RU2016127C1 - Steel - Google Patents

Steel Download PDF

Info

Publication number
RU2016127C1
RU2016127C1 SU4952093A RU2016127C1 RU 2016127 C1 RU2016127 C1 RU 2016127C1 SU 4952093 A SU4952093 A SU 4952093A RU 2016127 C1 RU2016127 C1 RU 2016127C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
carbon
niobium
titanium
vanadium
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.И. Эфрон
Д.А. Литвиненко
Ф.И. Басин
Л.И. Гладштейн
М.С. Бабицкий
И.В. Сагиров
О.В. Носоченко
В.К. Белосевич
Н.Г. Жадан
А.Т. Корзун
Original Assignee
Эфрон Леонид Иосифович
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 Эфрон Леонид Иосифович filed Critical Эфрон Леонид Иосифович
Priority to SU4952093 priority Critical patent/RU2016127C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2016127C1 publication Critical patent/RU2016127C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: in order to improve cooling resistance of high-strength steel in the state after hot rolling with accelerated cooling while maintaining the at least 600 N/mm2, steel further comprises nickel and niobium, the ratio of the components being as follows (wt %): 0,06-0,15 carbon; 0.1-0.5 silicon; 1.5-2.2 manganese; 0.3-0.8 chromium; 0.02-0.10 vanadium; 0.01-0.05 titanium; 0.01-0.08 aluminium; 0.001-0.010 calcium; 0.006-0.014 nitrogen; 0.3-0.7 nickel; 0.01-0.05 niobium; and iron, the balance, the ratio of the components being as follows: 600≥ 830-270 carbon: 90 manganese : 37 nickel : more than 550 chromium; 0.13≥ carbon : 12/93 niobium : 12/51 vanadium 12/48 (titanium 3.4 nitrogen) > 0.03. EFFECT: improved properties of the steel. 2 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии конкретнее к конструкционным сталям, используемым для высокопрочных хладостойких свариваемых строительных конструкций. The invention relates to metallurgy, and more particularly to structural steels used for high-strength cold-resistant welded building structures.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности, наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому эффекту является сталь, содержащая, мас.%: углерод 0,08-0,22 кремний 0,12-0,40 марганец 0,80-1,80 хром 0,90-2,20 молибден 0,20-0,50 ванадий 0,05-0,15 азот 0,005-0,015 алюминий 0,01-0,01 кальций 0,001-0,01 РЗМ 0,005-0,05 титан 0,01-0,06 бор 0,001-0,005 железо остальное
Эта сталь имеет высокие прочностные характеристики ( σ 0,2 = 600-1100 Н/мм2) после горячей прокатки и ускоренного охлаждения до 500-550оС, однако имеет низкие характеристики вязкости и высокий порог хладноломкости и не может быть использована для конструкций северного исполнения.
The closest to the proposed technical essence, the greatest number of similar features and the achieved effect is steel, containing, wt.%: Carbon 0.08-0.22 silicon 0.12-0.40 manganese 0.80-1.80 chromium 0 90-2.20 molybdenum 0.20-0.50 vanadium 0.05-0.15 nitrogen 0.005-0.015 aluminum 0.01-0.01 calcium 0.001-0.01 REM 0.005-0.05 titanium 0.01 -0.06 boron 0.001-0.005 iron rest
This steel has high strength characteristics (σ 0,2 = 600-1100 N / mm 2) after the hot rolling and accelerated cooling to 500-550 ° C, but has low viscosity and high threshold and cold brittleness can not be used for structures northern execution.

Целью изобретения является повышение хладостойкости стали в состоянии после горячей пpокатки с ускоренным охлаждением при сохранении уровня предела текучести не менее 600 Н/мм2.The aim of the invention is to increase the cold resistance of steel in the state after hot rolling with accelerated cooling while maintaining a yield strength of at least 600 N / mm 2 .

Цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, алюминий, титан, кальций, азот, железо, дополнительно содержит никель и ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,06-0,15 кремний 0,1-0,5 марганец 1,5-2,2 хром 0,3-0,8 никель 0,3-0,7 ванадий 0,02-0,10 ниобий 0,01-0,05 титан 0,01-0,05 алюминий 0,01-0,08 кальций 0,001-0,01 азот 0,006-0,014 железо остальное
При этом должны выполняться следующие соотношения:
600 ≥ 830 - 270 С = 90Mn - 37Ni - 70 Cr≥ ≥ 550
0,13 ≥ С - 12/93 Nb - 12/51 V - 12/48(Ti-3,4N) ≥ 0,03
Содержание углерода в выбранных пределах необходимо для обеспечения требуемого комплекса свойств прочности, пластичности и хладостойкости, с учетом части, связанной в карбиды ниобия, ванадия и титана. Содержание углерода менее 0,06% не обеспечивает получения бейнитной структуры в стали и соответственно требуемых прочностных свойств, а более 0,15% - приводит к снижению ударной вязкости и хладостойкости.
The goal is achieved in that the steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, vanadium, aluminum, titanium, calcium, nitrogen, iron, additionally contains nickel and niobium in the following ratio, wt.%: Carbon 0.06-0.15 silicon 0.1-0.5 manganese 1.5-2.2 chromium 0.3-0.8 nickel 0.3-0.7 vanadium 0.02-0.10 niobium 0.01-0.05 titanium 0 01-0.05 aluminum 0.01-0.08 calcium 0.001-0.01 nitrogen 0.006-0.014 iron rest
In this case, the following relations should be fulfilled:
600 ≥ 830 - 270 C = 90Mn - 37Ni - 70 Cr≥ ≥ 550
0.13 ≥ C - 12/93 Nb - 12/51 V - 12/48 (Ti-3.4N) ≥ 0.03
The carbon content in the selected range is necessary to ensure the required set of properties of strength, ductility and cold resistance, taking into account the part bound to the carbides of niobium, vanadium and titanium. A carbon content of less than 0.06% does not provide a bainitic structure in steel and, accordingly, the required strength properties, and more than 0.15%, leads to a decrease in impact strength and cold resistance.

Пределы содержания хрома, марганца и никеля в предлагаемой стали выбраны с целью обеспечения не менее 80% бейнитной структуры при охлаждении стали со скоростью 6-8оС/с. Содержание указанных элементов выше верхнего предела ухудшает хладостойкость стали из-за образования мартенситной структуры, а при их содержании ниже нижнего предела не обеспечиваются прочностные свойства стали.Limits chromium, manganese and nickel in the proposed steel are selected to provide at least 80% bainitic structure when cooled steel at a rate of 6-8 C / s. The content of these elements above the upper limit impairs the cold resistance of steel due to the formation of a martensitic structure, and when they are contained below the lower limit, the strength properties of steel are not ensured.

Содержание ванадия в указанных пределах позволяет повысить прочностные характеристики за счет образования дисперсных карбонитридов, упрочняющих ферритную фазу. Повышение содержания ванадия свыше указанного предела приводит к огрублению карбонитридной фазы и ухудшению вязки свойств, а при содержании ванадия менее 0,02% не образуется достаточного для упрочнения ферритной фазы количества карбонитридов, что не позволяет обеспечить требуемый уровень предела текучести. The vanadium content in the specified range allows to increase the strength characteristics due to the formation of dispersed carbonitrides, strengthening the ferrite phase. An increase in the content of vanadium above the specified limit leads to coarsening of the carbonitride phase and worsening of the binding properties, and when the content of vanadium is less than 0.02%, the amount of carbonitrides sufficient to harden the ferrite phase is not formed, which does not allow the required yield strength to be reached.

Пределы содержания титана и азота обеспечивают формирование дисперсных частиц нитрида титана, обеспечивающих измельчение аустенитного зерна, что приводит к повышению пластичности и вязкости стали. Нижние пределы содержания титана и азота выбраны из необходимости обеспечения минимально необходимой доли дисперсных частиц нитрида титана. Увеличение содержания азота более 0,014% и титана более 0,05% способствует интенсивному образованию крупных (1-3 мкм) частиц нитрида титана, что снижает ударную вязкость и ухудшает хладостойкость. The limits of the content of titanium and nitrogen provide the formation of dispersed particles of titanium nitride, providing grinding of austenitic grain, which leads to an increase in the ductility and toughness of steel. The lower limits of the content of titanium and nitrogen are selected from the need to ensure the minimum required proportion of dispersed particles of titanium nitride. An increase in the nitrogen content of more than 0.014% and titanium of more than 0.05% promotes the intensive formation of large (1-3 μm) particles of titanium nitride, which reduces the toughness and worsens the cold resistance.

