Сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций


 


Владельцы патента RU 2506339:

Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)

Изобретение относится к металлургии, а именно к составу стали, используемой при производстве арматурного периодического профиля для железобетонных конструкций. Сталь содержит, в мас.%: углерод 0,20-0,29, марганец 1,20-1,60, кремний 0,60-0,90, фосфор не более 0,040, сера не более 0,010, хром 0,01-0,25, никель не более 0,30, медь не более 0,30, бор 0,001-0,005, азот не более 0,008, железо остальное. Обеспечивается требуемый класс прочности не ниже Ат800 с σT не менее 800 Н/мм2. 1 пр.

 

Изобретение относится к металлургии стали и может быть использовано при производстве арматурного периодического профиля, содержащего кремний, марганец и бор.

Для производства арматурного периодического профиля используют как углеродистую, так и низколегированную сталь. Особенности сталей описаны, например, в ГОСТ 5781-82 «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия».

Известна легированная арматурная сталь (патент Японии №2002-069581 от 08.03.2002 г., заявка №2000 -270635 от 06.09.2000 г.), содержащая компоненты в соотношении, масс.%:

Углерод 0,8…1,30
Марганец 0,25…2,00
Кремний 0,10…2,50
Фосфор Примесь
Сера Примесь
Хром 0,05…2,00
Никель 0,05…1,00
Медь 0,05…1,00
Алюминий не более 0,05
Железо Остальное

Недостатком этой стали является увеличенное содержание хрупких силикатов из-за большого содержания кремния, что впоследствии приводит к недостаточной пластичности холоднодеформированного арматурного периодического профиля, кроме того, в готовой продукции не достигается требуемое сочетание пластичности и прочности.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является сталь 25Г2С, описанная в ГОСТ 5781-82 «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций». Она содержит углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, хром, никель, медь и железо, и характеризуется содержанием указанных компонентов в соотношении, масс.%:

Углерод 0,20…0,29
Марганец 1,20…1,60
Кремний 0,60…0,90
Фосфор Не более 0,040
Сера Не более 0,045
Хром Не более 0,30
Никель Не более 0,30
Медь Не более 0,30
Железо Остальное

Ожидаемый технический результат - обеспечение требований класса прочности не ниже Ат800 (σT не менее 800 Н/мм2) при производстве стали арматурной термомеханически упрочненной для железобетонных конструкций.

Для решения этой задачи, сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций, содержащая углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, хром, никель, медь, и железо, согласно изобретения, она дополнительно содержит бор и азот в следующем соотношении (в масс.%):

Углерод 0,20…0,29
Марганец 1,20…1,60
Кремний 0,60…0,90
Фосфор Не более 0,040
Сера Не более 0,010
Хром 0,01…0,25
Никель Не более 0,30
Медь Не более 0,30
Бор 0,001…0,005
Азот Не более 0,008
Железо Остальное,

Все вышеуказанные пределы содержания компонентов в предлагаемой стали получены в результате обработки опытных данных.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации содержания углерода, кремния, марганца, хрома, азота и бора в стали, в результате этого, повышаются прочностные характеристики проката (предел текучести), что особенно важно при производстве стали арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций класса Ат800 и выше.

Бор при кристаллизации захватывает водород и ограничивает насыщение им стали, стабилизирует подкорковую зону непрерывнолитой заготовки, подавляет ликвацию серы и других примесей - то есть значительно снижает подусадочную ликвацию. Кроме того, нитрид бора BN исключает протекание процессов старения во времени за счет полного связывания азота. Также бор способствует более равномерному распределению базовых и примесных элементов между составляющими структуры, в результате связывания атомов азота в боронитриды и карбоборонитридные соединения мартенсит в структуре имеет меньшую концентрацию азота и, как менее твердый и прочный, приобретает большую склонность к деформационному формоизменению.

Опытную проверку заявляемого технического решения осуществили при производстве стали арматурной термомеханически упрочненной для железобетонных конструкций в электросталеплавильном цехе ОАО «Магнитогорского металлургического комбината» с последующей ее прокаткой на стане «370». Результаты опытов оценивали по результатам механических испытаний.

