Сталь


 


Владельцы патента RU 2440436:

Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" (RU)

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к стали, используемой для изготовления контррельсовых уголков. Сталь содержит углерод, марганец, кремний, ванадий, азот, хром, алюминий, никель, железо и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод от более 0,60 до 0,75, марганец 0,70-1,10, кремний от более 0,39 до 0,60, хром 0,20-0,60, алюминий до менее 0,003, ванадий от более 0,07 до 0,15, азот от более 0,015 до 0,020, никель 0,03-0,20, железо и примеси остальное. В качестве примесей сталь содержит серу не более 0,020%, фосфор не более 0,025%, медь не более 0,15%. Повышается комплекс физико-механических свойств и эксплуатационная стойкость контррельсовых уголков. 2 табл.

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к стали, используемой для изготовления контррельсового уголка.

Известна сталь марки Э68 [1], имеющая следующий химический состав (в мас.%):

углерод 0,62-0,73
марганец 0,70-1,00
кремний 0,13-0,28
ванадий 0,03-0,05
железо остальное

Существенным недостатком данной стали является ее пониженный комплекс физико-механических свойств.

Известна выбранная в качестве прототипа сталь [2], содержащая, мас.%:

углерод 0,60-0,73
марганец 0,70-1,00
кремний 0,13-0,28
ванадий 0,03-0,07
железо остальное

Существенным недостатком данной стали является недостаточная износостойкость контррельсового уголка.

Желаемым техническим результатом изобретения является повышение комплекса физико-механических свойств и соответственно эксплуатационной стойкости конррельсового уголка.

Для достижения этого сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, ванадий и железо, отличается тем, что она дополнительно содержит азот, хром, алюминий, никель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углерод от более 0,60 до 0,75
марганец 0,70-1,10
кремний от более 0,39 до 0,60
хром 0,20-0,60
алюминий до менее 0,003
ванадий от более 0,07 до 0,15
азот от более 0,015 до 0,020
никель 0,03-0,20
железо остальное

При этом в качестве примесей сталь может содержать серу не более 0,020%, фосфора не более 0,025%, меди не более 0,15%.

Заявляемый химический состав стали подобран исходя из следующих предпосылок.

Выбранная концентрация углерода выбрана исходя из необходимости получения необходимого уровня твердости и прочности. При содержании менее 0,60% не достигается требуемого уровеня твердости и прочности, при содержании более 0,75% повышается вероятность хрупких разрушений.

Увеличение кремния до 0,60% повышает пределы текучести и прочности, при снижении кремния менее 0,39% наблюдается резкое снижение данных параметров.

Концентрация хрома выбрана исходя из обеспечения высокого сопротивления износу и высоких прочностных свойств, при этом снижение концентрации хрома менее 0,20% не позволяет обеспечить требуемую стойкость контррельсового уголка, а при повышении концентрации более 0,60% значительно возрастает стоимость стали при постоянных прочностных свойствах стали.

Содержание алюминия обусловлено, с одной стороны, получением мелкого действительного зерна, с другой - исключением недопустимых неметаллических включений.

Концентрация марганца в выбранных пределах обеспечивает достаточную износостойкость уголка. При содержании марганца менее 0,70% не обеспечивается твердость и прочность контррельсового уголка. При содержании марганца более 1,10% возрастает вероятность хрупких разрушений.

Введение азота позволяет получить измельченное зерно аустенита, что обеспечивает повышение прочностных свойств и увеличение сопротивляемости хрупкому разрушению. Наличие ванадия при этом позволяет добиваться необходимой растворимости азота в соединениях. При наличии азота менее 0,015% невозможно измельчения зерна и, соответственно, не обеспечивается необходимое упрочнение стали, а при более 0,020% возможны случаи пятнистой ликвации и «азотного» кипения (пузыри в стали). Выбранное содержание и соотношение азота и ванадия обеспечивает получение требуемой ударной вязкости (в том числе и при отрицательных температурах) за счет карбонитридного упрочнения.

Концентрация никеля более 0,20% повышает вероятность получения недопустимых микроструктур, а снижение концентрации менее 0,03% снижает ударную вязкость стали.

Ограничение концентрации фосфора, серы и меди обусловлено улучшением качества поверхности готовой продукции после прокатки и повышения ее физико-механических свойств.

Серия опытных плавок была проведена в дуговых печах ДСП-100И7. Химический состав приведен в таблице 1. После разливки стали на МНЛЗ осуществляли прокатку контррельсового уголка типа СП850. Результаты испытаний механических свойств в горячекатаном состоянии в сравнении с прототипом, представленные в таблице 2, показывают, что заявляемый химический состав обеспечивает повышение механических свойств уголка и соответственно его эксплуатационную стойкость.

Таблица 2
Механические свойства стали
Состав Предел прочности, Н/мм2 Относительное удлинение, % Твердость, НВ
1 900 13 300
2 1100 15 302
3 1210 14 311
4 980 16 300
5 1220 14 321
6 1100 15 302
прототип 900 8 220-280

Источники информации

1. ГОСТ 9960-85 «Остряковые рельсы. Технические условия».

2. ТУ 0921-245-01124323-2007.

