RU2314361C2 - Высокопрочная, свариваемая сталь с повышенной прокаливаемостью - Google Patents
Высокопрочная, свариваемая сталь с повышенной прокаливаемостью Download PDFInfo
- Publication number
- RU2314361C2 RU2314361C2 RU2005120086/02A RU2005120086A RU2314361C2 RU 2314361 C2 RU2314361 C2 RU 2314361C2 RU 2005120086/02 A RU2005120086/02 A RU 2005120086/02A RU 2005120086 A RU2005120086 A RU 2005120086A RU 2314361 C2 RU2314361 C2 RU 2314361C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- quenching
- steel
- tempering
- carbon
- hours
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 22
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 9
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 7
- 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 claims abstract description 3
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 abstract 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 49
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 49
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкционным свариваемым сталям, закаливающимся на воздухе, применение которых возможно в термоупрочненных сварных конструкциях, крупногабаритных изделиях, а также в тех случаях, когда необходима минимизация изменений размеров и формы деталей при термообработке. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,10-0,18, кремний 0,12-0,60, хром 2,0-3,0, марганец 2,0-2,4, никель 1,0-2,0, молибден 0,4-0,6, церий и/или кальций до 0,15, ванадий 0,08-0,12, титан менее 0,01, ниобий 0,05-0,10, железо остальное, при этом после закалки стали с прокатного нагрева или после аустенитизации при температуре 950-1050°С и последующего отпуска при температуре не выше 550°С она имеет структуру пакетного мартенсита. Сталь обладает высокой прочностью, ударной вязкостью, повышенной прокаливаемостью и является свариваемой. 3 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкционным свариваемым сталям, закаливающимся на воздухе, применение которых возможно в термоупрочненных сварных конструкциях и крупногабаритных изделиях.
Известна малоуглеродистая сталь (заявка Франции №2516942, МКИ4, С 22 С 38/41, 23.11.82), содержащая, мас.%:
| углерод | 0,03-0,07 |
| кремний | 0,10-1,0 |
| марганец | 1,2-2,5 |
| хром | 1,8-3,0 |
| молибден | не более 0,5 |
| ниобий, ванадий, | |
| титан | в сумме 0-0,10 |
| железо | остальное |
Указанная сталь после закалки на воздухе имеет следующие механические свойства:
предел текучести (σ0,2), Н/мм2 - 600
предел прочности (σв), Н/мм2 - 900
ударная вязкость при - 20°С, МДж/м2 - 0,4.
Эта сталь хорошо сваривается, однако ее механические свойства при комнатной температуре и ударная вязкость при температуре минус 20 °С невысоки. Кроме того, для достижения указанных свойств из-за низкой устойчивости аустенита необходима закалка с ускоренным охлаждением в масле или воде, что приводит к короблению деталей и необходимости последующей правки.
Известна также низкоуглеродистая бейнитная сталь (заявка Японии №53-6613, кл. С 22 С 38/38, 1978), содержащая, мас.%:
| углерод | 0,03-0,05 |
| хром | 0,3-3,0 |
| марганец | 0,1-0,8 |
| кальций | 0,01-0,03 |
| лантан | 0,005-0,1 |
| ниобий | 0,01-0,15 |
| ванадий | 0,01-0,20 |
| железо | остальное |
Указанная сталь имеет недостаточную прочность и ударную вязкость при пониженных температурах из-за низкой прокаливаемости при минимальном содержании углерода и легирующих элементов.
Таким образом, известные низкоуглеродистые стали для получения требуемых характеристик либо необходимо закаливать в жидкие охлаждающие среды, либо после охлаждения на воздухе получают изделия с бейнитной структурой, которая не обеспечивает высокий комплекс механических свойств при комнатной и пониженной температурах.
Перечисленные недостатки могут быть устранены использованием низкоуглеродистых мартенситных сталей, закаливаемых охлаждением на воздухе. В качестве аналога (Патент РФ № 2009260 от 15 марта 1994 г.) выбрана сталь со следующим соотношением компонентов:
| углерод | 0,06-0,12 |
| хром | 1,8-2,5 |
| марганец | 1,8-2,5 |
| редкоземельные элементы | 0,01-0,03 |
| ванадий | 0,01-0,13 |
| ниобий | 0,02-0,10 |
| азот | 0,001-0,25 |
| железо | остальное. |
Механические свойства данной стали: предел текучести (σ0,2), Н/мм2 - 530-870; предел прочности (σВ), Н/мм2 - 710-1000; ударная вязкость (KCV-50) при - 50°С, кДж/м2 - 940-390. Сталь имеет структуру пакетного низкоуглеродистого мартенсита, прокаливается на спокойном воздухе не менее 80 мм и сваривается без подогрева.
