CS196683B1 - Způsob zamezováni vzniku trhlin v polotovarech z konstrukčních svařitelných ocel - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu zamezování vzniku trhlin v polotovarech z konstrukčních svařitelných ocelí při tváření ingotů na polotovary za tepla, zejména při jejich válcování na konečný tvar

Description

Vynález se týká způsobu zamezování vzniku trhlin v polotovarech z konstrukčních svařitelných ocelí při tváření ingotů na polotovary za tepla, zejména při jejich válcování na konečný tvar.

Svařitelné konstrukční oceli o vyšších pevnostech umožňují dosáhnout snížení hmotnosti ocelových konstrukcí a tím úsporu kovu. Zvýšení pevnostních vlastností se u těchto ocelí dosahuje zejména slitinovými prvky, především manganem a křemíkem.

S ohledem na požadavek svařitelnosti nelze pevnost těchto ocelí zvyšovat uhlíkem, jehož obsah proto nepřekračuje 0,22 % hmot. U těchto svařitelných konstrukčních ocelí je současně vyžadována vysoká plasticita, vyjádřená nejčastěji tažností a kontrakcí na zkoušce tahem nebo vrubovou houževnatostí, stanovenou na tyči s ostrým nebo kulatým vrubem za teploty normální, nebo za teplot snížených. Hlavními důvody požadavků plasticity je svařitelnost, dále odolnost těchto svařitelných konstrukčních ocelí proti křehkému lomu a bezpečnost provozu za snížených teplot. Základní podmínkou pro dosažení vyhovujících hodnot plasticity je jemnozrnnost oceli, která se dosahuje přísadou hliníku, dále řízeným válcováním, popřípadě normalizačním žíháním hotového výrobku.

Značnou nevýhodou svařitelných konstrukčních ocelí se zvýšenými pevnostními vlastnostmi,, jejichž jemnozrnnost je dosahována hliníkem, je vznik trhlin při tváření ingotů z těchto ocelí na před války. Trhliny se nejčastěji vyskytují při válcování těžkých bramových ingotů, jsou-li zpracovávány běžnými výrobními postupy, tj. za doby chladnutí ingotů na volném vzduchu od jejich odlití do okamžiku nasazení k ohřevu do hlubinné pece co nejkratší a teplota ohřevu co nejvyšší. Trhliny na povrchu bram mají ponejvíce radiální směr a jsou na širší ploše bram uspořádány do oválu. Množství trhlin je tím větší, čím větší je obsah rozptýleného hliníku v oceli. Obvykle jsou značně hluboké a proto je nelze ve výrobě odstranit čistěním a způsobují tak značné ekonomické ztráty ve výrobě.

Vzniku trhlin v polotovarech při tváření svařitelných konstrukčních ocelí za tepla o chemickém složení uhlík od 0,08 do 0,22 % hmot., mangan od 0,4 do 2 % hmot., křemík od 0,15 do 1 % hmot., hliník od 0,015 do 0,10 % hmot., popřípadě s obsahem mikrolegur titanu od 0,02 do 0,10 % hmot., niobu od 0,02 do 0,10 % hmot. a vanadu od 0,02 do 0,10 % hmot. jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci, se zamezí způsobem podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že vzniku trhlin se zamezí dodržením hranice dusíku v oceli bez mikrolegur od stopy do 0,004 % hmot., nebo dodržením obsahu dusíku od stopy do 0,005 % hmot. v oceli s mikrolegurami s maximálním obsahem

198683 manganu do 1,3 % hmot., nebo se ingoty ochlazují na vzduchu před jejich sázením do ohřívácích hlubinných pecí u ingotů o hmotnosti do 7 t po dobu od 4 hodin až do vychladnutí a u ingotů o hmotnosti nad 7 t po dobu od 5 hodin až do vychladnutí s obsahem dusíku v oceli od 0,0041 % do 0,012 % hmot., popřípadě s obsahem dusíku v závislosti na obsahu hliníku podle vztahu:

%N ζ 0,0079 - (0,09 . % Al) nebo ochlazováním ingotů na vzduchu po stejnou dobu podle jejich hmotnosti, obsahující niikrolegury do 0,05 % hmot. a manganu nad 1,3 % hmot. a dusík od 0,0051 % do 0,012 % hmot.

a u ingotů o hmotnosti nad 7 t po dobu od 5 hodin do vychladnutí.

Stejné doby ochlazování ingotů je nutno použít u konstrukční svařitelné oceli, obsahující mikrolegury do 0,05 % hmot., mangan nad 1,3 % hmot. a dusík od 0,0051 % a do 0,012 % hmot.

Dále je možno vzniku trhlin v konstrukční svařitelné oceli zamezit obsahem mikrolegur nad 0,05 % hmot. a to v případě, že ocel obsahuje nad

1,3 % hmot. manganu a dusíku od 0,0051 % do 0,012 % hmot.

