RU2586953C2 - Heavy-duty structural steel and manufacturing method thereof - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, namely production of hot-rolled structural steel sheet with thickness of 2-12 mm,Steel has following composition, wt%: C: 0.07-0.12, Si: 0.1-0.7, Mn: 0.5-2.0, Ni: 1.5-4.5, Cu: 0.25-3.0, Cr: 0.5-1.6, Mo: 0.1-0.8, Ti: 0.005-0.04, V: less than 0.1, if necessary, one or more components from: B: less than 0.0003 or 0.0005-0.003 provided that content of titanium makes 0.02-0.04 or satisfies condition 3*N(%)<Ti≤0.04 %, Nb: 0.008-0.08 or less than 0.008, Ca: 0.0005-0.005, Al: 0.01-0.15 , iron (Fe) and unavoidable impurities, in particular N: ≤0.01, P: <0.02, S <0.04. Carbon equivalent of C_E of structural steel, calculated from expression C_E= (C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15) is equal to 0.5-1.2 to ensure ability for hardening of weld re-austenitisation zone, executed on such steel. Ultimate tensile strength of steel at break R_p0.2 is at least 960 MPa, and microstructure is more than 80 % of martensite and/or self-hardening martensite.

EFFECT: obtaining high-strength steel with high impact strength of thermal influence zone of weld joints.

37 cl, 4 dwg, 2 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Изобретение относится к сверхпрочной конструкционной стали, которая подвергается горячей прокатке с целью получения стального листа.The invention relates to heavy-duty structural steel, which is subjected to hot rolling in order to obtain a steel sheet.

В частности, изобретение относится к сверхпрочной конструкционной стали согласно ограничительно части п.1 формулы изобретения, а также к способу изготовления сверхпрочной конструкционной стали согласно ограничительной части п.27 формулы изобретения. Под сверхпрочной конструкционной сталью подразумевается сталь, у которой предел прочности при разрыве R_p0,2 составляет, по меньшей мере, 960 МПа, а отношение предела текучести к пределу прочности (R_p0,2/R_m) составляет более 0,7, что является обычными показателями для конструкционной стали, подвергавшейся прямой закалке.In particular, the invention relates to heavy-duty structural steel according to the preliminarily limiting part of claim 1, as well as to a method for manufacturing heavy-duty structural steel according to the restrictive part of claim 27. _High- strength structural steel means steel in which the tensile strength at break R _p0,2 is at least 960 MPa, and the ratio of yield strength to tensile strength (R _p0,2 / R _m ) is more than 0.7, which is conventional indicators for structural steel subjected to direct hardening.

Изобретение относится к производству сверхпрочной конструкционной стали, состав которой в массовых процентах представлен ниже:The invention relates to the production of heavy-duty structural steel, the composition of which in mass percent is presented below:

С: 0,07-0,12%,C: 0.07-0.12%,

Si: 0,1-0,7%,Si: 0.1-0.7%,

Mn: 0,5-2,0%,Mn: 0.5-2.0%,

Ni: 0,8-4,5%,Ni: 0.8-4.5%,

Cu: 0,25-3,0%,Cu: 0.25-3.0%,

Cr: 0,5-1,6%,Cr: 0.5-1.6%,

Mo: <0,8%,Mo: <0.8%,

Ti: 0,04%,Ti: 0.04%

а также железо, неизбежные примеси и остаточные компоненты.as well as iron, inevitable impurities and residual components.

Изобретение также относится, в частности, к сверхпрочной конструкционной стали, в состав которой входят вышеуказанные элементы и которая вдобавок к высокой прочности обладает отличной свариваемостью за счет отличной ударной вязкости материала в зоне термического влияния сварного шва.The invention also relates, in particular, to heavy-duty structural steel, which includes the above elements and which, in addition to high strength, has excellent weldability due to the excellent toughness of the material in the heat affected zone of the weld.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Конструкционные стали используются в строительной и транспортной промышленностях, в которых наметилась тенденция использования более прочных материалов с целью получения более легких конструкций. В этом случае стальные конструкции могут быть облегчены, грузоподъемность машин и устройств увеличена, а энергопотребление снижено. Были сделаны попытки получить сталь с максимальной прочностью, однако, как известно, с увеличением прочности, эксплуатационные свойства, такие как пригодность к сварке и отбортовке, так же как и другие не менее важные свойства, такие как удлинение при разрыве и ударная вязкость, могут ухудшаться. В частности, у таких прочных сталей велик риск водородного растрескивания сварки, кроме того, невозможно предугадать, как поведет себя трещина, что осложняет работу конструктора и специалистов по прочности. Во время сварки нельзя допускать какого-либо существенного размягчения в зоне термического влияния 3ТВ сварного шва или, по меньшей мере, необходимо обеспечить, чтобы ширина этой зоны размягчения оставалась узкой насколько это возможно для того, чтобы прочность сварного соединения была хорошей, то есть соответствовала прочности основного металла насколько это возможно. Другие механические свойства зоны термического влияния сварного шва, такие как удлинение при разрыве и, в особенности, ударная вязкость должны также оставаться по возможности хорошими для того, чтобы облегчить процесс проектирования конструкций, кроме того, должна быть обеспечена практическая функциональность конструкций.Structural steels are used in the construction and transport industries, in which there has been a tendency to use more durable materials in order to obtain lighter structures. In this case, steel structures can be facilitated, the carrying capacity of machines and devices is increased, and energy consumption is reduced. Attempts have been made to obtain steel with maximum strength, however, as is known, with an increase in strength, performance properties, such as suitability for welding and flanging, as well as other equally important properties, such as elongation at break and toughness, may deteriorate . In particular, such strong steels have a high risk of hydrogen cracking of welding, in addition, it is impossible to predict how the crack will behave, which complicates the work of the designer and strength specialists. During welding, no significant softening should be allowed in the heat affected zone of the 3ТВ weld, or at least it is necessary to ensure that the width of this softening zone remains as narrow as possible so that the strength of the welded joint is good, i.e. consistent with the strength base metal as possible. Other mechanical properties of the heat affected zone of the weld, such as elongation at break and, in particular, toughness, should also remain as good as possible in order to facilitate the design process of structures, in addition, practical functionality of the structures should be ensured.

Как известно, при сварке высоко- и сверхпрочных сталей необходимо существенно уменьшать погонную энергию, что может являться причиной образования нежелательных форм сварного валика, с невысокими характеристиками сопротивления на излом и сопротивления усталости. При более низкой погонной энергии место соединения сварного и основного металла не образует гладкой поверхности так же легко, как это происходит при более высокой погонной энергии. Ограничение погонной энергии также ухудшает производительность сварных работ и приводит к дополнительным затратам.As you know, when welding high- and heavy-duty steels, it is necessary to significantly reduce heat input, which can cause the formation of undesirable forms of the weld bead, with low characteristics of fracture resistance and fatigue resistance. At lower heat input, the junction of the welded and base metal does not form a smooth surface as easily as it does at higher heat input. The limitation of linear energy also degrades the productivity of welding and leads to additional costs.

Более того, в некоторых случаях конструкционные стали должны быть устойчивы к воздействиям окружающей среды, при этом сталь не нуждается в покрытии за счет образования тонкого оксидного слоя на ее поверхности, который существенно замедляет развитие коррозии. Востребованной является сталь, которая противостоит не только обычным климатическим воздействиям, но также и хлориду натрия NaCl, содержащемуся в морском среде, в которой сверхпрочная конструкционная сталь замечательно зарекомендовала себя в качестве материала для конструкций кораблей и гаваней, в том числе при отсутствии на ее поверхности какого-либо покрытия. При наличии покрытия устойчивость крашеной поверхности такой стали в точках локального повреждения лучше, потому что замедляется распространение коррозии под покрашенной поверхностью. В частности, за счет использования сверхпрочных конструкционных сталей осуществляются попытки сократить толщину конструкционного материала, сталь также обеспечивает противодействие коррозионному разрушению.Moreover, in some cases, structural steels must be resistant to environmental influences, while the steel does not need to be coated due to the formation of a thin oxide layer on its surface, which significantly slows down the development of corrosion. Steel is in demand, which resists not only normal climatic influences, but also sodium chloride NaCl contained in the marine environment, in which heavy-duty structural steel has proven itself as a material for the construction of ships and harbors, including in the absence of any surface any coverage. If there is a coating, the stability of the painted surface of such steel at the points of local damage is better, because the spread of corrosion under the painted surface slows down. In particular, through the use of heavy-duty structural steels, attempts are made to reduce the thickness of the structural material, steel also provides resistance to corrosion damage.

Известна сверхпрочная горячекатаная конструкционная сталь, состав которой в % масс. выглядит следующим образом: С: 0,095%; Si: 0,20%; Mn: 1,0%; Cu: 0,4%; Cr: 1,0%; Ni: 0,20% и Ti: 0,03%, а также железо и другие неизбежные примеси и остаточные компоненты. Сталь, рассматриваемая в настоящем вопросе, имеет предел прочности при разрыве более 960 МПа, однако ударная вязкость основного металла характеризуется средними значениями, кроме того, эта сталь не противостоит воздействию соленой воды в достаточной степени. Также во время сварки зона термического влияния основного металла существенно размягчается и в относительно широкой зоне, причем несущая способность сварного соединения, в том числе прочность и ударная вязкость, существенно ухудшается во время обычной сварки по сравнению с несущей способностью основного металла.Known heavy-duty hot-rolled structural steel, the composition of which in% of the mass. as follows: C: 0.095%; Si: 0.20%; Mn: 1.0%; Cu: 0.4%; Cr: 1.0%; Ni: 0.20% and Ti: 0.03%, as well as iron and other unavoidable impurities and residual components. The steel considered in this issue has a tensile strength at break of more than 960 MPa, however, the toughness of the base metal is characterized by average values, in addition, this steel does not withstand the effects of salt water to a sufficient extent. Also during welding, the heat-affected zone of the base metal is significantly softened in a relatively wide zone, and the bearing capacity of the welded joint, including strength and toughness, is significantly deteriorated during conventional welding compared to the bearing capacity of the base metal.

Из KR 950004775 В1 известен способ получения стали, обладающей пределом прочности при разрыве около 150 KSI (приблизительно 1034 МПа), в котором сталь состава С: <0,12%, Mn: 0,6-0,9%; Si: 0,2-0,35%; Ni: 4,75-5,25%; Cr: 0,4-0,7%, Mo: 0,3-0,65%; V: 0,05-0,10%; Р:<0,01% и S<0,015%, остальное - железо и неизбежные примеси, подвергается закалке после процесса горячей прокатки, а затем термообработке. Однако известно, что такая сталь не лишена недостатков, в частности, сталь не устойчива к воздействию окружающей среды из-за того, что в сплаве не содержится медь Cu, и, в то же время, присутствует только небольшое количество хрома Cr. Усиление свойств за счет использования Ni без меди Cu приводит к излишне высокому содержанию никеля, что нежелательно, т.к. повышает затраты на легирующие добавки. Если после прямой закалки сталь подвергают закалке с последующим отпуском, у такой стали не наблюдается выделение меди Cu, что могло бы увеличить прочность стали. Также известно, что такая сталь обладает плохой способностью к свариванию, потому что в ее составе отсутствует титан Ti, который предотвращает рост зерен при высокой погонной энергии, причем из-за низкой погонной энергии трудно получить гладкое соединение сварного валика и основного металла, вследствие чего трудно получить жесткое и прочное соединение.From KR 950004775 B1 a method is known for producing steel having a tensile strength at break of about 150 KSI (approximately 1034 MPa), in which steel of composition C: <0.12%, Mn: 0.6-0.9%; Si: 0.2-0.35%; Ni: 4.75-5.25%; Cr: 0.4-0.7%, Mo: 0.3-0.65%; V: 0.05-0.10%; P: <0.01% and S <0.015%, the rest is iron and inevitable impurities, it is quenched after the hot rolling process, and then heat treated. However, it is known that such steel is not without drawbacks, in particular, the steel is not resistant to environmental influences due to the fact that the alloy does not contain copper Cu, and, at the same time, only a small amount of chromium Cr is present. Strengthening the properties due to the use of Ni without copper Cu leads to an excessively high nickel content, which is undesirable since increases the cost of alloying additives. If, after direct quenching, the steel is quenched with subsequent tempering, no precipitation of copper Cu is observed in such steel, which could increase the strength of the steel. It is also known that such steel has a poor ability to weld, because it does not contain titanium Ti, which prevents grain growth at high heat input, and due to the low heat input it is difficult to obtain a smooth connection of the weld bead and the base metal, which makes it difficult Get a tough and durable connection.

Комбинация свойств из отличной прочности и ударной вязкости известных сверхпрочных сталей, получаемых при термомеханической прокатке и прямой закалке, ослабляется в 3ТВ из-за термического цикла, провоцируемого сваркой.The combination of properties of the excellent strength and toughness of the known heavy-duty steels obtained by thermomechanical rolling and direct quenching is weakened in 3TV due to the thermal cycle induced by welding.

