×
29.06.2019
219.017.a247

ХОЛОДНОКАТАНАЯ СТАЛЬ ДЛЯ ШТАМПОВКИ ДЕТАЛЕЙ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к черной металлургии, а именно к химическому составу низкоуглеродистых холоднокатаных сталей, предназначенных для изготовления изделий сложной формы методом листовой штамповки, преимущественно деталей автомобилей, в том числе с защитными покрытиями. Сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас. %: углерод 0,002-0,015; кремний 0,005-0,020; марганец 0,05-0,2; сера 0,005-0,015; фосфор 0,005-0,015; алюминий 0,015-0,06; хром 0,005-0,04; никель 0,004-0,03; медь 0,006-0,05; азот 0,001-0,006; титан 0,02-0,15; кальций 0,0003-0,001; железо остальное, при этом соотношение содержания в стали серы, кальция, азота, углерода и титана составляет 1,5/S -0,8Са/+3,43 N +6C < Ti ≤ 1,5/S-0,8Ca/ +3,43N +10C. Изобретение позволяет повысить значения коэффициента нормальной пластической анизотропии и показателя упрочнения при отсутствии старения стали после рекристаллизационного отжига. 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к химическому составу низкоуглеродистых холоднокатаных сталей, предназначенных для изготовления изделий сложной формы методом листовой штамповки, преимущественно деталей автомобилей, в том числе с защитными покрытиями.

Наиболее близкой по химическому составу является холоднокатаная сталь для штамповки деталей сложной формы, содержащая, мас.%: углерод 0,003-0,015: кремний 0,005-0,02; марганец 0,05-0,2; сера 0,004-0,012; фосфор 0,005-0,015; алюминий 0,015-0,06; хром 0,005-0,04; никель 0,004-0,03: медь 0,006-0,05; азот 0,001-0,006; ниобий 0,01-0,015; титан из расчета: 1,5S + 3,43N + 6С < Ti < 1,5S + 3,43N + 10С.

/См. патент РФ 2034088, кл. С 22 С 38/16, 1995/.

Недостатком известной стали является пониженное значение коэффициента нормальной пластической анизотропии и показателя упрочнения. Сказанное приводит к ухудшению штампуемости в процессе глубокой вытяжки и формовки.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении значения коэффициента нормальной пластической анизотропии и показателя упрочнения при отсуствии старения стали после рекристаллизационного отжига.

Указанный технический эффект достигается тем, что холоднокатаная сталь для штамповки деталей сложной формы содержит углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, алюминий, хром, никель, медь, азот, титан, железо.

Сталь дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 0,002-0,015
Кремний - 0,005-0,020
Марганец - 0,05-02
Сера - 0,005-0,015
Фосфор - 0,005-0,015
Алюминий - 0,015-0,06
Хром - 0,005-0,04
Никель - 0,004-0,03
Медь - 0,006-0,05
Азот - 0,001-0,006
Титан - 0,02-0,15
Кальций - 0,0003-0,001
Железо - Остальное
При этом соотношение содержания в стали серы, кальция, азота, углерода и титана составляет:
1,5/S - 0,8Са/ + 3,43N + 6С < Тi ≤ 1,5/S - 0,8Са/ + 3,43N + 10С.

Повышение значения коэффициента нормальной пластической анизотропии и показателя упрочнения при отсуствии старения после рекристаллизационного отжига достигается тем, что в сталь дополнительно вводят кальций при контролируемом соотношении между содержанием титана, серы, кальция, углерода и азота.

Сущность изобретения заключается в регулировании состояния твердого раствора подката за счет предлагаемого химического состава. Известно, что свойства готового холоднокатаного листа в существенной степени определяются свойствами подката. В предлагаемом изобретении обеспечение максимально возможного выведения из твердого раствора подката атомов внедрения и замещения обеспечивает улучшение текстуры и соответственно коэффициента нормальной пластической анизотропии, повышает показатель упрочнения из-за устранения площадки текучести в подкате, и практически полностью исключает старение готового холоднокатаного листа, прошедшего рекристаллизационный отжиг как в колпаковых печах, так и в агрегатах непрерывного отжига.

Учитывая сложный характер вытяжки - формовки деталей, сталь должна обладать достаточно низким уровнем прочности, что вынуждает ограничивать верхнее содержание кремния, марганца, хрома, никеля, меди. Кроме того, избыточное содержание этих элементов в твердом растворе подката приводит к ухудшению текстуры готового холоднокатаного листа.

