Сталь

 

Изобретение относится к металлургии и может быть применено в производстве отливок. Цель изобретения - улучшение свариваемости стали, повышение сопротивления микросколу и росту усталостной трещины. Сталь содержит, мас.%: C 0,1 - 0,3

MN 0,3 - 1,6

SI 0,3 - 1,0

CR 0,1 - 0,5

TI 0,005 - 0,03

V 0,04 - 0,15

AL 0,03 - 0,09

CU 0,05-0,5

NI 0,05 - 0,5

B 0,0005- 0,003

CA 0,0005 - 0,06

N<SP POS="POST">2</SP> 0,005 - 0,02

FE остальное, причем суммарная объемная доля нитридов алюминия и титана, отнесенная к объемной доле карбонитридов ванадия, составляет 0,2-0,5. После закалки от 950°С и отпуска при 650°С предложенная сталь имеет следующие свойства: σ<SB POS="POST">в</SB> 675 - 685 МПа

σ<SB POS="POST">0,2</SB> 510 - 520 МПа

δ = 30 - 32%

ψ = 60 - 65%, R<SB POS="POST">мс</SB> = 1090 - 1180 МПа

КСИ<SP POS="POST">+2</SP>° = 1,52 - 1,61 МДж/м<SP POS="POST">2</SP>

КСИ<SP POS="POST">-6</SP>° = 0,71 - 0,83 МДж/м<SP POS="POST">2</SP>. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

< 114 С 22 С 38/54, 38/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cs

Е .:.. 1 Ф Г !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4324531/31-02 (22) 04. 11. 87 (46) 30.07.89. Бюл. 1."- 28 (71) Уральский политехнический институт им. С.И.Кирова, Производственное объединение "Уральский вагоностроительный завод" им. Ф.Э.Дзержинского и Уральский научно-исследовательский институт черных металлов (72) Б.M.Áðoíôèí, А.A.Åìåëüÿíoâ, М,И.Гольдштейн, В,К.Сотников, Л.И.Бернштейн, В.Б.Бамбулевич, В.А.Двухглавов, Л.A.Ñìèðíoâ, А.А.Филипиенков, Е.И.Голуб, Л.Н,Косарев и С.А.Гладышев (53) 669. 15-194(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 519491, кл. С 22 С 38/48, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Р 1447925, кл. С 22 С 38/50, 1987.

Изобретение относится к металлургии и машиностроению и может быть прИмеиеио в производстве отливок с целью улучйения эксплуатационных свойств, свариваемости, износостойкости, а также повышения сопротивления микросколу и росту усталостной трещины при сохранении высокого уровня прочностных и пластических характеристик.

Цель изобретения — улучшение свариваемости, повьппение сопротивления микросколу и росту усталостной треПИНЫ.,. SU„„1497266 А 1 (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть применено в производстве отливок. Цель изобретения улучыение свариваемости стали, повышение сопротивления микросколу и росту усталостной трещины. Сталь содержит, мас.Х: С 0,1-0,3; Ип 0,3-1,6;

Si 0,3 — 1,0; Cr 0,1-0,5; Ti 0,0050,03; V 0,04-0,15; Al 0,03-0,009;

Си 0,05-0,5; Ni 0,05-0,5; В 0,00050,003; Са 0,0005-0,06; 11 0,005-0,02;

Fe остальное, причем суммарная объемная доля нитридов алюминия и титана, отнесенная к объемной доле карбонитридов ванадия, составляет 0,2-0,5. о

После закалки от 950 С и отпуска ири

650 С предложенная сталь имеет "ледующие свойства: Г6 675-685 ИПа, 6 < 510-520 ИПа,3 =30-32;!, 4 =60-652, В.,=1090 †11 МПа; КСИ =1,521,61 МДж/м ; KCU " =0,71-0,83 МДж/м .

4 табл.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Стали выплавляли в 400 кг инкубационной печи с основной футеровкой.

Окончательное раскисление проводилось алюминием в ковые. 11еред разливкой металла в трефовидиые пробы ои обрабатывался силикокальцием.

Химический состав, физико-механические и технологические свойства предлагаемой и известной сталей представлены в табл. 1-4.

Присутствие в стали таких элементов, как хром, никель, медь, сиособ3 14972бб

4 ствуют увеличению сто у йчивости иере- сопротивления стали вязкому разруыеохлажденного аустенита чт у, что приводит нию выбрана ударная вязкость KCU++ .

Таким образом, содержание элемени повышению комплекса механических а ических 5 тов и их соотношение в предлагаемой свойств. Добавки ван адия способству- стали обеспечивает уменьшение склонют образованию исп д ерсных карбонитрид-, .ности стали к образованию горячих

v ных частиц и измельчению зерна стали, трещин, повышение сопротивления микчто также оказывает благоп иятное влиа оприятное вли- росколу и росту усталостной трещины. яние на свойства стали. Добавки каль- 10 Приведенные в таблице данные св д ф цирующее влияние детельствуют о преимуществе предла-. св рна мет891лические включения что спо> гаемой стали перед известной. собствует увеличению ударной вязкости. Дополнительное ограничение на со- ф о р м у о р м у л а и з о б р е т е н и я отношение суммарной объемной доли 15 нитридов алюминия и титана к объем- Сталь содержа а щ я углерод, марной доле ка бонит и в р р до ванадия, кото- ганец, кремний, хром, титан, ванадий рое должно быть равным 0,2-0,5 приво- алюминий, медь, никель, бар, кальций дит к дальнейшему улучшению свойств.