Таким образом, пакетный мартенсит, образующийся при охлаждении на воздухе, обеспечивает лучшие характеристики механических свойств низкоуглеродистой свариваемой стали, однако ее свойства могут быть повышены при сохранении того же типа структуры. Кроме того, недостатком данной стали является необходимость введения в ее состав азота, что усложняет технологический процесс.
В качестве прототипа выбрана сталь следующего химического состава (Патент № 1790622 от 22 сентября 1992 г.):
| углерод | 0,10-0,16 |
| кремний | 0,2-0,42 |
| хром | 1,8-2,4 |
| марганец | 2,0 - 2,4 |
| никель | 1,0-1,5 |
| молибден | 0,4-0,6 |
| церий или кальций | 0,005-0,15 |
| ванадий | 0,08-0,12 |
| титан | 0,01-0,06 |
| железо | остальное. |
Указанный состав обеспечивает увеличение прокаливаемости и механических свойств, которые находятся в следующих пределах: предел текучести (σ0,2), Н/мм2 - 630-1130; предел прочности (σВ), Н/мм2 - 765-1350; ударная вязкость (KCV-50) при - 50°С, кДж/м2 - 600-350. Сталь сваривается без подогрева, имеет структуру пакетного низкоуглеродистого мартенсита и прокаливаемость на спокойном воздухе в сечениях более 150 мм.
Недостатки данной стали: относительно широкий интервал гарантируемых значений характеристик механических свойств и невысокие предельные значения. Это обусловлено тем, что только один из сильных карбидообразующих элементов (ванадий и титан) в заявленных интервалах варьирования упрочняет сталь по двум механизмам. Ванадий упрочняет сталь в результате обеспечения дисперсионного твердения и измельчения зерна (в меньшей степени), титан же - вследствие сохранения мелкого зерна. Для уменьшения интервалов изменения и повышения характеристик механических свойств предпочтительно реализовать нескольких механизмов упрочнения с учетом действия каждого элемента. Поэтому вместо титана в сталь необходимо вводить легирующий элемент (ниобий), обеспечивающий упрочнение как за счет измельчения характерных составляющих структуры, так и за счет дисперсионного твердения (в меньшей степени). Конкретное содержание компонентов и соотношение между ними определяли экспериментально.
Задачей изобретения является разработка свариваемой высокопрочной, вязкой низкоуглеродистой стали повышенной прокаливаемости с гарантированным обеспечением механических свойств в узком интервале значений и режимов ее термической обработки.
Поставленная задача решается тем, что высокопрочная свариваемая сталь с повышенной прокаливаемостью, содержащая углерод, кремний, хром, марганец, никель, никель, молибден, ванадий, титан, ниобий, кальций и/или церий, отличается тем, что сталь содержит компоненты при следующем соотношении компонентов, мас.%
| углерод | 0,10-0,18 |
| кремний | 0,12-0,60 |
| хром | 2,0-3,0 |
| марганец | 2,0 - 2,4 |
| никель | 1,0-2,0 |
| молибден | 0,4-0,6 |
| церий и/или кальций | до 0,15 |
| ванадий | 0,08-0,12 |
| титан | менее 0,01 |
| ниобий | 0,05-0,10 |
| железо | остальное, |
при этом после закалки стали с прокатного нагрева после аустенитизации при температуре 950-1050°С и последующего отпуска при температуре не выше 550°С она имеет структуру пакетного мартенсита.
Составы, режимы термообработки и свойства сталей представлены в таблицах 1, 2.
В заявленном интервале значений состава и параметров термообработки в заданных пределах обеспечивается получение в заданных пределах комплекса свойств при отпуске ниже 550°С. При отпуске 650°С и более высоком не обеспечивается прочность (табл.2 пп.17, 18, 28, 29).
Из сопоставления с прототипом ясно, что изобретение позволяет получать более высокие и заданные в узких пределах характеристики механических свойств, следовательно, оно соответствует критерию "новизна".
