Sposób wytwarzania stali o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania stali o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie posiadaja¬ cej drobnoziarnista strukture bainityczna.Znane stale o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie maja strukture martenzytyczna i w celu uzyskania wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie stale hartuje sie w wodzie lub oleju, a nastepnie odpuszcza sie w niskiej temperaturze.Typowymi stalami o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie, o strukturze martenzytycznej sa stale AIS4340, AMS6474, 300M, D6AC, H-11 i 4137 Co, których sklad chemiczny, warunki obróbki cieplnej oraz wlasnosci mechaniczne sa przedstawione w tabeli 1. Zatem tradycyjne stale o wysokiej wytrzymalosci na rozcia¬ ganie o strukturze martenzytycznej, zawieraja wysoki procent wegla dajacy w wyniku obróbki cieplnej wysoko- weglowa strukture martenzytyczna.Wada tych stali jest niska wytrzymalosc na obciazenia dynamiczne, uwazane na najwazniejsza sposród wlasciwosci mechanicznych stali. Na przyklad gdy wytrzymalosc takiej stali przekroczy 160 kg/mm3, jej udar- nosc, zarówno przy próbie z karbem jak i bez karbu, gwaltownie sie obniza. Ze wzgledu na tak niska wytrzy¬ malosc na obciazenia dynamiczne, struktura takich stali stwarza niebezpieczenstwo wystepowania niejednakowej kruchosci przy spietrzeniach naprezen duzo nizszych niz wytrzymalosc samej stali, co stanowi niezwykle wazny problem.Ponadto znane stale o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie zawieraja duzo wegla, w zwiazku z czym stal taka jest bardzo podatna na pekniecia przy spawaniu. Dlatego tez, w celu zapobiegniecia powstawaniu takich pekniec, stale te wymagaja podgrzania do temperatury 200-300°C, niezbednego równiez ze wzgledu na latwosc powstawania pecherzy gazowych w miejscach spawanych, co jest spowodowane duza zawartoscia wegla. Krótko mówiac stwierdzono, ze stale te sa bardzo trudno spawalne. Ponadto przy obróbce cieplnej wyrobów formowa¬ nych lub spawanych z tych stali, konieczne jest ich hartowanie i wyzarzanie przez odpuszczanie w warunkach odpowiednich dla tych procesów produkcyjnych.W stalach tych wystepuja równiez znaczne odksztalcenia spowodowane przemiana martenzytyczna przy2 74921 hartowaniu. Wcalu zapobiagniecia tym odksztalceniom stosuja sie zwykla ciezkie i o duzej sila przyrzady docis¬ kowe. Takwiec stala ta mozna nazwac stalami trudnymi do obróbki.Wada tych stali Jest równiez niska wytrzymalosc zmeczeniowa za wzgledu na ich duza wytrzymalosc na rozciagania oraz sklonnosc do pekniec pod wplywem korozyjnego dzialania wody morskiej, zwlaszcza sklon¬ nosc do powstawania pekniec wywolanych korozja naprezeniowa.Celem i zadaniem wynalazku jest usuniecie wyzej wymienionych wad towarzyszacych znanym stalom o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie wykazujacej równiez duza odpornosc na dzialanie karbu i posiadajaca wystarczajaca spawalnosc* Zaskakujacy efekt uzyskano przez odpowiedni dobór skladu chemicznego oraz warunków obróbki cieplnej dla stali o drobnoziarnistej strukturze bainitycznej, wbrew dotychczasowemu mniemaniu, ze otrzymanie stali o strukturze bainitycznej i o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie jest niemozliwe.Zgodnie z wynalazkiem sposób wytwarzania stali o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie i o drobnoziar¬ nistej strukturze bainitycznej odznaczajacej sie duza wytrzymaloscia na rozciaganie i duza plastycznoscia, charak¬ teryzuje sie tym, ze stal zawierajaca 0,13, do 0,32% C, 0,05-2,00% Si, OJ do 1,0% Mn, 2,0 do 8,0% Ni, 1,0 do 2,0% Cr i 0,3 do 2,0% Mo oraz jeden lub wiecej niz dwa sposród nastepujacych dodatków stopowych: Al, Ti i Zr w ilosci odpowiednio AI-0,01 do 0,09%, Ti - 0,001 do OJ 5%, Zr - 0,001 do 0,05%, przy czym reszte stanowi Fe i pewne niedajace sie usunac zanieczyszczenia, po podgrzaniu do temperatury powyzej punktu przemiany A3, chlodzi sie do temperatury 800° do 350°C w czasie dluzszym niz 43 sekundy, w przypadku jesli sumaryczna zawartosc Ni, Or, Mo jest mniejsza niz 5,0% i w czasie dluzszym niz 46 sekund jefli ta zawartosc przekracza 5,0%, z wylaczeniem 5,0%, a nastepnie chlodzi sie w dalszym ciagu od 350° do 100°C przez czas dluzszy niz 48 sekund, jesli zawartosc Ni, Cr, Mn jest mniejsza niz 5,0%; jesli ta zawartosc przekracza 5,0%, z wylaczeniem 5,0% i siega do 7%, dluzej niz 88 sekund lub tez dluzej niz 100 sekund, jesli zawartosc ta jest wyzsza niz 7,0 z wylaczeniem 7,0%. Otrzymuje sie w ten sposób stal o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie przy powstaniu drobnoziarnistej struktury bainitycznej. Ponadto sposobem wedlug wynalazku mozna wytwarzac stal o wspom¬ nianym skladzie zawierajacym, jesli zajdzie potrzeba, jeden lub oba ponizsze pierwiastki V i B w ilosciach odpo¬ wiednio V- ponizej 0,15% i B - ponizej 0,005% Przedmiot wynalazku jest objasniony na zalaczonym rysunku, przedstawiajacym wykresy ilustrujaca spo¬ sób wedlug wynalazku oraz mikrografie stali otrzymanej sposobem wedlug wynalazku i stali otrzymanej znanymi dotychczas sposobami na którym fig. 1 przedstawia wykres ilustrujacy zaleznosc pomiedzy zawartoscia niklu a wytrzymaloscia na rozciaganie stali otrzymanej sposobem wedlug wynalazku, fig. 2-4 wykresy róznego ro¬ dzaju przemian bainitycznych zachodzacych wstali wytwarzanej sposobem wedlug wynalazku, fig. 6— zalez¬ nosci miedzy skladem chemicznym stali wytwarzanej sposobem wedlug wynalazku a czasem chlodzenia od 800 do 350°C: fig. 6- wykres zaleznosci miedzy czasem chlodzenia w granicach od 350 do 100°C i twardoscia stali otrzymanej sposobem wedlug wynalazku, fig. 7- wykres zaleznosci pomiedzy skladem chemicznym stali wytwarzanej sposobem wedlug wynalazku a czasem chlodzenia w zakresie temperatur od 350 do 100°C kiedy to stal zostaje zahartowana w okreslonym stopniu; fig. 8 -wykres zaleznosci pomiedzy wytrzymaloscia na rozcia¬ ganie stali wytworzonej sposobem wedlug wynalazku a jej udarnoscia nadana na próbkach z karbem i bez karbu; fig. 9a - mikrografie struktury stali o nizszej wytrzymalosci o skladzie takim samym jak stal wytwarzana sposo¬ bem wedlug wynalazku ale obrabianej w warunkach innych niz przewiduje ten sposób; fig. 9b-mikrografie struktury tej samej stali obrabianej zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku; fig. 10b- mikrografie struktury stali o wyzszej wytrzymalosci majacej taki sam sklad jak stal wytwarzana sposobem wedlug wynalazku ale obrabianej w