Сталь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК п 5 С 22 С 38/50, 3 ОПИСАН ЕТЕ ледовательгии им. И.П,Никитин, Л.И. люк, ф.Й. Баонов, Н.Г. Ряиходуй и Н,Ю,о СССР, 1983.к области мевысокопрочнойзначенной для ительстве и ма 3-0.20 НиобийМедьЦерийЖелезоОднако оные сваривастойкость идля ответствработающих 0,03 ьное орительи хладоьзована трукций, перату 0,005- Остал на имеет неудовлетв масть, пластичность е может быть испол нных сварных конс ри отрицательных тем ра е- оЦелью ние сварив изменени хладостой Постав сталь, сод ганец, хроии,сти,чт р ий ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ 1 (21) 4878838/02(46) 23.07.92. Бюл, М 27 (71) Центральный научноский институт черной метал Бардина(57) Изобретение относится таллургии, в частности к свариваемой стали, предна сварных конструкций в стра Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам на основе железа; точнее к конструкционным свариваемым сталям, используемым для сварных конструкций в строительстве и машиностроении,Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является сталь, содержащая, мас.%:Углерод 0,10-0,17 Кремний 0,15 - 0,50Марганец 1,0-1,6Хром 1.0- 1,5 Молибден 0,2-0,5Никель 1,6-2,3 Ванадий 0,05-0.26 Азот 0,010-0,030 Алюминий 0,03-0,10 Ж , 1749307 А 1 шиностроении. С целью повышения свариваемости, способности к формоизменению в холодном состоянии, хладостойкости при сохранении прочности сталь дополнительно содержит титан и кальций при следующем соотношении компонентов, мас,0 ь: углерод 0.09-0,15. кремний 0,15-0,6, марганец 1,0- 1,9, хром 0,5-1,0, никель 0,5-1.4, молибден 0,05-0,50, ванадий 0,02 - 0,10, ниобий 0,01- 0,06, азот 0,008-0,020, алюминий 0,01-0,08, медь 0,05 - 0,40. титан 0,005 - 0.08, кальций 0,001-0.01, железо остальное, При выполнении следующих соотношений: углерод+марганец/6+кремний/24+хром/5+ни кель/40+ медь/13+ванадий/14 0,70; 530- 415 углерод+90 углерод - 35 марганец - 20 никель - 10 молибден 350; ниобий+вана- З дий+(титан - 3,4 азот)=0,05-0,20. 2 табл. изобретения является улучш аемости и способности к форм ю в холодном состоя н ости при сохранении прочно ленная цель достигается тем, ержащая углерод, кремний, ма м, молибден, никель, ванад10 20 25 30 40 45 50 азот, алюминий, ниобий, медь и железо, до- полнительнО содержит титан и кальций при следующем соотношении компонентов, мас, ,.Углерод 0,09-0,15 Кремний 0,15-0,6 Марганец 1,0-1,9 Хром, 0,5-1,0 Никель . 0,5-1,4 Молибден 0,05-0,50 Ванадий 0,02-0,10 Ниобий . 0,01-0,06 Титан0,005-0,08 Алюминий 0,01-0,08 Азот 0,008 - 0,020 Медь 0,05-,0,40 Кальций 0,001-0,01 Железо Остальное При этом должны быть выполнены следующие соотношения; 1) С+ Мп (б+ 31) 24+ Сг(5+ Лй) 40+2) 530 - 415 С+ 90 С - 35 Мп -- 30 Сг - 20% - 10 Мо350; 3) И Ь + Ч + ( Т 3 - 3,4 К ) =0,05 - 0,20 Содержание углерода в выбранных пределах необходимо для обеспечения требуемого комплекса свойств (прочность, хладостойкость), При его содержании в мартенсите (бейните) менее 0,09 О 6 (с учетом части углерода, связанного в карбиды ниобия, ванадия и титана) не обеспечивается уровень йрочности (% 700-800 Н 1 мм ), а при содержании более 0,15% снижаются пластичность и хладостойкость стали,Пределы содержания элементов, входящих в твердый раствор: марганца, хрома, молибдена и никеля, выбраны с целью обеспечения прокаливаемости стали и формирования структуры малоуглерадистого мартенсита (возможно, с долей бвйнита). Кроме того, молибден вводится для снижения склонности стали к отпускной хрупкости, а никель - для повышения хладостойкости стали. Увеличение содержания укаэанных элементов выше предлагаемого верхйего предела ухудшает пластичность и свариваемость стали,Содержание марганца менее 1, хрома и никеля менее 0,5 О каждого снижает