CZ2006258A3

CZ2006258A3 - Žárupevná chromová ocel

Info

Publication number: CZ2006258A3
Application number: CZ20060258A
Authority: CZ
Inventors: Polach@Jaromír; Petroš@Kamil; Foldyna@Václav; Kubon@Zdenek; Martinák@Jan
Original assignee: Jinpo Plus, A. S.
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2007-10-17
Also published as: CZ298500B6; PL382225A1; SK432007A3; SK287943B6; PL210854B1

Abstract

Žárupevná chromová ocel pro výrobu výrobku, používaných v pracovních teplotách od 470 .degree.C do 650 .degree.C o hmotnostním chemickém složení: uhlík C = 0,08 až 0,12 %, kremík Si = 0,20 až 0,50 %,mangan Mn = 0,30 až 0,60 %, fosfor P = max. 0,02 %, síra S = max 0,01 %, chrom Cr = 8,0 až 9,5 %, molybden Mo = 0,8 až 1 %, nikl Ni = max 0,30 %, niob Nb = 0,06 až 0,10 %, vanad V = 0,18 až 0,25 %, hliník Al .sub.celk..n. = max 0,020 %, titan Ti = max 0,005 %, wolfram W = max 0,005 %, dusík Nc = 0,03 až 0,1 % zbytek tvorí železo Fe a nevyhnutelné výrobní necistoty, pricemž celkový obsah dusíku Ncje dán vztahy: Nc = N.sub.Váz.n. + N.sub.VN.n. .<=. 0,1 %, N.sub.Váz.n. = 0,52 krát % Al + 0,29 krát % Ti + 0,075 krát % Nb, N.sub.VN.n. = min. 0,03 %, kde Nc je celkový obsah N, N.sub.Váz.n. je vázaný N, N.sub.VN.n. je volný N.

Description

Žárupevná chromová ocel

Oblast techniky.

Vynález se týká žárupevných chromových ocelí a způsobu jejich tepelného zpracování pro výrobu součástí pracujících při teplotách od 470^-až do 65oFc, jako například trubek, plechů a výkovků pro energetická a chemická zařízení.

Dosavadní stav techniky.

Součásti tepelně energetických zařízení pracující při vysokých tlacích a teplotách až do 650 °C se vyrábějí z oceli X1 OCrMoVNb 9-1 (P91) v souladu s příslušnými normami, jako například evropská norma EN 10216 - 2 nebo německá norma VdTÚV Werkstoffblatt 511/2, Werkstoff - Nr. 1.4903 nebo ASME SA 387. Tato ocel má následující chemické složení v hmotnostních %:

Uhlík C= 0.08 až 0,12, křemík Si= 0,20 až 0.50, mangan Mn= 0,3 až 0,6, fosfor P= max,0,02, síra S= max 0,01, chrom Cr= 8^0 až 9^5, molybden Mo= 0,8 až 1,05, nikl Ni= max 0,4, niob Nb= 0,06 až 0,10; vanad V= 0,18 až 0,25, hliník Al= max 0.040; dusík N= 0Ό30 až 0_f070, zbytek tvoří železo Fe a nevyhnutelné výrobní nečistoty.

Tato ocel vykazuje, jak uvádí norma VdTÚV Werkstoffblatt 511/2 následující vlastnosti při 2(^0:

A

Pevnost v tahu R_m = 620 až 850 MPa 'Z

Mez kluzu při 20f C Tažnost podélné Tažnost napříč Nárazová práce

Rpo,2 = min 450 MPa

A = min 1_.

A = min 1 7%

KV = 68J - podél KV = 41J - napříč a předpokládá dosažení minimálních mezí pevností při tečení, uvedených v následující tabulce 6.1.:

« <

« i < (

- 2 Tabulka č.1 - Minimální normované meze pevnosti pň tečení R_mT za 10⁴ a 10⁵ hodin • · · · · • · · · · • · * • · · · « · « · « ·«·· ··· · « · ,· i

Teplota [°C]	R_mT/10⁴h [MPa]	R_mT/10⁵h [MPa] γ'
650	70 +20j%	44 +.20%
600	122 + 2(j%	90 + 20% —
550	199 + 2()%	102+.20%
500	287 +2Ó%	253 +2&
470	356 + 20% /v	317 + 20% - A-

Přejímka ocelí pro výrobu výrobků nebo již hotových výrobků se provádí jen na základě zjištěného chemického složení ocele, výsledků mechanických zkoušek při 2Ó°C a výsledků nedestruktivních zkoušek. Norma předpokládá, že vyhovující výsledky přejímacích zkoušek, prováděných při 2(jc, zaručí dosažení v materiálových listech uvedených předpokládaných hodnot mezí pevností při tečení za 10⁴a 10⁵hod. Nevýhodami této oceli, které byly zjištěny dlouhodobými zkouškami je, že dodržení chemického složení oceli v celém rozmezí uváděném v příslušných materiálových listech a vyhovující výsledky přejímacích zkoušek prováděných při 2(j°C nezaručují vždy dosažení očekávané, normami předpokládané meze pevnosti při tečení ocele XIOCrMoVNb 9-1 (P91) podle tabulky č.1.

