CS229572B1

CS229572B1 - Ocel na odlitky se zaručenou svařitelností a vrubovou houževnatostí a způsob tepelného zpracování odlitků z této oceli

Info

Publication number: CS229572B1
Application number: CS946082A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Ing Kufa; Oldrich Ing Cieslar; Miroslav Ing Sivy; Eduard Ing Kubik
Original assignee: Frantisek Ing Kufa; Cieslar Oldrich; Miroslav Ing Sivy; Eduard Ing Kubik
Priority date: 1982-12-21
Filing date: 1982-12-21
Publication date: 1984-06-18

Abstract

Ocel na odlitky se zaručenou svařitelností a vrubovou houževnatostí, zejména pro výrobu odlitků na armatury plynovodů a ropovodů, pracující v extrémních podmínkách při (—60 až + 50 °C) obsahující v hmotnostním množství uhlík od 0,05 do 0,16%, mangan od 0,60 do 1,60 %, křemík od 0,20 do 0,70 %, nikl od 0,3 do 1,6 °/o, vanad od 0,05 do 1,6 %, fosfor od 0,003 do 0,020 %, síru od 0,003 do 0,020 %, měď od 0,02 do 0,15 %, chrom od 0,03 do 0,15 °/o, hliník od 0,02 do 0,10 % a molybden stopy až 0,10 %. Dále může obsahovat cér od 0,04 do 0,25 %. Způsob tepelného zpracování odlitků z této oceli spočívá v homogenizačním žíhání na teplotě 950 až 1100 °C, ochlazení volně na vzduchu pod teplotu 450 °C, následném normalizačním žíhání na teplotě 880 až 950 stupňů Celsia s ochlazením ve vodě pod teplotu 400 °C a v dalším popouštění v rozmezí teplot 550 až 680 °C s následujícím ochlazením ve vodě.

Description

(54) Ocel na odlitky se zaručenou svařitelností a vrubovou houževnatostí a způsob tepelného zpracování odlitků z této oceli

2

Ocel na odlitky se zaručenou svařitelností a vrubovou houževnatostí, zejména pro výrobu odlitků na armatury plynovodů a ropovodů, pracující v extrémních podmínkách při (—60 až + 50 °C) obsahující v hmotnostním množství uhlík od 0,05 do 0,16%, mangan od 0,60 do 1,60 %, křemík od 0,20 do 0,70 %, nikl od 0,3 do 1,6 °/o, vanad od 0,05 do 1,6 %, fosfor od 0,003 do 0,020 %, síru od 0,003 do 0,020 %, měď od 0,02 do 0,15 %, chrom od 0,03 do 0,15 °/o, hliník od 0,02 do 0,10 % a molybden stopy až 0,10 %. Dále může obsahovat cér od 0,04 do 0,25 %.

Způsob tepelného zpracování odlitků z této oceli spočívá v homogenizačním žíhání na teplotě 950 až 1100 °C, ochlazení volně na vzduchu pod teplotu 450 °C, následném normalizačním žíhání na teplotě 880 až 950 stupňů Celsia s ochlazením ve vodě pod teplotu 400 °C a v dalším popouštění v rozmezí teplot 550 až 680 °C s následujícím ochlazením ve vodě.

Vynález se týká konstrukční oceli na výrobu odlitků svařovaných a používaných v extrémních podmínkách nízkých teplot, jako jsou armatury plynovodů a ropovodů, a způsobu tepelného zpracování odlitků z této oceli.

Jsou známy oceli se zaručenou vrubovou houževnatostí při —60 °C i zaručenou svařitelností s obsahem uhlíku 0,10 až 0,20 % hmotnosti, a více než 3'% hmotnosti niklu. Vedle toho tyto oceli obsahují mangan do 1,5 % hmotnosti a křemík do 0,40 % hmotnosti. Dále je známa pcel obsahující 0,10 až 0,18 °/o hmotnosti uhlíku, 0,90 až 1,40 % hmotnosti manganu, 0-20 až 0,50 % hmotnosti křemíku, obsah chrómu, niklu a mědi je omezen u jednotlivých prvků na max. 0,30 procent hmotnosti.

Této oceli se používá na výrobu armatur pro plynovody a ropovody pracující v podmínkách do —55 °C. Při svařování těchto armatur s potrubím se vyžaduje předehřev obou součástí na předepsanou teplotu. Chemické složení této oceli zaručuje dosažení předepsané minimální hodnoty vrubové houževnatosti 20 J. cm^-2 zkoušené na standartním vzorku s U-vrubem (KCU) při —55 °C. Není však zaručena svařitelnost oceli, daná uhlíkovým ekvivalentem v % hmotnosti + V + Mo Cu + Ni

Tato ocel dále nezaručuje minimální hodnotu vrubové houževnatosti KCV^-60 30 J. cm ’².

Výše uvedené požadavky zabezpečuje ocel na odlitky podle vynálezu, obsahující v hmotnostním množství uhlík 0,05 až 0,16 °/o, mangan 0,60 až 1,60 %, křemík 0,20 až 0,70 %, nikl 0,30 áž 1,60 %, vanad 0,04 až 0,16 %, fosfor od 0,003 až 0,020 %, síru od 0,003 až 0,020 %, měď od 0,02 do 0,15 '%, chrom od 0,03 do 0,15 %, hliník od 0,02 do 0,10 ;%, molybden stopy až 0,10 °/o.

