close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2336315

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 336 315
(13)
C2
(51) МПК
C21D 8/06 (2006.01)
C22C 38/60 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2006131195/02, 30.08.2006
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
30.08.2006
(43) Дата публикации за вки: 10.03.2008
(45) Опубликовано: 20.10.2008 Бюл. № 29
(73) Патентообладатель(и):
Открытое акционерное общество "Оскольский
электрометаллургический комбинат" (RU)
2 3 3 6 3 1 5
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: СПРАВОЧНИК. Современные материалы
в автомобилестроении. - М.: Машиностроение,
1977, с.101-107. RU 2262539 C1, 20.10.2005.
RU 2095461 C1, 10.11.1997. RU 2243834 C1,
10.01.2005. JP 2001-234277 A, 28.08.2001.
R U
(72) Автор(ы):
Угаров Андрей Алексеевич (RU),
Гонтарук Евгений Иванович (RU),
Лехтман Анатолий Адольфович (RU),
Фомин В чеслав Иванович (RU),
Бобылев Михаил Викторович (RU)
Адрес дл переписки:
309515, Белгородска обл., г.Старый Оскол,
ОАО "ОЭМК", техническое управление, БРИЗ и
НТИ
2 3 3 6 3 1 5
R U
ПОВЕРХНОСТИ
(57) Реферат:
Изобретение относитс к области металлургии,
в частности к производству проката круглого в
прутках диаметром от 12 до 34 мм дл производства
т желонагруженных
пружин
различного назначени . Дл обеспечени повышенного уровн потребительских свойств
пруток выполнен из стали, содержащей, мас.%: С
(055-0,65), Mn (0,70-1,00), Si (1,70-2,0), Cr
(0,20-0,40), Ni (0,005-0,15), S (0,005-0,015), P
(0,005-0,020), N (0,005-0,01), As (0,0001-0,03),
Sn (0,0001-0,002), Pb (0,0001-0,01), Zn (0,00010,005), железо и неизбежные примеси - остальное,
при соотношении: (As+Sn+Pb+5ЧZn)?0,07, имеет
феррито-перлитную
структуру
без
участков
графита, мартенсита, бейнита и видманштетта,
размер действительного зерна 6-12 баллов,
кривизну не более 1,0 мм на метр, предельные
отклонени по диаметру не более 0,110 мм при
диаметре проката до 20 мм и не более 0,130 мм
при диаметре проката от 20 до 34 мм,
макроструктуру
по
центральной
пористости,
точечной
неоднородности,
ликвационному
квадрату, подусадочной ликвации не более 3
баллов по каждому виду, ликвационным полоскам
не более 1 балла, неметаллические включени по
сульфидам точечным, оксидам точечным, оксидам
строчечным,
силикатам
хрупким,
силикатам
пластичным, силикатам недеформируемым не
более 2,5 баллов по каждому виду включений,
временное сопротивление разрыву не более 850
Н/мм 2, предел текучести не менее 500 Н/мм 2 ,
твердость 192-269 НВ. Модуль нормальной
упругости не менее 200000 Н/мм 2, модуль сдвига
не менее 80000 Н/мм 2. 1 з.п. ф-лы.
Страница: 1
RU
C 2
C 2
(54) СОРТОВОЙ ПРОКАТ КРУГЛЫЙ ИЗ ПРУЖИННОЙ СТАЛИ СО СПЕЦИАЛЬНОЙ ОТДЕЛКОЙ
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 336 315
(13)
C2
(51) Int. Cl.
