RU2558790C1 - Low alloy structural steel - Google Patents
Low alloy structural steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558790C1 RU2558790C1 RU2014131355/02A RU2014131355A RU2558790C1 RU 2558790 C1 RU2558790 C1 RU 2558790C1 RU 2014131355/02 A RU2014131355/02 A RU 2014131355/02A RU 2014131355 A RU2014131355 A RU 2014131355A RU 2558790 C1 RU2558790 C1 RU 2558790C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitrogen
- steel
- aluminum
- ratio
- manganese
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к металлургии, в частности к экономнолегированной конструкционной стали, предназначенной преимущественно для изготовления металлических конструкций.The present invention relates to metallurgy, in particular to economically alloyed structural steel, intended primarily for the manufacture of metal structures.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом), по мнению авторов, является сталь, предназначенная для изготовления стальных конструкций марки 3сп по ГОСТ 380-2005, содержащая, мас.%: 0,14÷0,20 С; 0,40÷0,55 Mn, 0,15÷0,30 Si, 0,025÷0,05 Al; не более 0,008 N; остальное - железо.The closest to the proposed technical solution in terms of technical nature and the achieved result (prototype), according to the authors, is steel intended for the manufacture of steel structures of 3sp grade according to GOST 380-2005, containing, wt.%: 0.14 ÷ 0.20 C ; 0.40 ÷ 0.55 Mn, 0.15 ÷ 0.30 Si, 0.025 ÷ 0.05 Al; not more than 0.008 N; the rest is iron.
Недостатком известного технического решения является высокая себестоимость производства стали в связи с ее повышенным содержанием марганца и кремния при сохранении высоких механических свойств.A disadvantage of the known technical solution is the high cost of steel production due to its increased content of manganese and silicon while maintaining high mechanical properties.
Задача, на осуществление которой направлено техническое решение, - снижение себестоимости производства стали за счет снижения содержания в ней марганца. При этом достигается получение такого технического результата, как повышение механических свойств стали, а именно ударной вязкости и относительного удлинения.The task to which the technical solution is directed is to reduce the cost of steel production by reducing the content of manganese in it. This achieves the achievement of such a technical result as an increase in the mechanical properties of steel, namely impact strength and elongation.
Вышеуказанные недостатки исключаются тем, что экономнолегированная конструкционная сталь содержит углерод, марганец, кремний, азот, алюминий и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:The above disadvantages are eliminated by the fact that economically alloyed structural steel contains carbon, manganese, silicon, nitrogen, aluminum and iron in the following ratio of components, wt.%:
при этом отношение алюминий/азот в пределах 2,5÷3,5 и отношение азот/водород не более 30.while the ratio of aluminum / nitrogen in the range of 2.5 ÷ 3.5 and the ratio of nitrogen / hydrogen is not more than 30.
Сопоставительный анализ предложенного технического решения с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного тем, что экономнолегированная конструкционная сталь содержит углерод, марганец, кремний, азот, алюминий и железо, при следующем соотношении компонентов, мас.%:A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype shows that the claimed technical solution differs from the known one in that economically alloyed structural steel contains carbon, manganese, silicon, nitrogen, aluminum and iron, in the following ratio of components, wt.%:
при этом отношение алюминий/азот в пределах 2,5÷3,5 и отношение азот/водород не более 30. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «Новизна».the ratio of aluminum / nitrogen in the range of 2.5 ÷ 3.5 and the ratio of nitrogen / hydrogen is not more than 30. Thus, the claimed technical solution meets the criteria of the invention of "Novelty."
Так как предлагаемое изобретение может быть использовано в металлургической промышленности, а проведенные испытания предлагаемого решения продемонстрировали более высокие показатели по механическим свойствам (ударной вязкости и относительному удлинению), следовательно, данное техническое решение соответствует критерию изобретения «Промышленная применимость».Since the present invention can be used in the metallurgical industry, and tests of the proposed solution have shown higher rates in mechanical properties (impact strength and elongation), therefore, this technical solution meets the criteria of the invention "Industrial applicability".
