Теория

4. Пути дальнейшего совершенствования низколегированных сталей

У низколегированных строительных сталей повышенной и вы­сокой прочности большое будущее. Если в 1961 г. общий выпуск таких сталей в СССР составил около 3 млн. тонн, то, согласно предположениям, на будущее он значительно увеличится. Наряду с количественным ростом потребления низколегированных сталей к ним будут предъявляться все возрастающие требования по всем показателям механических свойств и на все увеличивающихся се­чениях проката. Отсюда вытекает задача своевременно подгото­виться к удовлетворению требований будущего, правильно наме­тить пути повышения свойств низколегированных сталей. Не пре­тендуя на исчерпывающую полноту определения этих путей, можно представить их в следующем:
а) в термическом упрочнении ныне существующих марок сталей или их модификаций;
б) в создании новых марок сталей на бейнитной (или мартенситной) основе, легированных Мn, Сr, Мо (или W), В и V;
в) в применении дисперсионно твердеющих сталей;
г) в совмещении операции прокатки низколегированной стали
с ее термической обработкой, т. е. в применении термомеханиче­ской обработки;
д) в упрочнении сталей холодным деформированием.

3. Низколегированные стали, применяемые в СССР

Cталь марки 09Г2 является одной из широко распространенных марок низколегированной стали, применяемой в современном вагоно-и мостостроении. Вариант этой марки с медью, известный под маркой 09Г2ДТ (или М), используется также в машинострое­нии и котлостроении. Суммарный выпуск стали марки 09Г2 в ли­стах, сортовом и фасонном прокате в 1961 г. составил свыше 100 тыс. тонн.
Гарантируемые механические свойства листовой стали при ис­пытании образцов, вырезанных поперек направления прокатки, согласно техническим условиям № ЧМТУ 10183—56, следующие: σT>30 кГ/мм2; σB>45 кГ/мм2; δ10>18% ; ψ>45%; ударная вязкость при темпе­ратуре испытания - 40° > 3,0 кГм/см2. Загиб широкой пробы на оправке с1=2а на угол до 120° не должен давать надрывов и тре­щин, а загиб на угол до 180° — поломок. Ширина проб должка быть 100 мм для листов толщиной 4—15 мм и 150 мм для листов толщиной 16—32 мм. В изломе образцов с надрезом, испытанных при 20°, должно быть не менее 65% волокна (для листов толщиной 10 мм и выше).

2. Выбор состава стали повышенной прочности

Останавливаясь на этом вопросе, следует отдельно рассмотреть соображения об определении оптимального содержания углерода и о выборе основных легирующих элементов, связывая оба эти вопроса с требованиями, предъявляемыми условиями эксплуатации к низколегированным маркам стали. Существует два направления в вопросе о выборе оптимального содержания углерода в стали: потребители низколегированной стали, как правило, настаивают на максимально возможном сни­жении содержания углерода, металлурги — поставщики стали - придерживаются противоположных взглядов. Причина этих рас­хождений состоит в том, что потребитель такого рода стали прежде-всего заботится о хорошей, если не сказать отличной, сваривае­мости стали, возрастающей со снижением содержания углерода, о ее технологичности (штампуемости, легкости раскроя на ножни­цах) и хладнопрочности. Металлурги же, учитывая все эти требо­вания, не могут отрешиться еще и от забот об экономичности стали, о необходимости применения для низкоуглеродистых марок стали, при содержании марганца свыше 1,0 %, электропечного дефицит­ного силикомарганца или металлического марганца. Каждая из этих точек зрения обычно хорошо и убедительно обосновывается заинтересованными сторонами, но правильное решение следует искать не в их столкновении, а в трезвом учете конкретных условий назначения стали. Там, где вопросы свариваемости и старения опре­деляют безопасность, прочность и долговечность работы конструк­ции, следует идти по пути применения низколегированной стали: с пониженным содержанием углерода. И наоборот, там, где не­сколько более высокое содержание углерода может вызвать только небольшие технологические осложнения, необходимо идти по пути повышения содержания углерода, при одновременном снижении содержания легирующих элементов и, прежде всего, марганца.

1. Экономическая целесообразность применения низколегированных сталей

Опыт отечественной и зарубежной промышленности свидетель­ствует о том, что правильное применение низколегированной стали взамен углеродистой, позволяет снизить расход корпусной стали на 15-20%, вес железнодорожных мостов на 20—30%, строитель­ных металлоконструкций на 25—35%. Несмотря на несколько по­вышенную стоимость низколегированных сталей по сравнению с простой углеродистой, применение их в промышленности вполне оправдано экономически, что видно из следующих примеров, взя­тых из различных областей техники.
Применение низколегированной стали марки 19ХГС для изго­товления лонжеронов рам автомобилей Минского автозавода поз­волило увеличить пробег машин на 25% и дало заводу годовую экономию свыше 400 тыс. руб.. При этом, если ранее при использовании стали марки 25кп гарантийный срок их службы в 75 тыс км не выдерживался, составляя практически 10-30 тыс.км, то при переходе на сталь марки 19ХГС, той же толщины, но с пре­делом текучести ≥40 кГ/мм2, пробег машины был повышен до 200 тыс. км.
По данным НАМИ, снижение веса грузового автомобиля на на 100 кг позволяет сэкономить 500-850 руб. в год (в зависимости от типа машины) благодаря сокращению эксплуатационных расхо­дов (расхода топлива и пр.).

Страницы