Сталь с бейнитной структурой

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сталей с бейнитной прокаливаемостью, используемых в различных отраслях машиностроения для изготовления изделий сечением до 1000 мм. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,25-0,75, марганец 2,4-3,0, хром 2,4-3,0, кремний 1,6-2,5, молибден 0,5-0,6, ванадий 0,10-0,16, железо остальное. После прокатного нагрева при непрерывном медленном охлаждении со скоростью 0,3-0,03°C/с и температуре превращения в бейнитной области 400-100°С она имеет структуру бескарбидного нижнего бейнита. Обеспечивается регламентированная прокаливаемость на глубину до 1000 мм и гарантированное образование структуры нижнего бескарбидного бейнита. 4 табл.

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к области изыскания составов системнолегированных сталей типа Х3Г3ФМС, и может быть использовано для изготовления различных инструментов, сосудов высокого давления, деталей и узлов подвижного железнодорожного состава, деталей больших габаритов в различных установках (прокатных станов, опорных валков и т.д.), а также деталей и изделий небольшого размера по сечению, т.е. для изготовления изделий с бейнитной прокаливаемостью любого сечения до 1000 мм, используемых в различных отраслях машиностроения.

Известна сталь с бейнитной структурой (заявка на изобретение №94006015 от 27.06.1996 г.), содержащая, мас. %:

Углерод 0,15-0,45
Марганец 0,3-2,0
Хром 0,5-3,0
Кремний 0,15-2,0

И по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, в которую входят: молибден, никель, медь, ниобий, ванадий, титан, бор.

Сталь получена со структурой карбидного бейнита, в условиях охлаждения, позволяющих получить изделие с прокаливаемостью не более 20 мм (скорость охлаждения с прокатного нагрева до 500-300°C - 1-10°C/с). Основной состав стали дополняется дефицитными элементами - карбидообразующими и некарбидообразующими - в больших количествах (до 0,50% Cu, до 4% Ni и т.д.) для увеличения прочности бейнитных структур и их устойчивости. Сталь не является системнолегированной по основному составу, т.к. элементы введены при большом содержании углевода без системы, основанной на принципе легирования карбидообразователями в виде непрерывной цепочки от слабых к сильным карбидообразователям с уменьшением концентрации сильных (см. патент №2477333 от 10.03.2013 г.), а дополнения к основному составу другими карбидообразующими не гарантирует возможность получения изделий с широким интервалом прокаливаемости, т.е. от 20 мм и выше.

Известна экономнолегированная бейнитная сталь (а.с. №836190 от 07.06.81 г.), содержащая, мас. %: 0,1-0,2 C; 3,2-4,0 Cr; 3,2-4,0 Mn; 0,5-1,0 Mo; 0,3-0,5 V; железо остальное.

Сталь не содержит дорогостоящего никеля и считается экономнолегированной, но содержит в составе большое количество марганца, хрома и, особенно - ванадия и молибдена, что приводит к формированию в аустените спецкарбидов, не позволяющих обеспечить повышение устойчивости переохлажденного аустенита, поэтому при замедленном охлаждении на воздухе формируется структура только верхнего карбидного бейнита, что по определению приводит к снижению прочности, трещиностойкости и ударной вязкости. Прокаливаемость при этом при различных скоростях охлаждения в пределах 100-160 мм, что ограничивает использование стали для крупных изделий большего сечения. Кроме того, проводят закалку после аустенитизации с 900°C, в жидкой среде (масле, соляной ванне) и отпуск 250°C, что усложняет технологический процесс получения заданной структуры и свойств, затратно, экологически невыгодно, к тому же состав не системнолегирован.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав стали системнолегированной (Ю.Н. Симонов, Симонов М.Ю., Подузов Д.П., Смирнов А.В., Галимова И.А., Превращение, структура и свойства системнолегированных низкоуглеродистых безникелевых сталей, журнал «МиТОМ» №11, 2012 г., с. 5-9). Сталь соответствует типу ХЗГЗМФС при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Углерод 0,10
Марганец 2,51
Хром 2,75
Кремний 1,25
Молибден 0,4
Ванадий 0,12
Железо остальное