warunkach innych niz przewiduje ten sposób; fig. 10b- mikrografie struktury te) samej stali obra¬ bianej zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku.Wlasciwosci skladników stali wytwarzanej sposobem wedlug wynalazku zostana wyjasnione szczególowo ponizej. Stal ta zawiera 0,15-0,72% C, 0,05-2,0% S, 0,10-1,0% Mn, 2,0 do 8,0% Ni, 1,0-2,0% Cr, 0,3-2,0% Mo i jeden lub dwa sposród dodatków stopowych Al, Ti i Zr w ilosci Al - 0,01 do 0,09%, Ti- 0,001 do 0,15% i 2r- 0,001 do 0,05% oraz ponadto, jesli to jest konieczne, ponizej OJ5% Vi ponizej 0,005% B.Wegiel C jest znany przede wszystkim jako pierwiastek wplywajacy na polepszenie wytrzymalosci stali i wymagana jego zawartosc w stalach o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie wynosi ponad 0,13%. Jednakze jesli jego zawartosc wynosi powyzej 0,32% powstaje wtedy latwo struktura martenzytyczna o duzej zawartosci **gla, a ponadto spawalnosc takiej stali znacznie sie pogarsza tak, ze konieczne jest podgrzewanie jej do wyso¬ kich temperatur zwlaszcza w czasie spawania. Z tych powodów zawartosc wegla okrecono w granicach 0,13 do 0,32%. Krzem (Si) jest stosowany przy wytwarzaniu stali jako jej skladnik stopowy i w przypadku stali o wytrzy¬ malosci powyzej 150 kg/mm1 duza zawartosc Si moze byc korzystna w celu zapewnienia odpowiedniej plastycz¬ nosci stali. Jednakze zawartosc krzemu (Sit powyzej 2,0% moze wplywac szkodliwie na plastycznosc stali.74921 3 wbrew jego pierwotnemu przeznaczeniu. Z tego powodu zawartosc tego skladnika ustalono ponizej 2,0%. Zawar¬ tosc powyzej 1,0% Mn moze spowodowac wzrost twardosci stali jednakze tworzeniu sie drobnoziarnistej struk¬ tury bainistycznej jest przy tym utrudnione. Korzystnie zawartosc manganu (Mn) wynosi ponizej 1,0%, z tym, ze jego zawartosc w ilosci powyzej 0910% jest istotna przy wytwarzaniu stali, podobnie jak to miejsce z krzemem (Si).Najbardziej skutecznymi pierwiastkami, sprzyjajacymi powstawaniu struktury bainistycznej stali o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie i duzej odpornosci na pekanie pod dzialaniem karbu sa nikiel (Ni), chrom (Cr) i molibden (Mo). Przede wszystkim na wytrzymalosc stali ma wplyw zawartosci niklu, co przedstawia wykres na fig. 1. Na wykresie tym na osi odcietych podano zawartosc niklu (Ni) w %, a na osi rzednych -wytrzymalosc stali na rozciaganie. Zaleznosc te przedstawiono na wykresie przy róznych zawartosciach wegla w celu pokazania wplywu zawartosci tego pierwiastka. Pozostale skladniki wystepuja w tym przypadku w granicach mieszczacych sie we wskazanym skladzie stali otrzymywanej sposobem wedlug wynalazku. Jak to widac wyraznie na fig. 1 nawet jesli zawartosc wegla zmienia sie w pewnych granicach to wytrzymalosc stali przy wzroscie zawartosci niklu wykazuje zawsze taka sama tendencje wzrostowa. Mianowicie, gdy zawartosc Ni wzrosnie powyzej 8,0% jego wplyw na wzrost wytrzymalosci stali jest niewielki. W dodatku zauwazono, ze dla otrzymania stali o wyso¬ kiej wytrzymalosci na rozciaganie rzedu, powyzej 120 kg/mm2 przy zawartosci wegla w granicach 0,15-0,20% potrzebna jest ponad 2,0% zawartosci Ni. Ze wzgledu na takie zachowanie sie stali zawartosc Ni okreslono w granicach 2,0-8,0%.Równiez korzystnymi dodatkami stopowymi