Сталь

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к стали для изготовления бандажной биметаллической немагнитной проволоки , используемой в электротехнической, химической промышленности, машиностроении . Цель изобретения - снижение обрывов при волочении, повышение прочностных свойств при сохранении низкой магнитной проницаемости биметаллического проката. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,25-0,40; марганец 3,0-5,0; кремний 0,3-0,8; хром 5,0-10,0; никель 6,0- 10,0; железо остальное. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 22 С 38/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4834340/02 (22) 04.06.90 (46) 30.03.92. Бюл. М 12 (71) Институт черной металлургии и Электрометаллургический завод "Днепроспец.сталь" (72) В.М. Кондратенко, С.Н, Поляков, Н.В.

Стеценко, С.Л, Сергиенко, В.К. Бабич, С.С.

Казаков, В.А; Лейбензон, В.Г. Кнохин и

M.M. Кноров (53) 669.14.018,584-194(088,8) (56) Проволока стальная луженая бандажная, ГОСТ 9124-85. (54) СТАЛЬ

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству биметаллической проволоки, и может быть-использовано в электротехнической, химической, легкой промышленности, машиностроении и других отраслях народного хозяйства, а также может быть использовано для повышения прочности немагнитной проволоки.

В современных условиях производства и эксплуатации проволоки, в частности для повышения производительности станов, необходимо стремиться к снижению обрывности стали при прокатке и волочении, а для повышения надежности и снижения расхода стали — увеличивать ее прочность, при этом сохраняя низкие магнитные свойства.

Известна сталь для биметаллической проволоки, изготовленной с поверхностным слоем из меди марок МОК, М1К, М1Б; М1 по

ГОСТ 859-78 и основным слоем из стали марки 15Г (или 25Г), содержащим, мас. : углерод 0,12-0,30; кремний 0,17 — 0,37; марганец 0,70-1,0; железо остальное. Времен„„5LJ,, 1723189 А1 (57) Изобретение относится к металлургии; в частности к стали для изготовления бандажной биметаллической немагнитной проволоки, используемой в электротехнической, химической промышленности, машиностроении. Цель изобретения — снижение обрывов при волочении, повышение прочностных свойств при сохранении низкой магнитной проницаемости биметаллического проката. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,25 — 0,40; марганец 3,0 — 5,0; кремний 0,3 — 0,8; хром 5,0 — 10,0; никель 6,0—

10,0; железо остальное. 2 табл. ное сопротивление разрыву проволоки из этой стали 640 — 1060.Н/ мм .

Недостатком этой стали является то, что она имеет низкую прочность и высокую магнитную проницаемость, а также склонна к коррозионному повреждению в активных аргессивных средах. ° ай

Известная сталь для изготовления биметаллической проволоки сталь-латунь (или сталь-алюминий) в поверхностном слое содержит латунь (или алюминий), а в основном слое содержит, мас.%: углерод 0,42-0,92; аюЬ марганец 0,15 — 0,20; кремний 0,1-0,20; хром

0,01 — 0,02; железо остальное. О

Временное сопротивление разрыву проволоки из этой стали составляет 7501400 Н/мм .

Недостатками данной стали являются низкая прочность биметаллической проволоки, высокая магнитная проницаемость и сравнительно низкая коррозионная стойкость. При волочении проволоки имеют место частые обрывы.

1723189

Известная коррозионно-стойкая сталь для изготовления биметаллической проволоки состоит из двух слоев — основного(центральная часть), содержащего, мас.7;; углерод 0,17 — 0,60; марганец 0,35-0,80; кремний 0,17 — 0,37; хром до 0,3; никель до

0.3; железо остальное, и поверхностного (плакирующего) слоя, содержащего, мас.,ь: углерод до 0,12; кремний до 0,8: марганец до 2,0; хром 17,0 — 19,0; никель 9,0-11,0; титан до 0,8; железо остальное.

Недостатком известной стали является то. что она имеет при достаточно высокой прочности проволоки (о = 1260 — 2350

Н/мм ) высокую магнитную проницаемость и не обеспечивает требуемых низких магнитных свойств проката, при волочении которого имеются частые обрывы.

Наиболее близким к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сталь для изготовления луженой немагнитной бандажной проволоки, содержащая, мас.7: углерод 0,15-0,25; хром 10-13; марганец 6 — Y; кремний до 0,5; железо стальное. Сталь имет временное сопротивлениее разрыву 1370 — 1470 Н/мм и магнитную проницаемость не более,и = 1,1 Гн/м при напряжении поля в 79577,5 А/м.

