Сталь Советский патент 1981 года по МПК C22C38/46 

(54) СТАЛЬ

Изобретение относится к металлур гии, а конкретнее к конструкционным низкоуглеродисть1м сталям, применяемым в конструкциях судов и прибрежных морских сооружений. Известны низкоуглеродистые стали применяемые при строительстве судов и прибрежных морских сооружений, основным достоинством которых йвляе ся достаточно высокий уровень механ ческих свойств, коррозионная стойкость, удовлетворительная свариваемость и относительно низкая стоимость 1. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь 2, со держащая, вес.%: 0,11-0,15 Углерод 0,2-0,4 Кремний 0,80-1,05 Марганец 0,6-0,8 0,15-0,40 Вольфрам 0,02-0,05 Алюминий 0,75-0,95 1,4-2,0 Никель 0,55-0,65 Молибден 0,02-0,05 Ванадий О,.01-0,03 Остальное Железо Эта сталь после закалки и высокого отпуска обеспечивает следующие механические свойства в листах, которые представлены в табл. 1. Таблица Предел прочности, кгс/мм Предел текучести, кгс/мм Относительное удлинение, % Относительное сужение, % Ударная вязкость, Цц - 60°С, кгсм/см Однако известная сталь легирована значительным количеством дефицитных легирующих элементов, что существенно удорожает сталь и делает экономически невыгодным использование ее при строительстве металлоемких морс ких сооружений, для плавучих буровы установок, кроме того, она имеет ни кую сопротивляемость расщеплению в направлении толщины листа. Цель изобретения -. повышение соп тивляемости расщеплению в направлен толщины листа. Поставленная цель достигается те что сталь, содержащая углерод, крем ний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, медь, алюминий, церий и железо, дополнительно содержит ка ций при следующем соотношении компонентов, вес,% Углерод 0,09-0,13 Кремний 0,17-0,37 Марганец 0,9-1,3 Хром1,05-1,3 Никель 0,05-0,25 Молибден 0,20-0,27 Ванадий 0,01-0,03 Медь0,2-0,4 Алюминий 0,01-0,04 Церий0,01-0,04 Кальций 0,005-0,05 Железо Остальное Причем отношение содержания сер к суммарному содержанию кальция .и церия составляет 0,06-0,17, В качестве примесей сталь может содержать серу 0,005-0,010 вес.%. Ограничение содержания серы до 0,01% вызвано требованиями обеспечения высокого уровня свойств в вер тикальном направлении, что является особенно важным для сооружений, име щих большое количество тяжело нагру женных узлов, в которых материал ра ботает на расщепление. Указанное содержание серы обеспе чивает новое качество ста.аи, гарантирующее отсутствие слоис ых разруш ний сварных узлов. Содержание серы 0,005-0,01% - оптимально, так как при этом гарантируется отсутствие в стали слоистых разрушений и не вы вается существенного повышения стоимости в результате его десульфурации. В табл. 2 представлен химический состав стали и сопротивляемость рас щеплению; в табл. 2 - механические свойства предлагаемой стали в разных толщинах. Из приведенных в табл. 2 данных видно, что раздельно ограничения содержания серы, добавки кальция и церия не обеспечивают сопротивляемости стали слоистому разрушению, характеризуемой достаточно точно величиной относительного сужения в направлении толщины листа ( f должна быть не менее 35%). Исследования показали, что величина Т не зависит от соотношения других компонентов и определяется только соотношением содержания серы и добавок кальция и церия. Полученные экспериментальные данные позволяют заключить, что стойкость стали к слоистому разрушению (при не менее 35%) обеспечивается только тогда, когда отношение содержания серы к суммарному содержанию кальция и церия не более 1:6 ,170), Для более качественной оценки сопротивляемости стали слоистому разрушению, кроме испытаний разрывных образцов, вырезанных в направлении толщины, были проведены испытания сварных образцов типа окно. В этих испытаниях проба размером 25x150x150 из исследуемой стали вваривается вертикально в жесткую раму. В результате действия сварочных напряжений в направлении толщины исследуемой пробы в ней могут возникать или не возникать, в зависимости от сопротивляемости исследуемой стали слоистому разрушению, трещины, параллельные плоскости пробы и называемые слоистыми разрывами. Отношение суммарной длины сложных разрывов, выявляемых на пяти темплетах к длине пробы (K/L) является критерием стойкости стали к слоистым разрушениям (должно быть равно О). Как видно из испытаний образцов типа окно отнсяиение 8/L равно О и получается, когда Y не ниже 35%, а отношение .- , не менее 1/6. Предлагаемая сталь хорошо сваривается и прокаливается (листы толщиной 30-100 мм) и имеет удовлетворительную коррозионную стойкость в морской воде.

с; ю

(d В Формула изобретения Сталь,содержащая углерод, кремний марганец, хром, никель, молибден, ванадий, медь, алюминий, церий и же лезо, отличающаяся тем, что, с целью повыиения сопротивляемости расщеплению в направлении тол щины листа, она дополнительно содер жит кальций при следующем соотношен компонентов, вес.%: Углерод 0,09-0,13 Кремний 0,17-0,37 Марганец 0,9-1,3 Хром 1,05-1,3 Никель 0,05-0,25

Таблица Молибден 0,20-0,27 Ванадий 0,01-0,03 0,2-0,4 Алюминий 0,01-0,04 0,01-0,04 Кальций 0,005-0,05 Железо Остальное Источники информации, инятые во внимание при экспертизе 1.Стали для морских конструкций, кс-но Кагату, 1971, т. 27, № 7, 87-92. 2.Авторское свидетельство СССР 388053, кл. С 22 С 38/46, 1974,