Сталь
Союз Советских
Соцналнс тически и
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iii885324 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 28.06.79 (2l) 2819453/22-02 (51)M. Кл. с присоединениен заявки М
С 22 С 38/16
Гооударствсииый комитет (23) Приоритет по делам изобретеиий и открытий
Опубликовано 30. 11. 81. Бюллетень № 44
Дата опубликования описанкя 30 (53) УДК669.15- ..
-194 (088. 8) И.В.Горынин, О.Г.Соколов, В.А.Малышевский, Ю.Л.Легостаев, Л.В.Грищенко, К.С.Ельцов, Н.В.Стеценко, P.С.Левицкая, Я.Н.Киселев, Б.М.Набатов, И.С.Аксаков, Н.Ф
В.И.Лепехов и В.В.Бусыгин (72) Авторы изобретения
I е :" < ; Тг, (7! ) Заявитель (54) СТАЛЬ сталь 21, содержащая, Известна вес.i:
Углерод
Кремний
Марганец
Ниобий
Никель
0,01-0,09
0-0,6
1,1-1,65
0,02-0,1
0,4-0,8
48,0
t
Изобретение относится к мет аллургии, а именно к изысканию низколегированных сталей, предназначенных для изготовления крупногабаритных корпусных конструкций в судостроении, например емкостей для хранения
5 и транспортировки сжиженных газов.
Известны низколегированные стали, применяемые при строительстве судов, имеющие достаточно высокий уровень ударной вязкости при -40 С и других механических свойств, коррозионной стойкости и удовлетворительную свариваемость, например стали 1ОХСНД, 10Г2С1Д и 15ГБ (1) .
Алюминий 0- 0,08
Медь 0 .7-1 .1
Молибден 0-0,5
Хром О -0,5
Бор 0-0,1
Церий 0-0,1
Магний 0-0,1
Кал ьций 0-0,1
РЗМ 0-0, 1
Железо Остальное
Указанная сталь в толщинах 15-35 мм и при следующем сооставе компонентов, 3: Ni 0,74; CU 0,96; С 0,059"
Nb 0,07; Мп 1,23; Si 0,18; А5 0,055;
Са 0,02; Fe остальное, обеспечивает получение следующего уровня механических свойств в листах толщиной
20 мм:
Предел прочности, кгс/мме 60,0
Предел текучести, кгс/см
Относительное удлинение, 21,0
885324
Ударная вязкость при -55 С, кгс м (Дж) продольные 7,1 (70) поперечные 7,1 (70)
Однако применение известной стали в судостроении при строительстве судов для перевозки сжиженного аммиака и других аналогичных веществ затруднено, так как она обладает относительно невысокой пластичностью и lO сопротивляемостью хрупким разрушениям, а также склонностью к слоистым разрушениям в условиях сложнонагруженных сварных конструкций, работающих в области температур ниже -40 С.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь (3), содержащая, вес./:
Углерод 0,05-0,2 2о
Кремний 0,01-0, 8
Марганец 0,5-1,6
Ниобий 0,005-0, 1
Ванадий 0,005-0, t
Никел ь 0-0,6
Медь 0,2-0,8
Алюминий 0-0,1
Титан 0,001-0,1 Сера < 0,02
Фосфор <0,03 зо
Железо Ост ал ьное
Известная сталь, устойчивая к водородному охрупчиванию, обладает неудовлетворительной ударной вязкостью при
-55 С, относительное сужение в направлении толщины листа черезвычайно низкое.
Цель изобретения — повышение относительного сужения в направлении Tofl щины листа и ударной вязкости при 4р отрицательных температурах, что характеризует снижение склонности к слоистому разрушению.
Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, ниобий, ванадий, никель, медь, алюминий, титан и железо, дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов,вес./:
Углерод 0,07 0,11
Кремний 0,1-0,4
Марганец 0,7-1,9
Ниобий 0,001-0,05
Ванадий 0,01-0,05
Никель 0,6-1,6
Медь 0,01-0,65
Алюминий 0,02-0,06
Титан 0,001-0,06
Азот О, 009-0,025
Железо Остальное
Причем, суммарное содержание никеля и марганца составляет 2,1-2,5, а отношение содержания азота и суммы алюминия и титана составляет 0,29-0,31
В качестве примесей сталь может содержать серу 0,001-0,0101 и фосфор
0,005-0,015 .
Выбранная композиция обеспечивает хорошую свариваемость стали, так как эквивалентный углерод C,„ ðàññ÷èòàííûé по формуле
Мп Si Ni Mo V
C 3Ks- С+ Т + Е,+ Т,О+ 4 + Т1, 4 составляет 0,493.
Сталь была выплавлена в лабораторных и заводских условиях.
Химический состав и механические свойства исследованных плавок предлагаемой и известной сталей приведены в табл. 1 и 2.
Как видно из данных табл. 2, величина работы разрушения предлагаемой стали при -55 С в продольном и поперечном направлении значительно превышает те же величины у известной стали, при этом изотропность в продольном и поперечном направлении высокая.
Относительное сужение предлагаемой стали в направлении толщины листа в 9-10 раз превосходит данную характеристику у известной стали. Пластические свойства стали также выше, чем известной .
Высокая ударная вязкость при температуре эксплуатации, изотропность, превышающая требования международных стандартов, низкая склонность к слоистому разрушению в направлении толщины листа позволяет использовать предлагаемую сталь в качестве основного материала резервуаров и сварных тяжелонагруженных конструкций, работающих в низкотемпературных условиях,что позволит значительно уменьшить вес конструкции. Сталь имеет лучшую высокотемпературную деформируемость, что позволит получать, например, горячей прокаткой листы толщиной 550 мм с меньшими отходами и профильную сталь сложной конфигурации.