Сравнительный анализ предложенного технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями, не позволил выявить существенные признаки, присущие заявленному решению. Отсюда следует, что заявленная совокупность существенных отличий позволяет обеспечить получение вышеуказанного технического результата, что, по мнению авторов, соответствует критерию изобретения «Изобретательский уровень».A comparative analysis of the proposed technical solution not only with the prototype, but also with other technical solutions, did not allow us to identify the essential features inherent in the claimed solution. It follows that the claimed combination of significant differences allows to obtain the above technical result, which, according to the authors, meets the criteria of the invention "Inventive step".
Элементы, входящие в состав предлагаемой конструкционной стали, формируют ее структуру и, находясь в сложной взаимосвязи, обеспечивают высокий уровень механических свойств.The elements that make up the proposed structural steel form its structure and, being in a complex relationship, provide a high level of mechanical properties.
При содержании углерода менее 0,14 мас.% сталь недостаточно раскислена, содержит повышенное количество кислорода и оксидных включений.When the carbon content is less than 0.14 wt.%, The steel is not sufficiently deoxidized, it contains an increased amount of oxygen and oxide inclusions.
При содержании углерода более 0,16 мас.% ухудшается пластичность стали и возрастает пораженность литого изделия горячими трещинами.When the carbon content is more than 0.16 wt.%, The ductility of the steel deteriorates and the damage to the cast product by hot cracks increases.
При содержании марганца менее 0,25 мас.% сталь будет иметь пониженные прочностные характеристики за счет наличия повышенного количества сернистых включений.When the manganese content is less than 0.25 wt.%, The steel will have reduced strength characteristics due to the presence of an increased amount of sulfur inclusions.
При содержании марганца более 0,29 мас.% происходит его перерасход, что ведет к повышению себестоимости производства стали, при этом заметного улучшения механических свойств стали не наблюдается.When the manganese content is more than 0.29 wt.%, It is overused, which leads to an increase in the cost of steel production, while there is no noticeable improvement in the mechanical properties of steel.
При содержании кремния менее 0,17 мас.% сталь будет иметь повышенное содержание оксидных неметаллических включений.When the silicon content is less than 0.17 wt.%, The steel will have a high content of oxide non-metallic inclusions.
При содержании кремния более 0,22 мас.% происходит перерасход кремнистых ферросплавов без заметного улучшения механических свойств стали.When the silicon content is more than 0.22 wt.%, Silicon ferroalloys are overused without a noticeable improvement in the mechanical properties of steel.
При содержании азота менее 0,009 мас.% количества упрочняющей металл нитридной фазы будет недостаточно и, соответственно, прочностные свойства металла будут понижены.When the nitrogen content is less than 0.009 wt.% The amount of the metal hardening nitride phase will be insufficient and, accordingly, the strength properties of the metal will be reduced.
При содержании азота более 0,014 мас.% в литом металле будут образовываться газовые пузыри, что при прокатке или/и ковке может привести к браку по трещинам и рванинам.If the nitrogen content is more than 0.014 wt.%, Gas bubbles will form in the cast metal, which during rolling and / or forging can lead to marriage through cracks and flaws.
При содержании алюминия менее 0,029 мас.% количество нитридов алюминия, повышающих прочность металла, будет недостаточно для достижения требуемых прочностных свойств.When the aluminum content is less than 0.029 wt.%, The amount of aluminum nitrides that increase the strength of the metal will be insufficient to achieve the required strength properties.
При содержании алюминия более 0,043 мас.% при разливке металла сталепроводящие огнеупорные проводки и отливки будут загрязняться тугоплавкими включениями на основе оксида алюминия, что недопустимо.When the aluminum content is more than 0.043 wt.% During metal casting, steel-conducting refractory wires and castings will be contaminated with refractory inclusions based on aluminum oxide, which is unacceptable.
Введение нитридообразующего элемента, например алюминия совместно с азотом, обеспечивает образование нитридов, измельчающих структуру металла, и повышение его прочностных характеристик.The introduction of a nitride-forming element, for example aluminum together with nitrogen, provides the formation of nitrides, grinding the metal structure, and increase its strength characteristics.
