Сталь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (И) 7 4 С 22 С 38/46 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН варушениям,против к азрушений т кальций компонен слоистым ти, стойко еханически ельно соде м соотношеляемостириваемозионно мдополнитследующмас Х ро- она Соколов,егостаев,ов, Р.С.Левиц,Впадимиров,Киселев,ов, В,И.Лепеая углерод медь, ни ванадий ая сяалюминиичающ ия сопр СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) СТАЛЬ, содержащкремний, марганец, хром,кель, молибден йжелезо, о т лтем, что, с целью повыше УглеродКремнийМарганецХромМедьНикельМолибденАлюминийВанадийКальцийЖелезо 0,08-0,13 0,20-0,40 0,45-0,75 1,05-1,30 0,20-0,65 1,05-2,20 0,10-0,18 0,01-0,06 0,01-0,03 0,005-0,050 ОстальноеЭ 3787 50 50 9Изобретение относится к металлургии, конкретнее к конструкционнымнизкоуглеродистым сталям, применяежм для изготовления корпусов судови конструкций морских техническихсооружений, к которым предъявляют. ся высокие требования: они должнысочетать высокий уровень механических свойств с удовлетворительнойсвариваемостью, коррозионной стойкостью и относительно низкой стоимостьюИзвестна сталь, содержашая мас.7:Углерод а 0,3Кремний 0,08 - 0,8Марганец 0,5 - 2,0Хром а 1,0Медь 0,8Никель й 2,0Фосфор 0,04Сера 0,02Алюминий е 0,1Кальций 0,005 - 0,015Ниобий 0,04Ванадий 0,Молибден 0 15Железо ОстальноеПриведенная сталь имеет недостаточную прочность.Наиболее близкой к описываемойпо технической сущности и достигаемому результату является сталь, содержащая, мас.Х:Углерод . 0,11 - 0,15Кремний 0,2- 0,4Марганец 0,8 - 1,05Молибден 0,55 - 0,65Медь 0,6 - 0,8Вольфрам 0,15 - 0,40Ванадий 0,02 - 0,05Никель ,4 - 2,0Хром 0,75 - 0,95Алюминий 0,02 - 0,05Церий 0,01 - 0,03Железо ОстальноеИзвестная сталь после закалки ивысокого отпуска обеспечивает следуницие механические свойства:Толщина листа, мм 5-50 55-100Временное сопротивление,кгс/мм 82 62Предел текучести,кгс/мм 75 55Относительное сужение,йОтносительное удлинение,Я 12 18 Работа удара образец с острым надрезом вдоль проката,кгс м при -60 С 3,0Эта сталь хорошо сваривается, имеет удовлетворительную ударную вязкость и пйастичность.Однако для сварки известной ста 10 ли в толщинах до 100 мм (при указанном составе компонентов во избежание трещинообраэования) требуетсявысокий предварительный подогрев( 400 С), что усложняет и удорожа 1 Б ет технологию изготовления конструкций. Проблема может быть решена применением аустенитных сварочных материалов, что невыгодно экономическиСодержание серы и фосфора в извест 20 ной стали не оговорено и при содержании серы и фосфора (до 0,037 каждого в сварных соединениях могутвозникать трещины и слоистые разрывы, а сама сталь подвержена отпуск 25 ной хрупкости,Целью изобретения является повышение сопротивляемости слоистым разрушениям, свариваемости и стойкостипротив коррозионно-механических раэ 30 Рушений,Поставленная цель достигается тем,что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец; хром, медь, никель,молибденалюминий, ванадий и железо, дополнительно содержит кальцийпри следующем соотношении компонентов, мас.Е:Углерод 0,08 - 0,13Кремний 0,20 - 0,404 б Марганец 0,45 - 0,75Хром 1,05 - 1,.30Медь 0,20 - 0,6511 икель 1,05 - 2,20Молибден 0,10 - 0,1845 Алюминий 0,01 - 0,06Ванадий 0,01 - 0,03Кальций 0,005 - 0,050Железо ОстальноеСуммарное содержание меди иникеля составляет 1,70 - 2,407.,В качестве примесей сталь можетсодержать, мас.7:Фосфор 0,005 - 0,015Сера 0,003 - 0,010За счет снижения содержания углерода и марганца улучшается свариваемость стали и сварка может бытьобеспечена или без подогрева, илис незначительным подоГревом в листахз 9337874толщиной до 100 мм ниэколегированны- Это подтверждается расчетом по фор-. ми сварочными материалами без угро- муле Международного института сварзы возникновения холодных трещин, ки 8. Мп Ст М Бо Ч Сп й Н РС+ - + - + - + - + - + - + - + - -+ - с , 30 20 20 60 25 10 20 600 60 ф Та б ли ца 1 Содержание элементов мас.7 Плавка едь Молиб- Ванаден дий Крем- Марга- Хром Ниний нец кель Углерод Предлагаемая 0,08 0,20 0,45 1,05 1,05 0,65 0,10 0,01 0,09 0,36 0,68 1,27 1,80 0,23 0,14 0,02 Оэ 11 Оэ 26 Ов 60 112 1 23 Оэ 59 Оэ 10 . Оэ 02 0,13 0,40 0,75 1,30 2,20 0,20 0,18 0,03 0,10 0,28 0,65 1,05 1,85 0,42 0,15 0,03 Извест 0,14 0,31. 