[go: up one dir, main page]

RU2406779C1 - Carbonic silicon containing laminated spring steel for railroad fasteners - Google Patents

Carbonic silicon containing laminated spring steel for railroad fasteners Download PDF

Info

Publication number
RU2406779C1
RU2406779C1 RU2009117356/02A RU2009117356A RU2406779C1 RU 2406779 C1 RU2406779 C1 RU 2406779C1 RU 2009117356/02 A RU2009117356/02 A RU 2009117356/02A RU 2009117356 A RU2009117356 A RU 2009117356A RU 2406779 C1 RU2406779 C1 RU 2406779C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
silicon
carbon
manganese
fasteners
Prior art date
Application number
RU2009117356/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009117356A (en
Inventor
Олег Петрович Ширяев (RU)
Олег Петрович Ширяев
Алексей Дмитриевич Носов (RU)
Алексей Дмитриевич Носов
Глеб Александрович Куницын (RU)
Глеб Александрович Куницын
Сергей Викторович Прохоров (RU)
Сергей Викторович Прохоров
Олег Анатольевич Николаев (RU)
Олег Анатольевич Николаев
Владимир Викторович Павлов (RU)
Владимир Викторович Павлов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" filed Critical Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority to RU2009117356/02A priority Critical patent/RU2406779C1/en
Publication of RU2009117356A publication Critical patent/RU2009117356A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2406779C1 publication Critical patent/RU2406779C1/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: steel contains carbon, silicon, manganese, sulphur, phosphorus, chromium, nickel, copper, aluminium, calcium and iron at following ratio of components, wt %: carbon 0.37 - to less, than 0.4, manganese 0.50-0.80, silicon 1.50-1.80, phosphorus not more, than 0.030, sulphur not more, than 0.030, chromium not more, than 0.30, nickel not more, than 0.30, copper not more, than 0.30, aluminium 0.005-0.05, calcium 0.0001-0.005, iron - the rest. Size of actual grain in microstructure of steel is 6-8 number.
EFFECT: steel possesses required levels of hardness, plasticity and structure.
1 ex

Description

Изобретение относится к металлургии стали, а именно к пружинно-рессорным сталям, и может быть использовано при производстве проката для изготовления железнодорожного крепежа.The invention relates to the metallurgy of steel, namely to spring-spring steel, and can be used in the manufacture of rolled products for the manufacture of railway fasteners.

Стали с повышенным содержанием кремния обладают повышенными прочностными характеристиками и пределом упругости, довольно устойчивы против роста зерна, что позволяет использовать их в условиях повышенных нагрузок (например, для изготовления пружин и шайб машин и механизмов, применяемых в закаленном и отпущенном состоянии). Особенности сталей описаны, например, в справочнике В.Н.Журавлева и О.Н.Николаевой «Машиностроительные стали», изд. 3-е, М.: Машиностроение, 1981, с.153-155.Steels with a high silicon content have increased strength characteristics and elastic limit, are quite stable against grain growth, which allows them to be used under high loads (for example, for the manufacture of springs and washers of machines and mechanisms used in the hardened and tempered state). Features of steels are described, for example, in the reference book of V.N. Zhuravlev and O.N. Nikolayeva "Engineering Steel", ed. 3rd, M .: Mechanical Engineering, 1981, p. 153-155.

Известна сталь (см. SU №2203341, кл. С22С 38/42, опубл. 27.04.2003), которая содержит углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, хром, никель, медь, алюминий, железо и характеризуется содержанием указанных компонентов в соотношении, мас.%:Steel is known (see SU No. 2203341, class C22C 38/42, publ. 04/27/2003), which contains carbon, silicon, manganese, sulfur, phosphorus, chromium, nickel, copper, aluminum, iron and is characterized by the content of these components in ratio, wt.%:

УглеродCarbon 0,35…0,450.35 ... 0.45 МарганецManganese 0,65…0,900.65 ... 0.90 КремнийSilicon 1,50…1,701.50 ... 1.70 ФосфорPhosphorus Не более 0,030No more than 0,030 СераSulfur Не более 0,030No more than 0,030 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 АлюминийAluminum Не более 0,030No more than 0,030 ЖелезоIron ОстальноеRest

Известная сталь не гарантирует получения требуемой пластичности при сохранении твердости, что ухудшает потребительские свойства стали.Known steel does not guarantee the required ductility while maintaining hardness, which affects the consumer properties of the steel.

