RU2495149C1 - Высокопрочная хладостойкая свариваемая сталь - Google Patents
Высокопрочная хладостойкая свариваемая сталь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2495149C1 RU2495149C1 RU2012108678/02A RU2012108678A RU2495149C1 RU 2495149 C1 RU2495149 C1 RU 2495149C1 RU 2012108678/02 A RU2012108678/02 A RU 2012108678/02A RU 2012108678 A RU2012108678 A RU 2012108678A RU 2495149 C1 RU2495149 C1 RU 2495149C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- strength
- content
- less
- rest
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкционным высокопрочным сталям повышенной износостойкости, используемым при производстве сварных кузовов большегрузных автомобилей, работающих в условиях Крайнего Севера. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,16-0,19, кремний 0,17-0,37, марганец 1,45-1,60, ванадий 0,12-0,15, хром 0,85-1,0, никель 1,15 - 1,30, кальций от более 0,010 до 0,015, молибден 0,27-0,35, медь 0,20-0,30, титан 0,010-0,025, ниобий 0,04-0,06, алюминий 0,03-0,05, бор от более 0,0030 до 0,0035, азот не более 0,010, фосфор не более 0,012, сера не более 0,005, железо остальное. Сталь обладает повышенной ударной вязкостью при отрицательных температурах, характеризуется прочностью и стабильностью механических свойств при сохранении износостойкости. 2 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкционным сталям повышенной износостойкости, используемым при производстве сварного кузова большегрузного автомобиля для работы в условиях Крайнего Севера.
Для изготовления кузовов большегрузных самосвалов, работающих при температурах до -40°C, используют горячекатаные листы толщиной 9-25 мм из свариваемой хладостойкой низколегированной стали. Горячекатаные стальные листы должны сочетать высокую прочность и износостойкость.
Известна низколегированная сталь, имеющая следующий химический состав, мас.%:
Углерод | 0,12-0,18 |
Марганец | 1,2-1,5 |
Кремний | 0,5-0,8 |
Титан | 0,01-0,03 |
Медь | 0,03-0,30 |
Алюминий | 0,02-0,05 |
Хром | 0,5-1,0 |
Никель | 0,5-0,8 |
Молибден | 0,2-0,6 |
Ванадий | 0,1-0,2 |
Сера | 0,003-0,015 |
Кальций | 0,006-0,03 |
Фосфор | 0,003-0,02 |
Железо | Остальное (RU 2075534, МПК С22С 38/50, публ. 20.03.1997 г.). |
Недостатки стали известного состава состоят в том, что она имеет низкие прочностные свойства, недостаточные ударную вязкость при температуре -40°С и износостойкость.
Известна низколегированная свариваемая сталь следующего состава, мас.%:
Углерод | 0,16-0,20 |
Марганец | 1,2-1,5 |
Кремний | 0,17-0,37 |
Бор | 0,001-0,005 |
Азот | 0,003-0,015 |
Алюминий | 0,02-0,05 |
Хром | 0,5-1,0 |
Никель | 0,5-2,2 |
Молибден | 0,2-0,35 |
Ванадий | 0,07-0,15 |
Сера | не более 0,015 |
Кальций | 0,003-0,015 |
Фосфор | не более 0,020 |
Железо | Остальное (RU 2223343, МПК С22С 38/54, С22С 38/58, публ. 10.02.2004 г.) |
Недостатки стали известного состава состоят в том, что она имеет недостаточные ударную вязкость при температуре -40°C и прочность.
Наиболее близкой по своему составу и свойствам к предлагаемой стали является сталь, содержащая, мас.%:
Углерод | 0,02-0,25 |
Марганец | 0,50-2,0 |
Кремний | 0,01-0,8 |
Бор | 0,0030 или менее |
Азот | 0,0005-0,008 |
Алюминий | 0,005-0,1 |
Хром | 2,0 или менее |
Никель | 4,0 или менее |
Молибден | 1,0 или менее |
Ванадий | 0,5 или менее |
Кальций | 0,01 или менее |
Медь | 2,0 или менее |
Титан | 0,1 или менее |
Ниобий | 0,1 или менее |
Сера | 0,004 или менее |
Фосфор | 0,02 или менее |
Железо | Остальное (RU 2442839 С2, С22С 38/06, публ. 20.02.2012 г.). |
Недостатком стали известного состава является то, что она имеет недостаточные ударную вязкость при температуре -40°C и прочность.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении ударной вязкости при отрицательных температурах и прочности.
