NO173945B - Fremgangsmaate for fremstilling av et lavlegert stoepestaal og fremstilling av stoepegods fra dette - Google Patents

Fremgangsmaate for fremstilling av et lavlegert stoepestaal og fremstilling av stoepegods fra dette Download PDF

Info

Publication number
NO173945B
NO173945B NO89894119A NO894119A NO173945B NO 173945 B NO173945 B NO 173945B NO 89894119 A NO89894119 A NO 89894119A NO 894119 A NO894119 A NO 894119A NO 173945 B NO173945 B NO 173945B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
steel
concentrations
max
low
castle
Prior art date
Application number
NO89894119A
Other languages
English (en)
Other versions
NO173945C (no
NO894119L (no
NO894119D0 (no
Inventor
Hannu Martikainen
Reijo Katila
Original Assignee
Rauma Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rauma Oy filed Critical Rauma Oy
Publication of NO894119D0 publication Critical patent/NO894119D0/no
Publication of NO894119L publication Critical patent/NO894119L/no
Publication of NO173945B publication Critical patent/NO173945B/no
Publication of NO173945C publication Critical patent/NO173945C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10Handling in a vacuum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår fremstilling av et lavlegert stål. Stålet er egnet for anvendelse spesielt i tykk-
veggede konstruksjonsenheter produsert ved
støping og som er forbundet med resten av en "-konstruksjon ved hjelp av sveising. Typiske konstruksjonsenheter av denne type er ledningsskjøter for offshoreutstyr, dreie-ringer for skips- og havnekraner, understell for jernbane-godsvogner og -personvogner og tunge tannhjul og aksler for heisedrev.
Når støpte konstruksjonsenheter anvendes for store konstruksjoner som er bygget opp ved sveising,for å erstatte enheter dannet,av rør og plater ved sveising, fås på grunn av mulighetene for fri formning av støpegodset f.eks. de følgende fordeler: - Skjøtesømmene kan fjernes fra spenningskonsentrasjons-områder til mindre tungt belastede områder. - Skjøtene kan skiftes til områder hvor sveisearbeidet kan utføres lett og pålitelig og hvor sveisearbeidet lett kan
. automatiseres.
- Ved planlegging av støpegods kan materiale tilsettes til spenningsutsatte områder og minskes fra mindre sterkt belastede områder. På denne måte kan en konstriiksjonsenhets vekt senkes og driften av denne gjøres mer pålitelig. - Støpegodset er ikke^utsatt for risiko for lamellær rivning. - Støpegodset kan formes med glatt geometri og slik at spenningskonsentrasjoner elimineres.
- Det er mulig å oppnå materialtykkelser som er vanskelige
å oppnå som plate/rørkombinasjoner.
Til tross for de mange fordeler som er nevnt oven-for er støpte konstruksjonsenheter blitt anvendt forholdsvis sjeldent. Hovedgrunnen har vært at slikt støpt stålgods ikke har vært tilgjengelig i samme grad som de smidde produkter - plater, rør og smigods - anvendt for disse formål hva gjelder kombinasjonen av styrke/seighet/sveisbarhet.
Det tas ved den foreliggende oppfinnelse generelt sikte på å tilveiebringe en stålsort hvis seighet og brudd-seighetsegenskaper er like dem for smidde produkter av den samme styrkeklasse innen alle temperaturområder, men spesielt ved lave temperaturer.
Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte for fremstilling av et.lavlegert, i det vesentlige lath-martensittisk-lavere-bainittisk støpestål hvilket som obligatoriske legerings' elementer inneholder nikkel, molybden og krom i konsentrasjonene
Ni 2 - 5 %
Mo 0,3 - 1 %
Cr 0,5 - 1,5 %,
konsentrasjonene av silicium og mangan er
Si 0 - 0,6%
Mn 0 - 1 %,
carboninnholdet er
C maks. 0,12%,
konsentrasjonene av mikrobestanddelene niob, titan, vanadium, zirkonium og bor er
Nb 0 - 0,02%
Ti 0 0,02%
V 0 - 0,03%
Zr 0 - 0,02%
BO- 0,003%,
konsentrasjonene av forurensningene svovel og fosfor er S maks. 0,01%
P maks. 0,012%,
og konsentrasjonene av hydrogen og nitrogen er H maks. 5 ppm
N maks. 100 ppm,
rest jern,
og fremgangsmåten er særpreget ved at det fremstilles ved hjelp av en to-trinns smelteprosess, hvor i det første trinn de forurensninger som forekommer som fast stoff i den størk-nede tilstand fjernes, mens en intensiv økning i stålets gassinnhold tillates, og at gassene, efter regulering av legeringen, ved hjelp av høyt vakuum og omrøring ved anvendelse av en inert gass fjernes i det annet trinn.
Den minste konvensjonelle flytegrense for stålet fremstilt ifølge oppfinnelsen er minst 540 MPa, og den kan re-guleres opp til 750 MPa ved å øke legeringsgraden. Seighet-og bruddegenskapene for stålet er like dem for smidde produkter med den samme styrkeklasse opp til gods med en tykkelse på ca. 2 00 mm. Smidde produkter kan fremstilles med tilsvarende egenskaper opp til en veggtykkelse av ca. 50 mm.
Stålet kan sveises uten forvarming, og varmebehandling efter sveising er ikke nødvendig. På den annen side kan stålet også sveises med forvarming, og efter sveising kan det glødes spenningsopphevende eller dehydratiserings-glødes uten forringelse av dets styrke- eller seighetsegen-skaper.
I sluttproduktet er stålet kjennetegnet ved en mikrostruktur som består av jevn lath-martensittisk/lavere-bainittisk struktur hvis korngrenser er praktisk talt frie for ut-skillinger og for ikke-metalliske inklusjoner. Ingen gass-agglomereringer eller gassblærer forekommer i strukturen.
En slik jevn mikrostruktur er effektiv gjennom hele støpe-godsets tverrsnitt opp til veggtykkelser av 200 mm.
En optimalisert mikrostruktur som gir den ønskede kombinasjon av styrke, seighet, sveisbarhet, oppnås ved valg av kjemisk sammensetning og forenlig varmebehandling.
I den kjemiske sammensetning er det av vesentlig betydning at carboninnholdet er lavt og høyst 0,12%. Som •-, regel er carboninnholdet i kjente stål innen denne styrkeklasse og beregnet for tykt støpegods betraktelig høyere.
På grunn av det lave carboninnhold holder forandringene i spesifikt volum ved herding seg små, og dermed holder også deformasjonsspenninger, som er en forutsetning for kald-riving, seg neglisjerbare. På den annen side har carboninnholdet fortrinnsvis en nedre grense av 0,06%. Denne carbon-mengde hindrer atomisk infiltrering av forurensninger ved korngrensene, hvilket kan befordre anløpningsskjørhet til tross for lave konsentrasjoner.
Forsøk bør gjøres på å minimalisere hydrogeninnholdet i stål. Det er fortrinnsvis 5 ppm, og aller helst høyst 2 ppm. På denne måte forekommer ingen kaldsprekking i forbindelse med sveising. Ved hjelp av denne begrensning av hydrogeninnholdet unngås dessuten fenomen med hydrogen-riving inne i tykt støpegods.
Konsentrasjonene av svovel og fosfor er meget lave: S , = 0,01%, P , = 0,012%. Nitrogeninnholdet er for-maks. maks. ' ^
