RU2365664C1 - Легированная конструкционная сталь преимущественно для холодной объемной штамповки - Google Patents
Легированная конструкционная сталь преимущественно для холодной объемной штамповки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2365664C1 RU2365664C1 RU2007144845/02A RU2007144845A RU2365664C1 RU 2365664 C1 RU2365664 C1 RU 2365664C1 RU 2007144845/02 A RU2007144845/02 A RU 2007144845/02A RU 2007144845 A RU2007144845 A RU 2007144845A RU 2365664 C1 RU2365664 C1 RU 2365664C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- molybdenum
- manganese
- chromium
- titanium
- Prior art date
Links
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title abstract description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title abstract description 8
- 238000005242 forging Methods 0.000 title abstract description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 8
- 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 4
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 33
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 33
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000010273 cold forging Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к легированным конструкционным сталям, применяемым для изготовления изделий методом холодной объемной штамповки. Сталь содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, алюминий, молибден, вольфрам, ванадий, бор, железо и неизбежные примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,08-0,18, кремний 0,05-0,40, марганец 0,20-0,80, хром 0,50-1,10, никель 1,20-2,10, титан 0,01-0,11, алюминий 0,002-0,11, молибден не более 0,20, вольфрам не более 0,20, ванадий не более 0,08, бор 0,0005-0,005, железо и неизбежные примеси - остальное. После сфероидизирующего отжига она имеет однородную феррито-перлитную структуру, содержащую не менее 70% зернистого перлита, и твердость не более 149 НВ. Повышаются механические и эксплуатационные свойства. 3 табл.
Description
Настоящее изобретение относится к металлургии, в частности к легированным конструкционным сталям, применяемым для изготовления изделий методом холодной объемной штамповки.
Известна легированная конструкционная сталь 12ХН по ГОСТ 4543-71 при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,09-0,15, хром 0,40-0,70, никель 0,50-0,80, марганец 0,30-0,60, кремний 0,17-0,37, титан не более 0,03, молибден не более 0,15, вольфрам не более 0,20, ванадий не более 0,05, железо и неизбежные примеси - остальное до 100%, имеющая заданные механические свойства. Содержание алюминия, являющегося раскислителем и относящегося к неизбежным примесям стали, не регламентировано.
Недостатком стали 12ХН являются низкие механические и эксплуатационные свойства.
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является применяемая для холодной объемной штамповки легированная конструкционная сталь 12ХН2 по ГОСТ 4543-71 со следующим соотношением компонентов, мас.%: углерод 0,09-0,16, хром 0,60-0,90, никель 1,50-1,90, марганец 0,30-0,60, кремний 0,17-0,37, титан не более 0,03, молибден не более 0,15, вольфрам не более 0,20, ванадий не более 0,05, железо и неизбежные примеси - остальное до 100%; имеющая заданные механические свойства. Содержание алюминия, являющегося раскислителем и относящегося к неизбежным примесям стали, не регламентировано.
Недостатком известной легированной конструкционной стали 12ХН2 являются ограниченные механические и эксплуатационные свойства, уступающие легированным конструкционным сталям с более высоким содержанием углерода и легирующих элементов.
Заявляемое техническое решение направлено на расширение технологических возможностей холодной объемной штамповки путем создания легированной конструкционной стали, обладающей более высокими механическими и эксплуатационными свойствами, чем применяемые для холодной объемной штамповки известные легированные конструкционные стали.
Для этого легированная конструкционная сталь преимущественно для холодной объемной штамповки, включающая углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, алюминий, молибден, вольфрам, ванадий, железо и неизбежные примеси, дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,08-0,18, кремний 0,05-0,40, марганец 0,20-0,80, хром 0,50-1,10, никель 1,20-2,10, титан 0,01-0,11, алюминий 0,002-0,11, молибден не более 0,20, вольфрам не более 0,20, ванадий не более 0,08, бор 0,0005-0,005, железо и неизбежные примеси - остальное, при этом имеющая после сфероидизирующего отжига однородную феррито-перлитную структуру, содержащую не менее 70% зернистого перлита, и твердость не более 149 НВ.
