RU2469106C1 - Round rolled stock from boron-containing steel of increased hardening capacity - Google Patents
Round rolled stock from boron-containing steel of increased hardening capacity Download PDFInfo
- Publication number
- RU2469106C1 RU2469106C1 RU2011145220/02A RU2011145220A RU2469106C1 RU 2469106 C1 RU2469106 C1 RU 2469106C1 RU 2011145220/02 A RU2011145220/02 A RU 2011145220/02A RU 2011145220 A RU2011145220 A RU 2011145220A RU 2469106 C1 RU2469106 C1 RU 2469106C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- hrc
- distance
- hardenability
- silicates
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 78
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 19
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000005204 segregation Methods 0.000 claims abstract description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 9
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 claims abstract 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 17
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 4
- 230000002739 subcortical effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 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 description 6
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 4
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000712 Boron steel Inorganic materials 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 2
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 2
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- -1 wt.%: C 0.16-0.23 Substances 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005078 molybdenum compound Substances 0.000 description 1
- 150000002752 molybdenum compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству круглого сортового проката, используемого при изготовлении тяжелонагруженных деталей, работающих при больших скоростях и нагрузках.The invention relates to metallurgy, in particular to the production of round sections used in the manufacture of heavily loaded parts operating at high speeds and loads.
Известен круглый сортовой прокат из борсодержащей стали повышенной прокаливаемости следующего состава, мас.%: C 0,16-0,23, Mn 0,60-0,90, Si 0,17-0,37, Cr 0,70-1,10, S 0,005-0,035, Ni 0,80-1,00, Al 0,02-0,05, Ti 0,01-0,06, N 0,005-0,010, B 0,001-0,005, Ca 0,001-0,010, As 0,0001-0,03, Sn 0,0001-0,02, Pb 0,0001-0,01, Zn 0,0001-0,005, железо и неизбежные примеси - остальное, при соотношениях: (As+Sn+Pb+5×Zn)≤0,07; (Ti/48)+(Al/27)-(N/14)≥(0,6×10-3). Примеси, мас.%: Cu не более 0,30, Mo не более 0,03, P не более 0,035.Known round long products from boron-containing steel of high hardenability of the following composition, wt.%: C 0.16-0.23, Mn 0.60-0.90, Si 0.17-0.37, Cr 0.70-1, 10, S 0.005-0.035, Ni 0.80-1.00, Al 0.02-0.05, Ti 0.01-0.06, N 0.005-0.010, B 0.001-0.005, Ca 0.001-0.010, As 0.0001-0.03, Sn 0.0001-0.02, Pb 0.0001-0.01, Zn 0.0001-0.005, iron and inevitable impurities - the rest, with the ratios: (As + Sn + Pb + 5 × Zn) ≤0.07; (Ti / 48) + (Al / 27) - (N / 14) ≥ (0.6 × 10 -3 ). Impurities, wt.%: Cu no more than 0.30, Mo no more than 0.03, P no more than 0.035.
Закаленный и отпущенный прокат имеет пластинчатую ферритоперлитную структуру, размер действительного зерна 5-9 баллов, неметаллические включения по сульфидам точечным, оксидам точечным, оксидам строчечным, силикатам хрупким, силикатам пластичным, силикатам недеформируемым со средним баллом не более 3,5 по каждому виду, макроструктуру по центральной пористости, точечной неоднородности, ликвационному квадрату, подусадочной ликвации не более 3 баллов по каждому виду, ликвационным полоскам не более 1 балла, σв не менее 1200 МПа, σт не менее 1110 МПа, δ не менее 12%, ψ не менее 62%, ан KCU(+20) не менее 1470 кДж/м2. Обрабатываемость резанием - величина износа по задней грани резца (h3) при равном пути резания (L) - при L=1320 м, h3 не более 0,30 мм (РФ, патент №2355785, C21D 8/06, C22C 38/54, C22C 38/60, 27.03.2008).Hardened and tempered rolled products have a lamellar ferritoperlitic structure, the actual grain size is 5–9 points, non-metallic inclusions for point sulfides, point oxides, line oxides, brittle silicates, plastic silicates, non-deformable silicates with an average score of not more than 3.5 for each species, macrostructure of center porosity, spot irregularities square segregation, segregation podusadochnoy not more than 3 points for each species, phase separation strips not more than 1 point, σ at least 1200 MPa, σ m of at least 1110 Pa, δ not less than 12%, ψ at least 62%, and n KCU (+20) is not less than 1470 kJ / m 2. Machinability - the amount of wear along the rear edge of the cutter (h 3 ) with an equal cutting path (L) - at L = 1320 m, h 3 not more than 0.30 mm (RF Patent No. 2355785, C21D 8/06, C22C 38 / 54, C22C 38/60, 03/27/2008).
Наиболее близким к предлагаемму является круглый сортовой прокат из борсодержащей стали повышенной прокаливаемости следующего состава, мас.%: C - 0,38-0,43, Mn - 0,50-0,80, Si - 0,17-0,37, Cr - 0,70-1,00, S - 0,005-0,040, Mo - 0,03-0,06, V - 0,04-0,08, Al - 0,020-0,045, Ti - 0,020-0,045, B - 0,001-0,003, N - 0,005-0,012, As - 0,0001-0,03, Sn - 0,0001-0,02, Pb - 0,0001-0,01, Zn - 0,0001-0,005, железо и неизбежные примеси - остальное, при следующем соотношении элементов:Closest to the offer is round long products from boron-containing steel of increased hardenability of the following composition, wt.%: C - 0.38-0.43, Mn - 0.50-0.80, Si - 0.17-0.37, Cr - 0.70-1.00, S - 0.005-0.040, Mo - 0.03-0.06, V - 0.04-0.08, Al - 0.020-0.045, Ti - 0.020-0.045, B - 0.001-0.003, N - 0.005-0.012, As - 0.0001-0.03, Sn - 0.0001-0.02, Pb - 0.0001-0.01, Zn - 0.0001-0.005, iron and inevitable impurities - the rest, with the following ratio of elements:
(As+Sn+Pb+5×Zn)≤0,07; Ti/48+Al/27-N/14≥0,6×10-3.(As + Sn + Pb + 5 × Zn) ≤0.07; Ti / 48 + Al / 27-N / 14≥0.6 × 10 -3 .
Прокат получают с диаметром от 40 до 170 мм.Rolled products are obtained with a diameter of 40 to 170 mm.
