Сталь

(54) ( 57) СТАЛЬ, содержащая углерод,кремний,марганец, никель, железо,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения ударной вязкостипри отрицательных температурах до-196 С, она дополнительно содержитокром, кальций, бор при следующемсоотношении компонентов, вес.Ъ: Звягин, игоркин ров М,М аочный п ахаоли(088. 8)ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСНОЬЙ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУИзобретение относится к черной металлургии, в частности к конструк циоццым сталям для сварных конструкций, эксплуатируемых при криогенных температурах до -196 С, емкостей для храцеция сжиженных газов, трубопроводов для транспортировки схсиженного газа и др.Известна сталь Х 18 Н 10 Т 13.Указанная сталь обладает невысокой прочностью при комнатной темпе" 10 ратуре. Так, например, сталь Х 18 Н 10 Т имеет при комнатной температуре предел прочности 60 кгс/мм и предел те. кучести 30 кгс/ммВ последнее время широкое при менение в качестве конструкционцого материала в промышленности криогенных изделий получили стали системьэГе-й 1 с содержанием от 2,5 до 9,5 никеля.Наиболее близкой к предлагаемой 20 является сталь 235 содержащая, вес,В 0,005-0,06 0,17 -0,37 045 060 5,0-9,5 ОстальноеУглерод Кремний Марганец Никель Железо УглеродКремнийМарганецНикельХромКальцийВорЖелезо О, 04-0, 06 0,10-0,20 0,40"0,60 4,95-9,0 0,4-0,8 0,001-0,01 0,0006-0,002 Ост аль ное50 Одновременное модифицированиестали кальцием и бором преследуетцель предельной очистки стали отпримесей - серы, фосфора, азота идругих,:негативно влияющих на холодбстойкость стали.; Хром вводится вкачество стабилизатора структурыпакетного мартенсита в стали,Выплавлены и прокованы с последу-.ющей термической обработкой пят Сталь имеет невысокий уровень ударной Вязкости при криогенных температурах. например гсри - 196 С. кгсмаМ 3 8. -смЕЛЬ ИЗОбРЕтЕЦИЯ - ПО 1 эЫШЕЦИЕ УДаРЦОЙ В 513 К СТ 11 Сталя ПРИ СэтР 11 Ца; тельных тексс 1 ературсэх дсэ -196 С,Указанная цель дсэстигается тем. что сталь, содержащая углерод, креМ- ций. марганец, никель, железо, допол интел 1,11 о с одер:кит хрсм, кальций . бор при следую цем соотношении эсомпонентоа нес40 надцать различных по химическому составу сталей. Плавка сталей произМ водится в индукционной печи. Модифицировацие сталей кальцием и бором осущестээляют в ковше в процессе проду 1 эки стали аргоцом и одновременной ее обработки син.сети 1 еским шлаком. Прокола цые слитки из сталей с содержанием цикег 1 Я до 5 подвергают нормализации от 1000 С и отпуску при 650 С, а содержанием пикеля более 5 - нормализации от 1000 С, отпуску при 570-600"С,Со,г 1 ержание элементов в выплавлен 5 ных ста 1151 х, в,;:., 11 редставлено в табл. 1.Стали 1 и 2 плавок (изэзестная) продувке ар.гоцлм и обработке синтетическим шлаком це подвергаются,Содержание серы, фосфора, алюминияя и азот а в эы 11 л ав 51 ецц 111 х сталях1 вес,Ъ, приведено в табл. 2.Механические свойства. сталей представлены в табл. 3, результаты исследования микроструктуры в табл. 4,Результаты испытсэний механических свойств показывают, что уровень ударной вязкости при - 196 С предлагаемой стали повысился по сравнению с иэ"е вестнои ( плавки, 1 и 2) более, чем на 30 для стали с 9 никеля (плавка 4), и более, чем в два раза для с 1 тали с 5 н 11 келя (плавки 3 и 5),Также установлено, что при повышении концентрации углерода в структуре нормализованной стали появляется наряду с пакетным двойни 1 совый сетрагоцальцый мартецсит и, особенно при полном исчезновении в структуре пакетного мартецсита, наблюдается резкое снижение ударной вязкости при в 1 С плавки 7,8,10,11,12,14 и 153;Критерий относительной конструктивной холодостойкости (Е =к 10-сжх б Д "О 1 ГТ где к =. +1 при нагружений не ниже порога хрупкости,к = 1 при нагружении ниже порога хрупкости ) предлагаемой стали повысился до величины 4,14-6,7 при 5-9 никеля по сравнению с соответствующими величинами 1,45-5,5 для известной.Повышение ударной вязкости при -196 ОС более чем на 30, а также отйосительного критерия конструкторской холодостойкости"позволит повысить надехсность и долговечность крио генной техники, изготовленной иэ предлагаемой стали, а также получить значительный зкономический эффект.,1032040 Углерод Плавка Никель Железо Бор Хром Кальций Марганец Кремний 1извест- ная 0,06 0,150,5 5,5 Остальное. 2Извест- ная 0,15 10,0 0,05 0,5 4,95 0,4 0,0010,0006 3 004 0,10 0,4 020 08 0,01 0,002 9,0 0,6 Об Ог 002 Ое 001 0,15 5,6 0,5 0,7 0,16 015 0,001 О,002 10,0 0,5 0,001 0,001 0,5 9,0 0,5 0,7 0,002 0,001 0,121 0,14 0,6 0,4 0,80,002 0,002 5,0 4,95 0,001 0,002 0,7 0,5 0,002 0,008 5,1 0,002 0,002 12 0,46 13 0,18 0,8 5,0 0,7 0,001 0,001 0,20 3,20 0,4 0,7 3,05 0,002 0,001 14 0,27 15 0,60 0,001 0,002 0,13 0,37 3,00 0,6,010 , 012 14 15 0,0 О,О 07 07 0,008 0,007 Механические свойст 1 лав арная вязкость неже/кгс м мм) 8 20,2 14,70 24,3 0 7,4 20,14,3 5 бб 52 . 10, 50 8,1 1 Извес ная 2 Извес ная1032040 а7 Таблица 4 Плавка Микроструктура 1Прототип Пакетный мартенсит Прототип 7 Двойниковый тетрагональный мартенсит + пакетный мартенсит 8 Двбйннковый тетрагональный мартенснт 9 , Пакетный мартенсит10 11 Пакетный мартенсит + двойииковый тетрагоналвный мартеисит 12 Двойниковый тетрагональный мартенсит 13 Пакетный мартенснт + феррит 14 Двойниковый. мартенсит + пакетный мартенсит. Ф 15 Двойниковый тетрагональный мартенситЗаказ 5334/32 Тираж 627 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д.4/5