В качестве примесей сталь может содержать, мас. %: серу до 0,009; фосфор до 0,20; медь до 0,19; титан до 0,004; никель до 0,16. Сталь после аустенитизации с прокатного нагрева охлаждают на воздухе при скоростях - 50-0,050°C/с. Сталь бейнитная; содержит карбидообразователи от слабой (Cr, Mn), средней (Mo) до сильной групп (V); железо - основа. Cr и Mn введены в соотношении 1:1 друг к другу. Сталь экономична в плане концентрации легирующих элементов; системнолегирована, т.е. карбидообразующие выстроены в непрерывную цепочку связей: от слабого до сильного, в порядке уменьшения их концентраций, соответственно; имеет дополнительно легирующий элемент - кремний. Состав имеет одновременно слабую (марганец, хром), среднюю (молибден) и сильную (ванадий) группы карбидообразователей, введенных по схеме сохранения непрерывности цепочки связей карбидообразователей Mn-Cr-Mo-V. Сохранение такой системы связей компонентов, их соотношения в заявленном диапазоне концентраций, с уменьшением концентрации от слабого к сильному карбидообразователю, но с сохранением соотношения Cr к Mn как 1:1, позволяет избежать образования спецкарбидов, ухудшающих ударную вязкость, трещиностойкость изделий и снижающих уровень прокаливаемости. Особенно это касается крупногабаритных изделий. Получают состав стали при следующих соотношениях карбидообразователей относительно хрома, мас. ч.: Cr/Mn 1:1; Cr/Mo 1:0,2; Cr/V 1:0,04, а относительно друг друга по цепочке от хрома к ванадию, в мас. ч.: Mn/Cr 1:1; Cr/Mo 1:0,2; Mo/V 1:0,2.

Но при содержании в стали углерода 0,1% получают структуру пакетного мартенсита на воздухе с прокатного нагрева при скоростях охлаждения 50-0,3°C/с. С введением в экономносистемнолегированный состав стали кремния, как показали исследования структуры и свойств стали, термодинамическая активность углерода повышается, а активность железа падает. В результате - в процессе изотермической выдержки в области формирования нижнего бейнита или в процессе медленного охлаждения (на воздухе и со скоростью 0,050 C/с) в этой области атомы углерода накапливаются в аустените, но недостаток железа не позволяет выделиться цементиту. При этом кремний повышает устойчивость переохлажденного аустенита, способствуя прокаливаемости крупногабаритных заготовок, изделий до 500-600 мм из этой стали, но в узком интервале (398-375°C) температур превращений и при одной скорости охлаждения с получением в основном нижнего карбидного бейнита, а не нижнего бескарбидного бейнита, что не гарантирует воспроизведения процесса получения сплава с заданными свойствами от плавки к плавке, от заготовки к заготовке и свойств изделия, соответственно, т.к. существуют факторы случайности.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка состава среднеуглеродистой системнолегированной стали с регламентируемой прокаливаемостью на глубину до 1000 мм и гарантированным образованием структуры нижнего бескарбидного бейнита в этой стали, расширение области применения.

Поставленная задача была решена за счет того, что сталь с бейнитной структурой, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, железо - остальное, согласно изобретению содержит ингредиенты в следующих соотношениях, мас. %:

Углерод 0,25-0,75
Марганец 2,4-3,0
Хром 2,4-3,0
Кремний 1,6-2,5
Молибден 0,5-0,6
Ванадий 0,10-0,16
Железо остальное,

при этом после прокатного нагрева при непрерывном медленном охлаждении со скоростью 0,3-0,03°C/с и температуре превращения в бейнитной области 400-100°C она имеет структуру бескарбидного нижнего бейнита.

Сопоставительный анализ заявляемой стали с прототипом показал, что заявляемый состав отличается количественным соотношением используемых ингредиентов и гарантированным образованием при этом структуры бескарбидного бейнита, полученного в результате непрерывного медленного охлаждения с прокатного нагрева (1000°C) при скоростях в пределах - 0,3-0,03°C/с, в зависимости от содержания углерода и соотношения легирующих элементов в системнолегированном составе типа Х3Г3МФС.

В отличие от прототипа заявляемая сталь содержит углерод в пределах 0,25-0,75%, что позволяет ей, при системнолегированном соотношении компонентов в сочетании с 1,6-2,5% кремния, обеспечить устойчивость аустенита в бейнитной области фазовых превращений и гарантировать наличие нижнего бескарбидного бейнита в широком интервале температур превращения и, следовательно, воспроизводить заданную структуру от плавки к плавке, от заготовки к заготовке, исключая фактор или факторы случайностей.

В ходе экспериментов авторами неожиданно выявлено, что при заявленной системе легирования оптимальными соотношениями углерода к кремнию являются следующие: для 0,25% углерода C:Si=1:10; для 0,45% - C:Si=1:5; для 0,75% - C:Si=1:2,2. Хотя логически должна быть обратная зависимость: чем больше углерода, тем больше должно быть кремния, чтобы препятствовать образованию спецкарбидов в стали. Таким образом, сочетание системнолегированности и оптимального соотношения углерода к кремнию позволяют получить в широком интервале температур нижний бескарбидный бейнит, а также в широком интервале скоростей непрерывного медленного охлаждения гарантировать сталь с повышенной бейнитной прокаливаемостью и, следовательно, расширить область ее применения в различных отраслях промышленности - от инструментов малого сечения до крупногабаритных изделий.

