RU2450078C1

RU2450078C1 - Carbon steel

Info

Publication number: RU2450078C1
Application number: RU2010147623/02A
Authority: RU
Inventors: Виталий Владимирович Галкин (RU); Виталий Владимирович Галкин; Сергей Викторович Прохоров (RU); Сергей Викторович Прохоров; Борис Александрович Сарычев (RU); Борис Александрович Сарычев; Олег Анатольевич Николаев (RU); Олег Анатольевич Николаев; Юрий Александрович Ивнин (RU); Юрий Александрович Ивнин; Владимир Викторович Павлов (RU); Владимир Викторович Павлов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2012-05-10

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: steel contains components at the following ratio, wt %: carbon 0.05 - 0.95, manganese 0.25 - 1.20, silicon 0.05 -0.37, phosphorus up to 0.035, sulfur of not more than 0.040, chrome of not more than 0.10, nickel of not more than 0.25, copper of not more than 0.25, arsenic of not more than 0.08, aluminium of not more than 0.005, the iron - balance.

EFFECT: expanded area of carbon steel application and reduced prime cost due to lower consumption of aluminium during its manufacturing.

1 ex

Description

Изобретение относится к металлургии стали и может быть использовано при производстве сортовой стали различного назначения.The invention relates to metallurgy of steel and can be used in the production of long steel for various purposes.

Углеродистая сталь, выплавляемая в двухванных сталеплавильных агрегатах и электродуговых печах, имеет весьма широкий спектр свойств и используется для последующего передела на сортовой прокат.Carbon steel, smelted in two-shaft steelmaking units and electric arc furnaces, has a very wide range of properties and is used for subsequent conversion to long products.

Требования, предъявляемые, к химическому составу и механическим свойствам готовой стали, регламентируются различными стандартами (ГОСТ 380-2005, 1050-1988, 5317-1995 и др.)The requirements for the chemical composition and mechanical properties of finished steel are regulated by various standards (GOST 380-2005, 1050-1988, 5317-1995, etc.)

Кроме обязательных компонентов углеродистая сталь может содержать такие, которые присутствуют в металлоломе, используемом при выплавке стали (титан, ниобий, молибден и др.), или же их присутствие обусловлено необходимостью технологии разливки плавки - алюминий. Его расход при раскислении стали следует свести до оптимального, из-за высокой цены.In addition to the required components, carbon steel may contain those that are present in the scrap metal used in steelmaking (titanium, niobium, molybdenum, etc.), or their presence is due to the need for casting technology - aluminum. Its consumption during deoxidation of steel should be reduced to the optimum, due to the high price.

Известна углеродистая полосовая сталь, содержащая, углерод, марганец, кремний, фосфор, серу, хром, никель, медь, мышьяк и железо и характеризуется содержанием указанных компонентов в соотношении, мас.%:Known carbon steel strip containing carbon, manganese, silicon, phosphorus, sulfur, chromium, nickel, copper, arsenic and iron and is characterized by the content of these components in the ratio, wt.%:

УглеродCarbon 0,14…0,220.14 ... 0.22 МарганецManganese 0,4…0,600.4 ... 0.60 КремнийSilicon 0,005…0,170.005 ... 0.17 ФосфорPhosphorus Не более 0,030No more than 0,030 СераSulfur Не более 0,040No more than 0,040 ХромChromium Не более 0,30No more than 0.30 НикельNickel Не более 0,30No more than 0.30 МедьCopper Не более 0,30No more than 0.30 МышьякArsenic Не более 0,8No more than 0.8 ЖелезоIron Остальное,Rest,

при условии, что суммарное содержание марганца, фосфора и серыprovided that the total content of manganese, phosphorus and sulfur

составляет 0.392…2.155 вес.%. (см. Патент RU №2114208, кл. C22C 38/20, опубл. 27.06.1998).is 0.392 ... 2.155 wt.%. (see Patent RU No. 2114208, class C22C 38/20, publ. 06/27/1998).

