Конструкционная сталь

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Cps Советскик

Соцналистниаскик

Республик ии 657079 и А ТОУ :КОМУ СЕИДВТИЛЬ СТВО (61) Дополнительное к авт. свиа-ву (22) Заявлено 17.01.77 (21) 2443304/22-02 с присоединением заявки ¹-(23) Приоритет

Опублнковано15.04.79. Бюллетень pk14

8 (51) М. Кл.

С 22 С 38/14

Гкуааретваевй ввапат

СССР в авлам язабрвтеей я еткритмФ (53) УДК 669. 15 74 782 292 293

786 71 295.-194 ; (088. 8) Дата опубликования описания 17.04.79

Ю. Д. Морозов, И. М. Вышванюк, А. В. Жердев, Г. С. Якименко, А. Т. Чеботников, В. В. Прогонов, Ю, И. Войтенко и А. И. Моисеенко (72) Авторы иэобретени я (73) Заявитель (54) КОНСТРУКБИОННАЯ СТАЛЬ

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к сплавам группы сталей и может быть использовано при изготовлении строительных конструкций.

Известна конструкционнаа сталь, содержащая, вес,%:

Углерод 0,08-0, 25

Марганец 0,7-2,0 .Кремний 0,4-1,0

Азот, 0,008-0,05

Ванадий 0,1-0,25

Ниобий 0,005-0,1

Берий 0,005-0,2

Железо Остальное E j °

Известная сталь по технической сущности и достигаемому аффекту является наиболее близкой к предлагаемой.

Известная сталь после нормализации имеет предел текучести 4 42 кгсlмм, временное сопротивление 4 58 кгсlмм, относительное удлинение 20% и ударную вязкость при 70 С g 6,1 кгсм/см .

Белью изобретения является повышение прочности и хладостойкости стали.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, ванадий, ниобий, азот и железо, дополнительно содержит алюминий и титан при следующем соотношении компонентов, 5 вес. Ъ:

Углерод 0,06-0,30

Марганец 0,80-2,00

Кремний О, 1 7-1,00

Ванадий 0,01-0,25

1О Ниобий 0,005-0,1 5

Азот 0,01-0,04

Алюминий 0,005-0, 1 0

Титан 0,00 1-0,0 15

Железо Остальное

Введение в сталь алюминия позволяет связать весь кислород в прочные мелкодисперсные окислы, а небольшая добавка титана повышает их пластичность, Такие включения, деформируясь при прокатке, не создают концентраторов напряжений, что способствует повышению ударной вязкости

657079

Таблица1 пл

1 0,06 2,00 0,48 0,022. 0,05 0,05 0,12 0,001

2 . 0,30 0,.80 0,35 0,040 0,03 0,03 0,11 0,015

3 0,15 0,54 1,00 0,010 0,005 0,005 0,25 0,01

4 0,21 .1,38 0,17 0,018 0,10 0,15 0,01 0 01

0,18 1, 15 О, 1 5 0,021

0,02 0,10 0,01

0;03

Предельные концентрации алюминия выбраны из соображений получения необходимой степени раскисленности стали, а пределы концентрации титана с одной стороны способствуют получению комплек- 5 сной оксидной фазы, а с другой стороны исключают образование неблагоприятных нитридов титана.

Пределы содержания углерода ограничены с одной стороны необходимостью получения высоких прочностных свойств, а с другой стороны требованиями по ударной вязкости и хорошей свариваемости.

Кремний в выбранных пределах способ- 15 ствует повышению прочностных свойств, не снйжая при этом ее хладостойкости.

Марганец ь пределах выбранного состава упрочняет твердый раствор и повышает хладостойкость стали. Ванадий и ниобий 29 являются одними из наиболее активных нитридообразующих элементов. В стадии с повышенным содержанием азота они образуют мелкодисперсные частицы карбойитридов, благодаря чему измельчается зерно и повышаются прочностные свойства, пластичность и хладостойкость стали, Пределы сддержання ниобия и ванадия соответствуют области из наиболее эффек- Зц тивного воздействия на механические свойства стали. Содержание азота в выбранных пределах с одной стороны позволяет максимально измельчить зерно, а с другой стороны исключает образование пузыристых слитков.

Сталь подвергается нормализации при о

90О-980 С (скорость 2 мин/ мм, воз-. дух) .

При нагреве до 900-980 С карбонитриды ванадия растворяются в твердом

t растворе, а затем при охлаждении они опять выделяются в виде мельчайших частичек. Эти выделения карбонитридов служат в качестве дополнительных зародышей при превращении, измельчая зерно феррита. Частицы карбонитридов, выделившиеся после аустенитного превращения, значительно меньше частиц образовавшихся в аустените; и в основном не имеет когерентной связи с матрицей, поэтому их упрочняющее воздействие не велико. У стали с нитридами ванадия после нормализации йонижаются прочностные характеристики (на 5-8 кг/мм ) и повышаются пластичность и вязкость г О

t (на 2-4 кгм/см при 40 С).

В отличии от карбонитридов ванадия температура диссоциации карбонитридов ниооия значительно выше (1250 С), и поэтому при нормализации (900-980 С) не наблюдается значительного разупрочнения и большого приращения ударной вязкости.

B предлагаемой стали, содержащей в горячекатанном состоянии одновременно карбонитриды ванадия и ниобия, после нормализации, благодаря присутсч9ию ниобия, почти не наблюдается снижение прочностных характеристик и в то же время повышаются вязкие свойства, как у стали, легированной ванадием.

Все варианты предлагаемой стали после нормализации имеют феррито-перпитную структуру.

Химический состав стали представлен в табл.1, механические свойства — в табл.2.

6570-, Таблица2

66,0.

23,0

24,0

24,5

21,0

23,0

55,5

14,0

12,8

14,2

12,0

l2,6

10,1

54,0

53,0

57,0

64,0

62,0

67,5

65,0

9,8

1l,6

9,1

55,5

9,5

Составитель С. 11еркачева

Редактор К. Потапова Техред С. Мигай Корректор С. Шекмар

Заказ 1 7 37/ 29 Тираж 726 Подписное

ЦКИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, предложенная конструкционная сталь по сравнению с известной позволяет получить после нормализации аналогичные прочностные свойства при меньшем содержании (на 0,03-0,05%) углерода и тем самым обеспечить более высокие (на 2-3 единицы) значения удар25 ной вязкости при отрицательных температурах, более высокую хладостойкость и лучшую свариваемость.

Экономический эффект от использования

36 конструкционной стали составит 100120 тыс. руб.

Формула изобретения

Конструкционная сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, ванадий, ниобий, адот и железо, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения прочности и хладостойкости, она дополнительно содержит алюминий и титан при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Углерод 0,06-0,3

М арганец 0,8-2,0

Кремний 0,1 7-1,0

Ванадий 0,01-0,25

Ниобий 0,005-0, 1 5

Азот 0,01-0,04

Алюминий 0,005-0,10

Титан 0,001-0,01 5

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М. 336367, кл. С 22 С 38/12, 1975.