Наилучшие результаты (выход годного по механическим свойства на класс прочности на уровне 99,25%) получены, при использовании предлагаемой стали. Отклонения от требуемого химического состава приводили к получению брака по механическим свойствам (пределу текучести).

Так, при содержании в стали (масс.%) C<0,20 (но при рекомендуемом содержании остальных элементов), Mn<1,20, Si<0,60, B<0,001 и Cr<0.010 (при том же условии) не удалось получить предел текучести у 2,5-5,1% круглого проката.

При получении же проката из стали, химический состав которой имел хотя бы один компонент с отличной (от заявляемой) величиной, отсортировка готового проката по недопустимым отклонениям от заданной нормы предела текучести составляла не менее 3,5-5,1%.

Сравнительные испытания стали 25Г2С, выбранной в качестве ближайшего аналога, привели к отсортировке по вышеназванной причине порядка 41,39% готового проката. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для выполнения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Пример конкретного выполнения.

Сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций содержит (масс.%): C=0,22; Si=0,79; Mn=1,55; S=0,004; P=0,009; Cr=0,17; Ni=0,060; Cu=0,16; N=0.006; B=0,0035; остальное - железо.

Предел текучести составил 963 Н/мм2, а относительное сужение - 9,3%.

Сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций, содержащая углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, хром, никель, медь и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит бор и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углерод 0,20-0,29
марганец 1,20-1,60
кремний 0,60-0,90
фосфор не более 0,040
сера не более 0,010
хром 0,01-0,25
никель не более 0,30
медь не более 0,30
бор 0,001-0,005
азот не более 0,008
железо остальное



 

