PL138335B1

PL138335B1 - Low-alloy constructional steel of high strength and improved technological properties

Info

Publication number: PL138335B1
Application number: PL24485083A
Authority: PL
Inventors: Rajmund Nowak; Henryk Wilusz; Janusz Gorczyca
Original assignee: Huta Stalowa Wola
Priority date: 1983-12-01
Filing date: 1983-12-01
Publication date: 1986-09-30
Also published as: PL244850A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest stal konstrukcyjna niskostopowa o wysokiej wytrzymalosci rzedu Re>1100MPa i ulepszonych wlasnosciach technologicznych takich jak plastycznosc, spawalnosc, wrazliwosc na kruche pekanie, odpornosc na scieranie. W praktyce przemyslowej jako stale o wysokiej wytrzymalosci i odpor¬ nosci na scieranie rozpowszechnione sa stale stopowe typu HGS wg PN-72/H-84030 o zawartosci wegla od 0,20do 0,40%, przy czym zawartosc w tych stalach poszczególnych skladników stopowych Cr, Mn, Si siega 1,1% a nawet do 1,4%. Wysoka wytrzymalosc i odpornosc na scieranie stale te uzyskuja po ulepszeniu cieplnym, hartowaniu indukcyjnym itp. zabiegach z tym, ze zwlaszcza przy wyzszych zawartosciach wegla 0,3 i wiecej %, w stalach tych obserwowany jest spadek tak istotnych wlasnosci technologicznych jak plastycznosc i spawalnosc, przy równoczesnym wzroscie wrazliwosci na kruche pekanie.The subject of the invention is a low-alloy structural steel with high strength of the Re> 1100MPa order and improved technological properties such as plasticity, weldability, brittle cracking sensitivity, abrasion resistance. In industrial practice, alloy steels of the HGS type according to PN-72 / H-84030 with a carbon content from 0.20 to 0.40% are widespread as steels with high strength and abrasion resistance, while the content of individual alloy components Cr , Mn, Si reaches 1.1% and even up to 1.4%. High strength and abrasion resistance are achieved by these steels after thermal improvement, induction hardening, etc., with the fact that, especially with higher carbon contents of 0.3% and more, in these steels a decrease in such important technological properties as plasticity and weldability is observed, with while increasing the sensitivity to brittle cracking.

Celem wynalazku jest usuniecie wymienionych mankamentów i opracowanie stali wysokowytrzymalej oraz . o wysokiej odpornosci na scieranie, która równoczesnie zawieralaby mniej dodatków stopowych i ponadto od¬ znaczala sie dobrymi wlasnosciami technologicznymi. Cel ten zgodnie z wynalazkiem spelnia stal konstrukcyj¬ na niskostopowa do ulepszania cieplnego o wysokiej wytrzymalosci i ulepszonych wlasnosciach technologicz¬ nych zawierajaca w % wagowych 0,23-0,28%C; do 0,02%P; do 0,03%S; dodatki stopowe i nieuniknione zanie¬ czyszczenia i reszta Fe, przez to, ze dodatki stopowe wynosza: 0;6—07%Mn; 0,6-07%Si; 0,5-06%Cr; 0,020-004 Al; 0,03-0f04%Ti oraz 0,002-0,004%B.The aim of the invention is to eliminate the above-mentioned shortcomings and to develop a high-strength steel and. with a high abrasion resistance, which at the same time would contain less alloying additives and, moreover, had good technological properties. According to the invention, this object is fulfilled by a low-alloy structural steel for quenching and tempering with high strength and improved technological properties, containing by weight 0.23-0.28% C; up to 0.02% P; up to 0.03% S; the alloying elements and the inevitable impurities and the residual Fe, due to the fact that the alloying elements are: 0: 6 - 07% Mn; 0.6-07% Si; 0.5-06% Cr; 0.020-004 Al; 0.03-0f04% Ti and 0.002-0.004% B.

Stal ta w postaci pólwyrobów po przeróbce plastycznej na goraco i/lub na zimno w ogólnie przyjetych warunkach oraz po hartowaniu i odpuszczaniu osiaga wysoka wytrzymalosc Rm do 1300 MPa i Re do 1200 MPa przy dobrej plastycznosci (a5 do 18%, z do 60%). Ponadto stal ta odznacza sie wysoka odpornoscia na scieranie i dynamiczne dzialanie sil wystepujacych podczas eksploatacji konstrukcji, a dzieki nizszemu o okolo 20% równowaznikowi wegla (Ce) ma lepsza spawalnosc i mniejsza podatnosc na kruche pekanie. Efektem stosowania stali wedlug wynalazku jest zatem mozliwosc ilosciowego ograniczenia dodatków stopowych i otrzymania dzieki specjalnemu doborowi dodatków stopowych w porównaniu ze stalami HGS, stali o wyzszej lub takiej samej wytrzymalosci, plastycznosci, spawalnosci przy równoczesnie wysokiej odpornosci na scieranie, przy czym stal ta w niskich temperaturach do nawet — 40°C wlasnosci te traci umiarkowanie.This steel in the form of semi-finished products after hot and / or cold working under generally accepted conditions and after hardening and tempering achieves high strength Rm up to 1300 MPa and Re up to 1200 MPa with good plasticity (a5 to 18%, from up to 60%) . In addition, this steel is characterized by high abrasion resistance and dynamic action of forces occurring during the operation of the structure, and thanks to the lower carbon equivalent (Ce) by about 20%, it has better weldability and lower susceptibility to brittle cracking. The result of the use of steels according to the invention is therefore the possibility of quantitative reduction of alloying additives and obtaining, thanks to a special selection of alloying additives in comparison with HGS steels, steels with higher or the same strength, ductility, weldability, and at the same time high abrasion resistance, with this steel at low temperatures to even - 40 ° C these properties are moderately lost.

