RU2814574C1 - Method for manufacturing high-strength fasteners from alloy steel without spheroidizing annealing - Google Patents
Method for manufacturing high-strength fasteners from alloy steel without spheroidizing annealing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2814574C1 RU2814574C1 RU2023101412A RU2023101412A RU2814574C1 RU 2814574 C1 RU2814574 C1 RU 2814574C1 RU 2023101412 A RU2023101412 A RU 2023101412A RU 2023101412 A RU2023101412 A RU 2023101412A RU 2814574 C1 RU2814574 C1 RU 2814574C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fasteners
- steel
- temperature
- tempering
- tensile strength
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к способам изготовления из легированной стали высокопрочных крепежных изделий и других ответственных изделий для транспортной, строительной, горнодобывающей и других видов техники методом холодной объемной штамповки (ХОШ).The invention relates to the field of ferrous metallurgy, namely to methods for manufacturing high-strength fasteners and other critical products from alloy steel for transport, construction, mining and other types of equipment using the cold die forging method.
Известен способ производства атмосферостойкой стальной катанки для холодной высадки крепежа класса 10.9 из стали следующего химического состава, массовая доля элементов, %: С 0,33-0,43, Si 0,20-0,50, Mn 0,35-0,55, Cr 0,60-1,00, Ni 0,50-0,80, Cu 0,20-0,40, V 0,01-0,10, Al 0,015-0,040, Re 0,01-0,10, Р 0,010-0,030, О≤0,0015, N≤0,006, остальное Fe и неизбежные примеси. Способ изготовления последовательно включает следующие этапы: выплавку; внепечную обработку; непрерывную разливку; контролируемую прокатку и охлаждение. Прочность на растяжение Rm≤1040 МПа; предел текучести Rp0,2≤940 МПа; относительное удлинение А после разрыва ≤9%; площадь усадки Z≤48%; коэффициент текучести ≤0,9; металлографическая микроструктура стали представляет собой перлит + феррит + небольшое количество бейнита. Изобретение позволяет получать крепежные изделия класса прочности 10.9 (Патент CN110923546, МПК В21В1/46; В21В 37/74; C21D 6/00).There is a known method for producing weather-resistant steel wire rod for cold heading of class 10.9 fasteners from steel of the following chemical composition, mass fraction of elements, %: C 0.33-0.43, Si 0.20-0.50, Mn 0.35-0.55 , Cr 0.60-1.00, Ni 0.50-0.80, Cu 0.20-0.40, V 0.01-0.10, Al 0.015-0.040, Re 0.01-0.10 , P 0.010-0.030, O≤0.0015, N≤0.006, the rest Fe and inevitable impurities. The manufacturing method sequentially includes the following stages: smelting; out-of-furnace processing; continuous casting; controlled rolling and cooling. Tensile strength Rm≤1040 MPa; yield strength Rp 0.2 ≤940 MPa; relative elongation A after rupture ≤9%; shrinkage area Z≤48%; flow rate ≤0.9; The metallographic microstructure of steel is pearlite + ferrite + a small amount of bainite. The invention makes it possible to obtain fasteners of strength class 10.9 (Patent CN110923546, IPC B21B1/46; B21B 37/74; C21D 6/00).
Недостаток аналога заключается в том, что содержание в стали РЗМ рения обуславливает очень высокую стоимость стали и ограничивает ее широкое использование. В то же время класс прочности крепежных изделий не превышает 10.9.The disadvantage of the analogue is that the content of rare-earth metal rhenium in steel causes a very high cost of steel and limits its widespread use. At the same time, the strength class of fasteners does not exceed 10.9.