Недостатком такой стали является отсутствие интервала по содержанию в ней алюминия, что может привести к появлению в стали нежелательных свойств и удорожает ее производство.The disadvantage of this steel is the lack of an interval in the aluminum content in it, which can lead to the appearance of undesirable properties in steel and makes its production more expensive.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является углеродистая сталь 08Ю, описанная в ГОСТ 9045 «Сталь тонколистовая холоднокатаная низкоуглеродистая качественная для холодной штамповки». Она содержит углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, хром, никель, медь, алюминий, мышьяк и железо и характеризуется содержанием указанных компонентов в соотношении, мас.%:The closest analogue to the claimed object is carbon steel 08Yu, described in GOST 9045 "Cold-rolled low-rolled steel sheet, high-quality for cold stamping." It contains carbon, silicon, manganese, sulfur, phosphorus, chromium, nickel, copper, aluminum, arsenic and iron and is characterized by the content of these components in the ratio, wt.%:

УглеродCarbon Не более 0,07No more than 0,07 МарганецManganese Не более 0,35No more than 0,35 КремнийSilicon Не более 0,03No more than 0,03 ФосфорPhosphorus Не более 0,020No more than 0,020 СераSulfur Не более 0,025No more than 0,025 ХромChromium Не более 0,03No more than 0,03 НикельNickel Не более 0,06No more than 0,06 МедьCopper Не более 0,06No more than 0,06 МышьякArsenic Не более 0,08No more than 0,08 АлюминийAluminum 0,02…0,070.02 ... 0.07 ЖелезоIron ОстальноеRest

Недостатком этой стали является относительно небольшая область ее применения (для холодной штамповки). Кроме того, вышеуказанное содержание в стали алюминия приводит к ее удорожанию.The disadvantage of this steel is its relatively small area of application (for cold stamping). In addition, the above content in aluminum steel leads to its appreciation.

Технической задачей изобретения является расширение области применения углеродистой стали и снижение расхода алюминия при ее производстве.An object of the invention is to expand the scope of carbon steel and reduce the consumption of aluminum in its production.

Для решения этой задачи углеродистая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, фосфор, серу, хром, никель, медь, мышьяк, алюминий и железо, и характеризуется содержанием компонентов в следующем соотношении, мас.%:To solve this problem, carbon steel containing carbon, manganese, silicon, phosphorus, sulfur, chromium, nickel, copper, arsenic, aluminum and iron, and is characterized by the content of components in the following ratio, wt.%:

УглеродCarbon 0,05…0,950.05 ... 0.95 МарганецManganese 0,25…1,200.25 ... 1.20 КремнийSilicon 0,05…0,370.05 ... 0.37 ФосфорPhosphorus Не более 0,035No more than 0,035 СераSulfur Не более 0,040No more than 0,040 ХромChromium Не более 0,10No more than 0.10 НикельNickel Не более 0,25No more than 0.25 МедьCopper Не более 0,25No more than 0.25 МышьякArsenic Не более 0,08No more than 0,08 АлюминийAluminum Не более 0,005No more than 0,005 ЖелезоIron Остальное,Rest,

при этом величина отношения σт/σв=0,5…0,8.the value of the ratio σt / σv = 0.5 ... 0.8.

Все вышеуказанные пределы содержания компонентов в предлагаемой стали получены в результате обработки опытных данных.All of the above limits for the content of components in the proposed steel were obtained as a result of processing experimental data.

Сущность заявляемого технического решения заключается в расширении диапазона содержания в стали основных компонентов (углерод, кремний, марганец), в уменьшении содержания в ней алюминия. Это значительно увеличивает область использования углеродистой стали и приведет к снижению ее себестоимости.The essence of the proposed technical solution is to expand the range of content in steel of the main components (carbon, silicon, manganese), to reduce the content of aluminum in it. This significantly increases the use of carbon steel and will reduce its cost.

Предлагаемая сталь получается путем выплавки в сталеплавильном агрегате, последующей ее разливки на сортовых машинах непрерывной разливки стали. Химический состав и механические свойства стали контролируются в процессе ее изготовления и обязательно указываются в сопроводительной документации (сертификате). Конкретный состав и свойства стали определяются ее назначением.The proposed steel is obtained by smelting in a steelmaking unit, its subsequent casting on high-quality machines for continuous casting of steel. The chemical composition and mechanical properties of steel are monitored during its manufacture and must be indicated in the accompanying documentation (certificate). The specific composition and properties of steel are determined by its purpose.