Прокат имеет макроструктуру - центральная пористость, точечная неоднородность, ликвационный квадрат - не более 3 баллов по каждому виду, подусадочная ликвация - не более 2 баллов, ликвационные полоски - не более 1 балла.The rental has a macrostructure - central porosity, point heterogeneity, segregation square - not more than 3 points for each type, shrink liquation - not more than 2 points, segregation strips - not more than 1 point.
Загрязненность стали неметаллическими включениями: средний балл по сульфидам точечным, оксидам точечным, оксидам строчечным, силикатам хрупким, силикатам пластичным, силикатам недеформируемым - не более 3,5 по каждому виду включений.Contamination became non-metallic inclusions: the average score for point sulfides, point oxides, line oxides, brittle silicates, plastic silicates, non-deformable silicates - not more than 3.5 for each type of inclusions.
Прокат имеет пластинчатую ферритоперлитную структуру, размер действительного зерна - 5-9 баллов.Rolled products have a lamellar ferritic perlite structure, the actual grain size is 5–9 points.
Механические свойства после закалки и низкого отпуска: σв не менее 1300 МПа, σ0,2 не менее 1210 МПа, δ не менее 10%, ψ не менее 55%.Mechanical properties after hardening and low tempering: σ at least 1300 MPa, σ 0.2 at least 1210 MPa, δ at least 10%, ψ at least 55%.
Прокаливаемость: твердость образца при торцевой закалке на расстоянии 10 мм от торца - не менее 47 HRC, на расстоянии 20 мм от торца - не менее 40 HRC.Hardenability: the hardness of the sample during end hardening at a distance of 10 mm from the end - not less than 47 HRC, at a distance of 20 mm from the end - not less than 40 HRC.
Обрабатываемость резанием - величина износа по задней грани резца (h3) при равном пути резания (L) - при L=1320 м, h3 не более 0,30 мм (РФ, патент №2329309, C21D 8/06, C22C 38/60, 19.09.2006).Machinability - the amount of wear along the rear edge of the cutter (h 3 ) with an equal cutting path (L) - at L = 1320 m, h 3 not more than 0.30 mm (RF Patent No. 2229309, C21D 8/06, C22C 38 / 60, 09/19/2006).
Одним из важнейших требований, предъявляемых к круглому сортовому прокату, используемому при изготовлении тяжелонагруженных деталей, работающих при больших скоростях и нагрузках, является обеспечение однородности макроструктуры проката, мелкозернистости структуры, снижение содержания неметаллических включений и обеспечение требуемой прокаливаемости. Выявленные в результате патентного поиска технические решения не позволяют повысить характеристики прокаливаемости проката с одновременным улучшением показателей, характеризующих структуру и чистоту проката по неметаллическим включениям. У наиболее близкого к предлагаемому проката макроструктура: центральная пористость, точечная неоднородность, ликвационный квадрат - не более 3 баллов по каждому виду; подусадочная ликвация - не более 2 баллов, ликвационные полоски - не более 1 балла; загрязненность стали неметаллическими включениями: средний балл по сульфидам точечным, оксидам точечным, оксидам строчечным, силикатам хрупким, силикатам пластичным, силикатам недеформируемым - не более 3,5 по каждому виду включений; структура проката пластинчатая ферритоперлитная, размер действительного зерна - 5-9 баллов, при характеристиках прокаливаемости - твердость образца при торцевой закалке: на расстоянии 10 мм от торца - не менее 47 HRC, на расстоянии 20 мм от торца - не менее 40 HRC. При этом выявленные в результате патентного поиска технические решения не позволяют увеличить глубину прокаливания. Одной из причин отсутствия возможности увеличения глубины прокаливаемости является то, что при относительно высоком уровне вариации содержания углерода в стали, из которой изготавливают прокат, не учтен фактор защиты бора от связывания в нитриды, что не позволяет получить повышенные характеристики прокаливаемости.One of the most important requirements for round long products used in the manufacture of heavily loaded parts operating at high speeds and loads is to ensure uniformity of the macrostructure of the products, fine grain structure, reduction of non-metallic inclusions and the required hardenability. The technical solutions identified as a result of a patent search do not allow increasing the hardenability characteristics of rolled products while improving the indicators characterizing the structure and purity of rolled products based on non-metallic inclusions. The macrostructure closest to the proposed rental is: central porosity, point heterogeneity, segregation square - not more than 3 points for each type; shrink segregation - not more than 2 points, segregation strips - not more than 1 point; contamination of steel with non-metallic inclusions: the average score for point sulfides, point oxides, line oxides, brittle silicates, plastic silicates, non-deformable silicates - not more than 3.5 for each type of inclusions; lamellar ferritoperlite rolled structure, actual grain size - 5-9 points, with hardenability characteristics — sample hardness at end hardening: at a distance of 10 mm from the end - at least 47 HRC, at a distance of 20 mm from the end - at least 40 HRC. Moreover, the technical solutions identified as a result of a patent search do not allow increasing the calcination depth. One of the reasons for the inability to increase the hardenability depth is that, with a relatively high level of variation in the carbon content in the steel from which the steel is made, the factor of boron protection from binding to nitrides is not taken into account, which does not allow to obtain increased hardenability characteristics.
Предлагаемое изобретение решает задачу создания круглого сортового проката из борсодержащей стали повышенной прокаливаемости, с заданными параметрами прокаливаемости, структуры и механических свойств, осуществление которого позволяет достичь технического результата, заключающегося в расширении комплекса потребительских свойств путем возможности повышения показателей прокаливаемости проката с одновременным улучшением показателей, характеризующих структуру и чистоту проката по неметаллическим включениям.The present invention solves the problem of creating round high-quality rolled products from high-hardenability boron-containing steel, with specified hardenability parameters, structure and mechanical properties, the implementation of which allows to achieve a technical result consisting in expanding the range of consumer properties by increasing the hardenability of rolled products while improving the indicators characterizing the structure and the purity of the rental on non-metallic inclusions.
Кроме того, заявленный сортовой прокат из борсодержащей стали повышенной прокаливаемости позволяет получить дополнительный, по отношению к прототипу, технический результат, заключающийся в возможности изготовления сортового проката больших диаметров (свыше 190 мм) из борсодержащей стали с улучшенными, по отношению к прототипу, параметрами прокаливаемости, структуры и чистоты по неметаллическим включениям.In addition, the claimed long products from boron-containing steel of increased hardenability allows to obtain an additional technical result with respect to the prototype, which consists in the possibility of manufacturing long products of large diameters (over 190 mm) from boron-containing steel with improved hardenability parameters relative to the prototype, structure and purity for non-metallic inclusions.
