RU2484173C1 - Automatic plumbous steel - Google Patents
Automatic plumbous steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2484173C1 RU2484173C1 RU2012100195/02A RU2012100195A RU2484173C1 RU 2484173 C1 RU2484173 C1 RU 2484173C1 RU 2012100195/02 A RU2012100195/02 A RU 2012100195/02A RU 2012100195 A RU2012100195 A RU 2012100195A RU 2484173 C1 RU2484173 C1 RU 2484173C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- content
- carbon
- quantitative
- lead
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конструкционным сталям с высокой обрабатываемостью резанием, применяемой для изготовления деталей в автомобилестроении, а именно: рычаги переключения передач, храповики коленчатого вала, фланцы масляного насоса, тяги, гайки, муфты.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to structural steels with high machinability, used for the manufacture of parts in the automotive industry, namely: gear levers, crankshaft ratchets, oil pump flanges, traction, nuts, couplings.
Известна автоматная свинецсодержащая сталь, содержащая, мас.%: углерод 0,21-0,69, кремний 0,23-0,70, марганец 1,36-2,70, свинец 0,13-0,25, сера 0,066-0,11, азот 0,01-0,03, фосфор 0,013-0,019, бор 0,0015-0,0035; ниобий 0,03-0,08, ванадий - 0,05-12, цирконий 0,025-0,12; висмут 0,0024-0,12; молибден 0,04-0,52; кальций 0,0012-0,001; бериллий 0,003-0,007; никель 0,09-0,64; церий 0,08-0,18; железо - остальное (РФ, патент №1296012, C22C 38/60, 07.03.87).Known automatic lead-containing steel, containing, wt.%: Carbon 0.21-0.69, silicon 0.23-0.70, manganese 1.36-2.70, lead 0.13-0.25, sulfur 0.066- 0.11, nitrogen 0.01-0.03, phosphorus 0.013-0.019, boron 0.0015-0.0035; niobium 0.03-0.08, vanadium 0.05-12, zirconium 0.025-0.12; bismuth 0.0024-0.12; molybdenum 0.04-0.52; calcium 0.0012-0.001; beryllium 0.003-0.007; nickel 0.09-0.64; cerium 0.08-0.18; iron - the rest (RF patent # 1296012, C22C 38/60, 07.03.87).
Недостатком известной стали является высокая стоимость из-за использования большого количества дорогостоящих легирующих элементов: ниобий, ванадий, цирконий, висмут, молибден, бериллий, никель, церий.A disadvantage of the known steel is its high cost due to the use of a large number of expensive alloying elements: niobium, vanadium, zirconium, bismuth, molybdenum, beryllium, nickel, cerium.
Наиболее близкой к предлагаемой является автоматная свинецсодержащая сталь, конструкционная, повышенной обрабатываемости марки АС12ХН, содержащая, мас.%: углерод 0,09-0,15, кремний 0,17-0,37, марганец 0,30-0,60, хром 0,40-0,70, никель 0,50-0,80, серу до 0,035, фосфор до 0,035, свинец 0,15-0,30, медь до 0,30, железо и неизбежные примеси - остальное (сталь марки АС12ХН, ТУ 14-14-3271-2007, ГОСТ 1414-75).Closest to the proposed one is automatic lead-containing steel, structural, of high machinability, grade АС12ХН, containing, wt.%: Carbon 0.09-0.15, silicon 0.17-0.37, manganese 0.30-0.60, chrome 0.40-0.70, nickel 0.50-0.80, sulfur up to 0.035, phosphorus up to 0.035, lead 0.15-0.30, copper up to 0.30, iron and unavoidable impurities - the rest (AC12XN steel , TU 14-14-3271-2007, GOST 1414-75).
Недостатком известной стали является высокая стоимость из-за высокого содержания дорогостоящего легирующего элемента никеля.A disadvantage of the known steel is its high cost due to the high content of the expensive nickel alloying element.
Заявленное изобретение решает задачу создания автоматной свинецсодержащей стали, осуществление которой обеспечивает достижение заявленного технического результата, заключающегося в получение автоматной стали, более дешевой по стоимости, по сравнению со сталью по прототипу АС12ХН, не ухудшая ее механических и технологических свойств, унифицированной для изготовления из нее различных профилей и деталей автомобилей.The claimed invention solves the problem of creating automatic lead-containing steel, the implementation of which ensures the achievement of the claimed technical result, which consists in obtaining automatic steel, cheaper in cost compared to steel according to the prototype AC12XN, without compromising its mechanical and technological properties, unified for the manufacture of various profiles and car parts.