Наиболее близким аналогом - прототипом заявляемого изобретения является способ производства ванадийсодержащей стали и термической обработки для холодной высадки крепежных изделий класса прочности 12.9, применяемых для подвижного оборудования железнодорожного транспорта. Крепежные изделия производятся из стали следующего химического состава, массовая доля элементов, %: С 0,33-0,38, Si 0,05-0,10, Mn 0,70-0,90, Cr 0,70-0,90, Ni 0,60-0,90, Мо 0,20-0,30, Als 0,015-0,045, V 0,06-0,10, Р≤0,010, S≤0,005, Т[О]≤0,0015, [N]≤0,006-0,010, по п. 2 дополнительно содержит Са 0,001-0,005%. Способ изготовления включает следующие этапы: выплавку; рафинирование; непрерывную разливку; контролируемую прокатку; волочение; отжиг; волочение; холодную объемную штамповку; закалку и отпуск; нанесение покрытия. Размер зерна аустенита в стали после термообработки более 10. Структура стали после термообработки содержит небольшое количество мелкодисперсного доэвтектоидного феррита распределенного по матрице сорбита, при этом количество доэвтектоидного феррита составляе ≤3%, размер ≤5 мкм. После термообработки материала крепежа механические свойства составляют: Rm: 1250-1350 МПа, Rp0.2≥1100 МПа, А≥9%, Z≥50%, энергия поглощения продольного удара при -40°С KU2≥80 Дж, усталостная долговечность ≥10 миллионов раз в условиях циклического напряжения 650 МПа. (Патент CN 105441788, МПК В21В 37/74; C21D 1/25; C21D 8/00).The closest analogue - the prototype of the claimed invention - is a method for the production of vanadium-containing steel and heat treatment for cold heading of fasteners of strength class 12.9, used for rolling equipment of railway transport. Fasteners are made from steel of the following chemical composition, mass fraction of elements, %: C 0.33-0.38, Si 0.05-0.10, Mn 0.70-0.90, Cr 0.70-0.90 , Ni 0.60-0.90, Mo 0.20-0.30, Als 0.015-0.045, V 0.06-0.10, P≤0.010, S≤0.005, T[O]≤0.0015, [N]≤0.006-0.010, according to claim 2 additionally contains Ca 0.001-0.005%. The manufacturing method includes the following stages: smelting; refining; continuous casting; controlled rolling; drawing; annealing; drawing; cold die forging; hardening and tempering; coating application. The grain size of austenite in steel after heat treatment is more than 10. The structure of steel after heat treatment contains a small amount of finely dispersed hypoeutectoid ferrite distributed throughout the sorbitol matrix, while the amount of hypoeutectoid ferrite is ≤3%, size ≤5 μm. After heat treatment of the fastener material, the mechanical properties are: Rm: 1250-1350 MPa, Rp 0.2 ≥1100 MPa, A≥9%, Z≥50%, longitudinal impact absorption energy at -40°C KU 2 ≥80 J, fatigue life ≥10 million times under cyclic stress conditions of 650 MPa. (Patent CN 105441788, IPC B21B 37/74; C21D 1/25; C21D 8/00).
Недостаток прототипа заключается в том, что высокие пределы содержания легирующих элементов: хрома и никеля обуславливают высокую стоимость стали и ограничивают ее широкое использование. Обработка стали кальцием может вызвать загрязнение стали неметаллическими включениями. Кроме того, возникают затраты, связанные с проведением дополнительной операции - сфероидизирующего отжига.The disadvantage of the prototype is that the high content of alloying elements: chromium and nickel cause the high cost of steel and limit its widespread use. Treating steel with calcium can cause contamination of the steel with non-metallic inclusions. In addition, there are costs associated with an additional operation - spheroidizing annealing.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является получение высококачественного сортового проката из легированной стали и изготовление из него высокопрочных крепежных изделий.The problem to be solved by the invention is the production of high-quality rolled products from alloy steel and the manufacture of high-strength fasteners from it.
Техническим результатом данного изобретения является получение высококачественного сортового проката из легированной стали и изготовления из него высокопрочных крепежных изделий с исключением операции сфероидизирующего отжига и снижением затрат на производство, с высоким уровнем предела выносливости стали.The technical result of this invention is the production of high-quality rolled products from alloy steel and the manufacture of high-strength fasteners from it, eliminating the operation of spheroidizing annealing and reducing production costs, with a high level of steel endurance limit.