Таким образом, проблема существующих решений, в частности, состоит в том, что не известна из уровня техники сверхпрочная горячекатаная конструкционная сталь, в которой одновременно достигались бы высокая ударная вязкость в 3ТВ, устойчивость воздействию окружающей среды основного металла и высокая прочность.Thus, the problem of existing solutions, in particular, is that it is not known from the prior art that high-strength hot-rolled structural steel, in which at the same time a high impact strength of 3 TB, resistance to environmental influences of the base metal and high strength are achieved.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Целью настоящего изобретения является решение проблемы существующего уровня техники и получение сверхпрочной конструкционной стали с отличной ударной вязкостью в 3ТВ сварного соединения. В таком случае сталь может быть предназначена для сварных работ, таких как изготовление сварных опоясывающих конструкций, при этом предъявляются высокие требования к ударной вязкости стали.The aim of the present invention is to solve the problems of the existing level of technology and to obtain heavy-duty structural steel with excellent impact strength in 3TV welded joint. In this case, the steel can be designed for welding, such as the manufacture of welded enclosing structures, with high demands on the toughness of steel.

Изобретение позволяет получить сверхпрочную конструкционную сталь, ударная вязкость которой в 3ТВ сварного шва, образуемого в этой стали, как измерено в поперечном прокатке направлении при температуре -40°С, составляет более чем 34 Дж/см², иначе это может быть представлено следующим образом:The invention allows to obtain heavy-duty structural steel, the impact strength of which in a 3ТV weld formed in this steel, as measured in the transverse rolling direction at a temperature of -40 ° C, is more than 34 J / cm ² , otherwise it can be represented as follows:

Шарпи V-40°С Т (ЛО, ВК3ТВ, К33ТВ)>34 Дж/см².Charpy V-40 ° C T (LO, VK3TV, K33TV)> 34 J / cm ² .

Другой целью изобретения является получение нового способа изготовления сверхпрочной конструкционной стали, в состав которой входят вышеобозначенные элементы.Another objective of the invention is to provide a new method for manufacturing heavy-duty structural steel, which includes the above elements.

Для осуществления этого сверхпрочная конструкционная сталь согласно настоящему изобретению отличается тем, что указано в отличительной части п.1 формулы изобретения.To achieve this, the heavy-duty structural steel according to the present invention is characterized in that it is indicated in the characterizing part of claim 1 of the claims.

Способ согласно изобретению отличается тем, что указано в отличительной части п.27 формулы изобретения.The method according to the invention is characterized in that it is indicated in the characterizing part of claim 27 of the claims.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в независимых пунктах формулы изобретения, а также в описании.Preferred embodiments of the invention are presented in the independent claims, as well as in the description.

Цели изобретения достигаются путем легирования стали согласно настоящему изобретению, и предпочтительно, но не обязательно, путем прямой закалки стали, имеющей определенный состав сплава, после горячей прокатки. Другими словами, настоящее изобретение осуществляется, преимущественно, но не обязательно, путем использования уникальной комбинации состава сплава стали и прямой закалки.The objectives of the invention are achieved by alloying the steel according to the present invention, and preferably, but not necessarily, by direct quenching of steel having a certain alloy composition after hot rolling. In other words, the present invention is carried out mainly, but not necessarily, by using a unique combination of steel alloy composition and direct quenching.

Согласно настоящему изобретению было обнаружено, что путем вышеуказанного состава стали и, предпочтительно, но не обязательно, прямой закалки этой стали, удается получить сверхпрочную сталь, обладающую одновременно хорошей ударной вязкостью в 3ТВ, отличной устойчивостью к воздействию окружающей среды и отличными сварными свойствами. В частности, в изобретении неожиданно было обнаружено, что как и в сплавах с высоким содержанием никеля и/или меди, так и, в большинстве случаев, при небольшом количестве титана в сплаве удается получить сверхпрочную сталь, у которой прочность основного металла и 3ТВ сварного шва, а также ударная вязкость находятся на высоком уровне.According to the present invention, it was found that by the above composition of the steel and, preferably, but not necessarily, direct hardening of this steel, it is possible to obtain heavy-duty steel having at the same time a good impact strength of 3 TB, excellent resistance to environmental influences and excellent welded properties. In particular, in the invention it was unexpectedly found that, as in alloys with a high content of nickel and / or copper, and, in most cases, with a small amount of titanium in the alloy, it is possible to obtain ultra-high strength steel, in which the strength of the base metal and 3TV weld as well as toughness are at a high level.

Наиболее существенные преимущества сверхпрочной конструкционной стали согласно изобретению состоят в том, что отличные прочностные свойства этой стали сочетаются с хорошей ударной вязкостью и отличной свариваемостью, благодаря отличным механическим свойствам в 3ТВ. Сварка может быть даже осуществлена без предварительного нагревания. Во время сварки можно избежать проблем, связанных с водородным растрескиванием, и, следовательно, для такой прочной конструкционной стали, подвергавшейся прямой закалке, может быть использована обоснованно высокая погонная энергия, при этом несущая способность сварного шва остается на высоком уровне, так же как и эффективность сварных работ. Далее, конструкционная сталь согласно настоящему изобретению обладает отличными свойствами, такими как сопротивление на излом, что является преимуществом, особенно в экстремальных напряженных ситуациях. Так, существенным преимуществом является высокая ударная вязкость в 3ТВ, в частности, в линии оплавления, в таких прочных конструкционных сталях также при нетипично низких температурах.The most significant advantages of the heavy-duty structural steel according to the invention are that the excellent strength properties of this steel are combined with good toughness and excellent weldability due to the excellent mechanical properties in 3TV. Welding can even be done without preheating. During welding, problems associated with hydrogen cracking can be avoided, and therefore, reasonably high linear energy can be used for such a strong structural steel subjected to direct hardening, while the bearing capacity of the weld remains at a high level, as well as the efficiency welded work. Further, the structural steel according to the present invention has excellent properties, such as fracture resistance, which is an advantage, especially in extreme stress situations. So, a significant advantage is the high impact strength in 3TV, in particular, in the reflow line, in such strong structural steels also at atypically low temperatures.

Более того, сталь обладает отличной стойкостью к воздействию окружающей среды, она также может быть использована, когда патинированная в темно-коричневый цвет стальная поверхность является целью разработки. Сталь согласно настоящему изобретению способна замедлять развитие коррозии под покрашенной поверхностью, что увеличивает устойчивость конструкции против коррозии, например, в местах, которые трудны для визуального наблюдения или которые имеют покрытие, что делает наблюдение затруднительным или невозможным. Также интервалы наблюдений за конструкцией и интервалы между восстановительным окрашиванием могут быть увеличены. Более того, при соответствующем легировании, сталь противостоит воздействию морской среды дольше, чем обычно, даже без покрытия. Когда же покрытие присутствует, сталь демонстрирует отличную устойчивость даже в сильно коррозионных условиях, причем адгезия покрытия улучшается, и необходимость его смены снижается благодаря стали согласно настоящему изобретению.Moreover, steel has excellent environmental resistance, it can also be used when a steel surface patinated in dark brown is the goal of development. The steel according to the present invention is able to slow down the development of corrosion under a painted surface, which increases the resistance of the structure to corrosion, for example, in places that are difficult for visual observation or which have a coating, which makes observation difficult or impossible. Also, the intervals of observation of the design and the intervals between restorative staining can be increased. Moreover, with appropriate alloying, steel resists the effects of the marine environment longer than usual, even without coating. When the coating is present, the steel exhibits excellent resistance even under severely corrosive conditions, the adhesion of the coating being improved and the need to change it being reduced due to the steel of the present invention.

Хорошая защита против коррозии и образование гладкого шва предотвращают усталостные растрескивания, увеличивая жизненный цикл конечной продукции, произведенной из сверхпрочной конструкционной стали согласно настоящему изобретению.Good corrosion protection and the formation of a smooth joint prevent fatigue cracking, increasing the life cycle of the final product made from the heavy-duty structural steel according to the present invention.

Наиболее существенное преимущество способа согласно изобретению состоит в получении конструкционной стали, обладающей вышеуказанными достоинствами. Благодаря прямой закалке не требуется отдельного нагревания для последующей закалки, что означает существенную экономию энергии. Более того, охлаждение до низкой температуры при прямой закалке повышает скорость производственной выработки, ввиду отсутствия необходимости в ожидании остывания стальной продукции.The most significant advantage of the method according to the invention is to obtain structural steel having the above advantages. Thanks to direct quenching, no separate heating is required for subsequent quenching, which means significant energy savings. Moreover, cooling to a low temperature with direct quenching increases the speed of production, since there is no need to wait for the cooling of steel products.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛАBRIEF DESCRIPTION OF THE GRAPHICAL MATERIAL

Ниже приводится описание настоящего изобретения более детально со ссылками на прилагаемые фигуры, где:The following is a description of the present invention in more detail with reference to the accompanying figures, where:

на фиг.1 изображены основные этапы способа согласно изобретению,figure 1 shows the main steps of the method according to the invention,

на фиг.2 изображен способ, который предусматривает последующую закалку,figure 2 shows a method that involves subsequent hardening,

на фиг.3 более подробно изображен первый предпочтительный вариант осуществления согласно изобретению, иfigure 3 shows in more detail the first preferred embodiment according to the invention, and

на фиг.4 более подробно изображен второй предпочтительный вариант осуществления согласно изобретению.4 shows in more detail a second preferred embodiment according to the invention.

На фигурах пунктирная линия означает, что следующий этап является предпочтительным, но не обязательным этапом способа.In the figures, a dashed line means that the next step is a preferred but not necessary step of the method.

Номера позицийItem Numbers

ЛегированиеAlloying 22 Предварительная прокаткаPreliminary rolling 4four ПрокаткаRolling 55 Прямая закалкаDirect hardening 88 Поворот листа на 90°90 ° sheet rotation 99 НамоткаWinding 1010 Закалка с последующим отпускомTempering followed by vacation 1212

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Состав сверхпрочной конструкционной стали согласно изобретению в массовых процентах представлен ниже:The composition of the heavy-duty structural steel according to the invention in mass percent is presented below:

С: 0,07-0,12%,C: 0.07-0.12%,

Si: 0,1-0,7%,Si: 0.1-0.7%,

Mn: 0,5-2,0%,Mn: 0.5-2.0%,

Ni: 0,8-4,5%,Ni: 0.8-4.5%,

Cu: 0,25-3,0%,Cu: 0.25-3.0%,

Cr: 0,5-1,6%,Cr: 0.5-1.6%,

Mo: <0,8%,Mo: <0.8%,

Ti: 0,04%,Ti: 0.04%

а также железо (Fe), неизбежные примеси и остаточные компоненты.as well as iron (Fe), inevitable impurities and residual components.

В таблице 1 приведены примеры составов стали согласно изобретению, которые описаны ниже более подробно. В таблице также присутствует эталонный состав R1.Table 1 shows examples of the compositions of the steel according to the invention, which are described in more detail below. The reference composition R1 is also present in the table.

Таблица 1Table 1 Образцы. Содержание компонентов сплава в массовых процентах (% масс.)Samples. The content of alloy components in mass percent (% wt.) стальsteel СFROM SiSi MnMn AlAl CrCr NiNi CuCu MoMo ВAT TiTi NbNb VV С_э S _e 13721372 0,100.10 0,20.2 1,11,1 0,040.04 1,11,1 3,63.6 0,40.4 0,150.15   0,0120.012     0,80.8 13711371 0,100.10 0,20.2 1,11,1 0,040.04 1,11,1 1,61,6 2,42,4 0,150.15   0,0120.012     0,80.8 13701370 0,100.10 0,20.2 1,11,1 0,040.04 1,51,5 1,61,6 2,42,4 0,600.60   0,0120.012     1,01,0 13691369 0,110.11 0,60.6 1,41.4 0,040.04 1,51,5 3,63.6 2,42,4 0,600.60   0,0120.012     1,21,2 R1R1 0,140.14 0,20.2 1,11,1 0,030,03 0,70.7 0,050.05   0,200.20 0,00190.0019 0,0310,031 0,0030.003 0,0090.009 0,50.5

Углерод СCarbon C

В отношении уровня прочности сталь имеет до некоторой степени низкое содержание углерода С: 0,07-0,12%, что благоприятным образом сказывается на ударной вязкости и свариваемости материала, при этом углеродный эквивалент С_э сам по себе может быть в некоторой степени высоким. Углерод С необходим, по меньшей мере, в количестве 0,07% для того, чтобы добиться затвердения и обеспечения сверхпрочностных характеристик. Предпочтительно, содержание углерода в стали находится в интервале 0,08-0,12%, что еще больше улучшает указанные свойства. Наиболее предпочтительным является содержание углерода в интервале 0,08-0,10%. Низкое содержание углерода также препятствует формированию остаточного аустенита между реечным мартенситом, что снижает риск водородного растрескивания.With respect to the level of strength, steel has to some extent a low carbon content C: 0.07-0.12%, which favorably affects the toughness and weldability of the material, while the carbon equivalent of C _e itself can be somewhat high. Carbon C is necessary, at least in the amount of 0.07% in order to achieve hardening and providing ultra-high strength characteristics. Preferably, the carbon content in the steel is in the range of 0.08-0.12%, which further improves these properties. Most preferred is a carbon content in the range of 0.08-0.10%. The low carbon content also prevents the formation of residual austenite between the lath martensite, which reduces the risk of hydrogen cracking.

