Низколегированная хладостойкая сталь

 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству конструкционных сталей, работающих в условиях знакопеременных нагрузок и низких температур. Сталь содержит, мас. % : C 0,10 - 0,18; Si 0,4 - 1,1; Mn 0,4 - 0,8; Cr 0,6 - 0,9; Ni 0,3 - 0,8; Cu 0,2 - 0,6; V 0,01 - 0,10; Ti 0,01 - 0,04; Ca 0,005 - 0,02; S 0,010 - 0,035 и остальное железо. Сталь обладает σ_в=720-760 МПа; σ_т=480-510 МПа; КСИ_-60°C=0.35-0.40 Мдж/м², при этом коэффициент формы неметаллических включений составляет 1,2 - 1,4. 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к созданию низколегированных конструкционных сталей повышенной хладостойкости для строительных конструкций, работающих в условиях знакопеременных нагрузок и низких температур в северных районах.

Известна сталь следующего химического состава, мас. % : Углерод До 0,12 Кремний 0,80-1,10 Марганец 1,30-1,65 Хром До 0,30 Никель До 0,30 Медь 0,20-0,35 Сера Не более 0,035 Фосфор Не более 0,035 Железо Остальное Сталь имеет недостаточные характеристики как прочности, так и сопротивления хрупким разрушениям.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является сталь, содержащая, мас. % : Углерод 0,12-0,18 Кремний 0,40-0,70 Марганец 0,40-0,70 Хром 0,60-0,70 Никель 0,30-0,60 Медь 0,20-0,40 Сера Не более 0,035 Фосфор Не более 0,035 Железо Остальное Сталь обладает повышенными характеристиками прочности, коррозионной стойкости, но при этом не обладает достаточным уровнем пластичности и хладостойкости.

Целью изобретения является повышение прочности, ударной вязкости при -60^оС и снижение коэффициента формы неметаллических включений.

Это достигается тем, что предлагаемая сталь, содержащая углерод, кремний, хром, никель, медь, серу и железо при легировании, в том числе, ванадиевым шлаком, дополнительно содержит ванадий, титан, кальций при следующем соотношении компонентов, мас. % : Углерод 0,10-0,18 Кремний 0,40-1,20 Марганец 0,40-0,80 Хром 0,60-0,90 Никель 0,30-0,80 Медь 0,20-0,60 Ванадий 0,01-0,10 Титан 0,01-0,04 Кальций 0,05-0,02 Сера 0,010-0,035 Железо Остальное Отличительными признаками данного технического решения являются введение в состав стали новых компонентов ванадия, титана, кальция при следующем соотношении, мас. % : Углерод 0,10-0,18 Кремний 0,40-1,10 Марганец 0,40-0,80 Хром 0,60-0,90 Никель 0,30-0,80 Мед 0,20-0,60 Ванадий 0,01-0,10 Титан 0,01-0,04 Кальций 0,05-0,02 Сера 0,010-0,035 Железо Остальное Так, известны технические решения, в которых сталь содержит ванадий и кальций с целью снижения активности углерода в стали.

Однако, ни в одном из выявленных решений не достигается одновременного повышения прочности, ударной вязкости при (-60)^оС, уменьшения коэффициента формы неметаллических включений, как в предлагаемом.

П р и м е р. Сталь выплавлялась в конвертере Нижне-Тагильского комбината, дополнительно легировалась ванадиевым шлаком; прокатка производилась на лист толщиной 20 мм. Термоообработка образцов проводилась по режиму: закалка от 900^оС, отпуск 500^оС.

Механические свойства определяли на стандартных пятикратных образцах (ГОСТ 1497-84), ударная вязкость - на ударных образцах тип 1 (ГОСТ 9454-78) при пониженных (-60)^оС температурах испытания.

Результаты испытаний показывают, что предлагаемая сталь, легированная ванадиевым шлаком, имеет более высокие характеристики прочности, ударной вязкости при -60^оС, пониженный коэффициент формы неметаллических включений. (56) Авторское свидетельство ЧСФР N 126995, кл. 40 B 39/20, 1968.

Сталь 15ХСЕД, ГОСТ 19282-73.

Формула изобретения

НИЗКОЛЕГИРОВАННАЯ ХЛАДОСТОЙКАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, хром, кремний, никель, медь, серу и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности, ударной вязкости при -60^oС и снижения коэффициента формы неметаллических включений, она дополнительно содержит ванадий, титан и кальций при следующем соотношении компонентов, мас. % : Углерод 0,10 - 0,18 Кремний 0,4 - 1,1 Марганец 0,4 - 0,8 Хром 0,6 - 0,9
Никель 0,3 - 0,8
Медь 0,2 - 0,6
Ванадий 0,01 - 0,10
Титан 0,01 - 0,04
Кальций 0,005 - 0,02
Сера 0,010 - 0,035
Железо Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1