Технический результат достигается тем, что в способе изготовления из легированной стали высокопрочных крепежных изделий, включающем выплавку, горячую прокатку стали, травление, калибровку круглого проката, изготовление крепежных изделий методом холодной объемной штамповки, с последующей аустенизацией, закалкой и отпуском, согласно изобретению, прокат производят из стали содержащей, массовая доля элементов, %: С 0,30-0,35; Si 0,17-0,37; Mn 0,60-0,90; Al 0,020-0,050; Мо 0,20-0,30; V 0,10-0,18; N≤0,010; Cr 0,40-0,60; Ni≤0,30; Cu≤0,06; Р≤0,01; S≤0,005, железо и неизбежные примеси - остальное; горячая прокатка производится по режиму, обеспечивающему получение в структуре круглого проката не менее 50% сфероидизированного перлита при полном отсутствии закалочных структур (бейнита и мартенсита), после горячей прокатки смотку круглого проката в бунт проводят при температуре 760-800°С и охлаждением со скоростью 0,005-0,02°С/с с получением величины временного сопротивления проката -не более 650-700 МПа и исключением операции сфероидизирующего отжига; аустенизацию стали крепежных изделий производят путем выдержки при температуре 880-900°С в азото-водородной газовой смеси с последующей закалкой в масло и отпуском. Температура последующего отпуска выбирается, исходя из целевых показателей прочности изготавливаемых крепежных изделий и рассчитывается по уравнению -0,767 × σB + (1485-1515)°С.The technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing high-strength fasteners from alloy steel, including smelting, hot rolling of steel, pickling, calibration of round bars, production of fasteners by cold die forging, followed by austenitization, hardening and tempering, according to the invention, rolled products are produced from steel containing, mass fraction of elements, %: C 0.30-0.35; Si 0.17-0.37; Mn 0.60-0.90; Al 0.020-0.050; Mo 0.20-0.30; V 0.10-0.18; N≤0.010; Cr 0.40-0.60; Ni≤0.30; Cu≤0.06; P≤0.01; S≤0.005, iron and inevitable impurities - the rest; hot rolling is carried out according to a regime that ensures the production of at least 50% spheroidized pearlite in the structure of round steel in the complete absence of hardening structures (bainite and martensite); after hot rolling, coiling of round steel into coils is carried out at a temperature of 760-800 ° C and cooling at a rate of 0.005 -0.02°C/s to obtain a tensile strength of rolled products of no more than 650-700 MPa and excluding the operation of spheroidizing annealing; austenitization of steel fasteners is carried out by holding at a temperature of 880-900°C in a nitrogen-hydrogen gas mixture, followed by quenching in oil and tempering. The subsequent tempering temperature is selected based on the target strength indicators of the manufactured fasteners and is calculated using the equation -0.767 × σ B + (1485-1515)°C.
Сущность изобретения состоит в следующем. Заданный химический состав обеспечивает прочность, пластичность, усталостную и коррозионную стойкость стали.The essence of the invention is as follows. A given chemical composition ensures the strength, ductility, fatigue and corrosion resistance of steel.
Содержание углерода в стали в заявленных пределах способствует повышению прочности крепежных изделий. Для получения высокопрочных крепежных изделий требуется концентрация углерода от 0,3%. В то же время введение углерода более 0,35% отрицательно сказывается на возможности изготовления изделий методом холодной объемной штамповки, приводит к снижению пластичности и ударной вязкости, повышает склонность к обезуглероживанию поверхности.The carbon content in steel within the stated limits helps to increase the strength of fasteners. To obtain high-strength fasteners, a carbon concentration of 0.3% is required. At the same time, the introduction of carbon of more than 0.35% negatively affects the possibility of manufacturing products using cold die forging, leads to a decrease in ductility and toughness, and increases the tendency to decarbonize the surface.