При введении кремния в заявленных пределах, происходит торможение процесса выделения цементитных карбидов, несмотря на наличие повышенного содержания углерода в стали. Увеличенные содержания углерода и кремния в стали заявлены впервые для сталей, полученных по принципу системного легирования и без никеля, что значительно удешевляет состав стали и изделия из него.

За счет увеличения содержания углерода (до 0,25-0,75%), по сравнению с прототипом (0,10%), разработана система получения изделий из сталей класса среднеуглеродистых, что позволило решить задачу - получение класса сталей, построенных по принципу системного легирования, имеющего возможность получать в широком термовременном интервале превращения нижний бескарбидный бейнит, который зарекомендовал себя как структура, обеспечивающая высокий комплекс характеристик механических свойств.

Как показали исследования, впервые разработан новый состав стали - среднеуглеродистой среднелегированной по принципу введения легирующих элементов в виде непрерывной цепочки связей между ними от слабого карбидообразующего (Cr, Mn) к среднему (Mo) и сильному (V) при следующих соотношениях карбидообразователей относительно хрома, в среднем в мас. ч.: Cr/Mn 1:1; Cr/Mo 1:0,18; Cr/V 1:0,04; а относительно друг друга по цепочке связей от слабого к сильному карбидообразователю: Mn/Cr 1:1; Cr/Mo 1:0,18; Mo/V 1:0,20, с прокаливаемостью в широком интервале задаваемых габаритов изделий (от 50 мм, при скорости охлаждения 0,3°C/с, до 1000 мм - при скорости - 0,03°C/с). Следовательно, благодаря бейнитной прокаливаемости, при сохранении высоких механических свойств, обеспечивающихся, по определению, нижним бескарбидным бейнитом, сталь может быть рекомендована в различных отраслях машиностроения, а по габаритам - без ограничения сечения (от 50 мм и до 1000 мм).

Содержание в смеси кремния в количестве 1,6-2,5 мас. % обеспечивает получение нижнего бескарбидного бейнита.

Содержание в смеси углерода в количестве 0,25-0,75 мас. % расширяет интервал бейнитного превращения за счет снижения температуры начала мартенситного превращения.

Известны стали низколегированные бейнитно-мартенситные безникелевые типа 14Х2ГМРБ, но они не системнолегированы, имеют прокаливаемость до 20 мм, охлаждены в масло. При низких скоростях охлаждения образуется карбидный бейнит при температуре выше 600°C, а окончание превращения - 380°C, снижающий устойчивость переохлажденного аустенита, глубину прокаливания и микротвердость, что ограничивает его применение в качестве сварочного материала.

Известны среднелегированные мартенситно-бейнитные стали. Они содержат углерод 0,25-0,30% без никеля, кремния 1,0-1,2%. Основные представители: 25-30 ХГСА (ГОСТ 4543-71), имеющие предел прочности 1050-2000 МПс. С никелем состава содержат до 0,42% углерода (http://msd. Среднелегированные мартенситно-бейнитные стали. Мусияченко В.Ф., Саржевский В.А.).

Но стали не системнолегированы, охлаждают циклами до определенных температур и получают карбидный бейнит при больших скоростях, твердость и прокаливаемость - низкие значения.

Для исследования изготовили слитки по 50 кг, сталь плавили в индукционных печах. Из стали каждой плавки изготовили заготовки диаметром 19 мм и длиной 60 мм. Для оценки возможных скоростей охлаждения с получением бескарбидного нижнего бейнита и прокаливаемости исследуемой стали заготовки нагревали до температуры 920°C с выдержкой 40 мин и охлаждали: на воздухе, в коробе с песком на воздухе, вместе с печью, в коробе с песком на воздухе вместе с печью, что соответствует скоростям охлаждения 30-1,5; 0,1-0,3; 0,054; 0,03-0,003°С/с. Превращения при охлаждении в широком диапазоне скоростей исследовали с помощью закалочного дилатометра Linseis 278 RITA, структуру изучали на световом микроскопе OLYMPUS GX-51, микротвердость структурных составляющих замеряли на микротвердомере Durascsan-70.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены 6 сплавов. В таблице 1 представлен химический состав исследованных сталей: п. 1 - прототип, пп. 2-4 - заявляемый состав; пп. 5-6 - составы за пределами значений компонентов заявляемого состава.