trinnsvis også meget lavt og høyst 100 ppm. Ved hjelp av begrensninger for disse forurensninger oppnås det at ut-skillinger eller infiltreringer som setter seigheten eller sveisbarheten i fare, i praksis ikke forekommer innen noe temperaturområde og at stålet også bevarer dets seighet efter dets varierende metallurgiske historie.
For å garantere en jevn mikrostruktur og, som et resultat av denne, en jevn kombinasjon av styrke/seighet/ sveisbarhet gjennom hele tverrsnittet for en tykkelse opp til 200 mm kreves det at stålet er forholdsvis sterkt legert. Konsentrasjonene av silicium og mangan er begrenset til ganske lave nivåer til tross for deres bemerkelsesverdige evne til å øke herdekapasiteten. Konsentrasjonen av krom er også ganske lav. Derimot anvendes rikelig av nikkel og molybden.
Den følgende kombinasjon av legeringselementer er foretrukket for stålet: Cr 1 - 1,5%
Ni 2,3- 2,7%
Mo 0,3-1,5%
henholdsvis:
Cr 0,5- 1%
Ni 4,2-5%
Mo 0,5-0,7%.
Med den valgte kombinasjon av legeringselementer finner forsterkningen til det ønskede styrkenivå sted først og fremst ved innherding og ikke så mye ved hjelp av den martensittiske omvandling. Den sistnevnte mekanisme er typisk for de kjente støpestål innen denne styrkeklasse.
På grunn av den forholdsvis sterke legering av stålet krever stålet bråkjøling og anløpning som varmebehandling, hvorved herdingen krever oppløsningsgløding efterfulgt av bråkjøling i vann. Med dette stål kan imidlertid dette utføres uten risiko for riving selv når gods med komplisert form be-handles, fordi på grunn av det lave carboninnhold holder forandringene i spesifikt volum ved dannelse av martensitt seg meget små, og spenningene som oppstår når ikke på lang nær opp til stålets bruddpunkt.
stålet fremstilt ifølge oppfinnelsen blir legerings-mikrobestanddeler, som titan, vanadium, niob, bor eller zirkonium, som er typiske for sveisbare, smidde stål ifølge teknikkens stand med den tilsvarende styrkeklasse, ikke anvendt i noen vesentlig grad.
Konsentrasjonene av mikrobestanddelene er fortrinnsvis begrenset til de følgende maksimumsverdier: Nb 0,01%
Ti 0,01%
V 0,02%
Zr 0,01%
B 0,002%
Alle de her angitte konsentrasjoner gjelder konsentrasjonene i sluttproduktet.
Stålet fremstilles ifølge oppfinnelsen ved hjelp av
en to-trinns smelteprosess:
1. Det første smeltetrinn utføres i en normal luft-lysbueovn hvori svovel, fosfor, silicium og mangan fjernes fra det smeltede stål inntil meget lave innhold ved hjelp av en normal slaggingsprosess og ved hjelp av oxygenblåsing som er bragt videre enn ved en vanlig smelteprosess. Samtidig blir også betydelige mengder av carbon og krom fjernet. I dette elektriske lysbueovnstadium kan stålets gassinnhold, spesielt av nitrogen og oxygen, være meget høyt. 2. I det annet trinn blir stålet etter at det er blitt smeltet i den elektriske lysbueovn, overført til en vakuumkonverter og i denne utsatt for et kortvarig oxygen-blåsetrinn for å sikre en lav konsentrasjon av skadelige forurensninger. Derpå blir konsentrasjonene av de ønskede elementer regulert til de grenser som det tas sikte på,
ved tilsetning av rene legeringselementer. På dette stadium kan gassinnholdet i stålet være høyt.