przy wytwarzaniu stali o drobnoziarnistej strukturze baini¬ tycznej i wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie pierwiastki chrom (Cr) i molibden (Mo). Przede wszystkim dla otrzymania stali o strukturze bainitycznej i o duzej wytrzymalosci wymagana jest zawartosc Cr powyzej 1,0%, jednakze ponad 2,0% tego pierwiastka moze prowadzic do znacznego utwardzenia strefy przejsciowej przy spawaniu przez co wzrasta podatnosc stali na powstawanie pekniec spawalniczych. Z tych wzgledów zawartosc Cr okreslono ponizej 2,0%u Mojibden (Mo) dziala bardziej skutecznie niz chrom (Cr) na tworzenie sie struktury bainitycznej w stali o wysokiej wytrzymalosci i stad potrzebna do tego celu zawartosc molibdenu (Mo) wynosi ponad 0,3%. Podob¬ nie jak chrom zawartosc ponad 2,0% Mo moze pogorszyc spawalnosc stali i dlatego jego zawartosc okreslono na mniej niz 2,0% W celu odtlenienia i otrzymania drobnoziarnistej struktury krystalicznej stali pozadana jest, przy jej wytwa-. rzaniu zawartosc od 0,01 do 0,09% Al, jednak zawartosc ponad 0,1% prowadzic bedzie do obnizenia plastycz¬ nosci stali w przeciwienstwie do jego przeznaczenia. Z drugiej strony aluminium (Al) w ilosci ponizej 0,01% nie dziala skutecznie.Oprócz tego odtlenienie i osiagniecie drobnoziarnistej struktury krystalicznej moze byc uzyskane przy pomocy tytanu (Ti) i cyrkon (Zr) dzialajacych tak samo jak Al. W takim przypadku skutecznosc tych pierwiast¬ ków z tych samych wzgledów co i Al, wystepuja przy zawartosci Ti 0,001 -0,15% i Zr 0,001 -0,05%.Dla uzyskania wysokiej wytrzymalosci stali konieczny jest dodatek wanadu (V) w ilosci do OJ5% gdyz zawartosc powyzej Q1% powoduje obnizenie odpornosci na dzialanie karbu. Chociaz zaleznie od wymaganej wytrzymalosci stali, dodatek wanadu moze byc skuteczny, to jednak nie jest konieczne dodawanie wanadu w przypadku stali, dla której wystarczajaca jest nizsza wytrzymalosc.Dla uzyskania tego samego efektu co przy dodatku wanadu (V) dodaje sie równiez bor (B), który skutecz¬ nie dziala w ilosci mniejszej niz 0,005%, odpowiednio do wymaganej wytrzymalosci stali.Sposób obróbki cieplnej stali o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie, stanowiacy istote przedmiotowego rozwiazania objasniony jest w oparciu o fig. 2, która przedstawia wykres przemiany bainitycznej przy tempera¬ turze 850°C. Jest to temperatura grzania stali wytwarzanej sposobem wedlug wynalazku majacej nizsza wytrzymalosc i zawierajacej 0,17% C: 0,26% Si: 0,90% Mn, 1,51% Cr: 3,60% Ni: 0,37% Mo:0,018% Al i 0,09% V (tabela 2B).Na fig. 2 os odcietych wycechowana wpodzialce logarytmicznej okresla czas chlodzenia do temperatury 800°C w sekundach a os rzednych, wycechowana wpodzialce równomiernej, wskazuje temperatury w°C.Wykres ten przedstawia zakres przemiany austemitu wbainit. Jak to pokazano na wykresie strefa B stanowi zakres przemiany bainitu, krzywa 1 przedstawia poczatek przemiany a krzywa 2 koniec przemiany.Krzywa 3 jest krzywa krytyczna chlodzenia przechodzaca przez wierzcholek krzywej 1 oznaczajacej pocza¬ tek przemiany bainitycznej. Gdy stal jest chlodzona z predkoscia mniejsza niz wskazuje krzywa 3, powstaje struktura bainityczna, z drugiej strony, gdy chlodzenie nastepuje szybciej niz wskazuje krzywa 