RU2532628C1 - Steel for manufacture of items with increased hardness penetration - Google Patents

Steel for manufacture of items with increased hardness penetration Download PDF

Info

Publication number
RU2532628C1
RU2532628C1 RU2013113589/02A RU2013113589A RU2532628C1 RU 2532628 C1 RU2532628 C1 RU 2532628C1 RU 2013113589/02 A RU2013113589/02 A RU 2013113589/02A RU 2013113589 A RU2013113589 A RU 2013113589A RU 2532628 C1 RU2532628 C1 RU 2532628C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
silicon
composition
bainite
vanadium
Prior art date
Application number
RU2013113589/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013113589A (en
Inventor
Юрий Николаевич Симонов
Михаил Юрьевич Симонов
Григорий Сергеевич Шайманов
Денис Павлович Подузов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Priority to RU2013113589/02A priority Critical patent/RU2532628C1/en
Publication of RU2013113589A publication Critical patent/RU2013113589A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2532628C1 publication Critical patent/RU2532628C1/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, and namely to steels of bainite class with increased hardness protection, and can be used at manufacture of large-sized items operating under conditions of considerable impact actions, high pressure vessels, cutting tools, and in special equipment. Steel contains the following, wt %: carbon 0.10-0.20; manganese 2.0-3.0; chrome 2.0-3.0; silicon 1.0-1.5; molybdenum 0.4-0.6; vanadium 0.08-0.12; and iron is the rest. After heating for hardening to the temperature of 930°C, exposure during 1 hour and cooling in the air, steel items have a structure of lower noncarbide bainite.
EFFECT: steel has increased stability of undercooled austenite in the area of bainite conversion, increased hardness protection, impact viscosity and crack resistance at maintaining high strength level.
1 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к области изыскания сталей бейнитного класса, и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных изделий, работающих в условиях значительных ударных воздействий, сосудов высокого давления, режущего инструмента, в спецтехнике.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the field of research of bainitic class steels, and can be used in the manufacture of large-sized products operating under conditions of significant impact, pressure vessels, cutting tools, in special equipment.

Известна сталь (а.с. №836190, МПК C22C 38/24, от 16.04.79 г.), содержащая углерод, марганец, хром, кремний, молибден, ванадий, железо при следующем соотношении ингредиентов, в масс.%:Known steel (and.with. No. 836190, IPC C22C 38/24, 04.16.79,) containing carbon, manganese, chromium, silicon, molybdenum, vanadium, iron in the following ratio of ingredients, in wt.%:

УглеродCarbon 0,1-0,20.1-0.2 МарганецManganese 3,2-4,03.2-4.0 ХромChromium 3,2-4,03.2-4.0 КремнийSilicon 0,17-0,360.17-0.36 МолибденMolybdenum 0,5-1,00.5-1.0 ВанадийVanadium 0,3-0,50.3-0.5 ЖелезоIron остальноеrest

Данный состав принят в качестве прототипа.This composition is adopted as a prototype.

Известная сталь содержит в составе большое количество марганца, хрома, и, особенно - ванадия и молибдена, что приводит к сформированию в аустените спецкарбидов, не позволяющих обеспечить повышение устойчивости переохлажденного аустенита, поэтому при замедленном охлаждении, даже на воздухе, формируется структура верхнего карбидного бейнита. Отсюда - снижение прочности, трещиностойкости и ударной вязкости. Кроме того, прокаливаемость стали на уровне 110-160 мм, что ограничивает ее применение для крупногабаритных изделий с сечением более 160 мм. Для получения высокопрочной стали этого состава необходима закалка после аустенитизации с 900°C в жидкой среде (масле, соляной ванне) и отпуск при 250°C, что усложняет технологический процесс получения заданной структуры и свойств, затратно, экологически невыгодно. Состав не системно-легирован.Known steel contains a large amount of manganese, chromium, and especially vanadium and molybdenum, which leads to the formation of special carbides in austenite, which do not allow increasing the stability of supercooled austenite, therefore, with delayed cooling, even in air, the structure of upper carbide bainite is formed. Hence - a decrease in strength, crack resistance and toughness. In addition, the hardenability of steel at the level of 110-160 mm, which limits its use for large products with a cross section of more than 160 mm. To obtain high-strength steel of this composition, quenching after austenitization at 900 ° C in a liquid medium (oil, salt bath) and tempering at 250 ° C are necessary, which complicates the process of obtaining a given structure and properties, costly, environmentally disadvantageous. The composition is not systemically alloyed.

Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого изобретения - углерод в количестве 0,1-0,2 масс.%, марганец, хром, кремний, молибден, ванадий, железо.Signs of the prototype, coinciding with the features of the claimed invention is carbon in an amount of 0.1-0.2 wt.%, Manganese, chromium, silicon, molybdenum, vanadium, iron.

Задача изобретения - получение экономно-системно-легированной стали для работы в условиях ударных воздействий крупногабаритных изделий, обладающих повышенной устойчивостью переохлажденного аустенита в области бейнитного превращения, повышенной прокаливаемостью, ударной вязкостью, трещиностойкостью при сохранении высокого уровня прочности.The objective of the invention is to obtain economically-system-alloyed steel for working under the impact conditions of large-sized products with increased stability of supercooled austenite in the field of bainitic transformation, increased hardenability, toughness, crack resistance while maintaining a high level of strength.

Поставленная задача была решена за счет того, что известная сталь, содержащая углерод, марганец, хром, кремний, молибден, ванадий, железо, содержит ингредиенты в следующем соотношении, масс.%:The problem was solved due to the fact that the known steel containing carbon, manganese, chromium, silicon, molybdenum, vanadium, iron, contains the ingredients in the following ratio, wt.%:

УглеродCarbon 0,10-0,200.10-0.20 МарганецManganese 2,0-3,02.0-3.0 ХромChromium 2,0-3,02.0-3.0 КремнийSilicon 1,0-1,51.0-1.5 МолибденMolybdenum 0,4-0,60.4-0.6 ВанадийVanadium 0,08-0,120.08-0.12 ЖелезоIron остальноеrest

В качестве примесей сталь может содержать, мас.%: серу до 0,009; фосфор до 0,20; медь до 0,19; титан до 0,004; никель до 0,16. Сталь после аустенитизации с прокатного нагрева охлаждают на воздухе.As impurities, the steel may contain, wt.%: Sulfur up to 0.009; phosphorus up to 0.20; copper up to 0.19; titanium up to 0.004; nickel up to 0.16. Steel after austenitization with rolling heating is cooled in air.

Отличительным признаком заявляемого состава стали является количественное соотношение используемых ингредиентов, масс.%: марганец - 2,0-3,0; хром - 2,0-3,0; кремний - 1,0-1,5; молибден - 0,4-0,6; ванадий - 0,08-0,12; железо - остальное.A distinctive feature of the claimed steel composition is the quantitative ratio of the ingredients used, wt.%: Manganese - 2.0-3.0; chrome 2.0-3.0; silicon - 1.0-1.5; molybdenum - 0.4-0.6; vanadium - 0.08-0.12; iron is the rest.

Состав имеет одновременно слабую (марганец, хром), среднюю (молибден) и сильную (ванадий) группы карбидообразователей, введенных по схеме сохранения непрерывности цепочки связей карбидообразователей Mn-Cr-Mo-V. Сохранение такой системы связей компонентов, их соотношения в заявленном диапазоне концентраций, с уменьшением концентрации от слабого к сильному карбидообразователю, но с сохранением соотношения Cr к Mn как 1:1, позволяет избежать образования спецкарбидов, ухудшающих ударную вязкость, трещиностойкость изделий и снижающих уровень прокаливаемости. Особенно это касается крупногабаритных изделий.The composition has both weak (manganese, chromium), medium (molybdenum) and strong (vanadium) groups of carbide formers, introduced according to the scheme of maintaining the continuity of the chain of bonds of carbide formers Mn-Cr-Mo-V. The preservation of such a system of component bonds, their ratio in the claimed concentration range, with a decrease in concentration from weak to strong carbide former, but maintaining the ratio of Cr to Mn as 1: 1, avoids the formation of special carbides that impair impact strength, crack resistance of products and reduce hardenability. This is especially true for large products.

Получают состав стали при следующих соотношениях карбидообразователей относительно хрома, в мас. частях: Cr:Mn 1:1; Cr:Mo 1:0,2; Cr:V 1:0,04, а относительно друг друга по цепочке от хрома к ванадию, в мас.частях: Mn:Cr 1:1; Cr:Mo 1:0,2; Mo:V 1:0,2. При содержании в стали углерода до 0,2% структуру пакетного мартенсита получают на воздухе с прокатного нагрева.Get the composition of the steel at the following ratios of carbide formers relative to chromium, in wt. parts: Cr: Mn 1: 1; Cr: Mo 1: 0.2; Cr: V 1: 0.04, and relative to each other in a chain from chromium to vanadium, in parts by weight: Mn: Cr 1: 1; Cr: Mo 1: 0.2; Mo: V 1: 0.2. When the carbon content in steel is up to 0.2%, the structure of packet martensite is obtained in air from rolling heating.

Состав стали в заявленном диапазоне концентраций компонентов, сочетание и соотношение концентраций карбидообразователей между собой и с кремнием обеспечивают: при нагреве получение мелкого однородного зерна аустенита, а при медленном охлаждении на воздухе с прокатного нагрева - повышенную устойчивость переохлажденного аустенита и, как следствие - получение структуры низкоуглеродистого пакетного мартенсита.The composition of the steel in the claimed range of component concentrations, the combination and the ratio of the concentrations of carbide formers with each other and with silicon provide: upon heating, obtaining a fine uniform austenite grain, and upon slow cooling in air from rolling heating, increased stability of supercooled austenite and, as a result, obtaining a low-carbon structure batch martensite.

Экспериментальные исследования структуры и свойств стали показали, что содержание кремния в количестве 1,0-1,5 масс.% в экономно-системно-легированном составе стали повышает термодинамическую активность углерода, а активность железа понижает. В результате, в процессе изотермической выдержки в области формирования нижнего бейнита или в процессе медленного охлаждения (на воздухе и с еще более низкими скоростями) в этой области атомы углерода накапливаются в аустените, но недостаток железа не позволяет выделиться цементиту. В результате формируется специфическая структура бескарбидного бейнита.Experimental studies of the structure and properties of steel showed that the silicon content in the amount of 1.0-1.5 wt.% In the economically-systemically alloyed steel composition increases the thermodynamic activity of carbon, and the activity of iron decreases. As a result, during isothermal exposure in the region of lower bainite formation or in the process of slow cooling (in air and at even lower speeds) in this region, carbon atoms accumulate in austenite, but the lack of iron does not allow cementite to precipitate. As a result, a specific structure of carbide-free bainite is formed.

Кремний в заявляемой экономно-системно-легированной стали гомогенизирует структуру, нейтрализует процесс карбидообразования в области бейнитного превращения, позволяя легирующим элементам и углероду оставаться в аустените, тем самым, повышая его устойчивость в процессе охлаждения и деформационную стабильность при эксплуатации изделий, в первую очередь - крупногабаритных.Silicon in the inventive system-economically alloyed steel homogenizes the structure, neutralizes the process of carbide formation in the field of bainitic transformation, allowing alloying elements and carbon to remain in austenite, thereby increasing its stability during cooling and deformation stability during operation of products, especially large ones .