Пределы содержания ниобия выбраны из условий управления процессами рекристаллизации аустенита в цикле термомеханической обработки при прокатке. Содержание ниобия ниже 0,01% не обеспечивает достаточно эффективного повышения температуры рекристаллизации, что приводит к росту аустенитного зерна в интервалах между прокатными клетями и снижению хладостойкости стали. Содержание ниобия более 0,05% приводит к ухудшению вязкости стали за счет дисперсионного упрочнения. The niobium content limits are selected from the conditions for controlling the processes of austenite recrystallization in the thermomechanical treatment cycle during rolling. The niobium content below 0.01% does not provide a sufficiently effective increase in the temperature of recrystallization, which leads to an increase in austenitic grain in the intervals between rolling stands and a decrease in the cold resistance of steel. A niobium content of more than 0.05% leads to a deterioration in the viscosity of steel due to dispersion hardening.

Нижние пределы содержания кремния и алюминия выбраны для обеспечения раскисленности металла, а верхние - с целью предотвращения загрязненности стали алюминатами и ухудшения поверхности проката - для алюминия, и охрупчивания феррита - для кремния. The lower limits of the content of silicon and aluminum are chosen to ensure deoxidation of the metal, and the upper ones in order to prevent contamination of the steel with aluminates and deterioration of the rolled surface for aluminum and embrittlement of ferrite for silicon.

Кальций обеспечивает модифицирование сульфидных включений, связывая серу в прочные соединения, что обеспечивает повышенную ударную вязкость и хладостойкость. Содержание кальция менее 0,001% не обеспечивает его положительного влияния на указанные свойства, а повышение его содержания свыше 0,01% увеличивает загрязненность стали неметаллическими включениями и ухудшает пластичность и ударную вязкость. Calcium provides the modification of sulfide inclusions, binding sulfur to strong compounds, which provides increased toughness and cold resistance. A calcium content of less than 0.001% does not provide a positive effect on these properties, and an increase in its content of more than 0.01% increases the contamination of steel with non-metallic inclusions and impairs ductility and toughness.

Кроме указанных выше пределов содержания элементов, для обеспечения требуемого комплекса механических свойств, необходимо выполнение еще двух соотношений: 600 ≥ 830 - 270С - 90Mn - 37Ni - 70 Сr ≥ 550 0,13 ≥ С - 12/93 Nb - 12/51V-12/48 (Тi - 3,4 N) ≥ 0,03
Первое соотношение - статистическая модель, описывающая влияние основных легирующих элементов на температуру начала бейнитного превращения, Вн (оС). При Вн выше 600оС в структуре стали появляется более 20% феррита, что снижает прочностные характеристики стали, а при Вн менее 550оС - условия непрерывного охлаждения не позволяют получить полный распад аустенита в бейнитной области, что влечет за собой образование мартенситной составляющей в структуре и приводит к снижению ударной вязкости и хладостойкости.
In addition to the above content limits of elements, to ensure the required complex of mechanical properties, it is necessary to fulfill two more relations: 600 ≥ 830 - 270С - 90Mn - 37Ni - 70 Сr ≥ 550 0.13 ≥ С - 12/93 Nb - 12 / 51V-12 / 48 (Ti - 3.4 N) ≥ 0.03
The first relation is a statistical model that describes the effect of the main alloying elements on the temperature of the onset of bainitic transformation, V n ( o C). When B n above 600 C in the steel structure appears more than 20% of ferrite, which lowers the strength characteristics of steel, and when B n of less than 550 ° C - the conditions of continuous cooling do not allow for complete decomposition of austenite in the bainite region which entails the formation of martensite component in the structure and leads to a decrease in toughness and cold resistance.

