PL223219B1 - Stal ultrawytrzymała umacniana wydzieleniowo - Google Patents
Stal ultrawytrzymała umacniana wydzieleniowoInfo
- Publication number
- PL223219B1 PL223219B1 PL400358A PL40035812A PL223219B1 PL 223219 B1 PL223219 B1 PL 223219B1 PL 400358 A PL400358 A PL 400358A PL 40035812 A PL40035812 A PL 40035812A PL 223219 B1 PL223219 B1 PL 223219B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- max
- nickel
- mass
- carbon
- molybdenum
- Prior art date
Links
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 title claims description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title abstract description 26
- 239000010959 steel Substances 0.000 title abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 229910000797 Ultra-high-strength steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001240 Maraging steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania ultrawytrzymałej stali spawalnej umacnianej wydzieleniowo zawierającej w procentach masowych: węgla od 0,05 do 0,09%, manganu maks. 0,20%, krzemu maks. 0,15%, chromu maks. 0,20%, niklu od 8,0 do 10,5%, molibdenu od 2,0 do 3,5%, miedzi od 1,00 do 1,80%, glinu od 0,8 do 1,2%, tytanu maks. 0,1%, fosforu maks. 0,015%, siarki maks. 0,015%, azotu maks. 0,0050%, tlenu maks. 0,0015% oraz żelazo i śladowe ilości nieuniknionych domieszek. Sposób polega na tym, że dla zawartości niklu w ilości od 8,0 do 10,5% masowych jej skład chemiczny charakteryzuje się następującą zależnością pomiędzy zawartościami niklu, molibdenu i węgla w procentach masowych, z dokładnością ± 0,5%Ni: %Ni = 7,0 + 1,8•[%Mo - 16•(%C)].
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest stal ultrawytrzymała spawalna, umacniana wydzieleniowo.
Znane gatunki stali stopowych wysokowytrzymałych, umacnianych wydzieleniowo o dużej hartowności (tj. gatunki przeznaczone na wyroby o grubości większej niż umownie przyjęta wartość 50 mm), charakteryzują się albo niewystarczająco dobrą spawalnością albo niewystarczająco wysoką wytrzymałością, co nie zapewnia zadowalających właściwości użytkowych w zastosowaniach wyrobów o wysokiej wytrzymałości wymagających łączenia metodą spawania.
Dotychczas w stalach wysokowytrzymałych stopowych umacnianych wydzieleniowo stosuje się jeden lub dwa rodzaje cząstek o wymiarach nanometrycznych, wydzielanych z osnowy stali w trakcie wygrzewania izotermicznego w odpowiednio dobranej temperaturze. Wykorzystywane są nanowydzielenia (nanocząstki) faz międzymetalicznych (takie jak Ni3Mo, FeMo), nanowydzielenia węglików (takie jak Fe3C, V(CN), Mo2C) oraz cząstki metalu (głównie miedzi - Cu-ε). Przykładowymi stalami stopowymi, w których stosuje się do umocnienia wyłącznie nanocząstki faz międzymetalicznych są klasyczne gatunki stali typu „maraging” takie jak 18Ni250, 18Ni300 i 18Ni350, zawierające 18% niklu i pierwiastki stopowe Co, Mo, Al, Ti. Szeroko stosowanymi stalami umacnianymi nanocząstkami węglików są stale mikrostopowe i stale stopowe ulepszane cieplnie, do których należą na przykład wys okowytrzymałe gatunki HY80 i HY100 (wg oznaczeń stosowanych w USA, HY = High Yield strength). Na bazie wymienionych gatunków HY80 i HY100 opracowano nowe gatunki o lepszych właściwościach (HSLA80 i HSLA100), umacniane dodatkowo nanocząstkami miedzi. W fazie badań znajdują się gatunki stali typu „maraging” o obniżonej zawartości niklu do wartości 12-1 3%, w których efekt umocnienia, poza podstawowym umocnieniem nanocząstkami faz międzymetalicznych, może być dodatkowo zwiększony nanocząstkami węglików. Dotychczas nie stosuje się stali umacnianej jednocześnie trzema rodzajami nanocząstek tj. faz międzymetalicznych, węglików i miedzi.
Celem wynalazku jest uzyskanie ultrawytrzymałej stali stopowej spawalnej o dużej hartowności umacnianej wydzieleniowo, przeznaczonej do wytwarzania wyrobów walcowanych lub kutych, których finalne właściwości uzyskuje się w wyniku obróbki cieplnej składającej się z hartowania (przesycania) i następującego po nim starzenia.