Недостатками стали являются частые обрывы проволоки при волочении и ее низкая прочность. Недостаточное временное сопротивление разрыву известной проволоки ведет к обрывам проволоки, особенно малых диаметров, при увеличении производительности стана.

Недостаточное временное сопротивление разрыву известной проволоки ведет к обрывам проволоки, особенно малых диаметров, при увеличении производительности стана.

Цель изобретения — снижение обрывов при волочении, повышение прочностных свойств при низкой магнитной проницаемости биметаллического проката.

Поставленная цель достигается тем, что компоненты основного слоя (центральной части) стали взяты в следующем соотношении, мас. :

Углерод- 0,25 — 0,40

Марганец 3,0 — 5,0

Кремний 0,3-0.8

Хром 5,0-10,0

Никель 6,0-10,0

Железо Остальное

Предлагаемая сталь для изготовления биметаллической проволоки, предпочтительно для основного слоя, содержит углерод; марганец, кремний. хром, никель и железо.

Предлагаемая сталь для изготовления биметаллической проволоки отличается от известной тем, что компоненты основного слоя взяты в следующем соотношении, мас. $: Углерод 0,25 — 0,40

Марганец 3,0-5,0

Кремний 0,3-0,8

Хром 5,0 — 10,0

Никель 6,0 — 10,0

Железо Остальное

Анализ известных технических решений в сравнении с предлагаемым показал, что предлагаемое техническое решение не имеет сходных с ними признаков и, следовательно, обладает существенными отличиями.

Сущность предлагаемой стали для изготовления биметаллической проволоки заключается в следующем, Биметаллическая немагнитная сталь для изготовления бандажной проволоки состоит из двух слоев; поверхностного (из известной стали марки 20Х12Н1216) и основного, содержащего компоненты в предлагаемом соотношении.

Высокая прочность и низкая магнитная проницаемость биметаллической коррозионно-стойкой проволоки достигается повышением содержания углерода в основном слое при снижении содержания других легирующих элементов до значений, обеспечивающих структуру аустенита.

Анализ большого количества изделий показал, что плакирующий слой сталей составляет 70 — 95 Д всего сечения проката, В предлагаемом техническом решении снижение обрывов проволоки при волочении и повышение прочности при сохранении низкой магнитной проницаемости достигается за счет изготовления основного слоя стали с другим содержанием химических элементов, а именно повышения содержания углерода, уменьшения содержания легирующих элементов — хрома, никеля, марганца до значений, при которых основной слой сохраняет аустенитную структуру и низкие магнитные свойства.

Предлагаемую сталь получают при отливке ее в изложницу по следующей технологии: отливка до прибыльной части немагнитной стали плакирующего слоя; выдержка стали в течение заданного времени, обеспечивающего требуемую толщину плакирующего слоя; доливка в прибыльную часть изложницы углеродистой или низколегированной стали, которая, перемешиваясь с жидкой фазой немагнитной стали,. обеспечивает эа1723189 данный химсостав основного слоя стали для изготовления биметаллической проволоки.

Производство стали для изготовления биметаллической проволоки опробовано на электрометаллургическом заводе "Днеп- 5 роспецсталь".

В уширенную кверху изложницу масой

3,5 т до уровня прибыльной части заливают сталь марки 20Х12Н1216, под слоем утеплительной смеси выдерживают в течение 5-12 10 мин, а затем сверху доливают в прибыльную часть изложницы различное количество углеродистой стали, содержащей, мас. : углерод 0,3-0,5; марганец 0,6 — 1,5; кремний до

0,5; хром до 0,25; никель до 1,0; железо 15 остальное. Отливку утепляют экзотермической смесью и охлаждают до температуры горячего всада по существующей на заводе технологии.

Слиток прокатывают на заготовку 98 х 20

98 мм, а затем на подкат диаметром 8 мм, из которого волочением получают биметаллическую проволоку диаметром 1,0 — 3,0 мм.

Толщину (диаметр основного слоя) получают за счет различной продолжительно- 25 сти выдержки немагнитной стали до заливки углеродистой или низколегированной стали.

В качестве известной стали для изготовления немагнитной бандажной проволоки 30 принята сталь марки 20Х12Н1216, В табл. 1 приведен химический состав основного слоя предлагаемой стали для изготовления биметаллической немагнитной проволоки. 35

В табл. 2 приведены механические и магнитные свойства известной и предлагаемой сталей с основным слоем различного химсостава, Из полученных данных следует, что 40 предлагаемая сталь для изготовления биметаллической немагнитной проволоки (стали

1, 2 и 3) имеет более высокие значения прочности — временного сопротивления разрыву при низких значениях магнитной проница- .45 емости по сравнению с известной сталью (14).