Сущность изобретения состоит в том, что в предлагаемой автоматной свинецсодержащая стали, содержащей углерод, кремний, марганец, хром, свинец, серу, железо и примеси, новым является то, что в состав стали дополнительно введены азот, бор, титан при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,10-0,15, кремний 0,17-0,37, марганец 1,00-1,40, хром 0,10-0,30, свинец 0,10-0,25, сера 0,02-0,04, азот 0,001-0,012, бор 0,001-0,005, титан 0,020-0,040, никель 0,10-0,30, железо и неизбежные примеси - остальное, при этом в состав примесей входят никель, медь, фосфор в следующем соотношении, мас.%: медь не более 0,25, фосфор не более 0,030.The essence of the invention lies in the fact that in the proposed automatic lead-containing steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, lead, sulfur, iron and impurities, it is new that nitrogen, boron, titanium are additionally introduced into the steel composition in the following ratio of components, wt.%: carbon 0.10-0.15, silicon 0.17-0.37, manganese 1.00-1.40, chromium 0.10-0.30, lead 0.10-0.25, sulfur 0.02-0.04, nitrogen 0.001-0.012, boron 0.001-0.005, titanium 0.020-0.040, nickel 0.10-0.30, iron and unavoidable impurities - the rest, while the impurities include nickel, copper, phosphorus in the following ratio, wt.%: copper n e more than 0.25, phosphorus not more than 0.030.
Заявленный технический результат достигается следующим образом.The claimed technical result is achieved as follows.
Удешевление стали обеспечивается благодаря уменьшению, по сравнению с прототипом (0,50-0,80%), количественного содержания никеля (0,10-0,30%) в составе стали - дорогостоящего легирующего элемента, и уменьшению, по сравнению с прототипом (0,40-0,70%), количественного содержания хрома (0,10-0,30%) в составе стали. При этом возможность снижения стоимости стали без ухудшения ее механических и технологических свойств обеспечивается благодаря введению в состав стали титана, азота и бора в заявленных количественных соотношениях и корректировке количественного содержания в стали элементов, совпадающих со сталью по прототипу. 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. Это позволило получить более дешевую по составу сталь с феррито-перлитной мелкодисперсной структурой, с низким содержание неметаллических включений, с благоприятным сочетанием характеристик прочности и пластичности, свариваемости и обрабатываемости резанием с механическим и технологическими характеристиками не хуже стали по прототипу.Cheaper steel is provided due to the reduction, in comparison with the prototype (0.50-0.80%), of the quantitative content of nickel (0.10-0.30%) in the composition of steel - an expensive alloying element, and the reduction, compared with the prototype ( 0.40-0.70%), quantitative chromium content (0.10-0.30%) in the composition of steel. At the same time, the possibility of reducing the cost of steel without deteriorating its mechanical and technological properties is provided by introducing titanium, nitrogen and boron into the composition of the steel in the declared quantitative ratios and adjusting the quantitative content in the steel of elements matching the steel of the prototype. Moreover, 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. This made it possible to obtain cheaper steel with a ferrite-pearlite finely divided structure, with a low content of non-metallic inclusions, with a favorable combination of strength and ductility characteristics, weldability and machinability by cutting with mechanical and technological characteristics not worse than steel according to the prototype.
Качественный и количественный состав стали в заявленной трубной заготовке обусловлен следующим.The qualitative and quantitative composition of steel in the claimed pipe billet is due to the following.
Железо является основным компонентом стали.Iron is the main component of steel.
Углерод и азот - это элементы, которые имеют большое значение для формирования твердости и пластичности стали. Повышение пластичности стали в литом состоянии способствует снижению образования трещин и рванин и гарантирует прокатку стали без дефектов. Кроме того, углерод является элементом, влияющим на улучшение прокаливаемости стали. Углерод участвует в протекании процесса образования графитовых включений в структуре стали и в процессе образования частиц карбидной фазы в металлической матрице. При содержании углерода менее 0,10% образуется недостаточное количество как свободного углерода, так и карбидов, что приводит к снижению прочностных свойств стали. При содержании углерода более 0,15% происходит выделение избыточного количества частиц карбидной фазы неблагоприятной формы, что приводит к снижению пластических свойств стали. При этом в обоих случаях это сказывается отрицательно на однородности проката. Содержание углерода в пределах 0,10-0,15% является оптимальным, при котором углерод, участвуя в формировании твердости и пластичности заявленной стали, обеспечивает количественное значение этих характеристик не хуже стали по прототипу.Carbon and nitrogen are elements that are of great importance for the formation of hardness and ductility of steel. Increasing the ductility of steel in the molten state helps to reduce the formation of cracks and flaws and guarantees rolling of steel without defects. In addition, carbon is an element that affects the hardenability of steel. Carbon is involved in the formation of graphite inclusions in the steel structure and in the formation of particles of the carbide phase in the metal matrix. When the carbon content is less than 0.10%, an insufficient amount of both free carbon and carbides is formed, which leads to a decrease in the strength properties of steel. When the carbon content is more than 0.15%, 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. Moreover, in both cases, this affects the uniformity of the rental. The carbon content in the range of 0.10-0.15% is optimal, in which carbon, participating in the formation of hardness and ductility of the declared steel, provides a quantitative value of these characteristics is not worse than steel according to the prototype.