Для решения поставленной технической задачи предложена сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, бор, азот, алюминий, хром, никель, молибден, ванадий, кальций, медь, титан, ниобий, серу, фосфор и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод | 0,16-0,19 |
Марганец | 1,45-1,60 |
Кремний | 0,17-0,37 |
Бор | От более 0,0030 до 0,0035 |
Азот | Не более 0,010 |
Алюминий | 0,03-0,05 |
Хром | 0,85-1,0 |
Никель | 1,15-1,30 |
Молибден | 0,27-0,35 |
Ванадий | 0,12-0,15 |
Кальций | От более 0,010 до 0,015 |
Медь | 0,20-0,30 |
Титан | 0,010-0,025 |
Ниобий | 0,04-0,06 |
Сера | Не более 0,005 |
Фосфор | Не более 0,012 |
Железо | Остальное |
Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что при содержании элементов в стали в предложенном соотношении позволяет измельчить ее структуру. В результате возрастает прочность и ударная вязкость стали при -40°C.
Углерод упрочняет сталь. При содержании углерода менее 0,16% не достигается требуемая прочность стали, а при его содержании более 0,19% ухудшается свариваемость стали.
Кремний раскисляет сталь, повышает ее сопротивляемость истиранию. При концентрации кремния менее 0,17% прочность стали ниже допустимой, а при концентрации более 0,37% снижается пластичность.
Марганец раскисляет и упрочняет сталь, связывает серу. При содержании марганца менее 1,45% прочность и износостойкость стали недостаточны.
Ванадий в сочетании с алюминием являются сильными карбидообразующими элементами. При содержании ванадия менее 0,12% снижаются прочность и пластичность стали. Увеличение содержания ванадия более 0,15% нецелесообразно, т.к. не ведет к дальнейшему улучшению свойств, а лишь увеличивает расход легирующих.
Хром повышает прочность и износостойкость стали. При его концентрации менее 0,85% прочность и износостойкость ниже допустимых значений. Увеличение содержания хрома более 1,00% приводит к потере пластичности из-за роста карбидов хрома.
При содержании никеля менее 1,15% снижается прочность и износостойкость стали.
Молибден повышает прочность и вязкость стали, измельчая зерно микроструктуры. При содержании молибдена менее 0,27% прочность стали ниже требуемого уровня, а увеличение его содержания более 0,35% ухудшает пластичность и приводит к перерасходу легирующих элементов.
При содержании кальция менее 0,01% не происходит достаточной модификации данной стали, а при его содержании более 0,015% он образует крупные неметаллические включения, что снижает ударную вязкость при -40°C.
Ниобий и титан способствуют получению ячеистой дислокационной микроструктуры стали, обеспечивающей сочетание высоких прочностных свойств металла и высокой ударной вязкости при пониженных температурах.
Титан повышает прочность и ударную вязкость стали, измельчая зерно микроструктуры. При содержании титана менее 0,010% прочность стали ниже требуемого уровня, а увеличение его содержания более 0,025% приводит к перерасходу легирующих элементов.
Ниобий повышает прочность и ударную вязкость стали, измельчая зерно микроструктуры. При содержании ниобия менее 0,04% прочность и ударная вязкость стали ниже требуемого уровня, а увеличение содержания ниобия более 0,06% нецелесообразно, т.к. не ведет к дальнейшему улучшению свойств, а лишь увеличивает расход легирующих элементов.
Медь способствует повышению прочностных свойств. Но если содержание этого элемента для данного состава превышает 0,30%, то может иметь место снижение ударной вязкости стали при отрицательных температурах.
Алюминий раскисляет сталь и измельчает зерно. Карбонитриды алюминия являются мелкодисперсными упрочняющими частицами. При содержании алюминия менее 0,03% снижается прочность стали. Увеличение содержания этого элемента более 0,05% приводит к снижению пластических и вязкостных свойств.
Бор упрочняет твердый раствор по механизму внедрения, повышает прочность и износостойкость стали, измельчает микроструктуру. При содержании бора менее 0,003% его влияние незначительно. Увеличение содержания бора более 0,0035% приводит к появлению по границам зерен избыточных фаз (боридов), что снижает ударную вязкость стали при отрицательных температурах.
Азот в стали является карбонитридообразующим элементом, обеспечивающим ее упрочнение. Содержание азота более 0,015% приводит к снижению вязкостных и пластических свойств, что недопустимо.
Фосфор и сера в стали являются вредными примесями, их концентрация должна быть как можно меньшей. Однако при концентрации фосфора не более 0,012% и серы не более 0,005% их отрицательное влияние незначительно.
Пример реализации
Сталь выплавляли в электродуговой печи, разливали в слябы. Слябы подвергали термической обработке при следующих технологических параметрах: скорость нагрева металла - 20-30°C/час; температура нагрева - 870°C; продолжительность выдержки 12 час; скорость охлаждения до температуры 200°C - не более 50°C/час. Затем слябы нагревали до температуры 1200-1260°C и прокатывали на толстолистовом стане 2800 в листы до конечной толщины (9,0-25,0 мм) при температуре конца прокатки 830-860°C. Для листов в толщинах 14,1-25,0 мм производили закалку с температуры 920°C. Затем прокат всех толщин подвергали отпуску при температуре нагрева 600-610°C и времени выдержки 1,5-1,9 мин/мм.