C21D 8/06 (2006.01)
C22C 38/60 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2006131195/02, 30.08.2006
(24) Effective date for property rights: 30.08.2006
(43) Application published: 10.03.2008
(45) Date of publication: 20.10.2008 Bull. 29
(73) Proprietor(s):
Otkrytoe aktsionernoe obshchestvo "Oskol'skij
ehlektrometallurgicheskij kombinat" (RU)
2 3 3 6 3 1 5
than 0.110 mm at the diameter of rolling to 20
mm, and not more, than 0.130 mm at the diameter
of rolling from 20 to 34 mm, macrostructure for
central
porosity,
pointed
nonuniformity,
liquation square, sub-shrinking liquation - not
more, than 3 points in each kind, liquation
strips - not more, than 1 point, non metallic
inclusions on pointed sulphides, pointed oxides,
stripped
oxides,
fragile
silicates,
plastic
silicates, non deformed silicates - not more,
than 2.5 points for each kind of inclusions;
tensile strength is not more, than 850 N/mm 2, yield
point is not more, than 500 N/mm 2, hardness is 192269 HB. Modulus of elongation is not less, than
200 000 N/ mm 2, shear modulus is not less, than
80 000 N/mm 2.
EFFECT: production of round bar with upgraded
level of consumer characteristics.
2 cl, 1 ex
R U
(57) Abstract:
FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention refers to metallurgy,
particularly to production of round bar in rods
with diameter from 12 to 34 mm for further
fabricating of heavy loaded springs of various
applications. To facilitate upgraded level of
consumer characteristics a rod is made out of
steel, containing, wt % : C (0.55-0.65), Mn (0.701.00), Si (1.70-2.0), Cr (0.20-0.40), Ni (0.0050.15), S (0.005-0.015), P (0.005-0.020), N (0.0050.01), As (0.0001-0.03), Sn (0.0001-0.002), Pb
(0.0001-0.01),
Zn
(0.0001-0.005),
iron
and
unavoidable impurities - the rest, at ratio: (As+
Sn+Pb+5ЧZn)?0.07;
it
has
ferrite-pearlite
structure
without
sections
of
graphite,
martensite,
bainite
and
Widmanstatte,
the
dimension of actual grain is 6-12 points,
curvature is not more, than 1.0 mm per meter,
ultimate deviations on diameter are not more,
Страница: 2
EN
C 2
C 2
(54) ROUND BAR OUT OF SPRING STEEL WITH SPECIAL TREATMENT OF SURFACE
2 3 3 6 3 1 5
Mail address:
309515, Belgorodskaja obl., g.Staryj Oskol,
OAO "OEhMK", tekhnicheskoe upravlenie, BRIZ i
NTI
R U
(72) Inventor(s):
Ugarov Andrej Alekseevich (RU),
Gontaruk Evgenij Ivanovich (RU),
Lekhtman Anatolij Adol'fovich (RU),
Fomin Vjacheslav Ivanovich (RU),
Bobylev Mikhail Viktorovich (RU)
RU 2 336 315 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
Изобретение относитс к области металлургии, в частности к производству проката со
специальной отделкой поверхности в прутках диаметром от 12 до 34 мм из пружинной
стали, предназначенного дл производства т желонагруженных пружин различного
назначени .
Известен сортовой прокат круглый из легированной стали, выполненный гор чекатаным
из стали, содержащей углерод и легирующие элементы, и имеющий заданные параметры
металлургического качества по неметаллическим включени м, структуры, механических
свойств, прокаливаемости (RU 2180277 С1, 10.03.2002).
Известен сортовой прокат круглый из пружинной стали, выполненный гор чекатаным из
стали, содержащей углерод и легирующие элементы и имеющий заданные параметры
металлургического качества по неметаллическим включени м, структуры, механических
свойств, прокаливаемости. (RU 2092257 C1, C21D 8/06, 10.10.1997).
Наиболее близким аналогом к за вленному изобретению вл етс известный сортовой
прокат круглый из пружинной стали со специальной отделкой поверхности, выполненный
гор чекатаным, отожженным, имеющий заданные параметры структуры, макроструктуры,
неметаллических включений, механических свойств, прокаливаемости и упругости
(Справочник, Современные материалы в автомобилестроении, Москва: Машиностроение,
1977, с.101-107).
Важнейшим требованием, предъ вл емым к прокату из пружинной стали, вл етс , с
одной стороны, обеспечение однородности микро- и макроструктуры, низкого содержани неметаллических включений, с другой стороны - обеспечение повышенного комплекса
потребительских свойств и заданной морфологии неметаллических включений.
