1. Нестареющие холоднокатаные стали | Металлолом

Нестареющие стали для холодной штамповки должны иметь минимально возможное содержание всех примесей (С, N, Mn, Si, Cr, Ni, S, P и др.), низкую твердость и прочность, высокое относительное и равномерное удлинение, большую вытяжку (проба по Эриксену), холоднокатаный лист из них должен иметь высокое качество поверхности и не быть склонным к деформационному старению.

Удлинение, %

Рис. 86. Схематические диаграммы растяжеиня хо­лоднокатаной отожжениой стали, склонной к деформа – цноиому старению (а) к нестареющей (б)

Склонность к деформационному старению таких сталей является главнейшим показателем их качества, так как при штамповке сложных изделий с большой вытяжкой из хо­лоднокатаных листов, подверженных старению, образуются поверхностные дефекты: полосы — линии скольжения или линии Чернова — Людерса (рис. 85). Образование полос— линий скольжения связано с неоднородной деформацией ме­талла на площадке текучести. Наличие зуба и площадки текучести, ее длина являются критериями склонности ста­ли к деформационному старению, а следовательно, к спо­собности образовывать дефекты в виде полос — линий скольжения. На рис. 86 приведены диаграммы растяжения для стали, склонной к деформационному старению, и для нестареющей стали. Чем больше протяженность площадки текучести, тем сталь более склонна к деформационному старению.

Рнс. 85. Лнннн скольжения Чернова—Людерса на поверхности эмалированного изделия, полученного холодной штамповкой, Хб

Как известно, зуб и площадка текучести на диаграмме растяжения обусловлены закреплением дислокаций атмос­ферами Коттрелла (атомами внедрения — углерода и азо­та) и вырывом дислокаций из закрепления при достижении предела текучести. Площадка те­кучести обусловлена движением свободных, вырванных из закреп­ления дислокаций при постоян­ном напряжении. Следовательно, ответственными за деформацион­ное старение являются находящи­еся в твердом растворе атомы внедрения. Атомам азота принад­лежит главная роль в иницииро­вании склонности к деформаци­онному старению. Причиной это­го является большая раствори­мость и диффузионная подвижность атомов азота в ct-железе по сравнению с углеродом, а также то, что в отожженной стали углерод в основном весь выделяется из твердого раствора в виде третичного цементита. При плот­ности дислокаций в отожженной стали около IO6—IO8CM-2 для их закрепления в твердом растворе требуется около IO-3—IO-4 % атомов (C+N). Поэтому, чтобы сделать сталь нестареющей, необходимо азот вывести из твердого раство­ра, связав его нитридообразующими элементами. Такой путь и используется при создании нестареющих сталей. В качестве нитридообразующих элементов на практике ис­пользуют алюминий или ванадий, хотя в исследованиях ус­тановлена также возможность связать азот в нитриды вве­дением в сталь титана, хрома и бора. Показана также по­ложительная роль увеличения содержания марганца в уменьшении интенсивности развития деформационного ста­рения.

Нитриды AlN или VN образуются в сталях в процессе отжига холоднодеформированной стали. Технология отжи­га имеет большое значение для полноты связывания азота в нитриды. Однако даже при введении в сталь нитридооб­разующих элементов часть азота может оставаться в твер­дом растворе, и при содержании в а-железе (C+N) > >10~3—IO^4 % будет происходить закрепление им дисло­каций. С целью исключения возможности деформационного старения лист перед штамповкой подвергают дрессировке. Дрессировка представляет собой небольшую пластическую деформацию (до 2 %) отожженной стали, в результате ко­торой происходит вырыв закрепленных дислокаций из ат­мосфер Коттрелла. Следовательно, даже склонная к ста­рению сталь после дрессировки не имеет площадки текуче­сти и становится несклонной к деформационному старению. Однако следует иметь в виду, что во время транспор­тировки или складирования дрессированной стали до нача­ла штамповки азот может успеть продиффундировать к дислокациям, закрепить их и снова вызвать деформацион­ное старение. Поэтому время между окончанием дрессиров­ки и началом штамповки не должно превышать, как пра­вило, 10 сут. Последнее особенно важно для стали, не со­держащей нитридообразующих элементов.

Тонколистовую сталь для холодной штамповки изготов­ляют в соответствии с ГОСТ 9045—80.

Для изделий с относительно несложной вытяжкой при­меняют сталь 08кп. Более сложные изделия изготавливают в основном из стали 08Ю (0,02—0,05 % Al) и реже из стали 08Фкп (0,02—0,04 % V). Сталь 08кп склонна к деформаци­онному старению, а стали 08Ю и 08Фкп нестареющие. Пос­ле отжига холоднокатаный лист подвергают дрессировке.

Перед штамповкой лист имеет низкую прочность (ав< s

О a u а В M

СО со о*о*

VV

О»

Оо	Оо
О»	О*
Ю	Ю
	Ю
_	Tf
8	8
OO	Оо
Q	О
	СО
О	CTi
^___ ч
JS,
И	И
О»	О»
Ю	СО
Ю	Со
S	S
Й	А
О	О
Tf
OO	Оо

Н0>

Q I

—>________ •

S д

« а

О О

OO

COTf

Tf CN

СОЮ

Ю СО

S S о*о»

S

U

3 ж

§ — 8-Ч-.

О _

S I I

О. СО OO

X – Гг-Г

OO

VV

OO Ь – QO OO

S о>

О» ю ^lcN § CN < — § – CO –

I ill

§ – МО § ООО*

0 ———

S

оо —

— OtN

„ т ю и S ю

О’о’оЪ»

Iq О S

•U

TS VO

А ч о 55

А

Ч