RU2303647C2 - Steel - Google Patents
Steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2303647C2 RU2303647C2 RU2005118255/02A RU2005118255A RU2303647C2 RU 2303647 C2 RU2303647 C2 RU 2303647C2 RU 2005118255/02 A RU2005118255/02 A RU 2005118255/02A RU 2005118255 A RU2005118255 A RU 2005118255A RU 2303647 C2 RU2303647 C2 RU 2303647C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- strength
- vanadium
- aluminum
- calcium
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 32
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 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
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract 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 abstract description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 5
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- -1 0.001-0.01 Chemical compound 0.000 abstract description 6
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009435 building construction Methods 0.000 abstract 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству низколегированной листовой стали для строительных конструкций.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the production of low alloy sheet steel for building structures.
Известна низколегированная сталь 09Г2С, содержащая не более 0,12% С; 1,30-1,70% Mn; 0,5-0,8% Si; не более 0,030% Р; не более 0,035% S [1]. Уровень предела текучести листов толщиной 14 и 25 мм из этой стали сравнительно низкий и не превышает соответственно 330 Н/мм2 и 315 Н/мм2; значения ударной вязкости, определенной при испытании образцов при -40°С и -70°С, не превышают соответственно 0,3-1,0 и 0,2 МДж/м2.Known low-alloy steel 09G2S, containing not more than 0.12%; 1.30-1.70% Mn; 0.5-0.8% Si; not more than 0.030% P; not more than 0.035% S [1]. The yield strength of sheets with a thickness of 14 and 25 mm made of this steel is relatively low and does not exceed respectively 330 N / mm 2 and 315 N / mm 2 ; values of impact strength, determined during testing of samples at -40 ° C and -70 ° C, do not exceed 0.3-1.0 and 0.2 MJ / m 2, respectively.
Наиболее близким аналогом изобретения является низколегированная листовая сталь [2], содержащая, мас.%: углерод 0,01 до менее 0,12, марганец 1,30-1,70, кремний 0,50-0,80, алюминий 0,005-0,020, хром 0,01-0,30, никель 0,01-0,30, медь 0,01-0,30, азот 0,005-0,015, ванадий 0,03-0,09, кальций 0,001-0,1, железо - остальное.The closest analogue of the invention is low-alloy sheet steel [2], containing, wt.%: Carbon 0.01 to less than 0.12, manganese 1.30-1.70, silicon 0.50-0.80, aluminum 0.005-0.020 , chromium 0.01-0.30, nickel 0.01-0.30, copper 0.01-0.30, nitrogen 0.005-0.015, vanadium 0.03-0.09, calcium 0.001-0.1, iron - the rest.
Существенным недостатком стали являются сравнительно низкие прочностные свойства (σт не более 375 Н/мм2) и сопротивление хрупкому разрушению (KCU-70≤0,2 МДж/м2).A significant disadvantage of steel is the relatively low strength properties (σ t not more than 375 N / mm 2 ) and resistance to brittle fracture (KCU -70 ≤0.2 MJ / m 2 ).
Техническая задача изобретения - повышение прочностных свойств и ударной вязкости при -70°С. Для достижения этого сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, алюминий, хром, никель, медь, азот, ванадий, кальций и железо, отличается тем, что она дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical task of the invention is to increase the strength properties and impact strength at -70 ° C. To achieve this, steel containing carbon, manganese, silicon, aluminum, chromium, nickel, copper, nitrogen, vanadium, calcium and iron, characterized in that it additionally contains titanium in the following ratio, wt.%:
Состав заявляемой стали выбран с учетом следующих предпосылок.The composition of the inventive steel is selected taking into account the following premises.
Алюминий в заявляемых пределах обеспечивает исключение образования пленочных включений сульфидов, выпадающих по границам зерен в процессе кристаллизации, снижение содержания кислорода и серы в стали, измельчение аустенитного зерна за счет образующихся в достаточном количестве нитридов алюминия, что приводит к увеличению ударной вязкости листового проката при положительных и отрицательных температурах (до -70°С). При содержании алюминия менее 0,021% размер зерна аустенита увеличивается, уменьшается ударная вязкость стали. Увеличение концентрации алюминия более 0,05% приводит к загрязнению металла строчечными включениями глинозема и алюминатов кальция, снижению технологической пластичности стали.Aluminum within the claimed limits ensures the elimination of the formation of film inclusions of sulfides that precipitate along the grain boundaries during crystallization, a decrease in the oxygen and sulfur content in steel, grinding of austenitic grain due to the formation of a sufficient amount of aluminum nitrides, which leads to an increase in the toughness of sheet metal with positive and negative temperatures (up to -70 ° C). When the aluminum content is less than 0.021%, the grain size of austenite increases, the toughness of steel decreases. An increase in aluminum concentration of more than 0.05% leads to metal contamination with line inclusions of alumina and calcium aluminates, and a decrease in the technological plasticity of steel.
