Сталь Советский патент 1993 года по МПК C22C38/48 C22C38/58 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к изысканию конструкционных сталей улучшенного качества, обладающих высокими прочностными и пластическими характеристиками, повышенной стойкостью против атмосферной коррозии и предназначенных для изготовления металлических конструкций, например, крепи горных выработок из специальных взаимозаменяемых профилей (СВП).

Низколегированная сталь для спец- профилей должна обеспечивать безопасную работу шахтной крепи с учетом ее многократного использования при существующей технологии изготовления и восстановления элементов путем изгиба и правки в холодном сое- тсянии. Чем больше сталь выдерживает без разрушения циклов, состоящих из деформации и восстановления, тем

большее количество раз ее можно использовать в восстанавливаемой арочной крепи. Это позволяет значительно повысить эффективность использования крепи и обеспечить ее безопасную работу

Известна сталь, содерх ащая, мас.%: Углерод 0,, 5 Марганец1,-2,0

Кремний 0,02-0,09 Медь0,05-0,

Хром0,05-0,Ь

НелезоОстальное

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является стали; содержащая, мае.:

Углерод 0,31-0, Марганец 1,,0 Кремний0,02-0,09

Медь0,05-0,0

w Ј

00

ю ю

Јь О

04

Хром0,()5-П,1(0

Ниобий0,041-0,020

ЖелезоОстальное

Недостатком известной стали явля- ется низкая атмосферная коррозионная стойкость в условиях шахт и недостаточная пластичность профиля при многократном изгибе.

Цель изобретения - повышение стой кости к атмосферной коррозии и улучшение пластичности стали при многократном изгибе.

Указанная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, медь, хром, ниобий и железо, дополнительно содержит никель и мышьяк при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод0,25-0,

Марганец1,2-1,8

Кремний0,02-0,15

Медь0,02-0,1+0

Хром0,02-0,1+0

Ниобий0,01-0,06

Никель0,02-0,20

Мышьяк0,01-0,20

ЖелезоОстальное

Дополнительное введение в состав предложенной стали никеля и мышьяка в количествах 0,02-0,20% и 0,01-0,20 соответственно способствует дополнительному погашению стойкости к атмосферной коррозии в условиях шахт и улучшению пластичности стали при многократном изгибе за счет увеличения растворимости меди в твердом раствор и препятствованию ее выделении в вид

структурно-свободной эпсилон-Фазы. i

Количественное соотношение лаяв-

ленных элементов выбрано исходя из следующего. Нижние пределы содержани углерода (0,253), марганца (1,2), ниобия (Г,01Г0 взять- из расчета получения требуемого уровня прочностны свойств стали в горячекатаных профилях СВП (предел текучести и временное сопротивление не меньше 1+5 и СО кг/мм2 соответственно).

Верхние пределы содержаний углерода (0,1+0%), марганца (1,8/0 ниобия (О,Обо) установлены соображениями обеспечения необходимых значений пластичности - проката.

Содержания никеля (0,02-0,20%), мышьяка (0,01-0,20%), меди (0,02- 0,) и хрома (0,02-0,) взято от предела, с которого их влияние на стойкость против атмосферной корро

5

0

5

Q

0

5

0

5

50

55

зии достаточно проявпяет -я, до значений, выше которых их ввод для указанной цели экономически цепесообразно.

Пределы по содержанию кремния (0,02-0,15%) диктуются необходимостью получить оптимальную степень раскис- ленности, соответствующую полуспокойной стали указанного состава.

В лабораторных электропечах емкостью 1,5 т произведены плавки предлагаемой стали.

Металл предлагаемой и известной стали прокатан в идентичных условиях на спецпрофиль СВП 17.

Исследования на склонность к атмосферной коррозии проведены на однотипных образцах в воздушной среде, имитирующей по температуре, составе и влажности атмосферу угольных и рудных шахт. Время сравнительных испытаний 5100 ч.

Для исследования способности спецпрофиля СВП 17 из предлагаемой и известной сталей выдерживать многократный изгиб и восстановления проведены два вида испытаний:

а)плоские стандартные образцы по ГОСТ 11+019-61+ подвергали многокоат- ному плотному изгибу на 180° при диаметре оправки, равном трон толщинам образцов, и поспедующему восстановлению вплоть до разрушения металла,

б)прямолинейные 1,5 метровые обрезки спецпрофиля подвергали многократному изгибу и восстановлению вплоть до разрушения металла.

При сравнении способности к многократному восстановлению спецпрофиля испытания балок из предлагаемой и известной сталей проводили по ужесточенному ремиму - до прогиба 150 мм.

Химический состав и результаты коррозионных и механических испытаний образцов проката опытных плавок в сопоставлении с известной сталью приведена в табл. 1 и 2.

Спецпрофили из предлагаемой стали выдерживали в холодном состоянии 13 деформаций до разрушения вместо 6-7 для известной, а также обладают повышенной стойкостью к атмосферной коррозии по сравнению с известной сталью.

Формула изобретения Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, медь, хром, ниобий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкоети против атмосферной киррозии и улучшения гммс тнчно ти гфи многократном иягиО . она дополнительно со держит никель и мышьяк при следующем соотношении компонентов, масД: Углерод0,25-0,0

Марганец1,2-1,8

П . (V 0 . 1 Ь О, -(l.M)

о,о:-о, ш о, о 1 - о. п л п.о/ п.:п

0,,20 Ост ; m.H -if

Изобретение относится к металлургии, а именно к сталям, предназначенным для изготовления металлических конструкций, например, крепи горных выработок из специальных взаимозаменяемых профилей. Сталь содержит, мас.$: углерод 0,25-0,0, марганец 1,2-1,8, кремний 0,02-0,15, медь 0,002-0,0, хром 0,02-0,0, ниобий 0,01-0,06, никель 0,02-0,20, мышьяк 0,01-0,20, железо - остальное. Сталь обладает высокими прочностными и пластическими характеристиками, повышенной стойкостью против атмосферной коррозии. 2 табл.

Т а 0 п и 4 я 1 Химический состав стали С I Mn I Si I Сг 1 Си Mb M I As I Fe

Предлагаемая сталь

10,251,20,020,020,020,010,020.01 Огтлпм

0,321,,080,210,200,030,100,11 1 же

30,01,80,150,00,,060,200,20

Изврсгная0,351,60,060,250,21О,ОН

Таблица 2

Результаты испытаний проката на многократный изгиб и коррозию Плавка

потери массы об- Среднее число деформаций разцог от атмос- изгибов и восстановлений (верной коррозии, до разрушения

f/м в сутки (тиспытаний по(испытаний по п. а. I п.б.

Предлагаемап столь

1 0,2013,0 13,2

2О,1C f 13,6 13,5

30,1913, И,О Изпсстн.эя 0,636,0 7,0

Составитель Г.Дудик Редактор С.Никольская Техред Л.Моргентал Корректор Л.Мотыль

Заказ 2120Тираж .39Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. Ц/$

-- - - - - «- - .« - --- - --« и,- - - . т . „..

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101