Примечательно, что в некоторой степени высокий углеродный эквивалент С_э=(C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15) в сверхпрочной конструкционной стали согласно изобретению оказывает положительное влияние на получении комбинации хорошей ударной вязкости и прочности в сварном шве. Как видно из таблицы 1, на примере стали согласно изобретению углеродный эквивалент С_э>0,50. Так, во время сварки соответствующим образом затвердевает зона реаустенизации, при этом достигается высокая прочность совместно с хорошей ударной вязкостью. Более предпочтительно, чтобы углеродный эквивалент стали находился в интервале 0,5<С_э<1,2, а еще более предпочтительно в интервале 0,65<С_э<1,00.It is noteworthy that, to some extent, the high carbon equivalent of C _e = (C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15) in the heavy-duty structural steel according to the invention has a positive effect on obtaining a combination of good impact strength and strength in the weld. As can be seen from table 1, for example, steel according to the invention, the carbon equivalent With _e > 0.50. So, during welding, the re-austenization zone hardens accordingly, while achieving high strength together with good toughness. More preferably, the carbon equivalent of the steel is in the range of 0.5 <C _e <1.2, and even more preferably in the range of 0.65 <C _e <1.00.

Кремний SiSilicon Si

Содержание кремния в стали составляет 0,1-0,7%, в частности, для достижения необходимой прочности. Не используются стали с содержанием кремния менее 0,1%, так как десульфуризация и контроль включений стали становятся легче, когда в стали присутствует небольшое количество кремния. Более того, кремний Si способствует улучшению стойкости стали к воздействию окружающей среды. С другой стороны, излишнее содержание кремния может ухудшить ударную вязкость и качество поверхности. По этой причине содержание кремния преимущественно находится в интервале 0,15-0,4% и наиболее предпочтительно в интервале 0,15-0,25%, при этом обеспечивается отличное качество поверхности, а также отличная ударная вязкость листовой стали.The silicon content in the steel is 0.1-0.7%, in particular, to achieve the necessary strength. Steel with a silicon content of less than 0.1% is not used, since desulfurization and control of steel inclusions become easier when a small amount of silicon is present in the steel. Moreover, silicon Si helps to improve the environmental resistance of steel. Excessive silicon, on the other hand, can degrade toughness and surface quality. For this reason, the silicon content is preferably in the range of 0.15-0.4%, and most preferably in the range of 0.15-0.25%, while providing excellent surface quality as well as excellent toughness of sheet steel.

Марганец MnManganese Mn

Содержание марганца в стали составляет 0,5-2,0%, потому что марганец повышает способность принимать закалку. Однако содержание марганца в стали желательно поддерживать умеренным, так как марганец Mn может проникать в непрерывную разливку и ухудшать такие характеристики, как удлинение образца при разрыве во время прямой закалки стали, а также сопротивление на излом. По этой причине в конструкциях стали с достаточной толщиной марганец включается в состав стали преимущественно в количестве 0,5-1,5%. Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления марганец Mn добавляют в количестве, по меньшей мере, 0,7%, особенно когда толщина конструкционной стали T_h·5 мм. Согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления марганец добавляют в количестве, по меньшей мере, 0,9%, особенно когда толщина конструкционной стали T_h·6 мм.The manganese content in steel is 0.5-2.0%, because manganese increases the ability to take hardening. However, it is desirable to keep the manganese content in the steel moderate since manganese Mn can penetrate continuous casting and degrade characteristics such as elongation of the specimen at break during direct hardening of steel, as well as fracture resistance. For this reason, in steel structures with a sufficient thickness, manganese is included in the steel composition mainly in an amount of 0.5-1.5%. According to one preferred embodiment, the manganese Mn is added in an amount of at least 0.7%, especially when the structural steel thickness is T _h · 5 mm. According to a most preferred embodiment, manganese is added in an amount of at least 0.9%, especially when the structural steel thickness is T _h · 6 mm.

Никель NiNickel Ni

Содержание никеля в стали составляет 0,8-4,5%, преимущественно 1,5-4,5%, что является высоким показателем в сравнении с составами обычных конструкционных сталей такого класса прочности. Однако за счет высокого содержания никеля достигается, главным образом, высокая прочность, благодаря увеличению способности к закалке без значительного риска водородного растрескивания, при этом может быть снижена необходимость предварительного нагрева во время сварки. Более того, достигается более хорошая ударная вязкость как основного металла, так и 3ТВ, когда желательно сохранить высокий уровень прочности в обоих местах. Кроме того, никель Ni способен обеспечить отличную устойчивость к воздействию окружающей среды, и в количествах согласно настоящему изобретению улучшает сопротивляемость стали коррозии даже в соленой воде. По этой причине наиболее предпочтительным является содержание никеля в стали в интервале 2,6-4,0%, при этом достигается отличная устойчивость стали воздействию соленой воды.The nickel content in steel is 0.8-4.5%, mainly 1.5-4.5%, which is a high indicator in comparison with the compositions of ordinary structural steels of this strength class. However, due to the high nickel content, mainly high strength is achieved, due to an increase in hardenability without a significant risk of hydrogen cracking, and the need for preheating during welding can be reduced. Moreover, a better toughness of both the base metal and 3TV is achieved when it is desirable to maintain a high level of strength in both places. In addition, nickel Ni is able to provide excellent environmental resistance, and in amounts according to the present invention improves the resistance of corrosion steel even in salt water. For this reason, the nickel content in the steel in the range of 2.6-4.0% is most preferred, with excellent steel resistance to salt water.

Медь CuCopper Cu

Так же как и никель Ni, содержание меди в стали увеличивает ее прочность. Более того, медь Cu улучшает устойчивость стали к воздействиям окружающей среды и используется в количестве 0,25-3,0%. Низкое содержание углерода в сверхпрочной стали в изобретении становится возможным благодаря присутствию Cu и Ni в сплаве, которые улучшают способность стали к свариванию.Like nickel Ni, the copper content in steel increases its strength. Moreover, copper Cu improves the resistance of steel to environmental influences and is used in an amount of 0.25-3.0%. The low carbon content of heavy-duty steel in the invention is made possible by the presence of Cu and Ni in the alloy, which improve the weldability of the steel.

Совместное содержание меди Cu и никеля Ni в % масс., преимущественно, но не обязательно, составляет, по меньшей мере, 2,5% согласно следующему условию Cu(%)+Ni(%)-2,5%. В таком случае удается достичь высокой прочности стали при низком содержании углерода, что обеспечивает хорошую свариваемость и позволяет получить комбинацию - отличная ударная вязкость и прочность в 3ТВ сварного шва. Предпочтительно Cu(%)+Ni(%)·3,0%, еще более предпочтительно Cu(%)+Ni(%)·3,5%. Однако содержание никеля и меди по сумме не должно превышать 6%.The combined content of copper Cu and nickel Ni in wt.%, Mainly, but not necessarily, is at least 2.5% according to the following condition Cu (%) + Ni (%) - 2.5%. In this case, it is possible to achieve high strength steel with a low carbon content, which provides good weldability and allows you to get a combination - excellent toughness and strength in 3TV weld. Preferably Cu (%) + Ni (%) · 3.0%, even more preferably Cu (%) + Ni (%) · 3.5%. However, the content of nickel and copper should not exceed 6% in total.

Предпочтительно, содержание меди составляет 2-3%, при этом обеспечиваются высокая прочность и ударная вязкость сварного шва в стали согласно изобретению. В таком случае содержание никеля может поддерживаться на более низком уровне, Ni 0,8-2,0%.Preferably, the copper content is 2-3%, while providing high strength and toughness of the weld in the steel according to the invention. In this case, the nickel content can be maintained at a lower level, Ni 0.8-2.0%.

Согласно одному из вариантов осуществления содержание меди составляет 0,25-2,0%, причем при подходящем содержании углерода и никеля достигаются хорошая свариваемость и прочность в отношении прочностных характеристик стали при приемлемых затратах на легирующие добавки.According to one embodiment, the copper content is 0.25-2.0%, and with a suitable carbon and nickel content, good weldability and strength are achieved with respect to the strength characteristics of the steel at an acceptable cost for alloying additives.

Хром CrChrome Cr

Содержание хрома в стали составляет 0,5-1,6%. Хром добавляют в количестве, по меньшей мере, 0,5%, так как хром Cr улучшает способность к закалке и прочность стали, а также устойчивость к воздействию окружающей среды. Однако излишне высокое содержание хрома не требуется, чтобы гарантировать хорошую способность к закалке, когда сталь согласно изобретению обеспечивается со стороны других легирующих элементов. Предпочтительно, содержание хрома составляет 0,7-1,6%, более предпочтительно 0,9-1,4%, при этом обеспечивается особенно хорошая устойчивость стали воздействию окружающей среды.The chromium content in steel is 0.5-1.6%. Chromium is added in an amount of at least 0.5%, since Cr chromium improves the hardenability and strength of steel, as well as resistance to environmental influences. However, an excessively high chromium content is not required to guarantee good hardenability when the steel according to the invention is provided by other alloying elements. Preferably, the chromium content is 0.7-1.6%, more preferably 0.9-1.4%, while providing particularly good environmental resistance to steel.

Следует отметить, что для устойчивости стали воздействию окружающей среды в большой степени необходимыми легирующими добавками конструкционной стали согласно изобретению являются никель Ni, медь Cu, хром Cr и кремний Si. Для обеспечения устойчивости воздействию окружающей среды суммарное содержание этих элементов в массовых процентах предпочтительно составляет, по меньшей мере, 3,0%, т.е.It should be noted that for the stability of steel to the environment, nickel Ni, copper Cu, chromium Cr and silicon Si are to a large extent necessary alloying additives of structural steel according to the invention. To ensure environmental stability, the total content of these elements in mass percent is preferably at least 3.0%, i.e.

Cu(%)+Cr(%)+Ni(%)+Si(%)·3,0%.Cu (%) + Cr (%) + Ni (%) + Si (%) · 3.0%.

Преимущественно, для обеспечения способности к закалке, суммарное содержание хрома Cr и марганца Mn в массовых процентах составляет, по меньшей мере, 1,8%, т.е.Advantageously, in order to provide hardenability, the total content of chromium Cr and manganese Mn in mass percent is at least 1.8%, i.e.

Mn(%)+Cr(%)·1,8%.Mn (%) + Cr (%) · 1.8%.

Молибден МоMolybdenum Mo

Содержание молибдена в стали не должно превышать 0,8%, т.к. хоть молибден Мо и повышает прочность стали, но при излишне высоком содержании он может ухудшить ее свойства при холодной обработке конструкционной стали согласно изобретению, как, например, пригодность к отбортовке, вдобавок, Мо увеличивает затраты на легирующие добавки. Предпочтительно, содержание молибдена находится в интервале 0,1-0,8%, так как молибден увеличивает прочность и ударную вязкость за счет эффективного предотвращения перекристаллизации во время горячей прокатки, при этом зерна аустенита уплощены и обеспечивается мелкозернистая микроструктура при прямой прокалке.The molybdenum content in steel should not exceed 0.8%, because although Mo molybdenum increases the strength of steel, but with an excessively high content it can degrade its properties during cold processing of structural steel according to the invention, such as suitability for flanging, in addition, Mo increases the cost of alloying additives. Preferably, the molybdenum content is in the range of 0.1-0.8%, since molybdenum increases strength and toughness by effectively preventing recrystallization during hot rolling, while the austenite grains are flattened and a fine-grained microstructure is obtained by direct calcination.

Более предпочтительно содержание молибдена 0,1-0,25%, т.к., по меньшей мере, 0,1% Мо может быть необходим для обеспечения прочности, но, с другой стороны, для обеспечения пригодности стали к отбортовке количество молибдена не должно превышать значения 0,25%.More preferably, the molybdenum content is 0.1-0.25%, since at least 0.1% Mo may be necessary to ensure strength, but, on the other hand, to ensure the steel is suitable for flanging, the amount of molybdenum should not exceed the value of 0.25%.

