RU2601847C1

RU2601847C1 - Method of manufacturing rails of low-temperature reliability

Info

Publication number: RU2601847C1
Application number: RU2015126600/02A
Authority: RU
Inventors: Егор Владимирович Полевой; Геннадий Николаевич Юнин; Константин Владимирович Волков; Евгений Павлович Кузнецов; Виктор Васильевич Могильный
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2016-11-10

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to ferrous metallurgy, in particular. Rails are rolled at mill with universal mill tandem at heating temperature for rolling in range of 1,100 to 1,200 °C, finish rolling is performed at temperature of 850-950 °C, and accelerated and differentiated cooling at head and rail foot is performed by air or air with admixture of water from temperature 720-850 °C at a rate of 1.5-6.0 °C/s to temperature of ≤ 620 °C, where in each specific case cooling rate at head differs from cooling rate at bottom. Said steel contains following substances, wt%: carbon - 0.72-0.78 and optionally additionally: from 0.15 to 0.60 chromium, from 0.10 to 0.60 nickel, from 0.05 to 0.15 vanadium, from 0.007 to 0.020 nitrogen.

EFFECT: obtaining rails of low-temperature reliability with perlite microstructure, having high level of impact strength and impact drop strength at negative temperatures, as well as required system of mechanical properties and low level of residual stresses.

1 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам прокатки и термической обработки железнодорожных рельсов.The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to methods of rolling and heat treatment of railway rails.

Известны способы термической обработки рельсов из углеродистой или низколегированной стали, предусматривающие ускоренное охлаждение рельса с температуры аустенитной области в диапазоне 750-650°С (JP №4267267, C21D 9/04), ускоренное охлаждение со скоростью 5-15°С/с до температуры 650-500°С (RU №2113511, C21D 9/04), ускоренное охлаждение со скоростью 10-30°С/с до температуры 750-600°С (RU №97121881, C21D 9/04, С22С 38/04), ускоренное охлаждение со скоростью 5-15°С/с до температуры 650-500°С (RU №96123715, C21D 9/04), ускоренное охлаждение поверхностного слоя головки рельса от Ar1 со скоростью 1-10°С/с и 2-20°С/с на глубине ≥20 мм (JP №3731934, C21D9/04).Known methods of heat treatment of rails made of carbon or low alloy steel, providing accelerated cooling of the rail from the temperature of the austenitic region in the range of 750-650 ° C (JP No. 4267267, C21D 9/04), accelerated cooling at a speed of 5-15 ° C / s to temperature 650-500 ° C (RU No. 2113511, C21D 9/04), accelerated cooling at a rate of 10-30 ° C / s to a temperature of 750-600 ° C (RU No. 97121881, C21D 9/04, C22C 38/04), accelerated cooling at a speed of 5-15 ° C / s to a temperature of 650-500 ° C (RU No. 96123715, C21D 9/04), accelerated cooling of the surface layer of the rail head from Ar1 at a speed of 1-10 ° C / s and 2-20 ° C / s at a depth of ≥20 mm (JP No. 3731934, C21D9 / 04).

Существенными недостатками указанных способов термической обработки рельсов являются: 1) отсутствие регламентированных температур нагрева под прокатку и окончания прокатки, не позволяющее эффективно измельчить аустенитное зерно и получить высокие значения ударной вязкости; 2) отсутствие регламентированного охлаждения подошвы рельсов, что неблагоприятно сказывается на их кривизне.Significant disadvantages of these methods of heat treatment of rails are: 1) the absence of regulated heating temperatures for rolling and the end of rolling, which does not allow to effectively grind austenitic grain and obtain high impact strengths; 2) the lack of regulated cooling of the bottom of the rails, which adversely affects their curvature.

Известен также способ термической обработки рельсов из высокоуглеродистой стали, содержащей 0,90-1,20% углерода, предусматривающий ускоренное охлаждение со скоростью 5-20°С/с кромочных участков подошвы от температур ≥650°С, затем головку, шейку и центральную часть подошвы подвергают охлаждению со скоростью 1-10°С/с (JP №4267334 C21D 9/04).There is also known a method of heat treatment of rails made of high carbon steel containing 0.90-1.20% carbon, which provides accelerated cooling at a speed of 5-20 ° C / s of the edge sections of the sole from temperatures ≥650 ° C, then the head, neck and central part soles are cooled at a rate of 1-10 ° C / s (JP No. 4267334 C21D 9/04).