Исследования показали, что достижение технического результата и оптимизация свойств заявляемой стали достигнуты за счет повышенного содержания углерода и кремния (табл. 1), системного легирования стали и расширения диапазона возможных скоростей охлаждения (табл. 2, 3). Это позволило в совокупности достичь эффекта - гарантировать получение бескарбидного нижнего бейнита (табл. 2), стабильно его получать в широком интервале температур фазовых превращений. Так, если прототип карбидный нижний бейнит получает в интервале температур - 23°С и только при скорости охлаждения - 0,05°С/с, то заявляемый - в зависимости от возможных скоростей охлаждения (в пределах 0,30 до 0,03°С/с) гарантирует получение в стали структуры бескарбидного бейнита в интервале температур превращения 150-320° - пп. 2-4, что позволяет избежать случайностей и воспроизводить процесс получения стали от плавки к плавке, стабильно, как и от термообработки к термообработке, от изделия к изделию гарантировать заданные структурные параметры и соответственно свойства изделий, т.к. по определению наличие структуры бескарбидного нижнего бейнита в стали обеспечивает высокие физико-механические свойства.

Заявляемая сталь за счет гарантированного получения в ней нижнего бескарбидного бейнита позволяет расширить внутри области машиностроения количество отраслей, использующих заявляемый состав стали с регламентированной глубиной прокаливаемости (инструменты малого сечения, устройства крупногабаритные) и т.д. (табл. 3).

Заявляемая сталь обладает прокаливаемостью до 1000 мм за счет введения повышенного, по сравнению с прототипом, содержания углерода и кремния, которые способствуют повышению стабильности присутствия бескарбидного нижнего бейнита и устойчивости состояния переохлажденного аустенита в бейнитной области превращений.

В зависимости от соотношения компонентов в стали при ее медленном непрерывном охлаждении с прокатного нагрева интервал температур фазовых превращений меняется. При содержании углерода 0,25%, хрома 2,4%, марганца 2,4%, кремния 2,5%, молибдена 0,60%, ванадия 0,16% бейнитная область имеет интервал превращений - 200°C, т.е. от 400 до 200°C, а мартенситная - 200°C, т.е. от 300°C до 100°C (табл. 2, пример 2), что позволяет, по сравнению с прототипом 23°C, на порядок увеличить температурный интервал бейнитного превращения и, следовательно, гарантировать в интервале скоростей охлаждения 0,05-0,03°C/с получение заготовок со структурой бескарбидного нижнего бейнита с прокаливаемостью 500-1000 мм, т.е. в более широком диапазоне сечений - от минимальных до 1000 мм. А это значит, что из данной стали можно изготовить изделия самого различного назначения (табл. 3), с регламентируемой глубиной прокаливаемости.

При содержании углерода 0,45%, марганца 2,7%, хрома 2,7%, молибдена 0,55%, ванадия 0,13%, кремния 2,0% получают бескарбидный нижний бейнит в интервале превращений от 400°C до 80°C (табл. 2, пример 3). При этом глубина прокаливаемости достигает 1000 мм, а мартенсит образуется после бейнита - в пределах температур 250°-80°C. Этот состав является оптимальным из трех по надежности получения бескарбидного нижнего бейнита в широком интервале превращений, интервале использования температур охлаждения, с гарантией получения стали со структурой бескарбидного нижнего бейнита, позволяющего получить изделия в более широком диапазоне прокаливаемости.

Состав, содержащий 0,75% углерода, марганца 3,0%, хрома 3,0%, молибдена 0,50%, ванадия 0,10%, кремния 1,6%, позволяет получить гарантированно нижний бескарбидный бейнит в интервале превращений в области бейнита от 300°C до 150°C, а мартенсита после получения нижнего бескарбидного бейнита - от 180°C до 100°C (табл. 2, пример 4), тем самым позволяя гарантированно получать изделия с прокаливаемостью до 1000 мм (табл. 3).

При содержании углерода <0,25%, хрома <2,4%, марганца <2,4%, молибдена >0,60%, ванадия >0,16% и кремния >2,5% происходит резкое снижение устойчивости переохлажденного аустенита. Прокаливаемость при этом падает до 50 мм с увеличением скорости охлаждения до 0,3°C/с (табл. 3, пример 5).

При содержании углерода >0,75%, хрома >3,0%, марганца >3,0%, молибдена <0,50%, ванадия <0,10%, кремния <1,6% получают в бейнитной области превращений карбидный нижний бейнит (табл. 2, пример 6), который ухудшает прокаливаемость (табл. 3), как и другие физико-механические свойства стали.

В таблице 4 представлены данные о микротвердости заявляемой стали и о микроструктуре в зависимости от состава и скорости охлаждения.

