высокопрочная сталь

Формула изобретения

ВЫСОКОПРОЧНАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности, пластичности и сопротивления микросколу, она дополнительно содержит титан, магний, алюминий и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 0,27 - 0,34

Кремний 0,17 - 0,37

Марганец 0,30 - 0,60

Хром 2,30 - 2,70

Молибден 0,20 - 0,30

Ванадий 0,06 - 0,12

Титан 0,01 - 0,03

Магний 0,001 - 0,010

Алюминий 0,01 - 0,03

Азот 0,02 - 0,04

Железо Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к созданию высокопрочных сталей для машиностроения, высокопрочных крепежных изделий для строительных металлоконструкций, а также коленчатых валов, шатунов и других деталей ответственного назначения, в том числе для эксплуатации в северных районах страны.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному результату является сталь, содержащая, мас.%: Углерод 0,26-0,34 Марганец 0,30-0,60 Кремний 0,17-0,37 Хром 2,00-3,00 Молибден 0,20-0,30 Ванадий 0,06-0,12 Железо Остальное

Сталь обладает хорошей пластичностью, ударной вязкостью, однако одновременного повышения прочности, пластичности и сопротивления микросколу не достигается.

Целью изобретения является повышение прочности, пластичности и сопротивления микросколу стали.

Поставленная цель достигается тем, что известная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий и железо, дополнительно содержит титан, магний, алюминий и азот при следующем соотношении компонентов, мас. % : Углерод 0,27-0,34 Кремний 0,17-0,37 Марганец 0,30-0,60 Хром 2,30-2,70 Молибден 0,20-0,30 Ванадий 0,06-0,12 Титан 0,01-0,03 Магний 0,001-0,01 Алюминий 0,01-0,03 Азот 0,02-0,04 Железо Остальное

Известны технические решения, в которых сталь содержит титан для повышения прочности, алюминий в комплексе с титаном для повышения механических характеристик при сохранении литейных свойств, азот в комплексе с никелем и кальцием для повышения пластических свойств. Однако, необходимо отметить, что ни в одном из выявленных решений при совместном содержании титана, магния, алюминия и азота не достигается одновременного повышения прочности, пластичности и сопротивления микросколу, как в предлагаемом техническом решении, в котором для повышения прочности, пластичности и сопротивления микросколу сталь дополнительно содержит титан, магний, алюминий и азот - не выявлено.

Положительное влияние связано с тем, что титан и углерод, связываясь с азотом в виде карбонитридов в процессе прокатки, образуют дисперсные частицы, которые обеспечивают образование субструктуры аустенита, обладающей благодаря перераспределению дислокаций, минимальным уровнем микроискажений. Тонкая структура аустенита наследуется образующимися при охлаждении проката на воздухе кристаллографически упорядоченными структурными составляющими бейнитом и мартенситом. Кроме того, дисперсные карбонитриды титана измельчают мартенситные и бейнитные кристаллы, что снижает пики микронапряжений. Магний и алюминий обеспечивают благоприятную активную форму карбонитридов и повышают чистоту границ этих образований. При этом одновременно повышается прочность, пластичность и сопротивление микросколу.

П р и м е р. Сталь выплавляли в дуговой электропечи, прокатку производили на круг 25 мм. Штанги изготавливали по принятой технологии.

Химический состав полученной стали, ее свойства представлены в таблице.

Механические свойства определяли на стандартных образцах ГОСТ 1497-84), сопротивление микросколу по известной методике.

Сравнение свойств предлагаемой стали и стали-прототипа показывает, что предлагаемая сталь отличается от прототипа стабильным повышением прочности на 200-300 МПа, пластичности на 5-7% и сопротивления микросколу 470-600 МПа.