Сущность заявленного изобретения состоит в том, что в заявленном круглом сортовом прокате из борсодержащей стали повышенной прокаливаемости с заданными параметрами прокаливаемости, структуры и чистоты по неметаллическим включениям новым является то, что он изготовлен из легированной стали, содержащей углерод, марганец, кремний, хром, титан, алюминий, бор, сера, железо и неизбежные примеси, при следующих соотношениях компонентов, мас.%:The essence of the claimed invention lies in the fact that in the declared round rolled products of high-hardenability boron-containing steel with specified parameters of hardenability, structure and purity for non-metallic inclusions, the new is that it is made of alloy steel containing carbon, manganese, silicon, chromium, titanium , aluminum, boron, sulfur, iron and inevitable impurities, with the following ratios of components, wt.%:
при выполнении следующего соотношения элементов: 40≥C/0,01+B/0,001≥33; 500×[Ti/24-N/7]+0,02≥0; 12/C-Mn/0,055≤20, при этом в качестве неизбежных примесей сталь содержит массовую долю элементов, мас.%: фосфор 0,001-0,030, медь 0,10-0,30, азот 0,001-0,010, молибден 0,001-0,08, прокат имеет ферритоперлитную мелкодисперсную структуру, величина аустенитного зерна балл №5, макроструктура (не более): центральная пористость 3 балла, точечная неоднородность 3 балла, ликвационный квадрат 3 балла, подусадочная ликвация 1 балл, подкорковые пузыри и межкристаллитные трещины не допускаются; неметаллические включения: по сульфидам, оксидам строчным, оксидам точечным, силикатам хрупким, силикатам пластичным силикатам недеформированным - не более 3 баллов по среднему баллу по каждому виду включений; прокаливаемость - твердость образца при торцевой закалке соответствует: на расстоянии от торца образца 1,5 мм от 52 до 56 HRC; на расстоянии от торца образца 11,0 мм не менее 51 HRC; на расстоянии от торца образца 20,0 мм не менее 45 HRC; на расстоянии от торца образца 40,0 мм от 40 до 48 HRC.when performing the following ratio of elements: 40≥C / 0.01 + B / 0.001≥33; 500 × [Ti / 24-N / 7] + 0.02≥0; 12 / C-Mn / 0,055≤20, while steel contains the mass fraction of elements as inevitable impurities, wt.%: Phosphorus 0.001-0.030, copper 0.10-0.30, nitrogen 0.001-0.010, molybdenum 0.001-0, 08, the rolled product has a ferritoperlite finely divided structure, austenitic grain size point No. 5, macrostructure (no more): central porosity 3 points, point heterogeneity 3 points, segregation square 3 points, stiff segregation 1 point, subcrustal bubbles and intercrystalline cracks are not allowed; non-metallic inclusions: for sulfides, line oxides, point oxides, brittle silicates, non-deformed plastic silicates - not more than 3 points for the average score for each type of inclusions; hardenability - the hardness of the sample during end hardening corresponds to: at a distance from the end of the sample 1.5 mm from 52 to 56 HRC; at a distance from the end of the sample 11.0 mm of not less than 51 HRC; at a distance from the end of the sample of 20.0 mm not less than 45 HRC; at a distance from the end of the sample 40.0 mm from 40 to 48 HRC.
Заявленный технический результат достигается за счет корректировки общего качественного и количественного состава стали, из которой изготавливают прокат. Приведенные сочетания легирующих элементов позволяют повысить показатели прокаливаемости проката с одновременным улучшением показателей, характеризующих структуру и чистоту проката по неметаллическим включениям, а именно: получить в готовом изделии ферритоперлитную мелкодисперсную структуру с благоприятным сочетанием механических характеристик, обуславливающих повышенные характеристики прокаливаемости проката и позволяющих решить задачу увеличения глубины прокаливаемости. В результате обеспечивается возможность производства из заявленной борсодержащей стали круглого сортового проката повышенной прокаливаемости больших диаметров, а именно: свыше 190 мм, с улучшенными, по отношению к прототипу, параметрами прокаливаемости, структуры и чистоты по неметаллическим включениям.The claimed technical result is achieved by adjusting the overall qualitative and quantitative composition of the steel from which the rolled products are made. The given combinations of alloying elements make it possible to increase the hardenability of rolled products with a simultaneous improvement of indicators characterizing the structure and purity of rolled products by non-metallic inclusions, namely: to obtain a ferritoperlite finely dispersed structure in the finished product with a favorable combination of mechanical characteristics, which lead to increased characteristics of hardenability of rolled products and to solve the problem of increasing the depth hardenability. As a result, it is possible to produce from the declared boron-containing steel round billets of increased hardenability of large diameters, namely: over 190 mm, with improved hardenability parameters relative to the prototype, structure and purity for non-metallic inclusions.
При этом количественное содержание элементов в составе стали выбрано таким образом, что каждый элемент выполняет свое основное назначение, а в совокупности заявляемый качественный и количественный состав стали обеспечивает достижение заявленного технического результата.In this case, the quantitative content of the elements in the steel composition is selected in such a way that each element fulfills its main purpose, and in the aggregate, the claimed qualitative and quantitative composition of the steel ensures the achievement of the claimed technical result.
Качественный и количественный состав стали в заявленном круглом сортовом прокате из борсодержащей стали повышенной прокаливаемости обусловлен следующим.The qualitative and quantitative composition of the steel in the declared round high-quality rolled steel of high-hardenability boron steel is due to the following.
Железо является основным компонентом стали.Iron is the main component of steel.
Углерод вводят в композицию заявленной стали с целью обеспечения мелкодисперсной зеренной структуры и обеспечения заданного уровня ее прочности и прокаливаемости. Верхняя граница содержания углерода (0,37%) обусловлена необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижняя - соответственно 0,33% - обеспечением требуемого уровня прочности и прокаливаемости данной стали. При этом углерод участвует в протекании двух процессов. Первый процесс - это образование графитовых включений в структуре стали, второй - образование частиц карбидной фазы в металлической матрице. При содержании углерода менее 0,33% образуется недостаточное количество как свободного углерода, так и карбидов, что приводит к повышенному износу изделий в процессе эксплуатации и снижению прочностных свойств материала. При содержании углерода более 0,37% происходит выделение избыточного количества частиц карбидной фазы неблагоприятной формы, что приводит к снижению пластических свойств стали.Carbon is introduced into the composition of the claimed steel in order to provide a finely dispersed grain structure and to ensure a given level of its strength and hardenability. The upper limit of the carbon content (0.37%) is due to the need to ensure the required level of ductility of steel, and the lower - respectively 0.33% - to ensure the required level of strength and hardenability of this steel. In this case, carbon is involved in two processes. The first process is the formation of graphite inclusions in the steel structure, the second is the formation of particles of the carbide phase in a metal matrix. When the carbon content is less than 0.33%, an insufficient amount of both free carbon and carbides is formed, which leads to increased wear of the products during operation and a decrease in the strength properties of the material. When the carbon content is more than 0.37%, an excess amount of particles of the carbide phase of an unfavorable shape is released, which leads to a decrease in the plastic properties of steel.
Марганец, молибден и хром используют, с одной стороны, как упрочнители твердого раствора, с другой стороны, как элементы, повышающие устойчивость переохлажденного аустенита стали. В заданных пределах марганец обеспечивает требуемое сочетание прочностных и вязких свойств в совокупности с усилением влияния молибдена на устойчивость переохлажденного аустенита.Manganese, molybdenum and chromium are used, on the one hand, as solid solution hardeners, and on the other hand, as elements that increase the stability of supercooled austenite of steel. Within the specified limits, manganese provides the required combination of strength and viscous properties together with an increase in the effect of molybdenum on the stability of supercooled austenite.
Марганец и хром используются, с одной стороны, как упрочнители твердого раствора, с другой стороны, как элементы, существенно повышающие устойчивость переохлажденного аустенита и увеличивающие прокаливаемость стали. При этом верхний уровень содержания указанных элементов (соответственно 1.30% Mn, 0,65% Cr) определяется необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижний (1,00% Mn, 0,45% Cr) - необходимостью обеспечить требуемый уровень прочности и прокаливаемости стали.Manganese and chromium are used, on the one hand, as solid solution hardeners, and on the other hand, as elements that significantly increase the stability of supercooled austenite and increase the hardenability of steel. Moreover, the upper level of the content of these elements (respectively 1.30% Mn, 0.65% Cr) is determined by the need to ensure the required level of ductility of steel, and the lower (1.00% Mn, 0.45% Cr) is determined by the need to provide the required level of strength and hardenability become.
Кроме того, марганец, растворяясь в металлической основе, стабилизирует перлит. При содержании марганца менее 1,00% в структуре стали наблюдается присутствие включений феррита, что снижает однородность проката, а при содержании марганца более 1,30% происходит локальное пересыщение ферритной составляющей перлита марганцем, что отрицательно сказывается на свойствах стали.In addition, manganese, dissolving in a metal base, stabilizes perlite. When the manganese content is less than 1.00%, the presence of ferrite inclusions is observed in the steel structure, which reduces the homogeneity of rolled products, and when the manganese content is more than 1.30%, the ferrite component of perlite is locally supersaturated with manganese, which negatively affects the properties of steel.
Хром представляет собой эффективный легирующий элемент, повышающий коррозионную стойкость к газообразному диоксиду углерода. Хром при содержании в стали в количестве 0,45-0,65% полностью растворяется в цементите, образуя сложные карбиды типа (Fe, Cr)3С, способствует получению высокой и равномерной твердости, износостойкой поверхности. При содержании хрома более 0,65% карбиды укрупняются, увеличивается их количество, что снижает однородность проката.Chromium is an effective alloying element that increases the corrosion resistance to gaseous carbon dioxide. Chromium, when contained in steel in an amount of 0.45-0.65%, completely dissolves in cementite, forming complex carbides of the type (Fe, Cr) 3 C, contributes to a high and uniform hardness, wear-resistant surface. With a chromium content of more than 0.65%, carbides are enlarged, their number increases, which reduces the uniformity of the hire.
Кремний способствует выделению углерода в свободном виде в соответствии со стабильной системой железо-углерод, что значительно повышает показатели износостойкости сплава. Количественное содержание кремния в составе стали соответствует количественному содержанию углерода. Для количественного содержания углерода в заявленной стали кремний в количестве менее 0,17% не оказывает значительного влияния на процесс графитизации, вследствие чего углерод находится в связанном состоянии, что приводит к значительному износу изделий при эксплуатации в условиях интенсивного трения. При содержании кремния более 0,37% в структуре стали наблюдается повышенное количество крупных включений графита неблагоприятной формы, что отрицательно сказывается на однородности проката. Молибден содержится в заявленной стали в виде примеси и оказывает положительное влияние на прокаливаемость. Молибден в присутствии хрома образует карбид (Мо, Fe)23С6. Наличие молибдена в заявленных пределах повышает прокаливаемость стали, что, в свою очередь, позволяет получить равномерную и мелкозернистую структуру, тормозит процесс роста и коагуляции карбидов. При содержании молибдена в стали менее 0,001% снижается количество образующихся соединений, структура стали отличается неоднородностью, что ведет к ухудшению прокаливаемости проката. При содержании в заявленном составе стали молибдена более 0,08% образуется избыточное количество соединений молибдена, что ведет к снижению пластических свойств стали, а следовательно, к ухудшению прокаливаемости проката.Silicon contributes to the release of carbon in free form in accordance with a stable iron-carbon system, which significantly increases the wear resistance of the alloy. The quantitative content of silicon in the composition of the steel corresponds to the quantitative content of carbon. For the quantitative carbon content in the declared steel, silicon in an amount of less than 0.17% does not significantly affect the graphitization process, as a result of which carbon is in a bound state, which leads to significant wear of products during operation under intense friction. When the silicon content is more than 0.37% in the steel structure, an increased number of large inclusions of graphite of an unfavorable shape is observed, which negatively affects the uniformity of the rolled products. Molybdenum is contained in the declared steel as an impurity and has a positive effect on hardenability. Molybdenum in the presence of chromium forms carbide (Mo, Fe) 23 C 6 . The presence of molybdenum within the stated limits increases the hardenability of steel, which, in turn, allows you to get a uniform and fine-grained structure, inhibits the growth and coagulation of carbides. When the molybdenum content in the steel is less than 0.001%, the number of formed compounds decreases, the structure of the steel is not uniform, which leads to a deterioration in the hardenability of rolled products. When the content in the claimed composition of the molybdenum steel is more than 0.08%, an excess amount of molybdenum compounds is formed, which leads to a decrease in the plastic properties of the steel and, consequently, to a deterioration in the hardenability of the rolled product.