При выполнении отношения алюминия к азоту менее 2,5 количества нитридов алюминия, упрочняющих металл, будет недостаточно для достижения требуемой прочности.When the ratio of aluminum to nitrogen is less than 2.5, the amount of aluminum nitrides hardening the metal will not be enough to achieve the required strength.
При выполнении отношения алюминия к азоту более 3,5 металл будет загрязнен избыточным количеством включений на основе оксида алюминия, что недопустимо.If the ratio of aluminum to nitrogen is more than 3.5, the metal will be contaminated with an excessive amount of inclusions based on aluminum oxide, which is unacceptable.
Атомарный азот вводится в сталь за счет присадки карбамида (NH2)2×CO, в состав которого входит водород, взаимодействующий с азотом в отношении, определяемом формулой изобретения.Atomic nitrogen is introduced into the steel due to the addition of urea (NH 2 ) 2 × CO, which contains hydrogen, which interacts with nitrogen in the ratio defined by the claims.
При выполнении отношения азота к водороду более 30 литой металл будет иметь повышенную хрупкость, поражен пузырем, что вызовет при прокатке порывы полосы и брак катаного металла по пленам и рванинам, что недопустимо.When the ratio of nitrogen to hydrogen is more than 30, the cast metal will have increased brittleness, will be hit by a bubble, which will cause gusting of the strip during rolling and rejection of rolled metal through captures and flaws, which is unacceptable.
Другие способы ввода азота в металл (азотированные ферросплавы, продувка жидкого металла азотом) не предполагают взаимодействия азота с водородом, входящих в состав нитридообразующего вещества. Кроме того, в этих случаях азот не является атомарным, а носит молекулярный характер.Other methods of introducing nitrogen into the metal (nitrided ferroalloys, purging a liquid metal with nitrogen) do not imply the interaction of nitrogen with hydrogen, which are part of the nitride-forming substance. In addition, in these cases, nitrogen is not atomic, but is molecular in nature.
Ниже приведены варианты осуществления и использования изобретения, не исключающие другие варианты в объеме формулы изобретения (табл. 1 и 2).The following are embodiments and uses of the invention that do not exclude other options within the scope of the claims (Tables 1 and 2).
ПримерExample
Металл плавок (табл. 1) получают следующим образом. В сталеплавильном агрегате (конвертере, электропечи) выплавляют полупродукт (железоуглеродистый расплав), который выпускают в стальковш. Перед выпуском расплава на дно стальковша присаживают часть ферросплавов, содержащих кремний и марганец, шлакообразующие и гранулированный алюминий. Расплав в стальковше перемешивают подачей аргона, отбирают пробу на химический анализ и, при необходимости, вводят добавки, корректирующие химический состав металла и порошковую проволоку с наполнителем из карбамида. После этого металл в ковше вновь перемешивают подачей аргона, отбирают пробу, замеряют температуру стали, содержание водорода и производят разливку.Metal swimming trunks (table. 1) receive as follows. An intermediate product (iron-carbon melt) is smelted in a steel-smelting unit (converter, electric furnace), which is released into a steel ladle. Before releasing the melt, a part of the ferroalloys containing silicon and manganese, slag-forming and granular aluminum are seated at the bottom of the steel ladle. The melt in the steel ladle is mixed with argon, a sample is taken for chemical analysis, and, if necessary, additives are added that correct the chemical composition of the metal and a flux-cored wire with urea filler. After that, the metal in the ladle is again mixed with argon, a sample is taken, the steel temperature, hydrogen content are measured and cast.
Как видно из табл. 1, сталь, удовлетворяющая заявляемому составу (плавки 2-6) относительно как известного решения - прототипа, так и стали с содержанием компонентов, выходящих за заявленные пределы (плавки 1, 7), при экономии марганца имеет более высокие показатели по механическим свойствам (ударной вязкости и относительному удлинению).As can be seen from the table. 1, steel that satisfies the claimed composition (smelting 2-6) with respect to both the well-known solution of the prototype, and steel with the content of components beyond the stated limits (smelting 1, 7), while saving manganese has higher mechanical properties (impact viscosity and elongation).
Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволяет за счет снижения содержания в стали марганца (марганецсодержащих ферросплавов) снизить себестоимость ее производства. При этом достигается повышение механических свойств стали, а именно ударной вязкости и относительного удлинения.Thus, the use of the proposed technical solution allows by reducing the content of manganese in steel (manganese-containing ferroalloys) to reduce the cost of its production. This achieves an increase in the mechanical properties of steel, namely impact strength and elongation.
Отсюда можно сделать вывод, что задача, на решение которой направлено техническое решение, выполняется, при этом достигается получение вышеуказанного технического результата.From this we can conclude that the task to which the technical solution is directed is fulfilled, while achieving the above technical result is achieved.
Claims (1)
при этом отношение алюминий/азот составляет 2,5÷3,5, а отношение азот/водород составляет не более 30. Economically alloyed structural steel containing carbon, manganese, silicon, nitrogen, aluminum and iron, characterized in that it contains components in the following ratio, wt.%:
the ratio of aluminum / nitrogen is 2.5 ÷ 3.5, and the ratio of nitrogen / hydrogen is not more than 30.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014131355/02A RU2558790C1 (en) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Low alloy structural steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014131355/02A RU2558790C1 (en) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Low alloy structural steel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2558790C1 true RU2558790C1 (en) | 2015-08-10 |
Family
ID=53796043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014131355/02A RU2558790C1 (en) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Low alloy structural steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2558790C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2249627C1 (en) * | 2003-12-26 | 2005-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Интелмет НТ" | Round-profiled rolled iron from microalloyed high-plasticity steel for cold die forging of high-strength fastening members |
UA54340U (en) * | 2010-04-06 | 2010-11-10 | Национальная Металлургическая Академия Украины | Structural steel for producing of increased resistance |
-
2014
- 2014-07-29 RU RU2014131355/02A patent/RU2558790C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2249627C1 (en) * | 2003-12-26 | 2005-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Интелмет НТ" | Round-profiled rolled iron from microalloyed high-plasticity steel for cold die forging of high-strength fastening members |
UA54340U (en) * | 2010-04-06 | 2010-11-10 | Национальная Металлургическая Академия Украины | Structural steel for producing of increased resistance |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7026700B2 (en) | Steel sheet for hot press forming member with excellent hydrogen delayed fracture resistance and its manufacturing method | |
EP2947168B1 (en) | Si-killed steel wire rod having excellent fatigue properties, and spring using same | |
CN102952997A (en) | Cord steel wire rod and Al thereof2O3Inclusion control method | |
KR100929468B1 (en) | Refining method of molten steel and manufacturing method of high manganese low carbon steel using the same | |
RU2545856C2 (en) | High-strength cryogenic austenite weldable structural steel and steel obtainment method | |
RU2558790C1 (en) | Low alloy structural steel | |
RU2563400C1 (en) | Method of steel microalloying by boron | |
RU2513363C1 (en) | High-strength antifriction iron | |
RU2558786C1 (en) | Reinforcing steel | |
RU2620232C1 (en) | Steel | |
RU2581542C1 (en) | High-strength antifriction iron | |
JP2006291285A (en) | Erosion-resistant member for nonferrous molten metal | |
JP6331881B2 (en) | Cu-Sn coexisting steel and method for producing the same | |
RU2449044C1 (en) | Nonmagnetic cast iron | |
RU2303646C2 (en) | Thermally and mechanically reinforced steel for ferroconcrete constructions | |
Golubtsov et al. | Effectiveness of barium-bearing ferroalloys in steel smelting | |
RU2377315C1 (en) | Deoxidation method of metal for cold forging | |
RU2006142260A (en) | METHOD FOR PRODUCING STEEL | |
RU2715510C1 (en) | Complex alloy for microalloying and deoxidation of iron-based steel | |
RU2564202C1 (en) | Out-of-furnace steel treatment method | |
RU2499839C1 (en) | Steel making method | |
RU2585899C1 (en) | Structural cryogenic austenitic high-strength welded steel and method for production thereof | |
RU2530190C1 (en) | Modifying agent for steel | |
RU2517083C1 (en) | Complex exothermal mix | |
RU2639080C1 (en) | Method of steel production |