3, struktura bainityczna nie powstaje. Ponadto jesli czas chlodzenia od temperatury 800°C do temperatury 350°C okresla Si sekund, jako parametr okreslajacy punkt na krzywej krytycznej chlodzenia wówczas stwierdzamy na podstawie4 79421 wykresu z fig. 2, ze S| jest równe 45 sekund dla stali B. Fig. 3 przedstawia wykres przemiany bainitycznej dla stali H podanej w tabeli 2, majacej wyzsza wytrzymalosc i zawierajacej 0,3% C, 1,90% Si, 0,61% Mn, 4,68% Ni, 1.81 % Cr, 0,53% Mo, 0,11 % V. 0,028% Al i 0,004% B. Czas chlodzenia S, zgodnie z fig. 3 wynosi 46 sekund.Fig. 4 przedstawia wykres przemiany bainitycznej zachodzacej wstali L, z tabeli 2, o podwyzszonej wytrzymalosci i zawierajacej 0,24% C, 1,49% Si, 0,6% Mn, 4,9% Ni, 1,68% Cr, 1,60% Mo, 0,11% V i 0,036% Al, przy ogrzewaniu tej stali do temperatury 900°C Wykres ten jest sporzadzony tak samo jak wykresy na fig. 2 i 3.Czas chlodzenia Si okreslony z wykresu na fig. 4, wynosi 34 sek.Tabela 2 przedstawia wartosci czasu chlodzenia Si oraz sklady chemiczne poszczególnych stali wytwarza¬ nych sposobem wedlug wynalazku.Fig. 5 przedstawia wykres zaleznosci pomiedzy skladem chemicznym stali i czasem chlodzenia Si sporza¬ dzony wedlug wyników przedstawionych w tabeli 2 Na fig. 5 na osi odcietych podano sumaryczna zawartosc w % Ni, Cr i Mo, to jest pierwiastków waznych z punktu widzenia powstawania struktury bainitycznej, a na osi rzednych wycechowanej wpodzialce logarytmicznej czas chlodzenia Si w sekundach. Jak wynika z tabeli 2 i wykresu Si osiagalnejwieksza wartosc, to jest 46 sekund, gdy sumaryczna zawartosc Ni, Cr i Mo osiaga 6-7%.Czas chlodzenia od 800°Cdo 350°C wynosi 43 sekundy, gdy sumaryczna zawartosc Ni, Cr i Mo osiaga 5%.Tak wiec, gdy czas chlodzenia od temperatury 800°C do 350°C przekroczy wartosc 43 sekund, w przypad¬ ku gdy sumaryczna zawartosc Ni, Cr i Mo jest mniejsza niz 5%, wszystkie odpowiadajace tej wartosci krzywe chlodzenia przechodza przez strefe przemiany bainitycznej.Równiez gdy sumaryczna zawartosc Ni, Cr i Mn przekroczy 5,0% a temperatura chlodzenia od 800°C do 350°C przekroczy wartosc 46 sekund, wszystkie odpowiadajace tym wartosciom krzywe chlodzenia przechodza przez strefe przemiany bainitycznej. Tak wiec odnosnie obróbki cieplnej wedlug wynalazku dla stali o okreslo¬ nych wartosciach granicznych skladu chemicznego, który kazdorazowo powinien byc oznaczony, przy zawar¬ tosci sumarycznej Ni, Cr i Mn do 5% lacznie, po nagrzaniu takiej stali powyzej temperatury przemiany A3, czas chlodzenia tej stali od temperatury 800°C do 350°C wynosi powyzej 43 sekund a przy zawartosci sumarycznej Ni, Cr i Mo wyzszej od 5% (z wylaczeniem 5%) powyzej 6 sekund. Powyzsze dane dotycza warunków chlodzenia do temperatury 350°C Warunki dalszego chlodzenia od temperatury 350°C w dól zostana objasnione szczególowo ponizej.Fig. 6 przedstawia wykres zaleznosci pomiedzy czasem chlodzenia S2 i twardoscia stali B, L i J podanych w tabeli 2. Stale te po podgrzaniu do temperatury powyzej przemiany A3, chlodzono od temperatury 800°Cdo 350°C wciagu 60 sekund, a nastepnie chlodzono w dalszym ciagu od 350°C do 100°C w róznym czasie S?. Na figurze tej odcieta wykresu wycechowana w podzialce logarytmicznej wskazuje czas chlodzenia S} w sekundach a os