Хладностойкая сталь

 

ь ()533669

ОП ИСА НИ Е

ИЗОЫ ВтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сооетсних

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.10.74 (21) 2067484/01 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.10.76, Бюллетень ¹ 40 (45) Дата опубликования описания 12.11.76 (51) М.Кл.з С 22 С 38/50

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 669.15 784 26 24 28 295 292 74 782 3-194 (088.8) (? 2) Автор ы изобретения

Г. В. Коротушенко, Л. Л. Чухрин, А, Г. Зинченко и T. М. Кузьмина (71) Заявитель (54) ХЛАД Н О СТОЙ КАЯ СТ,JI Ь

Углерод

Никель

Медь

Алюминий

Кремний

Марганец

Хром

Молибден

7Кел езо

0,02 — 0,2

3,0 — 8,0

0,8 — 4,0

0,005 — 0,3

0,05 — 0,15

0,2 — 1,2

0,2 — 2,5

0,25 — 0,8

Остальное

Углеpo J, Хро. (Никель

Молибден

Титан

Ванадий

Марганец

0,006 — 0,018

2,6 — 3,0

3,7 — 4,2

0,9 — 1,2

0,1 — 0,2

0,1 — 0,2

0,13 — 0,20

73 — 98

26 — 28

65 — 75

8 — 9

4 — 7

Изобретение относится к области черной металлургии, з частности, к конструкционным сталям для изготовления листового и сортового проката, используемого з сварных конструкциях, предназначенных для эксплуатации при температуре до †1 С.

Известна хладностойкая сталь следующего состава, вес. %..

Данная сталь является наиболее близкой к изобретению по технической сущности и дости гa ем о му эффекту.

Она имеет следующие механические свойства:

Предел прочности, кг/.илтз

Относительное удлинение, Относительное сужение, Работа удара (Шарпи), кгя при +20 С при — 196 С

Уровень хладностойкости указанной стали недостаточно высок: при пределе прочности

73 кг/льиз работа удара при — 196 С не превышает 7 кгл. При таком малом (2 — 3-кратном) запасе работы удара относительно критического значения для этих температур, принятого равным 2,1 кг.и, затрудняется испо Ibзованпе этой стали для изготовления особенно ответственных изделий, эксплуатируемых пзи температуре — 196 С. При содержании никеля íà верхнем пределе 18% затрудняется операция отпуска стали для снижения твердости до уровня 30 HRC, в результате чего резко затрудняется обрабатываемость стали резанием.

Целью изобретения является повышение ударной вязкости стали при низких температурахх.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемая хладностойкая сталь дополнительно содержит титан и ванадий при следующем соотношен III компонентов, вес. %.

Сталь № 3

0,13 — 0,20

0,15 — 0,20

Остальное

Кремний

Медь ,железо

Углерод

Никель

5 Титан

Сера

Марганец

Медь

Хром

Молибден

Ванадий

Фосфор

Кремний

Остальное

0,018

4,20

0,22

0,015

0,20

0,18

3.0

1,20

0,20

0,0! 4

0,15 ,железо

Из откованных прутков сечением 20+20 ìè изготавливались образцы для механических испытаний металла.

Каждая плавка выплавлялась отдельно з открытых 100 кг печах (индукционных) в основных тиглях методом двойного переплава.

Раскисление каждой плавки проводилось добавкой алюминия в желобе при разливке из расчета остаточного содержания алюминия

1з более 0,01 вес. ",о. Слитки весом 25 кг после гомогенпзацпи при 1200 С подвергались ковке на прутки сечением 20Х20 мм. Полученные сплавы подвергались термической обработке по режиму: закалка от 870 С в воду, отпуск при 650 С 1,5 ч, охлаждение на воздухе. При закалке во всех сплавах получали структуру бейнита.

Сталь № 1

2,60

0,90

0,10

0,0! 4

0,15 железо

Хром

Молибден

Ванадий

Фосфор

Кремний

Остальное

Углерод

Никель

Титан

Сера

Марганец

Медь

0,006

3,70

0,1 1

0,015

0,20

0,18

Сталь № 2

2,85

1,05

0,13

0,014

0,15 железо

Хром

Молиоден

Ванадий

Фосфор

Кремний

Остальное

0,010

3,75

0,16

0,015

0,20

0,18

Уг 1 e p o.t1

Никель

Титан

Сера

Марганец

Медь

Механические свойства стали приведены

30 з таблице.

Предел Предел № текучести прочности

| оп о, оо, кг/л1л1- I кг/млР

Ударная вязкость а „. кглс,/с.зх-

Твердость

HRC при +20 С при — 196 С

Относительное сужение ,с. /о

Относительное удлинение,, о/ (29 16,4

75! 62

30

26,2 15,3

246 14,1

2 73 (3 76

51

89 21 дующем соотношении компонентов, зес. Я>..

770, 148 — 36, 1972.

Состав предлагаемой стали выбран из условий получения при закалке структуры бейнита, обеспечивающего более высокий уровень хладностойкости.

В стали допускается содержание примесей, вес. %: серы — не более 0,015, фосфора — не более 0,15.

Пример. Исследовали механические свойства сталей следующего состава, вес. %:

Повышенный уровень ударной вязкости при — 196 С, при относительно высоком уровне прочности испытанной стали, способствует существенному повышению надежности узлов конструкций из этой стали, эксплуатируемых при указанных температурах.

Формула изобретения

Хладностойкая сталь, содержащая утлерод, хром, никель, молибден, марганец, кремний, медь, железо, отл ича юща я с я тем, что, с целью повышения ударной вязкости при отрицательных температурах, она дополнительно содержит титан и ванадий прп слеУглерод

Хром

35 Никель

Молибден

Титан

Ванадий

Марганец

40 Кремний

Медь железо

Источники информации, мание при экспертизе:

1. Патент США № 3635

0,006 — 0,018

2,6 — 3,0

3,7 — 4,2

0,9 в 1,2

0,1 — 0,2

0,1 — 0,2

0,13 — 0,20

0,13 — 0,20

0,15 — 0,20

Остальное принятые во вни