Сталь

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу стали, и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности для изготовления трубопроводов, резервуаров, узлов установок, работающих при низких температурах и высоких давлениях, а также в машиностроении для изготовления деталей. Цель изобретения - повышение ударной вязкости и хладостойкости стали. Сталь дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мае. %: углерод 0,12-0.24; марганец 0,55-0,6; Хром 0,5-0,55; кремний 0,25-0,3; ниобий 0,05-0,055; ванадий 0.09- 0,10; кальций 0.010-0,012; железо остальное. Применение стали позволит увеличить срок службы изделий при эксплуатации. 2 табл.

CO)03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 22 С 38/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) 4769514/02 (22) 18.12.89 (46) 23,02.92. Бюл. ¹ 7 (71) Львовский политехнический институт им,Ленинского комсомола (72) M.Ì,Ôåòèñoâà, Т.П.Коврова, Н.Н.Рачковская и 3.И.Плешаков (53) 669.14,018.41-194 (088,8) . (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1420060, кл. С 22 С 38/26, 1988. (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к составу стали, и может быть использовано в нефтяной и газовой проИзобретение относится к металлургии и может найти применение в нефтяной, газовой промышленности, в машиностроении для изготовления трубопроводов, резервуаров, узлов. установок, работающих при низких температурах и высоких давлениях, бурильных труб и деталей машин.

В металлургии известны малоуглеродистые комплекснолегированные стали с повышенными механическими свойствами, содержащие молибден, никель, редкоземельные металлы.

Однако эти элементы являются дефи-. цитными и дорогостоящими.

Наиболее близкой к предлагаемой по. технической сущности и достигаемому ре-. зультату является сталь, содержащая, мас.%: углерод 0,18-0,21; марганец 0,55—

0,58; хром 0,5-0,56; кремний 0,26 — 0,3; ниобий 0,05-0,055; ванадий 0,09 — 0,10; железо остальное до 100

Эта сталь имеет недостаточно высокую . ударную вязкость при отрицательных тем„„ „„1713970 А1 мышленности для изготовления трубопроводов, резервуаров, узлов установок, работающих при низких температурах и высоких давлениях, а также в машиностроении для изготовления деталей. Цель изобретения— повышение ударной вязкости и хладостойкости стали. Сталь дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%; углерод 0,12-0,24; марганец 0,55-0,6; хром 0,5-0,55; кремний

0.25-0,3; ниобий 0,.05 — 0,055; ванадий 0,090,10; кальций 0,010 — 0,012; железо остальное. Применение стали позволит увеличить срок службы изделий при эксплуатации, 2 табл. пературах как в нормализованном, так и в улучшенном состоянии.

Цель изобретения — повышение удавной вязкости и хладостойкости стали при сохранении высоких прочностных характеристик.

Для достижения. указанной цели сталь, содержащая углерод, марганец, хром, кремний, ниобий, ванадий и железо, дополни-" тельно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мас. : углерод

0,18-0,24; марганец 0,55-0,6; хром 0,5-0,55; кремний 0,25-0,3 ; ниобий 0,05-0,055; ванадий 0,09-0,10; кальция 0,010 — 0,012; железо остальное до 100%.

Количество вводимого кальция строго ограничено (0,010 — 0,012 мас;, ), так как его влияние на свойства стали имеет ярко выраженный пиковый характер. Добавки 0,002;

0,004; 0,006 мас.% кальция повышают ударную вязкость незначительно (на 0,010,05 МДж/м2). Максимальная ударная вязкость и хладостойкость стали (приведенные s табл. 2) достигаются при введении

1713970

0,18-0,24

0,55 — 0,60

0,5 — 0,55

0,25 — 0,30

0,05 — 0,055

0,09 — 0,10

0,010 — 0,012

Остальное

Таблица 1

0,010 — 0.012 мас. кальция. Дальнейшее повышение количества вводимого кальция (0,014; 0,016; 0,018 мас. ) снижает ударную вязкость до исходного уровня.

Выплавку сталей проводят в 50-кило- 5 граммовой индукционной высокочастотной печи. После раскисления в ковше алюминием в количестве 0,5 г на 1 кг жидкой стали вводят в специальных ампулах феррованадий, феррониобий и силикокальций, Стали 10 разливают фракционным методом в слитки массой 10 кг.

Химический состав сталей представлен в табл. 1.