Кремний в состав системно-легированной стали впервые введен в количестве 1,0-1,5 масс.%. По полученным значениям ударной вязкости и трещиностойкости результат оказался неожиданным. Известно, что кремний, растворяясь в феррите, увеличивает твердость и прочность, но уменьшает вязкость стали (А.С. Самоходский. Технология термической обработки металлов. М. «Машгиз», 1962 г., с.194). Например, (Разрушение. М. «Металлургия», перевод с англ., под ред. Г. Либовиц, 1976 г., с.234, 241, 263) заявлено, что содержание кремния от 0,27 до 1,55% вязкость в стали не повышает. Заявляемая же сталь, имея высокую прочность, приобрела одновременно высокую ударную вязкость, трещиностойкость, прокаливаемость. Очевидно, неожиданный результат был получен в связи с суммарным эффектом, включающим системность легирования, соотношение компонентов и их концентрацию, добавку волокнистого легирующего кремния в оптимальных пределах, который способен организовать поверхностное или объемное дублирование своей структуры в процессе взаимодействия с другими легирующими компонентами заявляемого состава при образовании новой фазы.Silicon in the composition of system-alloy steel was first introduced in an amount of 1.0-1.5 wt.%. According to the obtained values of impact strength and crack resistance, the result was unexpected. It is known that silicon, dissolving in ferrite, increases hardness and strength, but reduces the viscosity of steel (AS Samokhodsky. Technology of heat treatment of metals. M. "Mashgiz", 1962, p.194). For example, (Destruction. M. Metallurgy, translated from English, edited by G. Libowitz, 1976, p. 234, 241, 263) it is stated that the silicon content is from 0.27 to 1.55% viscosity in steel does not increase. The inventive steel, having high strength, acquired at the same time high impact strength, crack resistance, hardenability. Obviously, an unexpected result was obtained in connection with the total effect, including the systemic doping, the ratio of components and their concentration, the addition of fibrous doping silicon in the optimal range, which is able to organize surface or volume duplication of its structure in the process of interaction with other alloying components of the claimed composition during formation new phase.

Сталь заявляемого состава получают следующим образом.Steel of the claimed composition is prepared as follows.

Кремний, хром, молибден, марганец и ванадий вводят в печь в виде ферросплавов. Отливают пробные слитки по ГОСТ 7832-65.Silicon, chromium, molybdenum, manganese and vanadium are introduced into the furnace in the form of ferroalloys. Test ingots are cast according to GOST 7832-65.

Исследование проводили на образцах цилиндрической формы диаметром 3 мм и высотой 10 мм. Металлографические исследования проводили с помощью светового микроскопа на шлифах, приготовленных на поперечных сечениях ударных образцов. В качестве светового микроскопа использовали микроскоп Олимпус-GX-51. Ударная вязкость определялась на образцах с острым надрезом, KCV и на образцах с дополнительными боковыми надрезами, и KCU с U-образным надрезом. Удельная работа трещины, КСТ* и динамическая трещиностойкость, КСТ* определялась в соответствии с ГОСТ 9454-78. Термическую обработку образцов проводили в печах «Накал» при температуре нагрева под закалку 930°C, время выдержки 1 час, охлаждение на воздухе. Скорость охлаждения оценивали с помощью зачеканеной в образец хромель-алюмелевой термопары, соединенной с цифровым прибором «Термодат».The study was carried out on cylindrical specimens with a diameter of 3 mm and a height of 10 mm. Metallographic studies were carried out using a light microscope on thin sections prepared on cross sections of impact samples. Olympus-GX-51 microscope was used as a light microscope. Impact strength was determined on specimens with a sharp notch, KCV and on specimens with additional side notches, and KCU with a U-shaped notch. The specific work of the crack, KST * and dynamic crack resistance, KST * was determined in accordance with GOST 9454-78. Heat treatment of the samples was carried out in Nakal furnaces at a temperature of 930 ° C for quenching, a holding time of 1 hour, and cooling in air. The cooling rate was estimated using a chromel-alumel thermocouple milled into a sample connected to a Thermodat digital device.

Заявляемый химический состав стали и ее свойства представлены в таблице.The inventive chemical composition of steel and its properties are presented in the table.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены восемь сплавов: из заявляемого состава (пп.4-6), состава прототипа (пп.1-3) и состава за пределами заявляемого состава (пп.7-8). Из них три состава показали оптимальные результаты (пп.4-6 таблицы).For the experimental verification of the claimed composition, eight alloys were prepared: from the claimed composition (claims 4-6), the composition of the prototype (claims 1-3) and the composition outside the claimed composition (claims 7-8). Of these, three compositions showed optimal results (paragraphs 4-6 of the table).