Tato technologie byla provozně odzkoušena a jako příklad se uvádí:

Ocel	C	Chemické složení oceli v % hmot.	Mikrolegury
Mn	Si	P	S	Al	N	Ti	v	Nb
A	0,16	1,22	0,37	0,030	0,015	0,045	0,006	—	-	—
B	0,20	1,33	0,45	0,026	0,019	0,073	0,007	-	—	—

anebo obsahem mikrolegur nad 0,05 % hmot., v případě obsahu manganu v oceli nad 1,3 % hmot. a dusíku od 0,0051 % do 0,012 % hmot.

Zamezení vzniku trhlin v polotovarech z konstrukčních svařitelných ocelí se podle vynálezu dosáhne tím, že v oceli bez mikrolegur nepřekročí množství dusíku hranici 0,004 % hmot., nebo v oceli s mikrolegurami hranici 0,005 % hmot. při obsahu manganu v oceli do 1,3 % hmot. U konstrukčních svařitelných ocelí, obsahujících množství dusíku od 0,0041 % do 0,012 % hmot., nebo u ocelí, u nichž je obsah dusíku dán závislostí na hliníku podle vztahu:

% N ζ 0,0079 - (0,09 . % Al) kde N značí % dusíku a Al % hliníku se zamezí vzniku trhlin v polotovarech ochlazováním ingotů na vzduchu před jejich sázením do ohřívacích hlubinných pecí a to u ingotů o hmotnosti do 7 t po dobu od 4 hodin do vychladnutí

Z ocelí o těchto chemických složeních byly odlity ingoty o hmotnosti 7 t a bylo dosaženo těchto výsledků.

Ingoty z ocele A, které byly ochlazovány před jejich sázením do hlubinných ohřívacích pecí po dobu 2 hodin 40 min., vykazovaly po převálcování trhliny a ingoty z téže ocele, které byly ochlazovány na vzduchu před jejich sázením do hlubinných ohřívacích pecí po dobu 6 hodin, nevykazovaly po jejich převálcování žádné trhliny.

Obdobně tomu bylo u ingotů z ocele B. Ingoty z této oceli, které byly ochlazovány na vzduchu před jejich sázením do hlubinných ohřívacích pecí po dobu 2 hodin 10 min., vykazovaly po převálcování trhliny a ingoty z téže oceli, které byly ochlazovány na vzduchu před jejich sázením do hlubinných ohřívacích pecí po dobu 5 hodin 35 min., nevykazovaly žádné trhliny.

Claims (2)

1. Způsob zamezování vzniku trhlin v polotovarech z konstrukčních svařitelných ocelí při tváření ingotů na polotovary za tepla o chemickém složení uhlík od 0,08 do 0,22 % hmot., manganu od 0,4 do 2 % hmot., křemík od 0,15 do 1 % hmot., hliník od 0,015 do 0,10 % hmot., popřípadě s obsahem mikrolegur titanu od 0,02 do 0,10 % hmot., niobu od 0,02 do 0,10 % hmot. a vanadu od 0,02 do 0,10 % hmot., jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci, vyznačený tím, že se dodržuje hranice obsahu dusíku v oceli bez mikrolegur od stopy do 0,004 % hmot. nebo se dodržuje obsah dusíku od stopy do 0,005 % hmot. v oceli s mikrolegurami s max. obsahem manganu do 1,3 % hmot., nebo se ochlazují ingoty na vzduchu před jejich sázením do ohřívacích hlubinných pecí u ingotů o hmotnosti do 7 t po dobu od 4 hodin do vychladnutí a ingoty o hmotnosti nad 7 t po dobu od 5 hodin do vychladnutí s obsahem dusíku v oceli

VYNÁLEZU od 0,0041 % do 0,012 % hmot., nebo ochlazováním ingotů na vzduchu po stejnou dobu podle jejich hmotnosti, obsahující mikrolegury do 0,05 % hmot. a manganu nad 1,3 % hmot. a dusík od 0,0051 % do 0,012 % hmot. anebo obsahem mikrolegur nad 0,05 % hmot. v případě obsahu manganu v oceli nad 1,3 % hmot. a dusíku od 0,0051 % do 0,012 % hmot.

2. Způsob zamezování vzniku trhlin v polotovarech z konstrukčních svařitelných ocelí podle bodu 1, ochlazováním ingotů na vzduchu před jejich sázením do ohřívacích hlubinných pecí u ingotů o hmotnosti do 7 t po dobu od 4 hodin až do vychladnutí a u ingotů o hmotnosti nad 7 t po dobu od 5 hodin až do vychladnutí, vyznačený tím, že ingoty obsahují dusík a hliník ve vzájemné závislosti dané vztahem:

% N ζ 0,0079 - (0,09 . % Al).