Патент на изобретение №2364657

(54) СТАЛЬ

(57) Реферат:

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.

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.%:

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.%:

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.%:

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.

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.%: