Сталь
Иллюстрации
Реферат
СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, алюминий, титан, кальций и железо , отличающаяся тем, что, с целью уменьшения анизотропии свойств, она содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, мас. %: Углерод 0,07-0,12 Кремний 0,4-1,2 Марганец 0,5-1,0 0,5-1,0 Хром 0,3-1,0 Никель Медь 0,35-0,65 Алюминий 0,005-0,06 Титан 0,005-0.,03 с «б Кальдий 0,0005-0,01 0,ООЬ-0,025 Кобальт (Л Железо Остальное
,SU„„3 065497 А
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3(511 .С 22 С 38/50
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц
Н ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, алюминий, титан, кальций и железо, о т л и чающая с я тем, что, с целью уменьшения анизотропии свойств, она содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:
Углерод
Кремний
Марганец
Хром
Никель
Медь
Алюминий
Титан
Кальций
Кобальт
Железо
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
rI0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3393388/22-02 (22) 13. 01. 82 (46) 07.01.84. Бюл, Р 1 (72) В.В. Павлов,. В.М. Бреус, . Б.Ю. Зеличенок, Г.Н. Мулько, В.Г. Милюц и И.А ° Тамарина (71) Орско-Халиловский ордена Трудового Красного Знамени металлургический комбинат и Центральный ордена
Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина (53) 669.15-194(088.8) .(56) 1. Сталь, свариваемая для судостроения. ГОСТ 5521-76.
2. Авторское свидетельство СССР
9 852957, кл . С 22 С 38/50, 1979.
0,07-0, 12
0,4-1,2
0,5-1, 0
0,5-1,0
0,3-1,0
0,35-0,65
0,005-0,06
0,005-0.,03
0,0005-0,01
0,005 -0 025
Остальное
1065497
2.Изобретение относится к металлур гии, в частности, к сталям для сварных металлоконструкций, работающих в условиях Воздействия слабых коррозионных сред и низких температур.
Проблема повышения хладоатойкости корпусной стали для морских судов приобретает особо важное народнохозяйственное значение в связи с развитием круглогодичной навигации по северным морским путям.
Наряду с требованиями высокой прочности, хладостойкости и высокого уровня работы. вязкого разрушения, сталь должна обладать удовлетвориТельными характеристиками при ее производстве и изготовлении из нее сварных корпусов морских судов.
Известна сталь,®содержащая, мас.% углерод 0,07-0,12; марганец 0,50,8у кремйий 0,8-1,1у медь 0,4-0,6у никель 0 5-0 8; хром 0,6-0,9; алюминий 0,02-0,06; железо — остальное.
Выплавленная в мартеновских печах и кислородных конвертерах сталь срдержит 0,003-0,012% азота, а выплавленная в электропечах - 0,008- .
0,018%.
Сталь содержит в качестве приме;сей до 0,035% серы и до 0,01% кислорода, значительно снижающих механические свойства и технологичность стали при горячей пластической деформации.
Сталь имеет следующие механические свойства:
Временное сопротив ление, кгс/мм 57-70
Предел текучести, кгс/мм не менее 40
Относительное удлинение, % не менее 19
Средняя, поглощенная энергия при ударных испытаниях на продольных образцах с острим о надрезом при 40 С, кгс м не менее 3,7
Недостаток стали заключается в том, что она имеет относительно низкую ударную вязкость.
Кроме того, йри термообработке на более высокую ударную вязкость сталь имеет низкие прочностные свойства, недостаточные для использования ее в качестве судостроительного материала.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемовву результату является сталь, со». держащая, мас.%г углерод 0,02-0,11; марганец 0,65-1,6; кремний 0,1-1,6; никель 0,03-0,80) хром 0,03"0,80; медь 0,03-0,60; титан 0,005-0,15;
25 алюминий 0,01-0,15; кальций 0,0010,025; железо - остальное Г2J.
Однако сталь известного состава имеет высокую аниэотропию механических свойств, что приводит к снижению свойств в поперечном направлении.к оси прокатки.
Целью изобретения является уменьшение аниэотропии свойств стали.
Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, алюминий, титан, кальций и железо, содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод 0,07-0,12
Кремний 0,4-1,2
Марганец 0,5-1 0
Хром 0,5-1,0
Никель 0 3-1,0
20 Медь О, 35-0,65
Алюминий 0,005-0 06
Титан . 0,005-0,03
Кальций 0,0005-0,01
Кобальт . 0,005-0,025
Железо Остальное
Наличие. комплексной дисперсной фазы алюмонитридов титана в количестве 0,007-0,03 об.% приводит к улучшению свойств стали, причем наибольшее увеличение механических и технологических. свойств достигается в том случае, если наряду с алюмо- . нитридами титана формируется окисная фаза, содержащая окислы титана при общем их количестве 0,00050,0016 мас.%.
Наибольший прирост свойств стали предлагаемого состава достигается при содержании интерметаллических соединений кобальта с кремнием (си-. лицида кобальта) в количестве
0,005-0,03 об.%.
Алюмонитрид титана оказывает упрочняющее влияние на сталь как эа счет измельчения аерна, так и за
45 счет блокирования дислокаций. Наличие в стали титана, связанного в алюмонитрид, а не в нитрид.-титана, благоприятно сказывается на технологической пластичности стали при
50. горячей прокатке, поскольку пластичность этой фазы занимает промежуточное положение между нитридами этих элементов и стальной матрицей.
11исперсный интерметаллид кобаль55 та с кремнием устойчив при 8001200 С. При нагреве под закалку он выделяется на дефектах кристалличес-. кой структуры и дополнительно стабилизирует аустенитное зерно. После закалки формируется более дисперсная структура мартенсита и улучшаются пластические, вязкостные свойства стали и несколько повышается предел текучести. При нагреве под прокатку . до температур более 1200 С интерме1065497 таллид кобальт-кремний растворяется и Be ухудшает. технологичности сталипри горячей пластической деформации.
Пример. В мартеновской печи с выпуском плавки в два ковша полуХимический .состав, мас. В
Плавка
«»»
» «»«»«»
» Ф ««»
», «««» «» титан каль- кОбальт, .зале-: . ций .:::, .-зо 1
««
« хром ни-1 алюминий угле- крем« маррод . ний ганец!
««
»Г»
Известная. сталь
1 О 07 1 2 . 0 8 0 5 : 1 0 -Ор65 0 006 0 03
0,006 нет Остальное
2 0,09: 0,,8 0,67 0,65 0,8 0,47 0,06 0,016: .0,0005: нет
3 0,10.:. 0,75 0,71 0,.58 0,75: 0.,42 0,03, 0,012 0,0015 нет
Предлагаемая сталь
4 0,07",1,2 0,8. 0,5 1,0 .0,65 О, 005. 0,03 . 0,005: 0 009
«
5..,,0,09. 0,8. 0,67 0,65 О,;8"; 0 47 0,06 0,016 0,0005 0;025
6 0,12.,0,7 0,5 .1.,0 0,5 0,35 0,02 . . 0,005 0,005
Из листов вйрезаны образцы в .про- нения количества. годных лнстов,,а дольном: и поперечном по отношеник . З5 также. соответствующих. по состоянию . к волокну -направлении,: которые под- : поверхности продукции первого .сорта. вергли механическим испытаниям.. Пуи Результаты испытаний. механических горячей:прокатке.листов. оценивали : и технологических свойств. приведены технологичность металла путем: срав- в табл. 2 и 3.
Т. а; б л: и ц. а 2
Поперечные
» «М«
». Плав-. . ка: ударна я вязкость при
Погло-.
Козффициент
40 С на образцах типа 11;,кгсм/см анизотропии ксч ксч предел . теку-;. чести й."- 2. кгс/мм относитель ное .удли- нение d, ф продсльные поперечные кс уд . - кснрп
М ° ° »» » ° ° »
У
0,47
Известная. сталь
1 57
: 3,1: 41 20, :: ."2., 5 20, э: ."2, 2
2, 55;5
0,46
2,8:
40. 2,7:
3 . 56 5
40 5: 20 О ., . 2 15 . 5 7
ПРедлагаемая . сталь
,О, 46
4 59..О, 57
4г1
7, 2
23,5 3,15
44 вре-,, .:менное сопро:. тивление бз, кгс/мм чены 6 составов стали (табл. 1) из которых по обычной схеме (разливка на слитки -: . проМФа на; слябы и -листы получены.:. листы толщиной
30 .мм.
Т а" б, л и ц а 1
« ° «Ь Ю»» ° ««».. щенная
: эне ргия
: удара . на попе реч. ных об- разцах
:. тйпа II йри 40 С кгсм
1065497
Продолжение табл. 2
Поперечные
Плавка
Коэффициэнт анизо тропин
KC Vn
««
КСЧВ дарная вязкость при
40 С на образцах типа 11., кгсм/см пределтекучести
67 У 2 кгс/мм относительное удлинение d", Ф, продольные кс чд поперечные
KC V
4,9
0 61
8,1
22
3,9
5 . 58,5
6 . 60
46 0,56
3,25
5,8
2,6
Таблица 3
Выход вод- Всего в ных листов т.ч. 1 сорпосле прока- та та, Ъ
Предел текучести 67 кгс/мм
Относительное удлинение о ; %
Плавка
Временное сопротив-, ление кгс/мм 2
Известная сталь
93
98,1
5,3
42
98,5.
22,5
4,9
56
Предлагаемая сталь
93,2
5,8
25
95
98 6
98,1
6,5
23
21
93,5
60.6
Составитель С. Деркачева
Редактор О. Черниченко Техред С. Мигунова Корректор A„ ПОвх
Заказ 11012/32 Тираж 608 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вре- менное
congoтивление Ьэ, кгс/мм2
Режим термообработки металла был о одинаковым: закалка от 930 С в воду, отпуск при 680 С в течение 60 мин.
Поглощенная энергия удара на поперечных образцах типа 1I при 40 С кгсм
Поглощенная энергия удара на продольных образцах типа при 40 С, кгс м
Как видно иэ табл. 2 и 3, предлагаемая сталь имеет меньшую анизотропию свойств, чем известная.