Титан TiTitanium Ti

Содержание титана в стали ограничивается значением Ti≤0,04%, т.к. высокое содержание титана может свести на нет преимущества, достигаемые прямой закалкой, и увеличить количество нитридов титана (TiN) в стали, что пагубным образом сказывается на ударной вязкости, изломостойкости и удлинении стали при разрыве. Однако предпочтительно, чтобы титан Ti находился в сплаве в количестве, по меньшей мере, 0,005%, потому что титан Ti улучшает свойства стали при сварке, препятствуя росту зерен в 3ТВ, при этом может быть использована высокая погонная энергия, что обеспечивает ровное соединение сварного валика и основного металла. В результате, благодаря небольшому содержанию титана Ti (0,005-0,04%) в сплаве, сварной шов приобретает максимально возможную ударную прочность, а из конструкционной стали согласно изобретению могут быть изготовлены посредством сварки исключительно надежные конструкции, при этом увеличивается эффективность сварных работ.The titanium content in steel is limited to Ti≤0.04%, because a high titanium content can negate the advantages achieved by direct quenching and increase the amount of titanium nitrides (TiN) in steel, which adversely affects the toughness, fracture toughness and elongation of steel at break. However, it is preferable that the titanium Ti is present in the alloy in an amount of at least 0.005%, because titanium Ti improves the properties of the steel during welding, preventing grain growth in 3TV, and high heat input can be used, which ensures a smooth connection of the weld bead and base metal. As a result, due to the low content of titanium Ti (0.005-0.04%) in the alloy, the weld seam acquires the highest possible impact strength, and extremely reliable structures can be made of structural steel according to the invention by welding, while the efficiency of welding operations is increased.

Предпочтительное содержание титана ≤0,02%, в частности, при большей толщине T_h≥5 мм для обеспечения ударной вязкости. Более предпочтительно, содержание титана Ti в количестве 0,005-0,02%.The preferred titanium content is ≤0.02%, in particular with a larger thickness T _h ≥5 mm to provide toughness. More preferably, the titanium content of Ti in an amount of 0.005-0.02%.

Алюминий AlAluminum Al

Алюминий Al может быть использован для деоксидации стали при его содержании 0,01-0,15%. Конструкционная сталь согласно изобретению может обладать отличной свариваемостью при содержании алюминия Al≤0,045%.Aluminum Al can be used for deoxidation of steel with its content of 0.01-0.15%. Structural steel according to the invention may have excellent weldability with an aluminum content of Al≤0,045%.

Кальций СаCalcium Sa

Обычно кальций может быть использован в количестве 0,0005-0,005%, например, для исключения пагубного влияния образованных при десульфуризации и/или деоксидации соединений.Typically, calcium can be used in an amount of 0.0005-0.005%, for example, to eliminate the detrimental effect of the compounds formed during desulfurization and / or deoxidation.

Преимущественно сверхпрочная конструкционная сталь согласно настоящему изобретению содержит только указанные элементы, остальное - железо, неизбежные примеси и остаточные компоненты.Mostly the heavy-duty structural steel according to the present invention contains only these elements, the rest is iron, inevitable impurities and residual components.

В качестве неизбежных примесей могут присутствовать, например, азот N, фосфор Р и сера S. Содержание азота N не должно превышать 0,01%, предпочтительно 0,005%. Низкое содержание азота делает возможным поддержание количества титана Ti на низком уровне.As unavoidable impurities, for example, nitrogen N, phosphorus P and sulfur S can be present. The nitrogen content N must not exceed 0.01%, preferably 0.005%. A low nitrogen content makes it possible to keep titanium Ti low.

Из-за пагубного воздействия количество фосфора Р и серы S стараются поддерживать на низком, насколько это возможно, уровне, например, таким образом, чтобы Р<0,02% и S<0,04%. Предпочтительно содержание серы должно быть <0,005% для обеспечения лучшей способности к отбортовке и ударной вязкости. Однако, хотя высокое содержание фосфора Р может быть преимуществом, благодаря устойчивости воздействию окружающей среды, его влияние на ухудшение ударной вязкости в таких прочных сталях слишком велико, поэтому целенаправленное его добавление не имеет смысла, желательно поддерживать содержание Р настолько низким, насколько это возможно.Due to the detrimental effect, the amount of phosphorus P and sulfur S is tried to be kept as low as possible, for example, so that P <0.02% and S <0.04%. Preferably, the sulfur content should be <0.005% to provide better flanging and toughness. However, although a high phosphorus content of P may be an advantage due to its environmental stability, its effect on the deterioration of the toughness in such strong steels is too great, so its targeted addition does not make sense, it is desirable to keep the content of P as low as possible.

Необязательно добавлять в качестве легирующей добавки ванадий V в конструкционную сталь согласно изобретению, так как в конструкционной стали согласно изобретению он может ухудшать ударную вязкость и свариваемость стали, особенно при многопроходной сварке. Ввиду сказанного, содержание ванадия V преимущественно, но не обязательно, не превышает V<0,1%, наиболее предпочтительно V·0,05%.It is not necessary to add vanadium V as a dopant to the structural steel according to the invention, since in structural steel according to the invention it can impair the toughness and weldability of the steel, especially in multi-pass welding. In view of the foregoing, the content of vanadium V predominantly, but not necessarily, does not exceed V <0.1%, most preferably V · 0.05%.

Ниобий Nb в некоторых случаях может быть добавлен в количестве 0,008-0,08% для увеличения ударной вязкости. Однако применение ниобия не обязательно, преимущественно в тех случаях, когда сверхпрочная конструкционная сталь представляет собой полосовую сталь, т.е. стальной продукт, произведенный на полосовой прокатной линии. Ниобий Nb не добавляют для обеспечения способности к отбортовке, при этом его содержание не должно превышать 0,008%, наиболее предпочтительно, менее 0,005%.Niobium Nb in some cases can be added in an amount of 0.008-0.08% to increase the toughness. However, the use of niobium is not necessary, mainly in cases where the heavy-duty structural steel is a strip steel, i.e. steel product produced on a strip rolling line. Niobium Nb is not added to ensure flanging ability, while its content should not exceed 0.008%, most preferably less than 0.005%.

Согласно настоящему изобретению необязательно добавлять бор В в конструкционную сталью, так как соответствующая способность к закалке достигается за счет других легирующих компонентов. Более того, исключение бора способно снизить уровень титана согласно изобретению, так как в этом случае не нужно добавлять соответствующее количество титана для обеспечения функциональной зависимости от бора. Предпочтительно содержание бора в стали составляет менее чем 0,0003%.According to the present invention, it is not necessary to add boron B to the structural steel, since the corresponding hardenability is achieved by other alloying components. Moreover, the exclusion of boron can reduce the level of titanium according to the invention, since in this case it is not necessary to add an appropriate amount of titanium to ensure a functional dependence on boron. Preferably, the boron content in the steel is less than 0.0003%.

Однако, в особенности при большей толщине T_h 9-40 мм стального продукта, бор может быть добавлен в количестве 0,0005-0,003%, если способность к закалке не будет надлежащим образом обеспечена без него. Однако в таком случае содержание титана в стали должно находиться в интервале 0,02-0,04% или таким образом, чтобы титан Ti(%)>3*N(%), но Ti·0,04%.However, in particular with a larger thickness T _{h of} 9-40 mm of the steel product, boron can be added in an amount of 0.0005-0.003% if the quenching ability is not adequately provided without it. However, in this case, the titanium content in the steel should be in the range of 0.02-0.04% or so that titanium Ti (%)> 3 * N (%), but Ti · 0.04%.

Полученный на этапе легирования 2 состав стали делает ее способной к закалке, причем на этапе прямой закалки 8 сталь закаляется, по существу, как мартенсит. Микроструктура стального продукта согласно изобретению может также состоять из самозакаленного мартенсита. В ней содержится более чем 80%, предпочтительно более чем 90%, в объемных процентах, мартенсита и/или самозакаленного мартенсита. Остальная микроструктура может содержать небольшое количество бейнитных структур, таких как верхний или нижний бейнит.Obtained at the stage of alloying 2, the composition of the steel makes it capable of quenching, and at the stage of direct quenching 8, the steel is quenched, essentially like martensite. The microstructure of the steel product according to the invention may also consist of self-hardened martensite. It contains more than 80%, preferably more than 90%, in volume percent, of martensite and / or self-hardened martensite. The rest of the microstructure may contain a small amount of bainitic structures, such as upper or lower bainite.

Согласно предпочтительному варианту осуществления уплощенность (отношение ширины к толщине) первичных аустенитных структур сверхпрочной конструкционной стали согласно изобретению составляет, по меньшей мере, 1,5 и среднее значение секущей С3С первичной аустенитной структуры составляет менее чем 20 микрометров.According to a preferred embodiment, the flatness (ratio of width to thickness) of the primary austenitic structures of the heavy-duty structural steel according to the invention is at least 1.5 and the average value of the secant C3C primary austenitic structure is less than 20 micrometers.

Определение С3С основано на вычислении кубического корня от произведения поперечных сечений трех главных направлений первичной структуры аустенитного зерна. Вычисление С3С и уплощенности первичной аустенитной структуры подробно описывается, например, в следующем источнике: «Worked Examples on Quantitative Metallography, The institute of materials, Minerals and Mining, London, UK (2003), p1, ISBN 9781902653 80 8.»The definition of C3C is based on the calculation of the cubic root of the product of cross sections of the three main directions of the primary structure of austenitic grain. The calculation of C3C and the flattening of the primary austenitic structure are described in detail, for example, in the following source: “Worked Examples on Quantitative Metallography, The Institute of Materials, Minerals and Mining, London, UK (2003), p1, ISBN 9781902653 80 8.”

Далее, стальной продукт согласно изобретению, чья уплощенность (отношение ширины к толщине), а также предпочтительно С3С, как показало измерение различных участков стального продукта, по существу имеют одинаковое значение, что характерно для продукта после горячей прокатки и не свойственно, например, стальному продукту, обладающему горячекованными формами. Другими словами, расхождение этих значений является небольшим в стальном продукте согласно изобретению. В результате, свойства стального продукта становятся однородными в различных точках.Further, the steel product according to the invention, whose flatness (ratio of width to thickness), and also preferably C3C, as shown by the measurement of different sections of the steel product, have essentially the same value, which is characteristic of the product after hot rolling and is not typical, for example, of a steel product having hot-formed forms. In other words, the discrepancy between these values is small in the steel product according to the invention. As a result, the properties of the steel product become uniform at various points.

Согласно одному из вариантов осуществления сталь подвергается закалке 12 с последующим отпуском после прямой закалки, при этом она становится закаленной мартенситной. В этом варианте осуществления исключительно важно, чтобы в составе стали присутствовала медь, которая отделяется при закалке, увеличивая прочность стали.According to one embodiment, the steel is quenched 12, followed by tempering after direct quenching, whereby it becomes quenched martensitic. In this embodiment, it is imperative that copper is present in the steel, which separates during quenching, increasing the strength of the steel.

В способе согласно изобретению, фиг.1, стальной сляб подвергают прокатке 5 в прокатном стане таким образом, чтобы в последний проход, температура прокатки стали составляла 720-950°C, в котором после последнего прохода, осуществляемого в прокатном стане, сталь подвергается прямой закалке 8 при скорости охлаждения 20-150°C/с до температуры не более чем 450°C.In the method according to the invention, FIG. 1, the steel slab is rolled 5 in a rolling mill so that in the last pass, the temperature of the rolling of steel is 720-950 ° C, in which, after the last pass carried out in the rolling mill, the steel is subjected to direct hardening 8 at a cooling rate of 20-150 ° C / s to a temperature of not more than 450 ° C.

Ниже описаны этапы способа согласно изобретению:The steps of the method according to the invention are described below:

Легирование 2 стали осуществляют известным способом путем добавления легирующих элементов, например, управляя КАС-процессом. Легирование стали путем добавления легирующих элементов в определенных количествах в изобретении является основой этапа 2 способа. На данном этапе происходит легирование 2 таким образом, чтобы состав стали в массовых процентах выглядел следующим образом:Alloying 2 steel is carried out in a known manner by adding alloying elements, for example, controlling the CAS process. Alloying steel by adding alloying elements in certain amounts in the invention is the basis of step 2 of the method. At this stage, alloying 2 occurs in such a way that the steel composition in mass percent is as follows:

С: 0,07-0,12%,C: 0.07-0.12%,

Si: 0,1-0,7%,Si: 0.1-0.7%,

Mn: 0,5-2,0%,Mn: 0.5-2.0%,

Ni: 0,8-4,5%,Ni: 0.8-4.5%,

Cu: 0,25-3,0%,Cu: 0.25-3.0%,

Cr: 0,5-1,6%,Cr: 0.5-1.6%,

Mo: <0,8%,Mo: <0.8%,

Ti: ·0,04%,Ti: 0.04%

а также железо (Fe), неизбежные примеси и остаточные компоненты.as well as iron (Fe), inevitable impurities and residual components.

