Сталь для зварних конструкцій

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к низколегирован ным конструкционным сталям повышенной прочности. Цель изобретения повышение ударной вязкости. Сталь преимущественно для сварных конструкций толщиной до 80 мм содержит,мае.%: углерод 0,05-0,12; кремний 0,17-0,60; марганец 0,46-2,40; хром 0,1-2,3; церий 0,003-0,08; алюминий 0,04-0,08; кальций О,003-0 ? 05; железо - остальное. При этом количество одного из двух элементов - марганца или хрома составляет не менее 1,8 мас.%, а содержание другого определяется по зависимости Мп = 2,2-0,7 Сг(2,3-Сг) + + ЗС. Для сварных конструкций толщиной более 80 мм сталь при содержании марганца 1,8-2,4 мас.% содержит 1 1,5 мас.% хрома. 2 з.п. ф-лы., 2 табл. зо I - I 1 1382869 Изобретение относится к металлургии, а именно к низколегированным конструкциям сталей повышенной прочности с высокой стойкостью против перегрева при сварке, предназначенных для изготовления сосудов и аппаратов, эксплуатируемых в химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, нефтяной, газовой и других отраслях JQ промышленности при отрицательных рабочих температурах. Целью изобретения является повышение ударной вязкости. В качестве примесей, сталь может •$ ) содержать никель и медь в количестве не более 0,3 мас.%, а также серу и фосфор в количестве не более 0,03 мас.% каждого элемента. При содержании в стали марганца в 20 количестве 0,46-2,4 мас.% и хрома 0,1-2,3 мас.% для сварных конструкций толщиной до 80 мм количество одного из двух элементов должно составлять не менее 1,8 мас.%, а содержание 25 другого определяют по зависимости шлифах, травленнд;х в 5%-ном растворе азотной кислоты, и электронных микроскопов. Склонность сталей к росту зерна оценивают по величине бывших аустенитных зерен в участке перегрева. Химический состав сталей приведен в табл. 1; результаты испытаний механических свойств и ударной вязкости сталей", прокатанных на толщину 60 и 85 мм, а также ударной вязкости металла зоны термического влияния сварных соединений этих сталей, выполненных электрошлаковой сваркой без последующей нормализации, - в табл. 2. Предлагаемая сталь обладает высокой ударной вязкостью при испытаниях вплоть до -90 С, а ее сварные соединения , выполненные электрошлаковой сваркой без последующей нормализации, обладают ударной вязкостью выше, требуемой стандартами (^30 Дж/ 2 / с м ) , при температуре испытаний вплоть до -70 о. С. і Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Сталь для сварных конструкций, Mn= 2,2-0,7 C r - 0,7 Cr(2,3-Cr) + 3C. содержащая углерод, кремний, маргаПри этом в стали одновременно уве- 30 нец, хром и железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышеличивается ударная вязкость феррита, ния ударной вязкости, она дополниизмельчается вторичная структура тельно содержит церий, алюминий и участка перегрева, в значительной степени подавляется образование видкальций при следующем соотношении манштеттовой структуры и ферритных компонентов, мае.%: оторочек по границам зерен, что обес0,05-0,12 Углерод печивает повышение ударной вязкости ' 0,17-0,60 Кремний металла в зоне термического влияния Марганец 0,46-2,40 при электрошлаковой сварке. Хром 0,10-2,30 0,003-0,08 Церий Сталь опытных составов выплавляют 40 Алюминий 0,04-0,08 в электропечи объемом 8 т. Слитки прокатывают на лист толщиной 10-80 Кальций 0,003-0,05 и 81-140 мм и сваривают электрошлаЖелезо Остальное ковым способом проволокой ев - 10Г2С 2. Сталь по п.1, преимущественно на стандартных режимах. Сварные соедля сварных конструкций толщиной до динения подвергают отпуску при 560 С, 45 80 мм, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что при содержании марганца или хроИспытывают основной металл (после ма не менее 1,8 мас.% содержание втонормализации 920°С и отпуска 650 С) рого компонента определяется по зана растяжение и ударный изгиб (на • висимости образцах с круглым надрезом Менаже) при температурах (+20)-(-90) С,учас- 50 Мп = 2,2 -0,7Сг -0,7 Сг(2,3-Сг) + ЗС. ток перегрева - на ударный изгиб при температурах (-2О)-(-7О) С. За кри3. Сталь по п.1, преимущественно тическую температуру хрупкости придля сварных конструкций толщиной бонимают температуру, при которой KCU одного или нескольких образцов сое- )5 лее 80 мм, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что при содержании марганца 1,8тавляет -£20 Дж/смг . Структуру ме2,4 мас.% содержание хрома составляталла участка перегрева иссл*едуют с ет 1... 1,5 мае.%. помощью оптического микроскопа на 1382869 Т а б л и ц а Плавка С 1 1 - -І Содержание компонентов, мае Л Si Се | М п і А1 Са 0,05 0,17 2,10 0,10 0,003 0 ,04 0,003 2 '. 0,08 0,27 1,97 0,25 0,03 0 -,06 0,01 3 0,12 0,60 1,84 0,35 0,08 0 ,08 0,05 4 0,12 0,37 0,66 1,7 6,03 0 ,07 0,006 „5 0,05 0,20 0,46 1,8 0,003 0 ,04 0,003 6 0,08 0,35 0,74 2,0 0,03 0 ,05 0,02 7 0,12 0,60 0,95 2,3 0,08 0 ,08 0,05 8 0,05 0,17 1,8 1.0 0,003 0 ,04 0,003 9 0,08 0,50 2,0 1,2 0,03 0 ,05 0,02 10 0,12 0,26 2,4 1,5 0,08 0 ,08 0,04 0,07 0,52 1,55 0,15 Нет Нет Нет %. Известная Т а б л и ц а Плавка ТолщиММ Механические свой* стна стали МПа Минимальные значения KCU* Дя/см*, стали при температуре . -90°С 60 350 , 490 33 200 72 65 . 310 482 29 138 65; 60 383 520 31 185 85 324 490 30 60 415 580 85 326 4 60 5 60 2 3 Минимальное значение KCU, Дж/см1, зоны термического влияния при температуре МПа +20йС 1 2 -20 С -40°С -70 С 70 90 68 . 52 56 50 33 15 70 65 82 . 65 45 130 .53 52 52 32 17 25,5 135 95 70 75 57 40 490 28 165 63; 57 49 30 18 • 380 560 25 120 52 30 30 24 11 360 500 зэ ~ 150 70 55 88 70 50 . • 1382869 Продолжение т а б л . I ._.. Длавка Толщина, мм Минимальные значения KCU, Дж/см1, стали при температуре Механические ства стали С, МПа Минимальное значение KCU, Дж/см1„ при температуре МПа *20*С -70°С -90°С -20 С -40°С -7СГС 6 60 380 515 30 180 83 74 85 67 43 7 60 410 570 26 132 68 65 77 53 41 8 * 85 34 7 483 30 176 74 64' 80 55 47 85 380 515 29 170 70 з 62 73 57 37 85 400 578 28 67 59 65 48 31 11 60 311 492 34 73 23 27 20 15 12 85 29D 460 35 39 15 20 15 9 10 Известней Редактор Н.Гунько Заказ 1264/23 130 Составитель С.Деркачева Техред М.Ходанич Корректор И. Эрдейи Тираж 594 Подписное ВНЯИШ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4 Л Проичводст венно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4