Ф ижелезо, отличающаяся

1тем, что, с целью улучшения свариваемости повышения сопротивления микросколу и росту усталостной трещины, она дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мас,X:

Углерод

Марганец

Кремний

Хром

30 Ти„н

Ванадий

Алюминий

Медь

Никель

35 Бор Кальций

Азот

1Келезо

Таблииэ1

Содержание элементов, мас.2

Са N 5 P

Вариант состава стели

С Ил Si Cr Ti V Al Cu Ni В

1 Аэот на верхнем пределе О, 18 0,8 0,7 0,3

2 Аэот на ниж0>02 О, 1О 0>06 О> 3 03 0>001 001 002 0016 0017 О ° 46

0,001 0,01 Q,005 0,016 0,017

0,23

0,18 0,8 0,7 0,3 0,02: О,!О 0,06 0>3 нем пределе

3 Все элементы на нижнем пределе

4 Все элементы на верхнем пределе

5 Оптимальный состав

6 Иэвестнал

0,0005 0,0005 0,005 0,016 0,017 0,20

0,05

О, 10 0,3 0,3 0,!0 0,005 0>ОА 0,03 0>05

0>30 1,6 1>0 0,50 0,03 0>15 0,09 0,50 0,50 0,003 0,06

0,02 0,016 0,017 0,50

0,02 0,10 О, 06 0,3

0,02 0,08 0,06 0,3

0,42

0,017

0,017

О, 016

0,016

0,01

0,01

0>004

0,001

О, 001

0,3

0,4

0,18 0,8 0,7 0,3

0>19 1,0 0,7 0,30

П р и м е н а н и е. V, - суммарная объемная доля нитридов алюминия и титана; т - оььемнал доля нарбоннтридов ванадил. В составе 6 допойннтельно содержится КВ в нолнчестве 0,>1022.

В качестве характеристики сопротивления стали хрупкому разрушению

-60 использовались ударная вязкость KCU и сопротивление микросколу R c. экспериментально Rä соответствует на> пряжению разруыения 5 измеренному при температуре вязкохрупкого перехода и равному пределу текучести материала при этой температуре. Важным преимуществом сопротивления микросколу, как характеристики материала, является то, что R с целиком определяется структурой материала и не зависит от температуры, скорости деформирования и вида напряженного состояния. Увеличение 11д свидетельствует о возрастании сопротивления хрупкому разрушению. В качестве характеристики

0 10-0,30

0,30-1,бО

0,30-1,00

О, 10-0,50

0,005-0,03

0,04-0,15

0,03-0,09

0 05-0 50

0,05- 0,50

0,0005-0,003

0 0005-0,0б

0 005-0,02

Остальное

1497266

Таблица2

Сталь

Пох аз ат ели

Известная

Предлагаемая з

1120 1040

2,61 3,99

2,72

2,70

5,8

5,5 11,2

ТабляцаЭ нерка сталя сварк

180-180-180

Оэ92 0 44

Известная

730

Электродною

0,30-5 6 мм

Предлагаемая

180-180-180 1,50 О, 70

675

0,72

0,70

0,47

180 180-180

180-180-180

180-90-100

1,55

1,52

0,94

5

Из стяая

725

«я

Электродами

АНО-1 6 мм .

Предлагаемая

1,52

0,72

675

180-100-100 и

Проволокой

0,75

0,80

0,45, 4

Известяая

Предлагаемая

1 50

1 55

0,90

180-90-100

180-90-180 !

70-90-100

730

1,55

6 70

180-100-100

0,75

170-90-100

180-90-100

0,70

0,75 и

1 ° 50

1,55

Таблица4

КСИ, ?1Дж/мэ при С

Марка стали

+20 -60

0,45

0,90

1,61

1,52

0,82

0,71

1,55

0,75

0,95

0,48

1,60

1,55

0,76

0,72

1,62

0,75

К„, МПа

m ю ì

С 10

MIIa мм

Режим сварки

0=3»27 ккал/см

1=730 А ??=30 В

Vñü =47 м/ч оп, лр 81 M/÷

Глубина проплавления 6 мм

0=5,5 ккал/см

I=720 А

U=40 В с8 =35 и/ч

17п пр =81 м/ч

Глубина проплавления 8 мм

1100 1180

2,67 2,65

5,7 5,6

Известная

Предлагаемая

Известная

Предлагаемая

Характер раэруяения резрывяых образцов

Разрыв по металлу щва.

Излом хотпколязкдй

Разрыв по основяому металлу ИзлОм ВЯЗ кнй

То ке

Разрыв по металлу msa.

ИэлОМ хрупкОВяэкий

Разрыв по осяовяому металлу. ИЗЛОМ ВЯзкнй.

То ке

Разрыв по металлу.

Излом хрупковязкий

Разрыв пс осяовяому металлу. Излом вязкий.

То ве