RU2031179C1 - Steel - Google Patents
Steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2031179C1 RU2031179C1 SU5049613A RU2031179C1 RU 2031179 C1 RU2031179 C1 RU 2031179C1 SU 5049613 A SU5049613 A SU 5049613A RU 2031179 C1 RU2031179 C1 RU 2031179C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- nickel
- content
- silicon
- molybdenum
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 57
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 57
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 18
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 6
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 8
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 8
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 6
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сталей, и касается высокопрочной низколегированной среднеуглеродистой мартенситной стали. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to compositions of steels, and for high-strength low-alloy medium-carbon martensitic steel.
Сталь может быть использована в машиностроении для ковочно-штамповочного и прокатного оборудования, деталей несущих конструкций авиационной техники и различных видов транспорта, а также для изготовления ответственных высоконагруженных деталей, работающих в различных силовых режимах: от повторно-статических или циклических до ударных высокоскоростных нагрузок. Steel can be used in mechanical engineering for forging, stamping and rolling equipment, parts of supporting structures of aircraft and various types of vehicles, as well as for the manufacture of critical high-load parts operating in various power modes: from static-static or cyclic to shock high-speed loads.
Известна высокопрочная низколегированная мартенситная сталь, содержащая, мас. % : углерод 0,35; кремний 0,5; марганец 1,00-1,80; никель 0,00-1,50; хром 1,80-2,20; молибден 0,40-0,70; алюминий 0,025-0,05. Known high-strength low alloy martensitic steel containing, by weight. %: carbon 0.35; silicon 0.5; Manganese 1.00-1.80; nickel 0.00-1.50; chrome 1.80-2.20; molybdenum 0.40-0.70; aluminum 0.025-0.05.
Оптимальные механические свойства материала в изделиях (трубах) обеспечиваются прокаткой (температура окончания от 750 до 1080оС) и последующим охлаждением на воздухе.Optimum mechanical properties of the material in the articles (pipes) are provided with rolling (temperature closure from 750 to 1080 ° C) and subsequent cooling in air.
Однако стали такого состава не обеспечивают уровня прочности и ударной вязкости, достаточных для создания ряда современных и перспективных конструкций, вследствие недостаточно высокого содержания углерода. However, steels of this composition do not provide a level of strength and toughness sufficient to create a number of modern and promising structures, due to the insufficiently high carbon content.
Известен другой состав стали, содержащий следующие элементы, мас.%: углерод 0,3-0,75; кремний 1,0-1,4; марганец 0,5-1,5; хром 0,1-2,0; никель менее 2,0. Another steel composition is known containing the following elements, wt.%: Carbon 0.3-0.75; silicon 1.0-1.4; manganese 0.5-1.5; chrome 0.1-2.0; Nickel less than 2.0.
Оптимальные свойства материала достигаются посредством термической обработки, которая позволяет ограничить содержание остаточного аустенита верхним пределом 10%. Optimum material properties are achieved through heat treatment, which allows you to limit the residual austenite content to an upper limit of 10%.
Однако и эта сталь имеет недостаточно высокие характеристики прочности и трещиностойкости из-за ограничений совокупному содержанию углерода, кремния, никеля. However, this steel also has insufficiently high strength and fracture toughness characteristics due to restrictions on the total content of carbon, silicon, and nickel.
Известна сталь с улучшенной поверхностью и характеристиками сужения в поперечном направлении, содержащая следующие элементы, мас. %: углерод 0,5-0,6; марганец 0,75-0,95, сера в обычных пределах; фосфор в обычных пределах; кремний 0,15-0,35; хром 0,85-1,15; никель 0,6-2,0; молибден 0,25-0,35; ванадий 0,0-0,3; алюминий 0,15-0,3; титан 0,0003-0,0075; остальное - железо с обычными примесями. Known steel with an improved surface and narrowing characteristics in the transverse direction, containing the following elements, wt. %: carbon 0.5-0.6; manganese 0.75-0.95, sulfur in the usual range; phosphorus within normal limits; silicon 0.15-0.35; chrome 0.85-1.15; nickel 0.6-2.0; molybdenum 0.25-0.35; vanadium 0.0-0.3; aluminum 0.15-0.3; titanium 0.0003-0.0075; the rest is iron with ordinary impurities.