Второе соотношение - количество углерода в бейните и феррите, т.е. не связанное в карбиды ванадия, ниобия и титана. Содержание углерода в бейните свыше 0,13% приводит к охрупчиванию матрицы и ухудшению хладостойкости, а менее 0,003% - снижению прочностных характеристик. The second ratio is the amount of carbon in bainite and ferrite, i.e. not bonded to carbides of vanadium, niobium and titanium. The carbon content in bainite in excess of 0.13% leads to embrittlement of the matrix and deterioration in cold resistance, and less than 0.003% to a decrease in strength characteristics.

Сталь выплавляли в индукционной электропечи и разливали в слитки массой 10 кг. Слитки после нагрева до 1150оС ковали на заготовки сечением 60х60 мм, которые подвергали горячей прокатке за 9 проходов на лист толщиной 10 мм по схеме термодеформационной обработки:
температура нагрева 1150оС;
температура окончания деформации 800оС;
охлаждение до 580 - 550оС со скоростью 6оС/с;
дальнейшее охлаждение на спокойном воздухе.
Steel was smelted in an induction furnace and cast into ingots weighing 10 kg. Ingots after heating to 1150 ° C for forged billets 60x60 mm, which was hot rolled in 9 passes on a sheet with a thickness of 10 mm by thermal deformation processing circuit:
heating temperature of 1150 C;
the temperature of the end of the deformation of 800 about ;
cooling to 580 - 550 о С at a speed of 6 о С / s;
further cooling in calm air.

Из полученных листов вырезали поперечные круглые пятикратные образцы для испытания на статическое растяжение по ГОСТ 1497-84 и поперечные ударные образцы 11 типа для определения ударной вязкости по ГОСТ 9454-78 и порога хладноломкости по ГОСТ 4543-71. Transverse round five-fold specimens for static tensile testing in accordance with GOST 1497-84 and transverse impact specimens of type 11 for determining impact strength in accordance with GOST 9454-78 and cold brittleness threshold in accordance with GOST 4543-71 were cut from the obtained sheets.

В табл.1 приведены составы предлагаемой и известной стали, а в табл. 2 - их механические свойства. Table 1 shows the compositions of the proposed and known steel, and in table. 2 - their mechanical properties.

Как видно из полученных данных, предлагаемая сталь обеспечивает более высокую ударную вязкость (КСV-40 ≥ 60 Дж/см2) и низкий порог хладноломкости (Т50 < -70оС) при достаточно высоких прочностных свойствах ( σ0,2 > 600 Н/мм2).As can be seen from the obtained data, the proposed steel provides a higher impact strength (KCV -40 ≥ 60 J / cm 2 ) and a low cold brittleness threshold (T 50 <-70 о С) with sufficiently high strength properties (σ 0.2 > 600 N / mm 2 ).

При расчете ожидаемого экономического эффекта от применения предлагаемой стали, за базовый объект принята сталь 09Г2ФБ, используемая для аналогичных целей. Предлагаемая сталь имеет предел текучести не менее 600 Н/мм2; сталь - базовый объект - не менее 450 Н/мм2. Такое увеличение предела текучести обеспечивает экономию более 25% металла в готовых изделиях (с учетом расходного коэффициента).When calculating the expected economic effect from the use of the proposed steel, 09G2FB steel used for similar purposes was taken as the base object. The proposed steel has a yield strength of at least 600 N / mm 2 ; steel - the base object - not less than 450 N / mm 2 . This increase in yield strength saves more than 25% of the metal in the finished product (taking into account the expenditure coefficient).

Claims (1)

СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, алюминий, титан, кальций, азот и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения хладостойкости в состоянии после горячей прокатки с ускоренным охлаждением при сохранении уровня предела текучести не менее 600 Н/мм2, она дополнительно содержит никель и ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод 0,06 - 0,15
Кремний 0,1 - 0,5
Марганец 1,5 - 2,2
Хром 0,3 - 0,8
Ванадий 0,02 - 0,10
Титан 0,01 - 0,05
Алюминий 0,01 - 0,08
Кальций 0,001 - 0,010
Азот 0,006 - 0,014
Никель 0,3 - 0,7
Ниобий 0,01 - 0,05
Железо Остальное
при этом должны выполняться следующие соотношения: 600 ≥ 830 - 270 углерод - 90 марганец - 37 никель - 70 хром > 550; 0,13 ≥ углерод - 12/93 ниобий - 12/51 ванадий - 12/48 (титан - 3,4 азот) ≥ 0,03.
STEEL containing carbon, silicon, manganese, chromium, vanadium, aluminum, titanium, calcium, nitrogen and iron, characterized in that, in order to increase the cold resistance in the state after hot rolling with accelerated cooling while maintaining a yield strength of at least 600 N / mm 2 , it additionally contains nickel and niobium in the following ratio of components, wt.%:
Carbon 0.06 - 0.15
Silicon 0.1 - 0.5
Manganese 1.5 - 2.2
Chrome 0.3 - 0.8
Vanadium 0.02 - 0.10
Titanium 0.01 - 0.05
Aluminum 0.01 - 0.08
Calcium 0.001 - 0.010
Nitrogen 0.006 - 0.014
Nickel 0.3 - 0.7
Niobium 0.01 - 0.05
Iron Else
the following ratios should be fulfilled: 600 ≥ 830 - 270 carbon - 90 manganese - 37 nickel - 70 chrome>550; 0.13 ≥ carbon - 12/93 niobium - 12/51 vanadium - 12/48 (titanium - 3.4 nitrogen) ≥ 0.03.
SU4952093 1991-06-22 1991-06-22 Steel RU2016127C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4952093 RU2016127C1 (en) 1991-06-22 1991-06-22 Steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4952093 RU2016127C1 (en) 1991-06-22 1991-06-22 Steel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2016127C1 true RU2016127C1 (en) 1994-07-15

Family

ID=21582775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4952093 RU2016127C1 (en) 1991-06-22 1991-06-22 Steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2016127C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451764C2 (en) * 2007-07-19 2012-05-27 Арселормитталь Франс High strength and plasticity steel sheets and method of manufacturing the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1359330, кл. C 22C 38/32, 38/38, 1987. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451764C2 (en) * 2007-07-19 2012-05-27 Арселормитталь Франс High strength and plasticity steel sheets and method of manufacturing the same
US10214792B2 (en) 2007-07-19 2019-02-26 Arcelormittal France Process for manufacturing steel sheet
US10428400B2 (en) 2007-07-19 2019-10-01 Arcelormittal France Steel sheet having high tensile strength and ductility

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2805834C (en) High-strength cold rolled sheet having excellent formability and crashworthiness and method for manufacturing the same
KR102044693B1 (en) High strength cold rolled steel sheet and method of producing such steel sheet
KR20210003236A (en) Steel for hot stamping, hot stamping method, and hot stamped components
CN113316650B (en) High-strength steel strip
CN114540580A (en) Production method of low-cost Q345Q series bridge steel plate
WO2021089851A1 (en) Medium manganese steel product and method of manufacturing the same
CN112877591B (en) High-strength and high-toughness hardware tool and steel for chain and manufacturing method thereof
CN113316649A (en) High-strength high-ductility complex-phase cold-rolled steel strip or plate
RU2583229C1 (en) Method of producing ultrahigh-strength sheet steel
RU2533469C1 (en) Production of steel sheets of higher wear resistance
RU2737690C1 (en) Method for production of hot-rolled sheets from low-alloy steel for production of critical metal structures
RU2358024C1 (en) Method of production of strips out of low alloyed steel
RU2433191C1 (en) Manufacturing method of high-strength plate steel
JPH06271975A (en) High strength steel excellent in hydrogen embrittlement resistance and its production
CN113348255A (en) Cold rolled steel sheet
JP3471576B2 (en) Surface high hardness, high corrosion resistance, high toughness martensitic stainless steel
RU2016127C1 (en) Steel
JP2781000B2 (en) Method for producing high-strength steel sheet excellent in HIC resistance and SSC resistance
JP3253068B2 (en) Strong high-strength TRIP steel
JP2828754B2 (en) Manufacturing method of low yield ratio 70kg / fmm / mm2 upper grade steel sheet with excellent weldability
US3741822A (en) High strength steel
RU2654093C2 (en) High-strength, high-hardness steel and production of sheets therefrom
SE542818C2 (en) A high strength high ductility complex phase cold rolled steel strip or sheet
RU2813064C1 (en) Method for producing high-strength steel sheet
KR20200123831A (en) High Mn steel and manufacturing method thereof