RU2760140C1 - Method for producing low-carbon martensitic steel - Google Patents

Method for producing low-carbon martensitic steel Download PDF

Info

Publication number
RU2760140C1
RU2760140C1 RU2020140801A RU2020140801A RU2760140C1 RU 2760140 C1 RU2760140 C1 RU 2760140C1 RU 2020140801 A RU2020140801 A RU 2020140801A RU 2020140801 A RU2020140801 A RU 2020140801A RU 2760140 C1 RU2760140 C1 RU 2760140C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
quenching
steel
temperature
carbon
tempering
Prior art date
Application number
RU2020140801A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Константинович Лаптев
Александр Аронович Шацов
Сергей Константинович Гребеньков
Алексей Владимирович Жаренников
Original Assignee
Сергей Константинович Лаптев
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 Сергей Константинович Лаптев filed Critical Сергей Константинович Лаптев
Priority to RU2020140801A priority Critical patent/RU2760140C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2760140C1 publication Critical patent/RU2760140C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/78Combined heat-treatments not provided for above
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy, namely, to production of workpieces from low-carbon martensitic steel containing 0.12 to 0.27% wt. of carbon. A workpiece is smelted from steel including 0.1 to 0.5% wt. silicon, 1.8 to 2.6% wt. manganese, 2.1 to 2.8% wt. chromium, 1.0 to 1.6% wt. nickel, up to 0.15% wt. vanadium and up to 0.15% wt. niobium as components. Rolling heating of the workpiece, subsequent double quenching and tempering thereof are executed. Full quenching is executed as the first quenching after rolling heating from a temperature of 950°C, medium- or high-temperature tempering is executed after the first quenching, and the second quenching is executed from the intercritical temperature range of 800 to 810°C.EFFECT: mechanical properties of low-carbon martensitic steel are increased with the ensured high cold resistance thereof.1 cl, 3 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к получению высокопрочных свариваемых конструкционных сталей. Может использоваться при получении стали для приборостроения, машиностроения, добывающей, перерабатывающей, кабельной и других отраслей промышленности. The invention relates to the field of metallurgy, in particular, to the production of high-strength weldable structural steels. It can be used to obtain steel for instrument making, mechanical engineering, mining, processing, cable and other industries.

Известна сталь со структурой низкоуглеродистого мартенсита по патенту РФ на изобретение №2462532, С22С 38/58, 2012. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,182-0,272, хром 1,2-4,0, никель 0,3-4,0, марганец 1,0-3,0, молибден не более 3,0, ванадий не более 0,3, медь не более 2,5, титан не более 0,1, ниобий не более 0,15, кремний не более 0,6, азот 0,001-0,25, кальций не более 0,15, церий не более - 0,15, РЗМ не более 0,03, железо остальное. После закалки с деформационного нагрева или после аустенитизации с охлаждением на спокойном воздухе и последующего отпуска она имеет реечно-глобулярную мартенситную структуру. Недостатком являются невысокие физико-механические характеристики, в частности, показатель ударной вязкости.Known steel with the structure of low-carbon martensite under the RF patent for invention No. 2462532, С22С 38/58, 2012. Steel contains, wt%: carbon 0.182-0.272, chromium 1.2-4.0, nickel 0.3-4.0 , manganese 1.0-3.0, molybdenum no more than 3.0, vanadium no more than 0.3, copper no more than 2.5, titanium no more than 0.1, niobium no more than 0.15, silicon no more than 0, 6, nitrogen 0.001-0.25, calcium no more than 0.15, cerium no more than 0.15, rare-earth metals no more than 0.03, iron the rest. After quenching from deformation heating or after austenitization with cooling in still air and subsequent tempering, it has a lath-globular martensitic structure. The disadvantage is the low physical and mechanical characteristics, in particular, the impact strength.