Однако и эта сталь, вследствие ограниченного легирования по кремнию, молибдену и никелю имеет пониженные характеристики ударной вязкости и поперечного сужения в продольном и поперечном направлениях в закаленном и высокоотпущенном состоянии (Тотпуска=610оС) и, следовательно, имеет ограниченные ресурсы пластичности при последующей деформационной обработке.However, this steel, due to the limited alloying of silicon, molybdenum and nickel, has reduced characteristics of impact strength and transverse narrowing in the longitudinal and transverse directions in the quenched and highly tempered state (T tempering = 610 о С) and, therefore, has limited ductility resources during the subsequent deformation processing.
Задачей изобретения является создание такого химического состава высокопрочной низколегированной среднеуглеродистой мартенситной стали, который бы позволил использовать ее в качестве материала для изготовления высоконагруженных ответственных деталей, работающих в различных силовых режимах. The objective of the invention is the creation of such a chemical composition of high-strength low-alloy medium-carbon martensitic steel, which would allow its use as a material for the manufacture of highly loaded critical parts operating in various power modes.
Эта задача решается тем, что высокопрочная низколегированная среднеуглеродистая мартенситная сталь, имеющая в своем составе углерод, марганец, кремний, хром, молибден, алюминий, титан и железо, согласно изобретению, содержит мас. % : Углерод 0,50-0,62 Марганец 0,42-0,82 Кремний 0,80-1,80 Хром 1,10-1,40 Молибден 0,15-0,60 Алюминий 0,02-0,15 Титан 0,02-012
Остальное железо и обычные примеси.This problem is solved in that the high-strength low-alloy medium-carbon martensitic steel, comprising carbon, manganese, silicon, chromium, molybdenum, aluminum, titanium and iron, according to the invention, contains wt. %: Carbon 0.50-0.62 Manganese 0.42-0.82 Silicon 0.80-1.80 Chromium 1.10-1.40 Molybdenum 0.15-0.60 Aluminum 0.02-0.15 Titanium 0.02-012
The rest is iron and ordinary impurities.
Такой химический состав высокопрочной низколегированной среднеуглеродистой мартенситной стали, позволяет получить материал, пригодный для использования в машиностроении для изготовления ковочно-штамповочного и прокатного оборудования, деталей несущих конструкций авиационной техники и различных видов транспорта, а также для изготовления ответственных высоконагруженных деталей, работающих в различных силовых режимах: от повторно-статических или циклических до ударных высокоскоростных нагрузок. Such a chemical composition of high-strength low-alloy medium-carbon martensitic steel makes it possible to obtain material suitable for use in mechanical engineering for the manufacture of forging and stamping and rolling equipment, parts of supporting structures of aircraft and various types of vehicles, as well as for the manufacture of critical high-loaded parts operating in various power modes : From re-static or cyclic to shock high-speed loads.
Возможно, чтобы сталь дополнительно содержала никель в пределах от 0 до 2,4 мас. %. Это способствует повышению вязкости и прокаливаемости стали. В случае, когда содержание указанного никеля находится в пределах от 1,65 до 2,0 мас. % , молибден должен содержаться в пределах от 0,35 до 0,60 мас.%. Это дает возможность сформировать достаточное количество упрочняющих теплостойких карбидных выделений и ограничивает возможность развития отпускной хрупкости. It is possible that the steel additionally contains nickel in the range from 0 to 2.4 wt. % This helps to increase the viscosity and hardenability of steel. In the case when the content of the specified Nickel is in the range from 1.65 to 2.0 wt. %, molybdenum should be contained in the range from 0.35 to 0.60 wt.%. This makes it possible to form a sufficient number of hardening heat-resistant carbide precipitates and limits the possibility of development of temper brittleness.
Указанный кремний целесообразно выбрать в пределах от 1,1 до 1,4 мас.%. Это обеспечивает оптимальную кинетику и характер структурных изменений в процессе отпуска. The specified silicon, it is advisable to choose in the range from 1.1 to 1.4 wt.%. This ensures optimal kinetics and the nature of structural changes during the tempering process.
Высокопрочная низколегированная среднеуглеродистая мартенситная сталь может дополнительно содержать церий в пределах от 0 до 0,02 мас.%. Это позволяет дополнительно раскислить и десульфурировать сталь. High-strength low-alloy medium-carbon martensitic steel may additionally contain cerium in the range from 0 to 0.02 wt.%. This allows additional deoxidation and desulfurization of steel.
В дальнейшем изобретение поясняется конкретными примерами его осуществления, таблицами химического состава конкретных образцов и механическими характеристиками выплавленного материала. The invention is further illustrated by specific examples of its implementation, tables of the chemical composition of specific samples and the mechanical characteristics of the melted material.