Задачей изобретени вл етс обеспечение повышенного уровн потребительских
свойств при обеспечении благопри тного соотношени прочности, пластичности упругости
и в зкости, минимальном уровне анизотропии механических свойств, низкого содержани неметаллических включений, однородной макро- и микроструктуры проката.
Поставленна задача решена тем, что сортовой прокат из пружинной стали со
специальной отделкой поверхности, выполненный гор чекатаным, отожженным, имеющий
заданные параметры структуры, макроструктуры, неметаллических включений,
механических свойств, прокаливаемости и упругости, получен из стали, содержащей
следующее соотношение компонентов в мас.%:
углерод [С]
0,55-0,65
марганец [Mn]
0,70-1,00
кремний [Si]
1,70-2,00
хром [Cr]
0,20-0,40
никель [Ni]
0,005-0,15
cepa [S]
0,005-0,015
фосфор [Р]
0,005-0,020
азот [N]
0,005-0,010
мышь к [As]
0,0001-0,03
олово [Sn]
0,0001-0,02
свинец [Pb]
цинк [Zn]
0,0001-0,01
0,0001-0,005
железо и
неизбежные примеси
45
50
при выполнении соотношени : (As+Sn+Pb+5ЧZn)?0,07, имеет феррито-перлитную
структуру без участков графита, мартенсита, бейнита и видманштетта, размер
действительного зерна 6-12 баллов, макроструктуру - центральна пористость, точечна неоднородность, ликвационный квадрат - не более 3 балла по каждому виду, подусадочна ликваци - не более 3 балла; ликвационные полоски - не более 1 балла, неметаллические
включени - по сульфидам точечным, оксидам точечным, оксидам строчечным, силикатам
хрупким, силикатам пластичным, силикатам недеформированным - не более 2,5 средний
балл по каждому виду включений, механические свойства после отжига - временное
сопротивление разрыву не более 850 Н/мм 2, предел текучести не менее 500 Н/мм 2,
Страница: 3
DE
остальное.
RU 2 336 315 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
твердость 192-269 НВ, модуль нормальной упругости не менее 200000 Н/мм 2, модуль
сдвига - не менее 80000 Н/мм 2, кривизну не более 1,0 мм на метр, предельные
отклонени по диаметру не более - 0,110 мм при диаметре проката до 20 мм и не более 0,130 мм при диаметре проката от 20 до 34 мм
В качестве примеси сталь дополнительно содержит медь - не более 0,15%.
Приведенные сочетани легирующих элементов (п.1) позвол ют получить в готовом
изделии мелкодисперсную феррито-перлитную структуру, оптимальные содержание и
морфологию неметаллических включений, однородную макроструктуру и благопри тное
сочетание характеристик прочности, упругости и пластичности.
Углерод вводитс в композицию данной стали с целью обеспечени заданного уровн ее
прочности, упругости и прокаливаемости. Верхн граница содержани углерода (0,65%)
обусловлена необходимостью обеспечени требуемого уровн в зкости и упругости стали,
а нижн - соответственно 0,55% - обеспечением требуемого уровн прочности и
прокаливаемости данной стали.
Марганец и хром используютс , с одной стороны, как упрочнители твердого раствора, с
другой стороны, как элементы, повышающие устойчивость переохлажденного аустенита
стали. При этом верхний уровень содержани марганца 1,00% и хрома 0,40% определ етс необходимостью обеспечени требуемого уровн в зкости стали, а нижний 0,70% и 0,20%
соответственно - необходимостью обеспечить требуемый уровень прочности и
прокаливаемости и теплостойкости данной стали.
Кремний относитс к ферритообразующим элементам. Нижний предел по кремнию 1,70% - обусловлен необходимостью обеспечить заданный уровень упругости стали.
Содержание кремни выше 2,00% неблагопри тно скажетс на характеристиках упругости
стали.
Никель в заданных пределах вли ет на характеристики прокаливаемости и в зкости
стали. При этом нижний уровень содержани никел (0,005%) обуславливаетс необходимостью обеспечени заданного уровн в зкости стали, а верхний (0,15%)
необходимостью получени требуемого уровн прокаливаемости стали.
Азот способствует образованию нитридов в стали. Верхний предел содержани азота 0,010% - обусловлен необходимостью получени заданного уровн пластичности и
в зкости стали, а нижний предел - 0,005% - вопросами технологичности производства.
Сера определ ет уровень пластичности и обрабатываемости резанием стали. Верхний
предел (0,035%) обусловлен необходимостью получени заданного уровн пластичности и
в зкости стали, а нижний предел (0,025%) - вопросами технологичности производства и
обрабатываемости резанием.
Фосфор определ ет уровень пластичности стали и ее склонность к обратимой отпускной
хрупкости. Верхний предел (0,020%) обусловлен необходимостью получени заданного
уровн пластичности и в зкости стали, а нижний предел (0,005%) - вопросами
технологичности производства.
Мышь к, олово, свинец и цинк определ ют общий уровень пластичности стали и ее
склонность к про влению обратимой отпускной хрупкости при последующей термической
обработке готовых изделий. Нижний предел по мышь ку, олову, свинцу и цинку (0,0001%
по каждому элементу соответственно) обусловлен технологией производства стали, а
верхний - (0,03%, 0,02%, 0,01% и 0,005% соответственно) определ ет повышенную
склонность стали к обратимой отпускной хрупкости.
Соотношение (As+Sn+Pb+5ЧZn)?0,07 определ ет пониженную склонность стали к
про влению обратимой отпускной хрупкости.
Анализ патентной и научно-технической информации не вы вил решений, имеющих
аналогичную совокупность признаков, которой достигалс бы сходный эффект обеспечение повышенного уровн потребительских свойств при обеспечении
благопри тного соотношени прочности, пластичности и в зкости, минимальном уровне
анизотропии механических свойств, низкого содержани неметаллических включений,
однородной макро- и микроструктуры проката.
Страница: 4
RU 2 336 315 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Пример осуществлени изобретени , не исключа других в объеме формулы
изобретени . Выплавку исследуемой стали, химический состав, мас.%: углерод - 0,59%,
марганец - 0,97%, кремний - 1,82%, хром - 0,33%, никель 0,09%, сера - 0,008%, фосфор
0,011%, азот - 0,007%, мышь к - 0,009%, олово - 0,005%, свинец - 0,003%, цинк 0,001% производитс в 150-тонных дуговых сталеплавильных печах с использованием в
шихте 100% металлизованных окатышей, что обеспечивает низкое содержание цветных
примесей. Предварительное легирование металла по марганцу и кремнию производитс в
ковше при выпуске из ДСП. После выпуска производилась продувка металла аргоном через
донный продувочный блок, во врем которой сталь раскисл етс алюминием. После этого
металл поступает на агрегат комплексной обработки стали (АКОС), на котором имеетс возможность нагрева металла до необходимой температуры, продувки его аргоном через
донный продувочный блок, дозированной присадки необходимых ферросплавов и
обработки стали порошковой проволокой с различными наполнител ми. На АКОСе
производитс наведение рафинировочного шлака присадкой извести и плавикового шпата,
нагрев до температуры, обеспечивающей дальнейшую обработку. После обработки на
АКОС металл подвергаетс вакуумной обработке на порционном вакууматоре. Во врем вакуумировани производитс окончательна корректировка по химическому составу.
Разливка производитс на четырехручьевых УНРС радиального типа в слиток размерами
300Ч360 мм со скоростью выт гивани 0,6ч0,7 м/мин с защитой металла от окислени путем использовани покровных шлаковых смесей в промежуточном ковше и
кристаллизаторе, защитных труб, погружных стаканов и подачей аргона. Это также
обеспечивает получение низкого содержани азота и кислорода и чистоту металла по
неметаллическим включени м. После разливки и пореза на мерную длину полученные
непрерывнолитые заготовки охлаждались в печах контролируемого охлаждени . Гор чую
прокатку сортового проката начинают при температуре 900-950°С и заканчивают при
температуре 740-850°С при деформации в последних проходах не менее 20%. После
прокатки прутки проход т обработку (обточка и правка) на установке бунт-пруток.