Существенными недостатками указанного способа термической обработки являются то, что 1) способ предназначен для высокоуглеродистых сталей, с содержанием углерода более 0,90%, неизбежные при этом выделения структурно-свободного цементита не позволят обеспечить высокий уровень пластичности и ударной вязкости в рельсовом металле; 2) головка и подошва рельса охлаждаются с одинаковой скоростью, вследствие этого рельсы перед правкой имеют большую кривизну и возникает необходимость в холодной правке рельсов по режимам, неблагоприятно сказывающимся на величине остаточных напряжений.Significant disadvantages of this heat treatment method are that 1) the method is designed for high-carbon steels with a carbon content of more than 0.90%, the inevitable precipitation of structurally free cementite will not allow for a high level of ductility and toughness in a rail metal; 2) the head and sole of the rail are cooled at the same speed, as a result of which the rails before dressing have a greater curvature and there is a need for cold dressing of rails according to conditions adversely affecting the value of residual stresses.

Известен способ получения рельса с перлитной структурой из стали, содержащей 0,65-1,20% углерода, 0,05-2,00% кремния и 0,05-2,00% марганца, железо и неизбежные примеси остальное, предусматривающий чистовую прокатку рельса при температуре не более 900°С и охлаждение до температуры не выше 550°С со скоростью 2-30°С/с (ЕР №2045341 (A1) C21D 8/00, C21D 9/04).A known method of producing a rail with a pearlite structure of steel containing 0.65-1.20% carbon, 0.05-2.00% silicon and 0.05-2.00% manganese, iron and the inevitable impurities, the rest, providing for finish rolling rail at a temperature of not more than 900 ° C and cooling to a temperature of no higher than 550 ° C at a speed of 2-30 ° C / s (EP No. 2045341 (A1) C21D 8/00, C21D 9/04).

Существенными недостатками данного способа являются: 1) отсутствие в химическом составе рельсовой стали никеля, хрома, ванадия и азота, оказывающих благоприятное воздействие на микроструктуру и механические свойства рельсов; 2) отсутствие регламентированной температуры нагрева под прокатку, что увеличивает величину исходного аустенитного зерна, уменьшает эффективность режимов прокатки в обжимных клетях и не позволяет обеспечить необходимый уровень копровой прочности и ударной вязкости при отрицательной температуре; 3) отсутствие дифференцированного охлаждения подошвы и головки рельсов, что приводит к увеличению их кривизны после термической обработки и высокому уровню остаточных напряжений.Significant disadvantages of this method are: 1) the absence in the chemical composition of rail steel nickel, chromium, vanadium and nitrogen, which have a beneficial effect on the microstructure and mechanical properties of rails; 2) the absence of a regulated heating temperature for rolling, which increases the value of the initial austenitic grain, reduces the efficiency of the rolling regimes in crimp stands and does not allow to provide the necessary level of pile strength and impact strength at a negative temperature; 3) the lack of differential cooling of the sole and head of the rails, which leads to an increase in their curvature after heat treatment and a high level of residual stresses.

Наиболее близким техническим решением является способ изготовления рельса, предусматривающий чистовую прокатку рельса в два этапа. На первом этапе прокатывают блюм с обжатием не менее 15% за проход, на второй половине чистовой прокатки выполняют прокатку в один или несколько проходов с обжатием не менее 10% за проход в интервале температур 800-950°С. Непосредственно после завершения чистовой прокатки температуру поверхности рельса быстро снижают со скоростью не менее 6°С/с в течение 0,1-30 с до 500-600°С, а затем проводят ускоренное охлаждение со скоростью не менее 3°С/с (JP 3625224 (В2), 8332501 (A), C21D 9/04, C21D 8/00).The closest technical solution is a method of manufacturing a rail, providing for the finish rolling of the rail in two stages. At the first stage, bloom is rolled with compression of at least 15% per pass, in the second half of the finish rolling, rolling is performed in one or several passes with compression of at least 10% per pass in the temperature range 800-950 ° C. Immediately after finishing rolling, the surface temperature of the rail is quickly reduced at a speed of at least 6 ° C / s for 0.1-30 s to 500-600 ° C, and then accelerated cooling is carried out at a speed of at least 3 ° C / s (JP 3625224 (B2), 8332501 (A), C21D 9/04, C21D 8/00).