Заявляемый состав стали и соотношения содержания ее компонентов позволяют получать уровень прочности от 1300 МПа (см. табл. п.4) до 1380 МПа (см. табл. п.5) и далее до 1500 МПа (см. табл. п.6) при высоких характеристиках пластичности, ударной вязкости и динамической трещиностойкости (см. табл. пп.4-6).The inventive steel composition and the ratio of the content of its components make it possible to obtain a strength level from 1300 MPa (see table. P. 4) to 1380 MPa (see table. P. 5) and then to 1500 MPa (see table. with high characteristics of ductility, toughness and dynamic crack resistance (see table. pp. 4-6).

Для обеспечения высокой устойчивости переохлажденного аустенита в состав вводят карбидообразователи всех трех групп, организуя непрерывную цепочку их для того, чтобы избежать образования спецкарбидов, перераспределяя углерод между группами в цепочке связей. Из группы слабых карбидообразователей имеется хром и марганец, взятые в соотношении 1:1 и концентрации: Cr и Mn (2,0-3,0 и 2,0-3,0 соответственно). По отношению к группе слабых карбидообразователей карбидообразователь средней силы - Mo (молибден) и сильный V (ванадий) введены в состав по убывающей, но в различных соотношениях концентраций (Mo - 0,4-0,6%, V - 0,08-0,12%).To ensure high stability of supercooled austenite, carbide formers of all three groups are introduced into the composition, organizing a continuous chain of them in order to avoid the formation of special carbides, redistributing carbon between groups in the chain of bonds. From the group of weak carbide formers there is chromium and manganese, taken in a 1: 1 ratio and concentration: Cr and Mn (2.0-3.0 and 2.0-3.0, respectively). In relation to the group of weak carbide formers, a medium-strength carbide former, Mo (molybdenum) and strong V (vanadium), were introduced in a decreasing, but in different concentration ratios (Mo - 0.4-0.6%, V - 0.08-0 ,12%).

Содержание кремния, как легирующего компонента, в количестве 1,0-1,5 масс.% в составе заявляемой стали обеспечивает повышение активности углерода и одновременно - снижение активности железа. В результате, при изотермической выдержке несколько выше температуры начала мартенситного превращения становится возможным получение весьма перспективной структуры бескарбидного бейнита, обладающего высоким уровнем характеристик механических свойств.The content of silicon, as an alloying component, in an amount of 1.0-1.5 wt.% In the composition of the inventive steel provides an increase in carbon activity and at the same time a decrease in iron activity. As a result, with isothermal exposure slightly higher than the temperature of the onset of martensitic transformation, it becomes possible to obtain a very promising carbide-free bainite structure with a high level of mechanical properties.

Введение меньшего, по сравнению с заявляемым составом, количества углерода и легирующих элементов, в том числе и кремния не позволяет обеспечить достаточно высокой устойчивости переохлажденного аустенита. К результате получается структура верхнего карбидного бейнита и, как следствие - пониженный уровень свойств (см. табл. п.7).The introduction of a smaller, in comparison with the claimed composition, amount of carbon and alloying elements, including silicon, does not allow for a sufficiently high stability of supercooled austenite. As a result, the structure of the upper carbide bainite is obtained and, as a consequence, a reduced level of properties (see table, item 7).

Введение большего, по сравнению с заявляемым составом, количества углерода и легирующих элементов, в том числе и кремния, хотя и обеспечивает получение структуры мартенсита, или бескарбидного бейнита, но приводит к охрупчиванию стали (см. табл. п.8).The introduction of a larger, in comparison with the claimed composition, amount of carbon and alloying elements, including silicon, although it provides the structure of martensite, or carbide-free bainite, but leads to embrittlement of steel (see table. P. 8).