Из данных таблицы 4 видно, что при содержании в составе 0,25% углерода, 2,5% кремния, по 2,4% хрома и марганца, 0,6% молибдена, 0,16% ванадия, остальное - железо, при скоростях охлаждения с прокатного нагрева (с 1000°C) 3,0-0,3°C/с образуется полностью мартенсит. При скоростях 0,05-0,03°C/с одновременно образуется преимущественно бескарбидный нижний бейнит (HV, HRC 590-581 (52-52), соответственно).

При содержании углерода - 0,45%, марганца и хрома - по 2,7%, кремния - 2%, молибдена - 0,55%, ванадия - 0,13% образуется одновременно преимущественно бескарбидный нижний бейнит и мартенсит (HV, HRC 648-559, (56-50), соответственно) при скоростях охлаждения 0,3-0,03°C/с. А при скоростях охлаждения 3,0-1,5°C/с - полностью мартенсит.

При содержании углерода - 0,75%, марганца и хрома - по 3,0%, кремния 1,6%, молибдена - 0,5%, ванадия 0,16% образуется нижний бескарбидный бейнит при скорости охлаждения 0,3-0,05°C/с с малым содержанием перлита, а при меньших скоростях - с перлитом в качестве избыточной фазы, ухудшающей свойства стали (HV, HRC 566-513, (51-48)).

Заявляемый состав стали имеет преимущества перед прототипом:

- Сталь обеспечивает прокаливаемость изделиям в широком диапазоне габаритных величин (до 1000 мм в сечении).

- Состав позволяет варьировать скорость охлаждения, степень прокаливаемости, температуру превращений в бейнитной области и ниже с гарантированным получением бескарбидного нижнего бейнита.

- Состав стали и ее получение при различных скоростях охлаждения (в пределах 0,3-0,03°C/с), в зависимости от содержания углерода и кремния в нем, при системном легировании остальных компонентов (Cr, Mn, Mo, V) приводят к снижению критических точек превращений мартенсита после образования или во время образования бейнитной структуры.

- Благодаря полученным эффектам впервые стало возможно получение среднеуглеродистой системнолегированной стали со структурой бескарбидного нижнего бейнита.

Сталь, за счет устойчивого появления бескарбидного нижнего бейнита перед мартенситным превращением создала условия для прокаливаемости изделий по сечению от 50 мм до 1000 мм, что позволило расширить область ее использования в различных отраслях машиностроения: от инструментальной до изделий, используемых в тяжелом машиностроении, - крупногабаритных, большого сечения.

Сталь с бейнитной структурой, содержащая углерод, марганец, хром, молибден, ванадий, кремний и железо, отличающаяся тем, что она содержит ингредиенты в следующем соотношении, мас.%:

Углерод 0,25-0,75
Марганец 2,4-3,0
Хром 2,4-3,0
Кремний 1,6-2,5
Молибден 0,5-0,6
Ванадий 0,10-0,16
Железо остальное,

при этом после прокатного нагрева при непрерывном медленном охлаждении со скоростью 0,3-0,03°C/с и температуре превращения в бейнитной области 400-100°С она имеет структуру бескарбидного нижнего бейнита.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составу низкохромистой инструментальной стали, предназначенной для работы при высоких температурах. Сталь содержит, мас.%: C 0,08-0,40, N 0,015-0,30, C+N 0,30-0,50, Cr 1-4, Mo 1,0-3, V 0,8-1,3, Mn 0,5-2, Si 0,1-0,5, факультативно Ni <3, Co ≤5, B <0,01, остальное - Fe и неизбежные примеси.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочному, горячегальванизированному холоднокатаному стальному листу, используемому в автомобильной промышленности.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к разработке жаростойкой ферритной стали, используемой в области энергетики для производства паровых котлов солнечных тепловых электростанций.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к облегченной конструкционной стали для изготовления емкости для содержания топлива автомобиля. Сталь имеет следующий химический состав, вес.%: C 0,04-2, Mn 14-30, Al 1,5-12, Si 0,3-3, Cr 0,12-6, дополнительно один или несколько из следующих элементов: Ti, V, Nb, В, Zr, Mo, Ni, Cu, W, Co, P и N с содержанием каждый до 5% и в сумме до 10%, остальное - железо и неизбежные примеси.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочному холоднокатаному стальному листу. Лист выполнен из стали, имеющей химический состав, состоящий из, мас.%: C: от более 0,020 до менее 0,30; Si: от более 0,10 до максимум 3,00; Mn: от более 1,00 до максимум 3,50; P: максимум 0,10; S: максимум 0,010; раств.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стальному листу, используемому для горячей штамповки. Лист выполнен из стали, имеющей следующий химический состав, мас.%: C: 0,05-0,40, Si: 0,001-0,02, Mn: 0,1-3, Al: 0,0002-0,005, Ti: 0,0005-0,01, O: 0,003-0,03, один или оба из Cr и Mo в сумме 0,005-2, остальное Fe и неизбежные примеси.