Содержание кремния и алюминия согласно изобретению в пределах: 0,17-0,37% и 0,020-0,050%, соответственно, определяет необходимую степень раскисленности стали и способствует повышению прочностных характеристик. Кремний также является твердорастворным упрочняющим элементом, однако в концентрациях больших 0,37% приводит к ухудшению усталостной прочности и пластичности стали.The content of silicon and aluminum according to the invention in the range: 0.17-0.37% and 0.020-0.050%, respectively, determines the required degree of deoxidation of steel and helps to increase the strength characteristics. Silicon is also a solid-solution strengthening element, but in concentrations greater than 0.37% it leads to a deterioration in the fatigue strength and ductility of steel.
Марганец (0,60-0,90%), хром (0,40-0,60%) и молибден (0,20-0,30%) в предлагаемых пределах необходимы для обеспечения высокой прокаливаемости стали. Кроме того, эти элементы повышают прочностные характеристики. Этим обусловлен нижний предел содержания элементов. Ограничение верхнего предела диктуется экономическими соображениями, так как дальнейшее повышение их концентрации в стали не приводит к существенному повышению прокаливаемости.Manganese (0.60-0.90%), chromium (0.40-0.60%) and molybdenum (0.20-0.30%) within the suggested limits are required to ensure high hardenability of steel. In addition, these elements increase strength characteristics. This determines the lower limit of element content. The limitation of the upper limit is dictated by economic considerations, since a further increase in their concentration in steel does not lead to a significant increase in hardenability.
Ограничение концентрации серы (не более 0,005%) обусловлено необходимостью обеспечить удовлетворительную обрабатываемость стали и содержание неметаллических включений не более балла 2 по ГОСТ 1778.The limitation of sulfur concentration (no more than 0.005%) is due to the need to ensure satisfactory machinability of steel and the content of non-metallic inclusions no more than point 2 according to GOST 1778.
Концентрация фосфора выше 0,010% в стали приводит к снижению пластичности и повышению порога хладноломкости.Phosphorus concentrations above 0.010% in steel lead to a decrease in ductility and an increase in the cold-brittleness threshold.
Содержание азота менее 0,010% необходимо для формирования достаточного количества выделений карбонитрида ванадия. Более высокая концентрация азота не усиливает эффект.A nitrogen content of less than 0.010% is necessary to form a sufficient amount of vanadium carbonitride precipitates. A higher nitrogen concentration does not enhance the effect.
Содержание ванадия в заявленных пределах одновременно повышает прочность, ударную вязкость и усталостную стойкость стали. При повышении концентрации ванадия сверх 0,18% эффективность резко снижается при существенном росте стоимости крепежа.Vanadium content within the stated limits simultaneously increases the strength, toughness and fatigue resistance of steel. When the vanadium concentration increases above 0.18%, the efficiency decreases sharply with a significant increase in the cost of fasteners.
Наличие в микроструктуре не менее 50% сфероидизированного перлита при полном отсутствии закалочных структур (бейнита и мартенсита) позволяет сформировать наиболее благоприятную микроструктуру проката для успешной высадки крепежа методом ХОШ без использования предварительной термической обработки (сфероидизирующего отжига).The presence of at least 50% spheroidized pearlite in the microstructure in the complete absence of quenching structures (bainite and martensite) makes it possible to form the most favorable microstructure of rolled products for successful upsetting of fasteners using the chemical melting method without the use of preliminary heat treatment (spheroidizing annealing).
Значение величины временного сопротивления горячекатаного проката ниже 650-700 МПа необходимо для снижения нагрузки на оборудование при ХОШ. Невыполнение данного условия может привести к его отказу или возникновению дефектов при изготовлении крепежа.The value of the tensile strength of hot-rolled steel below 650-700 MPa is necessary to reduce the load on equipment during cold-rolling. Failure to comply with this condition may lead to its failure or the occurrence of defects during the manufacture of fasteners.
Температура смотки круглого проката в бунт в диапазоне 760-800°С необходима для проведения наиболее полной сфероидизации при охлаждении бунта и достижения доли сфероидизированного перлита не менее 50%. Более высокая температура (выше 800°С) приведет к увеличению продолжительности охлаждения бунта, что приведет к увеличению глубины обезуглероженного слоя. Температура смотки в бунт ниже 760°С недопустима, поскольку при этом фазовый переход аустенит-феррит пройдет с высокой скоростью, а для успешной сфероидизации необходимо, чтобы фазовый переход произошел при наиболее низкой скорости охлаждения во время остывания смотанного бунта.The temperature of winding round steel into a coil in the range of 760-800°C is necessary to carry out the most complete spheroidization when cooling the coil and to achieve a proportion of spheroidized pearlite of at least 50%. A higher temperature (above 800°C) will increase the cooling time of the coil, which will lead to an increase in the depth of the decarbonized layer. The temperature of coil winding below 760°C is unacceptable, since in this case the austenite-ferrite phase transition will occur at a high speed, and for successful spheroidization it is necessary that the phase transition occur at the lowest cooling rate during cooling of the coiled coil.
Скорость охлаждения смотанных бунтов составляет 0,005-0,02°С/с, в данном интервале скоростей охлаждения получена наиболее оптимальная микроструктура: не менее 50% сфероидизированного перлита при полном отсутствии закалочных структур (бейнита и мартенсита). Низкая скорость охлаждения (ниже 0,005°С/с) приведет к дополнительному увеличению продолжительности охлаждения, что в свою очередь увеличит глубину обезуглероженного слоя. Более высокая скорость охлаждения, чем 0,02°С/с, приведет к получению недостаточной доли сфероидизированного перлита.The cooling rate of the wound coils is 0.005-0.02°C/s; in this range of cooling rates, the most optimal microstructure was obtained: at least 50% spheroidized pearlite in the complete absence of hardening structures (bainite and martensite). A low cooling rate (below 0.005°C/s) will lead to an additional increase in cooling duration, which in turn will increase the depth of the decarbonized layer. A higher cooling rate than 0.02°C/s will result in an insufficient proportion of spheroidized pearlite.
Для достижения свойств крепежных изделий, соответствующих классу прочности до 12.9, необходимо использовать термическую обработку -аустенизацию, закалку и отпуск. Аустенизацию стали крепежных изделий производят путем выдержки при температуре 880-900°С в азото-водородной газовой смеси, обеспечивающей предотвращение обезуглероживание поверхности крепежных изделий. Температура аустенизации должна находиться в интервале 880-900°С, поскольку при более низкой температуре невозможно получение структуры гомогенного аустенита, а при более высокой температуре существенно возрастает средний размер аустенитных зерен, что негативно сказывается на протекании процесса закалки и однородности закаленной структуры. Температура последующего отпуска выбирается, исходя из целевых показателей прочности изготавливаемых крепежных изделий и рассчитывается по уравнению -0,767 × σВ + (1485÷1515)°С. Для достижения показателя временного сопротивления выше 1220 МПа, необходимого для класса прочности 12.9 по ISO 898-1-2014, осуществляется отпуск при температуре в интервале 550-580°С, согласно расчету. Использование более высокой температуры отпуска приведет к снижению прочностных свойств до уровня ниже требуемого для класса прочности 12.9 по ISO 898-1-2014. Использование более низкой температуры отпуска приводит к превышению допустимых прочностных характеристик, а также критическому снижению пластичности.To achieve the properties of fasteners corresponding to strength class up to 12.9, it is necessary to use heat treatment - austenitization, hardening and tempering. Austenization of steel fasteners is carried out by holding at a temperature of 880-900°C in a nitrogen-hydrogen gas mixture, which prevents decarburization of the surface of fasteners. The austenitization temperature should be in the range of 880-900°C, since at lower temperatures it is impossible to obtain a homogeneous austenite structure, and at higher temperatures the average size of austenite grains increases significantly, which negatively affects the hardening process and the uniformity of the hardened structure. The subsequent tempering temperature is selected based on the target strength indicators of the manufactured fasteners and is calculated using the equation -0.767 × σ B + (1485÷1515)°C. To achieve a tensile strength index above 1220 MPa, required for strength class 12.9 according to ISO 898-1-2014, tempering is carried out at a temperature in the range of 550-580 ° C, according to calculations. Using a higher tempering temperature will result in a reduction in strength properties below those required for ISO 898-1-2014 property class 12.9. The use of a lower tempering temperature leads to exceeding the permissible strength characteristics, as well as a critical decrease in ductility.
