Сталевий лист для виробництва легких конструкцій, спосіб виготовлення цього листа та його застосування

1. Лист зі сталі, хімічний склад якої включає, мас. %: 0,010 ≤ C ≤ 0,20 0,06 ≤ Мn ≤ 3,0 Si ≤ 1,5 0,005 ≤ А1 ≤ 1,5 S ≤ 0,030 Р ≤ 0,040 титан і бор в таких кількостях, що: 2,5 ≤ Ті ≤ 7,2 (0,45×Ті) - 0,35 ≤ В ≤ (0,45×Ті) + 0,70, та за необхідності один або більше елементів, вибраних з поміж: Ni ≤ 1,0 Mo ≤ 1,0 Cr ≤ 3,0 Nb ≤ 0,1 V ≤ 0,1 і залізо та неминучі домішки, що утворюються при виробленні, - решта. 2. Лист зі сталі за п. 1, який відрізняється тим, що вміст титану і бору у ній такі, що: -0,22 ≤ В-(0,45×Ті) ≤ 0,35. 2 (19) 1 3 95490 4 ний у напрямку прокатки, більше або дорівнює 230 льним розміром Lmax, більшим за 15 мкм, і відноГПа. шенням ширини до товщини f > 5, була меншою -3 16. Лист зі сталі за будь-яким із пп. 1-3, який відрівід 400 мм , після чого зазначений напівфабрикат зняється тим, що його модуль пружності, виміряпіддають гарячій прокатці. ний у напрямку прокатки, більший або дорівнює 23. Спосіб виробництва за будь-яким із пп. 19-22, який відрізняється тим, що зазначений напівфа240 ГПа. 17. Лист зі сталі за будь-яким із пп. 1-3, який відрібрикат піддають гарячій прокатці і необов'язково зняється тим, що його модуль пружності, виміряхолодній прокатці та відпалу, причому умови проний у напрямку прокатки, більший або дорівнює катки і відпалу підбирають так, щоб отримати лист 250 ГПа. зі сталі з середнім розміром зерна, що є меншим 18. Лист зі сталі за будь-яким із пп. 1-3, який відріабо дорівнює 15 мкм. зняється тим, що його межа міцності при розтягу24. Спосіб за будь-яким із пп. 19-23, який відрізняється тим, що зазначений напівфабрикат підванні більша або дорівнює 500 МПа і його відносне рівномірне подовження більше або дорівнює 8 %. дають гарячій прокатці і необов'язково холодній 19. Спосіб виробництва листа зі сталі за будь-яким прокатці та відпалу, причому умови прокатки і відіз пп. 1-8, який відрізняється тим, що відливають палу підбирають так, щоб отримати лист зі сталі з зазначену сталь у формі напівфабрикату, причому середнім розміром зерна, який є меншим або дотемпература її розливання перевищує не більше рівнює 5 мкм. 25. Спосіб за будь-яким із пп. 19-24, який відрізніж на 40 °С температуру ліквідусу цієї сталі. 20. Спосіб виробництва за п. 19, який відрізняняється тим, що зазначений напівфабрикат підється тим, що зазначений напівфабрикат відлидають гарячій прокатці і необов'язково холодній вають між валиками, які обертаються у протилежпрокатці та відпалу, причому умови прокатки і відних напрямках, у формі тонкого сляба або тонкої палу підбирають так, щоб отримати лист зі сталі з смуги. середнім розміром зерна, який є меншим або до21. Спосіб виробництва за п. 19 або 20, який відрівнює 3,5 мкм. різняється тим, що швидкість охолоджування під 26. Спосіб за будь-яким із пп. 22-25, який відрізняється тим, що зазначену операцію гарячої прочас затвердіння зазначеного відливка вища або дорівнює 0,1 °С/сек. катки проводять з температурою закінчення прока22. Спосіб виробництва за будь-яким із пп. 19-21, тки, нижчою 820 °С. який відрізняється тим, що зазначений напівфа27. Застосування листа зі сталі за будь-яким із пп. брикат підігрівають перед гарячою прокаткою і при 1-18 або виготовленої способом за будь-яким із цьому як температуру, так і тривалість вказаного пп. 19-26 для виробництва конструкційних деталей підігрівання підбирають так, щоб щільність евтекабо підсилюючих елементів в автомобільній протичних виділень ТіВ2 і, можливо, Fe2B з максимамисловості. Винахід відноситься до виробництва листів або конструкційних деталей зі сталі, яка поєднує в собі високий модуль пружності Е, низьку щільність d та високу межу міцності при розтягуванні. Відомо, що механічні характеристики конструкційних елементів змінюються згідно із законом х E /d, де коефіцієнт х залежить від характеру зовнішнього навантаження (наприклад при розтягуванні або при вигинанні) або від геометрії елементів (листа, стрижні). Цим продиктована необхідність мати матеріали, для яких були б характерні як високий модуль пружності, так і низька щільність. Зазначені вимоги стосуються передусім автомобільної промисловості, де мала маса і безпека є об'єктами постійної уваги. У зв'язку з цим виникає завдання підвищити модуль пружності і понизити масу сталевих деталей шляхом включення різного типу керамічних частинок, таких як карбіди, нітрид, оксиди і борид. Причиною