RU2507297C1 - Steels with lath martensite structure - Google Patents

Steels with lath martensite structure Download PDF

Info

Publication number
RU2507297C1
RU2507297C1 RU2012142615/02A RU2012142615A RU2507297C1 RU 2507297 C1 RU2507297 C1 RU 2507297C1 RU 2012142615/02 A RU2012142615/02 A RU 2012142615/02A RU 2012142615 A RU2012142615 A RU 2012142615A RU 2507297 C1 RU2507297 C1 RU 2507297C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
carbon
martensite
vanadium
manganese
Prior art date
Application number
RU2012142615/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Михайлович Клейнер
Александр Аронович Шацов
Данил Михайлович Ларинин
Original Assignee
Леонид Михайлович Клейнер
Александр Аронович Шацов
Данил Михайлович Ларинин
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 Леонид Михайлович Клейнер, Александр Аронович Шацов, Данил Михайлович Ларинин filed Critical Леонид Михайлович Клейнер
Priority to RU2012142615/02A priority Critical patent/RU2507297C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2507297C1 publication Critical patent/RU2507297C1/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: steel contains the following, wt %: carbon 0.04 to 0.099, chrome up to 7.00, manganese 0.15 to 2.5, nickel not more than 4, molybdenum not more than 1.0, vanadium not more than 0.30, titanium not more than 0.06 and/or niobium not more than 0.15, nitrogen not more than 0.25, copper not more than 2.00, rare-earth elements or calcium not more than 0.15, and iron and inevitable impurities are the rest. Steel has lath and rack martensite structure at fulfilment of the following ratio, wt %: Cr/C not less than 20.
EFFECT: steel has increased values of strength, viscosity and weldability characteristics.
1 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным низкоуглеродистым мартенситным свариваемым сталям, закаливающимся на воздухе, к термически упрочненным сварным конструкциям, крупногабаритным изделиям, а также к сталям для строительных конструкций и деталям нефтяного машиностроения.The invention relates to the field of metallurgy, namely to high-strength low-carbon martensitic welded steels, hardened in air, to thermally hardened welded structures, large-sized products, as well as to steels for building structures and parts of petroleum engineering.

Известна низко- и среднеуглеродистая сталь преимущественно с ферритной структурой (от 10 до 80%), у которой требуемые структуру и свойства реализуют за счет выбора компонентов и соотношения между компонентами, при этом сталь содержит, мас.%: углерод 0,05-0,55, кремний 0,01-2,0, хром до 2,0, марганец 0,01-2,00, фосфор до 0,035, сера 0,005-0,2, медь до 1,5, никель до 2,0, молибден до 1,5, ванадий до 0,50, ниобий до 0,1, титан до 0,04, бор до 0,01, алюминий до 0,04, азот до 0,015, висмут до 0,10, кальций до 0,05, свинец до 0,12, теллур до 0,05, неодим до 0,05, селен до 0,5, железо и неизбежные примеси остальное (PCT/JP 2000/000369, 14.09.2000) или (СА 2323952, 14.09.2000).Known low and medium carbon steel predominantly with a ferritic structure (from 10 to 80%), in which the desired structure and properties are realized due to the choice of components and the ratio between the components, while the steel contains, wt.%: Carbon 0.05-0, 55, silicon 0.01-2.0, chromium up to 2.0, manganese 0.01-2.00, phosphorus up to 0.035, sulfur 0.005-0.2, copper up to 1.5, nickel up to 2.0, molybdenum up to 1.5, vanadium up to 0.50, niobium up to 0.1, titanium up to 0.04, boron up to 0.01, aluminum up to 0.04, nitrogen up to 0.015, bismuth up to 0.10, calcium up to 0.05 lead up to 0.12; tellurium up to 0.05; neodymium up to 0.05; selenium up to 0.5; iron and inevitable impurities (PCT / JP 2000/000369, 09/14/2000) or (CA 2323952, 09/14/2000).

В известной стали для реализации требуемых структуры и свойств установлены следующие соотношения между компонентами.In the known steel for the implementation of the required structure and properties, the following relationships between the components are established.