Приведенное сочетание легирующих элементов с заданными параметрами структуры и твердости позволяет получить в заявляемой стали оптимальное сочетание механических свойств с пластичностью после завершающей термообработки и обеспечивает технологическую деформируемость, необходимую для операций холодной объемной штамповки после сфероидизирующего отжига.
Содержание углерода составляет 0,08-0,18%. Верхний предел содержания углерода - 0,18% определяется обеспечением требуемого уровня вязкости, сопротивления хрупкому разрушению и технологической деформируемости, а нижний предел - 0,08% обеспечением требуемой прочности.
Содержание кремния составляет 0,05-0,40%. Верхний предел содержания кремния - 0,40% обусловлен необходимой пластичностью, а нижний предел - 0,05% - технологичностью изготовления стали.
Содержание хрома составляет 0,50-1,10%, содержание марганца 0,20-0,80%, содержание молибдена до 0,20%. Хром, марганец и молибден упрочняют твердый раствор, повышают устойчивость переохлажденного аустенита и повышают прокаливаемость стали. Верхний предел содержания хрома - 1,10%, марганца - 0,80% и молибдена - 0,20% определяется обеспечением требуемого уровня пластичности, вязкости, сопротивления хрупкому разрушению и технологической деформируемости. Нижний предел содержания хрома - 0,50%, марганца - 0,20% и молибдена определяется обеспечением требуемой прочности и прокаливаемое™.
Содержание никеля составляет 1,20-2,10%. Верхний предел содержания никеля - 2,10% определяется обеспечением требуемого уровня технологической деформируемости. Нижний предел содержания никеля - 1,20% определяется требуемым порогом хладноломкости, прочности, сопротивления хрупкому разрушению, вязкости и прокаливаемости.
Содержание титана составляет 0,01-0,11%, содержание алюминия составляет 0,002-0,11%. Титан и алюминий используются в качестве раскислителей и обеспечивают защиту бора от связывания в нитриды. Верхний предел содержания титана - 0,11% и алюминия 0,11% определяется требуемой пластичностью, нижний предел содержания титана - 0,01% и алюминия - 0,002% определяется необходимой прокаливаемостью.
Содержание вольфрама составляет до 0,2%, содержание ванадия составляет до 0,08%. Вольфрам и ванадий являются карбонитридообразующими элементами и способствуют получению мелкодисперсной зеренной структуры стали. Содержание вольфрама до 0,2% и ванадия до 0,08% определяется обеспечением требуемого уровня пластичности, вязкости и технологической деформируемости.
Содержание бора составляет 0,0005-0,0050%. Бор резко увеличивает прокаливаемость стали. Верхний предел содержания бора - 0,005% определяется требуемой пластичностью, нижний предел - 0,0005% определяется необходимой прокаливаемостью.
После сфероидизирующего отжига, обеспечивающего рациональные условия холодной объемной штамповки путем снижения сопротивления деформированию и повышения пластичности, сталь имеет однородную феррито-перлитную структуру, содержащую не менее 70% зернистого перлита и твердость не более 149 НВ. Зернистый перлит снижает сопротивление деформированию и повышает пластичность стали в наибольшей степени. Нижний предел содержания зернистого перлита - 70% и верхний предел твердости - 149 НВ, определяется технологической деформируемостью стали, необходимой для холодной объемной штамповки.
Пример осуществления предлагаемого изобретения.
Заявляемая легированная конструкционная сталь опробована в производственных условиях кузнечного завода ОАО «КАМА3-Металлургия».
Определен химический состав и механические свойства образцов заявляемой стали и известной стали 12ХН2 после закалки с последующим низким отпуском по режиму, указанному в ГОСТ 4543-71 для стали 12ХН2. После сфероидизирующего отжига образцы заявляемой стали имеют однородную феррито-перлитную структуру, содержащую не менее 70% зернистого перлита, и твердость не более 149 НВ, что обеспечивает требуемую технологическую деформируемость при холодной объемной штамповке.
Из заявляемой стали методом холодной объемной штамповки с последующей механической и термической обработкой изготовлена опытная партия деталей двигателя а/машины «КАМАЗ», обладающих более высокими прочностными и эксплуатационными свойствами, чем детали изготовленные по той же технологии из известной стали 12ХН2.
В таблице 1 приведен химический состав образцов №1,2,3 заявляемой стали и образца №4 известной стали 12ХН2.