На чертеже изображен график влияния содержания никеля в составе стали на ударную вязкость. The drawing shows a graph of the effect of nickel content in the composition of steel on toughness.
Патентуемая высокопрочная низколегированная среднеуглеродистая мартенситная сталь содержит указанные компоненты в предлагаемом соотношении. Patented high-strength low-alloy medium-carbon martensitic steel contains these components in the proposed ratio.
Обычные примеси в сталях - это, как правило, сера, фосфор и медь. Суммарное содержание серы и фосфора при выплавке в электропечах обычно понижают до уровня меньше 0,035%. Содержание меди - меньше 0,03%. Common impurities in steels are usually sulfur, phosphorus and copper. The total content of sulfur and phosphorus during smelting in electric furnaces is usually reduced to a level of less than 0.035%. The copper content is less than 0.03%.
В табл. 1 представлены только сера и фосфор. In the table. 1 shows only sulfur and phosphorus.
Сталь с конкретным опытным составом, подтверждающим целесообразность выбора указанных пределов, представлена в табл. 1. Выплавку стали проводили по стандартной широко известной технологии в электропечах емкостью 18 т при температуре 1580-1600оС, длительность плавки 4 ч. Обработку расплава алюминием, титаном проводили по окончании плавки перед выпуском стали.Steel with a specific experimental composition, confirming the feasibility of choosing these limits, is presented in table. 1. steelmaking performed by standard techniques well known in the electric capacity of 18 tons at a temperature of 1580-1600 ° C, the melting duration 4 h. The treatment of the melt of aluminum, titanium was performed at the end of melting prior to release steel.
После прокатки и обычной термической обработки образцы, представленные в табл. 1, обладают механическими характеристиками, указанными в табл. 2. After rolling and conventional heat treatment, the samples presented in table. 1 have the mechanical characteristics indicated in table. 2.
Углерод обеспечивает прочность и твердость, необходимые в условиях эксплуатации изделий, изготавливаемых из предлагаемой стали. Если содержание углерода превышает 0,62 мас.% (см. пример 13 в табл. 1 и 2), то значительно снижается поперечное сужение. Если углерода меньше 0,5 мас.% (см. примеры 10 и 15 в табл. 1 и 2), снижается временное сопротивление разрыву. Carbon provides the strength and hardness required in the operating conditions of products made from the proposed steel. If the carbon content exceeds 0.62 wt.% (See example 13 in tables. 1 and 2), the transverse narrowing is significantly reduced. If the carbon is less than 0.5 wt.% (See examples 10 and 15 in tables. 1 and 2), the temporary tensile strength is reduced.
Марганец необходим для обеспечения прокаливаемости и подавления красноломкости в случае присутствия серы. Многолетний опыт эксплуатации сталей указанного типа позволяет выбрать содержание марганца в пределах 0,42-0,82 мас. %. Более высокое содержание марганца приводит к возникновению хрупкого растрескивания при деформационной обработке и эксплуатации деталей (см. пример 9 в табл. 1 и 2). Manganese is necessary to ensure hardenability and suppress red cracking in the presence of sulfur. Many years of experience in the operation of steels of this type allows you to choose a manganese content in the range of 0.42-0.82 wt. % A higher manganese content leads to brittle cracking during deformation processing and operation of parts (see example 9 in tables 1 and 2).
Кремний обеспечивает оптимальную кинетику и характер структурных изменений в процессе отпуска и рафинирование стали в процессе ее выплавки. Содержание кремния выше 2 мас.% увеличивает опасность образования неметаллических включений, присутствие которых в высокопрочных сталях вызывает снижение усталостной прочности. Содержание кремния выше 1,8 мас.% (см. пример 8 в табл. 1 и 2) приводит к охрупчиванию материала. Если кремния меньше 0,8 мас.% (см. пример 11 в табл. 1 и 2) существенно понижено временное сопротивление разрыву и пластичность стали. Таким образом, наилучшее сочетание свойств соответствует содержанию кремния в пределах 1,1-1,8 мас.% (см. примеры с 1 по 7 в табл. 1 и 2). Silicon provides optimal kinetics and the nature of structural changes during tempering and refining of steel during its smelting. A silicon content above 2 wt.% Increases the risk of the formation of non-metallic inclusions, the presence of which in high-strength steels causes a decrease in fatigue strength. The silicon content above 1.8 wt.% (See example 8 in tables. 1 and 2) leads to embrittlement of the material. If silicon is less than 0.8 wt.% (See example 11 in tables. 1 and 2), the tensile strength and ductility of the steel are significantly reduced. Thus, the best combination of properties corresponds to a silicon content in the range of 1.1-1.8 wt.% (See examples 1 to 7 in tables 1 and 2).
Хром повышает характеристики прочности стали в процессе термической обработки, способствует повышению прокаливаемости и формированию оптимальной мелкодисперсной структуры при упрочняющей обработке. Многолетний опыт эксплуатации сталей указанного типа позволяет выбрать содержание хрома в пределах от 1,1 до 1,4 мас.%. Более высокое содержание хрома приводит к снижению пластичности стали (см. пример 9 в табл. 1 и 2). Chromium improves the strength characteristics of steel during heat treatment, helps to increase hardenability and the formation of an optimal fine structure during hardening. Many years of experience in the operation of steels of this type allows you to choose the chromium content in the range from 1.1 to 1.4 wt.%. A higher chromium content leads to a decrease in the ductility of steel (see example 9 in tables. 1 and 2).
Молибден дает важный вклад в формирование упрочняющих теплостойких карбидных выделений, увеличивает прокаливаемость и подавляет отпускную хрупкость. Пределы легирования молибденом выбраны с учетом многолетнего опыта эксплуатации подобных материалов. Если молибдена меньше 0,35 мас.% (см. примеры 6, 8, 9, 10, 11 и 15 в табл. 1 и 2), или больше 0,6 мас.% (см. пример 12 в табл. 1 и 2), наступает заметное снижение характеристик пластичности и временного сопротивления разрыву. Molybdenum makes an important contribution to the formation of hardening heat-resistant carbide precipitates, increases hardenability and suppresses temper brittleness. The limits of alloying with molybdenum are selected taking into account the many years of experience in operating such materials. If the molybdenum is less than 0.35 wt.% (See examples 6, 8, 9, 10, 11 and 15 in tables. 1 and 2), or more than 0.6 wt.% (See example 12 in table. 1 and 2), there is a noticeable decrease in ductility and temporary tensile strength.
Титан введен в состав предлагаемой стали в пределах от 0,02 до 0,12 мас. % как сильный карбидообразователь, улучшающий характеристики прочности и пластичности материала вследствие сдерживающего влияния титана на рост зерна, в основном, на стадии кристаллизации и, частично, при последующем горячем деформировании и термической обработке. Пределы легирования титаном выбраны на основании многолетнего практического опыта заявителей. Titanium is introduced into the composition of the proposed steel in the range from 0.02 to 0.12 wt. % as a strong carbide former that improves the strength and ductility characteristics of the material due to the restraining effect of titanium on grain growth, mainly at the crystallization stage and, in part, during subsequent hot deformation and heat treatment. The limits of titanium alloying are selected based on the applicants' many years of practical experience.
Алюминий вводят в пределах от 0,02 до 0,15 мас.% для раскисления предлагаемой стали и измельчения ее структуры. Пределы легирования алюминием также выбраны на основании многолетнего практического опыта заявителей. Aluminum is introduced in the range from 0.02 to 0.15 wt.% For deoxidation of the proposed steel and grinding of its structure. The limits of alloying with aluminum are also selected based on the applicants' many years of practical experience.
В указанный состав стали может быть введен никель в пределах от 0 до 2,4 мас.% (состав и свойства стали, не содержащей никель представлены примером 9 в табл. 1 и 2). Все остальные конкретные примеры подтверждают целесообразность введения никеля в состав патентуемой стали. Nickel in the range from 0 to 2.4 wt.% Can be added to this steel composition (the composition and properties of nickel-free steel are shown in Example 9 in Tables 1 and 2). All other specific examples confirm the feasibility of introducing nickel into the composition of patentable steel.
Если никеля меньше 0,3 мас.%, наблюдают существенное снижение пластичности стали (см. пример 9, 12 в табл. 1 и 2). If nickel is less than 0.3 wt.%, A significant decrease in the ductility of steel is observed (see Example 9, 12 in Tables 1 and 2).
Если никеля больше 2,0 мас.%, он продолжает оказывать благоприятное влияние на свойства стали, что чрезмерно увеличивает ее стоимость. If nickel is more than 2.0 wt.%, It continues to exert a beneficial effect on the properties of steel, which excessively increases its cost.
Если содержание никеля выбирают в пределах от 1,65 до 2,0 мас.%, то в этом случае содержание молибдена следует выбрать в пределах от 0,35 до 0,60 мас. % . Это также подтверждено конкретными примерами (см. примеры 7, 14 и 2-5 в табл. 1 и 2). If the nickel content is selected in the range from 1.65 to 2.0 wt.%, Then in this case, the molybdenum content should be selected in the range from 0.35 to 0.60 wt. % This is also confirmed by specific examples (see examples 7, 14 and 2-5 in tables. 1 and 2).
Влияние содержания никеля на ударную вязкость у заявленной стали показано в табл. 3 и на чертеже, из которой видно, что с ростом содержания никеля в составе стали происходит существенное возрастание одной из основных характеристик трещиностойкости материала - ударной вязкости. The effect of nickel content on the toughness of the declared steel is shown in table. 3 and in the drawing, from which it can be seen that with an increase in the nickel content in the steel composition, one of the main characteristics of the crack resistance of the material — the impact strength — substantially increases.
Церий вводят в предлагаемую сталь в количестве от 0 до 0,05 мас.% с целью ее раскисления, десульфурации и измельчения структуры за счет образования тугоплавких соединений церия с кислородом и серой. Пределы легирования церием выбраны на основании многолетнего практического опыта заявителей (см. примеры 7, 13, 14 и с 2 по 5 в табл. 1 и 2). Дополнительную обработку церием проводят в ковше перед разливкой. Cerium is introduced into the proposed steel in an amount of from 0 to 0.05 wt.% For the purpose of deoxidation, desulfurization and grinding of the structure due to the formation of refractory compounds of cerium with oxygen and sulfur. The cerium doping limits were selected based on the applicants' many years of practical experience (see examples 7, 13, 14 and 2 to 5 in Tables 1 and 2). Additional cerium treatment is carried out in the ladle before casting.
Таким образом, из анализа данных табл. 1 и 2 видно, что с увеличением содержания никеля и молибдена наблюдается рост временного сопротивления разрыву, характеристик пластичности и ударной вязкости. Thus, from the analysis of the data table. 1 and 2, it is seen that with an increase in the nickel and molybdenum content, an increase in the tensile strength, ductility and toughness is observed.
Заявленная высокопрочная низколегированная среднеуглеродистая мартенситная сталь имеет следующие механические характеристики:
Временное сопро- тивление разрыву σв=2400-2800 МПа
Относительное удлинение σ =10-14% Твердость, HRC более 56 Ударная вяз- кость, KCU более 40 Дж/см2
Таким образом, по комплексу указанных характеристик патентуемая сталь превосходит известные применяемые стали данного класса в 1,5-2,0 раза. Ударная вязкость патентуемой стали сохраняется на достаточно высоком уровне при снижении температуры вплоть до -70оС. Сталь находит применение в изделиях высокой прочности и износостойкости для различных отраслей машиностроения, в том числе дорожно-транспортного, например, инструмент для вскрытия дорожного покрытия, авиационного, например, силовые конструкции шасси самолета, строительного, сельскохозяйственного и текстильного, например, торсионы для ткацких станков, буровой техники, например, валы для турбобуров, штампового инструмента, а также различных изделий машиностроения с повышенными демпфирующими свойствами. По своим характеристикам патентуемая сталь не уступает мартенситно-стареющим сталям, но при этом превосходит их по удельной прочности.The claimed high-strength low-alloy medium-carbon martensitic steel has the following mechanical characteristics:
Temporary tear resistance σ in = 2400-2800 MPa
Elongation σ = 10-14% Hardness, HRC more than 56 Impact strength, KCU more than 40 J / cm 2
Thus, in terms of the combination of these characteristics, patentable steel exceeds 1.5-2.0 times the known used steels of this class. Impact strength steel patentable retained at a high level when the temperature drops down to -70 ° C. The steel finds application in products of high strength and durability for various branches of engineering, including traffic, for example, a tool for opening the road surface, air, for example, power structures of the aircraft landing gear, construction, agricultural and textile, for example, torsion bars for looms, drilling equipment, for example, shafts for turbodrills, stamping tools one as well as various engineering products with improved damping properties. According to its characteristics, patentable steel is not inferior to martensitic-aging steels, but at the same time surpasses them in specific strength.
Применение патентуемой стали позволяет значительно сократить расходы материалов на единицу изделия и применение остродефицитных и дорогостоящих легирующих элементов, таких как кобальт, никель и др. The use of patentable steel can significantly reduce the cost of materials per unit of product and the use of severely deficient and expensive alloying elements, such as cobalt, nickel, etc.