Получение от 10 до 80% α-фазы (феррита):Obtaining from 10 to 80% of the α-phase (ferrite):

-23С+Si (5-2Si) -4Mn+104S-3Cr-9V+10≥0;-23C + Si (5-2Si) -4Mn + 104S-3Cr-9V + 10≥0;

Обеспечение твердости в интервале от 160 до 350 HV:Providing hardness in the range from 160 to 350 HV:

-3,2С-0,8Mn+5,2S+0,5Cr-120N+2,6Pb+4,1Bi-0,001(α)2+0,13(α)≥3,0;-3.2C-0.8Mn + 5.2S + 0.5Cr-120N + 2.6Pb + 4.1Bi-0.001 (α) 2 +0.13 (α) ≥3.0;

где α - относительная площадь феррита на шлифе, %, а обозначению каждого химического элемента соответствует его содержание в мас.%.where α is the relative area of ferrite on the section,%, and the designation of each chemical element corresponds to its content in wt.%.

Недостатком известной стали является неполная возможность повышения конструкционной прочности, а также обеспечения высокой технологичности для изготовления деталей машиностроения и сварных конструкций.A disadvantage of the known steel is the incomplete possibility of increasing structural strength, as well as providing high technology for the manufacture of mechanical components and welded structures.

Недостатком известной стали является также неполная возможность закаливаться при охлаждении на спокойном воздухе с температур горячей деформации, по существу, с температур прокатного нагрева или ковки, с образованием микроструктуры низкоуглеродистого мартенсита, обладающего лучшим сочетанием прочности, пластичности и вязкости при температурах минус 50-70°C.A disadvantage of the known steel is also the incomplete ability to be quenched during cooling in still air from hot deformation temperatures, essentially from the temperatures of rolling heating or forging, with the formation of the microstructure of low-carbon martensite, which has the best combination of strength, ductility and viscosity at temperatures minus 50-70 ° C .

Известна высокопрочная свариваемая сталь, содержащая углерод, хром, марганец, редкоземельные элементы, ванадий, ниобий и железо, при этом сталь дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0,06-0,12 углерод, 1,8-2,5 хром, 1,8-2,5 марганец, 0,01-0,03 редкоземельные элементы, 0,01-0,13 ванадий, 0,02-0,10 ниобий, 0,001-0,25 азот, железо остальное, причем суммарное содержание ванадия и ниобия составляет 0,03-0,15, содержание хрома и марганца удовлетворяет условию 1,2 Cr+Mn = не менее 4 (RU 2009260 C1, 15.03.1994).Known high-strength weldable steel containing carbon, chromium, manganese, rare earth elements, vanadium, niobium and iron, while the steel additionally contains nitrogen in the following ratio of components, wt.%: 0.06-0.12 carbon, 1.8-2 5, chromium, 1.8-2.5 manganese, 0.01-0.03 rare earth elements, 0.01-0.13 vanadium, 0.02-0.10 niobium, 0.001-0.25 nitrogen, the rest moreover, the total content of vanadium and niobium is 0.03-0.15, the content of chromium and manganese satisfies the condition 1.2 Cr + Mn = not less than 4 (RU 2009260 C1, 03.15.1994).

Недостатком известной стали является неполная возможность повышения конструкционной прочности, а также обеспечения высокой технологичности для изготовления деталей машиностроения и сварных конструкций.A disadvantage of the known steel is the incomplete possibility of increasing structural strength, as well as providing high technology for the manufacture of mechanical components and welded structures.

Выбранные для легирования данной стали ингредиенты и соотношение между ними обеспечивают получение мартенситной структуры, но не гарантируют микроструктуру пакетного мартенсита.The ingredients selected for alloying this steel and the ratio between them provide a martensitic structure, but do not guarantee the microstructure of packet martensite.

Недостатком известной стали является также неполная возможность закаливаться при охлаждении на спокойном воздухе с температур горячей деформации, по существу, с температур прокатного нагрева или ковки, с образованием микроструктуры низкоуглеродистого мартенсита, обладающего лучшим сочетанием прочности, пластичности и вязкости при температурах минус 50÷70°C.A disadvantage of the known steel is also the incomplete ability to be quenched when cooled in still air from hot deformation temperatures, essentially from the temperatures of rolling heating or forging, with the formation of the microstructure of low-carbon martensite, which has the best combination of strength, ductility and viscosity at temperatures of minus 50 ÷ 70 ° C .