В совокупности заданные количественные характеристики содержания в заявленной стали марганца, молибдена и хрома обеспечивают требуемый уровень прокаливаемости заявленной борсодержащей стали.Together, the specified quantitative characteristics of the content in the declared steel of manganese, molybdenum and chromium provide the required level of hardenability of the declared boron-containing steel.
Никель в заданных пределах 0,010-0,30% влияет на характеристики прокаливаемости и вязкости стали, повышает прочность стали, уменьшает склонность к хрупкому разрушению, увеличивает дисперсность карбидов, повышает сопротивление стали окислению при нагреве и ее прочность при высоких температурах. Кроме того, никель также нейтрализует вредные влияния со стороны меди, которая также входит в состав заявленной стали, которые заключаются в возможности образования трещин на поверхности во время горячей прокатки. Присутствие никеля в составе стали в количестве 0,010% положительно сказывается на уровне вязкости стали и прочностных характеристиках. Ограничение по верхнему уровню содержания никеля в стали - 0,30% обусловлено получением мартенситной структуры при закалке стали (так как никель является аустенитизатором). При содержании никеля более - 0,30% дальнейшего благоприятного воздействия на свойства стали не происходит.Nickel in the specified range of 0.010-0.30% affects the characteristics of hardenability and toughness of steel, increases the strength of steel, reduces the tendency to brittle fracture, increases the dispersion of carbides, increases the resistance to oxidation of steel upon heating and its strength at high temperatures. In addition, nickel also neutralizes the harmful effects of copper, which is also part of the declared steel, which are the possibility of cracking on the surface during hot rolling. The presence of nickel in the composition of steel in an amount of 0.010% has a positive effect on the level of steel viscosity and strength characteristics. The limitation on the upper level of nickel in steel is 0.30% due to the martensitic structure during steel quenching (since nickel is an austenitizer). When the nickel content is more than - 0.30%, no further beneficial effect on the properties of steel occurs.
Для повышения прокаливаемости хромистые стали легируют бором. Бор ограничивает образование крупных ферритов у границ зерен в процессе прокатки и способствует образованию тонкого мелкого феррита внутри зерен, что благоприятно сказывается на твердости и прочностных характеристиках проката, а следовательно, повышает прокаливаемость. Заявленное количественное содержание бора (0,001-0,003%) в составе стали является оптимальным. При этом верхний предел содержания бора определяется соображениями пластичности стали, а нижний - необходимостью обеспечения требуемого уровня прокаливаемости.To increase hardenability, chromium steels are alloyed with boron. Boron limits the formation of large ferrites at the grain boundaries during the rolling process and promotes the formation of fine fine ferrite inside the grains, which favorably affects the hardness and strength characteristics of rolled products, and therefore increases hardenability. The claimed quantitative content of boron (0.001-0.003%) in the composition of the steel is optimal. Moreover, the upper limit of the boron content is determined by considerations of ductility of steel, and the lower - the need to ensure the required level of hardenability.
Алюминий и титан используются в качестве раскислителей и обеспечивают защиту бора от связывания в нитриды, что способствует резкому повышению прокаливаемости стали. Так, нижний уровень содержания данных элементов (0.020% и 0.020% соответственно для алюминия и титана) определяется требованием обеспечения прокаливаемости стали, а верхний уровень (0.045 и 0,045) - требованием обеспечения заданного уровня пластичности стали, который играет определяющую роль для достижения заданного уровня прокаливаемости.Aluminum and titanium are used as deoxidizers and protect boron from binding to nitrides, which contributes to a sharp increase in the hardenability of steel. Thus, the lower level of the content of these elements (0.020% and 0.020% respectively for aluminum and titanium) is determined by the requirement to ensure hardenability of steel, and the upper level (0.045 and 0.045) is determined by the requirement to ensure a given level of ductility of steel, which plays a decisive role in achieving a given level of hardenability .
Сера глобулизирует сульфидные включения и участвует в формировании уровня пластичности стали, а следовательно, в уровне прокаливаемости. Верхний предел (0,040%) обусловлен необходимостью получения заданного уровня пластичности и вязкости стали, а нижний предел (0,020%) - вопросами технологичности производства.Sulfur globulizes sulfide inclusions and is involved in the formation of the level of ductility of steel, and therefore, in the level of hardenability. The upper limit (0.040%) is due to the need to obtain a given level of ductility and toughness of steel, and the lower limit (0.020%) is due to issues of manufacturability.
Медь в заявленном составе стали содержится в составе примесей в переделах 0,10-0,30% и в заданных пределах обеспечивает повышение механических свойств и износостойкости в условиях высоких температур и теплосмен.Copper in the claimed steel composition is contained in the composition of impurities in the range of 0.10-0.30% and within the specified limits provides an increase in mechanical properties and wear resistance at high temperatures and heat transfer.
Фосфор определяет уровень пластичности стали и ее склонность к обратимой отпускной хрупкости. Содержание фосфора в заявленном составе примесей стали (не более 0,03%) не оказывает отрицательного влияния на получение заданного уровня пластичности и отпускной хрупкости стали.Phosphorus determines the level of ductility of steel and its tendency to reversible temper brittleness. The phosphorus content in the claimed composition of steel impurities (not more than 0.03%) does not adversely affect the receipt of a given level of ductility and temper brittleness of steel.
Азот способствует образованию карбонитридов в стали. Верхний предел содержания азота - 0,010% - обусловлен необходимостью получения заданного уровня пластичности и вязкости стали, а следовательно, заданным уровнем прокаливаемости, а нижний предел - 0,001% - вопросами технологичности производства.Nitrogen promotes the formation of carbonitrides in steel. The upper limit of nitrogen content - 0.010% - is due to the need to obtain a given level of ductility and toughness of steel, and therefore, a given level of hardenability, and the lower limit - 0.001% - to questions of manufacturability.
Для обеспечения полного связывания азота в нитриды типа TiN и AlN в результате протекания реакций: [Ti]/+[N]=TiN требуется выполнение следующего соотношения элементов: 40≥С/0,01+В/0,001≥33; 500×[Ti/24-N/7]+0,02≥0; 12/С-Mn/0,055≤20.To ensure complete binding of nitrogen to nitrides such as TiN and AlN as a result of reactions: [Ti] / + [N] = TiN, the following ratio of elements is required: 40≥С / 0.01 + В / 0.001≥33; 500 × [Ti / 24-N / 7] + 0.02≥0; 12 / C-Mn / 0.055≤20.
