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

Номер патенту: 95490

Опубліковано: 10.08.2011

Автори: Шевалло Жан-Клод, Бонне Фредерик, Буазиз Оливье

Є ще 4 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

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.

3. Лист зі сталі за п. 1, який відрізняється тим, що вміст титану і бору у ній такі, що:

- 0,35 ≤ В-(0,45×Ті) ≤ - 0,22.

4. Лист зі сталі за п. 1, який відрізняється тим, що вміст титану, мас. %,  у ній такий, що:

4,6 ≤ Ті ≤ 6,9.

5. Лист зі сталі за п. 4, який відрізняється тим, що вміст титану, мас. %,  у ній такий, що:

4,6 ≤ Ті ≤ 6,0.

6. Лист зі сталі за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що сталь містить, мас. %:

С ≤ 0,080.

7. Лист зі сталі за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що сталь містить, мас. %:

С ≤ 0,050.

8. Лист зі сталі за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що сталь містить, мас. %:

Cr ≤ 0,08.

9. Лист зі сталі за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що сталь містить евтектичні виділення ТіВ2 і, можливо, Fe2B, середній розмір яких дорівнює або менший 15 мкм.

10. Лист зі сталі за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що сталь містить евтектичні виділення ТіB2 і, можливо, Fe2B, середній розмір яких дорівнює або менший 10 мкм.

11. Лист зі сталі за п. 10, який відрізняється тим, що більше 80 % від усього числа виділень ТіB2 мають монокристалічний характер.

12. Лист зі сталі за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що середній розмір зерна цієї сталі дорівнює або менший 15 мкм.

13. Лист зі сталі за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що середній розмір зерна цієї сталі дорівнює або менший 5 мкм.

14. Лист зі сталі за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що середній розмір зерна цієї сталі дорівнює або менший 3,5 мкм.

15. Лист зі сталі за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що його модуль пружності, виміряний у напрямку прокатки, більше або дорівнює 230 ГПа.

16. Лист зі сталі за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що його модуль  пружності, виміряний у напрямку прокатки, більший або дорівнює 240 ГПа.

17. Лист зі сталі за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що його модуль пружності, виміряний у напрямку прокатки, більший або дорівнює 250 ГПа.

18. Лист зі сталі за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що його межа міцності при розтягуванні більша або дорівнює 500 МПа і його відносне рівномірне подовження більше або дорівнює 8 %.

19. Спосіб виробництва листа зі сталі за будь-яким із пп. 1-8, який відрізняється тим, що  відливають зазначену сталь у формі напівфабрикату, причому температура її розливання перевищує не більше ніж на 40 °С температуру ліквідусу цієї сталі.

20. Спосіб виробництва за п. 19, який відрізняється тим, що зазначений напівфабрикат відливають між валиками, які обертаються у протилежних напрямках, у формі тонкого сляба або тонкої смуги.

21. Спосіб виробництва за п. 19 або 20, який відрізняється тим, що швидкість охолоджування під час затвердіння зазначеного відливка вища або дорівнює 0,1 °С/сек.

22. Спосіб виробництва за будь-яким із пп. 19-21, який відрізняється тим, що зазначений напівфабрикат підігрівають перед гарячою прокаткою і при цьому як температуру, так і тривалість вказаного підігрівання підбирають так, щоб щільність евтектичних виділень ТіВ2 і, можливо, Fe2B з максимальним розміром Lmax, більшим за 15 мкм, і відношенням ширини до товщини f > 5, була меншою від 400 мм-3, після чого зазначений напівфабрикат піддають гарячій прокатці.

23. Спосіб виробництва за будь-яким із пп. 19-22, який відрізняється тим, що зазначений напівфабрикат піддають гарячій прокатці і необов'язково холодній прокатці та відпалу, причому умови прокатки і відпалу підбирають так, щоб отримати лист зі сталі з середнім розміром зерна, що є меншим або дорівнює 15 мкм.

24. Спосіб за будь-яким із пп. 19-23, який відрізняється тим, що зазначений напівфабрикат піддають гарячій прокатці і необов'язково холодній прокатці та відпалу, причому умови прокатки і відпалу підбирають так, щоб отримати лист зі сталі з середнім розміром зерна, який є меншим або дорівнює 5 мкм.

25. Спосіб за будь-яким із пп. 19-24, який відрізняється тим, що зазначений напівфабрикат піддають гарячій прокатці і необов'язково холодній прокатці та відпалу, причому умови прокатки і відпалу підбирають так, щоб отримати лист зі сталі з середнім розміром зерна, який є меншим або дорівнює 3,5 мкм.

26. Спосіб за будь-яким із пп. 22-25, який відрізняється тим, що зазначену операцію гарячої прокатки проводять з температурою закінчення прокатки, нижчою 820 °С.

27. Застосування листа зі сталі за будь-яким із пп. 1-18 або виготовленої способом за будь-яким із пп. 19-26 для виробництва конструкційних деталей або підсилюючих елементів в автомобільній промисловості.

Текст

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

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Steel sheet for production of ligh structures, method for production this plate and its application

Автори англійською

Chevallot, Jean-Claude, Bonnet, Frederic, Bouaziz, Olivier

Назва патенту російською

Стальной лист для производства легких конструкций, способ изготовления этого листа и его применение

Автори російською

Шевалло Жан-Клод, Бонне Фредерик, Буазиз Оливье

МПК / Мітки

МПК: C22C 38/00, B21B 1/00, C22C 38/58, C22C 38/14, C21C 7/00, C22C 38/32

Мітки: цього, листа, виробництва, виготовлення, сталевий, конструкцій, застосування, лист, спосіб, легких

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/12-95490-stalevijj-list-dlya-virobnictva-legkikh-konstrukcijj-sposib-vigotovlennya-cogo-lista-ta-jjogo-zastosuvannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Сталевий лист для виробництва легких конструкцій, спосіб виготовлення цього листа та його застосування</a>

Подібні патенти