Сталь для изготовления контррельсового уголка, содержащая углерод, марганец, кремний, ванадий, железо и примеси, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит азот, хром, алюминий и никель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углерод от более 0,60 до 0,75
марганец 0,70-1,10
кремний от более 0,39 до 0,60
хром 0,20-0,60
алюминий до менее 0,003
ванадий от более 0,07 до 0,15
азот от более 0,015 до 0,020
никель 0,03-0,20
железо и примеси остальное

при этом в качестве примесей сталь содержит серу не более 0,020%, фосфор не более 0,025%, медь не более 0,15%.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сталей, которые могут быть использованы для изготовления деталей машин и оборудования, работающих в тяжелых условиях, в частности для прокатных валков трубоэлектросварочных станов.

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к производству холоднокатаных полос, предназначенных для изготовления кузовных деталей автомобилей штамповкой.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам слоистых стальных материалов, используемых для изготовления бронезащитных конструкций. .

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству стали для железнодорожных рельсов. .

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к составам сталей, используемых для изготовления остряковых железнодорожных рельсов. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к мартенситной нержавеющей стали для сварных конструкций, стойкой к коррозионному растрескиванию под напряжением.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к низколегированным сталям, используемым для изготовления сварных нефте- и газопроводных труб, пригодных к эксплуатации в условиях Крайнего Севера.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам нестареющих сталей, обладающих высокой пластичностью, и может быть использовано при производстве листов и сортового проката, применяемых в машиностроении для изделий, обладающих различной прочностью в разных местах одной и той же детали.
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к стали, используемой для изготовления остряковых рельсов. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к коррозионностойким аустенитным хромоникелевым сталям, используемым при производстве высокопрочного сортового проката, кованых заготовок, калиброванных прутков, проволоки, ленты, листа, труб, крепежа, оборудования для газоперерабатывающих предприятий и обустройства нефтегазовых месторождений с высоким содержанием сероводорода, углекислого газа и хлоридов, а также для эксплуатации в морской воде.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к теплостойким сталям, используемым для отливки деталей паровых турбин, заготовок труб и деталей арматуры методом ЭШП и центробежным литьем, работающих при температурах 540-580°С

Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкционным литейным сталям, применяемым в различных отраслях промышленности, в том числе в автомобилестроении при изготовлении крупногабаритных отливок для карьерных самосвалов особо большой грузоподъемности, работающих при повышенных ударных нагрузках и в экстремальных климатических условиях
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству стали, используемой для изготовления железнодорожных рельсов
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к стали, используемой для изготовления железнодорожных рельсов, а также рельсов для метрополитена

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению бейнитной стали, используемой для изготовления, в частности, брони

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно для получения штрипсов, используемых при строительстве магистральных нефтегазопроводов в районах Крайнего Севера

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении сварных конструкций из двухслойного проката, длительно эксплуатирующихся при отрицательных температурах в условиях интенсивного механического, коррозионно-эрозионного воздействия мощных ледовых полей и морской воды, в частности корпусов атомных ледоколов, судов ледового плавания, морских ледостойких стационарных и плавучих платформ для добычи углеводородов на арктическом шельфе
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству крупного горячекатаного сортового и фасонного проката из низкоуглеродистой низколегированной стали. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,08-0,12, марганец 1,30-1,80, кремний от более 0,50 до 0,80, фосфор до 0,030, сера от более 0,01 до не более 0,030, хром до 0,3, никель до 0,3, медь до 0,3, алюминий более 0,01, ванадий 0,05-0,10, кальций 0,0001-0,005, азот до 0,008 и железо остальное. Обеспечивается требуемая величина предела текучести 345 Н/мм2 при изготовления крупного горячекатаного сортового и фасонного проката без использования системы ускоренного охлаждения после прокатки. 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стали, используемой для изготовления деталей режущих инструментов. Сталь содержит, в мас.%: от 0,28 до 0,5 С, от 0,10 до 1,5 Si, от 1,0 до 2,0 Mn, максимум 0,2 S, от 1,5 до 4 Cr, от 3,0 до 5 Ni, от 0,7 до 1,0 Mo, от 0,6 до 1,0 V, от следовых количеств до общего максимального содержания 0,4% мас. редкоземельных металлов, остальное составляют, по существу, только железо и примеси. После смягчающего отжига сталь имеет матрицу, включающую перестаренный мартенсит с содержанием примерно до 5% об., по существу, круглых, равномерно распределенных карбидов, причем матрица, по существу, не содержит карбидов по границам зерен. Сталь обладает улучшенной обрабатываемостью, износостойкостью и способностью к закалке. 7 н. и 15 з.п. ф-лы, 21 ил., 6 табл.

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано для получения свариваемых штрипсов категории прочности X100 по стандарту API 5L-04, используемых при строительстве магистральных нефтегазопроводов высокого давления. Техническим результатом является повышение прочностных свойств штрипсов при обеспечении доли волокнистой составляющей в изломе образца не менее 90%. Для достижения технического результата после выплавки стали получают непрерывнолитые слябы, нагревают их до температуры аустенитизации, проводят многопроходную черновую и чистовую прокатку с регламентируемой температурой конца прокатки и охлаждение штрипсов водой, при этом после черновой прокатки раскаты охлаждают до температуры 720-800°C, чистовую прокатку ведут с относительными обжатиями за проход 8-25% и температурой конца прокатки, равной 740-790°C, после чего штрипсы охлаждают со скоростью не менее 17°C/с. Сталь выплавляют следующего химического состава, мас.%: 0,06-0,11 C, 0,02-0,04 Si, 1,45-1,95 Mn, 0,15-0,28 Mo, 0,01-0,06 Nb, 0,01-0,09 Ti, 0,15-0,35 Ni, 0,10-0,30 Cr, 0,002-0,009 N, не более 0,20 V, остальное Fe. 2 табл.
Наверх