Низколегированная сталь

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН (19) (111 (su 4 С 22 С 38/46

jf

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3742161/22-02 (22) 1 7 .05 . 84 (46) 07.06.86, Бюл. № 21 (71) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт, Новокраматорский машиностроительный завод им.В.И.Ленина и Центральный научно-исследовательский инсти 1 ут черной металлургии им.И.П.Бардина (72) А. Я. Наконечный, В. Н. Радченко, А. Г. Пономаренко, Л. Н. Кологривова, В. А. Бутков, В. M Певцова, И. В. Шупенко, Д. А. Литвиненко, В. Н. Никитин, В. Г. Лазько, Е. П. Луппов, А. Д. Панин, В. 3, Камалов, Н. Е. Луппов, Л. С. Шепотинник, M. С. Бабицкий, В. С. Харахулах, А. В. Сколобанов, Н. Н. Кулик, В. В. Голод,. К. А. Брызгунов и О. В. Носоченко

{53) 669.15-194(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1019003, кл. С 22 С 38/46, 1982.

ГОСТ 19282-23.

ГОСТ )9282-73.

Авторское свидетельство СССР

¹ 443936, кл. С 22 С 38/18, 1972. (54)(57) НИЗКОЛЕГИРОВАННАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, ванадий, алюминий и железо, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения ударной вязкости после механического старения и повышения предела прочности, она дополнительно содержит барий при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Углерод 0,06-0,12

Кремний 0,15-0,40

Марганец 0,7-1,2

Никель 1,15-1,55

Медь 0,8-1,20

Хром 0,1-0,40

Ванадий 0,05-0, 12

Алюминий 0,02-0,08

Барий 0,001-0,05

Железо Остальное

1 12

Изобретение относится к металлургии, в частности к низколегированным свариваемым сталям, применяющимся в строительстве и машиностроении.

Цель изобретения — повышение ударной вязкости стали после механического старения и повышение предела прочности.

Добавка бария обеспечивает очищение твердого раствора от азота, водорода, кислорода, измельчает зерно нод влиянием образования карбонитридной фазы, глобуляризирует неметаллические включения, что сопровождается повышением характеристик ударной вязкости стали, особенно после механического старения при одновременном повышении прочности.

Нижние пределы основных легирующих элементов: углерода, марганца, никеля, хрома, меди, обеспечивают необходимый уровень прочности стали. Увеличение содержания в стали этих элементов вьпне верхних пределов приводит к увеличению хрупкости стали и ухудшает свариваемость.

Содержание алюминия в стали меньше 0,02 мас.% недостаточно для полного удаления кислорода из твердого раствора, Содержание алюминия выше

0,08 мас.% приводит к загрязнению стали неметаллическими включениями

A!20 и ухудшает технологичность стали и качество поверхности.

Содержание ванадия ниже 0,05 мас.% недостаточно для связывания азота, а также образования необходимого количества карбонитридов для достижения высокой прочности и вязкости в результате измельчения зерна.

При содержании ванадия выше

0,12 мас.% он растворяется в твердом растворе, что приводит к охрупчиванию стали.

Наибольший эффект от введения бария достигается при его введении в сталь, предварительно раскисленную алюминием, при этом в случае остаточного содержания алюминия на уровне 0,02-0,08 мас.% барий способству35981 ет более глубокому раскислению металла, десульфурации и глобуляриэации неметаллических включений. Оптимальный уровень механических свойств

5 стали обеспечивается при содержании в ней бария 0,001-0,05 мас.%.

Выплавку предлагаемой и известной сталей проводят в 60-килограммовой основной индукционной печи. Расплав в индукционной печи доводят до 16001630 С, продувают кислородом до необходимого содержания углерода, после чего скачивают шлак и раскисляют металл алюминия, который выводят на штанге. Затем металл сливают в ковш.

При сливе под струю металла дают необходимое количество легирующих элементов и раскислителей, при этом барий вводится в виде ферросиликобария марки ФСВ-1. Выплавленный металл разливают в изложницы для слитков массой 20 кг, Полученные слитки проковывают на карты толщиной 14 мм и после термообработки (закалка при

930+10 С и отпуск при 630+10 ) исследуют механические свойства. На картах определяют также химический состав сталей, который приведен в табл. 1.

ЗО Механические свойства предлагаемой и известной сталей приведены в табл. 2. Их определяют при испытании на растяжение пропорциональных цилиндрических образцов. Склонность стали к механическому старению оценивают по результатам испытания на ударный изгиб образцов с радиусом надреза R=0,25 мм, изготовленных из деформированного металла.

Сравнение механических свойств известной и предлагаемой сталей показывает, что использование предлагаемой стали для металлоконструкций позволяет повысить надежность изделий в 2 раза за счет уменьшения склонности стали к деформационному старению, а также сократить расход металла за счет повышения прочности стали.

1235981

Таблица.Si Mn Cr Ni Cu V Al Ba Ca

Сталь С

Известная 1 0,10 0,38 0,82 0,21 1,34 1,00 О, 08 0,012 — 0,021

Предлагаемая

0,80 6,05 0,020 0,00!

2 0,06 0,15 0,7

0,1

1,15

3 0,12 0,40 1,2 0,4 1,55

4 0,09 0,2? 0,95 0,35

l,35

1,0

5 0,10 0,20 0,85 0,18 1,28 . 0,9

О, 08 0,03 0,01

1,0

0,50

1,4

1,70

Таблица 2

0,21

460

28,0

550

0,55

20,0

630

720

0,40

730

19,0

800

0,45

21,0

750

66О

0,45

740

20,0

0 50

20,0

700

780

0,20

18,0

740

950

0,30

16,0

820

750

ВНИИПИ Заказ 3066/27 Тираж 567

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

6 О 10 030 1,1

7 0,12 0,35 1,2

8 0,14 0 50 1,3

0,12 1,4Л

0,40 1,30

01 008 05

0,08 0,04 0,025

0,05 0,02

О,ll 0,06 0,0008

0,20 0,10 0,08