Сталь

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к производству низколегированных конструкционных сталей, предназначенных для изготовления листового проката повышенной прочности. Известна конструкционная сталь (А.с. СССР №1414876, кл. C22C38/28, Бюл. №29, 1988), следующего химического состава, мас.%: Сталь с приведенным химическим составом не обеспечивает оптимальное сочетание прочностных и пластических свойств и, кроме того, характеризуется ограниченной свариваемостью. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является конструкционная сталь (ТУ 14 - 16 - 58 - 92), предназначенная для изготовления высокопрочного листового проката, следующего химического состава, мас.%: Известная сталь, благодаря оптимальному легированию, обеспечивает в горячекатаном листовом прокате прочностные свойства на уровне 700Н/мм2 (предел текучести) при удовлетворительных показателях пластичности и вязкости стали. Однако сталь такого химсостава не обеспечивает более высоких прочностных характеристик листового проката и, что особенно важно для конструкционного материала, требуемых характеристик технологической пластичности при испытании на изгиб в холодном состоянии. Одинаковыми признаками известного технического решения с предполагаемым изобретением является содержание следующих компонентов, мас.%: 0,15 - 0,20 углерода, 0,17 0,37 кремния, 0,03 - 0,06 ниобия, 0,02 - 0,05 алюминия, 0,002 - 0,008 кальция, Задачей настоящего изобретения является усовершенствование известного состава стали путем введения новых и корректировки процентного содержания известных компонентов, что позволит повысить прочностные характеристики за счет упрочнения матрицы и повышения устойчивости аустенита в температурной области его распада по диффузионному механизму и технологичную пластичность из-за снижения карбида хрома и модифицирования нитрид ной и сульфидной фазы, Сущность заявляемого технического решения заключается втом, что согласно известного ТУ 14 16 - 58 - 92 конструкционная сталь включает следующие компоненты, мас.%: 0,15 - 0,20 углерода, 0,17 - 0,37 кремния, 0,50 - 0,80 марганца, 1,50 - 2,00 хрома, 0,24 - 0,35 молибдена, 0,03 - 0,06 ниобия, 0,02 - 0,05 алюминия, 0,002 - 0,008 кальция, железо остальное, согласно предлагаемого - в составе стали увеличивают содержание марганца - до 0,9 - 1,30% и молибдена - до 0,30 - 0,55%, снижают содержание хрома до 1,30 - 1,80% и дополнительно вводят 0,0001 0,001% теллура. Увеличение в заявляемой стали содержания марганца до 0,90 - 1,30% и молибдена до 0,30 0,55% за счет сильного твердорастворного упрочнения матрицы и повышения устойчивости аустенита в температурной области его распада по диффузионному механизму, приводит к существенному росту прочностных характеристик материала. Так, предел текучести листового проката при указанном содержании марганца и молибдена гарантированно возрастает до 800 850Н/мм2. При содержании в известной стали хрома до 2% за счет легирования цементита хромом и частичным образованием специального тригонального карбида хрома снижается технологическая пластичность проката. Поэтому снижение содержания хрома в стали до 1,30 1,80% благоприятно сказывается на характеристиках пластичности, вязкости и, особенно, технологической пластичности при испытаниях листового проката на холодный загиб. Добавка в сталь теллура в количестве 0,0001 0,001% обеспечивает диспергирование и глобуляризацию сульфидов и нитридов, что приводит к дополнительному повышению вязкости и технологической пластичности металла. При введении в предлагаемую сталь марганца менее 0,90% и молибдена менее 0,30% снижаются прочностные характеристики листового проката. Легирование более 1,30% марганца и 0,55% молибдена вызывает резкое снижение вязкости и пластичности (в том числе и технологической) металла и улучшение свариваемости проката. При содержании в стали хрома менее 1,30% снижаются прочностные характеристики проката, а более 1,80% - ухудшается технологическая пластичность. При введении в сталь менее 0,0001% теллура снижается эффективность модифицирования нитридной и сульфидной фазы стали и, следовательно, технологическая пластичность, а при содержании теллура более 0,001% происходит снижение работы зарождения трещины и ударной вязкости вследствие обогащения границ зерен атомами теллура. Таким образом, причинно-следственная связь между совокупностью всех признаков изобретения и достижением технических результатов состоит в том, что только они, заявленные в указанных количествах, позволяют повысить прочность и технологическую пластичность листового проката. Предлагаем пример конкретного использования заявляемого химического состава высокопрочной конструкционной стали. В условиях опытного производства были выплавлены несколько плавок стали, химический состав которых соответствовал известному ТУ 14 16 - 58 - 92 и различным вариантам заявляемого технического решения. Химический состав опытных плавок приведен в табл.1. Металл опытных плавок отливали в 30 - кг слитки, которые, после проковки прокатывали на листовые карты толщиной 5мм. Из листовых карт изготавливали образцы для исследования структуры и механических свойств. Результаты механических испытаний представлены в табл.2. Из анализа результатов испытаний механических свойств следует, что отличительные признаки заявляемого технического решения позволяют изготовить сталь (табл., составы 2 - 4), которая по сравнению с известной сталью характеризуется значительно более высокими прочностными характеристиками и технологической пластичностью.