rzednych twardosc Vickersa Hv w równomiernej podzialce. Krzywa 1 na tym wykresie dotyczy stali B, krzywa 2 stali L i krzywa 3 stali J. Z wykresu tego wynika, ze po przekroczeniu pewnej okreslonej wartosci czasu clflodzenia S2 twardosc stali jest stala niezaleznie od dalszych zmian czasu chlodzenia. Gdy czas chlodzenia S3 zostaje zmniejszany twardosc stali wzrasta. Mianowicie gdy czas chlodzenia S3 zbliza sie do wartosci okolo 10 sekund twardosc stali wynosi 550 Hv lub ma wartosc zblizona. Gdy czas chlodzenia od 350°C do 100°C zostaje skrócony stal staje sie twardsza, to znaczy, ze warunki chlodzenia w zakresie tych temperatur powoduja przy przyspieszaniu czasu chlodzenia tworzenie sie struktury martenzytycznej. Gdy czas chlodzenia S3 wzrasta, w stosunku do wspomnianego wyzej, okreslonego punktu, twardosc stali pozostaje stala, co swiadczy o zakon¬ czeniu powstawania drobnoziarnistej struktury bainitycznej. Okreslajac czas chlodzenia od temperatury 350°C do 100°C przy którym twardosc osiaga stala wartosc przez Sj stwierdzamy na podstawie wykresu, ze czas ten dla stali B wynosi 52 sekundy, dla stali L 90 sekund i dla stali J 95 sekund, co widac na fig. 6. W tabeli 2 podano wartosci S2 odpowiednie dla kazdego rodzaju stali.Na podstawie wyników podanych w tabeli 2, sporzadzono wykres pokazany na fig. 7, przedstawiajacy zaleznosc pomiedzy skladem chemicznym stali i czasem S'2. Na wykresie tym, os rzednych wycechowana w skali logarytmicznej wskazuje wartosci S'2 w sekundach a na osi odcietych sumaryczna zawartosc Ni, Cu i Mo w procentowej podzialce równomiernej. Gdy zawartosc Ni + Cu + Mo wzrasta, wzrasta równiez S'3 ale jak to widac przy zawartosci 7% lub wiecej S*3 osiaga wartosc prawie stala. Jak to równiez widac z fig. 7, gdy Ni + Cr + Mo osiaga 5,0% to czas chlodzenia od 350°C do 100°C wynosi 48 sekund, a gdy sumaryczna zawar¬ tosc tych pierwiastków osiaga 7,0% czas chlodzenia w tym zakresie temperatur wynosi 88 sek.Na podstawie takiego zachowania sie stali stwierdzono, ze gdy czas chlodzenia od temperatury 350°Cdo 100°C ponad 48 sekund dla stali zawierajacej ponizej 5,0% Ni + Cr + Mo to w stali tej tworzy sie drobnoziarnista struktura bainityczna.Podobnie, gdy zawartosc Ni + Cr + Mo przekroczy 5,0% i pozostaje ponizej 7,0% a czas chlodzenia wynosi ponad 88 sekund oraz gdy zawartosc tych pierwiastków przekroczy 7,0% a czas chlodzenia bedzie wynosil ponad 100 sekund, to równiez w tych przypadkach nastepuje tworzenie sie struktury bainitycznej.79421 S Tak wiec, zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku czas chlodzenia od temperatury w zakresie 350°C do 100°C wynosi powyzej 48 sekund w przypadku stali zawierajacych Ni, Cr, Mo w sumarycznej ilosci mniejszej niz 5% lub do 5% wlacznie, a ponad 88 sekund dla stali zawierajacej ponad 5,0% tych pierwiastków ido 7% wlacznie, oraz 100 sekund w przypadku stali zawierajacej Ni + Cr + Mo w ilosci przekraczajacej 7,0%.Dla potwierdzenia skutecznosci powyzszych warunków obróbki cieplnej na fig. 9a pokazano mikrostruk¬ ture typowej stali B o stosunkowo niskiej wytrzymalosci po doprowadzeniu do przemiany austenitycznej w tem¬ peraturze 860°C i zahartowaniu jej w wodzie. Powiekszenie X 500.Fig. 9b przedstawia w powiekszeniu X 500 