак фосфора, серы, кислорода; стабилизирует и усиливает раскисляющее действие алюминия; изменяет фазовый состав и строение оксидных включений, уменьшает их количество, способствует переходу от угловатой к округлой форме.To obtain the optimum state of ductility, strength and enamelability of the inventive steel, it is necessary to have such a carbon and nitrogen content that hardening does not impair stampability, and the size of the ferrite grain and its intragranular structure (texture) do not impair the adhesion of the enamel coating to the metal. This ratio of properties is achieved by controlling the amount of carbon and nitrogen in the declared limits and their proportional changes, in which the nitrogen content decreases with an increase in the carbon content in the specified limits and vice versa. The necessary concentrations of carbon C and nitrogen N are determined according to the calculation formula obtained by the method of correlation regression analysis of experimental data:
[(N = 1.4 · 10 -2 - 0.1 · C) + C] ≥ 5.0 · 10 -2
To further improve the properties of steel, calcium is introduced into its composition. As a highly active element in low-carbon steel, calcium has the following effect: combined with constant inevitable impurities in the melt, it helps to remove phosphorus, sulfur, oxygen through slag; stabilizes and enhances the deoxidizing effect of aluminum; changes the phase composition and structure of oxide inclusions, reduces their number, promotes the transition from angular to round shape.
Кроме того, соединяясь с остаточным фосфором, растворенным в феррите, кальций предотвращает попадание фосфора на границы зерен и блокирует эти границы [8,9]. In addition, combining with residual phosphorus dissolved in ferrite, calcium prevents phosphorus from entering grain boundaries and blocks these boundaries [8, 9].
При использовании совместно с бором кальций, связывая кислород, предохраняет бор от окисления, предотвращает образование оксидов бора, способствует более полному растворению бора в железе и более эффективному действию бора в твердом растворе. Это обеспечивает попадание кальция в достаточных количествах на границы зерен, равномерный рост зерен после рекристаллизации, уменьшение текстуры и предотвращение аномального образования очень крупных зерен (1-4 номера по ГОСТ 5639 - 80), вызывающих дефект " апельсиновая корка ", вредный для эмалирования и недопустимый при штамповке. Изменение содержания бора в стали в сторону увеличения требует для предотвращения его окисления увеличения содержания кальция, поэтому содержание кальция и бора связано расчетной зависимостью:
[(Ca = 1.3 · 10-4 + 5 · 10-1B) + В] ≅ 7.6 · 10-3 (II)
Совместно с углеродом и азотом бор в твердом растворе образует карбоборидную фазу типа Fem Bn Cx Ny переменного состава, количество и величина включений которой зависят от содержания элементов в стали, прежде всего от содержания свободного бора в растворе. Эти включения, взаимодействуя с водородом, проникающим в сталь при эмалировании, служат "ловушками", задерживающими водород и уменьшающими его выделение в процессе формирования эмалевого покрытия. Это дополнительно улучшает стойкость и качество эмалирования.When used in conjunction with boron, calcium, binding oxygen, protects boron from oxidation, prevents the formation of boron oxides, contributes to a more complete dissolution of boron in iron and a more effective action of boron in solid solution. This ensures that enough calcium enters the grain boundaries, uniform grain growth after recrystallization, texture reduction and the prevention of abnormal formation of very large grains (1-4 numbers according to GOST 5639 - 80), causing the orange peel defect, harmful to enameling and unacceptable when stamping. Changing the boron content in steel in the direction of increase requires an increase in the calcium content to prevent its oxidation, therefore, the calcium and boron content are related by the calculated dependence
[(Ca = 1.3 · 10 -4 + 5 · 10 -1 B) + В] ≅ 7.6 · 10 -3 (II)
Together with carbon and nitrogen, boron in a solid solution forms a carboboride phase of the type Fe m B n C x N y of variable composition, the number and amount of inclusions of which depend on the content of elements in steel, primarily on the content of free boron in the solution. These inclusions, interacting with hydrogen penetrating the steel during enameling, serve as “traps” that trap hydrogen and reduce its evolution during the formation of an enamel coating. This further improves enamel resistance and quality.