Výsledky dlouhodobých zkoušek výrobků z různých taveb A, B1, B2, C1 a C2 výše uvedené oceli jsou znázorněny na přiloženém grafu č.1.

Cílem předkládaného vynálezu je modifikace chemického složení výše uvedené oceli, popřípadě i další tepelné zpracování před výrobou žárupevného výrobku, která 100% zaručuje dosažení normou VdTLlV Werkstoffblatt 511/2 předpokládaných resp. očekávaných minimálních hodnot mezí pevnosti při tečení při pracovních teplotách 47d^( až 65CÍ⁰;C, které jsou uvedeny v předcházející tabulce č.1.

Podstata vynálezu.

Výše uvedené nevýhody v podstatě odstraňuje a vytyčený cíl dosahuje žárupevná chromová ocel pro výrobu součástí, pracujících v teplotách od 47do 650 °C o hmotnostním chemickém složení: uhlík C= 0,08 až 0,12%, křemík Si= 0,20 až 0,50%, ίΆ fosfor síra S= max. 0,01^%, chrom Cr =8,0 až 9,3%, molybden Mo= v _z\ V A*.

0,8 až 11%, nikl Ni =max 0,30 %, niob Nb= 0,06 až 0,10%, vanad V =0,18 až 0,20%, A V ·/ Λ y A hliník Al celk.= max 0,0201%, titan Ti= max 0,005%, wolfram W= max. 0,0051%, dusík

N= 0,03 až 0,1%, zbytekÁvoří železo Fe a nevyhnutelné výrobní nečistoty? přičemž celkový obsah dusíku N je dán vztahem:

N > [(0,52 krát % Al + 0,29 krát % Ti + 0,075 krát % Nb) + 0,03] <0,1.

Výrobky z ocele tohoto složení dosahují 100% zaručeně min. předpokládané hodnoty meze tečení podle tabulky č.1 při pracovních teplotách 47(^<ř až 55(jFlc pouze tehdy, je-li hodnota meze kluzu Rpo.2 této oceli větší nebo rovna 550 MPa a při pracovních teplotách 550$φ až 650^C vždy, je-li hodnota meze kluzu Rpo,2 rovna nebo větší než

A Á normou daná minimální hodnota Rpo,2 = 450 MPa. Normou předpokládané resp.

očekávané hodnoty mezí pevností při tečení R_mr jsou dosahovány proto, že byly sníženy maximální hranice hmotnostního obsahu hliníku Al ceik. na 0,020% a titanu Ti y Λ Ý na 0,005%^což umožní zvýšení obsahu volného dusíku Nvn na minimálně 0,03%.

Nedosahuje-li citovaná ocel, ze které mají být vyrobeny výrobky nebo již vyrobené výrobky pro použití v pracovních teplotách 470^550 °C hodnoty meze kluzu při 2Cf°C Rpo,2 = min. 55p MPa, je nutné^ ohřát ocel resp. výrobky na austenitizační teplotu

95qM až 110Ó°C rychlostí 5wtoCrC za hodinu, na této teplotě ji udržovat podle

A A tloušťky plného materiálu výrobku 1 až 20 hodin, poté jí zakalit podle tloušťky (Mpého materiálu výrobku v oleji nebo na vzduchu a následně zahřát jia teplotu 720fó až 790rC rychlostí 5O|0 až 100fC za hodinu, na této teplotědržet podle tloušťky plného materiálu výrobku 2 až 12 hodin a poté ji volně ochladit na vzduchu.

Výrobky vyrobené z takto tepelné zpracované oceli dosáhnou zaručené normou předpokládané hodnoty mezí pevností při tečení při pracovních teplotách 470 až 550 °C. To proto, že na precipitačním zpevnění se významně podílejí jemné částice nitridu vanadu, které precipitují při popouštění ocele nebo i v průběhu creepu při pracovních teplotách 470/·ψ až 650j°C. Jejich vznik a objemový podíl je určen obsahem volného dusíku Nvn v oceli.

