сталь ободная
| Классы МПК: | C22C38/00 Сплавы черных металлов, например легированные стали |
| Автор(ы): | Карпов А.А., Васин Е.А., Зеленов В.Н., Решетников В.А., Ивин О.В., Сазухин А.И., Губанов В.Е., Щербаков С.А., Наумов Н.В., Криночкин Э.В., Цикарев Ю.М., Александров Б.Л., Шелковников В.П. |
| Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Чусовской металлургический завод" |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2002-06-04 публикация патента:
10.07.2003 |
Изобретение относится к металлургии, в частности к стали, предназначенной для изготовления ободов колес автомобилей. Сущность: сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий и железо, по изобретению дополнительно содержит азот, и ванадий при следующих соотношениях компонентов, мас.%: С - 0,07-0,15; Si <0,07; Mn - 0,30-0,70; Al - 0,01-0,05; Ni<0,25; [N] - 0,005-0,025; Gr<0,25; V - 0,01-0,05 и Fe - остальное. Сталь обладает хорошим сочетанием прочности с высокой пластичностью, что позволяет использовать ее для изготовления ободов колес автомобилей. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Конструкционная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит азот и ванадий при следующих соотношениях компонентов, мас.%:Углерод - 0,07-0,15
Марганец - 0,30-0,70
Хром - <0,25
Ванадий - 0,01-0,05
Железо - Остальноее
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к металлургии, в частности к стали, предназначенной для изготовления ободов колес автомобилей. Известна сталь, содержащая [1], мас.%:Углерод - <0,10-0,20
Хром - <0,30
Недостатком указанной стали является относительно высокое содержание кремния, который при кристаллизации по границам зерен образует неметаллические включения, что при прокатке стали снижает ее механические свойства, в частности относительное удлинение. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сталь, содержащая, мас.%:
Углерод - 0,12-0,17
Кремний - <0,07
Углерод - 0,07 - 0,15
Марганец - 0,30 - 0,70
Хром - <0,25
Ванадий - 0,01 - 0,05
Железо - Остальное
Содержание углерода в предлагаемой стали менее 0,07 мас.% ведет к снижению прочности, а выше 0,15 мас.% - к снижению пластичности. Содержание марганца менее 0,3 мас.% ведет к снижению прочности и износостойкости, а выше 0,7 мас.% - к снижению пластичности и повышению себестоимости производства предлагаемой стали. Содержание кремния, никеля и хрома в предлагаемой стали принято равным в прототипе. Содержание алюминия менее 0,01 мас.% ведет к неполному связыванию азота при кристаллизации, а выше 0,05 мас.% - к возможности образования строчечных неметаллических включений и повышению себестоимости производства предлагаемой стали. Дополнительный ввод в заявляемую сталь азота и ванадия в предлагаемых пределах в совокупности с алюминием и углеродом обеспечивает повышение механических свойств за счет образования нитридов и карбонитридов, обеспечивающих формирование мелкодисперсной структуры независимо от технологии горячей механической обработки. Наиболее эффективным является содержание азота в пределах 0,005-0,025 мас. %. Снижение содержания азота ниже 0,005 мас.% не обеспечивает необходимого уровня свойств. Повышение содержания азота выше 0,025 мас.% приводит к снижению пластических свойств стали в результате переупрочнения металла и увеличению склонности его к старению. Оптимальное содержание ванадия в стали 0,01-0,05 мас.%. При уменьшении его содержания ниже 0,01 мас.% установлено понижение уровня механических свойств заявляемой стали. Содержание ванадия свыше 0,05 мас.% не приводит к повышению пластических свойств, но ведет к существенному повышению себестоимости производства предлагаемой стали. Выплавку металла проводили в 250 т мартеновской печи. При раскислении стали полностью исключались кремнийсодержащие сплавы. Предварительное раскисление проводили в печи. Глубокое и экономически эффективное раскисление достигается за счет использования растворенного в металле углерода, что реализовали одновременным вводом алюминия (из расчета 200-500 г/т), находящегося в погружном контейнере, и 73% кускового азотированного ферромарганца (из расчета требуемого содержания марганца и азота в стали). Окончательное раскисление и легирование стали ванадием и алюминием осуществляли в ковше присадкой ванадийсодержащего шлака и алюминия (из расчета требуемого их содержания в готовом прокате). После разливки металл прокатали в спецпрофиль на стане "550" и получили сталь следующего состава: Углерод 0,12, Марганец 0,40, Хром 0,10, Никель 0,08, Кремний 0,06, Азот 0,01, Алюминий 0,02, Ванадий 0,02, Железо - остальное. Затем провели механические испытания, выполненные в соответствии с требованиями ГОСТа, результаты приведены в таблице, которые сравнили с характеристиками стали прототипа, имеющей следующий состав: Углерод 0,15, Марганец 0,36, Хром 0,10, Никель 0,07, Кремний 0,06, Алюминий 0,023, Железо - остальное. Из таблицы следует, что предлагаемая сталь в сравнении с известной обладает более высокими механическими свойствами, в частности в 1,2 раза более высокой прочностью, в 1,27 раза более высокой пластичностью, что позволяет использовать ее для изготовления ободов колес автомобилей.
Класс C22C38/00 Сплавы черных металлов, например легированные стали