При невыполнении соотношения 40≥C/0,01+В/0,001≥33 не обеспечивается защита бора от связывания его в нитриды и резко снижаются характеристики прокаливаемости стали.If the ratio 40≥C / 0.01 + V / 0.001≥33 is not fulfilled, the boron is not protected from binding to nitrides and the hardenability characteristics of steel sharply decrease.
Выполнение соотношения 500×(Ti/24-N/7)+0,2≥0 определяет условия сохранения в стали более 50% "эффективного" бора, что обеспечивает заданные характеристики прокаливаемости стали.The fulfillment of the ratio 500 × (Ti / 24-N / 7) + 0.2≥0 determines the conditions for maintaining in steel more than 50% of the “effective” boron, which provides the specified characteristics of hardenability of steel.
Выполнение соотношения 12/С-Mn/0,055≤20 определяет условия заданного уровня характеристик прокаливаемости стали и параметры технологичности.The fulfillment of the ratio 12 / С-Mn / 0,055≤20 determines the conditions for a given level of steel hardenability characteristics and processability parameters.
Изготовление опытных образцов круглого сортового проката из заявленного состава борсодержащей стали показало повышение глубины прокаливаемости, по сравнению с прототипом, а именно: прокаливаемость - твердость образца при торцевой закалке соответствует:The production of prototypes of round long products from the claimed composition of boron-containing steel showed an increase in the hardenability depth compared to the prototype, namely: hardenability - the hardness of the sample during end hardening corresponds to:
- на расстоянии от торца образца 1,5 мм - 52-56 HRC;- at a distance from the end of the sample 1.5 mm - 52-56 HRC;
- на расстоянии от торца образца 11,0 мм - не менее 51 HRC;- at a distance from the end of the sample 11.0 mm - not less than 51 HRC;
- на расстоянии от торца образца 20,0 мм - не менее 45 HRC;- at a distance from the end of the sample of 20.0 mm - not less than 45 HRC;
- на расстоянии от торца образца 40,0 мм - 40-48 HRC.- at a distance from the end of the sample 40.0 mm - 40-48 HRC.
При этом прокат имел ферритоперлитную мелкодисперсную структуру, величина аустенитного зерна балл №5; макроструктура (не более): центральная пористость балл, точечная неоднородность 3 балла, ликвационный квадрат 3 балла, подусадочная ликвация 1 балл, подкорковые пузыри и межкристаллитные трещины не допускаются; неметаллические включения: по сульфидам, оксидам строчным, оксидам точечным, силикатам хрупким, силикатам пластичным, силикатам недеформированным - не более 3 балла по среднему баллу по каждому виду включений. Кроме того, изготовление опытных образцов круглого сортового проката повышенной прокаливаемости из заявленного состава борсодержащей стали подтвердило возможность изготовления заявленного сортового проката больших диаметров (свыше 190 мм) с вышеуказанными характеристиками.In this case, the hire had a ferritoperlite finely dispersed structure, the magnitude of the austenitic grain score No. 5; macrostructure (no more): central porosity score, point heterogeneity 3 points, segregation square 3 points, shrink segregation 1 point, subcortical bubbles and intercrystalline cracks are not allowed; non-metallic inclusions: for sulfides, line oxides, point oxides, brittle silicates, plastic silicates, undeformed silicates - not more than 3 points for the average score for each type of inclusions. In addition, the manufacture of prototypes of round billets of increased hardenability from the claimed composition of boron-containing steel confirmed the possibility of manufacturing the claimed long products of large diameters (over 190 mm) with the above characteristics.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления заявленного изобретения с получением заявленного технического результата, приведены в примере.Information confirming the possibility of implementing the claimed invention with the receipt of the claimed technical result is shown in the example.
Пример выполнения заявленного изобретения.An example implementation of the claimed invention.
Выплавка исследуемой стали с химическим составом в мас.%:Smelting of the investigated steel with a chemical composition in wt.%:
C=0,35; Mn=1,07; Si=0,28; P=0,014; S=0,037; Cr=0,52; Ni=0,08; Cu=0,20; Мо=0,010; Ti=0,04; Al=0,023; N=0,0056; В=0,0025 производится в 80-тонной дуговой сталеплавильной печи (ДСП-80) с использованием в шихте до 40% жидкого чугуна.C = 0.35; Mn = 1.07; Si = 0.28; P = 0.014; S = 0.037; Cr = 0.52; Ni = 0.08; Cu = 0.20; Mo = 0.010; Ti = 0.04; Al = 0.023; N = 0.0056; B = 0.0025 is produced in an 80-ton arc steel-smelting furnace (DSP-80) using up to 40% liquid iron in a charge.
Соотношения: 12/C-Mn/0,055=14,83, C=0,35%, Mn=1,07%;Ratios: 12 / C-Mn / 0.055 = 14.83, C = 0.35%, Mn = 1.07%;
500×(Ti/24-N/7)+0,2=0,65, Ti=0,04%, N=0,0056%;500 × (Ti / 24-N / 7) + 0.2 = 0.65, Ti = 0.04%, N = 0.0056%;
C/0,01+B/0,001=37, C=0,35%, B=0,0025%.C / 0.01 + B / 0.001 = 37, C = 0.35%, B = 0.0025%.
В ходе выплавки полупродукта осуществляется обезуглероживание, дефосфорация полупродукта и нагрев до температуры 1620-1650°C.During the smelting of the intermediate, decarburization, dephosphorization of the intermediate and heating to a temperature of 1620-1650 ° C are carried out.
Во время выпуска полупродукта из ДСП-80 осуществляется раскисление металла чушковым алюминием и предварительное легирование марганцем, хромом, кремнием на нижний предел требуемого содержания с учетом остаточного содержания элементов.During the release of the intermediate from DSP-80, metal is deoxidized with pig aluminum and pre-alloyed with manganese, chromium, silicon to the lower limit of the required content, taking into account the residual content of elements.
После выпуска осуществляется продувка металла аргоном через донный продувочный блок.After release, the metal is purged with argon through the bottom purge unit.
