Сталь

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к стали, применяемой в энергетической промышленности для изготовления транспортных контейнеров по перевозке отработанного ядерного топлива. С целью повышения ударной вязкости в зоне термического влияния сварных соединений сталь содержит ванадий, ниобий, алюминий, кальций, хром, молибден при следующем соотношении компонентов, мас. углерод 0,09 - 0,12; марганец 0,90 1,35; никель 1,50 2,0; кремний 0,20 0,35; ванадий 0,005 0,02; ниобий 0,005 0,02; алюминий 0,015 0,045; кальций 0,005 0,01; хром 0,05 0,2; молибден 0,01 0,12; железо - остальное, при условии, что сумма хрома и молибдена не более 0,32. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, более конкретно к сталям, применяемым в энергетической промышленности для изготовления транспортных контейнеров по перевозке отработанного ядерного топлива.

Известна сталь следующего состава: Углерод 0,30 Марганец 1,35 Никель 1,0-2,0 Кремний 0,20-0,35 Железо и примеси Остальное Цель изобретения получение стали с высоким уровнем ударной вязкости в зоне термического влияния сварных соединений.

Цель достигается тем, что в сталь, содержащую углерод, марганец, никель, кремний дополнительно вводят хром, молибден, ванадий, ниобий, алюминий и кальций при следующем соотношении компонентов, мас. Углерод 0,09-0,12 Марганец 0,9-1,35 Никель 1,5-2,0 Кремний 0,2-0,35 Ванадий 0,005-0,02 Ниобий 0,005-0,02 Алюминий 0,015-0,045 Кальций 0,005-0,010 Хром 0,05-1,2 Молибден 0,01-0,12 Железо и примеси Остальное при условии, что сумма хрома и молибдена не более 0,32.

Выбор элементов для легирования выбранной марки стали определялся требуемыми свойствами и стоимостью.

Углерод в стали в количестве 0,09-0,12% выбран с целью обеспечения высокой пластичности, снижения хрупкости околошовной зоны и устранения технологических трещин.

Марганец в стали в количестве 0,9-1,35% выбран из условия обеспечения полной раскисленности стали, повышения прокаливаемости и снижения температуры порога хладноломкости.

Хром в стали в количестве 0,05-0,2% повышает раскисленность металла.

Никель в стали в количестве 1,5-2,0% обеспечивает повышение пластичности и вязкости стали и снижает склонность к образованию околошовных трещин.

Кремний в стали в количестве 0,20-0,35% является активным раскислителем стали и понижает чувствительность к перегреву.

Молибден в стали в количестве 0,01-0,12% обеспечивает повышение ударной вязкости и уменьшает чувствительность к отпускной хрупкости.

Ванадий в стали в количестве 0,005-0,02% способствует измельчению зерна.

Ниобий в стали в количестве 0,005-0,02% уменьшает склонность к росту зерна.

Алюминий в стали в количестве 0,015-0,045% обеспечивает полную раскисленность стали и способствует получению мелкозернистой структуры.

Кальций в стали в количестве 0,005-0,010% выбран из условия необходимости степени раскисленности.

П р и м е р. Известные и предлагаемые составы сталей выплавлялись в индукционной печи ИСТ-16 и разливались в изложницы по 100 кг. Опытные слитки ковались на плиты 150хL мм, толщиной 40 мм. Нагрев слитков проводился по следующему режиму: Посадка в печь при температуре ≅800^оС, нагрев по мощности печи до 1050^оС, выдержка 2 ч, интервал ковки 850-1050^оС.

После ковки поковки проходили предварительную термическую обработку и охлаждались в кессоне. В таблице приведены химические составы предлагаемой стали и известных, а также данные работы удара (КУ) в зоне термического влияния, полученные при имитации термического цикла сварки в зоне термического влияния с энергией тепловложения 4 кДж/мм.

Введение в состав стали новых компонентов совместно с компонентами известного состава позволит повысить ударную вязкость в зоне термического влияния, не вызывая значительного повышения твердости.

Формула изобретения

СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, никель, кремний, железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хром, молибден, ванадий, ниобий, алюминий, кальций при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 0,09 0,12 Марганец 0,90 1,35 Никель 1,50 2,0 Кремний 0,20 0,35 Ванадий 0,005 0,02 Ниобий 0,005 0,02 Алюминий 0,015 0,045
Кальций 0,005 0,01
Хром 0,05 0,2
Молибден 0,01 0,12
Железо Остальное
при условии, что сумма хрома и молибдена не более 0,32.

РИСУНКИ

Рисунок 1