Затем сталь подлежит непрерывной разливке известным образом в стальной сляб, который далее поступает, например, после аустенитного отжига (900-1350°C), происходящего в печи с шагающим подом, на горячую прокатку 5, в которой стальной сляб прокатывают до желаемой толщины листового стального продукта и далее подвергают прямой закалке 8 непосредственно после прокатки 5. Другими словами, после последнего прохода прокатки 5 производится прямая закалка 8.Then the steel is subjected to continuous casting in a known manner in a steel slab, which then comes, for example, after austenitic annealing (900-1350 ° C), which takes place in a walking hearth furnace, for hot rolling 5, in which the steel slab is rolled to the desired thickness of the steel sheet product and then subjected to direct hardening 8 immediately after rolling 5. In other words, after the last pass of rolling 5 is direct hardening 8.

В частности, когда необходимо получить улучшенные характеристики относительного удлинения при разрыве, может быть осуществлена закалка 12 с последующим отпуском стали, в которой сталь сначала нагревают и затем охлаждают. Закалка может быть осуществлена, например, в температурном интервале 500-600°C обычно приблизительно в течение 0,2-2 часов. При более высокой температуре, может быть применено более короткое время закалки. Самая высокая температура закалки составляет 700°C, так как очень сложно получить сверхпрочную конструкционную сталь согласно изобретению при температуре выше указанной, даже если используются очень короткие температурные интервалы закалки.In particular, when it is necessary to obtain improved elongation at break properties, quenching 12 can be carried out followed by tempering of the steel, in which the steel is first heated and then cooled. Quenching can be carried out, for example, in the temperature range 500-600 ° C, usually within about 0.2-2 hours. At higher temperatures, shorter quenching times can be applied. The highest quenching temperature is 700 ° C, since it is very difficult to obtain the heavy-duty structural steel according to the invention at a temperature above that indicated, even if very short quenching temperature ranges are used.

Преимущественно обработка стали является только термомеханической, при этом после прямой закалки 8 не следует температурной обработки, такой как закалка 12 с последующим отпуском. По способу может быть получен стальной продукт с хорошими механическими свойствами без необходимости подвергать продукт увеличивающей затраты термической обработке после сварки. Закалка 12 с последующим отпуском не является обязательной для улучшения механических свойств конструкционной стали согласно изобретению, потому что согласно изобретению удается получить ударновязкий мартенсит. Далее, отношение предела текучести к пределу прочности может увеличиться при закалке до значения, близкого 1, что может оказаться недостатком в некоторых областях применения стали.Advantageously, the steel treatment is only thermomechanical, and after direct quenching 8, no heat treatment, such as quenching 12 followed by tempering, follows. According to the method, a steel product with good mechanical properties can be obtained without having to subject the product to a cost-increasing heat treatment after welding. Quenching 12 with subsequent tempering is not necessary to improve the mechanical properties of structural steel according to the invention, because according to the invention it is possible to obtain impact-resistant martensite. Further, the ratio of yield strength to tensile strength may increase during quenching to a value close to 1, which may be a disadvantage in some steel applications.

Преимущество прямой закалки 8 стали непосредственно после горячей прокатки состоит в том, что легирующие добавки, увеличивающие способность к закалке, хорошо растворены и, следовательно, эффективно повышают способность к закалке, так как аустенитный отжиг осуществляется при высокой (1000-1350°C) температуре. Размер зерна стали увеличивается при высокой температуре повторного отжига, но при горячей прокатке 5 размер зерна за счет повторной рекристаллизации структуры зерна обеспечивает хорошее качество стали. Если горячая прокатка 5 продолжается при температурах ниже температуры рекристаллизации, аустенит может быть более уплощен, при этом размер упаковки мартенсита уменьшается, а плотность дислокации мартенсита растет. В этом случае ударная вязкость мартенсита увеличивается и, в частности, увеличивается предел прочности при разрыве. Таким образом, могут быть слегка увеличены предел прочности при разрыве и жесткость. В результате получается ударновязкая мартенситная микроструктура сверхпрочной конструкционной стали согласно изобретению.The advantage of direct hardening of steel 8 immediately after hot rolling is that the alloying additives that increase the hardenability are well dissolved and, therefore, effectively increase the hardenability, since austenitic annealing is carried out at high (1000-1350 ° C) temperature. The grain size of steel increases at a high temperature of re-annealing, but during hot rolling 5 the grain size due to the recrystallization of the grain structure ensures good quality of steel. If hot rolling 5 continues at temperatures below the recrystallization temperature, austenite can be more flattened, while the size of the martensite packing decreases, and the martensite dislocation density increases. In this case, the toughness of martensite increases and, in particular, the tensile strength at break increases. In this way, tensile strength and stiffness can be slightly increased. The result is a shock-viscous martensitic microstructure of the heavy-duty structural steel according to the invention.

Настоящее изобретение также способно обеспечить ударновязкую структуру в сварном соединении стали.The present invention is also capable of providing a high impact structure in a welded joint of steel.

Во время традиционной печной закалки не может быть произведен аустенитный отжиг при таких высоких температурах из-за роста зерен, так как размер зерен аустенита больше, а размер упаковки решетки мартенсита шире, что, опять же, ослабляет ударную вязкость основного металла.During traditional furnace hardening, austenitic annealing cannot be performed at such high temperatures due to grain growth, since the grain size of austenite is larger and the packing size of the martensite lattice is wider, which, again, weakens the toughness of the base metal.

Преимущественно в сверхпрочной конструкционной стали согласно настоящему изобретению, полученной прямой закалкой 8, достигается большая прочность при том же химическом составе в сравнении со сталью, полученной традиционно печной закалкой. Это означает, что в способе согласно изобретению количество и содержание легирующих компонентов может быть уменьшено, что, в свою очередь, уменьшает затраты на их приобретение.Advantageously, in the heavy-duty structural steel according to the present invention obtained by direct quenching 8, greater strength is achieved with the same chemical composition in comparison with steel obtained traditionally by furnace quenching. This means that in the method according to the invention, the amount and content of alloying components can be reduced, which, in turn, reduces the cost of their acquisition.

Согласно первому варианту осуществления способа конструкционную сталь получают в виде полосовой стали. Этапы первого варианта осуществления изобретения представлены на фиг.3.According to a first embodiment of the method, structural steel is obtained in the form of strip steel. The steps of the first embodiment are shown in FIG. 3.

На фиг.3 подробно изображен процесс производства сверхпрочной полосовой стали согласно первому варианту осуществления. После этапа легирования 2 и аустенитного отжига (1200-1350°C), стальной сляб подвергают прокатке согласно этапу 4 фиг.3. Прокатку 4 осуществляют, например, так, что горячая прокатка при температуре 950-1280°C при толщине стального продукта обычно 25-50 мм, после которой его немедленно подают на полосовой прокатный стан этапа 5, в котором осуществляется прокат полосы до конечной толщины 4-12 мм. Согласно рекомендациям конечная толщина полосы стали составляет, по меньшей мере, 5 мм. Также рекомендуется, чтобы конечная толщина полосы не превышала 10 мм.Figure 3 depicts in detail the production process of heavy-duty strip steel according to the first embodiment. After alloying step 2 and austenitic annealing (1200-1350 ° C), the steel slab is rolled according to step 4 of FIG. 3. Rolling 4 is carried out, for example, so that hot rolling at a temperature of 950-1280 ° C with a thickness of the steel product is usually 25-50 mm, after which it is immediately fed to the strip rolling mill of step 5, in which the strip is rolled to a final thickness of 4- 12 mm. According to the recommendations, the final thickness of the steel strip is at least 5 mm. It is also recommended that the final strip thickness not exceed 10 mm.

Количество проходов в полосовом прокатном стане составляет обычно 5-7. Последний проход в полосовом прокатном стане осуществляется в температурном интервале 760-950°C, согласно рекомендациям температурный интервал составляет 850-920°C, особенно если полоса относительно тонкая, при этом прокатные усилия остаются невысокими.The number of passes in a strip rolling mill is usually 5-7. The last pass in a strip rolling mill is carried out in the temperature range of 760–950 ° C; according to the recommendations, the temperature range is 850–920 ° C, especially if the strip is relatively thin, while the rolling forces remain low.

После последнего прохода прокатки 5 в течение 15 секунд начинается прямая закалка 8 полосы стали. В начале прямой закалки 8 температура полосы стали должна быть, по меньшей мере, 700°C. Прямая закалка 8 осуществляется как закалка в воде, таким образом, что скорость охлаждения составляет 30-150°C/с, согласно рекомендациям верхняя граница не превышает 120°C/с. Прямая закалка 8 осуществляется до температуры не более чем 300°C, согласно рекомендациям не более 100°C. Непосредственно после прямой закалки 8 полосовая сталь может быть смотана на этапе 10. Температура намотки может находиться в интервале 30-300°C. Согласно рекомендациям начальная температура намотки 10 не превышает 100°C, так как при намотке стали при температуре, превышающей 100°C, может образовываться прерывистая паровая подушка на поверхности стали, что осложняет процесс и ухудшает гладкость поверхности.After the last pass of rolling 5 for 15 seconds, a direct hardening of 8 steel strip begins. At the beginning of direct quenching 8, the temperature of the steel strip should be at least 700 ° C. Direct quenching 8 is carried out as quenching in water, so that the cooling rate is 30-150 ° C / s, according to the recommendations, the upper limit does not exceed 120 ° C / s. Direct quenching 8 is carried out to a temperature of not more than 300 ° C, according to the recommendations of not more than 100 ° C. Immediately after direct hardening 8, the strip steel can be wound in step 10. The winding temperature can be in the range of 30-300 ° C. According to the recommendations, the initial temperature of winding 10 does not exceed 100 ° C, since when winding steel at a temperature exceeding 100 ° C, an intermittent steam cushion can form on the surface of the steel, which complicates the process and impairs the smoothness of the surface.

Предпочтительно конечная температура прямой закалки 8 не превышает 100°C, потому что в таком случае после закалки получают листовой прокат в виде полос с ровными и гладкими краями.Preferably, the final temperature of direct quenching 8 does not exceed 100 ° C, because in this case, after quenching, sheet metal is obtained in the form of strips with even and smooth edges.

Предпочтительно сталь подвергают прямой закалке 8, охлаждая ее до температуры окружающей среды.Preferably, the steel is subjected to direct hardening 8, cooling it to ambient temperature.

Если необходимо, может быть осуществлена закалка 12 стали с последующим отпуском, при которой сталь сначала нагревают, а затем охлаждают. 3акалка 12 с отпуском может быть осуществлена, например, в температурном интервале 500-600°C, приблизительно, в течение менее двух часов.If necessary, steel 12 can be quenched, followed by tempering, in which the steel is first heated and then cooled. Tempering 12 with tempering can be carried out, for example, in the temperature range 500-600 ° C, for approximately less than two hours.

Например, также возможно решение, осуществляемое с быстро выполняемым нагреванием, в котором по возможности делают закалку 12 с последующим отпуском перед намоткой 10.For example, it is also possible a solution carried out with quickly performed heating, in which, if possible, hardening 12 is carried out, followed by tempering before winding 10.

Согласно второму варианту осуществления способа сверхпрочную конструкционную сталь получают в виде листовой стали, более точно, так называемый, лист «кварто». Основные этапы второго варианта осуществления показаны на фиг.4.According to a second embodiment of the method, heavy-duty structural steel is obtained in the form of sheet steel, more precisely, the so-called “quarto” sheet. The main steps of the second embodiment are shown in FIG.

После легирования на этапе 2 и аустенитного отжига (1000-1300°C), стальной сляб подвергают прокатке согласно этапу 5 фиг.4. Прокатку листа осуществляют, например, на так называемом реверсном четырехвалковом прокатном стане, в котором стальной сляб обжимают между валками при обратном и прямом движении при температуре 750-1300°C. На этапе 5 лист подвергают прокатке как частично, так и полностью до его конечной толщины и затем осуществляется 90° поворот 9 в плоскости листа. Следом осуществляется прокатка 5, пока не будет достигнута желаемая толщина. Возможен вариант, когда поворот 9 может быть осуществлен более чем один раз между прокатными этапами 5, а прокат может быть осуществлен в различных направлениях более чем один раз. Для изобретения важно, что при последнем прокатном проходе температура в листовом прокате составляла менее 950°C, согласно рекомендациям менее 900°C. После последнего прохода прокатки 5 прямую закалку 8 стального листа начинают в течение 30 секунд, предпочтительно в течение 15 секунд. Когда начинается прямая закалка 8, температура стального листа должна быть, по меньшей мере, 700°C. Прямую закалку 8 осуществляют как закалку в воде таким образом, что скорость охлаждения составляет 20-150°C/с. Прямая закалка 8 осуществляется при температуре не более 450°C, согласно рекомендациям не более 200°C.After alloying in step 2 and austenitic annealing (1000–1300 ° C), the steel slab is rolled according to step 5 of FIG. 4. The sheet is rolled, for example, on the so-called four-roll reverse rolling mill, in which a steel slab is pressed between the rolls during reverse and forward movement at a temperature of 750-1300 ° C. At step 5, the sheet is rolled both partially and completely to its final thickness, and then a 90 ° turn of 9 in the plane of the sheet is performed. Next, rolling 5 is carried out until the desired thickness is achieved. It is possible that the turn 9 can be carried out more than once between the rolling steps 5, and the rolling can be carried out in different directions more than once. It is important for the invention that in the last rolling pass, the temperature in the sheet metal was less than 950 ° C, according to recommendations less than 900 ° C. After the last pass of rolling 5, direct hardening 8 of the steel sheet begins within 30 seconds, preferably within 15 seconds. When direct hardening 8 begins, the temperature of the steel sheet should be at least 700 ° C. Direct quenching 8 is carried out as quenching in water so that the cooling rate is 20-150 ° C / s. Direct quenching 8 is carried out at a temperature of not more than 450 ° C, according to the recommendations of not more than 200 ° C.