Stal ultrawytrzymała umacniana wydzieleniowo według wynalazku, zawiera w procentach masowych: węgla od 0,05 do 0,09%, manganu maki. 0,20%, krzemu maks 0,15%, chromu maks. 0,20%, niklu od 8,0 do 10,5%, molibdenu od 2,0 do 3,5%, miedzi od 1,00 do 1,80%, glinu od 0,8 do 1,2%, tytanu maks. 0,1%, fosforu maks. 0,015%, siarki maks. 0,015%, azotu maks. 0,0050%, tlenu maks. 0,0015% oraz żelazo i śladowe ilości nieuniknionych domieszek, przy czym dla zawartości niklu w ilości od 8,0 do 10,5% masowych jej skład chemiczny spełnia następującą zależność pomiędzy zawartościami niklu, molibdenu i węgla w procentach masowych, z dokładnością ±0,5% Ni: %Ni = = 7,0 + 1,8-[%Mo - 16-(%C)]. Człon „16-(%C)” w tej zależności wyznacza ilość molibdenu w % masowych wymaganą do związania całej zawartości węgla w stali w węgliki typu Mo2C, człon „1,8-[%Mo 16-(%C)]” wyznacza ilość niklu w % masowych wymaganą do związania ilości molibdenu pozostałego po reakcji tworzącej węgliki w cząstki fazy Ni3Mo, a pełna zależność „%Ni - 7,0 + 1,8-[%Mo - 16-(%C)]” określa wymaganą zawartość niklu w stali dla określonych zawartości węgla i molibdenu, przy czym wszystkie wymienione pierwiastki powinny zawierać się w wymienionych charakterystycznych z akresach.
Spełnienie przez skład chemiczny stali podanych zakresów zawartości i podanej zależności zapewnia uzyskanie w roztworze stałym w austenicie zawartości niklu minimum 8% odpowiedniej dla otrzymania wymaganej dużej hartowności, uzyskanie po procesie starzenia (wydzielania nanocząstek) 5-7% zawartości niklu w roztworze stałym odpowiedniej do otrzymania wymaganej dobrą ciągliwości stali w niskiej temperaturze do ok. -40°C, oraz wytworzenie w procesie starzenia po hartowaniu - przy zawartości miedza od 1,00 do 1,80% masowych - trzech typów nanowydzieleń umacniających: cząstek fazy międzymetalicznej Ni3Mo, cząstek węglików Mo2C oraz ciastek miedzi Cu-ε.
Dotychczas w stalach stopowych umacnianych wydzieleniowo stosowano jeden lub dwa układy cząstek z potrójnego układu nanowydzieleń zastosowanych w stali według wynalazku, tj. cząstek fazy międzymetalicznej, cząstek węglików oraz cząstek miedzi.
Stal umacniana wydzieleniowo, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że jest stalą stopową niskowęglową zawierającą w procentach masowych od 0,05 do 0,09% węgla i pierwiastki stopowe o sumarycznej zawartości nie przekraczającej wartości ok. 15% masowych, w tym tak dobrane zawartości dodatków Ni, Mo i C, że zapewnia to uzyskanie wymaganej dużej hartowności w procesie hartoPL 223 219 B1 wania (przesycania), wytworzenie w procesie starzenia po przesycaniu trzech typów nanowydzieleń umacniających (cząstek fazy międzymetalicznej Ni3Mo, cząstek węglików Mo2C oraz cząstek miedzi Cu-ε) prowadzących do uzyskania granicy plastyczności większej od 1450 MPa, wytrzymałości większej od 1550 MPa, plastyczności określonej parametrem A3 >12%, oraz uzyskanie po procesie starzenia zawartości 5-7% niklu w roztworze stałym, odpowiedniej do otrzymania wymaganej dobrej ciągliwości stali w niskiej temperaturze do ok. -40°C. W stosunku do obecnie stosowanych niskowęglowych lub bezwęglowych stali spawalnych, umacnianych dyspersyjnymi wydzieleniami o sumarycznej zawartości pierwiastków stopowych mniejszej niż 15%, stal według wynalazku charakteryzuje się wyższą granicą plastyczności i wyższą wytrzymałością o około 200 MPa.
Stal niskowęglowa stopowa, według wynalazku, umacnianą trzema typami wydzieleń dyspersyjnych przedstawiono w przykładzie.
P r z y k ł a d
Stal niskowęglowa stopowa umacniana wydzieleniowo (dyspersyjnie) zawiera w procentach masowych: 0,07% C, 0,04% Mn, 0,1% Si, 0,03% Cr; 9,1% Ni, 2,1% Mo, 1,8% Cu oraz 0,97% Al, i spełnia wymaganą zależność pomiędzy zawartościami Ni, Mo i C. Obliczona zawartość Ni wynosi: Ni[%] = 7,0 + 1,8-[2,1%Mo - 16-(0,07%C)] = 8,76±0,5% Ni, co daje przedział 8,26-9,26% Ni, w którym mieści się rzeczywista zawartość niklu w stali wynosząca 9,1%.
Ze stali o podanym składzie chemicznym wykonano blachę w warunk ach:
- ujednorodnienie wlewka o wymiarach 56x150x760 mm w temperaturze 1200°C w czasie 24 godzin z następnym chłodzeniem w powietrzu,
- nagrzewanie do walcowania w temperaturze 1200°C w czasie 30 min,
- walcowanie na gorąco do grubości 6,6 mm z następnym chłodzeniem w powietrzu,
- obróbka cieplna odcinków blach z zastosowaniem następujących parametrów, austenityzowanie w temperaturze 1000°C z następnym chłodzeniem w wodzie i starzenie w temperaturze 510°C w czasie 3 godzin.
