Сталь

) (И д 11 С 22 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСН СВИДЕТЕЛЬСТВУ рной вязкости, реходной темпена дополнительн медь пои следую понентов, вес.Ф0,20-0,270,3-0,5 Оф 5-0,9 юхин, Осмитво СССР1977,о СССР 0,05-0,50,0001-0,0020,005-0,0150,001-0,020,001-0,020,001"0,0150,03-0,150,01-0,25Остальное АзотКальцийАлюминиТитанВанадийМедь глерод,ель,титаня с яусталост лезо ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГ(56) 1. Авторское свидетельсМ 559997, кл. С 22 С 38/5 ф,2. Авторское свидетельствпо заявке У 2759626/22-02,кл. С 22 С 38/5, 1979(5)(57) СТАЛЬ, содержащая укремний, марганец, хром, никбор, азот, кальций, алюминийи железо, о т л и ч а ю щ атем, что, с целью повыаениянои прочности и уда также снижения иратуры хрупкости,содержит ванадий иаем соотношении коУглеродКремнийМарганецХромНикельИзобретение относится к металлур"гии, конкретнее к конструкционнымуглеродис,ым сталям, используемымв энергетике, машиностроении, судостроении и других отраслях промышленности как канструкционный материал для крупногабаритных изделий,к которым при относительно невысоких значениях прочностных характе-,- ристик предьявляются повышенные требования в отношении пластичности,ударной вязкости, переходной температуры хрупкостиПТХ ) и качества металла в части дефектов металлургической природы ( флокены трещины) и неметаллмческих включений,Известна сталь 1 1 1 содержащая,вес.:Углерод 0,20-027Кремний 036-0,48Марганец 0,50-0,80Хром 0,10-0,20Никель 005-0,50Молибден 0,01-0,05Ванадий 0,03-0,09Бор 0,0001-0,001Медь 0,10-0,25Вольфрам 0,01-0,05Ниобий 0,01-0,05Церий 0,0005-0,002Азот 0,003-0,008Железо ОстальноеОднако эта сталь требует расходадорогих и дефицитных материалов таких, как вольфрам молибден, ниобийцерий, склонна к образованию неравномерной крупнозернистой структуры, де"фектов типа флокенов "цериевой неоднородности" и других, цто являетсяпричиной разброса механических свойств(особенно пластических и ударноивязкости) и получения нестабильных,а порой и неудовлетворительных результатов по данным ультразвукового контроля, в силу чего не гарантируе 1 сянадежная работа изделий и возможныслучаи забракования их еще на стадииизготовления,Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сталь 1. 2 содержащая, вес.3,:Углерод 0,18-0,25Марганец 0,45-0,79Кремний О,Т 7-0,37Хром 0,4-0,7Титан 0,005-0,03Бор О,ООО 5-О,О 03Кальц й 0,001-0,008Алюминий 0,010-0,05Никель 0,4-0,7Азот 0,005-0,015Сера 0,015-0,06Железо ОстальноеОднако известная сталь при высокомуровне прочности имеет низкую хладностойкость и низкое сопротивление усталости.10Целью изобретения является повы"шение усталостной процности и ударной вязкости и снижение переходнойтемпературы хрупкости.Поставленная цель достигается тем, 1цто сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, бор,азот, кальций, алюминий, титан и железо, дополнительно содержит ванадийи медь при следующем соотношении компонентов, вес.:УглеродКремнийМарганецХромНикельБорАзотКальцийАлюминий30 ТитанВанадий 0 20-0 27 0,3-0 5 0,5-0,9 0,1-0,4 0,05-0,5 0,0001-0,002 0,005-0,015 0,001-0,02 0,001-0,02 0,001-0,15 0,03-0,15Медь 001-025Железо ОстальноеВ качестве примесей сталь может35 содержать до 0,02 вес.Ф серы, до0,02 вес.3 фосфора, 0,00004-0,0003(О 5-34 см/100 г) водорода,Ограничение водорода в указанныхпределах обеспечивает получение ста 40 ли в крупных поковках без флокенов,Ограничение содержания серы ифосфора в указанных пределах не оказывает заметного влияния на ликваци"онные процессы при кристаллизациикрупных слитков и мало отражается науровне механических характеристик,Большее содержание серы и фосфораприводит к увеличению их .ликвации,повышенной загрязненности неметаллическими включениями и снижению качественных показателей металла поко" вок и механических свойств,В лабораторных условиях осущестле.ны плавка, пластическая и термическаяобработки, исследование механическихсвойств предлагаемой и известной сталеи.Разливка плавок проводилась в слит-.ки массой 25 кг с последующей ковкойна прутки диаметром 20 мм от 1220 С С.3 10190Предварительная термическая обработка включала высокотемпаратурныйдвойной иэотермический отжиг с выдержкой при 900 РС в течение 5 ч и при,560 фС в течение 10 ч. Окончательная 5термическая обработка включала закалку от 880 С с охлаждением в воде иопоследующий отпуск при 680 С,Химический состав исследованныхсталей приведен в табл. 1. Свойства 30предлагаемого и известного составовстали привдены в табл. 2.Результаты испытаний показали,что предлагаемая сталь при одинаковых 05 4условиях термической обработки превосходит известную на усталостной прочности и ударной вязкости, а также имеет более низкую переходную температуру хрупкости.Технико-экономический эФФект от использования предлагаемой стали выразится в увеличении эксплуатационной надежности и срока службы иэде" лий за счет повышения пластических и вязких ее характеристик при сохранении прочностных свойтсв, а также снижения переходной температуры хруп" кости.ОтносиУсловныйномерплавкиПредел текучести, МПа Относи- тельное Временное сотельноесужениеСталь удлинение, Ф противле ние, МПа 480 Предлагаемая2 733 31,4 410 415 29,8 520 Известная5 68 26,8 380 00 404 260 67,.1 522 418 67,4 Продолжение табл. 2 КС, кДж/м Сопротивление усталости при изгибе, МПа Переходнаятемпературахрупкости,фС Сталь нэ воз-в морскойдухе 1 воде,2860-40 1630 3 351 2 354 У ь 8 5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,1П р и м е ч а н и е. Результаты механических испытаний усредненыпо трем образцам на точку; переходная температура хрупкости определялась по сериальнымиспытаниям от -100 до +100 С с интервалом 20 С20 С; сопротивление усталости определялоськак среднестатическое при испытании на каждуюточку 8-10 образцов диаметром 10 мм методом"вверх-вниз",Составитель С. ДеркачеваРедактор О, Поповка Техоед М,Тепер Корректор Г. Решетник Заказ 3639/21 Тираж 627 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий11 0 Москва Ж- Ра шская наб. , 4/