Известна термоупрочняемая закалкой на воздухе низко- и среднеуглеродистая сталь для улучшенной термообработки, у которой требуемые структура и свойства реализуют за счет выбора компонентов и соотношения между компонентами, при этом сталь содержит, мас.%: 0,10-0,55 углерод, 0,97-2,03 кремний, 0-1,65 хром, 1,14-1,83 марганец, 0,36-0,58 молибден, железо и неизбежные примеси остальное (US 6902631, Jun.7.2005).Known heat-hardened by hardening in air low and medium carbon steel for improved heat treatment, in which the desired structure and properties are realized by selecting components and the ratio between components, while the steel contains, wt.%: 0.10-0.55 carbon, 0, 97-2.03 silicon, 0-1.65 chromium, 1.14-1.83 manganese, 0.36-0.58 molybdenum, iron and other unavoidable impurities (US 6902631, Jun.7.2005).

Выбранные для легирования данной стали ингредиенты и соотношение между ними обеспечивают получение мартенситной структуры, но не гарантируют микроструктуру пакетно-реечного строения.The ingredients selected for alloying this steel and the ratio between them provide a martensitic structure, but do not guarantee the microstructure of a packet-rack structure.

Недостатком известной стали является то, что она имеет преимущественно ферритную структуру (от 10 до 80% α-фазы), которая не позволяет реализовать высокие механические свойства, например, не обеспечивает предел прочности на растяжение более 1000 МПа, не обеспечивает требуемые низкотемпературные ударную вязкость, ударную вязкость ЗТВ (зоны термического влияния) и хорошую свариваемость в полевых условиях при температурах минус 50÷70°С.A disadvantage of the known steel is that it has a predominantly ferritic structure (from 10 to 80% of the α-phase), which does not allow to realize high mechanical properties, for example, does not provide tensile strength more than 1000 MPa, does not provide the required low-temperature impact strength, impact strength of HAZ (heat affected zones) and good weldability in the field at temperatures minus 50 ÷ 70 ° C.

Недостатком известной стали является также невозможность термического упрочнения при охлаждении на спокойном воздухе с температур прокатного нагрева или ковки с образованием микроструктуры низкоуглеродистого мартенсита, обладающего лучшим сочетанием прочности, пластичности и вязкости при температурах минус 50÷70°С.A disadvantage of the known steel is the impossibility of thermal hardening during cooling in still air from the temperatures of rolling heating or forging with the formation of the microstructure of low-carbon martensite, which has the best combination of strength, ductility and viscosity at temperatures minus 50 ÷ 70 ° C.

Известна конструкционная свариваемая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, титан, церий или кальций, железо остальное, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,10-0,16, кремний 0,2-0,42, марганец 2,0-2,4, хром 1,8-2,4, никель 1,0-1,5, молибден 0,4-0,6, ванадий 0,08-0,12, титан 0,01-0,06, церий или кальций 0,005-0,15, железо остальное (SU 1790622, 23.01.1993).Known structural weldable steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, vanadium, titanium, cerium or calcium, iron is the rest, while the components are taken in the following ratio, wt.%: Carbon 0.10-0.16, silicon 0.2-0.42, manganese 2.0-2.4, chromium 1.8-2.4, nickel 1.0-1.5, molybdenum 0.4-0.6, vanadium 0.08- 0.12, titanium 0.01-0.06, cerium or calcium 0.005-0.15, the rest is iron (SU 1790622, 01/23/1993).

Недостатком данной стали является легирование титаном, который упрочняет сталь, главным образом, в результате измельчения аустенитного зерна.The disadvantage of this steel is alloying with titanium, which hardens the steel, mainly as a result of grinding of austenitic grain.

Наиболее близкой к заявляемой, взятой в качестве прототипа, является высокопрочная, свариваемая сталь с повышенной прокаливаемостью, содержащая углерод, кремний, хром, марганец, никель, молибден, ванадий, титан, ниобий, кальций и/или церий, при этом 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°C и последующего отпуска при температуре не выше 550°C она имеет структуру мартенсита реечной и глобулярной или пластинчатой морфологии (RU 2314361, 10.01.2007).Closest to the claimed, taken as a prototype, is high-strength, welded steel with increased hardenability, containing carbon, silicon, chromium, manganese, nickel, molybdenum, vanadium, titanium, niobium, calcium and / or cerium, while the steel contains components at the following ratio, wt.%: carbon 0.10-0.18, silicon 0.12-0.60, chromium 2.0-3.0, manganese 2.0-2.4, nickel 1.0-2, 0, molybdenum 0.4-0.6, cerium and / or calcium up to 0.15, vanadium 0.08-0.12, titanium less than 0.01, niobium 0.05-0.10, the rest is iron, while after hardening of steel with rolling heat or after austenitization and at a temperature of 950-1050 ° C and subsequent tempering at a temperature of no higher than 550 ° C, it has the structure of martensite of rack and globular or lamellar morphology (RU 2314361, 10.01.2007).

Указанный состав стали обеспечивает увеличение прокаливаемости и механических свойств: предела текучести (σ0,2) от 630 до 1130 МПа, предела прочности (σB) от 765 до 1350 МПа, ударной вязкости при 20°C, кДж/м2 от 350 до 600, при этом сталь сваривается без подогрева, имеет структуру пакетного низкоуглеродистого мартенсита и прокаливаемость на спокойном воздухе в сечениях до 150 мм.The specified steel composition provides an increase in hardenability and mechanical properties: yield strength (σ 0.2 ) from 630 to 1130 MPa, tensile strength (σ B ) from 765 to 1350 MPa, impact strength at 20 ° C, kJ / m 2 from 350 to 600, while the steel is welded without heating, it has the structure of a batch of low-carbon martensite and hardenability in calm air in sections up to 150 mm.

Недостатки известной стали: относительно широкий интервал гарантируемых значений механических свойств, невысокие предельные значения прокаливаемости, ударной вязкости, значительное изменение свойств в зоне термического влияния при сварке. Это обусловлено тем, что одни из сильных карбидообразующих элементов (ванадий и титан) в заданных интервалах химического состава упрочняют сталь по двум механизмам. Ванадий упрочняет сталь в результате обеспечения дисперсионного твердения и измельчения зерна (в меньшей степени), титан упрочняет сталь вследствие сохранения мелкого зерна. Для уменьшения интервалов изменения и повышения механических свойств предпочтительно реализовать нескольких механизмов упрочнения с учетом действия каждого элемента. Поэтому вместо титана (или при его минимальном содержании) в сталь вводился легирующий элемент (ниобий), обеспечивающий упрочнение за счет измельчения характерных составляющих структуры и за счет дисперсионного твердения (в меньшей степени). Кроме того, для уменьшения роли зоны термического влияния на свойства сварных изделий содержание углерода должно быть понижено до 0,1% по массе. Уменьшение содержания углерода приводит также к росту вязкости и прокаливаемости, уменьшению зависимости механических свойств от температуры нагрева. Наличие нескольких морфологических типов мартенсита может привести к снижению характеристик механических свойств сварного шва и затрудняет получение требуемой структуры в зоне термического влияния.The disadvantages of known steel: a relatively wide range of guaranteed values of mechanical properties, low limit values of hardenability, impact strength, a significant change in properties in the heat affected zone during welding. This is due to the fact that some of the strong carbide-forming elements (vanadium and titanium) in the given intervals of the chemical composition strengthen the steel by two mechanisms. Vanadium strengthens the steel by providing dispersion hardening and grain refinement (to a lesser degree), titanium strengthens the steel due to the preservation of fine grain. To reduce the intervals of change and increase the mechanical properties, it is preferable to implement several hardening mechanisms, taking into account the action of each element. Therefore, instead of titanium (or at its minimum content), an alloying element (niobium) was introduced into the steel, providing hardening due to grinding of the characteristic components of the structure and due to dispersion hardening (to a lesser extent). In addition, to reduce the role of the heat-affected zone on the properties of welded products, the carbon content should be reduced to 0.1% by weight. A decrease in carbon content also leads to an increase in viscosity and hardenability, a decrease in the dependence of mechanical properties on the heating temperature. The presence of several morphological types of martensite can lead to a decrease in the characteristics of the mechanical properties of the weld and makes it difficult to obtain the desired structure in the heat affected zone.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка свариваемых сталей повышенной вязкости и хладостойкости при сохранении высокой прочности, имеющих структуру пакетного мартенсита.The technical problem to which the invention is directed is the development of welded steels of high viscosity and cold resistance while maintaining high strength having the structure of batch martensite.

