Сталь

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к сталям для изготовления нефте-, газо- и продуктопроводов, морских платформ, сварных конструкций и емкостей, работающих под давлением при температуре от минус 100°С до плюс 450°С. Заявленная сталь содержит компоненты в следующем соотношении, в мас.%: углерод 0,02-0,11; марганец 0,10-1,8; кремний 0,06-0,6; хром 0,005-0,30; никель 0,005-1,0; ванадий 0,01-0,12; ниобий 0,02-0,10; титан 0,01-0,04; алюминий 0,01-0,05; кальций 0,0005-0,008; сера 0,0005-0,008; фосфор 0,001-0,012; азот 0,001-0,012; медь 0,005-0,25; сурьма 0,0001-0,005; олово 0,0001-0,007; мышьяк 0,0001-0,008; молибден 0,0001-0,5; железо - остальное. При этом: [(Ni+Mn)/(1+Мо)]·Р<0,03. Техническим результатом изобретения является получение в листах или заготовках толщиной до 50 мм предела текучести выше 550 Н/мм 2, предела прочности выше 620 Н/мм2 при сохранении высокого уровня стойкости к охрупчиванию, свариваемости, а также высокой вязкости при температурах до минус 100°С. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к сталям с высокой вязкостью при отрицательных температурах, хорошей свариваемостью, стойкостью к охрупчиванию и коррозии, теплостойкостью в области высоких температур, и может использоваться для изготовления нефте-, газо- и продуктопроводов, морских платформ, сварных конструкций, емкостей, работающих под давлением, различной техники и ее элементов при температуре от минус 100°С до плюс 450°С.

Известна сталь, содержащая, мас.%:

Углерод 0,03-0,11

Марганец 0,90-1,80

Кремний 0,06-0,60

Хром 0,005-0,30

Ванадий 0,02-0,12

Никель 0,005-0,30

Ниобий 0,03-0,10

Титан 0,010-0,040

Алюминий 0,010-0,055

Кальций 0,001-0,005

Сера 0,0005-0,008

Фосфор 0,0005-0,010

Азот 0,001-0,012

Медь 0,005-0,25

Сурьма 0,001-0,005

Олово 0,001-0,007

Мышьяк 0,001-0,008

Железо Остальное

(патент РФ №2141002, опубл. 10.11.1999).

Указанная сталь удовлетворяет по своим свойствам требованиям, предъявляемым при изготовлении нефте-, газо- и продуктопроводов и других сварных конструкций, работающих при температурах от -100°С до +450°С. Однако для изготовления вышеуказанных и других изделий из листов, толщина которых превышает 20 мм, известная сталь имеет недостаточный уровень прочностных характеристик. Этот недостаток может быть ликвидирован путем увеличения прокаливаемости за счет повышения концентрации легирующих элементов, но при этом может существенно возрастать склонность стали к охрупчиванию.

Задачей данного изобретения является улучшение прочностных характеристик стали. Технический результат заключается в получении в листах или заготовках толщиной до 50 мм предела текучести выше 550 Н/мм2, предела прочности выше 620 Н/мм2 и сохранении при этом высокого уровня вязкости при температурах до минус 100°С, стойкости к охрупчиванию в процессе изготовления и эксплуатации, свариваемости в заводских и полевых условиях.

Технический результат достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, ванадий, титан, ниобий, алюминий, никель, хром, медь, серу, фосфор, азот, кальций, сурьму, олово, мышьяк и железо, дополнительно содержит молибден при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 0,02-0,11

Марганец 0,10-1,8

Кремний 0,06-0,6

Хром 0,005-0,30

Никель 0,005-1,0

Ванадий 0,01-0,12

Ниобий 0,02-0,10

Титан 0,01-0,04

Алюминий 0,01-0,05

Кальций 0,0005-0,008

Сера 0,0005-0,008

Фосфор 0,001-0,012

Азот 0,001-0,012

Медь 0,005-0,25

Сурьма 0,0001-0,005

Олово 0,0001-0,007

Мышьяк 0,0001-0,008

Молибден Не более 0,5

Железо Остальное

при этом суммарное содержание никеля и марганца связано с концентрацией молибдена и фосфора следующим соотношением, мас.%:

Указанные пределы содержания в стали никеля, марганца, молибдена и фосфора в сочетании с приведенным соотношением обеспечивают одновременное удовлетворение требований как по увеличению прокаливаемости для листов толщиной до 50 мм с обеспечением высоких значений прочностных характеристик и вязкости при низких температурах (до -100°С), так и устранение охрупчивания в процессе производства и эксплуатации конструкций из этих листов.

В таблице 1 приведен химический состав трех плавок предложенной стали и известной стали. Составы подбирались таким образом, чтобы оценить влияние молибдена и никеля на прочностные характеристики.

Все плавки проводили в вакуумной индукционной печи. Завалка состояла из чистого армко-железа и в зависимости от варианта состава - никеля, ферромолибдена, меди и других шихтовых материалов. После откачки печи до достижения требуемого разрежения начинали расплавление завалки. После полного расплавления и нагрева металла до температуры 1630-1650°С проводили дегазирующую выдержку, а затем вводили в ванну необходимые расчетные количества металлического марганца, феррованадия и феррониобия, а затем присаживали раскислители: ферросилиций, алюминий и ферротитан.