Известна высокопрочная, свариваемая сталь с повышенной прокаливаемостью по патенту РФ на изобретение №2314361, 2008. Сталь содержит, 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. Сталь после закалки с прокатного нагрева или после аустенитизации при температуре 950-1050°С с ускоренным охлаждением и последующего отпуска при температуре не выше 550°С она имеет структуру пакетного мартенсита. Недостатки данной стали заключаются в малом интервале гарантируемых значений механических свойств, в невысоких предельных значениях прокаливаемости, ударной вязкости, что может вызвать значительное изменение свойств в зоне термического влияния при сварке. Known high-strength, weldable steel with increased hardenability according to RF patent for invention No. 2314361, 2008. Steel contains, 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 0.01, niobium 0.05-0.10, iron the rest. Steel after quenching from rolling heating or after austenitization at a temperature of 950-1050 ° C with accelerated cooling and subsequent tempering at a temperature not exceeding 550 ° C, it has a structure of packet martensite. The disadvantages of this steel are in a small range of guaranteed values of mechanical properties, in low limiting values of hardenability, impact toughness, which can cause a significant change in properties in the heat-affected zone during welding.

Известна сталь со структурой пакетного мартенсита по патенту РФ на изобретение №2507297, С22С 38/58, 2014. Сталь содержит, в 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 и/или 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. Сталь имеет пакетно-реечную структуру мартенсита при выполнении соотношения, мас.%: Сr/С не менее 20. В закаленном состоянии или после низкотемпературного отпуска структура стали почти полностью состоит из пакетного мартенсита прочностью до 1200 МПа, и обладает высокой вязкостью. Недостатком является сохранение пакетной структуры лишь в узких интервалах варьирования концентраций углерода и легирующих элементов. Сталь обладает сравнительно невысокими значениями сочетаний прочности, ударной вязкости и хладостойкости.Known steel with the structure of packet martensite according to the RF patent for invention No. 2507297, С22С 38/58, 2014. Steel contains, in wt%: carbon from 0.04 to 0.099, chromium 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 and / or 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 - the rest. The steel has a packet-lath structure of martensite when the ratio, wt%: Cr / C is not less than 20. In the hardened state or after low-temperature tempering, the structure of the steel almost entirely consists of packet martensite with strength up to 1200 MPa, and has a high toughness. The disadvantage is the preservation of the packet structure only in narrow ranges of variation of the concentrations of carbon and alloying elements. Steel has relatively low values of strength, impact toughness and cold resistance combinations.

В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбран способ термической обработки труб нефтяного сортамента из коррозионно-стойкой стали по патенту РФ на изобретение №2635205, С21D 9/08, 2017. Трубу изготавливают из коррозионно-стойкой стали мартенситного класса, содержащей, мас.%: углерод 0,12-0,17, кремний 0,15-0,50, марганец 0,30-0,90, хром 12,00-14,00, никель 1,80-2,20, медь не более 0,25, алюминий 0,02-0,05, сера не более 0,010, фосфор не более 0,020, азот не более 0,020, железо - остальное. Труба подвергнута закалке от 920 до 1020°С, второй закалке из межкритического интервала температур от 700 до 830°С и отпуску в интервале температур от 560 до 690°С. Недостатком являются недостаточно высокие механические свойства для использования трубы при низких температурах в северных районах.As the closest analogue to the claimed technical solution, a method of heat treatment of oil country tubular goods made of corrosion-resistant steel was selected according to the RF patent for invention No. 2635205, C21D 9/08, 2017. The pipe is made of corrosion-resistant steel of the martensitic class, containing, wt%: carbon 0.12-0.17, silicon 0.15-0.50, manganese 0.30-0.90, chromium 12.00-14.00, nickel 1.80-2.20, copper no more than 0, 25, aluminum 0.02-0.05, sulfur no more than 0.010, phosphorus no more than 0.020, nitrogen no more than 0.020, iron - the rest. The pipe was quenched from 920 to 1020 ° C, the second quenching from the intercritical temperature range from 700 to 830 ° C and tempered in the temperature range from 560 to 690 ° C. The disadvantage is the insufficiently high mechanical properties for using the pipe at low temperatures in the northern regions.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение механических свойств низкоуглеродистой мартенситной стали при обеспечении ее высокой хладостойкости.The technical result of the claimed invention is to improve the mechanical properties of low-carbon martensitic steel while ensuring its high cold resistance.