Přehled přiložených grafů.

Graf č.1 - uvádí průběhy mezí pevnosti při tečení R_mT/io při teplotách 470r^až 650f^C po 10⁴hodinách ocelí taveb A, B1, B2, C1, C2, á graf č.2 - uvádí závislost mezi mezí pevnosti při tečení při 600° C po 10⁴ hodinách a obsahem volného dusíku Nvn ocelí taveb A, B1, B2, C1, C2, graf č.3a- uvádí meze pevnosti při tečení RmT/10⁴ při 500^ C po 10⁴ hodinách ocelí taveb B1, B2, C1, C2, ^A graf č.3b - uvádí meze kluzu Rpo,2 při 20°C ocelí taveb B1, B2, C1, C2,

Příklady provedení vynálezu.

Na souboru různých značek chromových ocelí bylo zjištěno, že mez pevnosti při tečení R_mT závisí nejen na obsahu volného dusíku Nvn v oceli (viz grafy č.1 a 3), ale i na velikosti hodnoty meze kluzu Rpo,2 při 20 °C.

Při pracovní teplotě 600 °C a vyšší nemá vyšší hodnota meze kluzu Rpo,2 jak 450 MPa již vliv na velikost očekávané, normou uvedené hodnoty meze pevnosti při tečení RmT,. Mez pevnosti při tečení R_mT je v těchto tepelných podmínkách určována především obsahem volného dusíku Nvn v oceli, který při tepelném zpracování výrobků vytváří s vanadem V nitrid vanadu. S klesající pracovní teplotou ale proti očekávání narůstá vliv velikosti hodnoty meze kluzu Rpo,2 na mez pevnosti při tečení RmT. Při pracovní teplotě 550 °C je stejně důležitý vliv obou uvedených veličin. Při pracovních teplotách pod 550PC je hodnota meze pevnosti při tečení R_mT ovlivněna

A f hlavně hodnotou meze kluzu Rpo,2 při 20rC, která - aby se dosáhly alespoň normou

A předpokládané minimální hodnoty mezí pevnosti při tečení - musí být vyšší, než v normě uváděná minimální hodnota Rpo,₂ = 450 MPa, a sice alespoň 550 MPa.

Na grafu č.1, uvádějícího průběhy mezí pevností při tečení R_mT/io⁴ výrobků z taveb A, B1, B2, C1 a C2 je spodní hranice minimálních, normou určených hodnot mezí pevností při tečení, vyznačena silně spojnicí hodnot 285, 229, 159, 99 a 56.

U ocele tavby B1, mající Rpo,2 = 535 MPa (tedy o 85 MPa vyšší než normou požadovaných 450 MPa) nebylo dosaženo ani minimální, normou požadované meze pevnosti (R_mT/io⁴min. = 229 MPa ) při tečení (viz grafy č. 1, 3b - tavba B1). Minimální hodnoty meze pevnosti při tečení R_mT/io⁴min. = 229 MPa bylo dosaženo u ocele tavby < « < · « t « <

5”

B2, mající Rpo,2 = 553 MPa (viz grafy č. 1, 3b - tavba B2). Pro dosažení uvedené hodnoty meze kluzu je nutno volit způsob tepelného zpracování výrobku podle

2.patentového nároku. Jednotlivé příklady vlivu obsahu Nvn , RmT/10⁴ a Rp 0,2 jsou uvedeny v grafech č. 1 až 3b.

Přitom mez pevnosti při tečení ocele XIOCrMoVNb 9-1 (P91) závisí také na obsahu Mo v tuhém roztoku (substituční zpevnění) a na vzdálenosti částic disperzních fází a to karbidu chrómu M23C6 a jemných částic nitridu vanadu VN (precipitační zpevnění). Dosažení potřebného obsahu Mo v tuhém roztoku (tj. obsahu Mo v oceli, který není vázán na sekundární fáze bohaté Mo, např. karbid MeC, Lavesova fáze Fe₂Mo) a potřebné vzdálenosti částic karbidu M23C6 je spolehlivě zajištěno při dodržení chemického složení ocele a tepelného zpracování ocele podle platných norem a výrobních předpisů.

Předpokládalo se, že přísadou wolframu se zlepšuje žárupevnost chromových ocelí. U ocelí s obsahem Mo a W se uvádí zpravidla ekvivalentní obsah molybdenu :

% Mo_eq = % Mo + 0,5 % W

Jak je patrné z výsledků měření žárupevnosti u chromových ocelí bez W i sW, přísadou W se nezvyšuje mez pevnosti při tečení RmT/10⁵ /6OoJo. Zároveň se zvýšením Mo_eq nad 1 % dochází ke snížení plasticity oceli v oblasti meze pevnosti při tečení, protože při vyšším obsahu Mo_eq vznikají hrubé částice Lavesovy fáze Fe2M0eq.