Сущность технического решения заключается в том, что в низкоуглеродистой мартенситной свариваемой стали, содержащей железо, углерод, хром, марганец, ванадий, ниобий и/или титан, азот, никель, медь, молибден, кальций или редкоземельные элементы, согласно изобретению, содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:The essence of the technical solution lies in the fact that in low-carbon martensitic welded steel containing iron, carbon, chromium, manganese, vanadium, niobium and / or titanium, nitrogen, nickel, copper, molybdenum, calcium or rare earth elements, according to the invention, contains components in the following ratio, wt.%:

углеродcarbon от 0,04 до 0,099from 0.04 to 0.099 хромchromium до 7,00up to 7.00 марганецmanganese от 0,15 до 2,5from 0.15 to 2.5 никельnickel не более 4no more than 4 молибденmolybdenum не более 1,0no more than 1,0 ванадийvanadium не более 0,30no more than 0.30 титанtitanium не более 0,06no more than 0,06 ниобийniobium не более 0,15no more than 0,15 азотnitrogen не более 0,25no more than 0.25 медьcopper не более 2,00no more than 2,00 редкоземельные элементыrare earth elements   или кальцийor calcium не более 0,15no more than 0,15 железоiron   и неизбежные примесиand inevitable impurities остальное,rest,

сталь имеет пакетно-реечную структуру мартенсита при выполнении соотношения (вес %) Cr/С не менее 20. Введение вышеперечисленных добавок не делает установленное соотношение менее благоприятным. Указанные концентрации и соотношение между компонентами исключают образование двойникового мартенсита или мартенсита с превалирующими высокоугловыми границами. Выход за указанные рамки может приводить к резкому понижению показателей механических свойств в результате формирования структуры мартенсита с морфологией, отличной от пакетно-реечной. Сталь может обеспечить сквозную прокаливаемость:steel has a packet-rack structure of martensite when the ratio (weight%) Cr / C is not less than 20. The introduction of the above additives does not make the established ratio less favorable. The indicated concentrations and the ratio between the components exclude the formation of twin martensite or martensite with prevailing high-angle boundaries. Going beyond the specified framework can lead to a sharp decrease in the mechanical properties as a result of the formation of a martensite structure with a morphology different from the packet-rack one. Steel can provide through hardenability:

- при охлаждении на спокойном воздухе с температур горячей деформации, по существу, с температур прокатного нагрева или ковки;- when cooling in calm air from hot deformation temperatures, essentially from rolling heating or forging temperatures;

- или после аустенитизации при температуре 900÷1150°C и охлаждения на воздухе, без использования отпуска;- or after austenitization at a temperature of 900 ÷ 1150 ° C and cooling in air, without the use of tempering;

- или после аустенитизации при температуре 900÷1150°c, охлаждения на воздухе, и последующего отпуска.- or after austenitization at a temperature of 900 ÷ 1150 ° c, cooling in air, and subsequent tempering.

Состав стали и соотношение между компонентами, необходимые для получения пакетно-реечной структуры мартенсита, являются новым существенным признаком.The composition of the steel and the ratio between the components necessary to obtain a packet-rack structure of martensite are a new significant feature.

Составы сталей представлены в таблице.The compositions of steels are presented in the table.

Пример. Сталь предложенного состава выплавляли в индукционной печи, разливали на слитки весом 50 кг, ковали в прутки размером 30×30 мм. Температура нагрева под горячую обработку давлением находилась в пределах 1220÷1100°C. После горячей обработки давлением заготовки охлаждали на воздухе. Механические свойства определяли на образцах, вырезанных механическими методами из прутков 30×30 мм. Термическая обработка включала закалку на воздухе и отпуск.Example. Steel of the proposed composition was smelted in an induction furnace, poured onto ingots weighing 50 kg, forged into bars 30 × 30 mm in size. The heating temperature for hot pressure treatment was in the range of 1220 ÷ 1100 ° C. After hot working, the preforms were cooled in air. The mechanical properties were determined on samples cut by mechanical methods from 30 × 30 mm rods. Heat treatment included air quenching and tempering.

Основные исследовательские методы включали металлографический (Neophot-32) и электронно-микроскопический анализ (ЭМ-125) структуры.Key research methods included metallographic (Neophot-32) and electron microscopic analysis (EM-125) structures.

Фазовые превращения изучали дилатометрическим (дифференциальный дилатометр Шевенара), магнитометрическим (модернизированный анизометр Акулова с автоматизированной системой регистрации результатов измерений) и калориметрическим ДСК (дифференциальный сканирующий калориметр STA 449 С Jupiter) методами.Phase transformations were studied by dilatometric (differential dilatometer of Schevenar), magnetometric (modernized Akulov anisometer with an automated recording system of measurement results) and calorimetric DSC (differential scanning calorimeter STA 449 C Jupiter) methods.

Рентгеновский анализ проводили на приборе ДРОН-3М.X-ray analysis was performed on a DRON-3M instrument.

