Сталь

 

Изобретение относится к области металлургии , а именно к составам сталей, предназначенных для соответственных сварных металлоконструкций, работающих в условиях низких климатических температур . Изобретение позволяет повысить хладостойкость при сохранении прочности и хорошей свариваемости за счет уменьшения суммарности содержания хрома и марганца до 3,2-3,8% и введения ниобия при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,08-0,12, хром 1,2-1,8, марганец 1,5-2,3, молибден 0,2-0,4, никель 0,3- 0,7, титан 0,02-0,05. ниобий 0,04-0,06, железо остальное, при этом суммарное содержание марганца и хрома должно составлять 3,3-3,8%, а суммарное содержание титана и ниобия должно быть 0,08-0,1 %.

(я)з С 22 С 38/58

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам. » — - в. -= !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ нпнтнп"."тцн .. .": И ; lip(is;=,, К ПАТЕНТУ

О

О

О

М (21) 5051422/02 (22) 07.07.92 (46) 07.09.93. Бюл. М 33-36 (75) Усиков М.П., Панкова М.Н., Майорова

В.К., Клейнер Л.М., Суязов А.В., Толчина

И,В., Энтин P.È. (73) Усиков М.П. (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 1527311, кл. С 22 С 38/38, 1989.

2. Патент N- 1790622, кл. С 22 С 38/00, 1990. (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сталей, предназначенных для соответственных

Изобретение относится к металлургии, а именно к составу конструкционной свариваемой стали повышенной прочности и хладостойкости (до -60 С), и предназначено для использования в ответственных сварных конструкциях строительной техники и машиностроения в виде толстолистового проката (толщина до 60 мм), изготавливаемого на заводах черной металлургии.

Известна сталь, содержащая углерод. хром, марганец, титан, алюминий, РЗМ, ванадий, железо. а также примеси, которые в укаэанных пределах не влияют на свойства стали. Компоненты содержатся в следующем соотношении. мас (1)

Углерод

Хром

Марганец

Титан

Алюминий сварных металлоконструкций, работающих в условиях низких климатических температур. Изобретение позволяет повысить хладостойкость при сохранении прочности и хорошей свариваемости эа счет уменьшения суммарности содержания хрома и марганца до 3,2-3,8 и введения ниобия при следующем соотношении компонентов, мас.,(,: углерод 0,08-0,12, хром 1,2-1,8, марганец 1,5-2,3, молибден 0,2-0,4, никель 0,30,7, титан 0,02-0,05. ниобий 0,04-0,06, железо остальное, при этом суммарное содержание марганца и хрома должно составлять 3.3-3.87, а суммарное содержание титана и ниобия должно быть 0,08-0,1, РЗМ 0,02-0,05

Ванадий 0,04-0,08

Железо остальное

В качестве примесей сталь может содержать, мас, 7(:

Фосфор до 0,02

Сера до 0,02

Кремний 0,15-0,4 наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, титан, церий или кальций, железо при "..ëåäóþùåì соотношении компонентов, мас. " :

Углерод 0,10-0,16

Кремний Cl,20-0,42

Марганец 2,0-2,4

Хром 1,8-2,4

Никель 1.0-1,5

Молибден 0.4-0,6

2000351 ч

Ванадий 0,08-0,12

Титан 0.01-0,06

Церий или кальций 0,005-0,15

Железо остальное (2)

Недостатком укаэанных сталей является не слишком высокий уровень хладостойкости: рля аналога KCV — не более 60

Дж/см, для второго аналога (прототипа)

КСЧ вЂ” не более 50 Дж/см, Довольно высокое содержание хрома (более 2 ) усложняет получение таких сталей в конвертерном производстве и увеличивает углеродный эквивалент до 1,05-1,15, т.е. ухудшает их свариваемость по сравнению с феррито-перлитными более низколегированными сталями.

Цель изобретения — повышение хладостойкости при хорошей свариваемости, а также экономия дефицитных дорогостоящих элементов.