Tato ocelolitina se tepelně zpracovává homogenizačním žíháním při teplotách 950 až 1100 °C s následujícím ochlazením na vzduchu do teploty 400 °C, žíháním při teplotách

880 až 950 °C s následujícím ochlazením ve vodě pod 400 °C a popouštěním na teplotě 550 až 680 °C s následujícím ochlazením ve vodě.

Ocel na odlitky uvedeného chemického složení tepelně zpracovaná popsaným režimem vykazuje následující mechanické vlastnosti: mez kluzu v tahu 320 až 500 MPa, mez pevnosti v tahu 450 až 650 MPa, tažnost 25 až 35 %, kontrakce 50 až 72 %, vrubová houževnatost KCU^-55 = 50 až 180 J. cm^-2, vrubová houževnatost KCV’⁶⁰ = 35 až 100 J. cm’².

Chemické složení oceli na odlitky podle vynálezu zaručuje spolehlivě svařitelnost v mimořádných podmínkách za velmi nizkých teplot až do —60 °C.

Ocel má velmi příznivé pevnostní charakteristiky při statickém namáhání a hlavně vysoké hodnoty vrubové houževnatosti za velmi nízkých teplot v porovnání s doposud používanými ocelemi a vytváří předpoklady pro vysokou životnost a funkční spolehlivost armatur.

Podle jednoho příkladu provedení podle vynálezu byla vyrobena ocel na odlitky obsahující v hmotnostním množství 0,11 °/oC, 1,00 % Mn, 0,37 % Si, 0,015 % P, 0,016 % S, 0,09 % Cu, 0,06 % V, 0,051 % Al, 0,37 % Ni, 0,02 % Mo a 0,12 % Cr. Odlitek byl tepelně zpracován homogenizačním žíháním na teplotě 1 010 °C s následujícím ochlazením na vzduchu do teploty 360 °C, normalizačně žíhán na teplotě 920 °C, ochlazen ve vodě do teploty 150 °C a popouštěn na teplotu 650 °C a opět ochlazen ve vodě.

Ocel vykázala tyto mechanické vlastnosti: mez kluzu 387 MPa, mez pevnosti 509 MPa, tažnost 25,8 °/o, kontrakce 68,7 °/o, vrubová houževnatost KCU^-55 = 60 J. cm^-2 (průměrná hodnota ze tří zkoušek) a vrubová houževnatost KCV^-60 = 48,7 J. cm’² (průměrná hodnota ze tří zkoušek).

Podle dalšího příkladu provedení byla vyrobena ocel na odlitky, obsahující v hmotnostním množství 0,12 % C, 0,90 °/o Mn, 0,58 procenta Si, 0,009 % P, 0,012 % S, 0,08 % Cu, 0,06 % V, 0,07 % Cr, 1,39 % Ni, 0,035 % Al, 0,01 % Mo a 0,12 % Ce. Odlitek byl homogenizačně vyžíhán na teplotě 980 °C s následujícím ochlazením na vzduchu do teploty 320 °C, normalizačně žíhán na teplotě 900 °C s ochlazením ve vodě do teploty 250 stupňů Celsia a popouštěn při teplotě 600 °C a opět ochlazen ve vodě. Ocel vykázala následující mechanické vlastnosti: mez kluzu 435 MPa, mez pevnosti 565 MPa, tažnost 28 procent, kontrakce 63,9 %, vrubová houževnatost KCU’⁵⁵ = 124,3 J. cm’² (průměrná hodnota ze tří zkoušek) a vrubová houževnatost KCV⁶⁰ = 82 J. cm’² (průměrná hodnota ze tří zkoušek).

Claims

P R E D Μ Ε '

1. Ocel na odlitky se zaručenou svařitelností a vrubovou houževnatostí, zejména pro výrobu odlitků na armatury plynovodů a ropovodů, pracující v extrémních podmínkách při —60 až +50 °C obsahující v hmotnostním množství uhlík od 0,05 do 0,16 °/o, mangan od 0,60 do 1,60 %, křemík od 0,20 do 0,70 °/o, vyznačená tím, že dále obsahuje nikl od 0,3 do 1,6 %, vanad od 0,04 do 0,16 %, fosfor od 0,003 do 0,020 °/o, síru od 0,003 do 0,020 %, dále měď od 0,02 do 0,15 %, ohrom od 0,03 do 0,15 %, hliník od 0,02 do 0,10 % a molybden stopy až 0,10 %.

VYNALEZU
2. Ocel podle bodu 1, vyznačená tím, že obsahuje cér od 0,04 do 0,25 %.
3. Způsob tepelného zpracování odlitků z oceli podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že se ocel homogenizačně žíhá na teplotě 950 až 1100 ochlazuje volně na vzduchu pod teplotu 450 °C, normalizačně žíhá na teplotě 880 až 950 °C s následujícím ochlazením ve vodě pod teplotu 400 °C a v další fázi popouští v rozmezí teplot 550 až 680 °C s následujícím ochlazením ve vodě.