Сталь

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу стали, и может быть использовано для изготовления горячекатаных и холоднокатаных сталей для автомобилестроения . Сталь дополнительно содержит бор, барий и РЗ М при следующих соотношениях компонентов, мас.%: углерод 0,02- 0,08; кремний 0,15-0,5; марганец 0,4-0,8; хром 0,2-0,4; никель 0,03-0,3; алюминий 0.02-0,07; ванадий 0,01-0,06; медь 0,01-0,2; магний 0,001-0,025; бор 0,001-0,01; барий 0,0003-0,001, редкоземельные 0.001-0,04; железо - остальное. Использование стали позволит снизить металлоемкость кузоза автомобиля при сохранении прочностных характеристик за счет уменьшения толщины исходной заготовки, 1 табл.

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (л)5 С 22 С 38/54 (54) СТАЛЬ > ! аале

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4826017/02 (22) 06,03.90 (46) 23.08.92. Бюл. М 31 (71) Запорожский машиностроительный институт им. В.Я. Чубаря и Научно-исследовательский институт автотракторных материалов (72) С.З. Юдович, С,И. Кравчун, В.К. Белосевич, M.À. Герасько, Q.Т, Сычук, В,Л. Васько, Д.И.. Шумейко, H.À, Потип, Ю.С, Зайцев, О.Н. Якубовский, T.B. Орешникова, А.И. Барштейн, Ю.B. Фирсов, B.B. Васин и 8:И. Дубина (56) Авторское свидетельство СССР

N 1057572, кл, С 22 С 38/50, 1985.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при ripoизводстве горячекатаных и холоднокатаных листовых сталей для автомобилестроения.

Известна отечественная холоднокатаная сталь повышенной прочности (1), содержащая, мас.% (прототип);

Углерод 0,03-0,11

Кремний 0,01-0,60

Марганец 0,50-1,50

Хром 0,03 — 0,30

Никель 0,03 — 0,30

Медь 0,03-0,30

Фосфор 0,025-0,070

Титан или ванадий

Магний

Алюминий

Железо

„„5Ц,, 1756376 A l (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к составу стали, и мажет быть использовано для изготовления горячекатаных и холоднокатаных сталей для автомобилестроения, Сталь дополнительно содержит бор, барий и РЗ М при следующих соотношениях компонентов, мас.%>: углерод 0,020,08; кремний 0,15-0,5; марганец 0,4 — 0,8; хром 0,2 — 0,4; никель 0,03 — 0,3; алюминий

0.02 — 0,07; ванадий 0,01-0,06; медь 0,01 — 0,2; магний 0,001-0,025; бор 0,001 — 0,01; барий

0,О0О3 — G,G01, редкоземельные 0,001-0,04; железо — остальное. Использование стали позволит снизить металлоемкость кузова автомобиля при сохранении прочностных, характеристик за счетуменьшения толщины исходной заготовки. 1 табл.

Недостатками указайной стали являются значительное по верхнему пределу со держание дорогостоящих компонентов (марганца и титана), недостаточная усталостная прочность (0,6-0,7 ото ), обусловленная загрязненностью границ зерен, и значительный разброс свойств (прочности) в пределах даже одного листа (30-40 МПа).

Целью изобретения является повышение структурной однородности, усталостной прочности и пластичности, Указанная цель достигается тем, что в состав стали, содержащей углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, ванадий, магний, алюминий и железо. дополнительно вводится бор, барий и РЗМ при следующем соотношении компонентов, мас, ;, :

Углерод 0,02-0,08

Кремний . 0,15-0,50

Марганец 0,4-0,8

1756376. Хром . 0,2 — 0,4

Никель 0,03-0,30

Алюмийий 0,02-0,07

Ванадий 0,01-0,06

Медь 0,01-0,20

Магний 0,001 — 0,025

Бор 0,001-0,010

Барий . 0,0003-0,0010

РЗМ 0,001 — 0.040 Железо Остальное

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что предлагаемый состав стали отличается от известного введением новых компонентов, а именно: бора, бария и РЗМ.

Барий является сильным раскислителем и поэтому способствует получению более чистой стали. Наряду с этим он является сильным модифицирующим элементом, измельчающйм дендритную структуру стали, уменьшающим дендритную неоднородность, в частности, rio углероду, повышая тем самым однородность механических свойств. Кроме того, барий, являясь модифицирующей добавкой, благоприятно влияет на неметаллические включения, измельчая сульфиды и снижая содержание

А!гОз. Введение в состав стали бария н пределах 0;0003-0,0010 мас.70 позволяет снизить загрязненность стали неметаллическими включениями, значительно улучшив качество поверхности слитка; а также повышает пластичность стали.