Očekávané precipitační zpevnění jemnými částicemi nitridu vanadu je podmíněno dostatečným obsahem volného dusíku v oceli. Volný dusík Nvn je ta část obsahu dusíku v oceli, která není vázána na silněji nitridotvomé prvky jako Al, Ti a Nb a tvoří při tepelném zpracování oceli s vanadem nitrid vanadu.

Protože v oceli P91 je maximální přípustný obsah Al 0, 04% a Nb 0,1%, vážou tyto prvky značnou část celkového dusíku N v oceli (asi 0,02%) na sebe a tím snižují

-S obsah volného dusíku Nvn, který je nutný pro vytvoření potřebného nitridu vanadu.

Přitom nevznikají jemné částice karbidu vanadu (podobně jako v nízkolegovaných

CrMoV ocelích), protože v ocelích obsahujících vyšší obsah chrómu je rozpustnost karbidu vanadu značná a prakticky vzniká pouze čistý nitrid vanadu.

« · «<«< « < · · t ( • c ··«« · 4 i i · <· ·«·«*·· « t « · ««· «·« «(·· ··« · · « ·· '6 Nitridy hliníku (AIN) nebo karbonitridy niobu a titanu (NbCN, TiCN) tvoří hrubé částice, minimálně přispívající ke zvýšení precipitačního zpevnění, které nemají významný vliv na žárupevnost ocele.

Následně jsou uvedeny příklady použití ocelí z první tavby A, druhé tavby B a třetí tavby C , o následujícím hmotnostním chemickém složení:

Tab. 2. Chemické složení zkoušených taveb

Tavba	Chemické složení v hm %
C	Mn	Si	Cr	Ni	Mo	V	Nb

A	0,09	0,54	0,23	8,32	0,46	0,84	0,2	0,06
B1, B2	0,11	0,33	0,24	8,2	0,12	0,91	0,2	0,08
C1, C2	0,08	0,36	0,22	8,45	0,12	0,9	0,17	0,07

Tavba	Chemické složení v hm %
N	P	s	Al	w_max	Ti max
	celk.	váz.	volný
A	0,063	0,0132	0,0498	0,016	0,004	0,014	0,005	0,005
B1, B2	0,042	0,0124	0,0296	0,018	0,007	0,01	0,005	0,005
C1, C2	0,046	0,0126	0,0334	0,016	0,003	0,011	0,005	0,005

- Ocel tavby B, označená jako B1 je obvyklým způsobem tepelně zpracovaná trubka po válcování za tepla

- Ocel tavby B, označená jako B2 je stejně tepelně zpracovaná trubka jako u B1, následné ohnutá pomocí indukčního ohřevu a znovu tepelně zpracována způsobem podle 2. patentového nároku.

- Ocel tavby C, označená jako C1 je obvyklým způsobem tepelné zpracovaná trubka po válcování za tepla

- Ocel tavby C, označená jako C2 je stejně tepelně zpracovaná trubka jako u C1, následně ohnutá pomocí indukčního ohřevu a znovu tepelně zpracována způsobem podle 2.patentového nároku.

« «

I >

-7Ύ

Tabulka č. 3 Charakteristické vlastnosti výrobků (Rpo.2 při 2Ů°C) a N_vn.

Λ • · · « t < « « · · < · « «««««< · « <

• « · · « · • · · < *

TAVBA	VÝROBEK	Rpo.2 [MPa]	Nvn [%]
A	tyč 0 20 mm	555	0.0498
B1	trubka 0 219 x 16	535 ^a	0.0296
B2	mm	553 ^b
C1	trubka 0 219 x 16	516 ^a	0.0334
C2	mm	659 ^b

Tabulka č. 4.

Žárupevné vlastnosti (mez pevnosti při tečení za 10000 h při teplotách 470, 500, 550, 600 a 650°C) zkoušených taveb.

V závorkách jsou uvedeny hodnoty nižší, než střední hodnoty zmenšené o 20%, tedy hodnoty nevyhovující normě VdTlIV.

