Конструкционная сталь

 

Изобретение относится к сталям, предназначенным для изготовления баллонов высокого давления, испытьшающих в процессе эксплуатации действие статических и динамических нагрузок, пульсацию давления, гидравлические удары. Цель изобретения - повышение прокаливаемости, ударной вязкости при температурах до -50°С и изотропности стали, чло достигается дополнительным введением в сталь алюминия, титана и кальция. Сталь имеет следующий химический состав, мас.%: углерод 0,35-0,42; кремний 0,,35; марганец 0,9-1;1; хром 0,9-1,1; бор 0,001- 0,003; алюминий 0,03-0,06; титан 0,01- 0,04, кальций 0,001-0.,004; железо - остальное. Свойства стали следующие: козффициент анизотр. члзких характеристик 1,32 - 1,80, ударная вязкость (продольные образцы) 97-110 Дж/см ; ударная вязкость при -50 С 94 Дж/см, 5 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D 4 С 22 С 38/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / = „

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4163232/23-02 (22) 16.12.86 (46) 30.06.88. Бюл. М 24 (71) Научно-исследовательский институт металлургии и Челябинский трубопрокатный завод (72) Т.Л.Муштакова, А.Я,Заславский, И,И.Сергеев, В.Ф.Мазаник, Л.Г.Воронина, М.П Зырянов и С,Г.Филимонов (53) 669.14.018.292-194 (088.8) (56) ГОСТ 4543-71. Сталь 38ХА.

Сталь EM440 — Ihe Sumitomo Search.

October 1983, 9 28. (54) КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ (57) Изобретение относится к сталям, предназначенным для изготовления баллонов высокого давления, испытывающих в процессе эксплуатации действие статических и динамических нагрузок, пульсацию давления, гидравлические удары. Цель изобретения - повышение прокаливаемости, ударной вязкости при о температурах до -50 С и изотропности стали, чло достигается дополнительным введением в сталь алюминия, титана и кальция. Сталь имеет следующий химический состав, мас.Х: углерод

0,35-0,42; кремний 0,17-0,35; марганец 0,9-1, 1; хром 0,9-1,1; бор 0,0010,003; алюминий 0,03-0,06; титан 0,010,04, кальций 0,001-0.,004; железоостальное. Свойства стали следующие: коэффициент анизотр. вязких характеристик 1,32 - 1,80, ударная вязкость (продольные образцы) 97-110 Дж/см ; ф ударная вязкость при -50 С 78-0

94 Дж/см . 5 табл.

1406207

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Бор

Алюминий

Титан

Кальций

Железо

0,35-0,42

0,17"0,35

0,9-1,1

0,9-1,1

0,001-0,003

0,1)3-0,06

0,01-0,04

0,001-0,004

Остальное

Таблица l

А т (ca .(В

Предлагаемая

1 0 35 0,17 0,90 0,90 0,03 0,01 0,001 0,001 Остальное

2 0,39 0,25 1,00 ),00 0,05 0,02 0,003 0,0025

3 0,42 0,35 ),10 1,10 О,ОЬ 0,04 0,004 0,003

Иввестиая .4 0,40 0,30 0,98 0,90 0,0005 е

Предпагаемя сталь может содерпать серу и фосфор в количестве до 0,03 мас,Х, Изобретение относится к металргии, в частности к стали, применямой для изготовления баллонов высоого давления, испытывающих в процес- 5 е эксплуатации действие статичесих и динамических нагрузок, силу тяести, пульсацию давления, гидравлиеские удары при резком повышении авления, удары и повторно переменные 10 агрузки при транспортировке и монтае.

Цель изобретения — повышение проаливаемости, ударной вязкости при темо емпературах до -50 С и изотропности 15 редпагаемой стали.

Для изучения структуры и свойств

ыплавляли серию лабораторных плавок редлагаемой и известной сталей. Сталь

ыплавляли в открытой индукционной 20 ечи емкостью 150 кг с основной футеовкой.

Химический состав исследованной тали приведен в табл.1

Слитки прокатаны на эксперимеиталь,25 ом прокатном стане на пластины аэмером 400 250 15 мм, В промышленусловиях пластины вварены в балоны (по его длине) и подвергнуты ермической обработке. Эакалка с 30

20 С с охлаждением в масло. Отпуск о о ри 500-530 С с последующим охлаждеем в воде. Твердость после терми еской обработки баллонов должна ыть в пределах 269-340 НВ (ГОСТ с 731-61) ° Испытания ударной вязкости проводили при температурах плюс 20 С р минус 50 С на ударных образцах

1 ипа KCU, KCV, КСТ (ГОСТ 9454-.79).

Свойства исследованных плавок 40 предлагаемой и известной сталей приь1едены в табл.2-5.

Выплавили опытно-промышленную плавку предлагаемой стали. Из этого металла изготовили опытные баллоны, на которых определяли свойства по длине баллона. Равномерность свойств на опытных баллонах из предлагаемой стали составляла 100%. При применении известной стали неравномерность свойств отмечена у 52% исследуемых баллонов.

Таким образом, предлагаемая сталь имеет достаточно глубокую прокаливаемость, высокие значения пластических и вязких характеристик, более низкий коэффициент анизотропии, что обеспечивает высокую конструктивную прочность и позволяет применять ее для баллонов ответственного назначения.

Формула изобретения

Конструкционная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, бор, железо, отличающаяся,.тем, что, с целью повышения прокаливаемости, ударной вязкости и при температуо рах до (-50) С и изотропнасти, она дополнительно содержит алюминий, титан и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:

1406207

Таблица 2

Твердость по Роквеллу, HRC на расстоянии от торца, мм

Ст

24 39

48

51

52

49

53

54

49

54

18

38

Таблица3

Механические свойства

Сталь редел екуести, т

МПа

990

885

13 О

18,0

62 О

110,0

63 О

94 0

1г О

17,0

910

1030

48 О

86,0

52 О

102,0

ll О

1290

1440

940

1000

16,0

15,0

850

П р и м е ч а н и е. Механические свойства предлагаемой стали даны после закалки при 930 С в масло и отпуска: в числителе при 500 С, вода при твердости 375 НВ, в знаменателе при твердости 302 НВ. Прототип испытан при твердости

269 НВ., Таблица4

1,55;

580 46,0 276

42,0 36,0 302

710

110вО 96@0 71 вО 276

1,80

102 0 72 0 48 0 302

57,0

97,0 67,0 63,0 269

71,0 51,0 32,0 269

62,0 50 0 269

1,32

74,0

1,91

30 0 24,0 269

36,0

50 50

52 51

52 51

47 43 тносит длинение, У%

49 О

97,0

71,0

46 0

78,0

43,0

1406207 еТа блиц а5

Сопротивление хрупкому разрушению

Сталь ольные

0 С

+20 С м

58

110

42

102

78

30

Составитель В.Брострем

Техред М.Дидык

Редактор Т.Лазоренко

Корректор А,Тяско

Заказ 3161/25 Тираж 594

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4