Примеры осуществления изобретения.Examples of implementation of the invention.
Предложенный способ был реализован при лабораторном производстве сортового проката из легированной стали и изготовления из него высокопрочных крепежных изделий, включающий выплавку стали, горячую прокатку стали, охлаждение, калибровку круглого проката, изготовление крепежных изделий методом холодной объемной штамповки, с последующей аустенизацией, закалкой и отпуском стали изделий.The proposed method was implemented in the laboratory production of long rolled products from alloy steel and the manufacture of high-strength fasteners from it, including steel smelting, hot rolling of steel, cooling, calibration of round bars, production of fasteners by cold die forging, followed by austenitization, hardening and tempering of steel products.
Сталь двух плавок с химическим составом, приведенным в таблице 2, была получена при лабораторной выплавке в вакуумной индукционной печи. Горячую прокатку производили по режиму: температура начала прокатки 1100-1200°С, температура окончания прокатки 900-950°С. Смотка после окончания прокатки моделировалась помещением круглых прутков в печь при температуре 760-800°С с последующем охлаждением со скоростью 0,005-0,02°С/с .Далее проводили калибровку круглого проката и изготовление крепежных изделий методом холодной объемной штамповки, аустенизацию стали крепежных изделий производили путем выдержки при температуре 880-900°С в азото-водородной газовой смеси с последующей закалкой в масло, отпуск осуществляли при различных температурах от 450 до 600°С.The steel of two heats with the chemical composition given in Table 2 was obtained during laboratory smelting in a vacuum induction furnace. Hot rolling was carried out according to the following regime: rolling start temperature 1100-1200°C, rolling end temperature 900-950°C. Coiling after the end of rolling was simulated by placing round bars in a furnace at a temperature of 760-800°C with subsequent cooling at a rate of 0.005-0.02°C/s. Next, the round bars were calibrated and fasteners were manufactured using the cold die forging method, and steel austenitization of fasteners was carried out produced by holding at a temperature of 880-900°C in a nitrogen-hydrogen gas mixture, followed by quenching in oil, tempering was carried out at various temperatures from 450 to 600°C.
Результаты испытаний плавок с химическим составом вариантов 1 и 2, соответствующим и не соответствующим формуле изобретения, приведены в таблицах 3-8.The test results of melts with the chemical composition of options 1 and 2, corresponding and not corresponding to the claims of the invention, are given in tables 3-8.
Для подтверждения заявленного технического результата из полученных образцов проката и крепежа отбирали пробы для проведения анализа микроструктуры стали, неметаллических включений и испытания механических свойств. Испытания механических свойств производили по ГОСТ 1497-84 на цилиндрических образцах. Содержание разных типов структурных составляющих стали, образующихся при распаде переохлажденного аустенита, определяли расчетом. Глубину обезуглероженного слоя определяли металлографическим способом (метод М) по ГОСТ 1763-68. Испытание на холодную осадку по группе 66 проводили в соответствии с ГОСТ 8817-82. Содержание неметаллических включений определяли по ГОСТ 1778-70 методом Ш4. Полученные результаты представлены в таблицах 3-8.To confirm the stated technical result, samples were taken from the obtained samples of rolled products and fasteners to analyze the microstructure of steel, non-metallic inclusions and test mechanical properties. Mechanical properties were tested according to GOST 1497-84 on cylindrical samples. The content of different types of steel structural components formed during the decomposition of supercooled austenite was determined by calculation. The depth of the decarbonized layer was determined by metallography (method M) according to GOST 1763-68. The cold slump test according to group 66 was carried out in accordance with GOST 8817-82. The content of non-metallic inclusions was determined according to GOST 1778-70 using the Sh4 method. The results obtained are presented in tables 3-8.