Пример. Сталь предложенного состава выплавляли в индукционной печи, разливали на слитки весом 50 кг, ковали в прутки размером 30х30 мм. Содержание титана в каждой плавке было менее 0,01%. Температура нагрева под горячую обработку давлением находилась в пределах 1220-1100°С. После горячей обработки давлением заготовки охлаждали на воздухе. Механические свойства определяли на образцах, вырезанных механическими методами из прутков 30х30 мм. Термическая обработка включала закалку на воздухе и отпуск.
| Таблица 1 Содержание ингредиентов и режимы термообработки образцов |
|||||||||||||||
| № | Режим термообработки | Содержание элементов в % по массе | |||||||||||||
| С | Si | Cr | Mn | Ni | Мо | Са и/или Се | V | Nb | |||||||
| 1 | Закалка на воздухе с прокатного нагрева выдержка при 20 °С, не менее 24 час | 0,10 | 0,12 | 2,0 | 2,02 | 1,01 | 0,41 | 0,005 Са | 0,08 | 0,05 | |||||
| 2 | 0,18 | 0,59 | 3,0 | 2,00 | 2,00 | 0,55 | 0,15 Са | 0,12 | 0,10 | ||||||
| 3 | 0,13 | 0,39 | 2,2 | 2,21 | 1,24 | 0,50 | 0,006 Се | 0,10 | 0,07 | ||||||
| 4 | 0,10 | 0,60 | 2,5 | 2,62 | 1,55 | 0,65 | 0,007 Се | 0,08 | 0,10 | ||||||
| 5 | 0,19 | 0,10 | 2,0 | 2,0 | 1,0 | 0,4 | 0,18 Са+Се | 0,85 | 0,05 | ||||||
| 6 | 0,11 | 0,12 | 2,1 | 2,23 | 1,14 | 0,51 | 0,006 Се | 0,08 | 0,05 | ||||||
| 7 | Прототип | ||||||||||||||
| 8 | Закалка с 1050°С, выдержка при 20 °С не менее 24 час | ||||||||||||||
| 9 | Закалка с 980°С, выдержка при 20°С не менее 24 час | ||||||||||||||
| 10 | Закалка с 950 °С, выдержка при 20 °С не менее 24 час | ||||||||||||||
| 11 | Закалка с 930°С, выдержка при 20°С не менее 24 час | 0,10 | 0,12 | 2,0 | 2,02 | 1,01 | 0,41 | 0,005 | 0,12 | 0,05 | |||||
| 12 | Закалка с 980°С, отпуск 300°С | ||||||||||||||
| 13 | Закалка с 980°С, отпуск 250°С | ||||||||||||||
| 14 | Закалка с 980°С, отпуск 350°С | ||||||||||||||
| 15 | Закалка с 980 °С, отпуск 450°С | ||||||||||||||
| 16 | Закалка с 980°С, отпуск 550°С | ||||||||||||||
| 17 | Закалка с 980°С, отпуск 650°С | ||||||||||||||
| 18 | Закалка с 980°С, отпуск 700°С | ||||||||||||||
| 19 | Закалка с 1050°С выдержка при 20°С не менее 24 час | ||||||||||||||
| 20 | Закалка с 980°С выдержка при 20°С не менее 24 час | ||||||||||||||
| 21 | Закалка с 950°С выдержка при 20°С не менее 24 час | ||||||||||||||
| 22 | Закалка с 930°С выдержка при 20°С не менее 24 час | 0,18 | 0,59 | 3,0 | 2,00 | 1,98 | 0,55 | 0,15 | 0,12 | 0,10 | |||||
| 23 | Закалка с 980°С, отпуск 300°С | ||||||||||||||
| 24 | Закалка с 980°С, отпуск 250°С | ||||||||||||||
| 25 | Закалка с 980°С, отпуск 350°С | ||||||||||||||
| 26 | Закалка с 980°С, отпуск 450°С | ||||||||||||||
| 27 | Закалка с 980°С, отпуск 550°С | ||||||||||||||
| 28 | Закалка с 980°С, отпуск 650°С | ||||||||||||||
| 29 | Закалка с 980°С, отпуск 700°С | ||||||||||||||
| Примечание. Продолжительность отпуска - 2 ч | |||||||||||||||
Механические свойства термообработанных образцов из перечисленных в таблице 1 составов представлены в таблице 2.