Испытания на одноосное растяжение проводили в соответствии с ГОСТ 1497-84 на машине INSTRON 300 LX.Uniaxial tensile tests were carried out in accordance with GOST 1497-84 on an INSTRON 300 LX machine.

Ударную вязкость (KCU, KCV, KCT) определяли согласно ГОСТ 9454-78 на маятниковом копре ИО 5003-0.3.Impact strength (KCU, KCV, KCT) was determined according to GOST 9454-78 on a pendulum head IO 5003-0.3.

Удельную работу разрушения образцов с трещиной при изгибе и критический коэффициент интенсивности напряжений определяли на универсальной испытательной машине INSTRON 8801.The specific work of fracture of specimens with a crack under bending and the critical coefficient of stress intensity were determined on a universal testing machine INSTRON 8801.

Микродюрометрические исследования проводили на микротвердомере ПМТ-3.Microurometric studies were performed on a PMT-3 microhardness tester.

Твердость определяли на твердомерах Роквелла и Бринелля.Hardness was determined on Rockwell and Brinell hardness testers.

Свариваемость оценивали по склонности к образованию холодных и горячих трещин при сварке специальных технологических проб и по уровню механических свойств металла шва и сварного соединения.Weldability was evaluated by the tendency to the formation of cold and hot cracks during welding of special technological samples and by the level of mechanical properties of the weld metal and welded joint.

Склонность к образованию горячих трещин проверяли на пробах Холдкрофта (толщина 4 мм) и холодных трещин - на пробах О'Нейля (толщина 12 мм). Пробы изготовлены из пластин, термически упрочненных с прокатного нагрева.The tendency to form hot cracks was tested on Holdcroft samples (4 mm thick) and cold cracks on O'Neill samples (12 mm thick). Samples are made of plates thermally hardened with rolling heat.

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 СО2 проволокой из стали 10ХГСН2МТ диаметром 1,2 мм. Трещины на пробах отсутствовали.Holdcroft samples were melted without heating with a tungsten electrode in argon atmosphere with a welding speed of 15 and 30 m / h, O'Neill samples were welded without heating in CO 2 with a wire made of 10KhGSN2MT steel with a diameter of 1.2 mm. Cracks in the samples were absent.

Прочность сварного соединения определяли по ГОСТ 6996-66 на разрывных образцах типа XXIV (металл шва) и типа XIII (сварное соединение). Образцы вырезаны из пластин, термически упрочненных с прокатного нагрева.The strength of the welded joint was determined according to GOST 6996-66 on explosive samples of type XXIV (weld metal) and type XIII (welded joint). Samples are cut from plates thermally hardened with rolling heat.

Коррозионные испытания проводили по ГОСТ 9.308-85.Corrosion tests were performed according to GOST 9.308-85.

Таблица 1Table 1 Содержание ингредиентовIngredient Content №No. Содержание элементов в % по массеThe content of elements in% by weight   СFROM CrCr MnMn NiNi MoMo Са и/или СеCa and / or Ce VV NbNb TiTi N (Cu)N (Cu) Cr/CCr / C Структура закаленного сплаваHardened alloy structure 1one 0,0990,099 22 22 -- -- -- -- -- -- -- 20,220,2 Пакетный мартенситBatch martensite 22 0,0410,041 1,71.7 2,42,4 1,11,1 0,240.24 0,150.15 -- -- -- -- 41,541.5 33 0,0800,080 2,12.1 22 -- -- 0,030,03 0,210.21 0,150.15 0,010.01 0,250.25 26,326.3 4four 0,0520,052 5,35.3 0,150.15 2,42,4 1one -- 0,30.3 -- -- -- 101,9101.9 55 0,0940,094 2,152.15 1one 1,11,1 0,30.3 0,060.06 0,120.12 0,040.04 0,060.06 0,030,03 22,922.9 66 0,0980,098 77 2,52,5 -- -- -- -- -- -- 2 Cu2 Cu 71,471,4 77 0,0430,043 1,11,1 0,250.25 4four -- -- -- -- -- -- 25,625.6 88 0,040.04 0,70.7 0,30.3 -- -- -- 0,150.15 -- 0,030,03 -- 17,517.5 Пакетный мартенсит + ферритBatch martensite + ferrite 99 0,080.08 1,51,5 22 0,20.2 0,250.25 0,080.08 -- -- -- 0,050.05 18,818.8 Пакетный мартенсит + ферритBatch martensite + ferrite 1010 0,10.1 1,71.7 2,52,5 3,63.6 0,20.2 -- -- 0,050.05 -- -- 1717 Пакетный + пластинчатый мартенситBatch + plate martensite 11eleven ПрототипPrototype Пакетный + глобулярный мартенситBatch + Globular Martensite

