Сталь

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к производству низколегированных конструкционных сталей, предназначенных для изготовления тонколистового проката для сложной вытяжки с повышенным сопротивлением воздействию атмосферной коррозии. Известна конструкционная сталь (ГОСТ 19281 - 73) следующего химического состава, мас.% Сталь приведенного химического состава характеризуется повышенной стойкостью в слабоагрессивных средах, однако характеристики технологической пластичности находятся на низком уровне и тонколистовой прокат, изготовленный из такой стали, не может быть применен для сложной вытяжки. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является конструкционная сталь следующего химического состава (ГОСТ 9045 - 80) мас.%: Известная сталь из-за низкого содержания углерода и кремния и легирования алюминием не склонна к деформационному старению и, характеризуясь высокой технологической пластичностью, может быть использована в листовом прокате для сложной вытяжки. Однако такая сталь имеет низкие характеристики коррозионной стойкости даже в слабоагрессивных средах и не обеспечивает требуемую долговечность конструкционного материала. Одинаковыми признаками известного технического решения с предполагаемым изобретением является содержание следующи х компонентов, мас.%: 0,04 - 0,07 углерода, 0,01 0,03 кремния, 0,25 - 0,35 марганца, 0,02 - 0,07 алюминия. Задачей настоящего изобретения является усовершенствование известного состава стали путем введения новых компонентов. Использование предлагаемого технического решения приводит к следующему те хническому результату: повышению коррозионной стойкости стали при сохранении требуемой технологической пластичности. Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что согласно известного (ГОСТ 9045 - 80) конструкционная сталь включает следующие компоненты, мас.%: 0,04 - 0,07 углерода, 0,01 - 0,03 кремния, 0,25 - 0,35 марганца, 0,02 - 0,07 алюминия, железо остальное, согласно предлагаемого - в состав стали дополнительно вводят 0,30 - 0,60 хрома, 0,15 - 0,30 меди, 0,005 - 0,01 циркония, и 0,001 0,003 иттрия. Легирование известной стали 0,30 - 0,60% хрома, 0,15 - 0,30% меди и 0,005 - 0,01% циркония приводит к значительному повышению характеристик коррозионной стойкости (особенно атмосферной коррозии) стали, так как при вылеживании в поверхностных слоях изделий образуется устойчивая коррозионностойкая пленка соединений указанных элементов с кислородом, которая препятствуе т проникновению ржавчины во внутренние слои изделий. Цирконий, кроме того, связывая углерод в сверхдисперсные карбиды, уменьшает гетерогенность структурных составляющих, чем дополнительно повышает стойкость к атмосферной коррозии, а также технологическую пластичность стали. Некоторое повышение прочностных характеристик и снижение пластичности стали изза введения хрома и меди компенсируется дополнительным введением в сталь 0,001 0,003% иттрия, который, имея большее сродство к азоту по сравнению с другими нитридообразующими элементами, связывает растворенный в металле азотодисперсные пластичные нитриды и действует, таким образом как эффективный рафинирующий агент, обеспечивающий существенное повышение пластичности и вязкости стали. Легирование предлагаемой стали хромом, медью и цирконием в количестве менее соответственно 0,30, 0,15 и 0,005% снижает характеристики коррозионной стойкости стали. При введении в сталь более 0,60% хрома повышается прочность и снижается технологическая пластичность проката, а более 0,30% меди - приводит к увеличению вероятности образования горячих трещин при прокатке. Введение в сталь более 0,01% циркония приводит к охрупчиванию стали и снижению технологической пластичности. При содержании в стали иттрия менее 0,001% уменьшается его рафинирующее влияние на нитридную фазу, что приводит к снижению технологической пластичности. Повышение содержания иттрия в стали более 0,003% практически не оказывает влияния на ее свойства. Таким образом, совокупность существенных отличительных признаков заявляемого технического решения и позволяет повысить коррозионную стойкость стали при сохранении требуемой технологической пластичности. Предлагаем пример конкретного использования заявляемого химического состава стали для сложной вытяжки. В условиях опытного производства выплавки нескольких плавок стали, химический состав которых соответствовал известному (ГОСТ 9045 80) 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 методами горячей и холодной прокатки в полосы толщиной 1мм, которые на завершающем этапе подвергали умягчающей термообработке и дрессировке. Полосовую сталь подвергали механическим испытаниям и изучению коррозионной стойкости. Коррозионную стойкость исследовали в соответствии с ГОСТ 17332 - 71 в камере Шоффе в газообразной среде следующего состава: 0,33% 0,5% влажность 100%, температура - 50°C. Длительность испытаний - 900 часов. Оценку коррозионной стойкости производили по удельной потере веса. Результаты исследований представлены в табл.2. В результате проведенных испытаний установлено, что отличительные признаки заявляемого технического решения позволяют изготовить тонколистовую сталь для сложной вытяжки (табл., составы 2 - 4), которая по характеристикам стойкости к атмосферной коррозии значительно превосходит известную сталь. Это позволит в значительной степени повысить долговечность конструкций, изготавливаемых из новой стали.