Результаты механических свойств горячекатаного проката, приведенные в таблицах 4, 5 и 6, подтверждают возможность изготовления крепежных изделий методом ХОШ из полученного горячекатаного проката -предел прочности находится в допустимом интервале 650-700 МПа при положительном результате испытания холодную осадку по группе 66 и глубине слоя частичного обезуглероживания не более 1% диаметра. Как видно, из таблицы 7, полученная микроструктура стали является оптимальной для проведения холодной объемной штамповки.The results of the mechanical properties of hot-rolled steel, given in tables 4, 5 and 6, confirm the possibility of manufacturing fasteners using the cold-rolling method from the resulting hot-rolled steel - the tensile strength is in the permissible range of 650-700 MPa with a positive result of the cold upsetting test according to group 66 and the depth of the partial layer decarburization no more than 1% of the diameter. As can be seen from Table 7, the resulting steel microstructure is optimal for cold die forging.
Содержание неметаллических включений в стали не выше 2 балла, а также использование температуры аустенизации 880-900°С и температуры отпуска, рассчитанной по уравнению -0,767 × σВ + (1485÷1515)°С, позволяют достичь требуемых целевых значений предела прочности для класса прочности 12.9, а также показателя предела выносливости на цилиндрических образцах более 650 МПа при базе измерения 10 млн. циклов.The content of non-metallic inclusions in steel is not higher than 2 points, as well as the use of an austenitization temperature of 880-900°C and a tempering temperature calculated according to the equation -0.767 × σ B + (1485÷1515)°C, make it possible to achieve the required target values of tensile strength for the class strength 12.9, as well as an index of endurance limit on cylindrical samples of more than 650 MPa with a measurement base of 10 million cycles.
Видно, что на образцах плавки №1, полностью удовлетворяющих условиям формулы изобретения, достигнуты показатели механических свойств на класс прочности 12.9 по ГОСТ ISO 898-1-2014, в то время как на образцах плавки №2, где химический состав несколько выходит за рамки требуемого, а также содержание неметаллических включений превышает 2 балл по ГОСТ 1778, не достигнуты требуемые механические свойства, а также существенно более низкие показатели предела выносливости.It can be seen that on samples of heat No. 1, which fully satisfy the conditions of the invention formula, mechanical properties of strength class 12.9 according to GOST ISO 898-1-2014 were achieved, while on samples of heat No. 2, where the chemical composition is somewhat beyond the required , and the content of non-metallic inclusions exceeds point 2 according to GOST 1778, the required mechanical properties are not achieved, as well as significantly lower endurance limit values.
Таким образом, при сопоставимых с прототипом значениях класса прочности 12.9, а также показателя предела выносливости на цилиндрических образцах более 650 МПа при базе измерения 10 млн. циклов, предложенный способ изобретения обеспечивает снижение затрат на производство за счет более экономного содержания легирующих элементов и чистоты стали по неметаллическим включениям, исключения дополнительной операции - сфероидизирующего отжига.Thus, with values of strength class 12.9 comparable to the prototype, as well as an indicator of the endurance limit on cylindrical samples of more than 650 MPa with a measurement base of 10 million cycles, the proposed method of the invention ensures a reduction in production costs due to a more economical content of alloying elements and the purity of the steel according to non-metallic inclusions, eliminating the additional operation - spheroidizing annealing.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2814574C1 true RU2814574C1 (en) | 2024-03-01 |
Family
ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118166190A (en) * | 2024-05-16 | 2024-06-11 | 江苏永钢集团有限公司 | Hot-rolled wire rod for 12.9-grade low-chromium fire-reducing bolt and manufacturing method thereof |
| CN119820255A (en) * | 2024-12-30 | 2025-04-15 | 东北轻合金有限责任公司 | Preparation method of mouth-shaped closed rib die forging for airplane |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2238338C1 (en) * | 2003-08-05 | 2004-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НОРМА-ИМПОРТ ИНСО" | Method for producing from continuously cast rolled bar with spheroidal structure of low-carbon steel for cold bulk pressing of high-strength fastening parts of compound shape |
