RU2397269C2 - High strength weld steel - Google Patents
High strength weld steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2397269C2 RU2397269C2 RU2008141007/02A RU2008141007A RU2397269C2 RU 2397269 C2 RU2397269 C2 RU 2397269C2 RU 2008141007/02 A RU2008141007/02 A RU 2008141007/02A RU 2008141007 A RU2008141007 A RU 2008141007A RU 2397269 C2 RU2397269 C2 RU 2397269C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- copper
- molybdenum
- niobium
- steel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к производству толстолистового проката из хладостойкой стали высокой прочности улучшенной свариваемости для корабле- и судостроения, топливно-энергетического комплекса, транспортного и тяжелого машиностроении и других отраслей.The invention relates to metallurgy, and more particularly, to the production of plate products from cold-resistant high-strength steel of improved weldability for shipbuilding and shipbuilding, the fuel and energy complex, transport and heavy engineering, and other industries.
Известны высокопрочные стали, содержащие марганец, хром, никель, молибден, медь и ванадий, марок НУ100, НУ130 (США), NS80 (Япония), WELDOX900 (Швеция) и др.Known are high-strength steels containing manganese, chromium, nickel, molybdenum, copper and vanadium, grades NU100, NU130 (USA), NS80 (Japan), WELDOX900 (Sweden), etc.
Однако перечисленные марки стали недостаточно хорошо свариваемы, особенно в условиях открытого воздуха, а также не обеспечивают требуемый в условиях Крайнего Севера уровень сопротивляемости хрупким разрушениям.However, these grades have become not well welded, especially in open air conditions, and also do not provide the level of resistance to brittle fracture required in the Far North.
Известна сталь толщиной 70 мм, принятая за прототип, со следующим химическим составом, мас.%: углерод - 0,07-0,11, кремний - 0,17-0,37, марганец - 0,30-0,60, хром - 0,30-0,70, медь - 0,40-0,70, никель - 2,40-3,00, молибден - 0,35-0,45, алюминий - 0,005-0,06, ванадий - 0,01-0,03, кальций, барий - 0,005-0,020, сера - 0,001-0,015, фосфор - 0,005-0,015, железо - остальное, при условии, что сумма (никель+медь) ≥3,0, (сера+фосфор) ≤0,025 (патент РФ №1676277).Known steel 70 mm thick, adopted as a prototype, with the following chemical composition, wt.%: Carbon - 0.07-0.11, silicon - 0.17-0.37, manganese - 0.30-0.60, chrome - 0.30-0.70, copper - 0.40-0.70, nickel - 2.40-3.00, molybdenum - 0.35-0.45, aluminum - 0.005-0.06, vanadium - 0 , 01-0.03, calcium, barium - 0.005-0.020, sulfur - 0.001-0.015, phosphorus - 0.005-0.015, iron - the rest, provided that the sum (nickel + copper) ≥3.0, (sulfur + phosphorus ) ≤0.025 (RF patent No. 1676277).
Известная сталь при пределе текучести ≥620 МПа имеет удовлетворительную работу удара при температуре до -50°С, но для стали, предназначенной для наиболее ответственных сварных конструкций в северном исполнении с целью обеспечения достаточной надежности и работоспособности, должна быть обеспечена работа удара при -60°С не менее 80 Дж, а также нормируется коэффициент трещиностойкости при сварке Рсм.Known steel with a yield strength of ≥620 MPa has a satisfactory impact work at temperatures up to -50 ° C, but for steel intended for the most critical welded structures in the northern version in order to ensure sufficient reliability and performance, impact work should be provided at -60 ° C for at least 80 J, and the normalized fracture toughness coefficient in welding P cm.
Техническим результатом изобретения является разработка стали с пределом текучести не ниже 780 МПа, повышенной хладостойкостью, трещиностойкостью при сварке и сопротивляемостью слоистым разрушениям в толщинах до 70 мм.The technical result of the invention is the development of steel with a yield strength of at least 780 MPa, high cold resistance, crack resistance during welding and resistance to layered fractures in thicknesses up to 70 mm.