Из данных таблицы видно, что, по сравнению с прототипом, заявляемый состав обладает более высокой прокаливаемостью (критический диаметр составляет 110-160 и 420-490 мм у прототипа (пп.1-3 таблицы) и заявляемого состава (пп.4-6) соответственно); несколько более высокой прочностью (предел прочности равен 1300-1360 и 1300-1500 МПа у прототипа и заявляемого состава соответственно), а также - более высокой ударной вязкостью (KCU - 73-85 и 106-108 Дж/см2 и KCV - 24-27 и 30-35 Дж/см2 у прототипа и заявляемого состава соответственно). При этом КСТ и КСТ* динамическая вязкость равна 12-15 Дж/см2.From the data of the table it can be seen that, in comparison with the prototype, the claimed composition has a higher hardenability (critical diameter is 110-160 and 420-490 mm for the prototype (paragraphs 1-3 of the table) and the claimed composition (paragraphs 4-6) respectively); slightly higher strength (tensile strength is 1300-1360 and 1300-1500 MPa for the prototype and the claimed composition, respectively), as well as higher impact strength (KCU - 73-85 and 106-108 J / cm 2 and KCV - 24- 27 and 30-35 J / cm 2 in the prototype and the claimed composition, respectively). In this case, KST and KST * dynamic viscosity is 12-15 J / cm 2 .

Кроме того, заявляемый состав стали, по сравнению с прототипом, экономно-легирован, так как карбидообразующие - хром и марганец используются в значительно меньших концентрациях, а некарбидообразующий компонент кремний, являющийся дешевым, в больших концентрациях; системно-легирован, так как в нем карбидообразующие выстроены в ряд с уменьшением концентрации от хрома и марганца, взятых в соотношении 1:1, к ванадию во избежание образования спецкарбидов, ухудшающих свойства стали.In addition, the inventive steel composition, compared with the prototype, is economically alloyed, since carbide-forming - chromium and manganese are used in much lower concentrations, and the non-carbide-forming component of silicon, which is cheap, in high concentrations; systemically alloyed, since carbide-forming compounds are arranged in a row with a decrease in concentration from chromium and manganese taken in the ratio 1: 1 to vanadium in order to avoid the formation of special carbides that worsen the properties of steel.

Таким образом, использование предлагаемого состава стали позволит:Thus, the use of the proposed steel composition will allow:

1. Повысить прокаливаемость крупногабаритных изделий до 420-490 мм за счет достижения высокой устойчивости переохлажденного аустенита.1. To increase the hardenability of large-sized products to 420-490 mm by achieving high stability of supercooled austenite.

2. Гарантированно избежать образования спецкарбидов, нейтрализовать процесс карбидообразования к бейнитной области превращения переохлажденного аустенита, и неожиданно получить структуру «бескарбидный бейнит». Причем получают структуру бескарбидного бейнита в больших сечениях (до 360-370 мм) при использовании обычного термического оборудования (отпадает необходимость в соляных и селитровых печах-ваннах).2. It is guaranteed to avoid the formation of special carbides, to neutralize the process of carbide formation to the bainitic region of transformation of supercooled austenite, and to unexpectedly obtain a “carbide-free bainite” structure. Moreover, the structure of carbide-free bainite is obtained in large sections (up to 360-370 mm) using conventional thermal equipment (there is no need for salt and nitrate bath furnaces).

3. Увеличить ударную вязкость и трещиностойкость.3. Increase toughness and crack resistance.

4. Упростить термообработку - закалку после аустенитизации и прокатного нагрева заготовки проводят на воздухе, а не в жидких средах, как в прототипе, что экономит закалочный материал (масло, селитру и т.д.), улучшает экологию термического производства.4. Simplify heat treatment - quenching after austenitization and rolling heating of the billet is carried out in air, and not in liquid media, as in the prototype, which saves quenching material (oil, nitrate, etc.), improves the ecology of thermal production.

Благодаря высоким прочностным свойствам, высокой ударной вязкости и высокой прокаливаемости предлагаемая сталь может быть использована в изделиях новой техники при изготовлении высоконагруженных изделий сложной конфигурации и большого сечения.Due to its high strength properties, high toughness and high hardenability, the proposed steel can be used in products of new technology in the manufacture of highly loaded products of complex configuration and large cross section.

