Сталь

(505 С 22 С 38/58 Комитет Российской Федераци о патентам и товарным знакам ИСАНИЕ И БРЕ ПАТЕН свидетельство СС 22 С 38/38, 1989.1790622, кл. С 22 8/00,0,02-0,05 0,04-0,08остальное ь может соИзобретение относится к металлургии, а именно к составу конструкционной свариваемой стали повышенной прочности и хладостойкости(доС),и предназначенодля 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(1УглеродХромМарганецТитанАлюминий ВанадийЖелезоВ качестве прать, мас,:Фосфор есей д либдесварных 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. ф(,: 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 ниобий должно быть 0,08-0,1,до 0,02 до 0,02 0,15-0,4 нической сущности ату является сталь, ремний. марганец, ванадий, титан, цезо при следующем ов, мас,оь:0,10-0,16 И,20-0,422,0-2,4 1,8-2,4 1.0-1,5 О 4-0 6 Кремнийнаиболее близкой по техи достигаемому результсодержащая углерод, кхром, никель, молибден,рий или кальций, желесоотношении компонент Углерод Кремний Марганец Хром НикельчВанадий 0,08-0,12Титан 0.01-0,06Церий или кальций 0,005-0,15Железо остальное 2Недостатком укаэанных сталей является не слишком высокий уровень хладостойкости: рля аналога КСЧ - не более 60Дж/см, для второго аналога (прототипа)КСЧ - не более 50 Дж/см, Довольно высокое содержание хрома (более 2 ) усложняет получение таких сталей вконвертерном производстве и увеличиваетуглеродный эквивалент до 1,05-1,15, т.е.ухудшает их свариваемость по сравнению сферрито-перлитными более низколегированными сталями.Цель изобретения - повышение хладостойкости при хорошей свариваемости, атакже экономия дефицитных дорогостоящих элементов.Это достигается тем, что сталь, содержащая углерод, хром, марганец, молибден,никель и железо, согласно изобретению, дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.%:Углерод 0,08-0,12Хром 1,2-1,8Марганец 1,5-2,3Молибден 0,2-0,4Никель 0,3-0,7Титан 0,02-0,05Ниобий 0,04-0.07Железо остальное,при этом суммарное содержание марганцаи хрома должно составлять 3,2-3,8 . В качестве примесей сталь может содержать,мас,.",ь: кремний 0,2-0,4, сера до 0,01, фосфор до 0,01, которые в укаэанных пределахне влияют на заявленный технический результат изобретения.Уменьшение содержания хрома в сталидо 1,2-1,8 мас.% при уменьшенном содержании марганца на уровне 1,5-2,3 мас. обеспечивает достаточную ее устойчивостьотносительно феррито-перлитного превращения при охлаждении на воздухе даже всечениях до 40 мм и, вместе с тем, приводитк образованию при таких условиях охлаждения бейнитной, более релаксировэннойструктуры, которая обеспечивает высокийуровень хладостойкости,Содержание хрома менее 1,2 мас,уменьшает устойчивость аустенита до такойстепени, что при охлаждении на воздухепроисходит распад аустенита с образованием феррита, наличие которого Существенно ухудшает механические свойства стали,Содержание хрома более 1,8 мас.,марганца более 2,3 мас, , углерода более0,12 мас,% переводит эту сталь в разряд 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 овызвано 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.П р и м е р, 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 800- 900 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-лотемпературах; КСЧ для предлагэемыхстэлей 230-280,ж/см, а КСЧ" 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"С по сравнению с таовыми для прототипа при -50 С,Углеродистый эквивалент Куэ предлагаемой стали имеет значения того ме порядка и даже несколько ниже Куэ стэлеи прототипа, Поскольку в авторском свидетельстве на стали прототипа констатиру;тля ик высокая2000351 Продолжение таблицы Составитель М,УсиковТехред М,Моргентал Корректор С,Лисина Редактор Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3066 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина 101 свариваемость. то отсюда можно сделатьзаключение 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. 7 ь: 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 3,2.3,87