Опытную проверку заявляемого технического решения осуществляли при производстве стали Ст3сп в электросталеплавильном цехе ОАО «ММК» с последующей ее прокаткой в сортопрокатном цехе на различные профили. Результаты опытов оценивали по результатам механических испытаний сортового проката. Был получен предел прочности 320-550 Н/мм², предел текучести 190-305 Н/мм².An experimental verification of the proposed technical solution was carried out in the production of St3sp steel in the steelmaking shop of OJSC MMK, followed by its rolling in a section rolling shop for various profiles. The experimental results were evaluated according to the results of mechanical testing of long products. A tensile strength of 320-550 N / mm ² was obtained, a yield strength of 190-305 N / mm ² .

Опыты подтвердили известное положение о том, что при содержании алюминия в стали 0,02-0,07% понижается критическая точка А₄ (на диаграмме железо-углерод) и повышается критическая точка А₃ (смотри, например, справочник под ред. Н.Т.Гудцова «Металловедение и термическая обработка». М.: Металлургия, 1956, с.302-303). В результате этого снижается величина σт/σв, а сталь становится малопригодной для ковки при высоких температурах (до 1200°С). Кроме того, содержание алюминия ближе к верхней границе интервала приводит к измельчению зерна в стали, что в ряде случаев ухудшает потребительские свойства стали.The experiments confirmed the well-known position that when the aluminum content of steel is 0.02-0.07%, the critical point A ₄ decreases (in the iron-carbon diagram) and the critical point A ₃ increases (see, for example, the manual edited by N. T. Gudtsova “Metallurgy and heat treatment.” M.: Metallurgy, 1956, p.302-303). As a result, σt / σv decreases, and steel becomes unsuitable for forging at high temperatures (up to 1200 ° C). In addition, the aluminum content closer to the upper boundary of the interval leads to grain refinement in steel, which in some cases affects the consumer properties of steel.

Среднее содержание алюминия в опытных плавках составило 0,003 мас.%, что более чем на порядок меньше среднего его содержания в известной стали 08Ю. Средняя величина σт/σв составила 0,65.The average aluminum content in the experimental melts was 0.003 wt.%, Which is more than an order of magnitude lower than its average content in the known 08Yu steel. The average value of σ / σ was 0.65.

Таким образом, опытная проверка показала приемлемость заявляемого технического решения для выполнения поставленной задачи и его преимущества перед известным объектом.Thus, the pilot test showed the acceptability of the proposed technical solution for the task and its advantages over the known object.

Применение изобретения позволит снизить расход алюминия при производстве стали и соответственно снизить себестоимость стали.The application of the invention will reduce the consumption of aluminum in the production of steel and, accordingly, reduce the cost of steel.

Пример конкретного исполнения.An example of a specific implementation.

Углеродистая сталь содержит, мас.%: углерод - 0,4; кремний - 0,27; марганец - 0,6; фосфор - 0,009; сера - 0,019; хром - 0,05; никель - 0,09; медь 0,15; мышьяк - 0,005; алюминий - 0,003; остальное железо. σт=290 Н/мм². σв=450 Н/мм². Величина отношения σт/σв равна 0,64.Carbon steel contains, wt.%: Carbon - 0.4; silicon 0.27; Manganese - 0.6; phosphorus - 0.009; sulfur - 0.019; chromium - 0.05; nickel - 0.09; copper 0.15; arsenic - 0.005; aluminum - 0.003; the rest is iron. σt = 290 N / mm ² . σw = 450 N / mm ² . The value of the ratio σt / σv is 0.64.

Claims

Carbon steel containing carbon, manganese, silicon, phosphorus, sulfur, chromium, nickel, copper, arsenic, aluminum and iron, characterized in that it contains components in the following ratio, wt.%:
carbon 0.05-0.95 manganese 0.25-1.20 silicon 0.05-0.37 phosphorus no more than 0,035 sulfur no more than 0,040 chromium no more than 0.10 nickel no more than 0.25 copper no more than 0.25 arsenic no more than 0.08 aluminum no more than 0,005 iron rest,

wherein the ratio σt / σb = 0.5-0.8.