Изобретение относится к области металлургии и может быть применено для получения штрипсов с категорией прочности К60 (Х70), используемых при строительстве магистральных нефтегазопроводов.

Изобретение относится к металлургии, более точно к прокатному производству, и может быть использовано при производстве толстолистового проката классов прочности К52-К60, Х52-Х70, L385-L485 для изготовления электросварных труб магистральных трубопроводов.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стали для изготовления высокопрочных колес для рельсового транспорта. Сталь содержит, в мас.%: С от 0,65 до 0,84%, Si от 0,02 до 1,00%, Mn от 0,50 до 1,90%, Cr от 0,02 до 0,50%, V от 0,02 до 0,20%, S: 0,04% или менее, при необходимости от 0 до 0,2% Мо, Fe и примеси - остальное.

Изобретение относится к способу изготовления конструктивных элементов из стали, способной к самозакаливанию на воздухе. Сталь состоит из элементов, мас.%: С ≤ 0,20, Al ≤ 0,08, Si ≤ 1,00, Mn 1,20 до ≤ 2,50, Р ≤ 0,020, S ≤ 0,015, N ≤ 0,0150, Cr 0,30 до ≤ 1,5, Мо 0,10 до ≤ 0,80, Ti 0,010 до ≤ 0,050, V 0,03 до ≤ 0,20, В 0,0015 до ≤ 0,0060, железо и неизбежные примеси - остальное.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению соединительного элемента, используемого в подъемных, крепежных, зажимных и/или связывающих средствах, выполненному из закаливаемой стали. Элемент выполнен из стали, содержащей в вес.%: углерод: от 0,17 до 0,25, никель: до 0,25, молибден: от 0,15 до 0,60, ниобий: от 0,01 до 0,08, и/или титан: от 0,005 до 0,1, и/или ванадий ≤ 0,16, алюминий: до 0,050, хром: от 0,01 до 0,50, кремний: от 0,1 до 0,3, марганец: от 1,40 до 1,60, фосфор: меньше 0,015; сера: меньше 0,015; медь: меньше 0,20; азот: от 0,006 до 0,014; остальное - железо и неизбежные примеси. Обеспечивается заданный комплекс механических свойств. 4 н. и 24 з.п. ф-лы, 8 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии. Для получения проката толщиной до 21,0 мм класса прочности с гарантированным пределом прочности от 510 до 550 МПа для объектов ответственного назначения с повышенными показателями по коррозионной стойкости в водородных и сероводородных средах, сопротивляемости хрупкому разрушению при отрицательной температуре используют непрервынолитую заготовку толщиной не более 250 мм из стали, содержащей, мас.%: 0,04-0,070 С, 0,20-0,30 Si, 0,90-1,10 Мn, 0,20-0,30 Сr, Ni≤0,25, Сu≤0,25%, Мо≤0,35, 0,004-0,009 Ti, V≤0,06, 0,02-0,035 Nb, N≤0,007, 0,02-0,04 Al, S≤0,001, P≤0,010, Fe и примеси - остальное, при этом суммарное содержание Cr+Ni+Cu не превышает 0,70%, углеродный эквивалент Сэ≤0,40%, параметр стойкости против растрескивания при сварке Рcm≤0,21%, аустенизацию непрерывнолитой заготовки производят до температуре 1190-1230°С. Черновую прокатку заготовки начинают при температуре не ниже 960°С и осуществляют ее на толщину, составляющую не менее 5,5 толщины готового листа с относительными обжатиями за проход не менее 10%. Чистовую прокатку начинают для листа конечной толщины до 16 мм включительно при температуре 900-930°С, а для листа конечной толщины более 16 мм - при температуре 870-900°С и завершают для листа конечной толщины до 16 мм включительно при температуре 880±10°С, а для листа конечной толщины более 16 мм - при температуре 850±10°С, после чего листы подвергают ускоренному охлаждению до температуры 430-470°С со скоростью не менее 20°С/с. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к области металлургии для получения полос высокопрочной многофазной стали, используемых в автомобилестроении. Для обеспечения равномерных механических свойств по длине полосы и повышения формовочных свойств холоднокатаную или горячекатаную полосу получают из стали, содержащей, вес.%: C 0,060 до ≤0,115, Al 0,020 до ≤0,060, Si 0,100 до ≤0,500, Mn 1,300 до ≤2,500, P ≤0,025, S ≤0,0100, Cr 0,280 до ≤0,480, Mo ≤0,150, Ti ≥0,005 до ≤0,050, Nb ≥0,005 до ≤0,050, B ≥0,0005 до ≤0,0060, N ≤0,0100, остальное - железо и неизбежные примеси. Горячекатаную или холоднокатаную полосу подвергают непрерывному отжигу путем нагрева в печи непрерывного отжига до 700-900˚С и охлаждения сначала со скоростью 15-100˚С/с до промежуточной температуры 200-250˚С, а затем со скоростью 2-30˚С/с на воздухе до температуры в помещении. 