01
СЧ
Ю м
С> м
Ю м>!!\
СЧ м
СЧ м
СЧ
СЧ!
II о
Z о о
С7 м
Ю
Ю
LA
CD Ю л
LA
Ю
Ю л
LA
Ю
Ю
Ю м
Ю
Ю л
Ю
Ю л
LA
Ю
Ю л
Ю
С:>
CD
С:>
С:>
С:>
Ю
0 0 о
Э
CO !
О о
IZ
Э
Z о
X о х
Э
Z
1О
K а
Э ч о
1 Э
LA
СЧ .CD л
-4
СЧ
С:>
01
С:>
Ю
0 1
CD
СЧ
Ю л
СЧ
CD
CD л
Ю
Ю
Ю О
С:>
Ю (Ч
Ю
LA
Ю л
Ю
Ю л
CD
Ю м
Ю о
СЧ
Ю л
Ю м!
Ю
Ю м
CD л
>.0
Ю
СЧ
CD
Ю
0%0 .Ю
CD
С:>
LA
>,С!
CD м м
Ю!
Л
Ю
СЧ
Ю
CD О
0
Ю д Р
LA
Ю л
М\
CD
С>
С!1
С:>
СЧ
С:>
С> л
Ю
СЧ
Ю л м\
LA
CD
CD
CD
LA
Ю
Ю
CD
Ю л 0
Ю л
1 л
Ю о
0 м
Ю!
4 !
Ч
Ю
Ю
Ю о
11Ъ
Ю
CD л
CD!
С
Ig
Э
>О
Ig л
CD л
CD л
Ю л
0
1С
Щ х
Iо
Э а л
С9
CD
> с
Ig
I(Э
Э а!
1, ! !
1
1
I
1
1 !
l
1
1
1
1
l
1
I
I
1
1
1
1
I !
1
1
1
1
I
1
l !
1
1
l
1
1
1
I
I
1
1
1 1
+
С Z
1 «4
1 1
1 I о
CcI
Э ! с
Э 1
М I
1 — 4
1 1
1 1
u a о о ,.e e
1 1
I 1
fg ) а
Э 1
1 <- I
1 I
1 I
1 1- 1
О
1 CII 1
1 CK 1
1 1
1 Z 1
1 !О 1
1 I I
Q >s
1 С Я S I сС (1 12 I
1 Ч I
1 CL> I
1 X: 1 — I я
1 Я Э 1
I >! .;
1 >О I
Z >S
I (О S 1
1 I I
I Q>S
s s
1 Я)1
-т
1 (О 1
1 1 1
1 CL Г 1
I (О Э
E Z
1 l
1 II! >S 1 а s
I >:
I Э 1
1 1„Ч 1 о
:>> O. I л 0
М СЧ л о о
ЕГ\ л
СЧ СЧ сч м
885324! л м л л о о
LA (Ч л о сч
Э о
Z о с
1О 1
Iо
С>
М\ ю м о о л о о о сЧ о о л л о о л
CD
О О л о о о л л о о о о
C4 OO л о о 0 о о о о о о о о
LA
СЧ л о о
885324
Таблица 7
Отн удл яз кост ь кгс/м
Вдо перек ста
Предлагаемая
20 49,8
20 45,5
20 49,0
40 47,3
20 45,1
79,4
29,0
76,1
28,3 27,6
21,4 20,7
23,3 22,1
24,1 21,0
27,4 26,9
21,8 20,2
29,4
79,9
79,9
27,7
75,3
77,4
76,1
28,1
71,7
29,1
79,2
79,7
20 - 49,4
Известная
75,4
27,0
72,3
20; 32,8
20 52,8
38,2
82,4
8 7
8,4 2,4
2,9 1,4
30,5
72,3
7,8
Заказ 10454/37 Тираж 684 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5
Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4
П р и м е ч а н и е. Приведены средние значения (по 5 образцам на точку) результатов испытаний. Ударные образцы - тип IV
ГОСТ 9454-60. Образцы изготовлены из листов лабораторных плавок после закалки с 880 С в воду и отпуска о
680 С.
Формула изооретения Алюмини и 0,02-0,06
1. Сталь, содержащая углерод, крем- Титан 0,001-0,06 ний, марганец, ниобий, ванадий, ни- Азот О, 009-0,025 кель, медь, алюминий, титан и железо, Железо Остальное от ли чающая ся тем, что, 2. Сталь по п.1, о т л и ч а ю— с целью повышения относительного щ а я с я тем, что суммарное содержасужения в направлении толщины листа ние никеля и марганца составляет 2,1и ударной вязкости при отрицатель40
2,5, а отношение содержания азота и ных температурах, она дополнительно суммы алюминия и титана составляет содержит азот при следующем соотно0,29-0 „31. шении компонентов, вес.3: Источники информации, Углерод 0,07-0,11 принятые во внимание при экспертизе.
Кремний 0 „1-0,4 . Сталь свариваемая для судостроеМарганец 0 7 1 9 ния, ГОСТ 5521-76.
Ниобий 0,001-0,05 2. Патент Франции У! 2221529, Ванадий 0,01-0,05 кл. С 22 С 1976.
0,6-1,6 3. Заявка Великобритании 11491729, Медь 0,01-0,65 кл. С 22 С 38/16, 1977.
Сост а ви тел ь С . Деркачева
Редактор В. Петраш Техред М, Рейвес Корректор С, Шекмар
