Сталь

 

СТАЛЬ преимущественно для производства метизов, содержащая углерод , кремний, марганец, титан, алюминий, азот и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения предела прочности на растяжение и относительного удлинения после холодной деформации, она содержит компоненты в следуницем соотношении , мас.%: Углерод 0,26-0,35 Кремний 0,17-0,37 Марганец 0,,80 Титан0,01-0,10 Алюминий 0,15-0,30 АзотOs01 0,02 ЖелезоОстальное О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) 4(5!) С 22 С 38/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 364!876/22-02 (22) 14.09.83 (46) 23.0!.85. Бюл. В 3 (72) А. А. Баранов, А, А. Минаев, В. П. Горбатенко, С. В. Коваленко, В. В. Пашинский, П. В, Чепраков, А. А. Тольский, Ю, В. Оробцев и.Л. Ф. Литвинов (71) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 669.14.018.263(088.8) (56) 1, Патент Японии Ф 54 36124 кл. 10 J 172, 1979.

2. Патент США !! 3259488, ,кл. 75-124, 1966. (54)(57) СТАЛЬ преимущественно для производства метизов, содержащая углерод, кремний, марганец, титан, алюминий, азот и железо, о т л и— ч а ю щ а я с я. тем, что, с целью повышения предела прочности на растяжение и относительного удлинения после холодной деформации, она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.X:

Углерод 0,26-0,35

Кремний 0,17-0,37

Марганец 0,50 0,80

Титан 0,01-0,10

Алюминий 0,15-0,30

Азот 0,010,02

Железо Остальное!

135793

До 1,0

О,С1-0,06

0,005-0,04

До05

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к среднеуглеродистым низколегированным ста-.. лям, используемым для производства высокопрочных метизов методом холод- 5 ной деформации.

Известна сталь (1) следующего состава, мас.%:

Углерод 0103 Ое25

Кремний До 0,10 10

Марганец, 0,20-1,50

Титан 0 005-0,30

Алюминий 0,02-0,)О

Железо Остальное

Недостатком данной стали является !5 низкая прочность.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сталь (2, содержащая мас.%:

Углерод До 0,35

Кремний До 0,5

По крайней мере

25 один элемент из группы, включающей марганец, никель, хром, ванадий и молибден

Алюминий

Азот 35

Бор

По крайней мере один металл из группы, вклю- 40 чающей титан" и цирконий 0,008-0,08

Железо Остальное

Ф

Однако известная сталь обладает недостатсчной прочностью и невысокой 45 пластичностью после холодной деформации при изготовлении метизов.

Цель изобретения - повышение предела прочности на растяжение и относительного удлинения после холодной деформации.

Цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, титан, алюминий, азот и железо, содержит указанные компоненты в следующем со- 5 отношении, мас.%:

Углерод 0,26-0,35

Кремний . 0,17-0,37

Марганец 0,50-0,80

Титан 0,01 0,10

Алюминий 0,15-0,30

Азот 0,01-0,02

Железо Остальное

Введение алюминия в предлагаемую сталь в больших количествах, чем в известную, приводит к повышению предела прочности на растяжение и относительного удлинения. Соединяясь с азотом, он образует дисперсные нит= риды алюминия, которые тормозят рост аустенитных зерен, благодаря чему сталь имеет повьипенные прочность,. пластичность и вязкость. Алюминий, находящийся в твердом растворе, силь. но упрочняет феррит, что также повы-! пает прочность. Превышение указанного содержания алюминия приводит к выделению слишком большого количества нитридов, которые образуют плены по границам аустенитных зерен и, таким образом, резко охрупчивают ме - талл. Понижение содержания алюминия ниже указанного приводит к выделению:, недостаточного для эффективного измельчения аустенитных зерен количества нитридов.

Содержание углерода в указанных пределах обеспечивает получение временного сопротивления разрыву не менее 800 МПа после горячей прокатки и холодной деформации (волочения) при сохранении достаточной пластичности.

