Конструкционная сталь

 

Союз Советск их

Социалистических

Республик

<»>821

К АВТОРСКОМУ СВИДЕНЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (5I jN. Кж

С 22 С 38/44 (22) Заявлено 09.07. 79 (23) 2794391/22-02. с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Гвсудврстеввй канет

СССР в двми ивбреяний и еиритвв (S3j VgK 669.15-194(088.8).

Опубликовано 15.04>81. Бюллетень М 14

Дата опубликования описания 17 04 81

P. È. Энтин, Л. И. Коган, Д, А. Литвиненко, В, . Ни 1>>тинй„

II. П. Мельников, Л. И. Гладштейн, В. М, ГоРицк, " " >Б" . Оау

Г, P. Шнейдеров, Л. M. Клейнер, В. В. Лепорски и > - . 0А."," ;--,:- >, М. С. Бабицкийй A. Н. Заннес, Ю. И. Звездин и ."М. Хаурк>кн и «9 (72) Авторы изобретения..Д,; ад центральный ордена Трудового Красного Знамен научноисслекоеательский институт черной металпуртни . м И.""Йр о« Нрйййа и Ыентрапьнмй научн иСслелоаательский н нроекткмй ЙсгМтут ( ь строительных металлоконструкций Госст оя СССР (71) Заявители (54) КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ

Ой54

0,36

; 0,0130,04.Изобретение относится к металлургии, конкретнее к высокопрочным сталям для сварных металлоконструкций энергетических установок, работающих при 300350 С.

Известна стальй содержащая, вес..»:.

Углерод . О, 12-0, 16

Кремний О, 17-0,37

Марганец 0,3 -0,6

Хром 2,2 -2,7

Никель 0,8 -1,3

Молибден 0,5 -0,8

Ванадий 0,08-0, 15

Железо Остальное

В качестве примесей сталь может со 15 держать, %: медь 0,2, серу и фосфора

0,02 P).

Эта сталь имеет сравнительно ниэ10чо прокаливаемость, она характеризуется значительной склонностью к образованию холодных трещин и большой деформацией при сварке.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эф2 фекту является конструкционная сталь(2, содержащая, вес.%:

Углерод 0,0 1-0,09

Хром 2,5 -4,9

Никель 1,5 -2,3

Молибден 0,2 -0,5

Алюминий 0,2 -0,3

Титан 0,01-0,6

Железо Остальное

В качестве примесей сталь мо1кет содержатьк вес.%:

Кремний

Марганец

Сера

Фосфор

Эта сталь при большом раэвесе слитка (2-6 т) после горячей деформации имеет значительную анизотропик> (понижение ударной вязкости в поперечном направлении) и характеризуется сильным ростом зерна аустенита в зоне термического вли.яния и в связи с этим, ухудшением свариваемости.

821526 4

45 "конструкции энергетической установки составит 2,9 млн, р.

Таблица 1

Плавка

Предлагаемая

2

0,05 2,8 1,5 . 0,2 0,01 — 0,005 0,02 0,005 0,015

0,1 3,5 2,0 0,35 0,04 — 0,02 0,1 0,025 0,02

0,12 4,9 2,5 0,5 0,05 0,03 0,4 0,04 .0,025

Бель изобретения — повышение ударной вязкости и сопротивление к хрупкому разрущению в сечениях до 600 мм, снижение аиизотропии ударной вязкости и улучшение свариваемости.

Для достижения указанной цели конструкционная сталь дополнительно содержит кальций, церий и медь, при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 0,05-0,12

Хром 2,8=4,9

Никель 1,5-2,5

Молибден 0,2-0,5

Алюминий О, О 1-0, 05

Кальций 0,005-0,03

Церий 0,005-0, 04

Медь 0,02-0,4

Железо Остальное

В качестве примесей сталь может содержать, вес.%:

Фосфор Не более 0,025

Марганец . О, 15-0,60

Кремний О, 1 5-0,40

Предлагаемая сталь обеспечивает получение однородной структуры низкоуглеродистого мартенсита в крупногабаритных изделиях сечением до 600 мм и, следовательно, однородных механических свойств по всему сечению, устраняет анизотропию ударной вязкости, обеспечивает хорошую свариваемость стали и снижение склонности к образованию холодных трещин, позволяет исключить отдельную операцию закалки.

Выплавляют 5 плавок secoM по 50 кг в индукционной печи. Слитки весом 2550 кг каждый куют на полосу 40х150мм нагрев под ковку 1100-1150 С. Затем

О производят горячую прокатку до сечения

20х200 мм и охлаждение на воздухе..

Прокат отпускают при различных температурах до 650 С и охлаждают íà воздухе. Химический состав лабораторных плавок приведен в табл, 1, а механические свойства в табл, 2-5.