Провод т отжиг проката при 740°С.
В результате гор чей прокатки получаем сортовой прокат ?15,6 мм, длиной - 4800 мм.
Кривизна прутка 0,8 мм/м, обезуглероженный слой и поверхностные дефекты отсутствуют.
Предельные отклонени по диаметру - 0,090 мм. Структура пластинчатого перлита, балл
действительного зерна - 8. Макроструктура: центральна пористость - 2 балл, точечна неоднородность - 1 балл, ликвационный квадрат - 1 балл, подусадочна ликваци - 2
балл, ликвационные полоски - 1 балл. Неметаллические включени : сульфиды точечные 1,0 балл, оксиды точечные - 0,5 балла, оксиды строчечные - 1,0 балл, силикаты хрупкие
- 0,5 балла, силикаты пластичные - 0,5 балла, силикаты недеформирующие - 1,0 балл.
Механические свойства после отжига - временное сопротивление разрыву 812 Н/мм 2,
предел текучести 783 Н/мм 2, твердость 231 НВ, модуль нормальной упругости 209000
Н/мм 2, модуль сдвига - 80500 Н/мм 2
As+Sn+Pb+5ЧZn=0,022.
Внедрение сортового проката круглого со специальной обработкой поверхности,
изготовленного из пружинной стали, обеспечивает повышенный уровень потребительских
свойств проката, благопри тное соотношение прочности, пластичности и в зкости,
минимальный уровень анизотропии механических свойств, низкое содержание
неметаллических включений, однородную макро- и микроструктуры проката, повышенные
характеристики обрабатываемости резанием.
Формула изобретени 1. Сортовой гор чекатаный прокат из пружинной стали со специальной отделкой
поверхности, отожженный с заданными параметрами структуры, макроструктуры,
неметаллических включений, механических свойств, прокаливаемости и упругости,
отличающийс тем, что он получен из стали, содержащей следующее соотношение
Страница: 5
CL
RU 2 336 315 C2
компонентов, мас.%:
5
углерод
0,55-0,65
марганец
0,70-1,00
кремний
1,70-2,00
хром
0,20-0,40
никель
0,005-0,15
сера
10
0,005-0,015
фосфор
0,005-0,020
азот
0,005-0,010
мышь к [As]
0,0001-0,03
олово [Sn]
0,0001-0,02
свинец [Pb]
цинк [Zn]
0,0001-0,01
0,0001-0,005
железо и
неизбежные примеси
15
20
25
остальное,
при выполнении соотношени : (As+Sn+Pb+5ЧZn)?0,07,
при этом он имеет феррито-перлитную структуру без участков графита, мартенсита,
бейнита и видманштетта, размер действительного зерна 6-12 баллов, макроструктуру по
центральной пористости, точечной неоднородности, ликвационному квадрату,
подусадочной ликвации не более 3 баллов по каждому виду, ликвационным полоскам не
более 1 балла, неметаллические включени по сульфидам точечным, оксидам точечным,
оксидам строчечным, силикатам хрупким, силикатам пластичным, силикатам
недеформированным со средним баллом не более 2,5 по каждому виду включений,
временное сопротивление разрыву не более 850 Н/мм 2, предел текучести не менее 500
Н/мм 2, твердость 192-269 НВ, модуль нормальной упругости не менее 200000 Н/мм 2,
модуль сдвига не менее 80000 Н/мм 2, кривизну не более 1,0 мм на метр, предельные
отклонени по диаметру не более 0,110 мм при диаметре проката до 20 мм и не более
0,130 мм при диаметре проката от 20 до 34 мм.
2. Сортовой прокат по п.1, отличающийс тем, что в качестве неизбежных примесей
сталь содержит медь не более 0,15 мас.%.
30
35
40
45
50
Страница: 6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
78 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа