Однако и он образует плотную фосфатную пленку, которая вновь может возникнуть по мере ее износа, так как содержание фосфора в стали повышенное. Первоначально образование оксидной пленки идет интенсивно и у стали типа Кортен, хотя и в меньшей степени, чем у обычной стали. Это хорошо видно из результатов многолетних исследований, выполненных в США и ставших классическими. Если через 1-2 года коррозионные потери стали Кортен в промышленной атмосфере лишь в 2-3 раза меньше, чем у обычной стали, то примерно через 4 года дальнейшие потери стали Кортен практически прекращаются и через 20 лет они уже в 7 раз меньше, чем у обычной углеродистой стали. Добавки к углеродистой стали одной только меди оказываются заметно менее эффективными.
Сталь в печи раскисляют силикомарганцем из расчета ввода в ванну 0,18-0,22% Si. Если расчет по марганцу не позволяет вводить требуемое количество силикомарганца, то в печь добавляют крупными кусками соответствующее количество 45 %-го ферросилиция. Феррохром можно вводить в печь во время кипения за 10-15 мин до предварительного раскисления или же (менее желательно) через 5 мин после ввода силикомарганца. В ковше, помимо алюминия, сталь рекомендуется раскислять ферротитаном из расчета ввода в металл (без угара) 0,03-0,04 % Ti. Фосфор предпочтительней вводить в ковш в виде феррофосфора (при расчете количества феррофосфора можно исходить из уровня усвоения из него фосфора в 85-90 %). При добавке феррофосфора в печь за 5-10 мин до выпуска угар фосфора будет зависеть от ряда факторов: количества и основности шлака, его окисленности, температуры и т.д. Ориентировочно угар можно принять равным 25 %.
Режимы нагрева и обжатий при прокатке слитков и листов могут быть приняты такими же, как и при прокатке низколегированной стали марок 09Г2, 10Г2С, 10ХСНД и т.д. Прокатку листов желательно заканчивать в интервале температур 850-920° С. Температура конца прокатки листа 6 мм составляла 750° С, 10 мм — 800° С и 18 мм — 880° С.
Исследованная сталь, наряду с высокой прочностью, особенно пределом текучести, обладает высокими пластическими и вязкими свойствами вплоть до —60° С.
Микроструктура стали представляет собой равномерное распределение феррита и перлита. Изменение характеристик прочности и пластичности наклепанной стали 10ХНДП при нагреве в пределах 400-800° С сравнительно невелико. Предел выносливости, определенный на гладких образцах, составляет 270-280 Н/мм2.
Результаты испытаний стали 10ХНДП в различных агрессивных средах подтвердили ее высокую коррозионную стойкость; она превышает стойкость стали 15ХСНД. По сравнительной стойкости в условиях воздействия агрессивной атмосферы сталь 10ХНДП, поданным С. Г. Веденкина, не уступает известной американской стали Кортен. В связи с работой по опробованию стали повышенной коррозионной стойкости для вагонов был проведен ряд исследований, в частности был исследован вопрос об оптимальном количестве алюминия, необходимом при выплавке стали 10ХНДП. Было также установлено, что температура перехода в хрупкое состояние лежит ниже —60° С. Оценку производили по виду излома, а также испытанием образцов с острым надрезом.
В исследованных сталях содержалось 0,3 % Аl. Была проверена возможность уменьшения в стали 10ХНДП содержания алюминия. Было установлено, что в полосе толщиной 12 мм из стали 10ХНДП (0,1 % Р) обеспечивается высокая ударная вязкость при следующем содержании алюминия: при —40° С в нормализованном состоянии 0,04% и в горячекатаном 0,07%; при —70° С в нормализованном состоянии 0,07% и в горячекатаном 0,12%.
Исследование свариваемости листов толщиной 6 мм из стали, содержащей 0,10-0,11 % С; 0,35-0,60 % Мn; 0,31-0,50% Si; 0,038-0,041 % S; 0,11-0,14% P; 0,55-0,78 % Сr; 0,36-0,57% Ni; 0,29-0,32 % Сu; 0,3% А1 и 0,03 % Ti, показало, что сварное соединение и основной металл обладают высокой хладостойкостью как в горячекатаном, так и в нормализованном состояниях. Автоматическую сварку этой стали можно производить проволокой Св. 08А и Св. 10МК под флюсом А384, обеспечивающей сварное соединение, равнопрочное основному металлу. Результаты исследований, выполненных И. М.Лейкиным на ряде металлургических заводов позволили сделать следующие выводы.
- Выплавка стали 10ХНДП в большегрузных мартеновских печах не вызывает затруднений. Угар фосфора из феррофосфора (при добавке его в ковш) может быть принят 10%, а угар алюминия — 50...60%.
- Температура стали 10ХНДП перед разливкой должна быть высокой, диаметр выпускного отверстия разливочного ковша — большим, а разливку следует вести с минимальной скоростью, лучше сифонным способом.
- Прокатка слитков и слябов идет нормально по технологии, принятой для низколегированной стали. Окалина удовлетворительно удаляется гидросбивом в процессе прокатки.
- Прокатанные из стали 10ХНДП листы толщиной 5,9 и 12 мм как по механическим свойствам при растяжении, так и по ударной вязкости при —40° С удовлетворяли техническим требованиям. В листах или полосах толщиной до 5 мм в горячекатаном состоянии требуемый уровень хладостой кости обеспечивается при содержании встали 10ХНДП алюминия не менее 0,07-0,1 % при условии дополнительного раскисления ее титаном (~0,04%). С увеличением толщины содержание алюминия должно быть выше.
- Зарубежные и отечественные данные об устойчивости стали типа 10ХНДП против атмосферной коррозии подтверждают, что широкое применение ее, в первую очередь для строительства грузовых железнодорожных вагонов, позволит снизить собственный вес вагонов, повысить их долговечность и надежность.