Предлагаемое изобретение в выбранных интервалах содержания компонентов, а также соотношений между ингредиентами после закалки с прокатного нагрева, после закалки и отпуска, обеспечивает структуру пакетного мартенсита. Именно это обеспечивает хорошую свариваемость, сохранение комплекса физико-механических свойств в зоне термического влияния.The present invention in the selected intervals of the content of the components, as well as the ratios between the ingredients after quenching from rolling heating, after quenching and tempering, provides the structure of packet martensite. This is what ensures good weldability, preservation of a set of physico-mechanical properties in the heat-affected zone.

Предлагаемое легирование низкоуглеродистых мартенситных сталей позволяет реализовать мартенситное превращение на спокойном воздухе с температур горячей деформации, обеспечивает микроструктуру пакетного мартенсита, не требует экологически опасных закалочных сред, обеспечивает свариваемость в термоупрочненном состоянии.The proposed alloying of low-carbon martensitic steels allows martensitic transformation in calm air from hot deformation temperatures, provides the microstructure of packet martensite, does not require environmentally hazardous quenching media, provides weldability in a heat-strengthened state.

Claims (1)

Низкоуглеродистая мартенситная свариваемая сталь, содержащая железо, углерод, хром, марганец, ванадий, ниобий и/или титан, азот, никель, медь, молибден, кальций или редкоземельные элементы, отличающаяся тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
углерод от 0,04 до 0,099 хром до 7,00 марганец от 0,15 до 2,5 никель не более 4 молибден не более 1,0 ванадий не более 0,30 титан не более 0,06 ниобий не более 0,15 азот не более 0,25 медь не более 2,00 редкоземельные элементы   или кальций не более 0,15 железо и неизбежные примеси остальное,

причем сталь имеет пакетно-реечную структуру мартенсита при выполнении соотношения, мас.%: Сr/С не менее 20. Low-carbon martensitic weldable steel containing iron, carbon, chromium, manganese, vanadium, niobium and / or titanium, nitrogen, nickel, copper, molybdenum, calcium or rare earth elements, characterized in that it contains components in the following ratio, wt.%:
carbon from 0.04 to 0.099 chromium up to 7.00 manganese from 0.15 to 2.5 nickel no more than 4 molybdenum no more than 1,0 vanadium no more than 0.30 titanium no more than 0,06 niobium no more than 0,15 nitrogen no more than 0.25 copper no more than 2,00 rare earth elements or calcium no more than 0,15 iron and inevitable impurities rest,

moreover, the steel has a packet-rack structure of martensite when the ratio, wt.%: Cr / C, is at least 20.
RU2012142615/02A 2012-10-05 2012-10-05 Steels with lath martensite structure RU2507297C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012142615/02A RU2507297C1 (en) 2012-10-05 2012-10-05 Steels with lath martensite structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012142615/02A RU2507297C1 (en) 2012-10-05 2012-10-05 Steels with lath martensite structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2507297C1 true RU2507297C1 (en) 2014-02-20

Family

ID=50113298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012142615/02A RU2507297C1 (en) 2012-10-05 2012-10-05 Steels with lath martensite structure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2507297C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105483554A (en) * 2015-12-09 2016-04-13 江苏东方电力锅炉配件有限公司 Chrome molybdenum steel plate
RU2721767C2 (en) * 2014-11-18 2020-05-22 Зальцгиттер Флахшталь Гмбх Superhigh-strength, air-hardening, multiphase steel, having excellent process characteristics, and method of producing said steel

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU988502A1 (en) * 1981-07-31 1983-01-15 Центральный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Черной Металлургии Им.И.П.Бардина Steel composition
SU826645A1 (en) * 1980-01-07 1983-11-30 Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова Steel
RU2080410C1 (en) * 1993-06-14 1997-05-27 Южин Савуа Martensite stainless steel exhibiting the improved workability
JPH09227988A (en) * 1996-02-27 1997-09-02 Nippon Steel Corp High tensile strength steel plate for welding structure excellent in fatigue strength in weld zone and its production
EP0974677A1 (en) * 1997-01-29 2000-01-26 Nippon Steel Corporation High-strength steel sheet highly resistant to dynamic deformation and excellent in workability and process for the production thereof
RU2210603C2 (en) * 1997-07-28 2003-08-20 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Method of production of superstrength weldable steels
RU2314361C2 (en) * 2005-06-28 2008-01-10 Ооо "Красс" High-strength weldable steel at enhanced hardenability
RU2010126855A (en) * 2010-06-30 2012-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" (RU) HIGH-STRENGTH LOW-CARBON MARTENSITAL WELDABLE STEEL