Минимальное содержание углерода в основном слое стали, равное 0,25 мас,, связано с тем, что при его дальнейшем сни- 50 жении уменьшается прочность проката и повышается магнитная проницаемость (сталь 11, табл. 2). П ри содержании углерода больше верхнего значения предлагаемой стали повышается прочность проволоки, но 55 повышается также ее магнитная проницаемость (сталь 5).

Уменьшение содержания марганца в основном слое стали менее 3,0 мас. ведет к снижению прочности, хотя и сохраняются низкие значения магнитной проницаемости (сталь 6). При содержании марганца более

5,0 мас. повышается обрыв проката при прокатке и волочении, несколько увеличивается магнитная проницаемость стали (7).

Снижение содержания кремния в основном слое стали менее 0,3 мас. не оказывает существенного влияния на рассматриваемые свойства стали по сравнению с предлагаемым содержанием (сталь

12), но при этом усложняется технология ее производства. Принятое значение содержания кремния в основном слое стали определяется тем, что для получения основного слоя стали используют для доливки в прибыльную часть изложницы углеродистые или низколегированные сплавы, у которых содержание кремния в качестве примесей обычно составляет 0,3 .

При увеличении содержания кремния более 0,8 мас. на поверхности аустенитных зерен, как правило, образуются пленки силикатов, снижающие прочность и пластичность эа счет ослабления межзеренных связей (сталь 13).

Уменьшение содержания хрома в основном слое менее 5,0 ведет к появлению в стали структурных составляющих с относительно высокой магнитной проницаемостью, и при относительно большой прочности повышается магнитная проницаемость проволоки (сталь 4). Превышение содержания хрома от предлагаемого значения. при высокой прочности ведет к повышению магниной проницаемости (сталь 8).

При содержании в основном слое стали никеля меньше предлагаемого значения снижается прочность и повышается магнитная проницаемость (сталь 10). Увеличение содержания никеля более 10 мас.7ь ведет к повышению магнитной проницаемости при достаточно высокой.прочности. С повышением содержания никеля прочность стали не повышается (сталь 9).

Прочность предлагаемой стали для изготовления биметаллической проволоки на

7-18% превышает прочность стали

20Х12Н1216, принятой в качестве базовой, при уменьшении магнитной проницаемости на 9-27 . В процессе производства предлагаемой биметаллической проволоки имеют место три обрыва. Известная сталь при волочении обрывалась 5 раз.

Производство предлагаемой стали для изготовления биметаллической проволоки сокращает до 20 расход легирующих элементов (хрома, никеля, марганца), повышает прочность биметаллической проволоки при сохранении низкой магнитной проницаемости, за счет чего возможна экономия у

1723189

0,25-0,40

3,0 — 5,0

0,3-0,8

5,0-10,0

6,0-10,0

Остальное

Таблица1

П ри ме ч а н и е . Поврхностный слой предлагаемой стали для изготовления коррозионно-стойкого проката изготовленного из известной стали 14.

1 ° блмма2

0реллатае»»ел стала ллл матотоелеммл бмматаллммесмса лроеола»№

Иаеастмал

Саобстеа стелле (тВрем№аае с№ететмеле»№е реарлар, 0/»е»а 1560 1730

Чесме леретмбае б 6 места, p, Cs»/м 0,8 0,5

s0sceo об!л№ое ароеав1700 1520 1720 1010 1710 1700 1670 1600 1350 1500 1360 1Ss70

5 6 . 5 6 5 5 5 5 7 б 0 б

1,0 1,6 3 0,0 1 ° 15 1,2, 1,2 1,3 1,2 0,5 1,0

2 3 5 3 6 б 0 3 l Ss 5 5

Составитель С.Поляков

Техред M.Ìîðråíòýë Корректор M.Øàðîøè

Редактор М.Петрова

Заказ 1046 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 потребителя; исключает длительные и трудоемные операции сборки пакетов, слитков, их нагрев, повышает. качество границы соединения основного и поверхностного слоев.

Экономический эффект при производстве биметаллической немагнитной стали составляет примерно 110 руб. на 1 т.

Формула изобретения

Сталь, преимущественно для биметаллической немагнитной проволоки, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, железо, о тл ича ю ща я с ятем, что. с целью снижения обрывов при волочении, повышения прочностных свойств при сохранении низкой магнитной проницаемости биметаллического проката, она содержит компоненты в следующем соотношении, мас. :

Углерод

Марганец

Кремний

10 Хром

Никель

Железо