прокаливаемость стали, приводит к формированию в структуре феррита, что отрицательно сказывается на прочностных свойствах и хладостойкости, Снижение содержания олибдена ниже нижнего предела пов, шает склонность стали к отпускной хрупкости и приводит к охрупчиваемости при отпуске,Нижний предел содержания кремния представляет собой необходимый минимум для раскисления стали, верхний предел содержания кремния (0,6%) обеспецивает упрочнение твердого раствора без ухудшенияхладостойкости,Алюминий обеспечивает раскисленике стали, предотвращает угар вводимых титана и кальция, Минимально необходимое количество алюминия для раскисления составляет 0,01 О, увеличение его более 0,08 оь приводит к ухудшению технологичности при разливке, а также к образованию поверхностных дефектов.Минимальное количество вводимой меди обеспечивает повышение коррозионной стойкости стали, а максимальное обусловлено предотвращением склонности к образованию поверхностных трещин. Кальций обеспецивает модифицирование сульфидных включений, связывая серу в прочные соединения, что обеспечивает повышенную ударную вязкость и способность к формоизменению в холодном состоянии. Кроме того, образуемые кальцием отдельно, а такке комплексно с титаном, серой и углеродом (карбосульфиды) труднорастворимые включения способствуют измельчению зерна аустенита, тормозя его рост при нагреве под прокатку и в паузах между проходами, что также улучшает ударную вязкость и хладостойкость стали,Содеркание кальция менее 0,001 оь не обеспечивает положительного влияния на указанные свойства, а повышение его содержания более 0,01% увеличивает загрязненность стали неметаллическими включениями и ухудшает пластичность и ударную вязкость,Азот в предлагаемой стали входит в состав дисперсных цастиц нитрида титана и карбонитрида ванадия. Нижний предел содержания азота обеспецивает минимально необходимую объемную долю дисперсных частиц нитрида титана. Увеличение содержания азота более 0,020 оь способствует еще в жидком состоянии интенсивному образованию крупных (более 1 мкм) первичных частиц нитрида титана, которые образуют скопления, что приводит к снижению ударной вязкости и хладостойкости Титан, в зависимости от его соотношения с азотом, выполняет в предлагаемой стали двоякую роль; при его содержании. не превышающем стехиометрического соотношения с азотом (Т 3,4 Т), титан образует1749307 при выполнении следу)ощих соотнощений: углерод+марганец/6+кремний/24+хром/5 +никель/ 40 + медь/13 + ванадий/140,7;530- 415 углерод + 90 углерод-в квадрате 35 марганецхромни кельмолибден 350; ванадий+ниобий+(титан,4 азот)= 0,05 - 0,20. Таблица 1 ннинеснма состаа нреюлагаемое н известное стеле Союернание злемеитое, нас.О04 ав С, ; МоВЬ оотионенмю0,01 О,ООО 6,40 0,69 0,6 1,0 0,5 0,01 Осталь,1 416 1,4 0,751,01,0 0,0356,030,65 О, 014 0,020 0,626 О,ООО 0,045О,ОО0,000,01 6,642 6,6 0,065 0,075 0,00250,0010,0010,01 0,095 305,5 0,102 359 0,05 359 0,2 416 0,15 0,65 0,65 0,40 1,451,91,91;0 6,950,50,5 То юе н и и 0,12 О,Э 5 0,15 0,15 0,15 О,5 0,09 0,6 О 10 О 50 1 О 1 0 6,14 0,33 1,3 1,5 6,17 О, 15 1,6 1,25 2,Э1,951,6 сталь0,030,110,20 0,030 6,015 0,005 н 6,010 0,30 0,620 6,65 6,630 1,6 0,03 6,06 0,16и иие вн ьейа жюеН ищ ееТаблица 2 Механические свойства предлагаемои и известной сталейиоставитель Ф.Баси ехред М,Моргентал кто Лончако ванова рек аказ 2567 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж л,Гагарина, 10- 0,15-0,6:марганец - 1,0- 1,9; хром - 0,5- 1,0;никель - 0,5-1,4;молибден - 0,05-0,50; ванадий - 0,02-0,10: ниобий - 0,01-0,06; ал)омийий - 0,01-0.08: азот - 0.008-0,020; медь - 0,05 - 0,40; титан - 0,005-0,08; кальций - О,001-0,01:железо - остальное 6,27 0,06 0,50 0,02 0,5 ОЭ 62 0,05 0,10 арестная 0,35 0,26 О,5 0,5 0,05