Применение арсенала всех средств данного технического решения способствует получению в изделиях - горячекатаном и холоднокатаном листах, выполненных из стали предложенного состава, величину зерна феррита не крупнее 5 номера (ГОСТ 5639 - 80), что полностью исключает брак при штамповке "апельсиновая корка". The use of the arsenal of all means of this technical solution contributes to obtaining in products - hot-rolled and cold-rolled sheets made of steel of the proposed composition, the size of the ferrite grain is not larger than 5 numbers (GOST 5639 - 80), which completely excludes marriage during stamping "orange peel".
В листах горячекатаном и холоднокатаном за счет более высоких показателей водородной проницаемости (Atel ≥ 10) и коэффициента наводораживания (H ≥ 50%) отсутствует склонность к дефекту "рыбья чешуя". Due to higher values of hydrogen permeability (Atel ≥ 10) and hydrogen permeation coefficient (H ≥ 50%), sheets with hot-rolled and cold-rolled ones are not prone to a fish scale defect.
Таким образом, поставленная в изобретении задача - разработка стали с химическим составом, обеспечивающим высокую эмалируемость изделий, изготовленных из тонкого конструкционного листа холодной штамповкой, отличается признаками новизны и достигается новым решением - изменением химического состава путем введения дополнительного элемента кальция в регулируемом соотношении с бором и в сочетании с регулируемым соотношением углерода и азота, что позволяет получить новый эффект оптимального сочетания требуемых средств. Thus, the objective of the invention is the development of steel with a chemical composition that ensures high enamelability of products made from a thin structural sheet by cold stamping, is characterized by novelty and is achieved by a new solution - by changing the chemical composition by introducing an additional calcium element in an adjustable ratio with boron and combined with an adjustable ratio of carbon and nitrogen, which allows you to get a new effect of the optimal combination of the required funds.
Пример конкретного исполнения. An example of a specific implementation.
Выплавлены две стали заявляемого состава (мас.%):
Сталь A. C = 0,05; Mn = 0.35; Si = 0.02; Al = 0.033; Cu = 0.01; S = 0.012; P = 0.025; N = 0.009; B = 0.0008; Ca = 0.00053, Fe и примеси - остальное.Smelted two steels of the claimed composition (wt.%):
Steel A. C = 0.05; Mn = 0.35; Si = 0.02; Al = 0.033; Cu = 0.01; S = 0.012; P = 0.025; N = 0.009; B = 0.0008; Ca = 0.00053, Fe and impurities - the rest.
C + N = 5.9 · 10-2 > 5.0 · 10-2
B + Ca = 1.3 · 10-3 < 7.0 · 10-3
Сталь Б. C = 0,08; Mn = 0.2; Si = 0.02; Al = 0.045; Cu = 0.02; S = 0.018; P = 0.020; N = 0.006; B = 0.004; Ca = 0.0021, Fe и примеси - остальное
C + N = 8.6 · 10-2 > 5.6 · 10-2
B + Ca = 6.1 · 10-3 < 7.6 · 10-3
Сталь разливали на непрерывно литые заготовки, полученные слябы прокатывали на горячекатаный лист (б = 3,9 мм), травили, прокатывали на холоднокатаный лист (б = 1,5 мм) и отжигали.C + N = 5.9 · 10 -2 > 5.0 · 10 -2
B + Ca = 1.3 · 10 -3 <7.0 · 10 -3
Steel B. C = 0.08; Mn = 0.2; Si = 0.02; Al = 0.045; Cu = 0.02; S = 0.018; P = 0.020; N = 0.006; B = 0.004; Ca = 0.0021, Fe and impurities - the rest
C + N = 8.6 · 10 -2 > 5.6 · 10 -2
B + Ca = 6.1 · 10 -3 <7.6 · 10 -3
Steel was poured onto continuously cast billets, the resulting slabs were rolled onto a hot-rolled sheet (b = 3.9 mm), etched, rolled onto a cold-rolled sheet (b = 1.5 mm) and annealed.
Производили отбор проб и стандартные механические испытания на растяжение, глубину выдавливания лунки по Эриксену и пригодность к эмалируемости, которую оценивали по критериям водородного показателя H (методика Дон НИИ Чермета), скорости наводораживания (Atel) по ТУ 14-1-91-80-86, откола эмали после выдержки в соляной кислоте ГОСТ 24244-80. Оптимальными являются значения показателя H ≥ 50%, Atel ≥ 10. Samples were taken and standard mechanical tensile tests, the depth of extrusion of the well according to Eriksen and suitability for enamelability, which were assessed according to the criteria of hydrogen index H (methodology of Don Scientific Research Institute Chermet), speed of hydrogenation (Atel) according to TU 14-1-91-80-86 , enamel spalling after exposure to hydrochloric acid GOST 24244-80. The optimal values are H ≥ 50%, Atel ≥ 10.