Азот способствует образованию нитридов в стали и упрочняет границы зерен. Азот благоприятствует достижению более равномерного, более гомогенного распределения карбидов и карбонитридов, изменяя условия отвердевания системы сплава таким образом, что во время отвердевания более грубые агрегаты карбидов или не образуются вовсе, или уменьшаются. В результате это благоприятно сказывается на однородности, пластичности и ударной вязкости заявленной стали. Азот вносит вклад в требуемую твердость стали благодаря тому, что по существу азот растворен в мартенсите с образованием мартенсита азота в твердом растворе. При этом количественное содержание азота (0,001-0,012%) в заявленной стали обеспечивает количественные значения вышеперечисленных характеристик не хуже стали по прототипу. Кроме того, количественное содержание азота выбрано таким образом, что основную функцию в формировании твердости выполняет углерод.Nitrogen promotes the formation of nitrides in steel and strengthens grain boundaries. Nitrogen favors the achievement of a more uniform, more homogeneous distribution of carbides and carbonitrides by changing the hardening conditions of the alloy system so that coarser carbide aggregates either do not form at all or decrease during hardening. As a result, this favorably affects the uniformity, ductility and toughness of the declared steel. Nitrogen contributes to the required hardness of the steel due to the fact that essentially nitrogen is dissolved in martensite to form nitrogen martensite in solid solution. Moreover, the quantitative nitrogen content (0.001-0.012%) in the claimed steel provides quantitative values of the above characteristics not worse than the steel of the prototype. In addition, the quantitative content of nitrogen is selected so that the main function in the formation of hardness is performed by carbon.
Марганец и хром используют, с одной стороны, как упрочнители твердого раствора, с другой стороны, как элементы, повышающие устойчивость переохлажденного аустенита стали. Кроме того, марганец является элементом, способствующим прокаливаемости. Марганец, растворяясь в металлической основе, стабилизирует перлит, способствуя, тем самым, формированию однородной макроструктуры стали. При содержании марганца менее 1,00% в структуре стали наблюдается присутствие включений феррита. При содержании марганца более 1,40% наблюдается локальное пересыщение ферритной составляющей перлита марганцем.Manganese 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. In addition, manganese is an element that contributes to hardenability. Manganese, dissolving in a metal base, stabilizes perlite, thereby contributing to the formation of a homogeneous macrostructure of steel. When the manganese content is less than 1.00%, the presence of ferrite inclusions is observed in the steel structure. With a manganese content of more than 1.40%, a local supersaturation of the ferrite component of perlite with manganese is observed.
Количественное содержание углерода (0,10-0,15%) в заявленной стали при заявленном количественном содержании марганца (1,00-1,40%) позволяет повысить пластичность литого металла, уменьшить красноломкость и уменьшить анизотропию деформированного металла (пластичность металла в поперечном направлении значительно ниже пластичности металла в продольном направлении). При содержании углерода более 0,15% снижается обрабатываемость проката, а именно: ухудшаются условия резания металла, скорость резания уменьшается. То же самое происходит и при увеличении марганца более 1,40%.The quantitative carbon content (0.10-0.15%) in the declared steel with the declared quantitative content of manganese (1.00-1.40%) allows to increase the ductility of the cast metal, reduce the red breaking strength and reduce the anisotropy of the deformed metal (the ductility of the metal in the transverse direction significantly lower ductility of the metal in the longitudinal direction). When the carbon content is more than 0.15%, the workability of the rolled metal is reduced, namely: the cutting conditions of the metal worsen, the cutting speed decreases. The same thing happens with an increase in manganese over 1.40%.
При содержании углерода ниже 0,10% снижаются механические свойства, в том числе и предел прочности. Содержание марганца ниже 1,00% приводит к возрастанию красноломкости. Содержание марганца в заявленной стали в количестве 1,00-1,40% является оптимальным, что позволяет обеспечить количественные характеристики механических свойств и структуры заявленной стали не хуже стали по прототипу.When the carbon content is below 0.10%, mechanical properties are reduced, including tensile strength. A manganese content below 1.00% leads to an increase in red fragility. The manganese content in the declared steel in the amount of 1.00-1.40% is optimal, which allows to provide quantitative characteristics of the mechanical properties and structure of the declared steel is not worse than the steel of the prototype.