Технический результат достигается за счет того, что в способе получения низкоуглеродистой мартенситной стали, включающем прокатный нагрев с охлаждением на воздухе и последующую двукратную закалку с отпуском, из которых вторую закалку проводят при температуре, соответствующей температуре межкритического интервала температур, отличающийся тем, что используют сталь с содержанием углерода 0,12-0,27 масс.%, в качестве первой закалки после прокатного нагрева проводят полную закалку на воздухе или в жидких охлаждающих средах от температуры 950°С, затем проводят средне или высокотемпературный отпуск и вторую закалку из межкритического интервала температур 800-810°С.The technical result is achieved due to the fact that in the method of producing low-carbon martensitic steel, including rolling heating with air cooling and subsequent double quenching with tempering, of which the second quenching is carried out at a temperature corresponding to the temperature of the intercritical temperature range, characterized in that steel with carbon content 0.12-0.27 wt.%, as the first quenching after rolling heating, complete quenching is carried out in air or in liquid cooling media from a temperature of 950 ° C, then medium or high-temperature tempering is carried out and the second quenching is carried out from the intercritical temperature range 800 -810 ° C.

Технический результат обеспечивается получением стали с двухфазной мартенситной структурой, за счет которой сталь обладает требуемыми свойствами. Получение структуры стали мартенсит-мартенситного типа достигают содержанием углерода в стали 0,12-0,27 масс.% в сочетании с особой технологией термообработки. Содержание углерода до 0,1% масс.%, обеспечивает улучшение структуры стали за счет образования пакетного мартенсита. Однако, высокие механические свойства стали в сочетании с хладостойкостью обеспечиваются за счет образования мартенсит – мартенситной структуры при содержании углерода 0,12-0,27 масс.%. Причем при данной структуре стали с увеличением содержания углерода улучшаются значения механических характеристик. Наименьшее содержание углерода – 0,12 масс.%, определено экспериментально, исходя из реализации особого типа структурной наследственности, которая проявляется в сохранении морфологии мартенсита при нагреве до Ас3. При реализации такой наследственности комплекс механических свойств заявляемой стали выше, чем у сталей-аналогов. Максимальное содержание углерода - 0,27 масс.%, определено из условия образования мартенсит–мартенситной структуры с преимущественно пакетным мартенситом после закалки, т.к. при появлении в структуре стали пластинчатой составляющей резко ухудшаются свойства стали, влияющие на надежность. При дальнейшем увеличении в твердом растворе углерода, снижается значение Мs, увеличивается доля пластинчатой составляющей, уменьшается инкубационный период перлитного и бейнитного превращений. Где Ms (Мн) и Мf (Mк) – точки начала и конца мартенситного превращения. Лучшие свойства низкоуглеродистой мартенситной стали с содержанием углерода 0,12-0,27 масс.% обеспечивает термообработка после прокатного нагрева, включающая полную закалку при температурах выше Ас3, средне- или высокотемпературный отпуск и закалку из межкритического интервала температур (МКИ). С целью конструирования карбидной системы отпуск проводится перед закалкой из МКИ, это позволяет создать заданное, близкое к упорядоченному, распределение дислокаций, т.к. количество и заданное распределение дефектов кристаллического строения во многом определяет свойства получаемой стали. Проведение в качестве завершающей операции термообработки закалки из МКИ между критическими температурами Ас1 и Ас3 способствует образованию мартенсит-мартенситной структуры материала. Данная структура характеризуется присутствием двух α-фаз с морфологией мартенсита: «родительской», сохранившей морфологию поле нагрева в МКИ и «свежей», превратившейся из аустенита при охлаждении из межфазной области. Оптимальные температуры полной закалки, отпуска и закалки из МКИ определены экспериментально, исходя из требуемого сочетания механических свойств стали и необходимого предела хладостойкости. Высокие значения ударной вязкости, характеристик прочности и хладостойкости после указанной последовательности операций термообработки достигаются за счет образования мартенсит-мартенситной структуры низкоуглеродистой мартенситной стали. Высокая ударная вязкость при температуре минус 40°С подтверждается большой долей ямочной составляющей в изломах. Заявляемая сталь с