Верхний предел содержания кремния 0,02 мас.% ограничен способностью к эффекту Санделина, связанного с ухудшением процесса нанесения защитных покрытий за счет химических реакций в поверхностных слоях стали. Нижний предел по содержанию кремния 0,005 мас. % определяется практическим устранением вредного влияния кремния при значительных затратах для его дальнейшего содержания.

Нижний предел содержания марганца определяется необходимостью обеспечения минимального уровня предела текучести не ниже 120 МПа в случае содержания углерода и азота на нижнем уровне. Нижние пределы хрома, никеля, меди определяются значительными затратами, необходимыми для дальнейшего снижения их содержания. Верхние пределы содержания этих элементов определяются их значительным влиянием на упрочнение феррита.

Содержание фосфора следует ограничивать диапазоном 0,005-0,015 мас.%, что связано со следующими соображениями. При содержании фосфора менее 0,015 мас. % и соответственно низких концентрациях углерода в металле удается обеспечить минимальное охрупчивание по границам зерен. Получение фосфора менее 0,005 мас.% нецелесообразно, так как при этом резко возрастают затраты.

Сера является важным элементом при формировании свойств особо низкоуглеродистых сталей. При содержании серы ниже 0,005 мас.% образуется недостаточное количество карбосульфидов титана Тi4С2S2, что ухудшает условия стабилизации углерода. При содержании серы выше 0,015 мас.% требуется повышенное содержание титана, что приводит к поверхностным дефектам холоднокатаного листа и ухудшению адгезии цинкового покрытия.

Атомам азота и углерода принадлежит главная роль в снижении пластических свойств стали, в связи с чем их стабилизация /вывод из твердого раствора подката/ является главной задачей. Титан является важнейшим элементом, необходимым для стабилизации указанных элементов.

Максимальное количество титана 0,15 мас.% ограничено проблемами появления поверхностных дефектов холоднокатаного листа и ухудшения адгезии цинкового покрытия. Кроме этого, происходит удорожание стали. Минимальный уровень титана 0,02 мас.% определяется минимальным уровнем серы, кальция, углерода и азота, для стабилизации которых необходим титан.

Количество вводимого титана, необходимое для обеспечения максимально возможного выведения из твердого раствора подката атомов внедрения и замещения, определяется из следующего соотношения содержания в стали серы, кальция, азота, углерода и титана:
1,5/S - 0,8Са/ + 3,43N + 6С < Тi ≤ 1,5/S - 0,8Са/ + 3,43N + 10С.

Дополнительное введение в сталь кальция способствует улучшению стабилизации серы, при этом образующиеся сульфиды кальция имеют относительно большой размер и не влияют на упрочняемость стали. Кроме этого, частичная стабилизация серы кальцием приводит к снижению необходимого количества титана, что особенно важно при большом уровне углерода в стали. При содержании кальция менее 0,0003 мас.% его положительное влияние пропадает. Увеличение содержания кальция выше 0,001 мас.% приводит к неоправданному удорожанию стали.

Максимальные пределы содержания углерода 0,015 мас.% и азота 0,006 мас.% определяются вышеприведенными соображениями по ограничению максимального содержания титана, которые необходимы для стабилизации этих элементов. Минимальные пределы содержания углерода 0,002 мас.% и азота 0,001 мас.% определяются резким увеличением затрат при дальнейшем снижении содержания этих элементов.

Нижний предел содержания алюминия 0,015 мас.% определяется необходимостью связывания кислорода и азота, которые ухудшают штампуемость стали. Верхний предел содержания алюминия 0,06 мас.% определяется условиями удорожания стали.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемой стали с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Реализацию изобретения осуществляли следующим образом. Выплавляли металл в вакуумно-индукционной печи емкостью 40 кг типа "Бальцерс". Раскисление и легирование металла проводили в инертной атмосфере аргоном путем введения требуемого количества раскислителей и легирующих материалов через шлюзовую камеру. Металл разливали в изложницы с защитой струи от вторичного окисления и деазотации. Химический состав выплавленной стали приведен в таблице.

Горячую прокатку осуществляли на толщину 3 мм на одноклетьевом реверсивном стане дуо с диаметром рабочих валков 425 мм и длиной бочки 650 мм. Скорость деформации составляла 6-26 с-1. Температура конца прокатки была выше Аr3/880-900oС/. Температура смотки 730-750oC. Холодную прокатку осуществляли на одноклетьевом реверсивном стане кварто с диаметром рабочих валков 165-190 мм и длиной бочки 350 мм. Скорость деформации составляла 6-8 с-1. Прокатку осуществляли на толщину 0,75 мм, при этом величина обжатия составляла 75%. Рекристаллизационный отжиг осуществляли в вакуумной печи, после чего полосы подвергали дрессировке с обжатием 0,4-0,8%.