Хром представляет собой эффективный легирующий элемент, повышающий коррозионную стойкость к газообразному диоксиду углерода, наиболее дешевый элемент, повышает твердость и прочность, незначительно уменьшает пластичность, способствует прокаливаемости. Хром при заявленном содержании в стали в количестве 0,10-0,30% полностью растворяется в цементите, образуя сложные карбиды типа (Fe,Cr)3C, способствует получению высокой и равномерной твердости, износостойкой поверхности в результате повышения однородности макроструктуры. Поскольку заявленная сталь имеет низкое содержание углерода, а также низкое суммарное содержание углерода и азота, то хром не связывается в карбиды или карбонитриды в значительных количествах. Это позволяет значительно уменьшить, по сравнению с прототипом (0,4-0,7%), в составе стали количественное содержание хрома (0,10-0,30%), что удешевляет сталь, по сравнению со сталью по прототипу, сохранив коррозионную стойкость стали. Заявленное количественное содержание хрома в стали (0,10-0,30%) обеспечивает количественные характеристики механических свойств и структуры заявленной стали не хуже стали по прототипу.Chromium is an effective alloying element that increases the corrosion resistance to gaseous carbon dioxide; the cheapest element increases hardness and strength, slightly reduces ductility, and contributes to hardenability. Chromium, at the declared content in steel in an amount of 0.10-0.30%, completely dissolves in cementite, forming complex carbides of the type (Fe, Cr) 3 C, contributes to a high and uniform hardness, wear-resistant surface as a result of increased uniformity of the macrostructure. Since the claimed steel has a low carbon content, as well as a low total content of carbon and nitrogen, chromium does not bind to carbides or carbonitrides in significant quantities. This allows you to significantly reduce, compared with the prototype (0.4-0.7%), in the composition of the steel the quantitative content of chromium (0.10-0.30%), which reduces the cost of steel, compared with the steel of the prototype, while maintaining corrosion resistance of steel. The claimed quantitative content of chromium in steel (0.10-0.30%) provides quantitative characteristics of the mechanical properties and structure of the claimed steel is not worse than steel according to the prototype.
Свинец (0,10-0,25%) определяет общий уровень пластичности стали и ее склонность к проявлению обратимой отпускной хрупкости при последующей термической обработке готовых изделий. Нижний предел 0,10% обусловлен технологией производства стали, а верхний предел 0,25% определяет повышенную склонность стали к обратимой отпускной хрупкости. Количественное содержание свинца (0,10-0,25%) в заявленной стали является оптимальным для достижения заявленного технического результата.Lead (0.10-0.25%) determines the overall level of ductility of steel and its tendency to manifest reversible temper brittleness during subsequent heat treatment of finished products. The lower limit of 0.10% is due to the technology of steel production, and the upper limit of 0.25% determines the increased tendency of steel to reversible temper brittleness. The quantitative content of lead (0.10-0.25%) in the declared steel is optimal to achieve the claimed technical result.
Кремний относится к ферритообразующим элементам. Нижний предел по кремнию - 0,17% - обусловлен технологией раскисления стали. Верхнее количественное значение содержания кремния 0,37% является оптимальным.Silicon refers to ferrite-forming elements. The lower limit on silicon - 0.17% - is due to the technology of deoxidation of steel. The upper quantitative value of the silicon content of 0.37% is optimal.
Кремний способствует выделению углерода в свободном виде в соответствии со стабильной системой железо - углерод, что значительно повышает показатели износостойкости сплава. Для заявленного 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% увеличивается активность углерода стали и, соответственно, тенденция к осаждению первичных карбидов. Кроме того, кремний является элементом, стабилизирующим феррит, что является неблагоприятным свойством кремния. При содержании кремния более 0,37% возможен захват феррита сталью в свою матрицу. Кроме того, превышение содержания кремния 0,37% приводит к появлению в структуре стали повышенного количества крупных включений графита неблагоприятной формы. В заявленном составе стали количественное содержание кремния (0,17-0,37%) находится в соответствии с количественным содержанием углерода, что обеспечивает достижение заявленного технического результата.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. For the declared 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 the products during operation under intense friction. When the silicon content is more than 0.37%, the carbon activity of steel increases and, accordingly, the tendency to the deposition of primary carbides. In addition, silicon is an element that stabilizes ferrite, which is an unfavorable property of silicon. When the silicon content is more than 0.37%, ferrite can be captured by steel in its matrix. In addition, an excess of silicon content of 0.37% leads to the appearance in the steel structure of an increased number of large inclusions of graphite of an unfavorable shape. In the claimed steel composition, the quantitative content of silicon (0.17-0.37%) is in accordance with the quantitative content of carbon, which ensures the achievement of the claimed technical result.