В таблице 2 приведены показатели структуры, твердости, механических и пластических свойств образцов №1, 2, 3 заявляемой стали и образца №4 известной стали 12ХН2 после сфероидизирующего отжига на соответствие требованиям технологической деформируемости холодной объемной штамповки.
В таблице 3 приведены показатели механических и пластических свойств образцов №1, 2, 3 заявляемой стали и образца №4 известной стали 12ХН2 после термической обработки заключающейся в закалке с последующим низким отпуском по режиму указанному в ГОСТ 4543-71 для стали 12ХН2.
Таблица 2 показывает, что после сфероидизирующего отжига, образцы заявляемой стали имеют однородную феррито-перлитную структуру, содержащую более 80% зернистого перлита, твердость 137-142 НВ, временное сопротивление разрыву 450-470 Н/мм2, предел текучести 310-330 Н/мм2, относительное удлинение 37-39,2%, относительное сужение 72,4-76,8% и соответствуют требованиям технологической деформируемости, необходимой для холодной объемной штамповки.
Как следует из таблицы 3, после завершающей термообработки (закалки с низким отпуском) механические (предел текучести σт, временное сопротивление разрыву σв, ударная вязкость KCU) свойства образцов заявляемой стали выше механических свойств образца известной конструкционной легированной стали 12ХН2.
Расширение технологических возможностей холодной объемной штамповки достигается применением заявляемой легированной конструкционной стали, имеющей более высокие механические и эксплуатационные свойства за счет сочетания рационального количества легирующих элементов и введения в состав стали бора, повышающего прокаливаемость.
| Таблица 1 | ||||||||||||
| Номер образца стали | Содержание в стали, мас.% | |||||||||||
| С | Si | Mn | Cr | Ni | Ti | Al | Mo | W | V | В | Fe | |
| 1 | 0,1 | 0,33 | 0,49 | 0,83 | 1,74 | 0,02 | 0,06 | 0,010 | 0,005 | 0,003 | 0,003 | Остальное |
| 2 | 0,12 | 0,29 | 0,49 | 0,78 | 1,60 | 0,02 | 0,06 | 0,010 | 0,005 | 0,003 | 0,003 | |
| 3 | 0,13 | 0,28 | 0,47 | 0,79 | 1,61 | 0,02 | 0,06 | 0,015 | 0,005 | 0,003 | 0,003 | |
| 4 12ХН2 | 0,15 | 0,35 | 0,44 | 0,73 | 1,71 | 0,001 | 0,03 | 0,020 | 0,01 | 0,005 | - | |
Claims (1)
- Легированная конструкционная сталь для холодной объемной штамповки, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, алюминий, молибден, вольфрам, ванадий, железо и неизбежные примеси, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
углерод 0,08-0,18 кремний 0,05-0,40 марганец 0,20-0,80 хром 0,50-1,10 никель 1,20-2,10 титан 0,01-0,11 алюминий 0,002-0,11 молибден не более 0,20 вольфрам не более 0,20 ванадий не более 0,08 бор 0,0005-0,005 железо и неизбежные примеси остальное,
и имеет после сфероидизирующего отжига однородную ферритоперлитную структуру, содержащую не менее 70% зернистого перлита, и твердость не более 149 НВ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007144845/02A RU2365664C1 (ru) | 2007-12-03 | 2007-12-03 | Легированная конструкционная сталь преимущественно для холодной объемной штамповки |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007144845/02A RU2365664C1 (ru) | 2007-12-03 | 2007-12-03 | Легированная конструкционная сталь преимущественно для холодной объемной штамповки |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007144845A RU2007144845A (ru) | 2009-06-10 |
| RU2365664C1 true RU2365664C1 (ru) | 2009-08-27 |
Family
ID=41024273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007144845/02A RU2365664C1 (ru) | 2007-12-03 | 2007-12-03 | Легированная конструкционная сталь преимущественно для холодной объемной штамповки |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2365664C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2190685C1 (ru) * | 2001-06-29 | 2002-10-10 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Сталь для производства листового проката |