Согласно одному из вариантов осуществления в конструкционную сталь, полученную на этапе горячей прокатки изобретения в виде стального листа, добавляют ниобий Nb 0,008-0,08% для увеличения ударной вязкости.According to one embodiment, niobium Nb 0.008-0.08% is added to the structural steel obtained in the hot rolling step of the invention in the form of a steel sheet to increase the toughness.

Под листовым стальным продуктом понимается такой стальной продукт, у которого длина и ширина значительно больше, чем толщина проката, другими словами, под листовым стальным продуктом подразумевается стальной лист или полоса стали. В качестве примера можно привести размеры такого листового стального продукта, ширина у которого может быть 1500 мм, в то время как толщина - 5 мм.By sheet steel product is meant a steel product whose length and width is significantly greater than the thickness of the rolled product, in other words, by sheet steel product is meant a steel sheet or strip of steel. An example is the size of such a sheet steel product, the width of which can be 1500 mm, while the thickness is 5 mm.

Предпочтительно листовым стальным продуктом является полоса стали, так как при прокате полосы достигаются самые низкие производственные затраты, при этом зерна структуры стали могут быть быстро и эффективно измельчены во время горячей прокатки 5.Preferably, the sheet steel product is a steel strip, since the strip production achieves the lowest production costs, while the grains of the steel structure can be quickly and efficiently crushed during hot rolling 5.

Толщина сверхпрочной конструкционной стали согласно изобретению, T_h составляет, по меньшей мере, 2 мм и, предпочтительно, 4 мм. В случае стальных полос толщина составляет, предпочтительно, T_h=5-12 мм, и, наиболее предпочтительно, T_h=6-10 мм, тогда при определении параметров реальных конструкций учитывается хорошая ударная вязкость стали, также стальные полосы технически проще наматывать в стальные рулоны.The thickness of the heavy-duty structural steel according to the invention, T _h , is at least 2 mm and preferably 4 mm. In the case of steel strips, the thickness is preferably T _h = 5-12 mm, and most preferably T _h = 6-10 mm, then when determining the parameters of real structures, the good toughness of steel is taken into account, it is also technically easier to wind steel strips in steel rolls.

В случае листа «кварто» толщина стального продукта может составлять даже 10-40 мм, при этом даже при 40 мм толщине достигается соответствующая глубина закалки согласно изобретению. Предпочтительно толщина листа «кварто» составляет 12-30 мм. Если целью является получение структуры с уплощенными зернами, в этом случае предпочтительно добавляют ниобий Nb: 0,008-0,08%.In the case of a quarto sheet, the thickness of the steel product can be even 10-40 mm, and even at 40 mm thickness, an appropriate hardening depth is achieved according to the invention. Preferably, the thickness of the quarto sheet is 12-30 mm. If the goal is to obtain a structure with flattened grains, in this case niobium Nb is preferably added: 0.008-0.08%.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Ниже осуществляется раскрытие изобретения посредством примеров, выполненных в лаборатории.Below is a disclosure of the invention by means of examples made in the laboratory.

В миниатюрном варианте сплавы 55 мм толщины согласно составам, приведенным в таблице 1 1372, 1371, 1370 и 1369 были подвергнуты прокатке 5 до толщины 6 мм серией из шести прокатных проходов. Слябы нагревали в печи до температуры 1225°C. После последнего прохода листы подвергали прямой закалке. Конечные размеры прокатной стали составляли 1120×95×6 мм. Результаты испытаний на растяжение приведены в таблице 2.In a miniature embodiment, alloys of 55 mm thickness according to the compositions shown in table 1 1372, 1371, 1370 and 1369 were subjected to rolling 5 to a thickness of 6 mm by a series of six rolling passes. The slabs were heated in an oven to a temperature of 1225 ° C. After the last pass, the sheets were subjected to direct hardening. The final dimensions of the rolled steel were 1120 × 95 × 6 mm. The results of tensile tests are shown in table 2.

Испытание сварного соединения осуществляли с использованием дуговой сварки встык плавящимся электродом, с образованием двухпроходного сварного шва со скосом кромок без притупления корня, в котором угол скоса составляет 50 градусов, притупление корня 0,5 мм и воздушный зазор 1,5 мм. В обоих, первом и втором сварных проходах была задействована погонная энергия приблизительно 0,6 кДж/мм. При сварке был использован твердый проволочный электрод, который классифицируется как G 89 5 М Mn4Ni2, 5CrMo согласно стандарту EN 12534 и ER120S-G согласно стандарту AWS А 5.28. Сварной шов выполняли в том же направлении, что и направление прокатки. Ударную вязкость по Шарпи V сварных швов определяли с использованием образцов для испытания размером 5×10 мм в поперечном по отношению к сварному соединению направлении, результаты испытаний представлены в таблице 2. Когда сварка осуществляется по вышеописанной схеме, результаты испытания на свариваемость сопоставимы.The weld test was carried out using butt welding with a consumable electrode, with the formation of a two-pass weld with bevel edges without blunting the root, in which the bevel angle is 50 degrees, the root blunting is 0.5 mm and the air gap is 1.5 mm. In both the first and second welded passes, the linear energy of approximately 0.6 kJ / mm was used. When welding, a solid wire electrode was used, which is classified as G 89 5 M Mn4Ni2, 5CrMo according to EN 12534 and ER120S-G according to AWS A 5.28. The weld was performed in the same direction as the rolling direction. Charpy V impact strength of the welds was determined using 5 × 10 mm test specimens in the transverse direction with respect to the welded joint, the test results are presented in Table 2. When welding is carried out according to the above scheme, the results of the weld test are comparable.

Под линией оплавления ЛО подразумевают среднюю точку сварного соединения в плоскости листа в поперечном по отношению к продольному направлению сварного валика. Крупнозерновую зону термического влияния (К33ТВ) сварки определяли со стороны ЛО + 1 мм и ВК3ТВ со стороны ЛО + 3 мм.By the LW reflow line is meant the midpoint of the welded joint in the plane of the sheet transverse to the longitudinal direction of the weld bead. The coarse-grained zone of thermal influence (K33TV) of welding was determined from the LO + 1 mm side and VK3TV from the LO + 3 mm side.

В таблице 2 имеется ссылка на результаты испытания образца R1, полученного при полномасштабном испытании, который подвергают термомеханической обработке путем горячей прокатки до толщины 6 мм и прямой закалки.Table 2 refers to the test results of sample R1 obtained in a full-scale test, which is subjected to thermomechanical processing by hot rolling to a thickness of 6 mm and direct quenching.

Как известно, свойства стали, полученной в полномасштабном производстве, выше в части ее прочности и ударной вязкости, чем у стали, полученной при лабораторном испытании, из-за большей степени деформации и меньшего размера зерен первичного аустенита в условиях полномасштабного производства. Отсюда, свойства стального продукта согласно изобретению, полученного в промышленном масштабе, вероятно, будут выше, чем представленные здесь значения. Между тем, на свойства сварного соединения в ЗТВ это обстоятельство не оказывает какого-либо существенного влияния.As is known, the properties of steel obtained in full-scale production are higher in terms of its strength and toughness than steel obtained in laboratory testing, due to the greater degree of deformation and smaller grain size of primary austenite in conditions of full-scale production. Hence, the properties of the steel product according to the invention, obtained on an industrial scale, are likely to be higher than the values presented here. Meanwhile, this circumstance does not have any significant effect on the properties of the welded joint in the HAZ.

Таблица 2table 2 Примеры испытанийTest examples   СтальSteel Сварной шовWeld               В поперечном направлении сварного соединенияTransverse welded joint ЛОLO К33ТВK33TV ВК3ТВVK3TV ЛОLO К33ТВK33TV ВК3ТВVK3TV СоставStructure R_p0,2 (МПа)R _p 0.2 (MPa) R_m (МПа)R _m (MPa) R_p0,2 (МПа)R _p 0.2 (MPa) A5 (%)A5 (%) CV - 40°C L(Дж/см²)CV - 40 ° CL (J / cm ² ) CV - 40°C Т (Дж/см²)CV - 40 ° C T (J / cm ² ) R_p0,2
(МПа)R _p 0.2
(MPa) R_m (МПа)R _m (MPa) A5 (%)A5 (%) CV -40°C Т (Дж/см²)CV -40 ° C T (J / cm ² ) CV - 40°C Т(Дж/см²)CV - 40 ° C T (J / cm ² ) CV - 40°C Т (Дж/см²)CV - 40 ° C T (J / cm ² ) CV - 60°C Т (Дж/см²)CV - 60 ° C T (J / cm ² ) CV - 60°C Т (Дж/см²)CV - 60 ° C T (J / cm ² ) CV - 60°C Т (Дж/см²)CV - 60 ° C T (J / cm ² ) 13721372 957957 12591259 0,760.76 11,711.7 9090 4444 10351035 11831183 4,54,5 4444 50fifty 50fifty 4242 4848 5252 13711371 968968 12741274 0,760.76 12,512.5 108108 50fifty 10451045 12101210 5,85.8 50fifty 5252 5252 3838 5252 5252 13701370 10031003 13161316 0,760.76 10,110.1 7575 4040 -- -- -- -- -- -- -- -- -- 13691369 10351035 13931393 0,740.74 11,811.8 6969 3636     -- -- -- -- -- -- -- R1R1 11021102 12791279 0,860.86 11,711.7 -- 4444 932932 10231023 3,33.3 2222 4040 -- -- -- -- ЛО = линия оплавленияLO = reflow line К33ТВ = крупнозерновая зона термического влиянияK33TV = coarse heat affected zone ВК3ТВ = взаимнокритическая зона термического влиянияVK3TV = mutually critical heat affected zone CV = Шарпи VCV = Charpy V L = продольное (в направлении прокатки) направлениеL = longitudinal (in the rolling direction) direction

Как видно из таблицы 2, в образцах 1372 и 1371 достигнуты показатели сверхпрочной стали, чья ударная вязкость в ЗТВ, измеренная в поперечном по отношению к направлению прокатки направлении, при температуре -40°C составляет более чем 34 Дж/см², т.е. выражаясь по другомуAs can be seen from table 2, in samples 1372 and 1371, the performance of superstrong steel was achieved, whose impact strength in the HAZ, measured in the transverse direction with respect to the rolling direction, at a temperature of -40 ° C is more than 34 J / cm ² , i.e. . put it differently

Шарпи V -40°C Т (ЛО, ВК3ТВ, К33ТВ) >34 Дж/см².Charpy V -40 ° C T (LO, VK3TV, K33TV)> 34 J / cm ² .

Также из таблицы 2 следует, что в образцах 1372 и 1371 достигнуты показатели сверхпрочной стали, чья ударная вязкость крупнозерновой зоны термического влияния сварного шва, измеренная в поперечном по отношению к направлению прокатки направлении, при температуре -40°C составляет более чем 40 Дж/см², т.е. выражаясь по другомуAlso from table 2 it follows that in samples 1372 and 1371 the performance of superstrong steel was reached, whose impact strength of the coarse-grained zone of the heat influence of the weld, measured in the transverse direction with respect to the rolling direction, at a temperature of -40 ° C is more than 40 J / cm ² , i.e. put it differently

Шарпи V -40°C Т(К33ТВ) >40 Дж/см².Charpy V -40 ° C T (K33TV)> 40 J / cm ² .

Также из таблицы 2 следует, что в образцах 1372 и 1371 достигнуты показатели сверхпрочной стали, чья ударная вязкость зоны термического влияния сварного шва, измеренная в поперечном по отношению к направлению прокатки направлении, при температуре -40°C составляет более чем 35 Дж/см², т.е. выражаясь по другомуAlso from table 2 it follows that in samples 1372 and 1371 the performance of ultra-strong steel was reached, whose impact strength of the heat affected zone of the weld, measured in the transverse direction with respect to the rolling direction, at a temperature of -40 ° C is more than 35 J / cm ² , i.e. put it differently

Шарпи V -40°C Т(ЛО) >35 Дж/см².Charpy V -40 ° C T (LO)> 35 J / cm ² .

