Конструкционная сталь

 

КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, титан, алюминий, бор, иттрий, азот и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения сопротивляемости стали хрупкому разрушению , она дополнительно содержит селен и барий при следующем соотношении , мас.%: Углерод0,08-0,2 Кремний0,2-0,6 Марганец1,2-2,0 Титан0,01-0,1 Алюминий0,01-0,06 вор0,0005-0,004 Иттрий0,0001-0,05 Азот0,005-0,025 § селей -0,0002-0,08 СП Барий0,001-0,03 ЖелезоОстальное

(19) (11) . 3(51) С 22 С 38/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

ЙИ)эЛЙд » Ы»А иф

СОЮЗ СОВЕТСНИХ -ы» 4 . =э СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ М + РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3466611/22-02 (22) 08.07.82 (46) 30.06.84. Бюл. Р 24 (72) A.Ã.Íàcèáîâ, Д.A.Ëèòâèíåíêî, Л.В.Попова, К.В.Федоровский, С.Н.Кузнецов, Ю.С.Голованенко, P.Ê.Гусейнов и Э.П.Бабаев (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии. им. И.П.Бардина (53) 669.15-194 (088;8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 777078, кл. С 22 С 38/18, 1980.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3447694/22-02, кл. С 22 С 38/14, 1982, (54) (57) КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, титан, алюминий, бор, иттрий, азот и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения сопротивляемости стали хрупкому разрушению, она дополнительно содержит селен и барий при следующем соотношении, мас.Ъ:

Углерод 0,08-0,2

Кремний 0,2-0,6

Марганец 1,2-2 0

Титан 0,01-0,1

Алюминий 0,01-0,06

Бор 0,0005-0,004

Иттрий 0,0001-0,05

Азот 0»005-0,025

Селей 0,0002-0,08

Барий 0,001-0,03

Железо Остальное

1100332

0,008-0,2

0,2-0,6

1,2-2,0

0,01-0,1

0,01-0,06

0 0005-0 005

0,0002-0,06

0,0001-0,05

Ос005 Or025

Остальное

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составам сталей, используемых для изготовления конструкций, работающих при низких температурах, например для трубопроводов, резервуаров, строительных конструкций, деталей машин.

Известна сталь (1), содержащая, мас.В:

Углерод 0,1-0,24

Марганец 0,4-1,50

Кремний 0,17-0,5

Ванадий 0,02-0,2

Кальций 0,005-0,02

Бор 0,001-0,05

Азот 0,005-0,03

Железо Остальное

Данная сталь характеризуется недостаточным сопротивлением хрупкому . разрушению, большой анизотропией свойств, низкой обрабатываемостью и недостаточной прокаливаемостью.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемым результатам к изобретению является сталь (2), содержащая, мас.Ъ:

Углерод

Кремний

Марганец

Титан

Алюминий

bop

Кальций

Иттрий

Азот

Железо

Недостатком известной стали является значительная анизотропия вязких характеристик, что определяет низкую сопротивляемость стали хрупкому раз\ рушению.

Целью изобретения является повышение сопротивляемости стали хрупкому разрушению.

Указанная цель достигается тем, что конструкционная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, титан, алюминий, бор, иттрий, азот, дополнительно содержит селен и барий при следующем соотношении коментов мас.Ъ: пон

Ю

Углерод Ок08 0/20

Кремний 0,2-0, 6

Марганец 1,2-2,0

Титан 0,О1-0,1О

Алюминий 0,01-0,06

0 0005-0,004

0,0001-0,05

0,005-0,025

0,0002-0,08

0,001-0,03

Железо Остальное

Нримеси: сера до 0,035 фосфор до 0,035

Нижний предел по углероду определен 0,08%. Содержание углерода

65 ниже 0,08% не обеспечивает достаточной прочности при содержании других элементов на нижнем и среднем уровне. Верхний предел по углероду ограничен 0,20%, Содержание углерода выше этого предела снижает хладостойкость стали при содержании остальных элементов на среднем и верхнем уровнях.

Нижний предел по кремнию определен 0,20%. Содержание кремния ниже этого предела не обеспечивает достаточной раскисленности металла.

Верхний предел по кремнию ограничен

0,6Ъ. Содержание кремния выше этого предела может привести к охрупчиванию стали.