Технический результат достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, молибден, медь, серу, фосфор и железо, дополнительно содержит ниобий, при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод - 0,08-0,10, кремний - 0,20-0,40, марганец - 0,20-0,40, хром 0,60-1,00, медь - 0,8-1,3, никель - 3,00-3,90, молибден - 0,40-0,60, ниобий - 0,02-0,05, сера - 0,001-0,005, фосфор - 0,005-0,012, железо - остальное, причем величина коэффициента трещиностойкости при сварке The technical result is achieved in that the steel containing carbon, manganese, silicon, chromium, nickel, molybdenum, copper, sulfur, phosphorus and iron, additionally contains niobium, in the following ratio of components, wt.%: Carbon - 0.08-0, 10, silicon - 0.20-0.40, manganese - 0.20-0.40, chromium 0.60-1.00, copper - 0.8-1.3, nickel - 3.00-3.90 , molybdenum - 0.40-0.60, niobium - 0.02-0.05, sulfur - 0.001-0.005, phosphorus - 0.005-0.012, iron - the rest, and the value of the coefficient of crack resistance during welding
(п.3.2.2 части XIII «Правил постройки и классификации морских судов») не должна быть выше 0,33% и суммарное содержание никеля и меди не должно быть ниже 4,2% для листов толщиной до 40 мм включительно и 4,6% для листов толщиной свыше 40 до 70 мм включительно.(Clause 3.2.2 of Part XIII of the "Rules for the Construction and Classification of Sea Ships") should not be higher than 0.33% and the total nickel and copper content should not be lower than 4.2% for sheets up to and including 40 mm thick and 4.6 % for sheets with a thickness of over 40 to 70 mm inclusive.
Содержание углерода в выбранных пределах достаточно для обеспечения требуемого уровня прочности, при этом достигается повышение свариваемости, хладостойкости и трещиностойкости стали.The carbon content in the selected range is sufficient to provide the required level of strength, while achieving an increase in weldability, cold resistance and crack resistance of steel.
Пределы содержания никеля и меди выбраны с целью обеспечения хладостойкости и трещиностойкости при эксплуатации сварных конструкций в экстремальных климатических условиях для листов толщиной до 70 мм.The nickel and copper content limits are selected to ensure cold and crack resistance during operation of welded structures in extreme climatic conditions for sheets up to 70 mm thick.
Указанное суммарное содержание никеля и меди оптимально для обеспечения высокой хладостойкости и необходимого уровня прочности, достигаемых благодаря образованию преимущественно мартенситной структуры в процессе γ→α превращения при закалке и упрочнению за счет выделений ε-меди при отпуске.The indicated total nickel and copper content is optimal for ensuring high cold resistance and the required level of strength, achieved due to the formation of a predominantly martensitic structure during the γ → α transformation during quenching and hardening due to the release of ε-copper during tempering.
Хром и марганец приняты в пределах, необходимых для обеспечения прокаливаемости стали в сечениях до 70 мм, и не ухудшают характеристики свариваемости и хладостойкости.Chrome and manganese are accepted within the limits necessary to ensure hardenability of steel in sections up to 70 mm, and do not impair the weldability and cold resistance characteristics.
Совместное легирование молибденом и ниобием в заявляемых пределах наиболее эффективно способствует упрочнению стали. Молибден, не связанный в карбиды и находящийся в твердом растворе, уменьшает скорость диффузии углерода и тем самым обусловливает получение требуемых прочностных характеристик.Joint alloying with molybdenum and niobium within the claimed limits most effectively contributes to the hardening of steel. Molybdenum, not bonded to carbides and in solid solution, reduces the rate of carbon diffusion and thereby determines the required strength characteristics.