Заявляемый состав способен заменить стали - хромоникельмолибденовые типа 12Х2Г2НМФТ, особенно, с повышенным содержанием никеля (3-5%) при сохранении такого же высокого уровня прочности, ударной вязкости, трещиностойкости, повышая устойчивость переохлажденного аустенита в бейнитной области при сохранении устойчивости в перлитной области и значительно снижая стоимость сталей за счет, прежде всего, наличия дешевого кремния и отсутствия дорогостоящего никеля.The inventive composition is able to replace steels - chrome-nickel-molybdenum type 12X2G2NMFT, especially with a high nickel content (3-5%) while maintaining the same high level of strength, toughness, crack resistance, increasing the stability of supercooled austenite in the bainitic region while maintaining stability in the pearlite region and significantly reducing the cost of steels due primarily to the availability of cheap silicon and the absence of expensive nickel.

ТаблицаTable № п/пNo. p / p Содержание химических элементов, % масс.The content of chemical elements,% mass. Механические свойства и прокаливаемостьMechanical properties and hardenability CC MnMn CrCr MoMo VV SiSi σB, МПаσ B , MPa KCU, Дж/см2 KCU, J / cm 2 KCV, Дж/смKCV, J / cm D, ммD mm ПрототипPrototype 1one 0,10.1 3,23.2 3,23.2 0,50.5 0,30.3 0,170.17 13001300 8585 2727 160160 22 0,150.15 3,63.6 3,63.6 0,80.8 0,10.1 0,250.25 13301330 8383 2525 130130 33 0,20.2 4,04.0 4,04.0 1,01,0 0,50.5 0,360.36 13601360 7373 2424 110110 Заявляемый составThe inventive composition 4four 0,100.10 2,02.0 2,02.0 0,40.4 0,080.08 1,01,0 13001300 108108 3535 490490 55 0,150.15 2,52,5 2,52,5 0,50.5 0,100.10 1,21,2 13801380 107107 3131 450450 66 0,200.20 2,72.7 2,72.7 0,550.55 0,120.12 1,31.3 15001500 106106 30thirty 420420 77 0,090.09 <2,0<2.0 <2,0<2.0 0,40.4 0,080.08 <1,0<1.0 12201220 9292 2323 7575 88 0,210.21 >3,0> 3.0 >3,0> 3.0 >0,6> 0.6 >0,12> 0.12 >1,5> 1.5 14701470 6464 1616 110110

Claims (1)

Крупногабаритное изделие из стали с повышенной прокаливаемостью, содержащей углерод, марганец, хром, кремний, молибден, ванадий и железо, отличающееся тем, что сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Углерод 0,10-0,20 Марганец 2,0-3,0 Хром 2,0-3,0 Кремний 1,0-1,5 Молибден 0,4-0,6 Ванадий 0,08-0,12 Железо остальное

при этом изделие после нагрева под закалку до температуры 930°С, выдержки в течение 1 часа и охлаждения на воздухе имеет структуру нижнего бескарбидного бейнита.
A large-sized product made of steel with high hardenability containing carbon, manganese, chromium, silicon, molybdenum, vanadium and iron, characterized in that the steel contains components in the following ratio, wt.%:
Carbon 0.10-0.20 Manganese 2.0-3.0 Chromium 2.0-3.0 Silicon 1.0-1.5 Molybdenum 0.4-0.6 Vanadium 0.08-0.12 Iron rest

in this case, the product after heating under quenching to a temperature of 930 ° C, holding for 1 hour and cooling in air has the structure of lower carbide-free bainite.
RU2013113589/02A 2013-03-26 2013-03-26 Steel for manufacture of items with increased hardness penetration RU2532628C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013113589/02A RU2532628C1 (en) 2013-03-26 2013-03-26 Steel for manufacture of items with increased hardness penetration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013113589/02A RU2532628C1 (en) 2013-03-26 2013-03-26 Steel for manufacture of items with increased hardness penetration

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013113589A RU2013113589A (en) 2014-10-10
RU2532628C1 true RU2532628C1 (en) 2014-11-10

Family

ID=53379658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013113589/02A RU2532628C1 (en) 2013-03-26 2013-03-26 Steel for manufacture of items with increased hardness penetration

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2532628C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2578873C1 (en) * 2014-11-25 2016-03-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Steel with bainite structure
RU2731621C1 (en) * 2017-06-07 2020-09-07 Фоестальпине Шинен Гмбх Rail track part and method of producing rail track part