Из уровня техники (см. JP 2003-105485 А, С22С 38/58, 09.04.2003, реферат, формула) известна углеродистая кремнийсодержащая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, фосфор, серу, хром, никель, медь, алюминий, кальций и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:The prior art (see JP 2003-105485 A, C22C 38/58, 04/09/2003, abstract, formula) is known carbon-silicon steel containing carbon, manganese, silicon, phosphorus, sulfur, chromium, nickel, copper, aluminum, calcium and iron in the following ratio of components, wt.%:

УглеродCarbon 0,4…0,90.4 ... 0.9 МарганецManganese 0,1…2,00,1 ... 2,0 КремнийSilicon 0,5…3,00.5 ... 3.0 ФосфорPhosphorus ≤0,02≤0.02 СераSulfur ≤0,02≤0.02 ХромChromium 0,05…3,00.05 ... 3.0 НикельNickel 0,05…5,00.05 ... 5.0 МедьCopper 0,05…2,00.05 ... 2.0 АлюминийAluminum 0,005…0,10.005 ... 0.1 КальцийCalcium 0,0001…0,010.0001 ... 0.01 ЖелезоIron ОстальноеRest

Недостатком этой стали является значительная химическая неоднородность по содержанию углерода, марганца и кремния из-за ликвации, что вызывает необходимость повышения температур закалки и приводит к значительным колебаниям прокаливаемости.The disadvantage of this steel is a significant chemical heterogeneity in the content of carbon, manganese and silicon due to segregation, which necessitates an increase in hardening temperatures and leads to significant fluctuations in hardenability.

Ожидаемый технический результат - получение круглого проката для изготовления из него жележнодорожного крепежа, соответствующего требуемому уровню по твердости, пластичности, структуре.The expected technical result is the production of round rolled products for the manufacture of railroad fasteners, corresponding to the required level of hardness, ductility, structure.

Для решения этой задачи углеродистая кремнийсодержащая пружинно-рессорная сталь для железнодорожного крепежа, содержащая углерод, марганец, кремний, фосфор, серу, хром, никель, медь, алюминий, кальций и железо, отличается тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:To solve this problem, carbon silicon-containing spring-spring steel for railway fasteners, containing carbon, manganese, silicon, phosphorus, sulfur, chromium, nickel, copper, aluminum, calcium and iron, differs in that it contains components in the following ratio, wt. %:

УглеродCarbon От 0,37 до менее 0,40.37 to less than 0.4 МарганецManganese 0,50…0,800.50 ... 0.80 КремнийSilicon 1,50…1,801.50 ... 1.80 ФосфорPhosphorus Не более 0,030No more than 0,030 СераSulfur Не более 0,030No more than 0,030 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 АлюминийAluminum 0,005…0,050.005 ... 0.05 КальцийCalcium 0,0001…0,0050.0001 ... 0.005 ЖелезоIron ОстальноеRest

и имеет в микроструктуре величину действительного зерна 6-8 номераand has in the microstructure the actual grain size is 6-8 numbers

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 оптимизации содержания в стали с повышенным содержанием кремния отдельных ее компонентов. В результате этого повышаются пластические свойства стали при сохранении требуемой твердости, что особенно важно при ее последующей переработке.The essence of the proposed technical solution is to optimize the content in steel with a high silicon content of its individual components. As a result of this, the plastic properties of steel increase while maintaining the required hardness, which is especially important during its subsequent processing.

Содержание кальция в металле в заданном диапазоне позволяет существенно увеличить количество центров кристаллизации, что при изготовлении железнодорожного крепежа позволяет получить величину действительного зерна 6-8 номера в микроструктуре и обеспечить требуемые пластические свойства готового проката.The calcium content in the metal in a given range allows you to significantly increase the number of crystallization centers, which in the manufacture of railway fasteners allows you to get the actual grain size of 6-8 numbers in the microstructure and to provide the required plastic properties of the finished product.

Опытную проверку заявляемого технического решения осуществили при производстве стали 40С2А в электросталеплавильном цехе ОАО «Магнитогорского металлургического комбината» с последующей ее прокаткой на стане 170. Результаты опытов оценивали по результатам механических испытаний круглого проката.An experimental verification of the proposed technical solution was carried out in the production of 40C2A steel in the electric steel-smelting shop of OJSC Magnitogorsk Iron and Steel Works with its subsequent rolling at 170 mill. The results of the experiments were evaluated by the results of mechanical tests of round steel.