Существенными недостатками данного способа изготовления рельса являются отсутствие регламентированных температурных режимов начала прокатки, высокая температура конца прокатки, отсутствие регламентированного охлаждения головки и подошвы рельса, а также высокая скорость охлаждения рельса, что не позволяет обеспечить высокий уровень ударной вязкости и копровой прочности при отрицательных температурах и приводит к повышенной кривизне при производстве длиннномерных рельсов, что требует значительных усилий при правке, в ходе которой будет наведен высокий уровень остаточных напряжений.Significant disadvantages of this method of manufacturing a rail are the absence of regulated temperature conditions for the start of rolling, the high temperature of the end of rolling, the absence of regulated cooling of the head and sole of the rail, and the high cooling rate of the rail, which does not allow for a high level of impact strength and heading strength at low temperatures and leads to increased curvature in the production of long rails, which requires considerable effort during straightening, during which A high level of residual stresses will be induced.

Задачей изобретения является получение рельсов с перлитной микроструктурой низкотемпературной надежности из углеродистой и низколегированной стали, имеющих высокий уровень ударной вязкости и копровой прочности при отрицательных температурах, необходимый комплекс механических свойств при растяжении и низкий уровень остаточных напряжений.The objective of the invention is to obtain rails with a pearlite microstructure of low temperature reliability from carbon and low alloy steel, having a high level of toughness and driving power at low temperatures, a necessary set of mechanical properties under tension and a low level of residual stresses.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе изготовления рельсов из стали, включающем черновую прокатку, чистовую прокатку в интервале температур 850-950°С и ускоренное дифференцированное охлаждение после завершения чистовой прокатки, согласно изобретению, рельсы прокатывают на стане с универсальной группой клетей тандем, с ограничением температуры нагрева под прокатку в интервале от 1100 до 1200°С, а ускоренное дифференцированное охлаждение по головке и подошве рельса осуществляют воздухом или воздухом с примесью воды от температуры 720-850°С со скоростью соответственно 1,5-6°С/с до температуры ≤620°С, при этом в каждом конкретном случае скорость охлаждения по головке отличается от скорости охлаждения по подошве. При этом сталь с содержанием углерода 0,72-0,78% (мас.), дополнительно содержит от 0,15 до 0,60% мас. хрома, от 0,10 до 0,60% мас. никеля, от 0,05 до 0,15% мас. ванадия, от 0,007 до 0,020% мас. азота.The problem is achieved in that in the known method of manufacturing rails from steel, including rough rolling, finish rolling in the temperature range of 850-950 ° C and accelerated differentiated cooling after finishing finishing, according to the invention, the rails are rolled on a mill with a universal group of tandem stands, with a limitation of the heating temperature for rolling in the range from 1100 to 1200 ° C, and accelerated differentiated cooling along the head and bottom of the rail is carried out with air or air mixed with water from Temperature 720-850 ° C at a rate respectively 1,5-6 ° C / s to a temperature ≤620 ° C, wherein in each case the cooling rate of the head is different from the cooling speed of the sole. Moreover, steel with a carbon content of 0.72-0.78% (wt.), Additionally contains from 0.15 to 0.60% wt. chromium, from 0.10 to 0.60% wt. nickel, from 0.05 to 0.15% wt. vanadium, from 0.007 to 0.020% wt. nitrogen.

Заявляемые диапазоны технических параметров выбраны экспериментальным путем, исходя из требований к механическим свойствам, ударной вязкости при температурах испытания от минус 60°С и выше и микроструктуре рельсов из углеродистой и низколегированной сталей.The claimed ranges of technical parameters are selected experimentally, based on the requirements for mechanical properties, impact strength at test temperatures from minus 60 ° C and above and the microstructure of rails made of carbon and low alloy steels.