5 н. и 20 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении толстых листов из низколегированных трубных сталей. Для повышения прочностных свойств листов толщиной 14-20 мм из трубной стали класса прочности К60 при сохранении достаточной пластичности и ударной вязкости получают непрерывно-литой сляб толщиной 300±20 из стали, содержащей, мас.%: углерод 0,06-0,08, кремний 0,25-0,40, марганец 1,60-1,70, сера не более 0,003, фосфор не более 0,013, хром не более 0,08, никель 0,20-0,30, медь 0,10-0,20, алюминий 0,025-0,045, азот не более 0,008, ванадий 0,020-0,035, титан 0,015-0,030, ниобий 0,040-0,055, железо и примеси-остальное, причем углеродный эквивалент составляет Сэкв≤0,43, затем осуществляют нагрев сляба до температуры 1200-1220°С, черновую прокатку при 1040±60°С за 7-10 проходов со степенью обжатия не менее 12% за проход на толщину 95±15 мм, охлаждение промежуточного раската до 860±20°С, чистовую прокатку с суммарной степенью обжатия 75-85%, при этом температуру конца прокатки устанавливают 855±15°С и производят ускоренное охлаждение со скоростью 14-22°С/с до температуры 555±15°С. 3 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стальному материалу, используемому для изготовления ударопоглощающих элементов. Материал содержит, в мас.%: C больше чем 0,05 до 0,18, Mn 1-3, Si больше чем 0,5 до 1,8, Al 0,01-0,5, N 0,001-0,015, одно или оба из V и Ti: в сумме 0,01-0,3, Cr 0-0,25, Mo 0-0,35, остальное - Fe и примеси. Структура материала содержит 80% или более бейнита в % по площади и 5% или более в сумме одного или двух или более, выбранных из группы, состоящей из феррита, мартенсита и аустенита в % по площади. Средний размер блока бейнита составляет менее чем 2,0 мкм, а средний диаметр зерна всех вышеописанных феррита, мартенсита и аустенита составляет менее чем 1,0 мкм. Средняя нанотвердость бейнита составляет 4,0 ГПа - 5,0 ГПа, а карбиды МХ-типа, каждый имеющий диаметр эквивалентного круга 10 нм или более, могут присутствовать со средним межзеренным расстоянием 300 нм или менее между ними. Достигается повышение поглощения энергии удара. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стали, используемой для изготовления ударопоглощающих элементов автомобиля. Сталь имеет химический состав, мас.%: C: больше чем 0,05 и до 0,2, Mn: от 1 до 3, Si: больше чем 0,5 и до 1,8, Al: от 0,01 до 0,5, N: от 0,001 до 0,015, Ti или суммарное содержание ванадия и титана: больше чем 0,1 и до 0,25, Cr: от 0 до 0,25, Mo: от 0 до 0,35, остальное железо и примеси. Сталь имеет многофазной структуру, содержащую феррит в качестве главной фазы в количестве 50% площади или больше, и второй фазы, содержащей по меньшей мере один из бейнита, мартенсита и аустенита. Средняя нанопрочность вышеописанной второй фазы составляет менее 6,0 ГПа. Граница, на которой разориентация кристаллов составляет 2° или больше, представляет собой границу зерна, а область, окруженная границей зерна, представляет собой кристаллическое зерно. Средний диаметр зерна для всех кристаллических зерен в вышеописанной главной фазе и в вышеописанной второй фазе составляет 3 мкм или меньше, а доля длины малоугловых границ зерна, на которых разориентация составляет от 2° до меньше чем 15°, в длине всех границ зерна составляет 15% или больше. Сталь обладает высоким значением поглощаемой энергии удара без образования трещин при приложении ударной нагрузки. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению электросварных труб из высокоуглеродистой стали. Способ изготовления трубы из высокоуглеродистой стали включает получение трубы из высокоуглеродистой стали в качестве исходной трубы из стали, содержащей, мас.%: от 0,25 до 0,60 углерода, от 0,01 до 2,0 кремния, от 0,2 до 3,0 марганца, от 0,001 до 0,1 алюминия, от 0,001 до 0,05 фосфора, от 0,0001 до 0,02 серы, от 0,0010 до 0,0100 азота, от 0,0003 до 0,0050 бора, от 0,0001 до 0,0050 кальция, железо и случайные примеси - остальное. Исходную трубу нагревают и выдерживают при температуре превращения Ас3 или выше, подвергают редукционно-растяжной прокатке при температуре чистовой прокатки от 900°С до температуры превращения Ac1 с общим обжатием по диаметру от 30 до 70% в диапазоне температур от 900°С или ниже. Это позволяет формировать без отжига сфероидизации микроструктуру, содержащую фазу феррита и диспергированные в ней зерна цементита, которые имеют средний размер d зерна от 0,1 до менее 0,5 мкм и среднее расстояние L между поверхностями соседних зерен цементита от 0,5 до 10 мкм. Стальная труба характеризуется высокой обрабатываемостью в холодном состоянии, технологичностью. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 табл., 30 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочной коррозионно-стойкой плакированной стали, используемой для изготовления сварных конструкций и оборудования, применяемых в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, коксохимической и других отраслях промышленности. Плакированная сталь состоит из плакирующего слоя, выполненного из аустенитной коррозионно-стойкой стали, и основного слоя, выполненного из низкоуглеродистой высокопрочной микролегированной стали. Сталь основного слоя содержит, мас.%: C 0,04-0,07, Si 0,10-0,50, Mn 0,5-2,0, Al 0,015-0,09, Mo 0,10-0,27, Ti 0,10-0,20, Cr ≤0,5, P ≤0,03, S ≤0,005, железо и неизбежные примеси, в том числе азот с содержанием не более ≤0,01 мас. %, остальное. Содержание молибдена в стали основного слоя определяется в зависимости от содержания титана в соответствии с зависимостью [Мо]=(1÷1,35)[Ti], способствующей образованию объемной системы наноразмерных выделений комплексных карбидов (Ti, Mo)C. Обеспечиваются высокие свариваемость, прочность, пластичность, хладостойкость и коррозионная стойкость. 2 табл.
Изобретение относится к изготовлению гальванизированного стального листа для формовки в горячем состоянии. Для улучшения свариваемости листа альванизированный стальной лист имеет химический состав, мас.%: C 0,02-0,58, Mn 0,5-3,0, раствор Al 0,005-1,0, при необходимости элементы: Si, равный или менее 2,0, P, равный или менее 0,03, S, равной или менее 0,004, N, равного или менее 0,01, Fe и примеси - остальное. На поверхности стальной лист имеет слой покрытия и при этом содержание Mn на участке от поверхности раздела стального листа и слоя нанесенного гальванического покрытия до глубины 5 мкм равно или более чем 0,3 мас.%. Слой нанесенного гальванического покрытия имеет удельный вес 40-110 г/м2 и содержит Al с концентрацией, равной или менее 0,5 мас.%, и удельным содержанием в слое гальванического покрытия, равным или более 150 мг/м2. Гальванизированный стальной лист в дальнейшем подвергают формовке в горячем состоянии при температуре нагрева до 700°C или выше. 16 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к многофазной стали максимальной прочности с определенным составом, а также к способу изготовления холодно- или горячекатаной стальной полосы из этой стали, при котором в процессе непрерывного отжига формируют необходимую многофазную микроструктуру. Для равномерного распределения механических свойств полосы, имеющих различное поперечное сечение и толщину, холодно- или горячекатаную полосу нагревают до температуры от 700 до 950°C, затем нагретую стальную полосу охлаждают со скоростью от 15 до 100°C/с от температуры отжига до первой промежуточной температуры от 300°C до 500°C, затем стальную полосу охлаждают со скоростью от 15 до 100°C/с до второй промежуточной температуры от 200°C до 250°C; затем стальная полоса проходит охлаждение на воздухе со скоростью от 2 до 30°C/с до температуры окружающей среды или ее охлаждают со скоростью от 15 до 100°C/с от первой промежуточной температуры до температуры окружающей среды. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сталей с бейнитной прокаливаемостью, используемых в различных отраслях машиностроения для изготовления изделий сечением до 1000 мм. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.: углерод 0,25-0,75, марганец 2,4-3,0, хром 2,4-3,0, кремний 1,6-2,5, молибден 0,5-0,6, ванадий 0,10-0,16, железо остальное. После прокатного нагрева при непрерывном медленном охлаждении со скоростью 0,3-0,03°Cс и температуре превращения в бейнитной области 400-100°С она имеет структуру бескарбидного нижнего бейнита. Обеспечивается регламентированная прокаливаемость на глубину до 1000 мм и гарантированное образование структуры нижнего бескарбидного бейнита. 4 табл.

Наверх