Сера глобулизирует сульфидные включения и участвует в формировании уровня пластичности стали, способствует складыванию образующейся при механической обработке стружке. Нижний предел (0,02%) обусловлен вопросами технологичности производства.Sulfur globularizes sulfide inclusions and participates in the formation of the ductility level of steel, helps to fold the chips formed during machining. The lower limit (0.02%) is due to issues of manufacturability.
Ограничение по верхнему уровню содержания серы (0,04%) обусловлено тем, что при высокой концентрации серы плохо завариваются во время обработки давлением усадочные пустоты слитка, которые обычно являются местом скопления неметаллических включений, особенно сульфидов. Заявленное количественное содержание серы в составе стали (0,02-0,04%) является оптимальным для достижения заявленного технического результата.The restriction on the upper level of sulfur content (0.04%) is due to the fact that, at high sulfur concentrations, the shrinkage voids of the ingot, which are usually a place of accumulation of non-metallic inclusions, especially sulfides, are poorly welded during pressure treatment. The claimed quantitative sulfur content in the steel composition (0.02-0.04%) is optimal for achieving the claimed technical result.
Титан - сильный карбонитридообразователь и раскислитель стали. Заявленный интервал количественных значений титана (0,020-0,040%) в составе стали является оптимальным и обеспечивает достижение заявленного технического результата.Titanium is a strong carbonitride former and deoxidizer for steel. The claimed range of quantitative values of titanium (0.020-0.040%) in the composition of the steel is optimal and ensures the achievement of the claimed technical result.
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, на пластичности, повышает прокаливаемость. Заявленное количественное содержание бора (0,001-0,005%) в составе стали является оптимальным и обеспечивает достижение заявленного технического результата. При этом превышение верхнего предела содержания бора снижает пластичность стали, а выход за пределы нижней границы количественного содержания бора ухудшает показатели прокаливаемости.To increase hardenability, chromium steels are alloyed with boron. Boron limits the formation of large ferrites at the grain boundaries during rolling and promotes the formation of fine fine ferrite inside the grains, which favorably affects the hardness and strength characteristics of rolled products, their ductility, and increases hardenability. The claimed quantitative content of boron (0.001-0.005%) in the composition of the steel is optimal and ensures the achievement of the claimed technical result. Moreover, exceeding the upper limit of boron content reduces the ductility of steel, and going beyond the lower limit of the quantitative content of boron affects the hardenability.
Никель (0,10-0,30%) в заявленном количестве нейтрализует вредные влияния со стороны меди, которые заключаются в возможности образования трещин на поверхности во время горячей прокатки. Также способствует поглощению газов металлом в процессе плавки, в особенности водорода, который вызывает образование в слитках газовых пузырей, а в случае крупнозернистой первичной структуры - трещин по границам зерен.Nickel (0.10-0.30%) in the declared amount neutralizes the harmful effects of copper, which are the possibility of cracking on the surface during hot rolling. It also contributes to the absorption of gases by the metal during the smelting process, in particular hydrogen, which causes the formation of gas bubbles in the ingots, and in the case of a coarse-grained primary structure, cracks along the grain boundaries.
Медь и фосфор входят в состав стали в виде неизбежных примесей.Copper and phosphorus are part of the steel in the form of inevitable impurities.
Медь (не более 0,25%) в заданных пределах положительно влияет на однородность структуры, обеспечивает повышение механических свойств и износостойкости в условиях высоких температур и теплосмен.Copper (not more than 0.25%) within the specified limits positively affects the uniformity of the structure, provides increased mechanical properties and wear resistance at high temperatures and heat transfer.
Фосфор (не более 0,030%) участвует в формировании уровня пластичности и однородности стали.Phosphorus (not more than 0.030%) is involved in the formation of the level of ductility and uniformity of steel.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что заявленная автоматная свинецсодержащая сталь при осуществлении обеспечивает достижение заявленного технического результата, заключающегося в снижении стоимости стали без ухудшения ее механических и технологических свойств.Thus, from the foregoing, it follows that the claimed automatic lead-containing steel in the implementation ensures the achievement of the claimed technical result, which consists in reducing the cost of steel without compromising its mechanical and technological properties.