Преимущественно сталь согласно изобретению отвечает соответствующим требованиям, предъявляемым к ударной вязкости также и при температуре -60°C.Advantageously, the steel according to the invention meets the relevant requirements for toughness also at a temperature of -60 ° C.

В частности, из таблицы 2 видно, что сверхпрочная конструкционная сталь R1, полученная вне рамок настоящего изобретения, более хрупкая в зоне термического влияния сварного шва, чем образцы сверхпрочной стали 1372 и 1371 согласно изобретению.In particular, it can be seen from Table 2 that the heavy-duty structural steel R1 obtained outside the scope of the present invention is more fragile in the heat affected zone of the weld than the samples of heavy-duty steel 1372 and 1371 according to the invention.

Далее, из таблицы 2 следует, что в образце 1372 достигнуты показатели сверхпрочной стали, чей предел прочности при разрыве R_p0,2 составляет около 957 МПа и показатель теста Шарпи V -40°C >50 Дж/см², измеренные в поперечном по отношению к направлению прокатки направлении. Ссылаясь на сказанное ранее, можно прийти к выводу, что у промышленного образца такой стали, гарантированно может быть получен предел прочности при разрыве, по меньшей мере, 960 МПа.Further, from table 2 it follows that in specimen 1372 the performance of _{superstrong steel} was reached, whose tensile strength at break R _p0.2 is about 957 MPa and the Charpy test index is V -40 ° C> 50 J / cm ² , measured in the transverse relation to the rolling direction. Referring to the foregoing, it can be concluded that an industrial design of such steel can guaranteedly obtain a tensile strength at break of at least 960 MPa.

Далее, из таблицы 2 видно, что в образцах предел прочности при разрыве R_p0,2 3TB, по меньшей мере, настолько высок, насколько R_p0,2 основного металла. В промышленном масштабе предел прочности при разрыве R_p0,2 3TB может приближаться к значению предела прочности при разрыве основного металла R_p0,2 таким образом, что предел прочности при разрыве R_p0,2 3TB составляет, по меньшей мере, 85%, предпочтительно, по меньшей мере, 90% или более предела прочности при разрыве основного металла R_p0,2.Further, from table 2 it is seen that in the samples the tensile strength at break R _p0,2 3TB is at least as high as R _{p0,2 of the} base metal. On an industrial scale, the tensile strength at break R _p0,2 3TB can approach the value of the tensile strength at break of the base metal R _p0,2 so that the tensile strength at break R _p0,2 3TB is at least 85%, preferably at least 90% or more of the tensile strength of the base metal R _p0.2 .

Далее, из таблицы 2 видно, что в образце 1371 получена сверхпрочная сталь, чей предел прочности при разрыве R_p0,2 составляет, по меньшей мере, 960 МПа и результат теста Шарпи V основного металла при -40°C >50 Дж/см², что измерено в продольном прокатке направлении.Further, from table 2 it is seen that in sample 1371, super-strong steel was obtained whose tensile strength at break R _p0.2 is at least 960 MPa and the result of the Charpy V test of the base metal at -40 ° C> 50 J / cm ² as measured in the longitudinal rolling direction.

Согласно изобретению может быть получена конструкционная сталь со следующими улучшенными механическими свойствами:According to the invention, structural steel with the following improved mechanical properties can be obtained:

- предел прочности при разрыве R_p0,2=960-1250 МПа. В частности, даже R_p0,2=1100-1250 МПа.*- tensile strength at break R _p0,2 = 960-1250 MPa. In particular, even R _p0.2 = 1100-1250 MPa. *

- предел прочности при растяжении R_m 980-1500 МПа. В частности, даже 1120-1500 МПа.*- tensile strength R _m 980-1500 MPa. In particular, even 1120-1500 MPa. *

- отношение предела прочности при разрыве к пределу прочности при растяжении (R_p0,2/R_m)>0,7. В частности, (R_p0,2/R_m)>0,8.*- the ratio of tensile strength at break to tensile strength (R _p0,2 / R _m )> 0.7. In particular, (R _p0,2 / R _m )> 0.8. *

- относительное удлинение при разрыве A₅>7%. В частности, даже А₅>8%.*- elongation at break A ₅ > 7%. In particular, even A ₅ > 8%. *

- при закалке 12 с последующим отпуском, относительное удлинение при разрыве A₅>8%. В частности, даже А₅>10%.*- when quenching 12 with subsequent tempering, elongation at break A ₅ > 8%. In particular, even A ₅ > 10%. *

- ударная вязкость основного металла по Шарпи V -20°C >50 Дж/см²,- impact strength of the base metal according to Charpy V -20 ° C> 50 J / cm ² ,

В частности, Шарпи V -40°C >50 Дж/см²,In particular, Charpy V -40 ° C> 50 J / cm ² ,

В частности, даже Шарпи V -60°C >50 Дж/см².***In particular, even Charpy V -60 ° C> 50 J / cm ^2. ***

*как измерено на прутке в продольном по отношению к прокатке направлении.* as measured on a bar in the longitudinal direction with respect to rolling.

**измерено на прутке, имеющем толщину листа, но максимально 10 мм.** measured on a bar having a sheet thickness but maximum 10 mm.

При сварке сверхпрочной конструкционной стали согласно изобретению может быть использован без каких-либо проблем способ сварки, обычно используемый при сварке сверхпрочных сталей, и может быть осуществлена сварка сверхпрочной стали без каких-либо проблем и потреблении нормальной погонной энергии, используемой при сваривании сверхпрочных сталей. Естественно, слишком большие значения сварных энергий в некоторой степени снижают прочность сварного соединения по сравнению с более низкими энергиями. Сталь с соответствующим содержанием титана согласно изобретению способна хорошо противостоять росту зерен в зоне термического влияния ЗТВ, образующейся во время сварки, что оказывает благоприятное воздействие на ударную вязкость, так называемой, крупнозерновой зоны. Более того, конструкционная сталь согласно изобретению эффективно упрочняется во время сварки через зону повторной аустенизации, при этом повышается прочность шва. Благодаря подходящему размеру зерен в зоне и происходящему там образованию мартенсита за счет низкого содержания углерода, удается получить исключительно хорошие свойства ударной вязкости для таких прочных конструкционных сталей, даже несмотря на то, что углеродный эквивалент остается в некоторой степени высоким. При многопроходной сварке также удается получить хорошие свойства - ударную вязкость и прочность, благодаря подходящему составу, например, за счет ограничения содержания ванадия. Предпочтительно также выполнять сварку в общепринятой манере, предел прочности сварного шва при разрыве в испытании на поперечное растяжение поперек сварного соединения составляет, по меньшей мере, 960 МПа, что было продемонстрировано выше.When welding the heavy-duty structural steel according to the invention, the welding method commonly used in the welding of heavy-duty steels can be used without any problems, and welding of the heavy-duty steel can be carried out without any problems and the consumption of normal heat input used when welding the heavy-duty steels. Naturally, too high values of welded energies to some extent reduce the strength of the welded joint compared to lower energies. Steel with an appropriate titanium content according to the invention is able to withstand grain growth in the heat affected zone of the HAZ formed during welding, which has a beneficial effect on the toughness of the so-called coarse-grained zone. Moreover, the structural steel according to the invention is effectively hardened during welding through the zone of re-austenization, while increasing the strength of the weld. Due to the suitable grain size in the zone and the formation of martensite occurring there due to the low carbon content, it is possible to obtain exceptionally good toughness properties for such strong structural steels, even though the carbon equivalent remains somewhat high. In multi-pass welding, it is also possible to obtain good properties - impact strength and strength, due to a suitable composition, for example, by limiting the content of vanadium. It is also preferable to perform welding in a conventional manner, the tensile strength of the weld at break in the transverse tensile test across the weld is at least 960 MPa, which was demonstrated above.

Более того, благодаря низкому содержанию углерода и высокому содержанию никеля, повышается сопротивление на излом конструкционной стали, полученной способом согласно изобретению, т.е. требуется больше энергии для разрушения ядра и дальнейшего развития трещины, учитывая прочность и способ получения стали, стальные трещины распространяются вязким образом, особенно в условиях прямой закалки 8. Что является особенно важным и зачастую необходимым свойством для таких прочных конструкционных сталей. Это свойство может быть грубо оценено через ударную вязкость, которая в сверхпрочных конструкционных сталях, полученных способом согласно изобретению, является отличной.Moreover, due to the low carbon content and high nickel content, the fracture resistance of structural steel obtained by the method according to the invention is increased, i.e. more energy is required to break the core and further develop the crack, given the strength and method of producing steel, steel cracks propagate in a viscous manner, especially under direct quenching 8. This is an especially important and often necessary property for such strong structural steels. This property can be roughly estimated through the toughness, which is excellent in the heavy-duty structural steels obtained by the method according to the invention.

Изобретение раскрыто выше посредством предпочтительных вариантов осуществления, очевидно, что изобретение может быть осуществлено множеством других вариантов в пределах объема формулы изобретения.The invention is disclosed above by means of preferred embodiments, it is obvious that the invention can be implemented by many other options within the scope of the claims.

Claims (37)