P r z y k l a d:Stal konstrukcyjna niskostopowa do ulepszania cieplnego o wysokiej wytrzymalosci i ulep¬ szonych wlasnosciach technologicznych zawiera w% wagowych: 0,27%C; 0,67% Mn; 0,67% Si; 0,018% P;2 138 335 0,029% S; 0,54% Cr; 0,10% Ni; 0,028% Al; 0,15% Cu; 0,034% Ti; 0,003% B oraz reszte Fe. Stal ta w postaci pretów 030 byla normalizowana na powietrzu po 45 minutach austenityzacji w temperaturze 920-930°C, nas¬ tepnie hartowana woleju po 60 minutach austenityzacji w temperaturze 940—950° C oraz odpuszczana w czte¬ rech zakresach temperatur: 250, 350, 450 i 550°C. Otrzymane dla tej stali wlasnosci mechaniczne i technologicz¬ ne w zaleznosci od temperatury odpuszczania sa zestawione w tabeli 1.Example: Low-alloy structural steel for thermal improvement with high strength and improved technological properties contains in% by weight: 0.27% C; 0.67% Mn; 0.67% Si; 0.018% P; 2,138,335 0.029% S; 0.54% Cr; 0.10% Ni; 0.028% Al; 0.15% Cu; 0.034% Ti; 0.003% B and the rest Fe. This steel in the form of 030 rods was normalized in air after 45 minutes of austenitization at the temperature of 920-930 ° C, then hardened in the oil after 60 minutes of austenitization at the temperature of 940-950 ° C and tempered in four temperature ranges: 250, 350 , 450 and 550 ° C. The mechanical and technological properties obtained for this steel depending on the tempering temperature are summarized in Table 1.

Tabela 1.Table 1.

Wlasnosci mechaniczne i technologiczne Rm (MPa) Re(MPa) a5 % z % Km l/cm2 przy: 20°C -40°C Temperatura odpuszczania °C | 250 1300 1200 9 38 85 78 350 1250 1150 9 45 65 58 450 1100 1025 12 52 92 70 550 I 890 825 16 59 135 130 Jak wynika z tabeli stal ta moze byc w zaleznosci od temperatury odpuszczania, przeznaczenia i przekroju poprzecznego wyrobów dzielona na dwie grupy wytrzymalosciowe: I grupa: o wyzszej wytrzymalosci, nizszych wlasnosciach plastycznych oraz wysokiej odpornosci na scieranie: ReminJ100MPa as min. 10% zs min.40% II grupa: o nizszej wytrzymalosci, lepszej plastycznosci i nieco nizszej odpornosci na scieranie: Remin.850MPa asmln.12% Zmin.50% W porównaniu ze stalami w gatunkach 20 HGSA; 30 HGSA poziom osiaganych wlasnosci mechanicznych jest identyczny, a uzyskane zostalo to przy zmniejszonym o 50% udziale dodatków stopowych, zwlaszcza chro¬ mu, manganu i krzemu, przy czym w porównaniu ze stala 30 HGS stal wedlug wynalazku ma lepsza spawalnosc i odpornosc na scieranie oraz mniejsza wrazliwosc na kruche pekanie.Mechanical and technological properties Rm (MPa) Re (MPa) a5% z% Km l / cm2 at: 20 ° C -40 ° C Tempering temperature ° C | 250 1300 1200 9 38 85 78 350 1250 1150 9 45 65 58 450 1100 1025 12 52 92 70 550 I 890 825 16 59 135 130 According to the table, this steel can be divided into sections depending on the tempering temperature, intended use and cross-section two strength groups: Group I: with higher strength, lower plastic properties and high abrasion resistance: ReminJ100MPa as min. 10% zs min. 40% Group II: with lower strength, better plasticity and slightly lower abrasion resistance: Remin.850MPa asmln.12% Zmin.50% Compared to 20 HGSA steels; 30 HGSA, the level of achieved mechanical properties is identical, and it was obtained with a 50% reduced share of alloying additives, especially chromium, manganese and silicon, while compared to the 30 HGS steel, the steel according to the invention has better weldability and wear resistance and less sensitive to brittle cracking.

Zastrzeznie patentowe Stal konstrukcyjna niskostopowa do ulepszania cieplnego o wysokiej wytrzymalosci i ulepszonych wlas¬ nosciach technologicznych, zawierajaca w % wagowych: 0,23-0,28%C; do 0,02%P; do 0,03%S; dodatki stopowe i nieuniknione zanieczyszczenia, reszte Fe, z n a m i e n n a tym, ze dodatki stopowe wynosza: 0,6-0,7%Mn; 0,6-07%Si; 0,5-06%Cr; 0,020-0,04%AI; 0,03-0,04%Ti oraz 0,002-0,004%B.Patent claims Low-alloy structural steel for quenching and tempering, with high strength and improved technological properties, containing in% by weight: 0.23-0.28% C; up to 0.02% P; up to 0.03% S; alloy additions and unavoidable impurities, residual Fe, with n a m and e n n including that the alloying additions amount to: 0.6-0.7% Mn; 0.6-07% Si; 0.5-06% Cr; 0.020-0.04% Al; 0.03-0.04% Ti and 0.002-0.004% B.

Pracownia Poligraficzna UF PRL. Naklad 100 egz.Printing House of the UF PRL. Mintage 100 copies

Cena 130 zlPrice PLN 130