Свойства заявляемой стали в состоянии поставки приведены в таблице 1. The properties of the inventive steel in the delivery state are shown in table 1.
Примечание: дефект "рыбья чешуя" по ст. А. Б. отсутствует при контрольных выдержках 2 месяца. Из холоднокатаного листа изготавливалась посуда (чайники, миски, кастрюли, крышки) и ставилась на выдержку в течение 2 месяцев. Дефект "рыбья чешуя " при контрольных выдержках на посуде отсутствует. Note: defect "fish scales" according to Art. A. B. is absent at control extracts of 2 months. Dishes were made from a cold-rolled sheet (teapots, bowls, pots, lids) and set to hold for 2 months. The defect "fish scales" in the control exposure on the dishes is missing.
Таким образом, сталь предложенного состава имеет высокий комплекс технологических и служебных свойств, которые обеспечивают хорошую штампуемость при изготовлении изделий, высокое сцепление эмалевого покрытия с металлической основой и его стойкость в эксплуатации. Thus, the steel of the proposed composition has a high range of technological and service properties that provide good stampability in the manufacture of products, high adhesion of the enamel coating to the metal base and its stability in operation.
Список используемой литературы. Bibliography.
1. Патент ЕР N0386 758 МПК C 22 C 38/16, опубл. 11.08.93 г. 1. Patent EP N0386 758 IPC C 22 C 38/16, publ. 08/11/93
2. А.С. СССР N 15 60610 МПК С 22 C 38/28, опубл. 30. 04. 90 г. 2. A.S. USSR N 15 60610 IPC C 22 C 38/28, publ. 30.04.04
3. Европейский патент N 0179432 МПК C 22 C 38/60, опубл. 08.06.88 г. 3. European patent N 0179432 IPC C 22 C 38/60, publ. 06/08/88
4. ПРФ N 2010634 МПК B 21 B 3/00, опубл. 15.04.94 г. 4. PRF N 2010634 IPC B 21 B 3/00, publ. 04/15/94
5. Выложенная заявка Японии N 6-158 161 МПК C 21 D 8/02 C 22 C 38/00, опубл. 06.07.1994 г. 5. Japanese application laid out N 6-158 161 IPC C 21 D 8/02 C 22 C 38/00, publ. July 6, 1994
6. В.Л. Пилюшенко, А.И. Яценко, А.Д. Белянский, Н.И. Репина, Г.В. Кругликова, "Структура и свойства автолистовой стали", М. Металлургия, 1996, 176 (с. 113 - 153). 6. V.L. Pilyushenko, A.I. Yatsenko, A.D. Belyansky, N.I. Repina, G.V. Kruglikova, “Structure and properties of steel sheet”, M. Metallurgy, 1996, 176 (p. 113 - 153).
7. Сборник статей под редакцией Н.Ф. Болховитинова, М., Металлургиздат, 1961 г. (стр. 38, 120). 7. Collection of articles edited by N.F. Bolkhovitinova, M., Metallurgizdat, 1961 (p. 38, 120).
8. Бор, кальций, ниобий, цирконий в чугуне и стали, М., Металлургиздат, 1961 г. (с. 70-141). 8. Boron, calcium, niobium, zirconium in cast iron and steel, M., Metallurgizdat, 1961 (p. 70-141).
9. Kamaga М. Suemune К. , Oosawa M., Shibata M., Effectos В and N in Steel an Fishscaling of Poralain Emal, Tetsu to Hagane, 71, N 2 1985, 120-127. 9. Kamaga M., Suemune K., Oosawa M., Shibata M., Effectos B and N in Steel an Fishscaling of Poralain Emal, Tetsu to Hagane, 71, N 2 1985, 120-127.