Введение в состав стали бора н количестве 0,001 — 0,010 мас,% обеспечивает необходимые прочностные характеристики и позволяет снизить содер>кание марганца по верхнему пределу от 1,7 до 0,8 мас.7ь, а ., также исключйть из состава стали цирконий и титан. Концентрируясь по границам зерен, бор упрочнчет их, в результате чего препятствует межэеренному усталостному разрушению, что повышает сопротивление стали циклическим нагрузкам.

Введение редкоземельных металлов (РЗМ) способствует более глубокому раскисленйю стали, измельчению зерна, что в конечном счете ведет также к увеличению пластичности и прочности.

Содержанйе в стали марганца в пределах 0,4 — 0,8 мас."g, является оптимальным, При содержании марганца ниже 0,4 мас. снижаются прочностные характеристики стали, а при содержании выше 0,8 мас, повышается. прочность стали, но ухудшаются ее пластические свойства, Пределы содержания кремния установлены от 0,15 мас,7 для получения мелкого зерна до 0,5 мас. Д для обеспечения достаточной пластичности стали при повышении прочности. Для экспериментальной проверки

5 предлагаемого состава были подготовлены пять смесей (плавок) ингредиентов, четыре из которых показали оптимальные результаты, Плавки получали методом ныплавки в

10 индукционной печи. От каждой плавки на. значался контрольный слиток (средний по ходу разливки) для отбора образцов.

После обработки планок методами горя-. чей и холодной прокаток и термообработки "

15 получали листовую сталь толщиной 1,8 мм, из которой отбирались образцы для механи- ческих испытаний.

В таблйце приводятся результаты испытаний вариантов предлагаемой стали в

20 сравнении с прототипом,, Как следует иэ таблицы, предлагаемая сталь по сравнению с прототипом обладает более высоким пределом усталости и большей однородностью свойств.

25 Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить пластичность, усталостную прочность и однородность механических свойств, что позволит снизить, например, металлоемкость кузова ав30 томобиля при сохранении прочностных характеристик за счетуменьшения толщины исходной заготовки.

Формула изобретения

35 Сталь, содержащая углерод, кремний,, марганец, хром, никель, алюминий, -ванадий, медь, магний и железо, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения структуоной Однородности, усталостной

40 прочности и пластичности, она дополнительно содержит бор, редкоземельные металлы при следующих соотношениях компонентов мас О °

Углерод 0,02-0,08

45 Кремний 0,15-0,50

Марганец 0,4-0,8 .

Хром 0,2-0,4

Никель 0,03-0,30

Алюминий 0,02-0,07

50 Ванадий 0,01--0,06

Медь 0,01-0,20

Магний . 0,001-0,025

Бор 0,001-0,010

Барий 0,0003-0,0010

55 Редкоземельные металлы 0,001--0,04

Железо Остальное

1756376

Химический состав и механические свойства стали

Химический состав, мас.ь

Способ углерод мед ь ма гний

Фосфор сера (примеси) а ломи"

v ни кель хром крем- марний ганец

«»

Известный 0,08

0,15 0„40 0,2

0,35 0,60 0,4

0,40 0,65 . 0,40

0,50 0,80 0,4

0,001 0,004

0,008 0,012

0,006 0,018

0,025 0,010

0,008 0,02

0,00@ 0,048

О, 012 О, 052

0,022 0,07

0,03

0,20

0,23

0,30

0,01

О,1

0,12

0„20

Продолжение таблицы

«»» «»»»«»

Способ

Химический состав, мас.ь

Механические своиства желеванадий s, 8,,4

МПА -1 Ъв

ИПА бор барий РЗИ зо

«1»

Извест" ный 0,08

Предла-, гаемый I . 0,01 . 0,001 0,0003 2 0,045 0,0055 0,0008

3 0,05 0,001 0,001

4 0,06 0,01 0,001

28 . 240

30-45

0,6 : Осталь- 400 ное

0, 001 -"- 400

0,025 "- . 412

0,04 -."- 420

0,04: ""- 425

28 248

32 350

30 336

30 335

0 62

0,85

0,8

0,788

25«30

25«30

25-32

25-30,)

» »»»

Редактор Н. Рогулич Заказ 3063 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Предла" гаемый

Оэ02

2 0,06

3 0,07

4. 0,08

0,5 0,8 0,3 0,-25 0,25 0,007 0,025 0,02 0,07

«»»«»»»»»««»»««» е»»»

Составитель М. Кузнецова

Техред М.Моргентал Корректор М. Андрушенко