| Таблица 2 Механических свойств заявляемых составов в сравнении с прототипом |
||||||||
| № | σВ | σ0,2 | δ | ψ | KCU-50 | KCU+20 | Режим термообработки | |
| МПа | % | кДж/м2 | ||||||
| 1 | 1380 | 1150 | 15 | 60 | 770- | 1200 | Закалка с прокатного нагрева, выдержка при 20 °С, не менее 24 час | |
| 2 | 1640 | 1360 | 13 | 57 | 900 | |||
| 3 | 1630 | 1350 | 13 | 58 | 750 | 900 | ||
| 4 | 1350 | 1130 | 15 | 62 | 980 | |||
| 5 | 1670 | 1390 | 12 | 51 | 780 | |||
| 6 | 1390 | 1160 | 15 | 61 | - | 950 | ||
| 7 Прототип | 1100-1350 | 1000-1130 | 13- 17 |
50-68 | менее 700 | менее 800 | Закалка с 980°С, отпуск 560°С | |
| 8 | 1370 | 1145 | 15 | 60 | - | 1050 | Закалка с 1050°С, выдержка при 20°С, не менее 24 час | |
| 9 | 1375 | 1150 | 16 | 62 | 730 | 1040 | Закалка с 980 °С выдержка при 20 °С, не менее 24 час | |
| 10 | 1370 | 1140 | 15 | 60 | - | 980 | Закалка с 950 °С, выдержка при 20 °С, не менее 24 час | |
| 11 | 1280 | 1050 | 16 | 60 | - | 1130 | Закалка с 930 °С, выдержка при 20 °С, не менее 24 час | |
| 12 | 1375 | 1150 | 15 | 61 | 750 | 1040 | Закалка с 980°С, отпуск 250° | |
| 13 | 1370 | 1145 | 15 | 61 | 740 | 1040 | Закалка с 980°С, отпуск 300°С | |
| 14 | 1380 | 1160 | 16 | 61 | 730 | 1000 | Закалка с 980°С, отпуск 350°С | |
| 15 | 1380 | 1165 | 15 | 60 | 715 | 970 | Закалка с 980°С, отпуск 450°С | |
| 16 | 1360 | 1140 | 18 | 65 | 735 | 1010 | Закалка с 980°С, отпуск 550°С | |
| 17 | 1020 | 940 | 19 | 67 | 850 | 1640 | Закалка с 980 °С, отпуск 650 °С | |
| 18 | 950 | 820 | 21 | 75 | 1210 | 2030 | Закалка с 980 °С, отпуск 700 °С | |
| 19 | 1600 | 1330 | 14 | 62 | - | 1010 | Закалка с 1050°С, выдержка при 20°С, не менее 24 час | |
| 20 | 1620 | 1400 | 15 | 61 | 730 | 1000 | Закалка с 980°С, выдержка при 20°С, не менее 24 час | |
| 21 | 1610 | 1400 | 16 | 62 | - | 1015 | Закалка с 950°С, выдержка при 20°С, не менее 24 час | |
| 22 | 1600 | 1380 | 17 | 60 | - | 1130 | Закалка с 930°С, выдержка при 20°С, не менее 24 час | |
| 23 | 1600 | 1390 | 16 | 61 | 750 | 1105 | Закалка с 980°С, отпуск 250°С | |
| 24 | 1595 | 1385 | 16 | 61 | 740 | 1100 | Закалка с 980°С, отпуск 300°С | |
| 25 | 1605 | 1395 | 15 | 60 | 730 | 1080 | Закалка с 980°С, отпуск 350 °С | |
| 26 | 1610 | 1400 | 14 | 60 | 730 | 960 | Закалка с 980 °С, отпуск 450°С | |
| 27 | 1600 | 1390 | 17 | 62 | 990 | Закалка с 980°С, отпуск 550°С | ||
| 28 | 1320 | 1100 | 19 | 67 | 850 | 1600 | Закалка с 980°С, отпуск 650°С | |
| 29 | 1100 | 910 | 21 | 75 | 1210 | 2030 | Закалка с 980°С, отпуск 700°С | |
Итак, предлагаемое изобретение в выбранных интервалах варьирования компонентов после закалки с прокатного нагрева, а также после закалки с температур 950-1050°С и отпуска в широких интервалах варьирования температуры, но не выше 550°С обеспечивает прочность и ударную вязкость выше, чем у прототипа. Закалка с температуры выше 1050 °С не приводит к улучшению механических свойств. Кроме того, следует отметить, что добавки кальция и церия не позволяют существенно повлиять на механические свойства.
Интервалы изменения характеристик механических свойств уже, чем у способа прототипа, что означает повышение надежности обеспечения заданных характеристик.
