Сталь

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам сталей, используемых при производстве холоднокатаных листов, применяемых для производства деталей общего применения изготовляемых методом глубокой вытяжки. Известная сталь [Авт. св. СССР № 1752823, кл. С 22 С 38/50,. 1992] содержит компоненты, масс %: углерод 0,04-0,08%, кремний 0,12-0,4%, никель 0,2-0,6%, марганец 0,51-1,2%, хром 0,5-1,0%, медь 0,2-0,5%, титан 0,03-0,15%, алюминий 0,06-0,15%, азот 0,003-0,008%, сера 0,005-0,04%, фосфор 0,03-0,1%, остальное железо. Однако данная сталь не обеспечивает достаточно высокую жаростойкость при температуре выходных газов. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сталь [Авт. св. СССР № 1749308, кл. С 22 С 38/54 1992], которая содержит компоненты, масс %: углерод 0,0010,05%, кремний 0,11-0,4% марганец 0,51-0,1-2%, хром 2,0-5,0%, никель 0,1-0,3%, медь 0,2-0,5%, титан 0,030,15%, алюминий 0,08-0,2%, азот 0,0006-0,015%, бор 0,0003-0,093%, остальное железо. Недостатком известной стали, как показывает опыт эксплуатации, является пониженная жаростойкость в условиях эксплуатации при температуре 550°С. Кроме этого, известная сталь не может быть использована для работы в условиях газовой коррозии при температуре 700°С. Это объясняется тем, что это соотношение компонентов известной стали не позволяет образование плотной пленки сплошных оксидов. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования известной стали путем введения новых компонентов, что обеспечит повышение жаростойкости и сопротивлению газовой коррозии в условиях повышенных температур. Технический результат достигается тем,-что в стали содержащей углерод, кремний, марганец, хром, алюминий, титан, медь, азот и железо, согласно изобретению взяты новые количественные соотношения: кремния, марганца, азота и дополнительное легирование барием и кальцием при следующем соотношении компонентов, мас.%: Принципиальное изменение состава стали, образующееся на вновь установленном специфически взаимосвязанном влиянии легирования барием и кальцием обеспечивает образование более плотной пленки сплошных оксидов, способствует улучшению состояния границ зерен и приграничных участков, значительно повышая, таким образом, жаростойкость. Это позволяет существенно увеличить эксплуатационную и стойкость выхлопных систем при рабочей температуре 550°С, а также увеличивает рабочую температуру до 700°С в узлах и системах дожигания топлива для двигателей внутреннего сгорания. Нижний предел взят по углероду 0,01 %, потому что при открытой плавке невозможно обеспечить более низкое содержание этого элемента. При содержании углерода выше 0,05% увеличивается прочность и понижается пластичность за счет продуктов распада аустенита (перлита), что затрудняет свариваемость и штампуемость. Кремний содержится в пределах, необходимых для раскисления. Нижний предел 0,05% взят из расчета глубокого раскисления. При содержании выше 1,0% кремний упрочняя феритную стр уктуру, понижает пластичность. Марганец содержится в пределах от 0,1% до 0,5%, необходимых для раскисления стали. Содержания марганца более 0,5% нежелательно, т. к. он является аустенитообразующим элементом, способствует появлению второй фазы в стали, снижая при этом технологическую пластичность. Хром содержится в пределах 4,0-5,5% обеспечивающее необходимое сопротивление газовой коррозии. При содержании хрома ниже 4,0% сопротивление газовой коррозии резко снижается, а при содержании хрома свыше 5,5% сопротивление газовой коррозии возрастает незначительно. Алюминий содержится в пределах 0,10,6%, необходимых для достижения высокий показателей жаропрочности. Кроме этого, алюминий является сильным ферри-тообразователем и вводится в сталь с целью стабилизатора ферритной структуры. Титан содержится в пределах 0,05-0,35% и вводится как сильный карбидообразующий элемент. Он связывает углерод и азот в карбонитриды, препятствуе т образованию высокохромистых карбидов, что благоприятно сказывается на коррозионной стойкости, и жаростойкости стали, нижний предел обусловлен проявлением карбидообразующей способности, а верхний из расчета полного связывания углерода и азота в карбонитриды. Барий содержится в пределах от 0,0005% до 0,0015%. Верхний предел его содержания обусловлен предельной его растворимостью в жидком и твердом альфа-растворе. Нижний предел выбран из условий активного проявления бария совместно с кальцием как катализаторов уплотнения оксидной пленки. Кальций содержится в пределах от 0,0003% до 0,003%. Верхний предел его содержания выбран из условий его предельной растворимости. Нижний предел содержания кальция встали выбран из условий совместного с барием проявления модифицирующего эффекта в стали. Кроме этого совместные добавки кальция и бария повышают эксплуатационную стойкость стали за счет измельчения карбидной фазы (глобулизаторы). При этом значительно снижается содержание серы и кислорода в стали. Медь в пределах от 0,1 % до 0,4% наиболее благоприятно взаимодействует на коррозионную стойкость (общая коррозия). Азот содержится в пределах от 0,02 % до 0,05%, нижний предел содержания обусловлен началом активного нитридообразования, а верхний эффективным упрочнением твердого раствора и началом проявления аустенитообразования. Опытную выплавку стали производили в индукционной печи емкостью 15 килограмм. Полученные слитки в горячем состоянии (950°С) ковали на сутунки, а затем прокатывали на толщину 0,8-1,0 мм. В таблице приведены химический состав стали плавок 1-3, ниже - свойства. Как видно из полученных данных, предполагаемая сталь имеет повышенную жаростойкость в условиях эксплуатации при 550°С и повышенное сопротивление газовой коррозии при 700°С, что обеспечивает повышение срока службы систем газовых автомобилей до капитального ремонта.