Наилучшие результаты (выход годного проката в пределах 97,5-99,8) при заданной величине твердости получены при использовании предлагаемой стали. Отклонения от требуемого химического состава и неполучение оптимальной микроструктуры приводили к получению брака по механическим свойствам.The best results (yield of rolled products in the range of 97.5-99.8) for a given value of hardness were obtained using the proposed steel. Deviations from the required chemical composition and failure to obtain the optimal microstructure led to the marriage of mechanical properties.

Так, при содержании в стали (мас.%) Al<0,005 (но при рекомендуемом содержании остальных элементов), С<0,37, Mn<0,50, Si<1,50 и Са<0,0001 (при том же условии) не удалось получить требуемую пластичность у 2,5-7,5% круглого проката. При содержании в стали (мас.%) Al>0,05 (но при рекомендуемом содержании остальных элементов), С>0,45, Mn>0,80, Si>1,80 и Са>0,005, а также повышенном содержании S, Р, Cr, Ni и Cu (соответственно больше 0,030, 0,030, 0,30, 0,30 и 0,30) недостаточные пластические свойства не позволили получить круглый прокат с заданными свойствами из-за загрязненности проката неметаллическими включениями.So, when the content in steel (wt.%) Al <0.005 (but with the recommended content of the remaining elements), C <0.37, Mn <0.50, Si <1.50 and Ca <0.0001 (with the same condition) it was not possible to obtain the required ductility in 2.5-7.5% of round steel. When the content in steel (wt.%) Al> 0.05 (but with the recommended content of the remaining elements), C> 0.45, Mn> 0.80, Si> 1.80 and Ca> 0.005, as well as an increased content of S , P, Cr, Ni, and Cu (respectively, greater than 0.030, 0.030, 0.30, 0.30, and 0.30) insufficient plastic properties did not allow to obtain round steel with desired properties due to contamination of the steel with non-metallic inclusions.

При получении же проката из стали, химический состав которой имел хотя бы один компонент с отличной (от заявляемой) величиной, отсортировка готового проката по недопустимым отклонениям от заданной нормы прокаливаемости составляла не менее 0,2-2,5%, причем в ряде случаев пластичность была неудовлетворительной.Upon receipt of rolled steel, the chemical composition of which had at least one component with a different (from the declared) value, the sorting of finished rolled products by unacceptable deviations from the set hardenability norm was at least 0.2-2.5%, and in some cases ductility was unsatisfactory.

Сравнительные испытания стали 40С2А, выбранной в качестве ближайшего аналога, привели к отсортировке по вышеназванной причине от 4-8% готового проката. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для выполнения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.Comparative tests of steel 40S2A, selected as the closest analogue, led to sorting for the above reason from 4-8% of finished steel. Thus, an experimental verification confirmed the acceptability of the technical solution found to fulfill the goal and its advantage over a known object.

Внедрение предлагаемого изобретения при производстве кремний, содержащей стали позволит повысить прибыль от реализации проката с улучшенными потребительскими свойствами не менее чем на 2,5%.The implementation of the invention in the production of silicon containing steel will increase profits from the sale of rolled products with improved consumer properties by at least 2.5%.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Круглая, диаметром 11 мм, углеродистая кремнийсодержащая пружинно-рессорная сталь для железнодорожного крепежа содержит, мас.%:Round, diameter 11 mm, carbon-silicon-containing spring-spring steel for railway fasteners contains, wt.%:

С=0,39; Si=1,62; Mn=0,71; S=0,006; P=0,009; Cr=0,05; Ni=0,064; Cu=0,12; Al=0,006; Ca=0,0021, остальное - железо, в микроструктуре получили величину действительного зерна 6 номера.C = 0.39; Si = 1.62; Mn = 0.71; S = 0.006; P = 0.009; Cr = 0.05; Ni = 0.064; Cu = 0.12; Al = 0.006; Ca = 0.0021, the rest is iron; in the microstructure, the actual grain size is 6 numbers.