Понижение содержания углерода ниже указанного предела приводит к образованию в стали недостаточного количества высокопрочной структурной составляющей (перлита) и, как следствие, к снижению прочности, как после горячей прокатки, так и после холодной деформации. Превьппение указанного содержания углерода в стали приводит к образованию в стали слишком большого количества перлита, что приводит к снижению пластичности и к появлению в стали трещин как при калибровке, так и при высадке головки болта.

Марганец и кремний используются только в качестве раскислителей, поэтому их остаточное содержание в предлагаемой стали находится в пределах, установленных ГОСТом для качественных (спокойных) конструкционных сталей {ГОСТ 1050-74). Содержание кремния является достаточным для эффективного раскисления стали, поэтому вводимьп! алюминий играет . не тольТаблица 1

Содержание компонентов1 мас 7

Титан Алюми- Азот Железо ний

Марганец

Кремний

УглеСостав

Сплав род

Остальное

0,01 0,15 0,01

0,037 0,23 0,012

0,055 0,23 0,015

0 50

0,26 0,17

0,27 0 21

0,30 0,27

Предлага- 1 емый

0,60

0 65

0,80 0,1 0,30 0,02

0,37

0,35

0,008 0,13 0,003

0,3 0 35 0,03

0,29

0,024 0,13

Опытный 5

0,41

1,01

0,36

Опытный сплав содержит те же компоненты что и предлагаемый, но их количество выходит эа предлагаемые пределы.

3 11357 ко раскислителя, но также и эффективного модификатора, упрочняющего сталь.

Титан, содержащийся в предлагаемой стали в указанных пределах, измельчает зерно аустенита и, таким образом, повышает прочность и пластичность стали. Превьппение указанного содержания титана в стали приводит к повьппению хрупкости феррита, обогащению титаном границ зерен и появлению в струк- 10 туре стали остроугольных карбидов титана, что приводит к падению пластичности и ударной вязкости. Понижение содержания титана в стали ниже указанного предела приводит к падению эф- 15 фективности влияния титана на свойст,ва стали.

Превьппение указанного предела содержания азота в предлагаемой стали приводит, во-первых, к образованию 20 слишком большого количества нитридов алюминия и, во-вторых, к образованию облаков Коттрелла, что приведет к охрупчиванию стали. Понижение содержания азота и стали ниже указанного 25 предела приводит к образованию недос93 4 таточного для эффективного измельче- ния структуры количества нитридов алюминия.

В предлагаемой стали допускается содержание серы и фосфора до 0,035 мас1Х

Пример. Составы предлагаемой и опытной сталей, приведенные в табл. 1, плавят в мартеновской печи.

Алюминий и ферротитанвводят в ковш.

Слитки прокатывают в заготовки диамет. ром 10 мм с охлаждением. проката в ,бунтах на воздухе, Затем прокат под.1 вергают травлению (для удаления окалины) и холодной деформации (калибровке). Механические свойства предлагаемой, опытной и известной сталей приведены в табл. 2

Как следует иэ приведенных в табл. 2 данных, предлагаемая. сталь по сравнению с известной обеспечивает повьппение предела прочности на растяжение на 6-15Х и относительного удлинения на 6-25Х при сохранении предела текучести и относительного сужения.

1135793

Т а б л и ц а 2

ОтносительОтносительСостав ное сужение, 7. ное удлинение, Ж

44,2

l4,l

40,7

669

831

14,4

40,5!

З,О

37,6. 882

l7,5

789

43,1

Опытный 5

31,5

722

7,6

911

769

12,2

Известный 7

653

38,8

Составитель В. Справцев

Редактор Н. Яцола: Техред С.Легеза Корректор О.Луговая

Заказ 10249/1-8 Тираж 582 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлага- 1 емый

Предел прочности на растяжение, ИПа

Предел текучести, МПа