RU2406779C1 - Carbonic silicon containing laminated spring steel for railroad fasteners - Google Patents
Carbonic silicon containing laminated spring steel for railroad fasteners Download PDFInfo
- 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
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 229910000639 Spring steel Inorganic materials 0.000 title claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 10
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 9
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract 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 claims abstract description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 8
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 27
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 27
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
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.%:
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.%:
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. %:
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)
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.%:
and has in the microstructure the value of the actual grain 6-8 numbers.
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)
| 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 |
-
2009
- 2009-05-06 RU RU2009117356/02A patent/RU2406779C1/en active
Patent Citations (3)
| 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 |