mikrostrukture stali B chlodzonej od 800°C do 350°C w ciagu 88 sekund oraz chlodzonej wdalszym ciagu od 350° do 100°C przez 210sekund.Z porównania tych dwóch mikrostruktur stali mozna stwierdzic ze hartowana w wodzie stal ma strukture wyraznie martenzytyczna podczas gdy druga stal chlodzona w specyficznych warunkach wedlug wynalazku uzyskala drobnoziarnista strukture bainityczna.Na fig. lOa pokazano, w powiekszeniu X 500, mikrostrukture stali Jo stosunkowo wysokiej wytrzyma¬ losci po wytworzeniu austenitu w temperaturze 870°C i zahartowaniu w wodzie.Natomiast na fig. lOb pokazano mikrostrukture takiej samej stali, równiez w powiekszeniu X 500, po poddaniu jej chlodzeniu wedlug wynalazku, to jest chlodzonej od 800°C do 350°C przez 60 sekund a nastepnie chlodzonej w dalszym ciagu od 350°C do 100°C przez 340 sekund.Jak z powyzszego wynika stal hartowana w wodzie posiada wyrazna strukture martenzytyczna podczas gdy stal chlodzona w warunkach zgodnych ze sposobem wedlug wynalazku uzyskala drobnoziarnista strukture bainityczna.Tak wiec sposób wedlug wynalazku pozwala otrzymac stal o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie majaca drobnoziarnista strukture bainityczna i odznaczajaca sie wysoka odpornoscia na dzialanie karbu.Ponadto, aby stal po chlodzeniu mogla osiagnac jeszcze wyzsza odpornosc na pekniecia pod dzialaniem karbu, mozna ja poddac procesowi odpuszczania.Na przyklad odpuszczanie w temperaturach 200-400°C jest odpowiednie do tego celu i nie zmniejsza zasadniczo wytrzymalosci stali.Ponizej objasniono sposób wedlug wynalazku na kilku przykladach jego stosowania W tabeli 3 przedstawiono sposób topienia, grubosc blach, sklad chemiczny oraz wlasciwosci mechaniczne róznych stali otrzymanych sposobem wedlug wynalazku. Stale, które byly juz wymienione w tabeli 2 sa podane w tabeli 3 pod tym samym oznaczeniem. Jak to samo wyraznie wynika z podanych przykladów, wytrzymalosc na stali o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie, otrzymanej sposobem wedlug wynalazku zawiera sie w grani¬ cach 120 do 190kG/mm2. Nawet bez odpuszczania stale te wykazuja wystarczajaca udarnosc przy próbach z karbem i bez karbu, jednak udarnosc ta ma sklonnosc do wzrostu po odpuszczaniu w temperaturze 250°C.Na fig. 8 pokazano zaleznosc pomiedzy stosunkiem wytrzymalosci badanej z karbem i bez karbu a wytrzy¬ maloscia stali na rozciaganie wskazujaca odpornosc stali na pekanie, stanowiaca jeden z wazniejszych czynników okreslajacych wlasciwosci wytrzymalosciowe stali o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie. Na rysunku os odcietych wykresu wskazuje wytrzymalosc stali na rozciaganie a os rzednych stosunek wytrzymalosci tej stali badanej z karbem do wytrzymalosci bez karbu. Krzywa 1 odnosi sie do stali o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie majacej konwencjonalna strukture martenzytyczna a krzywa 2 i 3 dotycza stali niklowej o zawartosci 18% Ni, przy czym krzywa 2 dotyczy stali topionej w atmosferze powietrza a krzywa 3 stali topionej w prózni.Krzywa 4 odnosi sie do stali o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie otrzymanej sposobem wedlug wynalaz¬ ku.Stal o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie otrzymana sposobem wedlug