Кальций, присутствующий в стали в пределах 0,001-0,006%, исключает образование строчечных включений глинозема, обеспечивает образование глобулярных включений алюминатов кальция. Вступая в реакцию с серой, кальций нейтрализует ее вредное влияние, модифицирует включения сульфидов. Кроме того, заявляемое содержание кальция в стали гарантирует хорошую раскисленность стали (низкого содержания в ней кислорода), что снижает вероятность загрязнения металла другими оксидными включениями. Повышение чистоты стали по вредным примесям кислорода и серы, строчечным оксидным включениям и образование включений глобулярной формы при раскислении металла силикокальцием обеспечивает повышение хладостойкости листового проката.Calcium, which is present in steel in the range of 0.001-0.006%, eliminates the formation of line-wise inclusions of alumina, provides the formation of globular inclusions of calcium aluminates. Reacting with sulfur, calcium neutralizes its harmful effect, modifies the inclusion of sulfides. In addition, the claimed calcium content in the steel guarantees good deoxidation of the steel (low oxygen content), which reduces the likelihood of contamination of the metal with other oxide inclusions. Increasing the purity of steel by harmful impurities of oxygen and sulfur, line oxide inclusions and the formation of globular inclusions during the deoxidation of metal by silicocalcium provides an increase in the cold resistance of sheet metal.
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 0,12% удорожает стоимость стали без какого-либо увеличения механических свойств. При содержании ванадия в металле менее 0,09% положительное влияние его на измельчение зерна аустенита значительно снижается. Известно, что заметное действие ванадия на измельчение аустенитного зерна наблюдается при концентрации его более 0,06%.Vanadium introduced into the steel purifies the solid solution from nitrogen. Combining with nitrogen and carbon, it forms dispersed carbonitrides, which provide significant hardening of steel and grinding of austenite grain and, therefore, increase the cold resistance of steel. Exceeding the vanadium content of more than 0.12% increases the cost of steel without any increase in mechanical properties. When the vanadium content in the metal is less than 0.09%, its positive effect on the grinding of austenite grains is significantly reduced. It is known that a noticeable effect of vanadium on the grinding of austenitic grain is observed at a concentration of more than 0.06%.
Азот в заявленных пределах, вступая в соединение с ванадием и алюминием, обеспечивает упрочнение стали образующимися карбонитридами ванадия и нитридами алюминия, значительное измельчение зерна аустенита и повышение ударной вязкости при отрицательных температурах.Nitrogen within the stated limits, joining with vanadium and aluminum, provides hardening of the steel with the resulting vanadium carbonitrides and aluminum nitrides, a significant refinement of austenite grain and an increase in impact strength at low temperatures.
Никель, присаживаемый в данных пределах, позволяет увеличить пластичность и ударную вязкость при низких температурах.Nickel seated within these limits can increase ductility and toughness at low temperatures.
Хром, присаживаемый в пределах 0,01-0,3%, создает условия для повышения предела прочности и текучести. При повышении его содержания несколько снижается ударная вязкость.Chromium, sitting in the range of 0.01-0.3%, creates conditions for increasing the tensile strength and yield strength. With an increase in its content, the toughness decreases slightly.
Применение титана в стали обусловлено тем, что он, являясь сильным раскислителем, дегазатором и десульфуратором, при выплавке металла образует с углеродом чрезвычайно прочный и устойчивый карбид титана, содержащий около 20% углерода. Образующиеся карбонитриды титана в жидкой стали являются дополнительными центрами кристаллизации, способствуют получению более мелкой структуры слитков и отливок. Карбиды и карбонитриды титана сильно измельчают зерно аустенита, понижают чувствительность к перегреву, сдерживают рост зерна аустенита при нагреве до высоких температур (~1250°С). Введение титана в низкоуглеродистую сталь, легированную Mn, Si, Cr, Ni, улучшают свариваемость, так как он, связывая углерод в карбид титана, уменьшает склонность к закалке в зоне сварного шва (предупреждает появление сварочных трещин). При увеличении содержания титана в стали выше 0,01% сопротивление хрупкому разрушению снижается.The use of titanium in steel is due to the fact that, being a strong deoxidizer, degasser and desulfurizer, when smelted, the metal forms extremely strong and stable titanium carbide with carbon containing about 20% carbon. The resulting titanium carbonitrides in liquid steel are additional centers of crystallization and contribute to obtaining a finer structure of ingots and castings. Titanium carbides and carbonitrides strongly grind austenite grain, reduce sensitivity to overheating, and inhibit the growth of austenite grain when heated to high temperatures (~ 1250 ° C). The introduction of titanium into mild steel alloyed with Mn, Si, Cr, Ni improves weldability, since it, by binding carbon to titanium carbide, reduces the tendency to quench in the weld zone (prevents the appearance of weld cracks). With an increase in the titanium content in steel above 0.01%, the resistance to brittle fracture decreases.
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.To determine the strength properties and impact strength, steel with the claimed boundary values of chemical elements was smelted in a 40-ton electric arc furnace. Steel rolling was carried out on sheets with a thickness of 30 mm.