Температура растворения карбидов ниобия в аустените выше на 50-70°С, чем карбидов ванадия, в результате чего карбиды ниобия ограничивают рост аустенитного зерна при нагреве под закалку, способствуют упрочнению стали. Таким образом одновременно обеспечивается твердорастворное, зернограничное и дисперсионное упрочнение. Измельчение зерна за счет введения ниобия способствует повышению хладостойкости и трещиностойкости. Таким образом, введение ниобия позволяет при содержании углерода, никеля и молибдена в указанных пределах обеспечить заданный уровень прочности, способствует обеспечению необходимой свариваемости.The dissolution temperature of niobium carbides in austenite is 50-70 ° C higher than vanadium carbides, as a result of which niobium carbides limit the growth of austenitic grain during heating under quenching, and contribute to the hardening of steel. Thus, solid solution, grain boundary and dispersion hardening is simultaneously ensured. Grinding grain due to the introduction of niobium improves the cold resistance and crack resistance. Thus, the introduction of niobium allows for a specified level of strength with a carbon, nickel and molybdenum content within the specified limits, and helps to ensure the necessary weldability.
Регламентация серы в указанных пределах обеспечивает повышение изотропности стали (особенно в направлении толщины) и увеличение стойкости к слоистым разрушениям.Regulation of sulfur within the specified limits provides an increase in the isotropy of steel (especially in the direction of thickness) and an increase in resistance to layered fractures.
Ограничение величины коэффициента трещиностойкости при сварке исключает образование холодных трещин и повышает свариваемость стали.Limiting the value of the coefficient of crack resistance during welding eliminates the formation of cold cracks and increases the weldability of steel.
Испытания листового проката показали, что выбранный химический состав стали, изготовленной по современной технологии, обеспечивает достижение высокой прочности, трещиностойкости и свариваемости в толщинах до 70 мм.Tests of sheet metal showed that the selected chemical composition of steel manufactured using modern technology ensures high strength, crack resistance and weldability in thicknesses up to 70 mm.
Пример. Сталь выплавляли в лабораторной индукционной электропечи с разливкой в 25 кг слитки.Example. Steel was smelted in a laboratory induction furnace with casting of 25 kg of ingot.
Химический состав приведен в таблице 1.The chemical composition is shown in table 1.
Слитки ковали на заготовки сечением 40×120 мм, которые прокатали на пластины толщиной 13 мм. Из пластин вырезали образцы для испытания на ударный изгиб, тип 11 по ГОСТ 9454, на которых моделировали закалку в воду плиты толщиной 70 мм. Образцы испытывали при температурах +20 -80°С, после чего из испытанных образцов изготавливали образцы на растяжение диаметром 3 мм, на которых определяли прочностные и пластические характеристики. Результаты испытаний приведены в таблице 2.The ingots were forged onto billets with a section of 40 × 120 mm, which were rolled onto plates with a thickness of 13 mm. Samples for impact bending tests, type 11 according to GOST 9454, were cut from the plates, on which a hardening of a plate 70 mm thick was simulated. The samples were tested at temperatures of +20 -80 ° С, after which tensile samples with a diameter of 3 mm were made from the tested samples, on which strength and plastic characteristics were determined. The test results are shown in table 2.
Образцы были подвергнуты закалке от температуры 880-900°С и отпуску при температуре 620-630°С.Samples were quenched from a temperature of 880-900 ° C and tempered at a temperature of 620-630 ° C.
Результаты испытаний показывают, что предлагаемая сталь обеспечивает более высокий уровень прочности, чем известная, при обеспечении удовлетворительной свариваемости и высокой сопротивляемости хрупким разрушениям при пониженных температурах.The test results show that the proposed steel provides a higher level of strength than the known, while ensuring satisfactory weldability and high resistance to brittle fracture at low temperatures.
Указанные преимущества позволяют значительно расширить диапазон применения стали, повысить надежность и работоспособность изготавливаемых из нее конструкций. Технологичность и трудоемкость изготовления полуфабрикатов при этом практически не изменяется.These advantages allow you to significantly expand the range of steel applications, to increase the reliability and performance of structures made from it. The manufacturability and the complexity of the manufacture of semi-finished products at the same time practically does not change.