В результате опытных плавок был получен прокат с характеристиками:As a result of the experimental swimming trunks, a hire with the characteristics:
микроструктура проката феррито-перлитная, при этом зернистого перлита в перлитной составляющей не более 35%;the microstructure of rolled ferrite-pearlite, while granular perlite in the pearlite component is not more than 35%;
твердость в центральной зоне контролируемого на прокаливаемость образца не менее 25HRC (по Роквеллу);hardness in the central zone of a hardenability-controlled sample of at least 25HRC (according to Rockwell);
твердость проката в состоянии поставки (нагартованно-отпущенное) 156-207НВ;hardness of rolled metal in the state of delivery (cured-tempered) 156-207НВ;
временное сопротивление не менее 640 Н/мм;temporary resistance not less than 640 N / mm;
предел текучести не менее 440 Н/мм;yield strength of at least 440 N / mm;
ударная вязкость не менее 88 Дж/см;impact strength not less than 88 J / cm;
относительное удлинение не менее 10%;elongation of at least 10%;
размер аустенитного зерна не крупнее номера 5;the size of the austenitic grain is not larger than number 5;
неметаллические включения по оксидам (ОС) строчным и силикатам (СХ, СП, СН) соответственно: хрупким, пластичным, недеформированным - не более 3,5 балла по максимальному баллу по каждому виду включений, по нитридам - не более 2,0 балла по максимальному баллу.non-metallic inclusions for oxides (OS) lower and silicates (CX, SP, CH), respectively: brittle, plastic, undeformed - not more than 3.5 points for the maximum score for each type of inclusion, for nitrides - not more than 2.0 points for the maximum point.
Пример 1. Выплавка исследуемой стали производилась в 80-тонной дуговой сталеплавильной печи (ДСП-80) с использованием в шихте до 40% жидкого чугуна.Example 1. Smelting of the investigated steel was carried out in an 80-ton arc steel-smelting furnace (DSP-80) using up to 40% liquid cast iron in a charge.
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 производилась на установке внепечной обработки стали (УВОС), где осуществлялось наведение рафинировочного шлака присадкой извести и плавикового шпата, продувка металла аргоном через донный продувочный блок, десульфурация, нагрев металла до необходимой температуры, корректировка химического состава металла присадкой кусковых ферросплавов и порошковой проволоки с наполнителями.Further metal processing was carried out at the out-of-furnace steel processing unit (UVOS), where refining slag was added with an additive of lime and fluorspar, metal was purged with argon through the bottom blowing unit, desulfurization, heating of the metal to the required temperature, adjustment of the chemical composition of the metal with the addition of lumpy ferroalloys and flux-cored wire with fillers.
Легирование свинцом осуществляется при разливке добавлением свинцовой дроби. От каждого слитка отбирали пробы на содержание свинца по высоте слитка, усвоение свинца на плавке составило 75%, усвоение свинца по слиткам равномерное.Doping with lead is carried out during casting by adding lead shot. Samples were taken from each ingot for the content of lead over the height of the ingot, the assimilation of lead in the heat was 75%, and the assimilation of lead in ingots was uniform.
Сталь прокатывали по стандартной схеме на станах и по технологии прокатки стали-прототипа АС12ХН. Затем металл каждого слитка прокатывали на готовый сорт 40 мм, охлаждали на воздухе и в дальнейшем термообрабатывали для получения феррито-перлитной микроструктуры. После термообработки микроструктура была перлитно-ферритной с пластинчатым перлитом, которая необходима для дальнейшей обработки на автоматных станках.Steel was rolled according to the standard scheme on mills and according to the technology of rolling steel-prototype AC12XN. Then, the metal of each ingot was rolled into a finished grade of 40 mm, cooled in air, and then heat treated to obtain a ferrite-pearlite microstructure. After heat treatment, the microstructure was pearlite-ferrite with plate perlite, which is necessary for further processing on automatic machines.
Опытный образец:Prototype:
В результате выплавки получена сталь с химическим составом в мас.%: C=0,13; Mn=1,21; Si=0,20; S=0,027, P=0,013, Cr=0,22, Ni=0,20, Cu=0,22, Pb=0,20, B=0,0025, Ti=0,026, N=0,008.As a result of smelting, steel with a chemical composition in wt.% Was obtained: C = 0.13; Mn = 1.21; Si = 0.20; S = 0.027, P = 0.013, Cr = 0.22, Ni = 0.20, Cu = 0.22, Pb = 0.20, B = 0.0025, Ti = 0.026, N = 0.008.
В результате горячей прокатки и последующей калибровки получаем сортовой прокат диаметром 29 мм длиной 4500 мм, с твердостью 187НВ.As a result of hot rolling and subsequent calibration, we obtain long products with a diameter of 29 mm and a length of 4500 mm, with a hardness of 187NV.
