Конструкционная хладостойкая сталь

 

Использование: в черной металлургии и преимущественно предназначено для использования в производстве конструкционных сталей, эксплуатируемых при повышенных нагрузках и низких температурах. Конструкционная хладостойкая сталь содержит (мас. % ) 0,14 - 0,22 углерода; 0,4 - 0,55 марганца; 0,12 - 0,30 кремния; 0,02 - 0,08 алюминия; 0,006 - 0,01 кальция; 0,003 - 0,005 серы; железо - остальное. Сталь позволит заменить целый класс судостроительных низколегированных дорогих сталей. 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии и преимущественно предназначено для использования при производстве конструкционных сталей, эксплуатируемых при повышенных нагрузках и низких температурах.

Известна сталь по авт. св. N 952988, содержащая (мас. % ) углерод 0,16-0,22; марганец 0,5-0,65; кремний 0,25-0,3; кальций 0,005-0,01, остальное - железо. Также известна сталь по авт. св. N 929733, содержащая (мас. % ) углерод 0,14-0,22; кремний 0,2-0,3; сера 0,002-0,005; железо - остальное.

Наиболее близким к технической сущности заявляемого изобретения является сталь по патенту США N 4153454, содержащая (мас. % ) углерод 0,05-0,20; кремний 0,01-0,5; марганец 0,6-2,0, алюминий 0,01-0,10; кальций 0,002-0,005, серу менее 0,0020; железо - остальное. Данная сталь не обеспечивает требуемых прочностных характеристик, а также ударной вязкости и хладостойкости в связи с тем, что в ее структуре наблюдаются скопления скоагулированных карбидов, большое количество сульфидов марганцанитевидных и пленочных), строчечные включения глинозема и глобуляризованные алюминаты кальция.

Сущность изобретения состоит в том, что сталь содержит (мас. % ) углерод 0,14-0,22; марганец 0,4-0,55; кремний 0,12-0,30; алюминий 0,02-0,08; кальций 0,006-0,01; серу 0,003-0,005, железо - остальное.

Оптимальное содержание в стали серы, марганца и кальция обуславливает рассредоточение выделений скоагулированных карбидов, снижение содержания сульфидов марганца (нитевидных и пленочных), строчечных включений глинозема, способствует глобуляризации алюминатов кальция и снижению их количества. Все это обеспечивает высокую ударную вязкость и хладостойкость стали с одновременным повышением прочностных характеристик.

Изобретение иллюстрируется следующим примером. Предлагаемую опытную сталь выплавляли в 350 т конвертере комбината "Азовсталь", разливали непрерывным способом и прокатывали на лист на стане 3600.

Сталь имела следующий химический состав (мас. % ): C Mn Si S Al Ca 0,17 0,48 0,21 0,003 0,035 0,005 Микроструктурные и механические исследования показали, что предложенная сталь характеризовалась высокой степенью чистоты и высокими показателями прочности, ударной вязкости и хладостойкости. Большая часть включений алюминатов кальция имела размеры 2. . . 7 мкм, только отдельные включения достигали 15. . . 20 мкм. Количество включений в поле зрения шлифа не превышало 1. . . 2 (х100). Микрорентгеноспектральный и рентгеноскопический анализы идентифицировали эти включения как глобули алюминатов кальция. Индекс загрязнения включениями стали не превышал 1,3 ˙10^-3. Шлифы промышленной стали были загрязнены нитевидными сульфидами и строчками глинозема, ориентированными вдоль прокатки. Индекс загрязнения этих плавок - 3 ˙10^-3.

Прочностные и хладостойкие характеристики предлагаемой стали приведены в таблице.

Сочетание высокой степени чистоты и предельно измельченной структуры стали позволило получить высокие прочность, ударную вязкость и хладостойкость. Предлагаемая сталь не имела следов карбидной неоднородности, имела высокую разряженность скоагулированных карбидов в мелкодисперсной структуре зернистого перлита. Такая структура предупреждает раннее движение дислокаций и не препятствует их передвижению при больших нагрузках, что и обеспечивает высокую ударную вязкость и хладостойкость с одновременным повышением прочности. Предлагаемая сталь позволит заменить целый класс судостроительных низколегированных дорогих сталей. (56) Патент США N 4153454, кл. C 22 C 38/08,1965.

Формула изобретения

КОНСТРУКЦИОННАЯ ХЛАДОСТОЙКАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, кремний, алюминий, кальций, серу и железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении, мас. % : Углерод 0,14 - 0,22 Марганец 0,4 - 0,55 Кремний 0,12 - 0,30 Алюминий 0,02 - 0,08 Кальций 0,006 - 0,01
Сера 0,003 - 0,005
Железо Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2