Claims (1)
при этом суммарное содержание никеля и меди составляет не ниже 4,2 мас.%, а величина коэффициента трещиностойкости при сварке Рсм не превышает 0,33%. High strength weldable steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, copper, sulfur, phosphorus and iron, characterized in that it additionally contains niobium in the following ratio of components, wt.%:
the total content of nickel and copper is not lower than 4.2 wt.%, and the value of the coefficient of crack resistance during welding P cm does not exceed 0.33%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008141007/02A RU2397269C2 (en) | 2008-10-15 | 2008-10-15 | High strength weld steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008141007/02A RU2397269C2 (en) | 2008-10-15 | 2008-10-15 | High strength weld steel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008141007A RU2008141007A (en) | 2010-04-20 |
RU2397269C2 true RU2397269C2 (en) | 2010-08-20 |
Family
ID=46274923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008141007/02A RU2397269C2 (en) | 2008-10-15 | 2008-10-15 | High strength weld steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2397269C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458176C1 (en) * | 2011-03-28 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Cold resistant steel of high strength |
RU2507295C1 (en) * | 2012-09-17 | 2014-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | High-strength cold-resistant arc-steel |
RU2507296C1 (en) * | 2012-09-17 | 2014-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Cold-resistant high-strength arc-steel |
-
2008
- 2008-10-15 RU RU2008141007/02A patent/RU2397269C2/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458176C1 (en) * | 2011-03-28 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Cold resistant steel of high strength |
RU2507295C1 (en) * | 2012-09-17 | 2014-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | High-strength cold-resistant arc-steel |
RU2507296C1 (en) * | 2012-09-17 | 2014-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Cold-resistant high-strength arc-steel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008141007A (en) | 2010-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5866820B2 (en) | Wear-resistant steel plate with excellent weld toughness and delayed fracture resistance | |
EP2060650B1 (en) | Ferritic stainless steel material for automobile exhaust gas passage components | |
US8007603B2 (en) | High-strength steel for seamless, weldable steel pipes | |
KR102309644B1 (en) | High mn steel sheet and method for producing same | |
KR101608719B1 (en) | High-tensile steel plate giving welding heat-affected zone with excellent low-temperature toughness, and process for producing same | |
JP4735167B2 (en) | Method for producing wear-resistant steel sheet with excellent low-temperature toughness | |
JP6056132B2 (en) | Austenitic and ferritic duplex stainless steel for fuel tanks | |
EP2290116A1 (en) | Thick steel sheet having high strength and method for producing same | |
KR101479826B1 (en) | Martensitic stainless steel with excellent weld characteristics, and mertensitic stainless steel material | |
TW201207125A (en) | Ultra high strength cold rolled steel sheet having excellent bendability | |
EP2813596A1 (en) | High tensile steel plate having excellent low-temperature toughness in weld heat-affected zones, and method for producing same | |
JP5683327B2 (en) | Wear-resistant steel plate with excellent low-temperature toughness | |
RU2470085C9 (en) | Steel for welded structure and method of its production | |
KR102259450B1 (en) | Clad steel plate and method of producing same | |
JP2005256169A (en) | Wear resistant steel sheet having excellent low temperature toughness and production method therefor | |
KR102628769B1 (en) | HIGH-Mn STEEL AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR | |
EP2157202A1 (en) | Ferrite heat resistant steel | |
KR20220030288A (en) | Steel plate and its manufacturing method | |
JP6245352B2 (en) | High-tensile steel plate and manufacturing method thereof | |
JP2010132945A (en) | High-strength thick steel plate having excellent delayed fracture resistance and weldability, and method for producing the same | |
KR101811159B1 (en) | Steel member and process for producing same | |
JP2010121191A (en) | High-strength thick steel plate having superior delayed fracture resistance and weldability, and method for manufacturing the same | |
JP6623719B2 (en) | Austenitic stainless steel | |
RU2397269C2 (en) | High strength weld steel | |
KR20200058515A (en) | Austenitic stainless steel |