Механические свойства, определенные на термически обработанных образцах: предел текучести 480 Н/мм2, временное сопротивление - 720 Н/мм2, относительное удлинение - 21%, ударная вязкость KCU - 140 Дж/см2. Термообработка образцов: закалка 900-920°C, масло; отпуск - 150-180°C, выдержка 2 часа, воздух.Mechanical properties determined on heat-treated samples: yield strength 480 N / mm 2 , tensile strength 720 N / mm 2 , elongation 21%, impact strength KCU 140 J / cm 2 . Heat treatment of samples: quenching 900-920 ° C, oil; tempering - 150-180 ° C, holding 2 hours, air.
Микроструктура - ферритно-перлитная.The microstructure is ferritic-pearlitic.
Прокаливаемость определялась на двух образцах диаметром 12 мм, длиной 120 мм. Закалка образцов: нагрев под закалку - 920°C, выдержка 1 час, закалка в масле И-20А (ГОСТ 20799-88) с температурой 40-80°C, время охлаждения от 7 до 8 минут, время переноса образца из печи в закалочный бак - не более 5 секунд. Отступив от торца образца 48 мм, вырезали 2 шайбы толщиной 12 мм. Торцы проб отшлифовали и произвели замер твердости по методу Роквелла (шкала С) на одной линии, в трех точках, максимально приближенных к центру. Среднее значение трех замеров - 30HRC.Hardenability was determined on two samples with a diameter of 12 mm and a length of 120 mm. Quenching of samples: heating under quenching - 920 ° C, holding for 1 hour, quenching in oil I-20A (GOST 20799-88) with a temperature of 40-80 ° C, cooling time from 7 to 8 minutes, transfer time of the sample from the furnace to quenching tank - no more than 5 seconds. Having departed from the end of the sample 48 mm, 2 washers 12 mm thick were cut out. The ends of the samples were polished and measured using the Rockwell method (scale C) on one line, at three points as close to the center as possible. The average value of three measurements is 30HRC.
Макроструктура при проверке на протравленных темплетах: центральная пористость - 1 балл, точечная неоднородность - 1 балл, ликвационный квадрат - 0 баллов, подусадочная ликвация - 0 баллов, подкорковые пузыри - 0 баллов, межкристаллитные трещины - 0 баллов. Размер аустенитного зерна - 7 баллов.The macrostructure when tested on etched templates: central porosity - 1 point, point heterogeneity - 1 point, segregation square - 0 points, shrinkage segregation - 0 points, subcortical bubbles - 0 points, intercrystalline cracks - 0 points. The size of the austenitic grain is 7 points.
Неметаллические включения, контролируемые по ГОСТ 1778-70, метод Ш6.Non-metallic inclusions controlled according to GOST 1778-70, method Ш6.
Ниже приведены результаты сравнения структурных и механических характеристик заявленной стали, опытного образца и стали по прототипу АС12ХН (ТУ 14-1-3271-2007, ГОСТ 1414-75). Звездочкой отмечены примеси.Below are the results of comparing the structural and mechanical characteristics of the declared steel, prototype and steel according to the prototype AC12XH (TU 14-1-3271-2007, GOST 1414-75). An asterisk indicates impurities.
Из результатов сравнения характеристик заявленной стали и стали по прототипу АС12ХН следует, что предлагаемая автоматная свинецсодержащая сталь по своим механическим и структурным и технологическим характеристикам не уступает известной стали АС12ХН, в том числе, не уступает по обрабатываемости резанием, а, следовательно, также является унифицированной и может успешно заменить сталь АС12ХН для изготовления различных профилей и деталей автомобилей, одновременно удешевляя стоимость стали.From the results of comparing the characteristics of the declared steel and steel according to the AC12XH prototype, it follows that the proposed automatic lead-containing steel is not inferior to the known AC12XH steel in its mechanical, structural and technological characteristics, including, not inferior to machinability, and, therefore, is also unified and can successfully replace AC12XH steel for the manufacture of various profiles and car parts, while at the same time cheapening the cost of steel.