Efter legeringen og fjerningen av skadelige forurensninger blir de skadelige gasser fjernet fra smeiten ved å påføre et høyt vakuum i konverterkammeret (under 5 mbar, fortrinnsvis under 2 mbar) og ved samtidig å omrøre stålsmelten ved å blåse inn rent argon fra under smeiten. Under dette prosesstrinn blir oxygen, nitrogen og hydrogen fjernet fra stålet ned til likevektskonsentrasjoner som er så lave at de ikke har noen svekkende virkning på det størknede ståls egenskaper.
Ved den foreliggende fremgangsmåte for støping av stålstøpegods fra det lavlegerte støpestål fremstilt ifølge oppfinnelsen blir støpegodset utsatt for en bråkjølings- og anløpningsbehandling som innbefatter bråkjøling i vann ved ca. 900°C, anløpning ved ca. 600°C, og luftavkjøling til romtemperatur. På denne måte fås en slagseighet av typisk 100-300 J KV ved -40°C og -60°C for støpestykker med en veggtykkelse av opp til 200 mm. Mikrostrukturen er jevnt lath-martensittisk-lavere-bainittisk gjennom hele veggen.
Stålet kan sveises i kald tilstand, og det behøver ikke å varmebehandles efter sveising når sveiseenergien holdes innen området 10-35 kJ/cm. Sveised.ef ormas jons sonen til-fredsstiller minimumskravet til basematerialet, og i de-formasjons sonen forekommer ingen kaldsprekking med mindre hydrogennivået i selve sveisen er høyere enn 10 ppm.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et lavlegert, i det vesentlige lath-martensittisk-lavere-bainittisk støpestål hvilket som obligatoriske legeringselementer inneholder nikkel, molybden og krom i konsentrasjonene Ni 2 - 5 % Mo 0,3 - 1 % Cr 0,5 - 1,5 %, konsentrasjonene av silicium og mangan er Si 0 - 0,6% Mn 0 - 1 %, carboninnholdet er C maks. 0,12%, konsentrasjonene av mikrobestanddelene niob, titan, vanadium, zirkonium og bor er Nb 0 - 0,02% Ti 0 - 0,02% V 0 - 0,03% Zr 0 - 0,02% BO- 0,003%, konsentrasjonene av forurensningene svovel og fosfor er S maks. 0,01% P maks. 0,012%, og konsentrasjonene av hydrogen og nitrogen er H maks. 5 ppm N maks. 100 ppm, rest jern, karakterisert ved at det fremstilles ved hjelp av en to-trinns smelteprosess, hvor i det første trinn de forurensninger som forekommer som fast stoff i den størk-nede tilstand fjernes, mens en intensiv økning i stålets gassinnhold tillates, og at gassene, efter regulering av legeringen, ved hjelp av høyt vakuum og omrøring ved anvendelse av en inert gass fjernes i det annet trinn.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at vakuumet holdes lavere enn 5 mbar.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at vakuumet holdes lavere enn 2 mbar.
4.. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at i det annet trinn om-røres stålsmelten ved å blåse argon inn i smeiten unnenifra.
5. Fremgangsmåte for støping av stålstøpegods fra lavlegert støpestål fremstilt ifølge krav 1-4, karakterisert ved at et støpegods støpes og at støpegodset herdes ved en temperatur av ca. 900°C ved bråkjøling med vann, anløpes ved en temperatur av ca. 600°C og avkjøles i luft til romtemperatur slik at sluttproduktets mikrostruktur blir i det vesentlige lath-martensittisk-lavere-bainittisk.
NO894119A 1988-10-17 1989-10-16 Fremgangsmaate for fremstilling av et lavlegert stoepestaal og fremstilling av stoepegods fra dette NO173945C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI884779A FI84370C (fi) 1988-10-17 1988-10-17 Staol.