Химический состав и механические свойства листов толщиной 30 мм из заявляемой стали различного состава приведены в таблице.The chemical composition and mechanical properties of sheets with a thickness of 30 mm from the inventive steel of various compositions are shown in the table.
Согласно данным приведенных испытаний заявляемая сталь в сравнении с прототипом обладает следующими преимуществами: повышаются прочностные свойства и ударная вязкость.According to the above tests, the inventive steel in comparison with the prototype has the following advantages: increased strength properties and impact strength.
Листы толщиной 30 мм из стали заявляемого состава соответствуют высшему классу прочности ГОСТ 19281 (σт=390-440 Н/мм2) для листов из стали 10ХСНД и 16Г2АФ. Уровень ударной вязкости этих листов в горячекатаном состоянии, определенной при -70°С и после механического старения по ГОСТ 19281, в 3-5 раз выше требуемого.Sheets of 30 mm thickness made of steel of the claimed composition correspond to the highest strength class GOST 19281 (σ t = 390-440 N / mm 2 ) for sheets of steel 10KHSND and 16G2AF. The level of impact strength of these sheets in the hot-rolled state, determined at -70 ° C and after mechanical aging according to GOST 19281, is 3-5 times higher than required.
Источники информацииInformation sources
1. ГОСТ 19281.1. GOST 19281.
2. Патент №2160322, С22С 38/46, 38/58.2. Patent No. 2160322, C22C 38/46, 38/58.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005118255/02A RU2303647C2 (en) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | Steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005118255/02A RU2303647C2 (en) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | Steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005118255A RU2005118255A (en) | 2006-12-20 |
| RU2303647C2 true RU2303647C2 (en) | 2007-07-27 |
Family
ID=37666593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005118255/02A RU2303647C2 (en) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | Steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2303647C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2323952A1 (en) * | 1999-01-28 | 2000-08-03 | Yasutaka Okada | Machine structural steel product |
| RU2160322C2 (en) * | 1997-12-30 | 2000-12-10 | Открытое акционерное общество "Кузнецкий металлургический комбинат" | Steel |
| JP2001335881A (en) * | 2000-05-31 | 2001-12-04 | Nkk Corp | High strength steel for welded structures |
| GB2382590A (en) * | 2001-10-03 | 2003-06-04 | Kobe Steel Ltd | Sheet steel containing martensite |
-
2005
- 2005-06-14 RU RU2005118255/02A patent/RU2303647C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2160322C2 (en) * | 1997-12-30 | 2000-12-10 | Открытое акционерное общество "Кузнецкий металлургический комбинат" | Steel |
| CA2323952A1 (en) * | 1999-01-28 | 2000-08-03 | Yasutaka Okada | Machine structural steel product |
| JP2001335881A (en) * | 2000-05-31 | 2001-12-04 | Nkk Corp | High strength steel for welded structures |
| GB2382590A (en) * | 2001-10-03 | 2003-06-04 | Kobe Steel Ltd | Sheet steel containing martensite |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005118255A (en) | 2006-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101981216B (en) | Alloy-saving duplex stainless steel with good corrosion resistance and toughness in welding heat-affected zone | |
| EP2881485B1 (en) | Abrasion resistant steel plate with high strength and high toughness, and process for preparing same | |
| JP3763573B2 (en) | Spring steel with improved hardenability and pitting corrosion resistance | |
| WO2008018242A1 (en) | Two-phase stainless steel | |
| EP3617337A1 (en) | HIGH-Mn STEEL AND PRODUCTION METHOD THEREFOR | |
| CN111433381B (en) | High Mn steel and method for producing same | |
| EP1111080A2 (en) | Maraging steel having high fatigue strength and maraging steel strip made of same | |
| EP1518939A1 (en) | Sulfur free cutting steel for machine structural use | |
| JP2002206148A (en) | Austenitic stainless steel sheet with low work cracking susceptibility and method for producing the same | |
| JP2000034538A (en) | Machine structural steel with excellent turning workability | |
| WO2020166538A1 (en) | High-mn steel and method for manufacturing same | |
| JPH08269632A (en) | High strength, high corrosion resistance nitrogen-containing austenitic stainless steel | |
| JP2010144204A (en) | High-nitrogen martensitic stainless steel | |
| RU2362815C2 (en) | Low-alloy steel and product implemented from it | |
| RU2040583C1 (en) | Steel | |
| RU2731223C1 (en) | High-strength welded cold-resistant steel and article made therefrom | |
| JP4223414B2 (en) | Powdered high-speed tool steel for rolling rolls with excellent wear resistance and toughness | |
| RU2303647C2 (en) | Steel | |
| JP5130472B2 (en) | Method for producing high-tensile steel material with excellent weld crack resistance | |
| RU2243288C1 (en) | Steel | |
| JP2006097040A (en) | Free-cutting stainless steel with excellent machinability | |
| RU2255999C1 (en) | Low-alloy steel | |
| RU2160322C2 (en) | Steel | |
| RU2690398C1 (en) | Method for production of low-alloy cold-resistant welded sheet metal | |
| JPH0536492B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100615 |