Claims (1)
железо и неизбежные примеси остальное
при этом в качестве примесей она содержит, в мас.%: медь не более 0,25 и фосфор не более 0,030. Automatic lead-containing steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, lead, sulfur, nickel, iron and inevitable impurities, characterized in that it additionally contains nitrogen, boron and titanium in the following ratio of components, wt.%:
iron and unavoidable impurities rest
while it contains as impurities, in wt.%: copper not more than 0.25 and phosphorus not more than 0.030.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012100195/02A RU2484173C1 (en) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Automatic plumbous steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012100195/02A RU2484173C1 (en) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Automatic plumbous steel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2484173C1 true RU2484173C1 (en) | 2013-06-10 |
Family
ID=48785650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012100195/02A RU2484173C1 (en) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Automatic plumbous steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2484173C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2623530C1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-06-27 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Low-carbon automatic steel |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4326886A (en) * | 1979-03-14 | 1982-04-27 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Steel for cold forging having good machinability and the method of making the same |
| RU2106427C1 (en) * | 1996-09-13 | 1998-03-10 | Открытое акционерное общество Челябинский металлургический комбинат "МЕЧЕЛ" | Free-cutting steel |
| JPH10324952A (en) * | 1997-03-28 | 1998-12-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | High-strength, high-toughness tempered steel with excellent machinability |
| RU2201468C2 (en) * | 1996-12-31 | 2003-03-27 | Аскометаль | Steel for manufacture of part by cold plastic deformation and method of manufacture of such part |
| JP2007107020A (en) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Jfe Bars & Shapes Corp | Bn free-cutting steel excellent in tool life |
| RU2383651C2 (en) * | 2007-11-26 | 2010-03-10 | Открытое акционерное общество "Челябинский металлургический комбинат" | Automatic lead containing steel |
-
2012
- 2012-01-10 RU RU2012100195/02A patent/RU2484173C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4326886A (en) * | 1979-03-14 | 1982-04-27 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Steel for cold forging having good machinability and the method of making the same |
| RU2106427C1 (en) * | 1996-09-13 | 1998-03-10 | Открытое акционерное общество Челябинский металлургический комбинат "МЕЧЕЛ" | Free-cutting steel |
| RU2201468C2 (en) * | 1996-12-31 | 2003-03-27 | Аскометаль | Steel for manufacture of part by cold plastic deformation and method of manufacture of such part |
| JPH10324952A (en) * | 1997-03-28 | 1998-12-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | High-strength, high-toughness tempered steel with excellent machinability |
| JP2007107020A (en) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Jfe Bars & Shapes Corp | Bn free-cutting steel excellent in tool life |
| RU2383651C2 (en) * | 2007-11-26 | 2010-03-10 | Открытое акционерное общество "Челябинский металлургический комбинат" | Automatic lead containing steel |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ 1414-75 Прокат из конструкционной стали высокой обрабатываемости резанием. Технические условия, ИПК Издательство стандартов, сталь АС12ХН. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2623530C1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-06-27 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Low-carbon automatic steel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2881485B1 (en) | Abrasion resistant steel plate with high strength and high toughness, and process for preparing same | |
| CN101346486B9 (en) | Duplex stainless steel | |
| RU2461639C1 (en) | Rail with perlite structure that features high resistance to abrasion and impact resistance | |
| KR101830023B1 (en) | Spring steel and method for producing same | |
| EP2617850B1 (en) | High-strength hot rolled steel sheet having excellent toughness and method for producing same | |
| CN105568134A (en) | Steel for carbon hub bearing of microalloying car and production method thereof | |
| RU2763027C1 (en) | Forged part made of bainite steel and its manufacturing method | |
| CN109735765B (en) | Large-sized, ultra-fine grain, high-strength and high-toughness spring steel and production method thereof | |
| RU2338793C2 (en) | Bar out of medium alloyed steel for cold die forging | |
| RU2484173C1 (en) | Automatic plumbous steel | |
| CN111349850B (en) | High-corrosion-resistance weather-resistant steel and manufacturing method thereof | |
| RU2479645C1 (en) | Round hot-rolled bar stock | |
| CA3191909A1 (en) | Forged part of steel and a method of manufacturing thereof | |
| RU2469106C1 (en) | Round rolled stock from boron-containing steel of increased hardening capacity | |
| RU2828779C2 (en) | Steel for high-temperature cemented gear shaft and method of making such steel | |
| RU2249629C1 (en) | Round-profiled rolled iron from medium-carbon high-plasticity steel for cold die forging of high-strength especially high-profiled fastening members | |
| RU2479663C1 (en) | Tube workpiece from alloyed steel | |
| RU2484172C1 (en) | Round gaged profiled tolled bars | |
| RU2293770C2 (en) | Rod of micro-alloy medium-carbon steel | |
| RU2333260C2 (en) | Hot-calibrated sectional iron made of spring steel | |
| RU2285054C2 (en) | Round merchant shape made from medium-carbon chromium-containing steel | |
| RU2469107C1 (en) | Tube workpiece from alloyed steel | |
| RU2480532C1 (en) | Tube workpiece from alloyed steel | |
| JP3912186B2 (en) | Spring steel with excellent fatigue resistance | |
| RU2328535C1 (en) | Round milled bar with special treated surface out of medium carbon steel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160111 |