указанным содержанием углерода склонна к структурной наследственности. Термическое воздействие, направленное на образование двухфазной мартенситной структуры, эффективно для низкоуглеродистых мартенситных сталей, склонных к структурной наследственности, легированных сильными карбидообразующими элементами из-за образования специальных карбидов, которые мало растворяются в аустените, задерживают рост зерна аустенита и способствуют сохранению морфологии альфа фазы до Ас3. The technical result is provided by obtaining steel with a two-phase martensitic structure, due to which the steel has the required properties. The structure of martensite-martensitic steel is obtained with a carbon content of 0.12-0.27 wt% in steel in combination with a special heat treatment technology. The carbon content is up to 0.1% wt.%, Provides an improvement in the structure of steel due to the formation of packet martensite. However, high mechanical properties of steel in combination with cold resistance are provided due to the formation of a martensite - martensitic structure with a carbon content of 0.12-0.27 wt.%. Moreover, with a given steel structure, with an increase in carbon content, the values of mechanical characteristics improve. The lowest carbon content - 0.12 wt%, was determined experimentally, proceeding from the implementation of a special type of structural inheritance, which manifests itself in the preservation of the morphology of martensite when heated to Ac3. With the implementation of such heredity, the complex of mechanical properties of the claimed steel is higher than that of analogous steels. The maximum carbon content is 0.27 wt.%, Determined from the condition of the formation of a martensite – martensite structure with predominantly packet martensite after quenching, since with the appearance of a lamellar component in the structure of steel, the properties of steel, affecting reliability, deteriorate sharply. With a further increase in carbon in a solid solution, the Ms value decreases, the proportion of the lamellar component increases, and the incubation period of pearlite and bainitic transformations decreases. Where Ms (Mn) and Mf (Mk) are the start and end points of the martensitic transformation. The best properties of low-carbon martensitic steel with a carbon content of 0.12-0.27 wt.% Are provided by heat treatment after rolling heating, including full quenching at temperatures above Ac3, medium- or high-temperature tempering and quenching from the intercritical temperature range (ICI). In order to design the carbide system, tempering is carried out before quenching from MCI, this allows creating a given, close to ordered, dislocation distribution, since the number and specified distribution of crystal structure defects largely determines the properties of the resulting steel. Carrying out, as the final stage of heat treatment, quenching from MCI between the critical temperatures Ac1 and Ac3 promotes the formation of the martensite-martensite structure of the material. This structure is characterized by the presence of two α-phases with martensite morphology: the “parent” one, which retained the morphology of the heating field in the MCI, and the “fresh” one, transformed from austenite upon cooling from the interphase region. The optimum temperatures for complete hardening, tempering, and hardening from MCI were determined experimentally, based on the required combination of mechanical properties of steel and the required limit of cold resistance. High values of impact toughness, strength and cold resistance characteristics after the specified sequence of heat treatment operations are achieved due to the formation of a martensite-martensitic structure of low-carbon martensitic steel. High impact strength at a temperature of minus 40 ° C is confirmed by a large proportion of the dimple component in fractures. The claimed steel with the specified carbon content is prone to structural inheritance. Thermal action, aimed at the formation of a two-phase martensitic structure, is effective for low-carbon martensitic steels, prone to structural heredity, alloyed with strong carbide-forming elements due to the formation of special carbides that dissolve little in austenite, retard the growth of austenite grain and contribute to the preservation of the morphology of the alpha phase to Ac3 ...

Способ получения низкоуглеродистой мартенситной стали осуществляют следующим образом.The method of obtaining low-carbon martensitic steel is as follows.

Используют низкоуглеродистую сталь с содержанием компонентов, указанным в таблице: Use low carbon steel with the content of the components indicated in the table:

Углерод 0,12-0,27;Carbon 0.12-0.27; Медь до 0,8;Copper up to 0.8; Ванадий до 0,15;Vanadium up to 0.15; Кремний 0,1-0,5;Silicon 0.1-0.5; Алюминий до 0,005-0,05;Aluminum up to 0.005-0.05; Ниобий до 0,15;Niobium up to 0.15; Марганец 1,8-2,6;Manganese 1.8-2.6; Титан до 0,02;Titanium up to 0.02; Церий до 0,06;Cerium up to 0.06; Хром 2,1-2,8;Chromium 2.1-2.8; Кальций до 0,06;Calcium up to 0.06; Железо остальное.The rest of the iron. Никель 1,0-1,6;Nickel 1.0-1.6; Цирконий до 0,1;Zirconium up to 0.1;

Сталь предложенного состава выплавляют в индукционной печи, разливают на слитки и подвергают горячей прокатке в круг. Температуру нагрева под прокатку выдерживают в пределах 1220÷1100°C. Температура завершения прокатки 900°С. После горячей обработки давлением заготовки охлаждают на воздухе. Механические свойства заготовок определяют на образцах, вырезанных механическим способом. Далее проводят термическую обработку, включающую в качестве основных операций закалку на воздухе с последующим отпуском и закалку на воздухе из межкритического интервала температур при следующих температурных режимах:Steel of the proposed composition is melted in an induction furnace, poured into ingots and hot rolled into a circle. The heating temperature for rolling is maintained within 1220 ÷ 1100 ° C. Rolling completion temperature 900 ° C. After hot forming, the workpieces are cooled in air. The mechanical properties of the blanks are determined on mechanically cut samples. Next, heat treatment is carried out, including, as the main operations, quenching in air followed by tempering and quenching in air from the intercritical temperature range at the following temperature conditions:

- закалка при температуре 950-980°С на спокойном воздухе или в жидких охлаждающих средах;- hardening at a temperature of 950-980 ° C in calm air or in liquid cooling media;

- отпуск при температуре 450-660°С (средне- или высокотемпературный) с последующим охлаждением на спокойном воздухе;- vacation at a temperature of 450-660 ° C (medium or high temperature) with subsequent cooling in calm air;

- закалка из межкритического интервала температур в интервале значений 800-810°С.- hardening from the intercritical temperature range in the range of 800-810 ° C.

После обеих указанных закалок проводят охлаждение на воздухе, возможно так же охлаждение в воде, в масле или в специальных закалочных жидкостях. Температуру отпуска выбирают в зависимости от состава стали. Увеличение содержания углерода и присутствие сильных карбидообразователей вызывает переход от среднетемпературного отпуска к высокотемпературному.After both of these quenches, air cooling is carried out, cooling in water, in oil or in special quenching liquids is also possible. The tempering temperature is selected depending on the composition of the steel. An increase in the carbon content and the presence of strong carbide-formers cause a transition from medium-temperature tempering to high-temperature tempering.

Пример. Использовали отливки сталей марок 12Х2Г2НМФБ, 15Х2Г2НМФБ, 27Х2Г2НМФБ следующего химического состава:Example. We used castings of steels of grades 12Х2Г2НМФБ, 15Х2Г2НМФБ, 27Х2Г2НМФБ of the following chemical composition:

Содержание элемента, масс. % Element content, wt. % Марка сталиsteel grade CC SiSi MnMn CrCr NiNi МоMoe NbNb VV CuCu SS PP 12Х2Г2НМФБ12Х2Г2НМФБ 0,120.12 0.400.40 2.242.24 2.392.39 1.381.38 0.450.45 0.0700.070 0.10.1 -- 0.0070.007 0,0150.015 15Х2Г2НМФБ15Х2Г2НМФБ 0,150.15 0,270.27 2.072.07 2,102.10 1,231.23 0,42 0.42 0,0630.063 0,090.09 -- 0,010.01 0,020.02 27Х2Г2НМФБ27X2G2NMFB 0,270.27 0.430.43 2.452.45 2.372.37 1.481.48 0.530.53 0.140.14 0.140.14 0.190.19 0.0080.008 0.0160.016

Отливки сталей обозначенных 12Х2Г2НМФБ, 15Х2Г2НМФБ, 27Х2Г2НМФБ деформировали при температуре 1250-900°С с охлаждением на воздухе. Из полученных после деформирования прутков механическими методами изготавливали образцы с их последующей термообработкой по схеме: Castings of steels designated 12Х2Г2НМФБ, 15Х2Г2НМФБ, 27Х2Г2НМФБ were deformed at a temperature of 1250-900 ° C with air cooling. From the rods obtained after deformation by mechanical methods, samples were made with their subsequent heat treatment according to the following scheme:

Закалку прутков стали 12Х2Г2НМФБ проводили от температуры 980°С с охлаждением на спокойном воздухе, стали 15Х2Г2НМФБ – от температуры 950°С с охлаждением на спокойном воздухе, стали 27Х2Г2НМФБ – от температуры 950°С с охлаждением на спокойном воздухе. Далее проводили отпуск при температурах для стали 12Х2Г2НМФБ – 660°С , для стали 15Х2Г2НМФБ – 450°С, для стали 27Х2Г2НМФБ – 660°С с последующим охлаждением на спокойном воздухе. Проводили закалку из межкритического интервала температур для стали 12Х2Г2НМФБ при температуре 810°С, для стали 15Х2Г2НМФБ при температуре 800°С, для стали 27Х2Г2НМФБ при температуре 800°С. Полученные значения механических свойств представлены в таблице Bars of 12Kh2G2NMFB steel were hardened from a temperature of 980 ° C with cooling in calm air, steel 15Kh2G2NMFB - from a temperature of 950 ° C with cooling in calm air, steel 27Kh2G2NMFB - from a temperature of 950 ° C with cooling in calm air. Then tempering was carried out at temperatures for steel 12Kh2G2NMFB - 660 ° C, for steel 15Kh2G2NMFB - 450 ° C, for steel 27Kh2G2NMFB - 660 ° C, followed by cooling in quiet air. Quenching was carried out from the intercritical temperature range for steel 12Kh2G2NMFB at a temperature of 810 ° C, for steel 15Kh2G2NMFB at a temperature of 800 ° C, for steel 27Kh2G2NMFB at a temperature of 800 ° C. The obtained values of mechanical properties are presented in the table

СтальSteel σВ, МПаσВ, MPa σ0,2, МПаσ0.2, MPa δ,%δ,% Ψ, %Ψ,% КСV+20, МДж/м2 KCV + 20, MJ / m 2 КСV-40, МДж/м2 KCV-40, MJ / m 2 КСV-60, МДж/м2 KCV-60, MJ / m 2 КСV-50, МДж/м2 KCV-50, MJ / m 2 12Х2Г3МФТ-112X2G3MFT-1 14401440 11901190 14fourteen 5555 1.281.28 0,980.98 0.360.36 -- 12Х2Г3МФТ-212X2G3MFT-2 13901390 11201120 14fourteen 5555 0,820.82 1,181.18 0.460.46 -- 12Х2Г3МФТ-312X2G3MFT-3 14501450 11901190 1313 5151 0,700.70 0,450.45 0.260.26 -- 15Х2Г3МФБ-115X2G3MFB-1 14601460 11901190 1212 6262 1,31.3 0,90.9 0,30.3 0,60.6 15Х2Г3МФБ-215X2G3MFB-2 13201320 11901190 1313 6363 1,21,2 0,60.6 0,20.2 0,780.78 15Х2Г3МФБ-315X2G3MFB-3 13101310 10101010 1616 6262 0,70.7 0,450.45 0,30.3 -- 27Х2Г3МФБ-127X2G3MFB-1 18001800 11901190 1212 5959 1,51.5 1,11.1 0,20.2 -- 27Х2Г3МФБ-227X2G3MFB-2 16501650 12001200 9nine 4646 1,11.1 0,650.65 0,20.2 -- 27Х2Г3МФБ-327X2G3MFB-3 16501650 12201220 1515 6262 0,350.35 0,20.2 0,20.2 --

Обозначения: Legend:

1 – закалка полная, высокотемпературный отпуск, закалка из МКИ; 1 - full hardening, high-temperature tempering, hardening from MKI;

2 –закалка полная, среднетемпературный отпуск, закалка из МКИ; 2 - full hardening, medium temperature tempering, hardening from MKI;

3 – закалка полная, закалка 950°С, низкий отпуск. 3 - full hardening, hardening 950 ° С, low tempering.

Анализ представленных данных показывает, что при температурах до «-40°С» значение ударной вязкости образцов всех сталей, подвергнутых полной закалке, отпуску и закалке из МКИ значительно превышает ударную вязкость образцов, указанных в таблице под номером 3, прошедших иную термообработку, которую применяли ранее. Фрактограммы, полученные испытанием на ударный изгиб образцов с V – образным надрезом, подтверждают хорошую хладостойкость, поскольку при температуре испытаний «- 40°С» сохраняется высокая доля ямочной составляющей излома. Как видно из таблицы, лучшее сочетание характеристик прочности и надежности, так же как хладостойкости, получено после режима, включающего полную закалку, высоко- или среднетемпературный отпуск и закалку из МКИ. Полученные низкоуглеродистые мартенситные стали являются свариваемыми сталями с повышенными значениями характеристик прочности, вязкости и хладостойкости. Использование данных сталей позволит обеспечить высокий комплекс механических свойств в деталях и элементах конструкций. Analysis of the data presented shows that at temperatures up to "-40 ° C" the value of the impact toughness of the samples of all steels subjected to complete hardening, tempering and quenching from MKI significantly exceeds the impact toughness of the samples indicated in the table under number 3, which underwent a different heat treatment, which was used previously. Fractograms obtained by testing the impact bending of specimens with a V-shaped notch confirm good cold resistance, since at a test temperature of "- 40 ° C" a high proportion of the dimple component of the fracture remains. As can be seen from the table, the best combination of strength and reliability characteristics, as well as cold resistance, was obtained after a mode including full hardening, high- or medium-temperature tempering, and quenching from ICI. The obtained low-carbon martensitic steels are weldable steels with increased values of strength, toughness and cold resistance characteristics. The use of these steels will provide a high range of mechanical properties in parts and structural elements.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет повысить механические свойства низкоуглеродистой мартенситной стали при обеспечении ее высокой хладостойкости.Thus, the claimed invention improves the mechanical properties of low-carbon martensitic steel while ensuring its high cold resistance.

Claims (1)

Способ получения заготовки из низкоуглеродистой мартенситной стали, содержащей 0,12–0,27 мас.% углерода, включающий выплавку заготовки, прокатный нагрев заготовки, последующую двукратную закалку и отпуск, отличающийся тем, что выплавляют заготовку из низкоуглеродистой мартенситной стали, в состав компонентов которой включены 0,1-0,5 мас.% кремния, 1,8-2,6 мас.% марганца, 2,1-2,8 мас.% хрома, 1,0-1,6 мас.% никеля, до 0,15 мас.% ванадия, до 0,15 мас.% ниобия, в качестве первой закалки после прокатного нагрева проводят полную закалку от температуры 950°С, после первой закалки проводят средне- или высокотемпературный отпуск, а вторую закалку проводят из межкритического интервала температур 800-810°С.A method of producing a billet from low-carbon martensitic steel containing 0.12-0.27 wt.% Carbon, including smelting the billet, rolling heating of the billet, subsequent double quenching and tempering, characterized in that the billet is smelted from low-carbon martensitic steel, the components of which included 0.1-0.5 wt.% silicon, 1.8-2.6 wt.% manganese, 2.1-2.8 wt.% chromium, 1.0-1.6 wt.% nickel, up to 0.15 wt.% Vanadium, up to 0.15 wt.% Niobium, as the first quenching after rolling heating, complete quenching is carried out from a temperature of 950 ° C, after the first quenching, medium- or high-temperature tempering is carried out, and the second quenching is carried out from the intercritical interval temperatures 800-810 ° C.
RU2020140801A 2020-12-10 2020-12-10 Method for producing low-carbon martensitic steel RU2760140C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140801A RU2760140C1 (en) 2020-12-10 2020-12-10 Method for producing low-carbon martensitic steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140801A RU2760140C1 (en) 2020-12-10 2020-12-10 Method for producing low-carbon martensitic steel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2760140C1 true RU2760140C1 (en) 2021-11-22