Дальнейшая обработка металла производится на установке внепечной обработки стали (УВОС), где осуществляется наведение рафинировочного шлака присадкой извести и плавикового шпата, продувка металла аргоном через донный продувочный блок, нагрев металла до необходимой температуры, корректировка химического состава металла присадкой кусковых ферросплавов и порошковой проволоки с наполнителями.Further metal processing is carried out at the out-of-furnace steel processing unit (UVOS), where refining slag is added with an additive of lime and fluorspar, an argon is blown through the bottom blowing unit, the metal is heated to the required temperature, and the chemical composition of the metal is adjusted with an additive of lumpy ferroalloys and cored wire with fillers .
Разливка осуществляется в изложницы с защитой струи аргоном.Casting is carried out in molds with argon jet protection.
В результате горячей прокатки получают сортовой прокат диаметром 190 мм, длиной 5500 мм (по прототипу максимальный диаметр равен 170 мм).As a result of hot rolling, long products with a diameter of 190 mm and a length of 5500 mm are obtained (according to the prototype, the maximum diameter is 170 mm).
Макроструктура по ГОСТ 10243-75 (в скобках количественные характеристики по прототипу): центральная пористость - 1 (3) балл, точечная неоднородность - 1 (3) балл, ликвационный квадрат - 0 (3) балл, подусадочная ликвация - 0 (2) балл. Металл не радиоактивный.The macrostructure according to GOST 10243-75 (quantitative characteristics according to the prototype in parentheses): central porosity - 1 (3) point, point heterogeneity - 1 (3) point, segregation square - 0 (3) point, shrink segregation - 0 (2) point . Metal is not radioactive.
Неметаллические включения, контролируемые по ГОСТ 1778-70 метод Ш6 (в скобках количественные характеристики по прототипу): по сульфидам, оксидам строчным, оксидам точечным, силикатам хрупким, силикатам пластичным, силикатам недеформированным - 3 (3,5) балл по среднему баллу по каждому виду включений.Non-metallic inclusions controlled according to GOST 1778-70 method Ш6 (quantitative characteristics of the prototype in parentheses): sulfides, lower oxides, point oxides, brittle silicates, plastic silicates, undeformed silicates - 3 (3.5) points for each average score type of inclusions.
Определение величины зерна проводят по ГОСТ 5639-82. Испытание на величину зерна проводят методом окисления. Величина аустенитного зерна номер 5.The determination of grain size is carried out according to GOST 5639-82. The grain size test is carried out by the oxidation method. The value of austenitic grain number 5.
Прокаливаемость определялась методом торцевой закалки по ГОСТ 5657-69. Режим обработки образцов для контроля прокаливаемости: из готового сорта круг 190 мм осуществляется переков на заготовку размером 35 мм, проводится нормализация заготовки при температуре 900°C. Из заготовки изготавливается образец, который подвергается закалке при температуре 850°C.Hardenability was determined by end hardening according to GOST 5657-69. Sample processing mode for hardening control: from a finished grade a circle of 190 mm is forged to a workpiece of 35 mm in size, the workpiece is normalized at a temperature of 900 ° C. A sample is made from the workpiece and quenched at a temperature of 850 ° C.
Прокаливаемость - твердость образца при торцевой закалке соответствует:Hardenability - the hardness of the sample during end hardening corresponds to:
- на расстоянии от торца образца 1,5 мм - 55,5 HRC;- at a distance from the end of the sample 1.5 mm - 55.5 HRC;
- на расстоянии от торца образца 11,0 мм - 55 HRC;- at a distance from the end of the sample 11.0 mm - 55 HRC;
- на расстоянии от торца образца 20,0 мм - 51,5 HRC;- at a distance from the end of the sample 20.0 mm - 51.5 HRC;
- на расстоянии от торца образца 40,0 мм - 40 HRC.- at a distance from the end of the sample 40.0 mm - 40 HRC.
Из результатов примера следует, что заявленный сортовой прокат из борсодержащей стали, при осуществлении обеспечивает достижение заявленного технического результата, заключающегося в расширении комплекса потребительских свойств путем возможности повышения показателей прокаливаемости проката с одновременным улучшением показателей, характеризующих структуру проката и чистоту проката по неметаллическим включениям, причем по всем видам показателей, при одновременном достижении увеличения глубины прокаливаемости. Одновременно, изготовление заявленного проката из заявленного состава стали позволяет получить прокат больших диаметров, по сравнению с прототипом, с сохранением вышеуказанных характеристик.From the results of the example it follows that the claimed long products from boron steel, when implemented, ensures the achievement of the claimed technical result, which consists in expanding the range of consumer properties by the possibility of increasing the hardenability of rolled products with a simultaneous improvement of indicators characterizing the structure of rolled products and the purity of rolled products based on non-metallic inclusions, all types of indicators, while achieving an increase in hardenability depth. At the same time, the manufacture of the rolled steel of the claimed steel composition allows to obtain rolled large diameters, compared with the prototype, while maintaining the above characteristics.