Слитки подвергают гомогенизации, по- 15 сле чего куют на прутки сечением 15х15 мм.

Из прутков изготовляют образцы для механических испытаний, часть которых подвергают нормализации при 880 С; вторую часть - закалке и высокому отпуску от тем- 20 первтуры 550 или 620 С. Механические свойства полученных сплавов приведены в табл, 2.

Как видно из табл. 2, при примерно таких же значениях прочностных и пластич- 25 ных свойств как и в известной стали ударная вязкость предлагаемой стали при комнатной температуре и температурах верхнего (Т» и среднего (Т» порогов хладнолом90 50 кости увеличивается примерно на 25, а при температуре нижнего(Т» порога хлад1а ноломкости — в 1,7 раза. При этом температура среднего и нижнего порогов хладноломкости смещается в область отрицательных температур примерно на 8 — 13 С для всех указанных обработок, Повышение ударной вязкости и хладностойкости предлагаемой стали расширяет область ее применения и гарантирует большую надежность и долговечность изделий из этой стали.

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, ниобий, ванадий, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения ударной вязкости и хладостойкости, она дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод

Марганец

Хром

Кремний

Ниобий

Ванадий

Кальций

Железо

1713970

3 ° (AD

М(1 It3

I (o (О

I К

1. Ф

l

1

I !

I !

ИЪ о (У1 м

LA

CO о

Ш

1 о

I O (4 О

У о

>) (:

=3 о л (М

I

l

I

3.

I

1 л(iО

М(1 I

LAl (t4

Г 4

1 I

LA(t

t» l

1 I(t(LA и (Ч а о

2: (t4 ICO а (3

I. ! Iо

CL (I3

11 I

1 1

1 М 1

1 1

1 I

1 I

1 1

1 1

I. 1

l 1

1 1

1 (t4 1

1 1

I 1! !

I 1

1 1

1 t

1 1

I 1

I а — 1 ! 1

I 1

I 1

1 1

1 1 1

1 I- 1 о

l (D 1

I Ш К 1

I (t) (((1

1 K Х 1

1 1

I 1

1 М 1

I 1 ! 1 !

I 1

1 1

1 1

1 1

I (Ч 1

) 1

1 1

Г !

I 1

1 1

I 1 ! а — I

I . I

I I 1

1 I- 1 о

Э 1 а (((3 (t) ((3 1 л r

1 I

1. I

I I м

1 !

l 1

1 . I

l 1

3 (t(I

l I

1 I

1 I

I l

I.

1 I

I I

\ !

I K ( (Ij rO l

I и X (I (t) I- I г о

-4 (4 л м

OO о м а,О а

OO (Ч (.Г л

ЧО М

СО о м е

О\

3 е

O ГЧ

СО а» м о

СО (Ч (М

СО (Г\ л (Ч

OQ °

CA Г (t4 (Ч м

-4

\,О л

М 4;3 м (ч (g

С:

X: сто (4, э (LA (ГЪ(а.О

МД(л

3 а.!

LA

LAttO

М(! (а.

I LA

O I-1 мм! а

t I

LAI o (l IC4 (tI It е (((t4

o (rl а!

1 I !

LA((t4 еа

1 ((t(LA1 М а 3 л

I IC4

I(4

1 Е

О(3% е4 Д

1 л

I «D

IO (Я

IЛ

СО 1(М л! 1I C4

OO1М

Л(а

3 асо(м л

1 It—

1(.Г\

О(О л(1 lt—

IO СО л ((е»

l LA

OO tOO

ODI

I(LA(CO

Cot

1а

IМ ою

-3 1

1 I

3 LA

OIe л

II (О о(л еа

I (а! LA (ч(м

М(е ! It—

I X

„ot М р в42 ((I л

1 «Э

IÈ о4

Ю

lO М

3Л((Л . 3 (а.О

t» (°

1 lO м(л I

«1 °

«о

LA I

- (л еа

I IO

LAI ми° 3 л

3 !О

CO I

- 3 ((ГЪ а

IО

oI

ШМ) л

3 1О

O !LA (At е

3О

o IcO -(М

« — 3 еа

3 IO

Ю!

ОIC4 г 3 л

Iе

СО I LA о IO4 е! (е

Л(М о3Г4

t»3 е!

I .lt— ((\1 Л

О 13 а

1(O о

I—

3(Ч

I Л

IN

ot K ((4 I л

I ",Э (о 1Я