Высокопрочная сталь

Союз СоветскнзСоцналнстнческнкРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 954493 ф(22) Заявлено 07. 08.80 (21) 2968061/22-02. С 22 С 38/54 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет -РЙ УАК 66915- -194 (088, 8) Опубликовано 30.08. 82,Бюллетень М 32 Дата опубликования описания 04.11.82 Н.П.Мельников, Л.И.Гладштейн, В.М.Горицкий,Н.А,Евтушенко,В.И.Саррак, Г.А.филиппов, С.П.Соколов, В.В.Пономаренко,В.Я.Белогуров, БН,Моргалев и Н.Н,Горин(72) Авторьизобретения Ордена Трудового Красного Знамени центральный научно исследовательский н проектный институт строительныхметаллоконструкций "ЦНИИПРОЕКТСТАЛЬКОНСТРУКЦИЯ" и Центральныйордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательскийинститут черной металлургии им. И.П.Бардина(,54) ВЫСОКОПРОЧНАЯ СТАЛЬ Изобретение относится к металлугрйиа именно к сплавам, используемым длявысокопрочных болтов с повышенным сопротивлением задержанному разрушениюв агрессивной атмосфере крупных промышленных предприятий и приморских районов,Известна сталь для изготовленияболтов с повышенным сопротивлениемзадержанному разрушению 1 Ц, содержащая, вес.Ъ:.илиНикель0,5-8Алюминий 0,05 3Железо ОстальноеНедостатком указанной стали является высокое содержание дефицитныхи дорогостоящих элементов - молибдена до 5 и меди или никеля до 8.При 25этом эффективность использования этой.стали не компенсируется ее значительным удорожанием,Кроме того,для массового производства болтов расходование дефицитных материалов представляется недопустимымгНаиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сталь 2, содержащая, вес,%:Углерод 0,27-0,32Кремний 0,2-0,4Марганец О, 3-0,6Хром 1,8-2,3Никель 1,2-1,5Ванадий Ое 05-0,15Молибден. 0,15-0,35Сера и фосфор 40,035Железо Осталь ноеНедостатком этой стали, применяемой для изготовления высокопрочных болтов и используемой в условиях промышленной атмосферы, является склонность к задержанному разруше,нию: некоторые болты, поставленные с усилием растяжения, эквивалентным 0,6 Йв (где - предел прочности стали), хрупко разрушаются в процессе монтажа и эксплуатации строительных металлоконструкций.Цель изобретения - повышение предела. сопротивляемости задержан".ному хрупкому разрушению в агрессивной среде.Относительное Номер плавки сужение Ч, Ъ4 в кгс 6 В кгс/мм 133 48,3137 48,1 154 12,8 8,1 124 12,9 156 8,0 121 Для достижения укаэанной цели сталь, содержащая углерод, марганецкремний, хром, никель, молибден и железо, дополнительно содержит титан,".бор и ниобий, при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:Углерод 0,18-0,23 ., Марганец 0,40-0,80Кремний 0,17-0,55Хром1,6-2,2 Никель 1,2-1,5 Молибден 0,25-0,6 Титан 0,03-0,0 6 Бор 0,002-0,004 Ниобий 0,02-0,04 Железо ОстальноеВ качестве примесей сталь может содержать серу и фосфор до 0,035 Разработана методика и проведены испытания шлифованных цилиндрических образцов с Ч-образным кольцевым надрезом путем нагружения их постоянной длительной статической нагрузкой в грессивной среде и определения на той основе предела сопротивляемости стали задержанному разрушению или, так называемой "статической. Усталости" 4 Р . Средой для испытания служит трехпроцентный раствор поваренной соли, подкисленный соляной кислотой до рН 2,2. каждого. Комбинация добавок ЙЬ-Т 1-Вв предлагаемой стали способствуетупрочнению границ зерен, которыеобычно становятся источниками зарождения трещин задержанного разрушения.5 Уменьшение содержания углерода .обеспечивает снижение склонности к образованию закалочных трещин вдольграниц зерен и получение малоуглеродистого пластичного реечного мартен сита.В лабораторных условиях выплавленряд вариантов стали. Выплавку проводят в 50-ти кг индукционной электропечи. Сталь в печи раскисляют фер ромарганцем и ферросилицием.Химический состав пяти вариантовпредлагаемой стали приведен в табл.1.Таблица 1 1,5 0,60 0,05 0,002 0,04 1,35 0,45 0,05 0,003 0,03 0,25 0,06 0,003 0,02 1,2 0,25 0,04 0,002 0,02 1,5 0,60 0,03 0;004 0,04 Механические характеристики сталипри растяжении определяют поГОСТ 1497-73, испытания на ударнуювязкость - по ГОСТ 9454-60. В табл,2 приведены механические свойства 45 предлагаемой болтовой стали послезакалки и.отпуска при 240 С 1,5 чпри испытаниях на статическое растяжение, динамический изгиб и задержанное разрушение в агрессивной 50 среде 3-ный раствор МаС 1, подкисленный до рН 2,2 при комнатнойтемпературе.954493 Продолжение табл. 2 Ударнаявязкостьксчагсм Предел статическойусталости6 / Пределпрочности Номерплавки Пределтекучести Относительное дд кгс/мм 6 кгс/мм сужение удлинение М,Ъ Оф Ъ см 3 159 140 12,2 12,7 7,2 126 44,2 155 134 45,8 7,8 125 159 138 129 42,3 12,1 Известная 170 148 44,0 6,0 7,6 40 Формула изобретения 35 40 Составитель С.ДеркачеваРедактор Е,Лушникова Техред И. Гайду Корректор Г.Огар Заказ 6373/25 Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035,Москва,Ж,Раушская наб.,д.4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Таким образом, предлагаемая сталь имеет предел статической. усталости на 80-85 кг/мм 1, т.е. в 3 раза превышающий предел статической усталости известной стали. Использование. стали для высокопрочных болтов позволит до 30 снизить расход болтов и увеличить гарантированный срок их службы.Годовая экономическая эффективность от внедрения высокопрочных болтов с .повышенным сопротивлением ,задержанному разрушению из предла- ф гаемой стали составит 8,5 млн.руб. в год. Высокопрочная сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, молибден и железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения предела сопротивляемостизадержанному хрупкому разрушениюв агрессивной среде, она дополни-,тельно содержит титан, бор и ниобийпри следующем соотношении компонентов, вес.З:Углерод 0,18-0,23Марганец 0,40-0,80Кремний 017-0,55Хром 11,6-2,2Никель .12-1,5Молибден 0,25-0,60Титан 0,03-0,06Вор 0,002-0,004Ниобий 0,02-0,04Железо ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ВеликобританииМ 1434948, кл. С 7 А, 1976.2. Сталь 30 Х 2 НМФ ТУ-1-37-4-73.Минчермет СССР.