После доведения температуры жидкой стали до требуемой (1560-1580°С) металл без нарушения вакуума сливали непосредственно из тигля в изложницу. Охлаждение отлитых слитков проходило в изложницах при снятом вакууме.

Всего в вакуумной индукционной печи было выплавлено 12 опытных плавок. Для всех плавок был проанализирован химический состав металла и по его результатам отобрали три плавки с углеродными эквивалентами, равными 0,37.

При этом углеродный эквивалент определяли по формуле

В таблице 2 приведены свойства этих плавок в сравнении с плавкой известного состава, также имеющего значение Сэкв 0,37. Представленные результаты свидетельствуют, что новая сталь заявленного состава обладает требуемым сочетанием высокого уровня прочностных характеристик в сечениях до 50 мм с высокой вязкостью при низких температурах. При этом соотношение, связывающее суммарное содержание никеля и марганца с концентрацией молибдена и фосфора, для плавок 1, 2 и 3 равно 0,01, 0,0057 и 0,0064 соответственно, т.е. меньше 0,03.

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, ванадий, ниобий, титан, алюминий, кальций, серу, фосфор, азот, медь, сурьму, олово, мышьяк и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит молибден при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 0,02-0,11

Марганец 0,10-1,8

Кремний 0,06-0,6

Хром 0,005-0,30

Никель 0,005-1,0

Ванадий 0,01-0,12

Ниобий 0,02-0,10

Титан 0,01-0,04

Алюминий 0,01-0,05

Кальций 0,0005-0,008

Сера 0,0005-0,008

Фосфор 0,001-0,012

Азот 0,001-0,012

Медь 0,005-0,25

Сурьма 0,0001-0,005

Олово 0,0001-0,007

Мышьяк 0,0001-0,008

Молибден 0,0001-0,5

Железо Остальное

при этом суммарное содержание никеля и марганца связано с содержанием молибдена и фосфора в мас.% следующим соотношением:

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.09.2010

Извещение опубликовано: 10.09.2010        БИ: 25/2010



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к получению высокопрочной листовой броневой стали, предназначенной для использования при изготовлении средств индивидуального бронирования, а также для изготовления элементов закладного и навесного бронирования автомобилей, спецвагонов и других легкобронированных машин

Изобретение относится к изделиям из быстрорежущей стали с высокой термостойкостью, полученным методом порошковой металлургии, в частности к режущему инструменту для высокоскоростного резания

Изобретение относится к легированным инструментальным сталям для изготовления деталей методом порошковой металлургии, в частности инструмента для холодной обработки

Изобретение относится к области производства сварочной проволоки для изготовления современных корпусов атомных реакторов и других сосудов высокого давления для энергетического машиностроения и нефтехимии
Сталь // 2208062
Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке состава стали для изготовления тяжелонагруженных изделий, работающих в условиях атмосферной коррозии

Изобретение относится к стали для изготовления деталей холодной пластической деформацией, например холодной ковкой, штамповкой или волочением, без предварительной сфероидизирующей или смягчающей обработки
Изобретение относится к металлургии стали, в частности к производству полосовой углеродистой стали для профилирования

Изобретение относится к производству сварочных материалов и может быть использовано для ручной и автоматической сварки теплоустойчивых сталей перлитного класса при изготовлении изделий в нефтехимическом и энергетическом машиностроении

Изобретение относится к металлургии, в частности к нержавеющей стали с высокой обрабатываемостью резанием, применяемой при производстве изделий из прутков с очень высокой скоростью резания
Изобретение относится к металлургии, в частности к выбору состава теплостойкой стали для прокатных валков станов горячей деформации металлов

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам конструкционных сталей, применяемых для изготовления бесшовных насосно-компрессорных и обсадных труб нефтяного сортамента, подвергающихся эксплуатации в диапазоне температур от 50 до - 10°С

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству сварных труб для нефте-, газо- и продуктопроводов и других аналогичных конструкций (резервуары, сосуды давления), работающих в сложных геологических, климатических условиях и при наличии агрессивных коррозионных сред
Изобретение относится к стали, используемой, например, при изготовлении высоконагруженных шестерен коробки перемены передач автомобиля

Изобретение относится к металлургии, в частности к легированным инструментальным сталям для производства инструмента для пластического формования

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изделиям из инструментальной стали для холодных работ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к выбору состава жаропрочной стали, которая может быть использована для изготовления роторов, валов и других деталей паровых турбин высокого и среднего давления
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству сортового проката, в прутках, калиброванного круглого, из среднеуглеродистой микролегированной стали повышенной обрабатываемости резанием, используемого для изготовления штоков амортизаторов автомобиля

Изобретение относится к области металлургии и обеспечивает получение пружинной стали, которая обладает превосходной прокаливаемостью, в меньшей степени подвержена питтинговой коррозии в коррозийных внешних условиях и может обладать более высокими пределами прочности и ударной вязкости
Наверх