1. Горячекатаная конструкционная сталь, имеющая форму полосы толщиной 2-12 мм, у которой предел прочности при разрыве R_p0,2 составляет, по меньшей мере, 960 МПа, а микроструктура конструкционной стали является на более чем 80% объема мартенситной и/или самозакаленной мартенситной, отличающаяся тем, что в состав конструкционной стали, в массовых процентах, входят:
С: 0,07-0,12%
Si: 0,1-0,7%
Mn: 0,5-2,0%
Ni: 1,5-4,5%
Cu: 0,25-3,0%
Cr: 0,5-1,6%
Мо: 0,1-0,8%
Ti: 0,005-0,04%
V: менее 0,1%
факультативно один или более компонентов из нижеследующих:
В: менее 0,0003% или, альтернативно, В: 0,0005-0,003% при условии, что содержание титана Ti(%) составляет 0,02-0,04% или удовлетворяет условию 3*N(%)<Ti≤0,04%
Nb: 0,008-0,08% или менее 0,008%
Са: 0,0005-0,005%
Al: 0,01-0,15%
остальное - железо (Fe) и неизбежные примеси, в частности N: ≤0,01%, Р: <0,02%, S<0,04%, причем углеродный эквивалент С_Э конструкционной стали, рассчитанный по формуле С_Э=(С+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15) находится в интервале 0,5-1,2, обеспечивающем способность к закаливанию зоны реаустенизации выполняемого на стали сварного шва.1. Hot rolled structural steel having a strip shape of 2-12 mm thick, at which the tensile strength R _p0.2 is at least 960 MPa, and the microstructure of structural steel is more than 80% of the martensitic and / or self-hardened volume martensitic, characterized in that the composition of structural steel, in mass percent, includes:
C: 0.07-0.12%
Si: 0.1-0.7%
Mn: 0.5-2.0%
Ni: 1.5-4.5%
Cu: 0.25-3.0%
Cr: 0.5-1.6%
Mo: 0.1-0.8%
Ti: 0.005-0.04%
V: less than 0.1%
optionally one or more of the following components:
B: less than 0.0003% or, alternatively, B: 0.0005-0.003%, provided that the titanium content Ti (%) is 0.02-0.04% or satisfies the condition 3 * N (%) <Ti≤ 0.04%
Nb: 0.008-0.08% or less than 0.008%
Ca: 0.0005-0.005%
Al: 0.01-0.15%
the rest is iron (Fe) and unavoidable impurities, in particular N: ≤0.01%, P: <0.02%, S <0.04%, and the carbon equivalent С _{Э of} structural steel, calculated by the formula С _Э = ( C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15) is in the range of 0.5-1.2, providing the ability to harden the re-austenization zone of the weld performed on steel. 2. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1, отличающаяся тем, что содержание в ней углерода в массовых процентах составляет С: 0,08-0,12%, более предпочтительно 0,08-0,10%.2. Hot-rolled structural steel according to claim 1, characterized in that the carbon content in it in mass percent is C: 0.08-0.12%, more preferably 0.08-0.10%. 3. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержание никеля в массовых процентах составляет Ni: 2,6-4,0%.3. Hot rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the nickel content in mass percent is Ni: 2.6-4.0%. 4. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержание меди в массовых процентах составляет Cu: 2,0-3,0%.4. Hot rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the copper content in mass percent is Cu: 2.0-3.0%. 5. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержание хрома в массовых процентах составляет Cr: 0,7-1,6%, более предпочтительно 0,9-1,4%.5. Hot-rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the chromium content in mass percent is Cr: 0.7-1.6%, more preferably 0.9-1.4%. 6. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержание молибдена в массовых процентах составляет Мо: 0,1-0,25%.6. Hot-rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the molybdenum content in mass percent is Mo: 0.1-0.25%. 7. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержание кремния в массовых процентах составляет Si: 0,15-0,4%, более предпочтительно 0,15-0,25%.7. Hot rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the silicon content in mass percent is Si: 0.15-0.4%, more preferably 0.15-0.25%. 8. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержание марганца в массовых процентах составляет Mn: 0,5-1,5%, более предпочтительно 0,7-1,5%.8. Hot-rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the manganese content in mass percent is Mn: 0.5-1.5%, more preferably 0.7-1.5%. 9. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержание титана в массовых процентах составляет Ti: 0,005-0,02%.9. Hot-rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the titanium content in mass percent is Ti: 0.005-0.02%. 10. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержание никеля в массовых процентах, по меньшей мере, в два раза больше содержания меди в массовых процентах: Ni(%)≥2*Cu(%).10. Hot rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the nickel content in mass percent is at least two times the copper content in mass percent: Ni (%) ≥2 * Cu (%). 11. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что совместное содержание меди и никеля в массовых процентах Cu(%)+Ni(%) составляет, по меньшей мере, 2,5%, более предпочтительно 3,0%, наиболее предпочтительно 3,5-6,0%.11. Hot rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the combined content of copper and nickel in mass percent Cu (%) + Ni (%) is at least 2.5%, more preferably 3.0% most preferably 3.5-6.0%. 12. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что совместное содержание меди, хрома, никеля и кремния в массовых процентах Cu(%)+Cr(%)+Ni(%)+Si(%) составляет, по меньшей мере, 3,0%.12. Hot rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the combined content of copper, chromium, nickel and silicon in mass percent Cu (%) + Cr (%) + Ni (%) + Si (%) is at least 3.0%. 13. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что совместное содержание хрома и марганца в массовых процентах Cr(%)+Mn(%) составляет, по меньшей мере, 1,8%.13. Hot rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the combined content of chromium and manganese in mass percent Cr (%) + Mn (%) is at least 1.8%. 14. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что углеродный эквивалент С_Э конструкционной стали, рассчитанный по формуле С_Э=(C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15), находится в интервале 0,65-1,0, предпочтительно в интервале 0,65-0,9, обеспечивающем способность к закаливанию зоны реаустенизации сварного шва.14. Hot-rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the carbon equivalent C _{E of} structural steel, calculated by the formula C _E = (C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu ) / 15), is in the range of 0.65-1.0, preferably in the range of 0.65-0.9, providing the ability to harden the re-austenization zone of the weld. 15. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержание бора в массовых процентах составляет В: <0,0003%.15. Hot-rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the boron content in mass percent is B: <0,0003%. 16. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что микроструктура конструкционной стали является по существу мартенситной и/или самозакаленной мартенситной.16. Hot rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the microstructure of the structural steel is essentially martensitic and / or self-hardened martensitic. 17. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 16, отличающаяся тем, что микроструктура конструкционной стали в процентах объемных является более чем на 90% мартенситной и/или самозакаленной мартенситной.17. Hot rolled structural steel according to claim 16, characterized in that the microstructure of structural steel as a percentage of volume is more than 90% martensitic and / or self-hardened martensitic. 18. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 16, отличающаяся тем, что микроструктура конструкционной стали является по существу мартенситной.18. Hot-rolled structural steel according to claim 16, characterized in that the microstructure of the structural steel is essentially martensitic. 19. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что уплощенность, представляющая собой отношение ширины к высоте, первичной аустенитной зерновой структуры конструкционной стали составляет, по меньшей мере, 1,5, а среднее значение секущей (СЗС) первичной аустенитной структуры - менее чем 20 мкм.19. Hot rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the flatness, which is the ratio of the width to height, of the primary austenitic grain structure of structural steel is at least 1.5, and the average value of the secant (SZS) primary austenitic structures less than 20 microns. 20. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что конструкционную сталь получают прямой закалкой (8) непосредственно после горячей прокатки (5).20. Hot rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the structural steel is obtained by direct quenching (8) immediately after hot rolling (5). 21. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 20, отличающаяся тем, что конструкционная сталь получена прямой закалкой (8) непосредственно после полосовой прокатки (5).21. Hot rolled structural steel according to claim 20, characterized in that the structural steel is obtained by direct quenching (8) immediately after strip rolling (5). 22. Горячекатаная конструкционная сталь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что ударная вязкость ЗТВ сварного шва, обеспеченного в конструкционной стали при измерениях в поперечном прокатке направлении при температуре -40°С, составляет более 34 Дж/см².22. Hot rolled structural steel according to claim 1 or 2, characterized in that the toughness of the HAZ of the weld provided in the structural steel when measured in transverse rolling direction at a temperature of -40 ° C is more than 34 J / cm ² . 23. Способ изготовления полосы из конструкционной стали, у которой предел прочности при разрыве R_p0,2 составляет, по меньшей мере, 960 МПа, в котором сталь расплавляют и непрерывно разливают для получения стального сляба, причем горячую прокатку (5) полученного сляба в полосовом прокатном стане в полосу стали толщиной T_h=2-12 мм осуществляют таким образом, что при последнем проходе температура прокатки стального сляба составляет 720-950°С, а после последнего прохода, осуществляемого в прокатном стане, стальной сляб подвергают прямой закалке (8) при скорости охлаждения 20-150°С/с до температуры не более 450°С для получения полосы из конструкционной стали, при этом состав стали включает в массовых процентах следующие элементы:
С: 0,07-0,12%
Si: 0,1-0,7%
Mn: 0,5-2,0%
Ni: 1,5-4,5%
Cu: 0,25-3,0%
Cr: 0,5-1,6%
Мо: 0,1-0,8%
Ti: 0,005-0,04%
V: менее 0,1%
факультативно один или более компонентов из нижеследующих:
В: менее 0,0003% или, альтернативно, В: 0,0005-0,003% при условии, что содержание титана Ti(%) составляет 0,02-0,04% или удовлетворяет условию 3*N(%)<Ti≤0,04%
Nb: 0,008-0,08% или менее 0,008%
Са: 0,0005-0,005%
Al: 0,01-0,15%
остальное - железо (Fe) и неизбежные примеси, в частности N: ≤0,01%, Р: <0,02%, S<0,04%, причем углеродный эквивалент С_Э конструкционной стали, рассчитанный по формуле С_Э=(C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15) находится в интервале 0,5-1,2, обеспечивающем способность к закаливанию зоны реаустенизации выполняемого на стали сварного шва.23. A method of manufacturing a strip of structural steel, in which the tensile strength R _p0,2 is at least 960 MPa, in which the steel is melted and continuously cast to obtain a steel slab, and hot rolling (5) the resulting slab in strip a rolling mill in a strip of steel with a thickness of T _h = 2-12 mm is carried out in such a way that at the last pass the temperature of rolling of a steel slab is 720-950 ° C, and after the last pass carried out in a rolling mill, the steel slab is subjected to direct hardening (8) with cooling rates of 20-150 ° C / s to a temperature of not more than 450 ° C to obtain a strip of structural steel, while the composition of the steel includes in mass percent the following elements:
C: 0.07-0.12%
Si: 0.1-0.7%
Mn: 0.5-2.0%
Ni: 1.5-4.5%
Cu: 0.25-3.0%
Cr: 0.5-1.6%
Mo: 0.1-0.8%
Ti: 0.005-0.04%
V: less than 0.1%
optionally one or more of the following components:
B: less than 0.0003% or, alternatively, B: 0.0005-0.003%, provided that the titanium content Ti (%) is 0.02-0.04% or satisfies the condition 3 * N (%) <Ti≤ 0.04%
Nb: 0.008-0.08% or less than 0.008%
Ca: 0.0005-0.005%
Al: 0.01-0.15%
the rest is iron (Fe) and unavoidable impurities, in particular N: ≤0.01%, P: <0.02%, S <0.04%, and the carbon equivalent С _{Э of} structural steel, calculated by the formula С _Э = ( C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15) is in the range of 0.5-1.2, providing the ability to harden the re-austenization zone of the weld performed on steel. 24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что содержание углерода в стали в массовых процентах составляет 0,08-0,12%, более предпочтительно 0,08-0,10%.24. The method according to p. 23, characterized in that the carbon content in the steel in mass percent is 0.08-0.12%, more preferably 0.08-0.10%. 25. Способ по п. 23 или 24, отличающийся тем, содержание никеля в стали в массовых процентах составляет Ni: 2,6-4,0%.25. The method according to p. 23 or 24, characterized in that the nickel content in the steel in mass percent is Ni: 2.6-4.0%. 26. Способ по п. 23 или 24, отличающийся тем, что содержание меди в стали в массовых процентах составляет Cu: 2,0-3,0%.26. The method according to p. 23 or 24, characterized in that the copper content in the steel in mass percent is Cu: 2.0-3.0%. 27. Способ по п. 23 или 24, отличающийся тем, что содержание хрома в стали в массовых процентах составляет Cr: 0,7-1,6%, наиболее предпочтительно 0,9-1,4%.27. The method according to p. 23 or 24, characterized in that the chromium content in the steel in mass percent is Cr: 0.7-1.6%, most preferably 0.9-1.4%. 28. Способ по п. 23 или 24, отличающийся тем, что содержание молибдена в стали в массовых процентах составляет Мо: 0,1-0,25%.28. The method according to p. 23 or 24, characterized in that the molybdenum content in the steel in mass percent is Mo: 0.1-0.25%. 29. Способ по п. 23 или 24, отличающийся тем, что содержание кремния в стали в массовых процентах составляет Si: 0,15-0,4%, более предпочтительно 0,15-0,25%.29. The method according to p. 23 or 24, characterized in that the silicon content in the steel in mass percent is Si: 0.15-0.4%, more preferably 0.15-0.25%. 30. Способ по п. 23 или 24, отличающийся тем, что содержание марганца в стали в массовых процентах составляет Mn: 0,5-1,5%, более предпочтительно 0,7-1,5%.30. The method according to p. 23 or 24, characterized in that the manganese content in the steel in mass percent is Mn: 0.5-1.5%, more preferably 0.7-1.5%. 31. Способ по п. 23 или 24, отличающийся тем, что содержание титана в стали в массовых процентах составляет Ti: 0,005-0,02%.31. The method according to p. 23 or 24, characterized in that the titanium content in the steel in mass percent is Ti: 0.005-0.02%. 32. Способ по п. 23 или 24, отличающийся тем, что содержание никеля в стали в массовых процентах, по меньшей мере, в два раза больше содержания меди в массовых процентах: Ni(%)≥2*Cu(%).32. The method according to p. 23 or 24, characterized in that the nickel content in the steel in mass percent is at least two times the copper content in mass percent: Ni (%) ≥2 * Cu (%). 33. Способ по п. 23 или 24, отличающийся тем, что совместное содержание меди и никеля в стали в массовых процентах Cu(%)+Ni(%) составляет, по меньшей мере, 2,5%, более предпочтительно 3,0%, наиболее предпочтительно 3,5-6,0%.33. The method according to p. 23 or 24, characterized in that the combined content of copper and nickel in the steel in mass percent Cu (%) + Ni (%) is at least 2.5%, more preferably 3.0% most preferably 3.5-6.0%. 34. Способ по п. 23 или 24, отличающийся тем, что совместное содержание меди, хрома, никеля и кремния в стали в массовых процентах Cu(%)+Cr(%)+Ni(%)+Si(%) составляет, по меньшей мере, 3,0%.34. The method according to p. 23 or 24, characterized in that the combined content of copper, chromium, nickel and silicon in the steel in mass percent Cu (%) + Cr (%) + Ni (%) + Si (%) is at least 3.0%. 35. Способ по п. 23 или 24, отличающийся тем, что совместное содержание хрома и марганца в стали в массовых процентах Cr(%)+Mn(%) составляет, по меньшей мере, 1,8%.35. The method according to p. 23 or 24, characterized in that the combined content of chromium and manganese in the steel in mass percent Cr (%) + Mn (%) is at least 1.8%. 36. Способ по п. 23 или 24, отличающийся тем, что углеродный эквивалент С_Э конструкционной стали, рассчитанный по формуле С_Э=(C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15) находится в интервале 0,65-1,0, предпочтительно в интервале 0,65-0,9, обеспечивающем способность к закаливанию зоны реаустенизации сварного шва.36. The method according to p. 23 or 24, characterized in that the carbon equivalent With _E structural steel, calculated by the formula With _E = (C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15) is in the range of 0.65-1.0, preferably in the range of 0.65-0.9, providing the ability to harden the zone of re-austenization of the weld. 37. Способ по п. 23 или 24, отличающийся тем, что конечная температура прямой закалки (8) не превышает 100°С. 37. The method according to p. 23 or 24, characterized in that the final temperature of the direct quenching (8) does not exceed 100 ° C.

Images