Это достигаетсл тем, что сталь, содержащая углерод, хром, марганец, молибден, никель и железо, согласно изобретению, дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов, лас. :

Углерод 0,08-0,12

Хром 1,2-1,8

Марганец 1,5-2.3

Молибден 0,2-0,4

Никель 0,3-0,7

Титан 0,02-0,05

Ниобий 0,04-0.07

Железо остальное, при этом суммарное содержание марганца и хрома должно составлять 3,2-3 8 . В качестве примесей сталь может содержать, мас, : кремний 0,2-0,4, сера до 0,01, фосфор до 0,01, которые в укаэанных пределах не влияют на заявленный технический результат изобретения.

Уменьшение содержания хрома в стали до 1,2-1,8 мас. при уменьшенном содержании марганца на уровне 1,5-2,3 мас. обеспечивает достаточную ее устойчивость относительно феррито-перлитного превращения при охлаждении на воздухе даже в сечениях до 40 мм и, вместе с тем, приводит к образованию при таких условиях охлаждения бейнитной, более релаксировэнной структуры, которая обеспечивает высокий уровень хладостойкости.

Содержание хрома менее 1,2 мас, уменьшает устойчивость аустенита до такой степени, что при охлаждении на воздухе происходит распад аустенита с образованием феррита, наличие которого Существенно ухудшает механические свойства стали.

Содержание хрома более 1,8 мас., марганца более 2,3 мас., углерода более

0,12 мас, переводит эту сталь в разряд

55 мартенситных со свойствами, соответствующими аналогу и прототипу, Снижение содержания никеля и молибдена обусловлено использованием более рационального легирования с целью экономии этих дорогостоящих элементов, поскольку заданной конЦентрации этих элементов достаточно для получения высокой хладостойкости (никель) и для предотвращения отпускной хрупкости (молибден), Замена ванадия на ниобий связана с тем, что карбонитрид ниобия, образующийся в стали, имеет меньшую растворимость в аустените, чем карбонитрид ванадия, и поэтому при горячей прпкатке и последующем охлаждении происходит выделение карбонитрида ниобия в большей степени, чем карбонитрида ванадия в тех же условиях, что стабилизирует аустенитную зеренную структуру и улучшает хладостойкость, Ограничение суммарного содержания марганца и хрома 3,2-2.8 вызвано получением в стали при охлаждении нэ воздухе бейнитной структуры с содержанием мартенсита не более 10-15 об., обеспечивающей повышенную хладостойкость при сохранении высокого уровня прочности и свариваемости.

Пример. В вакуумной печи было выплавлено три плавки раэвесом по 25 кг.

Слитки охлаждали на воздухе и ковали на заготовки 65 х 80 х 150 мм. Затем проводили горячую прокатку на полосы толщиной 12 мм, температура окончания прокатки 800900 С, охлаждение на воздухе. Заключительная термическая обработка — отпуск

650 С, 2 ч с охлаждением на воздухе, Химический состав плавок и механические свойства приведены в таблице. Там же приведен состав и свойства стали-прототипа, Иэ анализа данных. приведенных в таблице, следует, что предлагаемые стали, несколько уступая сталям прототипа в прочностных свойствах, существенно превосходят их по ударным свойствам, в особенности по ударной вязкости при низких

-40 температурах; KCV для предлагэемыхстэлей 230-280 Дж/см, à KCV " для прототипа

50-60 Дж/см (различие в температурах испытания в 10 С несущественно, если учесть значительно более высокий уровень ударных свойств предлагаемой стали при -40"C по сравнению с таковыми для прототипа при -50 С, Углеродистый эквивалент Куэ предлагаемой стали имеет значения того ме порядка и даже несколько ниже Куэ сталеи прототипа, Поскольку в авторском свидетельстве на стали прототипа констатиру . ТСР ll к высокая

2000351

Продолжение таблицы

Составитель М.Усиков

Техред М,Моргентал Корректор С.Лисина

Редактор

Заказ 3066

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 101 свариваемость. то отсюда можно сделать заключение о хорошей свариваемости также и предлагаемых сталей.

Формула изобретения

Сталь. содержащая углерод, хром, марганец,железо, отличающаяся тем,что она дополнительно содержит молибден, никель, титан, ниобий при следующем соотношении компонентов, мас. 7ь: углерод 0.08-0, 12 хром 1,2-1,8 марганец 1,5-2,3 молибден 0,2-0,4 никель 0.3-0,7 титан 0.02-0.05 ниобий 0.04-0.07 железо остальное при этом суммарное содержание марганца и хрома составляет 3.2-3,8