| CN105441788A (en) * | 2015-12-18 | 2016-03-30 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | Vanadium-containing 12.9-grade steel for fastener applied to rail transit mobile equipment and thermal treatment process of vanadium-containing 12.9-grade steel |
| RU2677037C1 (en) * | 2017-12-28 | 2019-01-15 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | Round rolled products from alloyed steels manufacturing method for the fasteners production by the cold deformation |
| CN110923545A (en) * | 2019-12-09 | 2020-03-27 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | A kind of high-weather-resistant cold heading steel for grade 12.9 fasteners and production method |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2238338C1 (en) * | 2003-08-05 | 2004-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НОРМА-ИМПОРТ ИНСО" | Method for producing from continuously cast rolled bar with spheroidal structure of low-carbon steel for cold bulk pressing of high-strength fastening parts of compound shape |
| CN105441788A (en) * | 2015-12-18 | 2016-03-30 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | Vanadium-containing 12.9-grade steel for fastener applied to rail transit mobile equipment and thermal treatment process of vanadium-containing 12.9-grade steel |
| RU2677037C1 (en) * | 2017-12-28 | 2019-01-15 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | Round rolled products from alloyed steels manufacturing method for the fasteners production by the cold deformation |
| CN110923545A (en) * | 2019-12-09 | 2020-03-27 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | A kind of high-weather-resistant cold heading steel for grade 12.9 fasteners and production method |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118166190A (en) * | 2024-05-16 | 2024-06-11 | 江苏永钢集团有限公司 | Hot-rolled wire rod for 12.9-grade low-chromium fire-reducing bolt and manufacturing method thereof |
| CN119820255A (en) * | 2024-12-30 | 2025-04-15 | 东北轻合金有限责任公司 | Preparation method of mouth-shaped closed rib die forging for airplane |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2683839A1 (en) | Process for producing high strength formable steel and high strength formable steel produced therewith | |
| CN101321885A (en) | Heat-treated steel for high-strength springs | |
| CN109136779B (en) | Preparation method of 1100 MPa-level rare earth Q & P steel with martensite matrix | |
| CN110662849A (en) | Method for producing steel parts and corresponding steel parts | |
| US20230357876A1 (en) | Method of Manufacturing High Strength Steel Tubing from a Steel Composition and Components Thereof | |
| CN110079743B (en) | 1500 MPa-grade low-hydrogen delayed cracking sensitive hot forming steel and production method thereof | |
| CN112840058A (en) | Wire rod and steel wire for springs with enhanced toughness and corrosion fatigue properties, and methods for their respective manufacture | |
| RU2728981C1 (en) | Rolled stock for casing and tubing pipes and method of its production | |
| JP2018012874A (en) | Method of manufacturing steel wire for bolt | |
| CN106929756B (en) | Bearing steel and preparation method thereof | |
| RU2814574C1 (en) | Method for manufacturing high-strength fasteners from alloy steel without spheroidizing annealing | |
| JP7260838B2 (en) | Steel wire for spring, spring and method for producing them | |
| KR102154986B1 (en) | High manganese 3rd generation high strength steel | |
| RU2805689C1 (en) | Method for manufacturing high-strength fasteners from alloy steel | |
| WO2024003593A1 (en) | Forged part of steel and a method of manufacturing thereof | |
| RU2249629C1 (en) | Round-profiled rolled iron from medium-carbon high-plasticity steel for cold die forging of high-strength especially high-profiled fastening members | |
| RU2802486C1 (en) | Method for manufacturing high-strength fastening products of strength class 14.9 from alloy steel by cold volume forging method | |
| KR20230115317A (en) | Method for manufacturing seamless pressure vessels for steel compositions, lot articles and compressed gases | |
| US3615925A (en) | Heat-treatment of steels | |
| RU2605034C1 (en) | Hot-rolled steel for hot forming | |
| JPS63161117A (en) | Production of hot rolled steel products having high strength and high toughness | |
| JPH10280036A (en) | Wire rod for high strength bolt excellent in strength and ductility and its production | |
| RU2774692C1 (en) | High-strength low-temperature welded reinforcing rod | |
| JP7754373B2 (en) | Martensitic stainless steel for high-pressure hydrogen environments | |
| JPS59159971A (en) | Steel for cold forging with excellent hardenability |