Из табл.1 и 2 следует, что предложенная сталь (составы 2-3) имеет более высокие прочность и ударную вязкость при температуре -40°С. Кроме того сталь характеризуется высокой износостойкостью и свариваемостью.
При запредельных концентрациях элементов (составы 1, 5-9) прочность и ударная вязкость стали ухудшаются, снижается износостойкость. Также более низкие свойства по прочности и ударной вязкости имеет сталь по прототипу (состав 4).
Таблица 1 | |||||||||||||||||
Химический состав сталей | |||||||||||||||||
№ состава | Содержание химических элементов, мас.% | ||||||||||||||||
C | Si | Mn | V | Cr | Ni | Mo | Са | Al | B | Cu | Ti | Nb | N | P | S | Fe | |
1 | 0,15 | 0,16 | 1,1 | 0,06 | 0,4 | 0,4 | 0,19 | 0,002 | 0,01 | 0,0019 | - | -- | - | 0,002 | 0,010 | 0,012 | Остальн. |
2 | 0,17 | 0,33 | 1,5 | 0,14 | 0,9 | 1,2 | 0,34 | 0,011 | 0,04 | 0,0032 | 0,3 | 0,020 | 0,05 | 0,010 | 0,010 | 0,003 | Остальн. |
3 | 0,18 | 0,36 | 1,6 | 0,15 | 1,0 | 1,3 | 0,36 | 0,012 | 0,04 | 0,0033 | 0,3 | 0,020 | 0,06 | 0,010 | 0,008 | 0,002 | Остальн. |
4 | 0,16 | 0,27 | 1,35 | 0,05 | 0,5 | 0,24 | 0,52 | 0,003 | 0,03 | 0,0015 | 0,26 | 0,013 | 0,02 | 0,004 | 0,002 | 0,001 | Остальн. |
5 | 0,17 | 0,36 | 1,3 | 0,09 | 0,8 | 0,6 | 0,22 | 0,005 | 0,03 | 0,0009 | - | - | - | 0,006 | 0,013 | 0,011 | Остальн. |
6 | 0,19 | 0,18 | 1,2 | 0,10 | 0,9 | 0,7 | 0,24 | 0,011 | 0,04 | 0,006 | - | -- | - | 0,014 | 0,015 | 0,014 | Остальн. |
7 | 0,20 | 0,32 | 1,4 | 0,13 | 0,7 | 2,1 | 0,31 | 0,007 | 0,05 | 0,001 | - | - | - | 0,002 | 0,019 | 0,011 | Остальн. |
8 | 0,16 | 0,18 | 1,4 | 0,06 | 0,8 | 0,5 | 0,23 | 0,014 | 0,02 | 0,002 | -- | - | - | 0,016 | 0,01 | 0,009 | Остальн. |
9 | 0,15 | 1,3 | 1,3 | 0,15 | 0,7 | 0,6 | 0,40 | 0,018 | 0,04 | - | 0,15 | 0,02 | - | - | 0,012 | 0,009 | Остальн. |
Таблица 2 | |||
Свойства листов из низколегированных сталей | |||
№ состава | σт, Н/мм2 | σв, Н/мм2 | KCV-40, Дж/см2 |
1 | 700 | 860 | 23 |
2 | 1150 | 1280 | 60 |
3 | 1180 | 1300 | 65 |
4 | 1153 | 1203 | - |
5 | 900 | 1000 | 41 |
6 | 980 | 1090 | 43 |
7 | 850 | 980 | 39 |
8 | 990 | 1090 | 40 |
9 | 790 | 940 | 47 |
Claims (1)
- Высокопрочная хладостойкая свариваемая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, бор, азот, алюминий, хром, никель, молибден, ванадий, кальций, медь, титан, ниобий, серу, фосфор и железо, отличающаяся тем, что она содержит указанные элементы при следующем соотношении, мас.%:
углерод 0,16-0,19 марганец 1,45-1,60 кремний 0,17-0,37 бор от более 0,0030 до 0,0035 азот не более 0,010 алюминий 0,03-0,05 хром 0,85-1,0 никель 1,15-1,30 молибден 0,27-0,35 ванадий 0,12-0,15 кальций от более 0,010 до 0,015 медь 0,20-0,30 титан 0,010-0,025 ниобий 0,04-0,06 сера не более 0,005 фосфор не более 0,012 железо остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012108678/02A RU2495149C1 (ru) | 2012-03-06 | 2012-03-06 | Высокопрочная хладостойкая свариваемая сталь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012108678/02A RU2495149C1 (ru) | 2012-03-06 | 2012-03-06 | Высокопрочная хладостойкая свариваемая сталь |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012108678A RU2012108678A (ru) | 2013-09-20 |
RU2495149C1 true RU2495149C1 (ru) | 2013-10-10 |
Family
ID=49182778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012108678/02A RU2495149C1 (ru) | 2012-03-06 | 2012-03-06 | Высокопрочная хладостойкая свариваемая сталь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2495149C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2040583C1 (ru) * | 1991-06-28 | 1995-07-25 | Никитин Валентин Николаевич | Сталь |