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO894119D0 NO894119D0 (no) 1989-10-16
NO894119L NO894119L (no) 1990-04-18
NO173945B true NO173945B (no) 1993-11-15
NO173945C NO173945C (no) 1994-02-23

Family

ID=8527215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO894119A NO173945C (no) 1988-10-17 1989-10-16 Fremgangsmaate for fremstilling av et lavlegert stoepestaal og fremstilling av stoepegods fra dette

Country Status (6)

Country Link
CH (1) CH679781A5 (no)
DE (1) DE3934435A1 (no)
FI (2) FI84370C (no)
FR (1) FR2637915B1 (no)
GB (1) GB2224514B (no)
NO (1) NO173945C (no)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ9574U1 (en) * 1999-11-17 2000-01-31 Dt Vyhybkarna A Mostarna Steel for railway crossing points
CN101905244B (zh) * 2010-08-05 2012-01-04 中原特钢股份有限公司 一种利用28NiCrMoV号钢为原料生产芯棒的方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE652636A (no) * 1963-09-03
US3368887A (en) * 1965-08-17 1968-02-13 Union Carbide Corp Consumable wire for improving mechanical properties of weld metal
DE1803511B2 (de) * 1967-10-17 1971-07-29 Waermebehandlungsverfahren zur erzielung eines bainitischen gefueges in einem stahl
CH524684A (de) * 1967-11-11 1972-06-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Verfahren zur Herstellung eines ultrahochfesten Stahles
PL79950B1 (no) * 1968-01-31 1975-08-30 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha
PL79948B1 (no) * 1968-01-31 1975-08-30 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha
US3655366A (en) * 1969-10-13 1972-04-11 Int Nickel Co Low alloy structural steel
US3667924A (en) * 1969-12-30 1972-06-06 Teledyne Inc Stress relieved welded steel composite
US3759706A (en) * 1972-02-23 1973-09-18 Us Navy High toughness alloy ateel with improved weldability
GB8320622D0 (en) * 1983-07-30 1983-09-01 British Steel Corp Alloy steels

Also Published As

Publication number Publication date
FI87240C (fi) 1992-12-10
NO173945C (no) 1994-02-23
FI84370B (fi) 1991-08-15
FI884779A (fi) 1990-04-18
FR2637915B1 (fr) 1993-07-30
FI884779A0 (fi) 1988-10-17
NO894119L (no) 1990-04-18
FI87240B (fi) 1992-08-31
FR2637915A1 (fr) 1990-04-20
FI900964A0 (fi) 1990-02-26
GB8923306D0 (en) 1989-12-06
FI84370C (fi) 1991-11-25
GB2224514A (en) 1990-05-09
NO894119D0 (no) 1989-10-16
GB2224514B (en) 1993-05-26
CH679781A5 (no) 1992-04-15
DE3934435A1 (de) 1990-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2019373520B2 (en) 80 mm large-thickness high-toughness low-alloy wear-resistant steel plate and manufacturing method therefor
US9797034B2 (en) High strength and high toughness cast steel material and method for producing the same
EP3239327A1 (en) High-strength steel plate for pressure vessel having excellent toughness after post weld heat treatment and manufacturing method thereof
EP2159296B1 (en) Hardened and tempered steel and method for producing parts of said steel
JPH0443977B2 (no)
KR100209450B1 (ko) 압력용기용 고인성 크롬-몰리브덴 강 및 그 제조방법
NO173945B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av et lavlegert stoepestaal og fremstilling av stoepegods fra dette
KR101764083B1 (ko) 선박용 단강품
Howell et al. Fe-Mn-Al-C Alloy Steels–A New Armor Class
US7662246B2 (en) Steel for components of chemical installations
JP4012497B2 (ja) 溶接熱影響部靭性に優れた高張力鋼およびその製造方法
JPH11131177A (ja) 溶接後熱処理の省略可能な中常温圧力容器用鋼板およびその製造方法
FI87471B (fi) Bearbetat staol.
JPS61272316A (ja) 耐応力腐蝕割れ性のすぐれた超高張力鋼の製造法
JPH0598393A (ja) 高Nb含有高窒素フエライト系耐熱鋼およびその製造方法
AKA Production of creep-resistant steels for turbines
KR20190071670A (ko) 공구 홀더용 강재
JPS5914538B2 (ja) 応力除去焼なまし割れ感受性の低い鋼
WO2024121606A1 (en) Forged and hot rolled steel and a method of manufacturing thereof
KR20210080045A (ko) 저온 충격인성이 우수한 피팅부품 및 그 제조방법
KR20210079848A (ko) 저온 충격인성이 우수한 피팅부품 및 그 제조방법
CN114717484A (zh) 一种高硅高铬新型高锰钢及制备方法
JPH09143555A (ja) 靭性の優れた高張力厚鋼板の製造方法
JP2020007632A (ja) オーステナイト鋼合金及びオーステナイト鋼合金の製造方法
JP2004285456A (ja) 強度と低温靱性に優れたCr−Mo鋼とその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees

Free format text: LAPSED IN APRIL 2001