Похожие патенты:
Сталь // 2502822
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству сталей, используемых в машиностроении. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,2-0,25, кремний 0,2-0,25, марганец 0,2-0,25, никель 13,0-15,0, хром 0,2-0,25, молибден 0,2-0,25, медь 1,3-1,7, кобальт 0,5-0,7, цирконий 0,2-0,25, бор 0,05-0,1, алюминий 0,2-0,25, ниобий 1,3-1,7, вольфрам 0,1-0,15, железо остальное.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к коррозионно-стойким аустенитным сталям с повышенным содержанием кремния для использования в ядерной энергетике при изготовлении теплообменного оборудования, работающего при высокой температуре в контакте с пароводяной средой и тяжелым свинцовым жидкометаллическим теплоносителем, в частности, для изготовления теплообменных тонкостенных труб, работающих при 550°С.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению закаленной мартенситной стали, используемой для изготовления различных конструкционных и приводных деталей.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкционным высокопрочным сталям повышенной износостойкости, используемым при производстве сварных кузовов большегрузных автомобилей, работающих в условиях Крайнего Севера.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам на основе железа, используемым для изготовления броневых элементов. .
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве подката из высокоуглеродистой стали для изготовления холоднодеформированного арматурного периодического профиля.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к инструментальным сплавам высокой теплостойкости, используемым для изготовления литых и кованых штампов горячего деформирования.
Сталь // 2478134
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сталей, используемых в машиностроении. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности производству горячекатаного стального листа, который преимущественно используют в качестве исходного материала для высокопрочной сварной стальной трубы марки Х65 или выше, а также способ производства толстостенного высокопрочного горячекатаного стального листа.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к малоактивируемым жаропрочным радиационно стойким сталям, используемым в ядерной энергетике, в частности, для изготовления деталей активных зон атомных реакторов на быстрых нейтронах и оборудования термоядерных реакторов. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,16-0,25, кремний 0,30-1,30, марганец 0,50-2,00, хром 10,00-13,50, вольфрам 0,50-2,50 и/или молибден 0,60-0,90, ванадий 0,20-0,40, никель 0,50-0,80, ниобий 0,20-0,40 и/или тантал 0,01-0,30, бор 0,001-0,008, церий 0,001-0,02 и/или нитрид циркония, алюминий 0,005-0,02, железо и примеси - остальное. Сталь обладает жаропрочностью до температуры 710°C при сохранении низкого уровня наведенной радиоактивности и быстрого ее спада. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к коррозионно-стойкой легированной нейтронно-поглощающей стали, используемой в атомном энергомашиностроении в качестве материала чехловых труб - поглотителей нейтронов в средствах транспортировки и уплотненного хранения отработанного ядерного топлива в бассейнах выдержки. Сталь содержит, в мас.%: углерод 0,02-0,05, кремний 0,10-0,80, марганец 0,10-0,50, хром 13,0-16,0, бор 2,01-3,5, ванадий 0,15-035, церий 0,03-0,07, алюминий 0,15-0,80, титан 4,02-8,50, никель 0,05-0,50, сера 0,005-0,02, фосфор 0,005-0,03, свинец - не более 0,005, висмут - не более 0,005, железо - остальное. Обеспечивается повышенная технологическая пластичность при температурах горячей деформации, снижается склонность к межкристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным хромистым сталям мартенситного класса, используемым для изготовления поковок роторов большого диаметра с высокими характеристиками прочности, выносливости и жаропрочными свойствами при температуре 650°С, а также для изготовления паропроводов и котлов энергетических установок с рабочими температурами до 650°С. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,015-0,05, кремний 0,10-0,20, марганец 0,45-0,70, хром 9,10-12,00, никель ≤0,30, вольфрам 1,00-1,70, молибден 0,65-0,90, ванадий 0,15-0,30, ниобий 0,15-0,30, азот 0,025-0,25, бор 0,001-0,003, сера ≤ 0,006, фосфор ≤ 0,008, алюминий 0,001-0,003, медь ≤ 0,30, кобальт 4,00-5,00, нитрид циркония 0,05-0,50, кальций 0,005-0,02, церий 0,005-0,03 и железо остальное. Нитрид циркония содержится в стали в виде частиц с наноразмерной дисперсностью. Повышается прочность, выносливость и жаропрочность. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к горячекатаной стальной плите, не склонной к растрескиванию при снятии напряжений, применяемой для изготовления корпусов реакторов, штампованных изделий или трубопроводов. Сталь имеет состав, в мас.%: 0,019≤С≤0,030, 0,5≤Mn≤3, 0,1≤Si≤0,75, Al≤0,25, 18≤Cr≤25, 12≤Ni≤20, 1,5≤Mo≤3, 0,001≤В≤0,008, 0,25≤V≤0,35, 0,23≤N≤0,27, железо и неизбежные примеси остальное. Для компонентов стали выполняются отношение: Ni(eq)≥1,11Cr(eq)-8,24, где: Cr(eq)=Cr+Mo+1,5Si+5V+3Al+0,02, Ni(eq)=Ni+30C+x(N-0,045)+0,87, где: х=22 при 0,23≤N≤0,25 и х=20 при 0,25<N≤0,35. Сталь устойчива к окислению, обладает высокой стойкостью к ползучести и пластичностью при работе при высоких температурах. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к износостойкому сплаву, используемому для получения формованных продуктов, отлитых продуктов, покрытий, а также проволок, электродов, порошков и смесей. Сплав содержит от 13 до 16 вес. процентов никеля (Ni), от 13,5 до 16,5 вес. процентов хрома (Cr), от 0,5 до 3 вес. процентов молибдена (Mo), от 3,5 до 4,5 вес. процентов кремния (Si), от 3,5 до 4 вес. процентов бора (B) и от 1,5 до 2,1 вес. процентов углерода (C), остаток - железо (Fe). Обеспечиваются высокие износостойкость и химическая стойкость при низкой стоимости. 15 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл., 1 пр.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении толстолистовой стали для изготовления деталей транспортных и горнодобывающих машин, обладающих высокой стойкостью против абразивного износа (истирания). Способ включает получение слябов из стали, содержащей, мас.%: 0,14-0,19 C, 0,17-0,37 Si, 1,1-1,6 Mn, 0,06-0,12 V, 0,7-1,1 Cr, 0,5-1,0 Ni, 0,20-0,35 Mo, 0,02-0,06 Al, 0,02-0,05 Ti, 0,001-0,005 B, 0,002-0,030 Ca, S≤0,008, P≤0,015, остальное Fe, их нагрев, многопроходную горячую прокатку листов в регламентированном температурном интервале, закалку водой и отпуск. Горячую прокатку ведут в температурном интервале от 1280°C до 800°C, закалку водой осуществляют за два этапа, вначале от температуры 940-970°C, после чего листы повторно нагревают и закаливают от температуры 840-870°C, отпуск осуществляют при температуре 500-560°C. Технический результат заключается в повышении износостойкости листов и выхода годного. 1 пр., 3 табл.
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству рессорно-компрессорных штанг нефтяных насосов, выполненных из среднеуглеродистой легированной конструкционной стали. Выплавляют сталь, содержащую в мас.%: углерод 0,40-0,45, кремний 0,15-0,30, марганец 0,75-1,00, сера не более 0,025, фосфор не более 0,025, медь не более 0,30, никель не более 0,30, хром 0,80-1,10, молибден 0,15-0,25, алюминий 0,015 - 0,05, бор 0,00010-0,00025, азот не более 0,008, железо и примеси - остальное. Осуществляют разливку стали, горячую прокатку, нормализацию, охлаждение на воздухе и отпуск. Нормализацию проводят при температуре 880°С, а отпуск проводят при температуре 580-600°С. Обеспечиваются требуемые эксплуатационные свойства: предел текучести не менее 720 МПа и предел прочности 930-1000 МПа при сохранении требуемого уровня пластичности. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству стальной высокопрочной проволочной арматуры. Способ изготовления арматуры из стали включает выплавку стали, содержащей: мас.%: углерод 0,78-0,82, марганец 0,70-0,90, кремний 0,20-0,30, сера не более 0,010, фосфор не более 0,025, хром 0,20-0,30, никель не более 0,10, медь не более 0,10, алюминий не более 0,005, бор 0,0010-0,0030, азот не более 0,008, титан не более 0,005%, железо остальное, при этом поддерживают суммарное содержание Cr+Mn+Ni+Cu<1,4, а соотношение Al/B - в пределах <1,67. Термическую обработку катанки производят путем нагрева в печи до температуры 900-940°C с последующей изотермической закалкой в течение 85-110 c в расплаве свинца при температуре 530-560°C и окончательным охлаждением водой. Холодное волочение катанки производят с суммарной степенью обжатия 57-62%. Технический результат заключается в получении холоднодеформированной высокопрочной арматуры с прочностью не менее 1670 H/мм2, условным пределом текучести не менее 1500 H/мм2 и относительным удлинением при разрыве не менее 6%. 1 пр.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным коррозионностойким сталям, используемым в атомной энергетике и машиностроении в установках, эксплуатирующихся длительное время при температурах 500-600°C. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,06-0,10, кремний 0,02-0,3, марганец 0,3-0,8, хром 11,5-13,0, никель 0,8-1,2, молибден от 0,8 до менее 1,0, ванадий 0,15-0,30, ниобий 0,05-0,15, азот от более 0,04 до 0,07, сера 0,001-0,010, фосфор 0,001-0,015, медь 0,01-0,10, кальций от более 0,005 до 0,015, церий от более 0,01 до 0,05, бор 0,001-0,005, алюминий 0,05-0,15, железо - остальное. Суммарное содержание углерода и азота не превышает 0,16%. Повышаются механические свойства, особенно длительная прочность, а также повышается стойкость против питтингообразования, что приводит к повышению эксплуатационных характеристик и ресурса энергетического оборудования. 3 табл.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составу аустенитной нержавеющей стали. Сталь содержит, мас.%: до 0,20 С, 2,0-9,0 Мn, до 2,0 Si, 15,0-23,0 Сr, 3,0-6,0 Ni, 0,5-1,0 Мо, 0,05-0,35 N, (7,5(%С))≤(%Nb+%Ti+%V+%Та+%Zr)≤1,5, 0,0005-0,01 В, остальное - Fe и неизбежные примеси. Сталь имеет значение числового эквивалента стойкости к точечной коррозии PREN от 18 до 22. Обеспечиваются высокие коррозионная стойкость, устойчивость к деформациям при повышенных температурах, а также способность к формовке при относительно низких уровнях содержаний Ni и Мо. 4 н. и 29 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.
Наверх