Выбор заявленной температуры нагрева под прокатку обусловлен тем, что при температурах нагрева НЛЗ под прокатку свыше 1200°С не обеспечивается эффективное подавление рекристаллизационных процессов при прокатке в первых пропусках на обжимных клетях, а при температурах менее 1100°С существенно снижается пластичность стали, вследствие чего увеличиваются нагрузки на валки, происходит их повышенный износ, выколы, увеличивается образование поверхностных дефектов.The choice of the declared heating temperature for rolling is due to the fact that at temperatures of heating the NLZ for rolling above 1200 ° C, there is no effective suppression of recrystallization processes during rolling in the first passes on crimp stands, and at temperatures less than 1100 ° C the ductility of steel is significantly reduced, which increases load on the rolls, their increased wear, punctures occur, the formation of surface defects increases.

Выбор заявленной температуры прокатки в последних пропусках группы тандем от 850 до 950°С обусловлен тем, что при температурах свыше 950°С не достигается эффективное измельчение аустенитного зерна, а при температурах менее 850°С существенно уменьшается пластичность металла, возрастают нагрузки на прокатные валки и возникает риск получения закалочных структур в поверхностных слоях рельсов вследствие контакта с водой, подаваемой для охлаждения прокатных валков.The choice of the declared rolling temperature in the last passes of the tandem group from 850 to 950 ° C is due to the fact that at temperatures above 950 ° C effective grinding of austenitic grain is not achieved, and at temperatures below 850 ° C the ductility of the metal is significantly reduced, loads on the rolling rolls increase and there is a risk of quenching structures in the surface layers of the rails due to contact with water supplied to cool the rolling rolls.

Выбор заявленного диапазона температуры начала дифференцированной термообработки (720-850)°С обусловлен тем, что после прокатки в последних пропусках рельс должен быть выдержан на воздухе для выравнивания температуры по сечению, при этом температура его перед закалкой не может быть выше 850°С, ограничение температуры начала закалки на уровне не менее 720°С обусловлено тем, что при более низкой температуре начинается распад аустенита в условиях естественной конвекции с образованием грубопластинчатого перлита, имеющего низкий уровень механических свойств, при этом не достигается необходимый уровень ударной вязкости при отрицательной температуре.The choice of the claimed temperature range for the start of differentiated heat treatment (720-850) ° С is due to the fact that after rolling in the last passes the rail must be kept in air to equalize the temperature over the cross section, while its temperature before hardening cannot be higher than 850 ° С, restriction the temperature of the onset of quenching at a level of at least 720 ° C is due to the fact that at a lower temperature, the decomposition of austenite begins under conditions of natural convection with the formation of coarse plate perlite having a low level of mechanical properties, while the required level of toughness at a negative temperature is not achieved.

Выбор заявленных скоростей охлаждения при дифференцированной закалке в интервалах температур от 720-850°С до менее 620°С обусловлен тем, что при охлаждении головки и подошвы рельса со скоростями соответственно менее 1,5°С/с образуется структура грубопластинчатого перлита и не обеспечивается требуемый уровень твердости и прочностных свойств дифференцированно упрочненных рельсов. При скорости охлаждения головки и подошвы соответственно более 6°С/с возрастает вероятность образования недопустимых стандартом бейнитной и мартенситной структур с низким уровнем пластичности и ударной вязкости, а также увеличивается кривизна рельсов.The choice of the declared cooling rates for differentiated quenching in the temperature range from 720-850 ° C to less than 620 ° C is due to the fact that when cooling the head and bottom of the rail with speeds of less than 1.5 ° C / s, respectively, the structure of coarse plate perlite is formed and the required level of hardness and strength properties of differentially hardened rails. At a cooling rate of the head and sole, respectively, more than 6 ° C / s, the likelihood of formation of bainitic and martensitic structures unacceptable by the standard with a low level of ductility and impact strength increases, and the curvature of the rails increases.

Заявленные скорости охлаждения обеспечиваются конструкцией охлаждающего устройства. Давление воздуха или воздуха с примесью воды регулируется при помощи автоматизированных дроссельных пневмоклапанов, чем достигаются, для каждого конкретного химического состава, требуемые скорости охлаждения в заявленных пределах, обеспечивающие необходимый комплекс механических свойств и ударной вязкости. Кроме того, минимальный температурный градиент между головкой и подошвой (не более 20°С после завершения ускоренного охлаждения) обеспечивает минимальный уровень искривленности рельсов после охлаждения.Claimed cooling rates are provided by the design of the cooling device. The pressure of air or air mixed with water is regulated by automated throttle pneumatic valves, which is achieved for each specific chemical composition, the required cooling rate within the stated limits, providing the necessary complex of mechanical properties and impact strength. In addition, the minimum temperature gradient between the head and the sole (not more than 20 ° C after the completion of accelerated cooling) provides a minimum level of curvature of the rails after cooling.

Заявляемый химический состав стали подобран исходя из следующих предпосылок.The inventive chemical composition of the steel is selected based on the following premises.

Содержание углерода в металле на уровне 0,72-0,78% при прокатке и термической обработке рельсов согласно предлагаемой технологии обеспечивает сбалансированный комплекс пластических и прочностных свойств. При снижении углерода менее 0,72% уменьшается количество карбидов, увеличивается доля ферритной составляющей и ухудшается прочность и твердость рельсов. При повышении углерода более 0,78% увеличивается количество цементита, снижается ударная вязкость рельсов.The carbon content in the metal at a level of 0.72-0.78% during rolling and heat treatment of rails according to the proposed technology provides a balanced set of plastic and strength properties. With a decrease in carbon of less than 0.72%, the amount of carbides decreases, the proportion of the ferritic component increases, and the strength and hardness of the rails deteriorate. With an increase in carbon of more than 0.78%, the amount of cementite increases, and the impact strength of rails decreases.

Хром увеличивает прокаливаемость рельсовой стали и увеличивает прочность перлита за счет образования легированного цементита. При содержании хрома менее 0,04% воздействие его незначительно, увеличение его содержания более 0,60% приводит к образованию мартенсита.Chrome increases the hardenability of rail steel and increases the strength of perlite due to the formation of alloyed cementite. With a chromium content of less than 0.04%, its effect is negligible, an increase in its content of more than 0.60% leads to the formation of martensite.

Никель интенсивно упрочняет феррит, с одновременным сохранением вязкости и снижением порога хладноломкости стали. При содержании никеля менее 0,1% действие его незначительно, увеличение содержания никеля свыше 0,60% нецелесообразно в интервале заявленного содержания углерода.Nickel intensively hardens ferrite, while maintaining viscosity and lowering the cold brittleness threshold of steel. When the nickel content is less than 0.1%, its effect is negligible, an increase in nickel content in excess of 0.60% is impractical in the range of the declared carbon content.

Введение азота в сочетании с ванадием позволяет получить измельченное зерно аустенита, что обеспечивает увеличение сопротивляемости хрупкому разрушению. Наличие ванадия при этом позволяет добиваться необходимой растворимости азота в соединениях. При содержании азота менее 0,007% действие его незначительно и невозможно обеспечить измельчение зерна, а более 0,020% возможны случаи пятнистой ликвации и «азотного» кипения (пузыри в стали). Выбранное содержание ванадия обеспечивает получение требуемой ударной вязкости за счет карбонитридного упрочнения. При концентрации ванадия менее 0,05% действие его незначительно. При введении в сталь ванадия более 0,15% возрастает количество карбонитридов, которые приводят к снижению ударной вязкости стали.The introduction of nitrogen in combination with vanadium allows to obtain crushed austenite grain, which provides an increase in resistance to brittle fracture. The presence of vanadium in this case allows us to achieve the necessary solubility of nitrogen in the compounds. When the nitrogen content is less than 0.007%, its effect is insignificant and it is impossible to provide grain grinding, and more than 0.020% there are cases of spotted segregation and "nitrogen" boiling (bubbles in steel). The selected content of vanadium provides the desired toughness due to carbonitride hardening. When the concentration of vanadium is less than 0.05%, its effect is negligible. When vanadium is introduced into steel more than 0.15%, the amount of carbonitrides increases, which lead to a decrease in the toughness of steel.

Рельсовую сталь (таблица 1) выплавляли в 100-тонной дуговой электросталеплавильной печи ДСП-100 И7 и разливали на МНЛЗ. Полученные заготовки нагревали до температуры 1140-1180°С и прокатывали на рельсы типа Р65 длиной 25-100 м на рельсобалочном стане с группой реверсивных клетей типа тандем, при этом температура прокатки рельсовых раскатов в последних пропусках составляла 850-950°С.Rail steel (table 1) was smelted in a 100-ton electric arc furnace DSP-100 I7 and cast in a continuous casting machine. The resulting billets were heated to a temperature of 1140-1180 ° C and rolled onto P65 rails 25-100 m long on a beam and beam mill with a group of reversible stands of the tandem type, while the rolling temperature of rail peals in the last passes was 850-950 ° C.