wynalazku jak to wynika równiez z wykresu 8 ma bardzo dobre wlasnosci w porównaniu z innymi stalami o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie majacymi strukture martenzytyczna, a z drugiej strony wykazuja one odpornosc na pekanie równo¬ wazna lub wieksza niz stal o zawartosci 19% Ni.Ponizej podano warunki spawania stali otrzymywanych sposobem wedlug wynalazku.Stal otrzymywana sposobem wedlug wynalazku posiadajaca wystarczajaco dobra spawalnosc ma ustalona zawartosc wegla umozliwiajaca spawanie bez podgrzewania zwlaszcza spawanie lukowe elektroda wolframowa w oslonie gazu obojetnego. Ze wzgledu na to, ze zlacze spawane powinno posiadac wytrzymalosc równa lub wieksza niz material rodzimy, bardzo pozadanym jest poddanie zlacza spawanego, od którego wymaga sie wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie, obróbce cieplnej zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku, po zakoncze¬ niu spawania.Ponadto, mozliwe jest równiez prowadzenie spawania po poddaniu elementów spawanych obróbce cieplnej wedlug wynalazku.6 79 421 W przypadku zastosowania obróbki cieplne) wedlug wynalazku po wykonaniu spawaoia, czesci spawane sa poddawane takiej samej obróbce cieplnej jak 9 material rodzimy. Z tego wzgledu pozadanym jest stosowanie drutu spawalniczego o skladzie materialu rodzimego.Tabela 4 przedstawia przyklad wlasciwosci mechanicznych zlacza spawanego, wykonanego metoda spawa¬ nia lukowego, elektroda wolframowa w oslonie gazów obojetnych, w którym to zlaczu uzyto drut spawalniczy o skladzie materialu rodzimego, który stanowi stal o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie stosowana w spo¬ sobie wedlug wynalazku.Ponadto w tabeli tej znajduje sie przyklad obróbki cieplnej stali po spawaniu przeprowadzonej w warun¬ kach zgodnych ze sposobem wedlug wynalazku oraz inny przyklad, w którym obróbke cieplna rodzimego materialu przeprowadzono przed spawaniem, w tym przypadku element spawany pozostawiono bez pózniejszej obróbki cieplnej. Na podstawie powyzszych przykladów mozna stwierdzic, ze jesli obróbka cieplna wedlug wynalazku jest prowadzona po wykonaniu zlacza spawanego, mozliwe jest otrzymanie zlacza o lepszych wlasci¬ wosciach niz wlasciwosci materialu rodzimego, a z drugiej strony je£i material rodzimy jest najpierw poddany obróbce cieplnej wedlug wynalazku, a nastepnie jego czesci sa spawane to wytrzymalosc zlacza spawanego wynosi ponad 80% wytrzymalosci materialu rodzimego.Zatem, sposób wedlug wynalazku umozliwia otrzymanie stali o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie, majaca drobnoziarnista strukture bainityczna i wysoka odpornosc na dzialanie karbu oraz calkowicie zado¬ walajaca spawalnosc, przy jednoczesnym usunieciu szeregu niedogodnosci zwiazanych ze znanymi stalami o wy¬ sokiej wytrzymalosci na rozciaganie, strukturze martenzytycznej i wbrew powszechnemu dotychczas przeko¬ naniu, ze otrzymanie stali ze struktura bainityczna o wysokiej wytrzymalosci na rozciaganie, jest niemozliwe.Oprócz tego, ze stal zastosowana w sposobie wedlug wynalazku moze byc uzyta do wytwarzania plyt, to równiez mozna z niej produkowac inne wyroby takie jak odlewy staliwne, prety stalowe, druty, ksztaltowniki, rury stalowe 8 tym podobne. PL