Сталь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) (111 4(5) С 22 С 38/14 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ьст нно длжащаяитан,т л иест ец,о, о целна ч спаения п ение и о сле холод ения о цииующе по жи о Крас инстит соо мпон 0,26-0,35 0,17-0,37 0,50 0,80 0,01-0,10 0,15-0,30 0,01 0,02 Остальное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ(71) Донецкий ордена Трудовогного Знамени политехнический,кл. 75-124, 1966. мас.ХУглеродКремнийМарганеТитанАлюминиАзо.тЖелезо АЛЬ преимущметизов, ий, марга от и желе с я. тем, едела про носительн ой деформ ты в след135793 20 До 1,0О,С 1-0,060,005-0,04 До 0,5 1Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности. к среднеуглеродистым низколегированным ста-лям, используемым для производствавысокопрочных метизов методом холодной деформации.Известна сталь 1 следующего со"става, мас.7.:Углерод 0103 Оф 25Кремний До 0,10 0Марганец , 0,20-1,50Титан 0005-0,30Алюминий 0,02 0,10Железо ОстальноеНедостатком данной стали является 15низкая прочность.Наиболее близкой к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является сталь 2, содержащая мас.%:Углерод До 0,35Кремний До 0,5По крайней мере25один элемент из группы,включающей марганец, никель, хром,ванадий имолибденАлюминийАзот 35БорПо крайнеймере одинметалл изгруппы, включающей титан"и цирконий 0,008-0,08Железо ОстальноелОднако известная сталь обладаетнедостатсчной прочностью и невысокой 45пластичностью после холодной деформации при изготовлении метизов.Цель изобретения - повышение предела прочности на растяжение и относительного удлинения после холодной 50деформации,Цель достигается тем, что сталь,содержащая углерод, марганец, титан,алюминий, азот и железо, содержитуказанные компоненты в следующем соотношении, мас.Я:Углерод 0,26-0,35Кремний . 0,17-0,37 Марганец 0,50-0,80Титан 0,01 О,ОАлюминий 0,15-0,30Азот 0,01-0,02Железо ОстальноеВведение алюминия в предлагаемуюсталь в больших количествах, чем визвестную, приводит к повышению предела прочности на растяжение и относительного удлинения. Соединяясь сазотом, он образует дисперсные нитриды алюминия, которые тормозят ростаустенитных зерен, благодаря чемусталь имеет повьипенные прочностьпластичность и вязкость, Алюминий,находящийся в твердом растворе, сильно упрочняет феррит, что также повышает прочность. Превышение указанного содержания алюминия приводит квыделению слишком большого количества нитридов, которые образуют пленыпо границам аустенитных зерен и, таким образом, резко охрупчивают ме-талл. Понижение содержания алюминияниже указанного приводит к выделению:,недостаточного для эффективного измельчения аустенитных зерен колйчества нитридов.Содержание углерода в указанныхпределах обеспечивает получение временного сопротивления разрыву не менее 800 МПа после горячей прокатки ихолодной деформации (волочения) присохранении достаточной пластичности,Понижение содержания углерода нижеуказанного предела приводит к образованию в стали недостаточного количества высокопрочной структурной составляющей (перлита) и, как следствие, кснижению прочности, как после горячейпрокатки, 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 встали трещин как при калибровке, таки 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 вводимьщ алюминий играет . не тольТаблица 1 Содержание компонентов, 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 Предлагаемый2 0,60 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- О 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 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 1 что приведет к охрупчиванию стали. Понижение содержания азота и стали ниже указанного 25 предела приводит к образованию недос 93 4таточного для эффективного измельче- ния структуры количества нитридов алюминия.В предлагаемой стали допускается содержание серы и фосфора до 0,035 мас 1 ХП р и м е р. 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 предла. гаемой, опытной и известной сталей приведены в табл. 2 Как следует иэ приведенных в табл. 2 данных, предлагаемая. сталь по сравнению с известной обеспечивает повышение предела прочности на растяжение на 6-153 и относительного удлинения на 6-25 Ж при сохранении предела текучести и относительного сужения.. 882 789 43,1 Опытный 5 31,5 722 911 769 12,2 Известный 7 653 38,8 Составитель В. СправцевРедактор Н. Яцола: Техред С.Легеза Корректор О.Луговая Заказ 10249/18 Тираж 582Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035; Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Предлагаемый2 Предел прочности на растяжение,ИПа Предел текучести,МПа