Claims (4)
Углерод - 0,04 - 0,09
Марганец - 0,15 - 0,50
Кремний - 0,01 - 0,05
Медь - 0,01 - 0,06
Алюминий - 0,02 - 0,06
Бор - 0,0008 - 0,0050
Азот - 0,004 - 0,012
Кальций - 0,0005 - 0,0100
Сера - ≅0,025
Фосфор - ≅0,03
Железо и неизбежные примеси - Остальное
при этом содержание азота связано с содержанием углерода, а содержание кальция связано с содержанием бора следующими зависимостями:
[(N = 1,4 · 10-2-0,1C)+C]≥5,0 · 10-2,
[(Ca = 1,3 · 10-4 + 5 · 10-1B) + B] ≅ 7,6 · 10-3.1. Steel for enameling, containing carbon, manganese, silicon, copper, aluminum, boron, nitrogen, sulfur, phosphorus and iron, characterized in that it additionally contains calcium in the following ratio, wt.%:
Carbon - 0.04 - 0.09
Manganese - 0.15 - 0.50
Silicon - 0.01 - 0.05
Copper - 0.01 - 0.06
Aluminum - 0.02 - 0.06
Boron - 0.0008 - 0.0050
Nitrogen - 0.004 - 0.012
Calcium - 0.0005 - 0.0100
Sulfur - ≅0.025
Phosphorus - ≅0.03
Iron and Inevitable Impurities - Else
wherein the nitrogen content is related to the carbon content, and the calcium content is related to the boron content by the following relationships:
[(N = 1.4 · 10 -2 -0.1C) + C] ≥5.0 · 10 -2 ,
[(Ca = 1.3 · 10 -4 + 5 · 10 -1 B) + B] ≅ 7.6 · 10 -3 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000111187A RU2164544C1 (en) | 2000-05-06 | 2000-05-06 | Steel for enameling and products made therefrom |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000111187A RU2164544C1 (en) | 2000-05-06 | 2000-05-06 | Steel for enameling and products made therefrom |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2164544C1 true RU2164544C1 (en) | 2001-03-27 |
Family
ID=20234232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000111187A RU2164544C1 (en) | 2000-05-06 | 2000-05-06 | Steel for enameling and products made therefrom |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2164544C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2212468C1 (en) * | 2002-02-01 | 2003-09-20 | Акционерное общество закрытого типа "Радонеж" | Low-alloy steel and article made from such steel |
| RU2212469C1 (en) * | 2002-02-01 | 2003-09-20 | Акционерное общество закрытого типа "Радонеж" | Low-alloy steel and article made from this steel |
| RU2307175C1 (en) * | 2006-01-24 | 2007-09-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Method for producing hot rolled steel for cold forming |
| RU2313584C2 (en) * | 2006-01-24 | 2007-12-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Method for producing of cold-rolled steel for cold pressing |
| RU2313582C2 (en) * | 2006-01-24 | 2007-12-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Method for producing of hot-rolled steel for cold pressing |
| RU2313583C2 (en) * | 2006-01-24 | 2007-12-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Method for producing of cold-rolled steel for cold pressing |
| RU2336314C2 (en) * | 2003-10-16 | 2008-10-20 | Зальцгиттер Флахшталь Гмбх | Hot rolled tape or sheet out of steel, particularly out of steel if, suitable for enamel coating on both sides |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4084991A (en) * | 1974-07-10 | 1978-04-18 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Enameled cold rolled sheet |
| US4348229A (en) * | 1980-08-22 | 1982-09-07 | Nippon Steel Corporation | Enamelling steel sheet |
| EP0386758A1 (en) * | 1989-03-10 | 1990-09-12 | Kawasaki Steel Corporation | Steel sheets for porcelain enameling and method of producing the same |
| RU2010634C1 (en) * | 1992-08-14 | 1994-04-15 | Череповецкий Металлургический Комбинат Им.50-Летия Ссср | Method of manufacturing strips from cold-rolled sheets from low-carbon type-ob steel alloyed by phosphorus (0,04-0,10 by mass) and aluminum (0,02-0,08 % by mass) for enamelling |
-
2000
- 2000-05-06 RU RU2000111187A patent/RU2164544C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4084991A (en) * | 1974-07-10 | 1978-04-18 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Enameled cold rolled sheet |
| US4348229A (en) * | 1980-08-22 | 1982-09-07 | Nippon Steel Corporation | Enamelling steel sheet |
| EP0386758A1 (en) * | 1989-03-10 | 1990-09-12 | Kawasaki Steel Corporation | Steel sheets for porcelain enameling and method of producing the same |
| US5292383A (en) * | 1989-03-10 | 1994-03-08 | Kawasaki Steel Corporation | Steel sheets for procelain enameling and method of producing the same |