цього є те, що такі матеріали характеризуються помітно вищим модулем пружності, а саме від 250 до 550 ГПа, в порівнянні з тими базовими сталями, які їх містять (приблизно 210 ГПа). Таким чином досягається зміцнення за рахунок перенесення навантаження між матрицею і керамічними частинками, які зазнають впливу напруги. Це зміцнення ще більше збільшується завдяки зменшенню розміру зерна матриці керамічними частинками. Для отримання таких матеріалів, які містять керамічні частинки, рівномірно розподілені в матриці сталі, існують відомі способи, засновані на порошковій металургії: спочатку виготовляють керамічні порошки певної геометрії, які потім змішують із сталевими порошками, і це є, власне кажучи, додаванням до сталі керамічних частинок. Порошкову суміш спресовують у форми і нагрівають, до такої температури, за якої відбувається спікання. У одному з варіантів цього способу металеві порошки змішують у такий спосіб, щоб у фазі спікання утворювалися керамічні частинки. Не дивлячись на поліпшення механічних властивостей в порівнянні із сталями, які не містять дисперсії керамічних частинок, спосіб такого типу має ряд обмежень: - він вимагає суворого дотримання умов сплавляння та обробки, щоб не відбувалася реакція з атмосферою, враховуючи велику питому площу поверхні металевих порошків; - навіть після операцій пресування та спікання, можуть ймовірно зберігатися залишкові пори, які при напруженнях, які повторюються, схильні діяти як центри ініціації; - хімічний склад поверхонь розділу між матрицею та частинками, а отже, і їх зчеплення є важко контрольованим, якщо взяти до уваги поверхневе забруднення порошків перед спіканням (присутність оксидів і вуглецю); - якщо частинки додають у великій кількості, 5 95490 6 або, якщо присутня деяка кількість крупних частитичні виділення TiB2 та, можливо, Fe2B, середній нок, погіршується здатність до розтягування; розмір зерна яких дорівнює або є меншим від 15 - спосіб такого типу підходить для малооб'єммкм і, бажано, дорівнює або є меншим від 10 мкм. ного виробництва і не може задовольняти вимоги Бажано, більше ніж 80% від усієї кількості вимасового виробництва в автомобільній промислоділення TiB2 мають монокристалічний характер. вості; і Іншим предметом винаходу є лист зі сталі від- виробничі витрати, пов'язані із способом виповідно до вказаних вище ознак, середній розмір робництва цього типу є високими. зерна виділення в якій дорівнює або є меншим від Для легких сплавів відомими також є способи 15 мкм, бажано дорівнює або є меншим від 5 мкм виробництва, засновані на додаванні керамічних і, особливо бажано, менше 3,5 мкм. порошків у рідкий метал. Але і ці способи також не Ще одним предметом винаходу є лист зі сталі позбавлені більшої частини вказаних вище недолівідповідно до однієї з вказаних вище ознак, моків. Конкретніше можна згадати проблематичність дуль пружності якої, виміряний у напрямку прокатрівномірного диспергування частинок, які проявки, дорівнює або більший від 230 ГПа, бажано він ляють тенденцію до злипання або осідандорівнює або є більшим від 240 ГПа або бажано ня/спливання в рідкому металі. він дорівнює або є більшим від 250 ГПа. До числа відомих керамічних матеріалів, які Відповідно до одного з конкретних варіантів могли б бути використані для поліпшення властиздійснення, межа міцності при розтягуванні сталевостей сталі, входить, зокрема, дибромід титану вого листа дорівнює або є більшою від 500 Мпа та TiB2, для якого є властивими наступні власні хараїї відносне рівномірне видовження дорівнює або є ктеристики: більшим від 8%. Модуль пружності: 5 65 ГПа; Ще однією метою винаходу є виріб, виготовВідносна щільність: 4,52. лений з багатьох деталей зі сталі однакового або Проте, оскільки ці способи виробництва зарізного складу, і які мають одну і ту ж або різну сновані на додаванні частинок TiB2 ззовні, вони товщину і при цьому, щонайменше, одна з цих характеризуються вказаними вище недоліками. сталевих деталей є сталевим листом відповідно Метою винаходу є вирішення вказаних вище до будь-якої з названих вище ознак, яка приварепроблем, зокрема створення економічного масовона до, щонайменше, однієї з решти деталей вкаго виробництва сталей, модуль пружності яких заного виробу, причому склад або> склади решти підвищений завдяки присутності частинок TiB2. сталевих деталей містять (у масових %): 0,001Мета винаходу полягає, зокрема, в створенні спо0,25 С; 0,05-2 Mn; Si≤0,4; Al≤0,1; Ті