сталь

Классы МПК:C22C38/58 с более 1,5 % марганца по массе
C22C38/46 с ванадием
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-01-16
публикация патента:

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству низколегированной стали для строительных конструкций, работающих при отрицательных температурах. Сталь содержит углерод, марганец, кремний, алюминий, хром, никель, медь, азот, ванадий, кальций, барий, стронций и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,01 до менее 0,12, марганец 1,30-1,70, кремний 0,50-0,80, алюминий 0,001-0,010, хром 0,01-0,30, никель 0,01-0,30, медь 0,01-0,30, азот 0,015-0,020, ванадий 0,05-0,15, кальций 0,0001-0,005, барий 0,0001-0,005, стронций 0,0001-0,008, железо - остальное. Повышается чистота стали по неметаллическим включениям и, как следствие, обеспечиваются стабильно высокие значения прочности и ударной вязкости при отрицательных температурах. 1 табл.

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, алюминий, хром, никель, медь, азот, ванадий, кальций и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит стронций и барий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углерод0,01 до менее 0,12
марганец 1,30-1,70
кремний 0,50-0,80
алюминий0,001-0,010
хром 0,01-0,30
никель0,01-0,30
медь 0,01-0,30
азот0,015-0,020
ванадий 0,05-0,15
кальций0,0001-0,005
барий 0,0001-0,005
стронций0,0001-0,008
железо остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству низколегированной листовой стали для строительных конструкций, работающих при отрицательных температурах.

Известна низколегированная сталь [1], содержащая, мас.%:

углеродне более 0,12
марганец 1,30-1,70
кремний 0,50-0,80
фосфорне более 0,030
сера не более 0,035
железоостальное

Существенным недостатком данной стали является недостаточная прочность и пониженные значения ударной вязкости при отрицательных температурах.

Известна также низколегированная листовая сталь [2], выбранная в качестве прототипа и содержащая, мас.%:

углерод0,01 до менее 0,12
марганец 1,30-1,70
кремний 0,50-0,80
алюминий0,005-0,020
хром 0,01-0,30
никель0,01-0,30
медь 0,01-0,30
азот0,005-0,015
ванадий 0,03-0,09
кальций0,001-0,1
железо остальное

Существенным недостатком указанной стали являются пониженные значения ударной вязкости при отрицательных температурах, обусловленные повышенной загрязненностью стали строчечными алюмосиликатами.

Желаемым техническим результатом изобретения является повышение чистоты стали по неметаллическим включениям и достижение высоких стабильных значений прочности и ударной вязкости при отрицательных температурах.

Для достижения этого сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, алюминий, хром, никель, медь, азот, ванадий, кальций, железо, дополнительно содержит стронций и барий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углерод0,01 до менее 0,12
марганец 1,30-1,70
кремний 0,50-0,80
алюминий0,001-0,010
хром 0,01-0,30
никель0,01-0,30
медь 0,01-0,30
азот0,015-0,020
ванадий 0,05-0,15
кальций0,0001-0,005
барий 0,0001-0,005
стронций0,0001-0,008
железо остальное

Заявляемый состав стали подобран исходя из следующих предпосылок.

При содержании алюминия в пределах 0,001-0,010% снижается вероятность образования строчечных включений глинозема. При содержании алюминия менее 0,001% размер зерна аустенита увеличивается, вследствие этого уменьшается ударная вязкость стали. Увеличение концентрации алюминия более 0,010% приводит к загрязнению металла строчечными включениями глинозема.

Совместное введение стронция, кальция и бария позволяет модифицировать источники концентраторов напряжений - неметаллические включения, исключить образование «опасных» включений глинозема, повысить чистоту стали по оксидным и сульфидным включениям, обеспечить образование глобулярных включений и исключить образование строчечных включений алюминатов. При введении более 0,005% кальция, более 0,005% бария и более 0,008% стронция в сталь возможно получение грубых барий-кальций-стронцийсодержащих неметаллических включений, загрязняющих сталь и в следствие чего снижается ударная вязкость стали. Дополнительное введение в сталь стронция обеспечивает повышение жидкотекучести шлака, тем самым способствуя наиболее эффективной очистке металла от неметаллических включений. Повышение чистоты стали по строчечным оксидным включениям при комплексном раскислении металла алюминием, кальцием, барием и стронцием обеспечивается повышение хладостойкости листового проката.

Введенный в сталь ванадий очищает твердый раствор от азота. Соединяясь с азотом и углеродом, он образует дисперсные карбонитриды, которые обеспечивают значительное упрочнение стали и измельчение зерна аустенита и, следовательно, повышение хладостойкости стали. Превышение содержания ванадия более 0,15% удорожает стоимость стали без какого-либо увеличения механических свойств. При содержании ванадия в металле менее 0,05% положительное влияние его на измельчение зерна аустенита значительно снижается.

Азот в заявленных пределах, вступая в соединение с ванадием и алюминием, за счет образующихся карбонитридов ванадия и нитридов алюминия, значительно измельчает зерна аустенита и повышает ударную вязкость при отрицательных температурах.

Для определения прочностных свойств и ударной вязкости была выплавлена в 40-тонной дуговой электропечи сталь с заявляемыми граничными значениями химических элементов. Прокатка стали осуществлялась на листы толщиной 30 мм.

Химический состав и механические свойства листов толщиной 30 мм из заявляемой стали различного состава приведены в таблице.

Источники информации

1. ГОСТ 19281.

2. Патент № 2160322 С22С 38/46, 38/58.

сталь, патент № 2364657

Класс C22C38/58 с более 1,5 % марганца по массе

термостойкая аустенитная сталь, обладающая стойкостью к растрескиванию при снятии напряжений -  патент 2528606 (20.09.2014)
трубная сталь -  патент 2525874 (20.08.2014)
холоднодеформируемая сталь повышенной прочности и состоящее из нее плоское изделие -  патент 2524027 (27.07.2014)
листовая конструкционная нержавеющая сталь, обладающая превосходной коррозионной устойчивостью в сварном шве, и способ ее производства -  патент 2522065 (10.07.2014)
коррозионностойкая высокопрочная сталь -  патент 2519337 (10.06.2014)
способ получения металлоизделия с заданным структурным состоянием -  патент 2516213 (20.05.2014)
малоактивируемая жаропрочная радиационностойкая сталь -  патент 2515716 (20.05.2014)
сталь -  патент 2514901 (10.05.2014)
высокопрочная среднеуглеродистая комплекснолегированная сталь -  патент 2510424 (27.03.2014)
высокопрочная гальванизированная листовая сталь и способ ее изготовления -  патент 2510423 (27.03.2014)

Класс C22C38/46 с ванадием

Наверх