| RU2225894C1 (ru) * | 2002-09-04 | 2004-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НОРМА-ИМПОРТ ИНСО" | Термоупрочняемая сталь повышенной прокаливаемости для холодной объемной штамповки |
| RU2249625C1 (ru) * | 2003-12-26 | 2005-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Интелмет НТ" | Сортовой прокат, круглый, из низколегированной стали для холодной объемной штамповки высокопрочных крепежных деталей |
| JP2007107072A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Jfe Steel Kk | 耐疲労亀裂伝播特性に優れる鋼材 |
| RU2309190C2 (ru) * | 2002-04-03 | 2007-10-27 | Индустил Франс | Стальная заготовка для изготовления пресс-формы для литья под давлением пластмассы или для изготовления деталей для металлообработки |
| JP2007291511A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-11-08 | Jfe Steel Kk | 靭性に優れた高張力厚鋼板およびその製造方法 |
-
2007
- 2007-12-03 RU RU2007144845/02A patent/RU2365664C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2190685C1 (ru) * | 2001-06-29 | 2002-10-10 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Сталь для производства листового проката |
| RU2309190C2 (ru) * | 2002-04-03 | 2007-10-27 | Индустил Франс | Стальная заготовка для изготовления пресс-формы для литья под давлением пластмассы или для изготовления деталей для металлообработки |
| RU2225894C1 (ru) * | 2002-09-04 | 2004-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НОРМА-ИМПОРТ ИНСО" | Термоупрочняемая сталь повышенной прокаливаемости для холодной объемной штамповки |
| RU2249625C1 (ru) * | 2003-12-26 | 2005-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Интелмет НТ" | Сортовой прокат, круглый, из низколегированной стали для холодной объемной штамповки высокопрочных крепежных деталей |
| JP2007107072A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Jfe Steel Kk | 耐疲労亀裂伝播特性に優れる鋼材 |
| JP2007291511A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-11-08 | Jfe Steel Kk | 靭性に優れた高張力厚鋼板およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007144845A (ru) | 2009-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7833363B2 (en) | Method for producing high-strength forged parts having high reduction of area | |
| US10227683B2 (en) | High strength cold rolled steel sheet | |
| RU2620216C2 (ru) | Стальной сплав для получения низколегированной высокопрочной стали | |
| RU2763027C1 (ru) | Кованая деталь из бейнитной стали и способ ее изготовления | |
| JP5206910B1 (ja) | 鋼板 | |
| JP5824283B2 (ja) | 室温および温間での成形性に優れた高強度鋼板 | |
| EP2641991A1 (en) | High-strength steel plate with excellent formability, warm working method, and warm-worked automotive part | |
| US20110236247A1 (en) | Heat resistant steel for exhaust valve | |
| KR101333307B1 (ko) | 가공성 및 담금질 후의 피로 특성이 우수한 전봉 강관 | |
| WO2016129548A1 (ja) | 降伏比と加工性に優れた超高強度鋼板 | |
| JP5636347B2 (ja) | 室温および温間での成形性に優れた高強度鋼板およびその温間成形方法 | |
| CN115627424A (zh) | 一种1.5GPa级新型高塑性冷轧DH钢及其制备方法 | |
| JP2019002078A (ja) | 降伏比と加工性に優れた超高強度鋼板 | |
| RU2383649C2 (ru) | Дисперсионно-твердеющая сталь (варианты) и изделие из стали (варианты) | |
| RU2365664C1 (ru) | Легированная конструкционная сталь преимущественно для холодной объемной штамповки | |
| RU2420603C1 (ru) | Штрипсовая сталь и изделие, выполненное из нее | |
| RU2263155C1 (ru) | Высокопрочная нержавеющая сталь и изделие из нее | |
| RU2219276C1 (ru) | Мартенситностареющая сталь и изделие, выполненное из нее | |
| KR101745196B1 (ko) | 초고강도 스프링강 | |
| RU2414520C1 (ru) | Сталь конструкционная с высокой ударной вязкостью при криогенных температурах | |
| RU2410462C1 (ru) | Рельсовая сталь | |
| JP2023539781A (ja) | 鋼の鍛造された部品及びその製造方法 | |
| RU2368694C1 (ru) | Рельсовая сталь | |
| RU2813069C1 (ru) | Способ получения высокопрочного стального листа | |
| RU2477333C1 (ru) | Низкоуглеродистая легированная сталь |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140324 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171204 |