Claims (1)
причем в качестве неизбежных примесей сталь содержит, мас.%:
при выполнении следующих соотношений:
40≥C/0,01+B/0,001≥33;
500×[Ti/24-N/7]+0,02≥0;
12/C-Mn/0,055≤20,
при этом прокат имеет феррито-перлитную мелкодисперсную структуру, величину аустенитного зерна 5 баллов, макроструктуру по центральной пористости, точечной неоднородности, ликвационному квадрату не более 3 баллов по каждому виду, подусадочной ликвации не более 1 балла, при отсутствии подкорковых пузырей и межкристаллитных трещин, неметаллические включения по сульфидам, оксидам строчным, оксидам точечным, силикатам хрупким, силикатам пластичным, силикатам недеформированным со средним баллом не более 3 по каждому виду включений, прокаливаемость - твердость образца при торцевой закалке соответствует: на расстоянии от торца образца 1,5 мм от 52 до 56 HRC, на расстоянии от торца образца 11,0 мм не менее 51 HRC, на расстоянии от торца образца 20,0 мм не менее 45 HRC, на расстоянии от торца образца 40,0 мм от 40 до 48 HRC. Round long products from alloyed boron-containing steel of increased hardenability, having predetermined parameters of hardenability, structure and purity for non-metallic inclusions, characterized in that it is made of steel containing the following ratio of components, wt.%:
moreover, as inevitable impurities, the steel contains, wt.%:
when performing the following ratios:
40≥C / 0.01 + B / 0.001≥33;
500 × [Ti / 24-N / 7] + 0.02≥0;
12 / C-Mn / 0,055≤20,
in this case, the hire has a ferrite-pearlite finely dispersed structure, an austenitic grain size of 5 points, a macrostructure by central porosity, point heterogeneity, a segregation square of not more than 3 points for each type, shrinkage segregation of not more than 1 point, in the absence of subcortical bubbles and intercrystalline cracks, non-metallic inclusions by sulfides, lower-case oxides, point oxides, brittle silicates, plastic silicates, non-deformed silicates with an average score of not more than 3 for each type of inclusions, calcined Acceptance - the hardness of the sample during end hardening corresponds to: at a distance from the end of the sample 1.5 mm from 52 to 56 HRC, at a distance from the end of the sample 11.0 mm not less than 51 HRC, at a distance from the end of the sample 20.0 mm not less than 45 HRC, at a distance from the end of the sample 40.0 mm from 40 to 48 HRC.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011145220/02A RU2469106C1 (en) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Round rolled stock from boron-containing steel of increased hardening capacity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011145220/02A RU2469106C1 (en) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Round rolled stock from boron-containing steel of increased hardening capacity |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2469106C1 true RU2469106C1 (en) | 2012-12-10 |
Family
ID=49255739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011145220/02A RU2469106C1 (en) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Round rolled stock from boron-containing steel of increased hardening capacity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2469106C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2562719C1 (en) * | 2014-04-29 | 2015-09-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Roll stock with round cross section for producing of high-strength fasteners |
| CN118703759A (en) * | 2024-07-08 | 2024-09-27 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | A heat treatment process for hot-rolled round steel for track links |
| CN118755912A (en) * | 2024-06-19 | 2024-10-11 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | A heat treatment method suitable for 40CrBM hot-rolled round steel |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2237728C1 (en) * | 2003-04-16 | 2004-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НОРМА-ИМПОРТ ИНСО" | Method of production of continuously cast blank of bars from boron-containing steel for cold die forging of high-strength fasteners |
| RU2329309C1 (en) * | 2006-09-19 | 2008-07-20 | Открытое акционерное общество "Оскольский электрометаллургический комбинат" | Rolled section out of medium carbon boron containing steel of upgraded hardenability |
| RU2338794C2 (en) * | 2006-09-19 | 2008-11-20 | Открытое акционерное общество "Оскольский электрометаллургический комбинат" | Bar out of medium carbon chromium containing steel for cold die forging |
| RU2355785C2 (en) * | 2006-09-19 | 2009-05-20 | Открытое акционерное общество "Оскольский электрометаллургический комбинат" | Section iron made of boron steel of increased hardenability |
| US20100000636A1 (en) * | 2006-06-16 | 2010-01-07 | Industeel Creusot | Duplex stainless steel |
-
2011
- 2011-11-07 RU RU2011145220/02A patent/RU2469106C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2237728C1 (en) * | 2003-04-16 | 2004-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НОРМА-ИМПОРТ ИНСО" | Method of production of continuously cast blank of bars from boron-containing steel for cold die forging of high-strength fasteners |
| US20100000636A1 (en) * | 2006-06-16 | 2010-01-07 | Industeel Creusot | Duplex stainless steel |
| RU2329309C1 (en) * | 2006-09-19 | 2008-07-20 | Открытое акционерное общество "Оскольский электрометаллургический комбинат" | Rolled section out of medium carbon boron containing steel of upgraded hardenability |
| RU2338794C2 (en) * | 2006-09-19 | 2008-11-20 | Открытое акционерное общество "Оскольский электрометаллургический комбинат" | Bar out of medium carbon chromium containing steel for cold die forging |
| RU2355785C2 (en) * | 2006-09-19 | 2009-05-20 | Открытое акционерное общество "Оскольский электрометаллургический комбинат" | Section iron made of boron steel of increased hardenability |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2562719C1 (en) * | 2014-04-29 | 2015-09-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Roll stock with round cross section for producing of high-strength fasteners |
| CN118755912A (en) * | 2024-06-19 | 2024-10-11 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | A heat treatment method suitable for 40CrBM hot-rolled round steel |
| CN118703759A (en) * | 2024-07-08 | 2024-09-27 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | A heat treatment process for hot-rolled round steel for track links |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101830023B1 (en) | Spring steel and method for producing same | |
| EP2881485B1 (en) | Abrasion resistant steel plate with high strength and high toughness, and process for preparing same | |
| CN107177782B (en) | A kind of corrosion-resistant spring steel and preparation method thereof | |
| KR20140069169A (en) | Bearing steel and method for producing same | |
| RU2763027C1 (en) | Forged part made of bainite steel and its manufacturing method | |
| RU2358024C1 (en) | Method of production of strips out of low alloyed steel | |
| CN112877591B (en) | High-strength and high-toughness hardware tool and steel for chain and manufacturing method thereof | |
| CN110499474A (en) | High temperature resistant 400HB wear-resisting steel plate and its production method | |
| JP6652226B2 (en) | Steel material with excellent rolling fatigue characteristics | |
| JP2015193867A (en) | high toughness hot work tool steel | |
| CN113604745A (en) | High-sulfur free-cutting tool steel bar and preparation method thereof | |
| KR102628769B1 (en) | HIGH-Mn STEEL AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR | |
| RU2469106C1 (en) | Round rolled stock from boron-containing steel of increased hardening capacity | |
| JP2012052224A (en) | Steel material excelling in toughness of weld heat-affected zone | |
| EP3333277B1 (en) | High-strength low-alloy steel with high resistance to high-temperature oxidation | |
| JP5053190B2 (en) | Perlite rail with excellent wear resistance and ductility | |
| RU2484173C1 (en) | Automatic plumbous steel | |
| RU2329309C1 (en) | Rolled section out of medium carbon boron containing steel of upgraded hardenability | |
| RU2338793C2 (en) | Bar out of medium alloyed steel for cold die forging | |
| RU2293770C2 (en) | Rod of micro-alloy medium-carbon steel | |
| RU2479645C1 (en) | Round hot-rolled bar stock | |
| RU2337148C2 (en) | Band out of medium carbon boron containing steel of upgraded hardenability and cutability | |
| RU2355785C2 (en) | Section iron made of boron steel of increased hardenability | |
| RU2285054C2 (en) | Round merchant shape made from medium-carbon chromium-containing steel | |
| KR101657850B1 (en) | Medium carbon free cutting steel having excellent hardenability and method for manufacturing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151108 |