Family

ID=78719405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020140801A RU2760140C1 (en) 2020-12-10 2020-12-10 Method for producing low-carbon martensitic steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2760140C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU834160A1 (en) * 1979-10-25 1981-05-30 Уральский Научно-Исследовательскийинститут Черных Металлов Method of combination treatment of steel
RU2238335C1 (en) * 2003-04-16 2004-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "НОРМА-ИМПОРТ ИНСО" Method for producing of spheroidized rolled bars from boron steel for cold bulk pressing of high-strength fastening parts
JP2010070789A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Nippon Steel Corp Machine structural steel pipe having excellent fatigue characteristic and bending formability, and method of manufacturing the same
WO2016208571A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-29 日立金属株式会社 Method for producing high-speed tool steel material, method for producing high-speed tool steel product, and high-speed tool steel product
RU2635205C2 (en) * 2016-01-11 2017-11-09 Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") Method for thermal processing of oil pipe sortament made of corrosion-resistant steel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU834160A1 (en) * 1979-10-25 1981-05-30 Уральский Научно-Исследовательскийинститут Черных Металлов Method of combination treatment of steel
RU2238335C1 (en) * 2003-04-16 2004-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "НОРМА-ИМПОРТ ИНСО" Method for producing of spheroidized rolled bars from boron steel for cold bulk pressing of high-strength fastening parts
JP2010070789A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Nippon Steel Corp Machine structural steel pipe having excellent fatigue characteristic and bending formability, and method of manufacturing the same
WO2016208571A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-29 日立金属株式会社 Method for producing high-speed tool steel material, method for producing high-speed tool steel product, and high-speed tool steel product
RU2635205C2 (en) * 2016-01-11 2017-11-09 Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") Method for thermal processing of oil pipe sortament made of corrosion-resistant steel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0828862B2 (en) Martensitic stainless steel having high mechanical strength and corrosion resistance and relative manufactured articles
US20100319814A1 (en) Bainitic steels with boron
CA3042120C (en) Medium-manganese steel product for low-temperature use and method for the production thereof
EA010037B1 (en) Oil well seamless steel pipe excellent in resistance to sulfide stress cracking and method for production thereof
CN102453843B (en) Ferrite heat resistant steel
NO343350B1 (en) Seamless steel tube for oil wells with excellent resistance to sulphide stress cracking and method for producing seamless steel tubes for oil wells
RU2763722C1 (en) SULPHUR-RESISTANT PIPE FOR A PETROLEUM BOREHOLE ATTRIBUTED TO THE KILOPOUND/INCH2 (862 MPa) STEEL STRENGTH CLASS, AND METHOD FOR MANUFACTURE THEREOF
EP1375694B1 (en) Hot-rolled steel strip and method for manufacturing the same
CN101353765A (en) Steel for CT80 grade coiled tubing, and manufacturing method and use thereof
CN105671458A (en) Non-quenched and tempered medium carbon steel wire having excellent surface hardening thermal treatment performance and manufacturing method thereof
CN103555896A (en) Ultrahigh-strength high-toughness multistep isothermal bainite steel and preparation method thereof
JPH08225833A (en) Production of martensitic heat resistant steel excellent in high temperature creep strength
JPH07331328A (en) Production of high tensile strength steel excellent in toughness at low temperature
JP2861024B2 (en) Martensitic stainless steel for oil well and its production method
RU2703008C1 (en) Method for production of cryogenic structural steel sheets
RU2760140C1 (en) Method for producing low-carbon martensitic steel
US4259126A (en) Method of making razor blade strip from austenitic steel
US20070256767A1 (en) Steel Wire for Cold Forging Having Excellent Low Temperature Impact Properties and Method of Producing the Same
CN105296877A (en) Martensitic stainless steel for building structure fastener and manufacturing method thereof
JP2000160300A (en) 655 Nmm-2 CLASS LOW-C HIGH-Cr ALLOY OIL WELL PIPE WITH HIGH CORROSION RESISTANCE, AND ITS MANUFACTURE
CN106929756B (en) Bearing steel and preparation method thereof
JP2814528B2 (en) Martensitic stainless steel for oil well and its production method
JPS63161117A (en) Production of hot rolled steel products having high strength and high toughness
RU2813066C1 (en) Method for producing high-strength steel sheet
JP2000160285A (en) High-strength and high-toughness non-heat treated steel