Сталь

 

Изобретение относится к черной металлургии , в частности к низколегированной конструкционной стали, предназначенной для производства высокопрочного листового проката, что позволит повысить конструктивную прочность изделий. С целью повышения усталостной прочности в горячекатанном состоянии, сталь дополнительно содержит магний и празеодим при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,15-0,25; кремний 0.17- 0.37; марганец 0,5-0,9; хром 1,45-2: молибден 0,22-0,35; магний 0,005-0 015; празеодим 0,0005 - 0.001; железо - остальное . 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s С 22 С 38/22

2 (54) СТАЛЬ! ф

4 ф. Ю () ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4877243/02 . (22) 24. 10. 90 (46) 23,07.92. Ьюл. М 27 (71) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (72) В.Е, Пильгук, H.À, Овчинников, А.П; Парамошин, ВХ. Носов, А.Н, Лещенко, В.Н, Середенко, В.B. Левицкий, Л,П. Гречковский, М.С. Ьабицкий, H.M. Караваев; Г.А.

Николаев, В.Г. Ленский и П,М. Семенченко (56) ГОСТ 4543-71, Сталь 20ХМ.

Изобретение относится к металлургии. в частности к изысканию низколегированных конструкционных сталей, предназначенных для производства высокопрочного листового проката, Цель изобретения — повышение усталостной прочности.

Поставленная цель достигается тем, что в сталь, содержащую углерод, кремний, марганец. хром, молибден и железо, дополнительно вводят магний и празеодим при следующем соотношении компонентов. мас. %:

Углерод 0,15-0.25

Кремний 0.17-0,37

Марганец 0,50-0,90 . Хром 1.45-2,00

Молибден 0,22-0.35, Магний О, 005-0,015

Праэеодим 0,0005-0.001

Железо Остальное (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к ниэколегированной конструкционной стали, предназначенной для производства высокопрочного листового проката, что позволит повысить конструктивную прочность изделий, С целью повышения усталостной прочности в горячекатанном состоянии, сталь дополнительно содержит магний и празеодим при следующем соотношении компонентов, мас.7;: углерод 0,15 — 0.25; кремний 0,170,37; марганец 0,5 — 0,9; хром 1,45-2; молибденн 0,22-0, 35; магний О, 005-0. 015; празеодим 0,0005 — 0.001: железо — остальное. 2 табл.

За счет повышенного содержания (по . сравнению с известной сталью) марганца. хрома и молибдена. а также дополнительного легирования оптимальным количеством магния и празеодима достигается новый более высокий комплекс механических и технологических свойств горячекатаного листового проката, изготовленного из стали предлагаемого химического состава, и обеспечивается значительное повышение усталостной прочности. Экспериментально установлено, что повышение в предлагаемой стали содержания марганца. хрома и молибдена позволяет повысить предел прочности стали до 850 Н/мм (по сравнению с 700 Нlмм для стали известного хим2 состава). Однако при этом снижаются характеристики пластичности и ударной вязкости, что отрицательно сказывается на характеристиках усталостной прочности.

Дополнительное введение в состав предлагаемой стали микродобавок строго опреде1749297 ленного количества магния 0,005-0,015% и праэеодима 0,0005-0,001% улучшает характеристики пластичности и ударной вязкости, а также демпфирующие свойства материала, что в совокупности с железом, углеродом, кремнием, марганцем, хромом и молибденом при их новом соотношении поэволявт не только значительно улучшить механические свойства стали, но и повысить

10 одну из важнейших характеристик конструктивной прочности изделий — усталостную прочность. Если в стали содержание марганца составляет менее 0,50%, то снижаются прочностные свойства и прокзливаемость, а если более 0,90%, то улучшения 15 технологических свойств не происходит, но ухудшается свэриваемость. Если хрома в стали содержится менее 1;45%, то снижается как кратковременная, тзк и усталостная прочность, а если более 2,00% то ухудшает20 ся вязкость стали, а также ее. сваривэемость. При содержании в стали молибдена менее 0.22% снижаются характеристики механических свойств и усталостной прочности, з если более 0,35%, то дальнейшего

25 улучшения свойств не происходит. однако происходит удорожание стали. При введении в.сталь магния менее 0,005% снижается его модифицирующее воздействие, снижа30 ется пластичность и вязкость, в также усталостная прочность, а при введении более

0,015% также происходит снижение комплекса свойств из-за загрязнения nðèrðàíè÷ных объемов зерен. При введении в сталь менее 0,0005% празеодима также происходит ухудшение механических и технологических свойств иэделий зэ счет менее эффектианого связывания газов, а также очищения границ зерен от легкоплзвкйх соединений. Повышение содержания в стали прззеодима более 0,001%, не оказывая дальнейшего благоприятного воздействия на сталь, увеличивает его расход. Таким образом, повышение комплекса механических свойств предлагаемой стали, а также усталостной прочности изделий обеспечивается как за счет упрочняющего воздействия на матрицу марганца, хрома и молибдена, так и за счет рзфинирующего воздействия нз

50 сталь микродобавок магния и празеодима, снижающими содержание в свободном состоянии в металле кислорода, водорода и азота. очищающими пограничные обьемы зерей от легкоплавких соединений, благоприятйо аоздействующими нз размер, фор- 55 му, количество и характер распределенйя неметзлличвских включений, fl р и м е р. В опытно-промышленных условиях выплавлены индукционным способом несколько опытных плавок стали, химический состав которых соответствует среднемарочному составу известной стали

20ХМ (ГОСТ 4543-71). а также всему диапазону марочного состава предлагаемой стали. Химический состав опытных плавок приведен в табл. 1. Выплавленную сталь разливают в слитки массой 30 кг. которые затем прокатывают нз лабораторном реверсивном стане 340 на полосы толщиной 12 мм, Иэ горячекатаных полос вырезают образцы для микроструктурных исследований, исследований мзханических и технологических свойств. Испытания для определения усталостной прочности проводят по ГОСТУ 2860-65 нз гладких образцах типа Ш на многопозиционной машине "Сатурн-10", предназначенной для испытаний плоских образцов по принципу консольного изгиба в одной плоскости по симметричному циклу при частоте цйклов испытательной нагрузки — 1000 циклов/мин. За базу испытаний принимают 10 .10 . Показателем усталостной прочности является предел . выносливости. Результаты испытаний механических и технологических свойств представлены в табл. 2. Проведенные исследования показывают. что предлагаемая сталь значительно превосходит известную сталь по прочностным характеристикам и ударной вязкости, а ее предел выносливости превосходит аналогичную характеристику известной стали на 20-25%. что свидетельствует о ее более высокой усталостной прочности. Применение предлагаемой стали значительно повышает конструктивную прочность изделий и обеспечивает экономический эффект до 20 руб!т; .Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден и железо, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения усталостной прочности в горячекатаном состоянии, она дополнительно содержит магний и йразеодим при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 0,15-0,25

Кремний . 0,17-0,37

Марганец 0,50-0.90

Хром 1,45-2;00

Молибден . 0.22-0,35

Магний . 0.005-0.015

П разводим . 0.0005-0.001

Железо Остальное

1749297

Таблица 1

Таблица 2

Составитель В.Левицкий

Техред М;Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор Т.Шагова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2567 Тираж . Оодйисйое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытйям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскэя наб., 4/5