После окончания прокатки рельсы при температуре 720-850°С позиционировали в положение «на подошву» и по одному задавали в охлаждающее устройство и подвергали дифференцированной закалке (то есть производили ускоренное охлаждение элементов профиля с разными скоростями). Охлаждение головки и подошвы рельса проводили в интервале температур от 720-850°С до температур не выше 650°С со скоростью 1,5-6°С/с. После охлаждения рельс с температурой 480-620°С выдавали из охлаждающего устройства и передавали на холодильник.After the end of rolling, the rails at a temperature of 720-850 ° C were positioned in the “to the sole” position and one by one set into a cooling device and subjected to differential hardening (that is, accelerated cooling of the profile elements with different speeds was performed). Cooling of the rail head and sole was carried out in the temperature range from 720-850 ° C to temperatures not higher than 650 ° C at a speed of 1.5-6 ° C / s. After cooling, the rail with a temperature of 480-620 ° C was dispensed from the cooling device and transferred to the refrigerator.

Технологические параметры прокатки и охлаждения рельсов приведены в таблице 2.The technological parameters of rolling and cooling of the rails are shown in table 2.

После охлаждения и правки исследовали микроструктуру металла, определяли механические свойства при растяжении: твердость на поверхности катания и по сечению, ударную вязкость при температуре испытания +20°С и -60°С, копровую прочность при высоте падения груза массой 1 т - 9,0 м и температуре испытания - 60°С.After cooling and straightening, the microstructure of the metal was investigated, mechanical tensile properties were determined: hardness on the rolling surface and cross-section, impact strength at test temperature + 20 ° C and -60 ° C, pile strength at a drop height of 1 t weight - 9.0 m and a test temperature of 60 ° C.

Результаты механических испытаний при растяжении, твердости и ударной вязкости представлены в таблице 3.The results of mechanical tests in tension, hardness and toughness are presented in table 3.

Испытание на копровую прочность пробы от всех рельсов выдержали без излома и признаков разрушения.The test for coprovic strength of the sample from all rails passed without kink and signs of destruction.

Микроструктура металла всех рельсов удовлетворительная и представляет собой тонкопластинчатый перлит (сорбит закалки) с мелкими разрозненными выделениями феррита.The metal microstructure of all rails is satisfactory and is thin-plate perlite (quenching sorbitol) with small disparate precipitates of ferrite.

Предлагаемый способ изготовления рельсов позволил получить ударную вязкость более 15 Дж/см² при температурах испытания минус 60°С и выше, в сочетании с комплексом высоких значений механических свойств и твердости на поверхности катания и по сечению при удовлетворительной перлитной микроструктуре и копровой прочности, отвечающий требованиям к рельсам низкотемпературной надежности.The proposed method for the manufacture of rails made it possible to obtain an impact strength of more than 15 J / cm ² at test temperatures of minus 60 ° C and above, in combination with a set of high values of mechanical properties and hardness on the rolling surface and cross-section with a satisfactory pearlite microstructure and head strength meeting the requirements to rails of low temperature reliability.

Claims

1. The rail manufacturing method of steel with low temperature toughness reliability is not less than 15 J / cm ² at a temperature of minus 60 ° C, comprising heating the preform, rough rolling, finish rolling in the temperature range 850-950 ° C and differentiated accelerated cooling after the completion of finish rolling on the head and sole of the rail, characterized in that the workpiece is heated to a temperature in the range from 1100 to 1200 ° C and rolled on a mill with a universal group of tandem stands, and accelerated differentiated cooling on the head sole of the rail is carried out with air or air with an admixture of water with temperature 720-850 ° C at a rate in the range of 1,5-6,0 ° C / s to a temperature ≤620 ° C, while cooling the rail head and base is carried out with different velocities.

2. The method according to p. 1, characterized in that the preform is obtained from steel containing, wt.%: Carbon 0.72-0.78 and, if necessary, chromium from 0.15 to 0.60, nickel from 0, 10 to 0.60, vanadium from 0.05 to 0.15, nitrogen from 0.007 to 0.020.