Нижний предел по марганцу составляет 1,2оо. Содержание марганца ниже

1,2% не обеспечивает достаточных прочностных свойств при содержании остальных элементов на среднем и нижнем уровнях. -Верхний предел по марганцу определен 2,03. Содержание марганца выше этого предела снижает хладостойкость стали.

Нижнее содержание титана принято

0,01%. Ниже этого предела сталь недостаточно раскислена. Верхнее содержание титана ограничено 0,10%.

Выше этого предела происходит охрупчивание стали. !

Нижнее содержание алюминия сос тавляет 0,01% для достаточной раскисленности стали. Верхнее содержание алюминия 0, 06б ограничено, чтобы не допустить ухудшения качества поверхности проката.

Нижнее содержание бора взято

0,0005Ъ. С этого предела начинается положительное влияние бора на прокаливаемость и обрабатываемость. Верхний предел по бору составляет 0,004Ъ.

Выше этого предела происходит охрупчивание стали.

Нижнее содержание.иттрия составляет 0,0001%, это начало положительного влияния этого элемента на обрабатываемость и вязкость. Верхнее содержание иттрия ограничено 0,05%, выше этого количества иттрий оХрупчивает сталь.

Нижнее содержание азота 0,005% обеспечивает увеличение прочности и вязкости за счет формирования дисперсной карбонитридной фазы титана и нитридов алюминия. Верхнее содержание азота составляет 0,025%, Выше этого количества в сталях этого типа азот практически не усваивается.

Нижний предел по барию 0,001% определяет начало его благоприятного влияния на обрабатываемость и вязкость. Верхнее содержание бария составляет 0 03о. Выше этого количества охрупчивается сталь.

Нижнее содержание селена составляет 0,000?%, определяет начало его

1100332

Таблица 1.Содержание элементов, мас.% в

I Состав стали, 9

Ti Al В

0,0005

0,002

0,004

0,0023

0,01

0,01

1,2

0,20

0,08

0,04

0,05

0,4

1,6

0,12

0,06

0,04

0,10

0,03

2,0

0,6

0,20

1,5

0,4

0,12

Известный

Продолжение табл. 1

Содержание элементов, мас.%

Ва V Se N Ca Fe

Состав стали, Р

Остальное

0,0002

0,001

0,015

0,005

0,012

0,025

0 015

0,0001

0,024

0 05

0,0017

Ф °

0,04

0,08

0,03

0,0011

Известный положительного влияния на обрабатываемость и вязкость за счет глобуляризаций включений. Верхнее содержание селена составляет 0,08%. Выше этого количества селен охрупчивает сталь.

Наличие в предлагаемой стали указанных количеств бария и селена способствует глобуляризации и изменению состава неметаллических включений, a: также понижает анизотропию вязких характеристик, тем самым повышается сопротивляемость стали хрупкому разрушению.

Выплавку стали осуществляют в

50 кг индукционной печи.

Химические составы стали с соответственным содержанием элементов представлены в табл. 1.

Слитки куют на сутунки, а затем прокатывают на лист толщиной 1540 мм. При ковке и прокатке технологических затруднений не было. Иеханические свойства исследованы на образцах типов И, V и T (ГОСТ 9454-79) и разрывных образцах

KP-1

Свойства стали после закалки и высокого отпуска приведены в табл.2.

Предел прочности при растяжении

6з = 55- 60 кгс/мм предел текучести

6 = 46-48 кгс/мм, относительное уд1 линение 17-22%.

Из таблицы видно, что величина

10 ударной вязкости, определенная на образцах с круглым и острым надрезом в интервале температур от + 20 до — 40ОCi у предложенной стали на

2-3 кгс/см, выше, чем у стали прото15 типа, а доля вязкой составляющей— на 10%.

Применение предлагаемой стали, например, для изготовления магистральных трубопроводов позволит за счет увеличения хладостойкости увеличить надежность трубопроводов и полу-. чить экономический эффект около

40 тыс руб,. в год.

1100332

Таблица 2

Сопротивление хрупкому разрушению

КСИ кгм/см

КСУ ", кгм/см

В-4О

Ксив 2 кгм/см

Состав стали, 9

КСяпопер

1,6

12

24

1,4

10

22

1,5

12

18

1,73

Известный

Составитель В.Муравьев

Редактор Л.Повхан Техред М. Гергель Корректор Л.Пилипенко.

Заказ 4549/24

Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4

Коэффициент анизотропии вязких характеристик:

КСИ „,д