Свариваемость оценивали по склонности к образованию холодных и горячих трещин на стали с содержанием углерода 0,18% (состав №2 табл.1) при сварке специальных технологических проб и по уровню механических свойств металла шва и сварного соединения на составе с минимальным содержанием ингредиентов (№1 табл.1).
Склонность к образованию горячих трещин проверяли на пробах Холдкрофта (толщина 4 мм) и холодных трещин - на пробах 0'Нейля (толщина 12 мм). Пробы изготовлены из пластин, термоупрочненных с прокатного нагрева. Пробы Холдкрофта проплавляли без подогрева вольфрамовым электродом в среде аргона со скоростью сварки 15 и 30 м/час, сварку проб О'Нейля осуществляли без подогрева в среде CO2 проволокой 10ХГСН2МТ ⌀ 1,2 мм. Трещины на пробах отсутствовали.
Прочность сварного соединения определяли по ГОСТ 6996-66 на разрывных образцах типа XXIV (металл шва) и типа XIII (сварное соединение). Образцы вырезаны из пластин, термоупрочненных с прокатного нагрева. Механические свойства представлены в таблице 3.
| Таблица 3 Механических свойств сварного соединения стали заявляемого состава |
|||||||
| Сварочный материал | Режим термообработки после сварки | σ | KCVшва | KCVзтв | |||
| шва | соединения | +20 °С | -50 °С | +20°С | -50°С | ||
| МПа | кДж/м2 | ||||||
| Св. 07ХГСНЗМД | Отпуск 500°С, 3 час, воздух | 1600 | 1610 | 780 | 490 | 790 | 500 |
| Электрод 48Н15 | Без термообработки | 1595 | 1600 | 780 | 485 | 780 | 495 |
Прокаливаемость определяли на составах 1 и 2 (табл. 1) с минимальным и максимальным суммарным легированием на закаленных на воздухе образцах диаметром 100, 200, 250 мм при длине, равной диаметру. Твердость измеряли по диаметру образца, разрезанного посередине. На составе 1 она составила 45,5, а на составе 2 - 51 ед. HRCэ по диаметру образцов в сечениях 100 и 200 мм. В сечении 250 мм в середине диаметра образца на расстоянии 115 мм от края твердость снижалась на 2 ед. HRCэ. Следовательно, гарантированная прокаливаемость составляет 200 мм.
Claims (1)
- Высокопрочная, свариваемая сталь с повышенной прокаливаемостью, содержащая углерод, кремний, хром, марганец, никель, молибден, ванадий, титан, ниобий, кальций и/или церий, отличающаяся тем, что сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
углерод 0,10-0,18 кремний 0,12-0,60 хром 2,0-3,0 марганец 2,0-2,4 никель 1,0-2,0 молибден 0,4-0,6 церий и/или кальций до 0,15 ванадий 0,08-0,12 титан менее 0,01 ниобий 0,05-0,10 железо остальное, при этом после закалки стали с прокатного нагрева или после аустенитизации при температуре 950-1050°С и последующего отпуска при температуре не выше 550°С она имеет структуру пакетного мартенсита.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005120086/02A RU2314361C2 (ru) | 2005-06-28 | 2005-06-28 | Высокопрочная, свариваемая сталь с повышенной прокаливаемостью |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005120086/02A RU2314361C2 (ru) | 2005-06-28 | 2005-06-28 | Высокопрочная, свариваемая сталь с повышенной прокаливаемостью |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005120086A RU2005120086A (ru) | 2007-01-10 |
| RU2314361C2 true RU2314361C2 (ru) | 2008-01-10 |
Family
ID=37760863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005120086/02A RU2314361C2 (ru) | 2005-06-28 | 2005-06-28 | Высокопрочная, свариваемая сталь с повышенной прокаливаемостью |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2314361C2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462532C1 (ru) * | 2011-01-31 | 2012-09-27 | Леонид Михайлович Клейнер | Сталь со структурой низкоуглеродистого мартенсита |