Obrobiona cieplnie blacha charakteryzuje się następującymi właściwościami mechanicznymi, twardość HV = 500, granica plastyczności w próbie rozciągania R0,2 = 1480 MPa, wytrzymałość na rozciąganie Rm = 1590 MPa, wydłużenie względne w próbie rozciągania A5 = 12%.
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentoweStal ultrawytrzymała umacniana wydzieleniowo, zawierająca w procentach masowych: węgla od 0,05 do 0,09%, manganu maks. 0,20%, krzemu maks. 0,15%, chromu maks. 0,20%, niklu od 8,0 do 10,5%, molibdenu od 2,0 do 3,5%, miedzi od 1,00 do 1,80%, glinu od 0,8 od 1,2%, tytanu maks. 0,1%, fosforu maks. 0,015%, siarki maks. 0,015%, azotu maks. 0,0050%, tlenu maks, 0,0015% oraz żelazo i śladowe ilości nieuniknionych domieszek, znamienna tym, że dla zawartości niklu w ilości od 8,0 do 10,5% masowych jej skład chemiczny spełnia następującą zależność pomiędzy zawartościami niklu, molibdenu i węgla w procentach masowych, z dokładnością ±0,5% Ni: %Ni = 7,0 + 1,8-[%Mo 16· (%C)].
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL400358A PL223219B1 (pl) | 2012-08-13 | 2012-08-13 | Stal ultrawytrzymała umacniana wydzieleniowo |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL400358A PL223219B1 (pl) | 2012-08-13 | 2012-08-13 | Stal ultrawytrzymała umacniana wydzieleniowo |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL400358A1 PL400358A1 (pl) | 2014-02-17 |
| PL223219B1 true PL223219B1 (pl) | 2016-10-31 |
Family
ID=50097324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL400358A PL223219B1 (pl) | 2012-08-13 | 2012-08-13 | Stal ultrawytrzymała umacniana wydzieleniowo |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL223219B1 (pl) |
-
2012
- 2012-08-13 PL PL400358A patent/PL223219B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL400358A1 (pl) | 2014-02-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2813596B1 (en) | High tensile steel plate having excellent low-temperature toughness in weld heat-affected zones, and method for producing same | |
| RU2701237C2 (ru) | Высокопрочная горячекатаная сталь с высокой ударной прочностью и пределом текучести не менее 800 мпа и способ ее производства | |
| EP3026138B1 (en) | High-strength steel material for oil well use, and oil well pipe | |
| TWI412609B (zh) | 高強度鋼板及其製造方法 | |
| US9777355B2 (en) | Process for producing precipitation strengthening martensitic steel | |
| WO2011111333A1 (ja) | 高強度プレス部材およびその製造方法 | |
| TW201432061A (zh) | 低合金－高強度鋼用的鋼合金組成 | |
| CA2936733C (en) | High-strength flat steel product having a bainitic-martensitic microstructure and method for producing such a flat steel product | |
| JP5267048B2 (ja) | 溶接性と板厚方向の延性に優れた厚鋼板の製造方法 | |
| CN103890213A (zh) | 具有极高强度和延展性的在工具中热成形和/或淬火之后析出硬化的轧制钢及其制造方法 | |
| WO2012008597A1 (ja) | 延性と穴広げ性に優れた高降伏比高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 | |
| EP2889390B1 (en) | Highly strong, highly tough and highly corrosion-resistant martensitic stainless steel | |
| JP5182642B2 (ja) | 耐遅れ破壊特性および溶接性に優れる高強度厚鋼板およびその製造方法 | |
| CN104870676A (zh) | 低屈服比高强度冷轧钢板及其制造方法 | |
| KR20190082804A (ko) | 저온용 중망간 강 제품 및 그 제조 방법 | |
| JP2021507091A (ja) | 少なくとも１００ｍｍの厚さを有する鋼セクション及びその製造方法 | |
| DE102010026808A1 (de) | Korrosionsbeständiger austenithaltiger phosphorlegierter Stahlguss mit TRIP- bzw. TWIP-Eigenschaften und seine Verwendung | |
| EP3722448B1 (en) | High-mn steel and method for manufacturing same | |
| RU2394922C1 (ru) | Способ криогенно-деформационной обработки стали | |
| RU2653954C2 (ru) | Способ производства толстолистового проката для изготовления электросварных газонефтепроводных труб большого диаметра категории прочности х42-х56, стойких против индуцированного водородом растрескивания в h2s -содержащих средах | |
| CN101503782B (zh) | 高强度耐大气腐蚀钢及其生产方法 | |
| PL223219B1 (pl) | Stal ultrawytrzymała umacniana wydzieleniowo | |
| JP5136174B2 (ja) | 耐候性、耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト用鋼 | |
| RU2362814C2 (ru) | Низколегированная сталь и изделие, выполненное из нее | |
| RU2719212C1 (ru) | Высокопрочная коррозионно-стойкая бесшовная труба из нефтепромыслового сортамента и способ ее получения |