Механические свойства готовой холоднокатаной стали определяли на универсальной разрывной машине INSTRON-1185, оснащенной автоматическим экстензометром продольной и поперечной деформации с компьютерной обработкой результатов. Полученные результаты представлены в таблице, где: rm - значение коэффициента нормальной пластической анизотропии, усредненное по трем направлениям вырезки образцов; n10-17 - показатель упрочнения в диапазоне деформации 10-17%, определенный на поперечных образцах; ИС - индекс старения, определяемый как прирост предела текучести после деформации на 7% с последующей часовой выдержкой при 100oC.

Анализ полученных результатов показывает, что соблюдение заявляемых параметров химического состава стали обеспечивает повышение характеристик штампуемости - коэффициента нормальной пластической анизотропии и показателя упрочнения, а также исключает старение стали после рекристаллизационного отжига и дрессировки при сохранении высокого уровня коэффициента нормальной пластической анизотропии.

Холоднокатанаястальдляштамповкидеталейсложнойформы,содержащаяуглерод,кремний,марганец,серу,фосфор,алюминий,хром,никель,медь,азот,титан,железо,отличающаясятем,чтостальдополнительносодержиткальцийприследующемсоотношениикомпонентов,мас.%:Углерод-0,002-0,015Кремний-0,005-0,020Марганец-0,05-0,2Сера-0,005-0,015Фосфор-0,005-0,015Алюминий-0,015-0,06Хром-0,005-0,04Никель-0,004-0,03Медь-0,006-0,05Азот-0,001-0,006Титан-0,02-0,15Кальций-0,0003-0,001Железо-Остальноее
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 62 items.
10.08.2013
№216.012.5d47

Способ производства холоднокатаной электротехнической изотропной стали с улучшенной плоскостностью

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретно к холоднокатаной электротехнической изотропной стали, используемой для изготовления магнитопроводов электрических машин. Для улучшения качественных характеристик холоднокатаной стали при снижении неплоскостности и увеличении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489500
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.11.2013
№216.012.8269

Брикет экструзионный (брэкс) промывочный

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья, и может быть использовано при подготовке шихтовых материалов для доменной плавки. Брикеты экструзионные (БРЭКС), полученные методом жесткой вакуумной экструзии из смеси минерального связующего,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499061
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.12.2013
№216.012.8d42

Брикет экструзионный (брэкс) коксовый

Изобретение относится к применению брикета экструзионного (БРЭКСы) коксового, полученного методом жесткой вакуумной экструзии, включающего коксовую мелочь, минеральное связующее и, по необходимости, буроугольный полукокс, в качестве восстановителя в металлургических печах. В качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501845
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.01.2014
№216.012.97e9

Брикет экструзионный (брэкс)-компонент шихты для выплавки металла в электропечах

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья, и может быть использовано при подготовке шихтовых материалов для выплавки металла в электропечах, включая рудотермические печи, индукционные печи и дуговые электросталеплавильные печи. Брикет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504588
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.02.2014
№216.012.9ea9

Способ получения брикета экструзионного (брэкса) для выплавки металла

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья. Брикеты экструзионные для выплавки металла получают методом жесткой вакуумной экструзии из шихтовой смеси, содержащей железорудный концентрат и/или руду, углеродсодержащие материалы, минеральное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506325
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.02.2014
№216.012.9eaa

Брикет экструзионный (брэкс) - компонент доменной шихты

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам окускования железорудного сырья, и может быть использовано при подготовке шихты для доменной плавки. Брикет экструзионный, полученный методом жесткой вакуумной экструзии, содержащий минеральное связующее, железорудный концентрат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506326
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.02.2014
№216.012.9eab

Брикет экструзионный (брэкс) шламовый

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к окускованию железорудного сырья. Шламовый брикет экструзионный, полученный методом жесткой вакуумной экструзии, содержащий минеральное связующее, железо- и/или железоуглеродсодержащие отходы, включая шламы, и, при необходимости,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506327
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.03.2014
№216.012.a9b5

Способ производства ферросилиция

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству ферросилиция. Способ включает загрузку шихтовых материалов в электропечь, проведение углетермического восстановления кремнезема до кремния с образованием сплава кремния с железом, слив сплава по желобу печи в приемную емкость с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509160
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.07.2014
№216.012.db4f