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU836190A1 (en) * 1979-04-16 1981-06-07 Московский Вечерний Металлургическийинститут Steel
SU908919A1 (en) * 1980-06-27 1982-02-28 Предприятие П/Я В-2548 Martensite steel
RU2194776C2 (en) * 1998-01-14 2002-12-20 Ниппон Стил Корпорейшн Rails from bainitic steel with high resistance to surface fatigue failure and to wear
EP2000554A1 (en) * 2006-03-28 2008-12-10 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho High-strength steel sheet having excellent workability
CN102191435A (en) * 2011-04-28 2011-09-21 湖北嘉裕管业股份有限公司 Non-carbide bainite steel heavy drill rod
RU2477333C1 (en) * 2011-08-29 2013-03-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Low-carbon alloyed steel

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU836190A1 (en) * 1979-04-16 1981-06-07 Московский Вечерний Металлургическийинститут Steel
SU908919A1 (en) * 1980-06-27 1982-02-28 Предприятие П/Я В-2548 Martensite steel
RU2194776C2 (en) * 1998-01-14 2002-12-20 Ниппон Стил Корпорейшн Rails from bainitic steel with high resistance to surface fatigue failure and to wear
EP2000554A1 (en) * 2006-03-28 2008-12-10 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho High-strength steel sheet having excellent workability
CN102191435A (en) * 2011-04-28 2011-09-21 湖北嘉裕管业股份有限公司 Non-carbide bainite steel heavy drill rod
RU2477333C1 (en) * 2011-08-29 2013-03-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Low-carbon alloyed steel

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2578873C1 (en) * 2014-11-25 2016-03-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Steel with bainite structure
RU2731621C1 (en) * 2017-06-07 2020-09-07 Фоестальпине Шинен Гмбх Rail track part and method of producing rail track part

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013113589A (en) 2014-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110100034B (en) High-hardness wear-resistant steel and method for manufacturing same
JP6089131B2 (en) High carbon cold rolled steel sheet and method for producing the same
AU2014265214B2 (en) High strength steel exhibiting good ductility and method of production via quenching and partitioning treatment by zinc bath
AU2015272889A1 (en) Wheel for railroad car and method for manufacturing wheel for railroad car
KR20190028568A (en) Carbonitrided bearing member
JP6366326B2 (en) High toughness hot work tool steel and manufacturing method thereof
EP3730656A1 (en) Wear-resistant steel having excellent hardness and impact toughness, and method for producing same
MX2014002896A (en) Low-carbon chromium steel having reduced vanadium and high corrosion resistance, and methods of manufacturing.
JPWO2017150738A1 (en) Martensitic stainless steel member and manufacturing method thereof, and martensitic stainless steel component and manufacturing method thereof
JP2011179122A (en) Wear-resistant steel sheet excellent in low temperature toughness
Abbaszadeh et al. Effect of austenitizing temperature on mechanical properties of the mixed bainite-martensite microstructure in CrMoV steel
WO2010074017A1 (en) Steel tempering method
CN102439190A (en) Bainitic steel for moulds
Yu et al. Tailoring variant pairing to enhance impact toughness in high-strength low-alloy steels via trace carbon addition
CN112877591A (en) High-strength and high-toughness steel for hardware tool and chain and manufacturing method thereof
EP3126537B1 (en) Dual-phase stainless steel
RU2532628C1 (en) Steel for manufacture of items with increased hardness penetration
US2516125A (en) Alloy steel
JP2006097109A (en) High-carbon hot-rolled steel sheet and manufacturing method therefor
CN111511952B (en) Wear-resistant steel having excellent hardness and impact toughness and method for manufacturing same
Lichańska et al. MechanIcal propertIes and MIcrostructure of pM Mn-cr-Mo steels wIth low carbon concentratIon
Maisuradze et al. Microstructure and mechanical properties of calcium treated 42CRMO4 Steel with Improved Machinability
JP2004515654A (en) Steel alloys, holders and holder parts for plastic molding tools, and tough-hardened blanks for holders and holder parts
Maisuradze et al. Mechanical Properties of Alloyed Steel Grades with Superior Stability of Supercooled Austenite
JP2017071859A (en) Non-heat-treated steel and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210327