Claims (4)
Углерод - 0,50 - 0,62
Марганец - 0,42 - 0,82
Кремний - 0,80 - 1,80
Хром - 1,10 - 1,40
Молибден - 0,15 - 0,60
Алюминий - 0,02 - 0,15
Титан - 0,02 - 0,12
Железо - Остальное
2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит никель в количестве до 2,4 мас.%.1. STEEL containing carbon, manganese, silicon, chromium, molybdenum, aluminum, titanium and iron, characterized in that it contains components in the following ratio, wt.%:
Carbon - 0.50 - 0.62
Manganese - 0.42 - 0.82
Silicon - 0.80 - 1.80
Chrome - 1.10 - 1.40
Molybdenum - 0.15 - 0.60
Aluminum - 0.02 - 0.15
Titanium - 0.02 - 0.12
Iron - Else
2. Steel according to claim 1, characterized in that it additionally contains nickel in an amount of up to 2.4 wt.%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5049613 RU2031179C1 (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5049613 RU2031179C1 (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Steel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2031179C1 true RU2031179C1 (en) | 1995-03-20 |
Family
ID=21607964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5049613 RU2031179C1 (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2031179C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2617070C1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-04-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | High-strength low-alloy constructional steel |
| EP2602349A4 (en) * | 2010-08-06 | 2017-06-21 | Posco | High carbon chromium bearing steel, and preparation method thereof |
| RU2685452C1 (en) * | 2018-08-09 | 2019-04-18 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | High damping steel with a specified level of damping properties and an article made from it |
| RU2800436C1 (en) * | 2022-08-29 | 2023-07-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) | Method for manufacturing a billet for a cutting blade tool for agricultural excavation equipment from high-strength steel |
-
1992
- 1992-06-25 RU SU5049613 patent/RU2031179C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент США N 4318739, кл. C 22C 38/06, 1982. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2602349A4 (en) * | 2010-08-06 | 2017-06-21 | Posco | High carbon chromium bearing steel, and preparation method thereof |
| RU2617070C1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-04-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | High-strength low-alloy constructional steel |
| RU2685452C1 (en) * | 2018-08-09 | 2019-04-18 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") | High damping steel with a specified level of damping properties and an article made from it |
| RU2800436C1 (en) * | 2022-08-29 | 2023-07-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) | Method for manufacturing a billet for a cutting blade tool for agricultural excavation equipment from high-strength steel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2770077B1 (en) | Bearing steel and method for producing same | |
| CN101671792B (en) | Spring steel and its preparation method | |
| RU2482212C2 (en) | High-strength steel alloy with high impact resilience | |
| EP0236505A1 (en) | Case-hardening steel and process for its production | |
| CN108165880A (en) | A kind of middle chromium shock resistance high-temperature antiwear alloy steel and preparation method thereof | |
| US4157258A (en) | Case-hardening alloy steel and case-hardened article made therefrom | |
| RU2683173C1 (en) | High-strength nonmagnetic corrosion-resistant steel | |
| US20120055288A1 (en) | Method of Making a High Strength, High Toughness, Fatigue Resistant, Precipitation Hardenable Stainless Steel and Product Made Therefrom | |
| KR101696967B1 (en) | High Strength High Toughness Steel Alloy | |
| AU2002257862B2 (en) | Reinforced durable tool steel, method for the production thereof, method for producing parts made of said steel, and parts thus obtained | |
| JP3565960B2 (en) | Bearing steel, bearings and rolling bearings | |
| US11390936B2 (en) | Spring steel | |
| RU2042734C1 (en) | Steel | |
| RU2031179C1 (en) | Steel | |
| JP3874557B2 (en) | Free-cutting non-tempered steel with excellent toughness | |
| JPH07116550B2 (en) | Low alloy high speed tool steel and manufacturing method thereof | |
| SU1759944A1 (en) | Structural steel | |
| EP0514480B1 (en) | High strength, high fracture toughness alloy | |
| JPS62274052A (en) | Case hardening steel for bearings | |
| CN111057964B (en) | Steel for high-strength knuckle of new energy automobile and preparation method and application thereof | |
| JPWO2019035401A1 (en) | Steel with high hardness and excellent toughness | |
| JP2010531933A (en) | High strength and toughness rotating shaft material | |
| JPH06287677A (en) | Non-heat treated steel for high strength hot forging | |
| KR930003643B1 (en) | High toughness non-coated steel with controlled inclusion shape | |
| RU2100470C1 (en) | Steel |