Исследована кинетика превращений переохлажденного аустенита: при температуре максимальной скорости (650 С), врео мя 5%-ного превращения аустенита составляет более 120 мин, что обеспечивает прокаливаемость при охлаждении на воздухе .более 600 мм.

Испытания при 350 С показывают, что о значения б 8, 6 О,2, б и (р мало иэмеФяются по сравнению с испытаниями при

20 С и для плавки 1 после отпуска при

650 С составляют соответственно 68кг/ о

/мм; 62 кг/мм; 15%; 70%. 2.- 2.

Испытания на свариваемость предлагаемой стали проводят с использованием технологических крестовых" проб. Сварку осуществляют в защитной среде (СО ) при

=180 А, О р =20-21 B со скоростью

1 1 м/ч. Значения ударной вязкости основного металла и в зоне термического влияния предлагаемой и известной стали приведены в табл. 4.

Сварку производят без предварительного подогрева, Микротрещин в зоне терми-. ческого влияния не обнаружено. Испытания на анизотропию ударной вязкости предлагаемой и известной стали в состоянии после отпуска приведены в табл. 5.

Сталь подвергается горячей штамповке с последующим охлаждением на воздухе., Изменения формы и размеров при горячей штамповке практически отсутствуют.

Применение стали позволяет получить высокие и однородные механические свойства в изделиях сечением до 600 мм; изготовлять высокопрочные (б О =7ОI, 75 кг/мм ) сварные конструкции больших сечений (до 600 мм) снизить вес конструкций на 50%; исключить отдельную операцию закалки, в связи с этим обеспечить также сохранение формы и размеров изделий после горячего формообразования и охлаждения на воздухе.

1 Предполагаемый экономический эффект or применения предлагаемой стали в металло82182<

Продолжение табл. 1

5 г 3

0,025 0,08 0,02 0,02

О 015 0,15 0 03 0,015

0,4 0,035

0,45 0,04

0,08 4,0 1,9

011 45 20

5

Известная

0,015

04 03 .005

009 38 19

Таблица 2

Относительное сужение, (}) ,%

Предел прочности б, кг/мм

Предел текучести

<ор, кгlмм

Ударная вязкость

- а„ 2 кгм/см

Условный порог хладноломности, То 50 С

Плавка, льное удлинение

TTT ГГГ1 Т Т Г состояние

ЗОО 650 300 650 300 650 300 650 300 650 300 650

108 78 69

111 81 71

117 83 68

110 72 71

106 74 70

-90 -90

-80

-85

-90

1 7,5 -35 -65

Таблица 3

24,0

21,0

17,5

19,0

20,5

24,0

21,5

18

19,5

2 1, О

21,0

20,0

17,0

l7,5

16,0

17,5

12,0

Таблица 4 а>, кг м/смФ при 20 С

Плавка

Состояние основной металл зона термического влияния

650 С, 2 ч

То же

18э5

17,2

18

18,5

18

11,3

Предлагаемая 1 . 120. 82

2 128 84

3 131 85

4 122 78

5 125 82

Известная .

l!редлагюмая

2.3

Известная

Предлагаемая

2

4

Известная

75 15 17 13 24 -50

76 16 18 11 5 21 5 -60

73 15 17 1 1. 18 -50

78 16 19 12 5 19 5 -60

7Д 16 20 13,5 21 -65

110 77 72 78 16 17 9

23

18

21,5

22,5

22,0

Таблица 5 арная вязкость О н, кгм/см при 20 С

III

Плавка дольные образцы поперечные образцы

18,5

17,5

16,5

17,0

18,5

24

21,5

18

19,5

21,0

9,0

17,5

Формула изобретения

Конструкционная сталь, содержашая углерод, хром, никель, молибден, алюминий н железо, о т л н ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения ударной вязкости н сопротивления хрупкому разрушению в сечениях до 600 мм, снижения анизотропин ударной вязкости и улучшення сварнваемостн, она дополнительно содержит кальлий, цернй и медь при следуюшем соотноленнн компонентов, вес.%:

Углерод 0,05-0, 12

Хром 2 3-4,9 го

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сталь марки ВК-2, ТУ-24-3-15-8 23-75.

2. Авторское свидетельство СССР

N 505744, кл. С 22 С 38/50, 1976.

Составитель С. Иеркачева

Редактор Н, Ромжа Техред С.Мигунова Корректор H. Бабинец

Заказ 1724/42 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., n. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Предлагаемая

2

4

Известная

Никель

Молибден

Алюминий .Кальций

Берий

Медь

Железо

1,5;2,5

0,2-0, 5.

0,01-0,05

0,005-0,03

0,005-0,04

0,02-0,4

Остальное