| RU2507297C1 (ru) * | 2012-10-05 | 2014-02-20 | Леонид Михайлович Клейнер | Стали со структурой пакетного мартенсита |
| RU2738219C2 (ru) * | 2016-06-30 | 2020-12-09 | Уддехольмс АБ | Сталь для инструментодержателя |
| RU2828902C1 (ru) * | 2023-11-04 | 2024-10-21 | Сергей Константинович Лаптев | Способ получения изделий из заготовок из низкоуглеродистой мартенситной стали (варианты) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU99121664A (ru) * | 1998-01-14 | 2001-08-20 | Ниппон Стил Корпорейшн | Рельсы из бейнитной стали с высокими сопротивлением усталостному разрушению поверхности и износостойкостью |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2283760C (en) * | 1998-01-14 | 2006-02-28 | Nippon Steel Corporation | Bainitic steel rails excelling in resistance to surface fatigue failures and wear resistance |
-
2005
- 2005-06-28 RU RU2005120086/02A patent/RU2314361C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU99121664A (ru) * | 1998-01-14 | 2001-08-20 | Ниппон Стил Корпорейшн | Рельсы из бейнитной стали с высокими сопротивлением усталостному разрушению поверхности и износостойкостью |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462532C1 (ru) * | 2011-01-31 | 2012-09-27 | Леонид Михайлович Клейнер | Сталь со структурой низкоуглеродистого мартенсита |
| RU2507297C1 (ru) * | 2012-10-05 | 2014-02-20 | Леонид Михайлович Клейнер | Стали со структурой пакетного мартенсита |
| RU2738219C2 (ru) * | 2016-06-30 | 2020-12-09 | Уддехольмс АБ | Сталь для инструментодержателя |
| US11085108B2 (en) | 2016-06-30 | 2021-08-10 | Uddeholms Ab | Steel for a tool holder |
| RU2828902C1 (ru) * | 2023-11-04 | 2024-10-21 | Сергей Константинович Лаптев | Способ получения изделий из заготовок из низкоуглеродистой мартенситной стали (варианты) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005120086A (ru) | 2007-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110100034B (zh) | 高硬度耐磨钢以及制造该高硬度耐磨钢的方法 | |
| JP5866820B2 (ja) | 溶接部靭性および耐遅れ破壊特性に優れた耐磨耗鋼板 | |
| EP2481826B1 (en) | High-strength and high-toughness cast steel material and method for producing the same | |
| CN120119174A (zh) | 低温冲击韧性优异的高硬度耐磨钢及其制造方法 | |
| CN108368589B (zh) | 具有优异的韧性和耐切割开裂性的高硬度耐磨钢及其制造方法 | |
| US3288600A (en) | Low carbon, high strength alloy steel | |
| JP4998708B2 (ja) | 材質異方性が小さく、耐疲労亀裂伝播特性に優れた鋼材およびその製造方法 | |
| JPH08277437A (ja) | 高強度・高靭性熱間鍛造用非調質鋼とその鍛造品の製造方法 | |
| RU2314361C2 (ru) | Высокопрочная, свариваемая сталь с повышенной прокаливаемостью | |
| KR102035525B1 (ko) | 필름형 잔류 오스테나이트를 포함하는 강재 | |
| JP2005015859A (ja) | 溶接性に優れた高強度鋼板とその製造方法及び溶接鋼構造物 | |
| RU2507297C1 (ru) | Стали со структурой пакетного мартенсита | |
| JP4396851B2 (ja) | 冷間加工後の塑性変形能に優れた高張力鋼およびその製造方法 | |
| JP2023049311A (ja) | 耐疲労き裂伝播特性に優れた鋼材の製造方法 | |
| EP3666910B1 (en) | Low phosphorus, zirconium micro-alloyed, fracture resistant steel alloys | |
| JP4828284B2 (ja) | 溶接性と溶接熱影響部靱性の優れた６０キロ鋼およびその製造方法 | |
| RU2532628C1 (ru) | Сталь для изготовления изделий с повышенной прокаливаемостью | |
| RU2275439C2 (ru) | Коррозионно-стойкая высокопрочная сталь для криогенной техники | |
| RU2842345C2 (ru) | Горячекатаный стальной лист и способ его изготовления | |
| JPS61272316A (ja) | 耐応力腐蝕割れ性のすぐれた超高張力鋼の製造法 | |
| RU2462532C1 (ru) | Сталь со структурой низкоуглеродистого мартенсита | |
| JP7567739B2 (ja) | 耐疲労き裂伝播特性に優れた鋼板の製造方法 | |
| JP7533414B2 (ja) | 耐疲労き裂伝播特性に優れた鋼板およびその製造方法 | |
| JPS5925022B2 (ja) | 溶接性に優れた耐磨耗性高張力鋼 | |
| JP2023049313A (ja) | 耐疲労き裂伝播特性に優れた鋼材の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180629 |