EP1293581A1 (en) * | 2000-06-14 | 2003-03-19 | Kawasaki Steel Corporation | Steel pipe for use in reinforcement of automobile and method for production thereof |
EP1375683A1 (en) * | 2001-03-29 | 2004-01-02 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | High strength steel tube for air bag and method for production thereof |
RU2223343C1 (ru) * | 2002-07-17 | 2004-02-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Сталь |
RU2243288C1 (ru) * | 2003-12-03 | 2004-12-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Сталь |
RU2442839C2 (ru) * | 2007-01-31 | 2012-02-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Сталь с высокой прочностью на растяжение, обладающая приемлемой стойкостью к замедленному разрушению, и способ ее производства |
-
2012
- 2012-03-06 RU RU2012108678/02A patent/RU2495149C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2040583C1 (ru) * | 1991-06-28 | 1995-07-25 | Никитин Валентин Николаевич | Сталь |
EP1293581A1 (en) * | 2000-06-14 | 2003-03-19 | Kawasaki Steel Corporation | Steel pipe for use in reinforcement of automobile and method for production thereof |
EP1375683A1 (en) * | 2001-03-29 | 2004-01-02 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | High strength steel tube for air bag and method for production thereof |
RU2223343C1 (ru) * | 2002-07-17 | 2004-02-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Сталь |
RU2243288C1 (ru) * | 2003-12-03 | 2004-12-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Сталь |
RU2442839C2 (ru) * | 2007-01-31 | 2012-02-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Сталь с высокой прочностью на растяжение, обладающая приемлемой стойкостью к замедленному разрушению, и способ ее производства |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012108678A (ru) | 2013-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101988144B1 (ko) | 재질 균일성이 우수한 후육 고인성 고장력 강판 및 그 제조 방법 | |
CA2969200C (en) | Thick-walled high-toughness high-strength steel plate and method for manufacturing the same | |
EP2940171B1 (en) | High-manganese wear resistant steel having excellent weldability and method for manufacturing same | |
EP2881485B1 (en) | Abrasion resistant steel plate with high strength and high toughness, and process for preparing same | |
EP3926065A1 (en) | Hot work die steel, heat treatment method thereof and hot work die | |
KR102246751B1 (ko) | 냉간 압연 및 어닐링된 강 시트, 그의 제조 방법, 및 차량 부품을 제조하기 위한 이러한 강의 용도 | |
WO2018199145A1 (ja) | 高Mn鋼およびその製造方法 | |
EP2617850A1 (en) | High-strength hot rolled steel sheet having excellent toughness and method for producing same | |
KR101894426B1 (ko) | 고강도이며 내식성이 우수한 스태빌라이저용 강과, 그것을 이용한 차량용 스태빌라이저 및 그의 제조방법 | |
TWI754893B (zh) | 高Mn鋼及其製造方法 | |
KR20120033008A (ko) | 성형성이 우수한 자동차용 고강도 냉연 복합조직강판 및 그 제조 방법 | |
US10119185B2 (en) | Low specific gravity steel for forging use excellent in machineability | |
WO2016129548A1 (ja) | 降伏比と加工性に優れた超高強度鋼板 | |
TWI742812B (zh) | 耐磨耗鋼板及其製造方法 | |
RU2691809C1 (ru) | Способ производства толстолистового высокопрочного износостойкого проката (варианты) | |
TWI502077B (zh) | 具優異點熔接性之高強度低比重鋼板 | |
RU2533469C1 (ru) | Способ производства листовой стали с высокой износостойкостью | |
RU2625861C1 (ru) | Способ производства листовой стали с высокой износостойкостью | |
RU2495149C1 (ru) | Высокопрочная хладостойкая свариваемая сталь | |
KR20160014998A (ko) | 강판 및 그 제조 방법 | |
RU2603404C1 (ru) | Способ производства высокотвердого износостойкого листового проката | |
CN111788325B (zh) | 高Mn钢及其制造方法 | |
RU2348735C2 (ru) | Сталь колесная | |
JP7291222B2 (ja) | 延性及び加工性に優れた高強度鋼板、及びその製造方法 | |
CN116648523A (zh) | 加工性优异的高强度钢板及其制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140122 |