| RU2010634C1 (en) * | 1992-08-14 | 1994-04-15 | Череповецкий Металлургический Комбинат Им.50-Летия Ссср | Method of manufacturing strips from cold-rolled sheets from low-carbon type-ob steel alloyed by phosphorus (0,04-0,10 by mass) and aluminum (0,02-0,08 % by mass) for enamelling |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2212468C1 (en) * | 2002-02-01 | 2003-09-20 | Акционерное общество закрытого типа "Радонеж" | Low-alloy steel and article made from such steel |
| RU2212469C1 (en) * | 2002-02-01 | 2003-09-20 | Акционерное общество закрытого типа "Радонеж" | Low-alloy steel and article made from this steel |
| RU2336314C2 (en) * | 2003-10-16 | 2008-10-20 | Зальцгиттер Флахшталь Гмбх | Hot rolled tape or sheet out of steel, particularly out of steel if, suitable for enamel coating on both sides |
| RU2307175C1 (en) * | 2006-01-24 | 2007-09-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Method for producing hot rolled steel for cold forming |
| RU2313584C2 (en) * | 2006-01-24 | 2007-12-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Method for producing of cold-rolled steel for cold pressing |
| RU2313582C2 (en) * | 2006-01-24 | 2007-12-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Method for producing of hot-rolled steel for cold pressing |
| RU2313583C2 (en) * | 2006-01-24 | 2007-12-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Method for producing of cold-rolled steel for cold pressing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5904310B1 (en) | Ferritic stainless steel and manufacturing method thereof | |
| KR100207868B1 (en) | Chrome steel plate with excellent press formability | |
| JP2018184661A (en) | Material for stainless cold-rolled steel sheet and manufacturing method thereof | |
| KR101850231B1 (en) | Ferritic stainless steel and method for producing same | |
| JP7268182B2 (en) | Ferritic stainless steel sheet, manufacturing method thereof, and ferritic stainless steel member | |
| JP6306353B2 (en) | Method for producing slab for ferritic stainless steel cold rolled steel sheet and method for producing ferritic stainless steel cold rolled steel sheet | |
| JP4852857B2 (en) | Ferritic / austenitic stainless steel sheet with excellent stretch formability and crevice corrosion resistance | |
| RU2164544C1 (en) | Steel for enameling and products made therefrom | |
| JPH10121205A (en) | Ferritic stainless steel sheet with small in-plane anisotropy and excellent ridging resistance and method for producing the same | |
| JP6776469B1 (en) | Duplex stainless steel and its manufacturing method | |
| EP2220260A1 (en) | Low chrome ferritic stainless steel with high corrosion resistance and stretchability and method of manufacturing the same | |
| JP3463500B2 (en) | Ferritic stainless steel excellent in ductility and method for producing the same | |
| JP2007270290A (en) | Ferritic stainless steel with excellent corrosion resistance at welds. | |
| KR101940427B1 (en) | Ferritic stainless steel sheet | |
| JP2003155543A (en) | Ferrite stainless steel having excellent deep drawability and reduced plane anisotropy, and production method therefor | |
| JP2016113670A (en) | Ferritic stainless steel and method for producing the same | |
| RU2190685C1 (en) | Steel for production of sheet rolling | |
| JP3477113B2 (en) | High-purity ferritic stainless steel sheet with excellent secondary work brittleness after deep drawing | |
| JP2003213376A (en) | Ferritic stainless steel sheet having excellent secondary hole enlargementability and production method therefor | |
| JP2001271143A (en) | Ferritic stainless steel excellent in ridging resistance and its production method | |
| JP2020143309A (en) | Ferritic stainless steel sheet | |
| JPH0741854A (en) | Method for producing ferritic single phase stainless hot rolled steel sheet with excellent toughness | |
| JPH07233452A (en) | Ferritic stainless steel with excellent magnetic properties | |
| JP2020164924A (en) | High-purity ferritic stainless steel and high-purity ferritic stainless steel slabs | |
| JP6146401B2 (en) | Ferritic stainless steel sheet |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20160602 |
|
| QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20020625 Effective date: 20161220 |