Claims (1)

Углеродистая кремнийсодержащая пружинно-рессорная сталь для железнодорожного крепежа, содержащая углерод, марганец, кремний, фосфор, серу, хром, никель, медь, алюминий, кальций и железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
углерод от 0,37 до менее 0,4 марганец 0,50-0,80 кремний 1,50-1,80 фосфор не более 0,030 сера не более 0,030 хром не более 0,30 никель не более 0,30 медь не более 0,30 алюминий 0,005-0,05 кальций 0,0001-0,005 железо остальное,

и имеет в микроструктуре величину действительного зерна 6-8 номера.
Carbon silicon-containing spring-spring steel for railway fasteners containing carbon, manganese, silicon, phosphorus, sulfur, chromium, nickel, copper, aluminum, calcium and iron, characterized in that it contains components in the following ratio, wt.%:
carbon from 0.37 to less than 0.4 manganese 0.50-0.80 silicon 1.50-1.80 phosphorus no more than 0,030 sulfur no more than 0,030 chromium no more than 0.30 nickel no more than 0.30 copper no more than 0.30 aluminum 0.005-0.05 calcium 0.0001-0.005 iron rest,

and has in the microstructure the value of the actual grain 6-8 numbers.
RU2009117356/02A 2009-05-06 2009-05-06 Carbonic silicon containing laminated spring steel for railroad fasteners RU2406779C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009117356/02A RU2406779C1 (en) 2009-05-06 2009-05-06 Carbonic silicon containing laminated spring steel for railroad fasteners

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009117356/02A RU2406779C1 (en) 2009-05-06 2009-05-06 Carbonic silicon containing laminated spring steel for railroad fasteners

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009117356A RU2009117356A (en) 2010-11-20
RU2406779C1 true RU2406779C1 (en) 2010-12-20

Family

ID=44056617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009117356/02A RU2406779C1 (en) 2009-05-06 2009-05-06 Carbonic silicon containing laminated spring steel for railroad fasteners

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2406779C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2203341C1 (en) * 2001-12-05 2003-04-27 Закрытое Акционерное Общество "Финансовая Научно-Техническая Компания" Steel
RU2265074C2 (en) * 2003-08-28 2005-11-27 Государственное унитарное предприятие Калужский завод "Ремпутьмаш" МПС России Economically-alloyed spring steel
JP2008291325A (en) * 2007-05-25 2008-12-04 Kobe Steel Ltd Steel with superior fatigue characteristics for high-cleanliness spring, and high-cleanliness spring

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2203341C1 (en) * 2001-12-05 2003-04-27 Закрытое Акционерное Общество "Финансовая Научно-Техническая Компания" Steel
RU2265074C2 (en) * 2003-08-28 2005-11-27 Государственное унитарное предприятие Калужский завод "Ремпутьмаш" МПС России Economically-alloyed spring steel
JP2008291325A (en) * 2007-05-25 2008-12-04 Kobe Steel Ltd Steel with superior fatigue characteristics for high-cleanliness spring, and high-cleanliness spring

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009117356A (en) 2010-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5608145B2 (en) Boron-added steel for high strength bolts and high strength bolts with excellent delayed fracture resistance
ME01062B (en) Spring steel, method for producing a spring using said steel and a spring made from such steel
KR20150108932A (en) Stainless steel sheet
JP4321974B2 (en) Steel for high strength screws and high strength screws
US20190256957A1 (en) Steel
JP2012201960A (en) Duplex stainless steel with good acid resistance
KR20160124239A (en) Hot-rolled steel sheet having good cold workability and excellent hardness after working
EP3395996A1 (en) Lean duplex stainless steel having improved corrosion resistance and machinability, and manufacturing method therefor
KR20140131214A (en) Austenitic stainless steel with high age cracking resistance
RU2406779C1 (en) Carbonic silicon containing laminated spring steel for railroad fasteners
JP2018131654A (en) Hot tool steel with excellent toughness and softening resistance
US20150040636A1 (en) Wire rod and steel wire for springs having high corrosion resistance, method of manufacturing steel wire for springs, and method of manufacturing springs
JP2016056418A (en) Steel material for cold working
JP5576895B2 (en) BN free-cutting steel with excellent tool life
JP7028227B2 (en) Hot rolled steel
JP5141313B2 (en) Steel material with excellent black skin peripheral turning and torsional strength
US11512375B2 (en) Case hardening steel
KR100552545B1 (en) Austenitic Stainless Steel Having Excellent Corrosion Resistance and Workability
RU2562719C1 (en) Roll stock with round cross section for producing of high-strength fasteners
RU2685452C1 (en) High damping steel with a specified level of damping properties and an article made from it
JP5463955B2 (en) Carburizing steel with excellent cold workability
KR20160078829A (en) Steel having excellent machinability and vibration damping ability and manufacturing method thereof
JP5217486B2 (en) Steel material with excellent black skin peripheral turning and torsional strength
JP7253479B2 (en) high strength steel plate
RU2406778C1 (en) Steel rounds for cold upset