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU826645A1 (en) * 1980-01-07 1983-11-30 Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова Steel
SU988502A1 (en) * 1981-07-31 1983-01-15 Центральный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Черной Металлургии Им.И.П.Бардина Steel composition
RU2080410C1 (en) * 1993-06-14 1997-05-27 Южин Савуа Martensite stainless steel exhibiting the improved workability
JPH09227988A (en) * 1996-02-27 1997-09-02 Nippon Steel Corp High tensile strength steel plate for welding structure excellent in fatigue strength in weld zone and its production
EP0974677A1 (en) * 1997-01-29 2000-01-26 Nippon Steel Corporation High-strength steel sheet highly resistant to dynamic deformation and excellent in workability and process for the production thereof
RU2210603C2 (en) * 1997-07-28 2003-08-20 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Method of production of superstrength weldable steels
EP1017862B1 (en) * 1997-07-28 2006-11-29 Exxonmobil Upstream Research Company Method for producing ultra-high strength, weldable steels with superior toughness
RU2314361C2 (en) * 2005-06-28 2008-01-10 Ооо "Красс" High-strength weldable steel at enhanced hardenability
RU2010126855A (en) * 2010-06-30 2012-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" (RU) HIGH-STRENGTH LOW-CARBON MARTENSITAL WELDABLE STEEL

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2721767C2 (en) * 2014-11-18 2020-05-22 Зальцгиттер Флахшталь Гмбх Superhigh-strength, air-hardening, multiphase steel, having excellent process characteristics, and method of producing said steel
CN105483554A (en) * 2015-12-09 2016-04-13 江苏东方电力锅炉配件有限公司 Chrome molybdenum steel plate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8317946B2 (en) Seamless steel pipe and method for manufacturing the same
JP5655356B2 (en) Wear-resistant steel plate with excellent low-temperature temper embrittlement cracking
US20080308195A1 (en) Steel For Springs, Process Of Manufacture For Spring Using This Steel, And Spring Made From Such Steel
KR20180095639A (en) Welding materials for ferritic heat resistant steels, welded joints for ferritic heat resistant steels and ferritic welded joints for heat resistant steels
US9574255B2 (en) Rolled steel bar for hot forging
JP2012031510A (en) Abrasion-resistant steel sheet excellent in welded part toughness and delayed fracture resistance
US11021769B2 (en) Micro alloyed steel and method for producing said steel
RU2556173C2 (en) High-strength high-ductile alloyed steel
NO823581L (en) STEEL AND CHAIN MADE OF THIS.
JP4396851B2 (en) High tensile steel with excellent plastic deformability after cold working and method for producing the same
JP4998708B2 (en) Steel material with small material anisotropy and excellent fatigue crack propagation characteristics and method for producing the same
US3288600A (en) Low carbon, high strength alloy steel
CA3032083C (en) Seamless steel pipe and method for producing same
RU2507297C1 (en) Steels with lath martensite structure
JP6277679B2 (en) High-tensile steel plate with excellent gas cut cracking resistance and high heat input weld toughness
CA3156318C (en) Forged part of steel and a method of manufacturing thereof
JP4923968B2 (en) Steel material with excellent fatigue crack propagation resistance
JP4924047B2 (en) Manufacturing method of steel material having excellent fatigue crack propagation characteristics with absolute value of surface residual stress of 150 N / mm 2 or less
RU2314361C2 (en) High-strength weldable steel at enhanced hardenability
JPWO2019050010A1 (en) Steel sheet and manufacturing method thereof
JP5360185B2 (en) Manufacturing method of steel material with excellent fatigue crack propagation resistance
US20240093323A1 (en) Steel composition, wrought article and manufacturing method of a seamless pressure vessel for compressed gas
JP3716988B2 (en) Cr-Mo steel excellent in strength and low-temperature toughness and manufacturing method thereof
JP4396852B2 (en) High tensile strength steel for building structure with excellent strength and soundness after fire
JP2023049310A (en) Steel material having excellent fatigue crack propagation resistance and method for manufacturing the same