Способ производства особонизкоуглеродистой холоднокатаной изотропной электротехнической стали

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству особонизкоуглеродистой холоднокатаной изотропной электротехнической стали. Способ включает комбинированную продувку металла в конвертере, обезуглероживание металла в вакууме, легирование стали рафинированным от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521921
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.02.2015
№216.013.2256

Способ производства высокопроницаемой электротехнической изотропной стали

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству высокопроницаемой электротехнической изотропной стали, используемой для изготовления магнитопроводов электрических машин. Технический эффект при использовании изобретения заключается в улучшении магнитных свойств...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540243
Дата охранного документа: 10.02.2015
Showing 1-10 of 38 items.
20.02.2019
№219.016.c4fc

Сталь

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу конструкционной низкоуглеродистой стали для холодной штамповки с покрытием эмалью. Предложенная сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,02 - 0,08; марганец 0,2 - 0,6; кремний 0,005 - 0,1; медь 0,01 - 0,1;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02154123
Дата охранного документа: 10.08.2000
20.02.2019
№219.016.c4fe

Устройство для вторичного охлаждения непрерывнолитых слитков

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к устройствам для вторичного охлаждения слитков на установках непрерывной разливки металлов. Устройство содержит корпус, в котором установлено сопло с поперечным сегментным пазом на его внешней стороне, соединенным при помощи отверстия с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02150351
Дата охранного документа: 10.06.2000
20.02.2019
№219.016.c500

Устройство для вторичного охлаждения непрерывнолитых слитков

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к устройствам для вторичного охлаждения слитков на установках непрерывной разливки металлов. Устройство выполнено с выпором на внутренней стороне сопла с поперечным сквозным отверстием, расположенным перпендикулярно сегментному пазу и сообщенным с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02150350
Дата охранного документа: 10.06.2000
01.03.2019
№219.016.ca85

Способ размотки холоднокатаных отожженных полос на агрегатах резки

Изобретение относится к черной металлургии и обработке металлов, в частности к обработке готового рулонного проката на агрегатах резки и роспуска рулонов. Сущность: при размотке холоднокатаных отожженных полос на агрегате резки начальное положение отклоняющего ролика устанавливают по его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02237537
Дата охранного документа: 10.10.2004
01.03.2019
№219.016.caf4

Способ производства изотропной электротехнической стали

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к изотропной электротехнической стали, применяемой для изготовления магнитопроводов электрических машин. Техническим результатом изобретения является улучшение магнитных свойств изотропной стали. Технический результат достигается за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02215796
Дата охранного документа: 10.11.2003
29.03.2019
№219.016.f006

Электростатическое устройство для нанесения диэлектрических жидкостей на металлическую полосу

Изобретение относится к электростатическому нанесению диэлектрических жидкостей на металлическую полосу и может быть использовано в области черной металлургии при производстве полосового проката и нанесении защитных покрытий на поверхность полосы. Задача изобретения - повышение равномерности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002254932
Дата охранного документа: 27.06.2005
04.04.2019
№219.016.fbbe

Способ утилизации отработанных моторных масел

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для эффективной утилизации отработанных моторных масел (ОММ) в доменной плавке. Сущность изобретения заключается в том, что отработанные моторные масла очищают от твердых частиц крупностью более 50-75 мкм, обезвоживают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02240352
Дата охранного документа: 20.11.2004
04.04.2019
№219.016.fbc3

Способ утилизации мелкой замасленной окалины

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано для рециклинга замасленной прокатной окалины. Способ заключается в том, что мелкую влажную замасленную окалину смешивают с жидкими углеводородами, в качестве которых используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02241762
Дата охранного документа: 10.12.2004
04.04.2019
№219.016.fbc4

Способ утилизации замасленной окалины

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано для рециклинга замасленной прокатной окалины. Сущность изобретения заключается в том, что окалину предварительно разделяют на крупную (более 75 мкм) и мелкую (менее 75 мкм) фракции и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02241761
Дата охранного документа: 10.12.2004
10.04.2019
№219.017.01e0

Устройство для измерения и регулирования плоскостности полос в процессе прокатки

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и предназначено для регулирования плоскостности прокатываемых полос. Устройство для измерения и регулирования плоскостности полос в процессе прокатки содержит измеритель распределения натяжений на участках по ширине полосы после...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02211102
Дата охранного документа: 27.08.2003
+ добавить свой РИД