Сталь

Предлагаемое изобретение относится к черной металлургии, в частности к составу малоуглеродистых низколегированных сталей, используемых для производства метизов повышенной прочности методом холодной объемной штамповки. Для изготовления метизов класса прочности 8,8 используется сталь марки 20Г2Р, содержащая, мас.%: Железо Остальное (ТУ 14 - 4 - 4486 - 88 "Сталь горячекатаная (подкат) калиброванная и калиброванная со специальной отделкой поверхности марок О6ХГР и 20Г2Р. Технические условия"). Применение данной стали для изготовления метизов требует окончательной термообработки (закалка с отпуском), что увеличивает энергозатраты. Наиболее близкой к изобретению по своему составу является арматурная сталь следующего химического состава, мас.%: Железо Остальное (А.с. СССР №621789). Однако известная сталь после ускоренного охлаждения с прокатного нагрева и холодной деформации имеет пониженные прочность и коэффициент деформационного упрочнения, что затрудняет ее использование при изготовлении метизов повышенной прочности методом холодной объемной штамповки. Задачей изобретения является улучшение свойств стали для изготовления метизов путем изменения количественного и качественного состава ее элементов, что позволит поручить технический результат повышение ее коэффициента деформационного упрочнения при холодной деформации, повысить прочность стали после ускоренного охлаждения. Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в стали для изготовления метизов, содержащей углерод, марганец, кремний, алюминий, хром, азот, кислород, никель, медь, титан и железо, согласно заявляемому изобретению компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.%: Большое содержание кремния по сравнению с прототипом является достаточным для эффективного раскисления стали, поэтому алюминий играет роль не только дополнительного раскислителя, а также эффективного модификатора, упрочняющего сталь и препятствующего росту зерна аустенита при нагреве под деформацию и после прокатки. Титан, содержащий в предлагаемой стали в указанных пределах, повышает прочность и коэффициент деформационного упрочнения. Повышение указанного содержания титана в стали приводит к повышению хрупкости феррита, обогащены титаном границ зерен и появлению в структуре стали остроугольных карбидов, карбонитридов, что приводит к снижению пластичности. Понижение содержания титана ниже указанного уровня приводит к падению эффективности его влияния на свойства стали и он работает только как модификатор. Превышение указанного предела содержания азота в предлагаемой стали трудно осуществить из-за его ограниченного растворения в железе. Однако, снижение содержания азота в стали ниже указанного предела приводит к образованию, недостаточного для эффективного измельчения структуры, нитридов алюминия и карбонитридов титана. Таким образом указанные компоненты стали в совокупности с остальными существенными признаками изобретения позволяют получить указанный технический результат - повышение коэффициента деформационного упрочнения при холодной деформации стали, повышение прочности стали после ускоренного охлаждения. В предлагаемой стали допускается содержание серы и фосфора до 0,030%, примесей никеля, меди, хрома в пределах требований стандарта ГОСТ 4543 - 71. В табл.1 приведен химический состав сталей, в табл.2 - механические свойства на растяжение после прокатки и волочения и коэффициент деформационного упрочнения, определяемого по формуле где - прирост прочности; - степень деформации. Пример конкретного выполнения. Предлагаемому и известную сталь выплавляли в 40кг индукционной печи, разливали в слитки, ковали на квадрат со стороной 35мм и прокатывали на прутки на стане Дуо 260. После прокатки металл ускоренно охлаждали водой до температуры 700 - 750°C, а затем медленно охлаждали со скоростью 1град/мин, что соответствует охлаждению мотка на воздухе. Холодную деформацию осуществляли волочением с обжатием 19,6%. Из калиброванной стали изготавливали болты М 10x60 методом холодной объемной штамповки, без завершающей термообработки. Металл и болты испытывали на растяжение с определением временного сопротивления относительного удлинения и коэффициента деформационного упрочнения. Данные, приведенные в табл.2 показывают, что показатели качества стали предлагаемого состава лучше тех же показателей известного состава и обеспечивают получение крепежа класса прочности 8,8 методом холодной штамповки без завершающей обработки (закалки и отпуска) по сравнению с известным составом. В конвертерном цехе комбината "Криворожсталь" выплавлена опытная плавка (№233604), химический состав которой: 0,14% 1,48% 0,29% 0,24% 0,08% 0,09% 0,09% 0,006% 0,008% 0,006% 0,027% 0,028% Слитки массой 8,0т на блюминге прокатаны на предельную заготовку, которая на стане 250 - 6 прокатана на круг 17мм. Перед смоткой в бунт раскат подвергали термоупрочнению в потоке стана. Механические свойства термоупрочненного проката: - 640 - 660Н/мм, - 26 - 28%, твердость - 217 - 224HB, осадка 66% в холодном состоянии. В условиях ОАО "Днепрометиз" подкат подвергнут травлению и фосфотированию. Волочение осуществляли на волочильном стане на диаметр 15,5мм (обжатие 17%). В крепежном цехе изготовлены болты М 16x70 на автомате АБ 1922. Болты не подвергались термообработке. Испытания проводились на разрывной машине ЦД-40. Таким образом, испытания опытной партии стали подтвердили получение крепежа (болтов) класса прочности 8,8 методом холодной объемной штамповки из термоупрочненного проката предлагаемой стали без завершающей обработки (закалки и отпуска).