0,92 0,93 1,62 0,71 0,32 0,05 ная Продолжение табл.1 Содежание элементов мас.7 Плавка Фосфор Алюми- Каль- Сераний ций Вольфрам Предлагаемая,007 0,01 01 0,00 Остальное 8 0,02 о ж где Р - параметр трещинообразования;й - толщина листа, мм (принимает 100);Н - содержание водорода, см /100г (принимает 1,0).Для известной стали Р при содержании компонентов на верхнем и нижнем уровнях равняется 0,470 - 0,571, а для предлагаемой - 0,387 - 0,500. 10Используя параметр трещинообразования,по формуле Т = Р 1440 - 392определяем требуемую температурупредварительного подогрева, котораядля известной стали получается рав, оной 280 - 430 С, а для предлагаемой165 - 300 С.В табл.1 приведен химический состав стали, мас.7.93387 Продолжение табл. Плавка Содежание элементов мас.Х 1 Сера ций 03 0,029 0,01 0,021 и О,0,050 15 5 01,029 О,О ая арные соедианы от слоз плавки 5аритные листы ее ЗОБ св а антиров направлении 0 нения из стали г ристьх разрывов.Слитки, полученныепрокатывают на полногтолщиной 30 - 100 мм,Табл,2 представляесвойства, полученныепосле закалки и отпус механическиеа этих листах а Относитель- Относительиое удлине- ное сукение, Х ние, Х лри-1 количествво е мело ме больинк нроЬ,Х Относительное суиение в вертикаль ном неправ" ленни, Х абот дара Пределтекуче с"тиПлавка Временное солротивление, кгсlми с/ 100 100 59,4-632 56,2-594 61,0"60,6-5 14,7 НЮ63 65, 60 10-7 24-24 52 ню-оо 1,59,6 64-63 651 65-64 56, 51 5-6 100 51-52 8,4-8,6 9 58 3-6 О, 681-70 З 114-77 . 534-52 5,3-4трын надрезом (тип П ло ГОСТ 9454-78)Количество волокна в изломе при 20 С во всех случаях 1 ООЖ,Относительное сужение на разрывны образцах, вырезанных в направлении толщины листа изет-направлении)является величиной характеризующей ,сопротивляемость стали слоистому раз рыву. По зарубежным, данным при величине относительного сужения в зетосфор Вольф- Желерам зо 86 55 164-16 О 14,9"57 6,4-14,8 19,6-205 6,0-20,2 18,0-20,4 14,9 8,0 16,5"16,7 18,0-22,4 17,2 22,2933787 Продолжение табл. 4 В табл.3 дана оценка свариваемости стали. Таблица 3 0 010 0,050 4 58,2 64,50 Наличиехолодныхтрещинпри сварке жестких проб ТемпеПара"метр .трещинообПлавка ратурапредварительного 0 0 005 0,036 10 5 53 53 52То жеНТрещиныТо жеТрещин Известная 0,528 225 350Т аблица 4 вестной сталей.З 5 Образцы представляют собой ппастинки размером 5 50 100, По центруппастинки, вдоль продольной оси содной стороны, низколегированнымсварочным электродом марки 48 Н диаметром 5 мм наносят за один проходвалик высотой 4 мм и длиной 70 -80 мм, что имитирует сварочный цикл,Для моделирования условий сваркиплиты толщиной 70 мм используют.мед ный водоохлаждаемый шаблон. Исследования микроструктур зоны термического влияния, полученной по такой методике на пластинках и на натурныхлистах, показывают их идентичность.После нанесения наплавки образцыподвергают воздействию коррозионнойсреды по ускоренной методике (испытания в кипящем растворе 503 ННБОои при температуре кипения 108 С), 55За характеристику коррозионной стойкости принимают время до появления Предлагаемая1 5963 0005 0,005 0 60,6 0 61,0 0 В табл.4 дана оценка сопротивляемости слоистому разрыву на пробах типа "окно" (ввариваемая карточка 25 ф 150 150),Как видно из приведенных данных,20 описываемая сталь имеет сопротивляемость хрупким разрушениям при пониженных температурах более высокую,чем известная,Прокаливаемость описываемой стали, которая для всех судостроительныхсталей характеризуется наличием волокнистой составляющей в изломе, после испытания при 20 С обеспечиваетсяво всех толщинах и при всех соотноше"30 ниях компонентов.Для .оценки сопротивляемости сталикоррозионно-механическим разрушениямпроводят испытания предлагаемой и изещин, которые зарождаются в зонермического влияния.933787 10 Таблица 5 представляет полученные результаты Таблица 5 Плавка Время до появления трещин ч макси- мини- среднее мальмальное ное 4900 4200 4560 4750 3940 4420 Известная 3780 2630 3260 Из таблицы следует, что предлагаемая сталь и ее сварные соединения имеют более высокую сопротивляемость коррозионно-механическим разрушениям, чем известная. Корректор О. Кравцова Редактор Н, Сильнягина Техред А. Кравчук Тираж 605ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раунская наб., д,45 Заказ 5905 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 Предлагаемая1 Сварку ручную ниэколегированнымиэлектродами марки 48 Нвыполняют 25 при погонной энергии 42 кдж. Содержание диффузионного водорода в наплавленном металле 2,3 см /100 г.