TAVBA	MEZ PEVNOSTI PŘI TEČENÍ ZA 10000 h (MPa)
T	EPLOTA (°C)
470	500	550	600	650
A	326	270	185	116	71
B1	(249)	(213)	(156)	(98)	(51)
B2	380	296	163	(93)	(54)
C1	(255)	(197)	(132)	(90)	65
C2	386	300	189	134	83
RmT/10 min.	285	229	159	99	56

Příklad č.1 - tavba A:

Y \

Na výrobu kulatiny 020 mm určené pro provoz zařízení při teplotách 550fC až 600°C byla použita ocel podle EN 10216-2 X10CrMoVNb9-1 s chemickým složením uvedeném v tabulce č.2 - tavba A.

Tyč z uvedené oceli byla v souladu s normou VdTlIV Werkstoffblatt 511/2 ohřívána na teplotu válcování, která se pohybovala v rozmezí 1100 M až 950 °C rychlostí 50

-8 až 100 °C/hod. Poté byla kalena z teploty 1040 až 109Q°C a následně popouštěna na

740 až 790°C.

A

Po tomto tepelném zpracování měla tyč vyhovující mechanické hodnoty Rpo,₂ = 550 MPa (viz tabulka č.3) a zároveň měla celkový obsah dusíku N^[(0,52krát %AI ceik+ 0,29 krát %Ti + 0,075 krát %Nb)]+ 0,03 %] = 0,063 % <0,1 Tato tavba měla přebytečný obsah volného dusíku Nvn=0,0498 (viz tabulka č. 2), který byl větší než minimálně nutný obsah Nvn = 0,03% podle 1.patentového nároku a tudíž dostatečný pro vznik nitridů vanadu. Proto byla dosažena dostatečně vysoká jak mez pevnosti při tečení při teplotě 550 °C (RmT/10⁴ = 185 MPa), tak i mez pevnosti při tečení při teplotě 600Í°C (RmT/10⁴ =116 MPa ) a při teplotě 650°C (RmT/to⁴ = 71 MPa) - viz tabulky 1, 4 a graf č.1 - převyšující minimální normované hodnoty těchto mezí (R, mT/10 min. ~ 159 MPa při teplotě 550 °C

RmT/io⁴min.- 99 MPa při 600 °C a

RmT/io⁴min.= 56 MPa při 650 °jc ). Vyhovuje tedy jak pro teploty 470(40 až 550fC, tak i _________ ^u A 4 pro teploty 55' ofaaž65ořc.

4' ' A

Příklad č, 2 - tavba B1

Na výrobu vysoce namáhané trubky při teplotách 500¼) a 550°C byla použita ocel dle EN 10216-2 X10CrMoVNI^1 s chemickým složením uvedeném v tabulce č.2 - tavba B1.

Trubka o rozměrech 0219 x 16 byla válcována za tepla a tepelně zpracována v souladu s normou VdTÚV Werkstoffblatt 511/2 - tj. ohřívána na teplotu válcování, která se pohybovala v rozmezí 1100 až 950 °C rychlostí 50 až 100 °C/hod. Poté byla kalena ochlazováním z teploty 1040 až 1090°C a následně popouštěna na 740 až 790°C.

Po tomto tepelném zpracování měla trubka mez kluzu Rpo,2 =535 MPa (viz graf č.3b), tedy nižší než podle vynálezu požadovanou hodnotu Rpo,₂ = 550 MPa a zároveň měla celkový obsah dusíku Nc = 0,0420% menší než minimálně požadovaný Nc > [(0,52krát % Al cei_k + 0,29 krát % Ti + 0,075 krát % Nb)]+ 0,03 %] =0,0424 'ť

Z tohoto důvodu bylo dosaženo meze pevnosti při tečení R_mT/io⁴ pro 550°C pouze

156 MPa ( viz tabulka č.4 a graf č.1), což je o 3 MPa méně než minimálně požadovaná mez R_mT/io⁴min = 159 MPa pro 550°C. Zároveň i pro 500°C bylo dosaženo /A.

RmT/10 pouze 213 MPa, což je méně než minimálně požadovaná hodnota RmT/io⁴min.=

9229 MPa, označená na grafu č.3a tlustou čarou. Z uvedeného vyplývá, že trubka z této tavby nevyhověla ani pro použití při teplotách 550ú a nižších z důvodu nižší

Rpo,2, ani pro použití pň teplotách 55Cjro až 650rC z důvodu nižšího obsahu volného < Λ ' -Λ dusíku Nvn než 0,03!% (viz graf č.2 - Nvn = 0,0296 < 0,03).

Příklad č.3 - tavba B2

Na výroby, vysoce namáhaného ohybu z totožné trubky pro práci při teplotách 50(Ϊ4 a 55o|°C byla použita ocel dle EN 10216-2 X10CrMoVNlÍ-1 s chemickým

A ' Á složením uvedeném v tabulce č.2 - tavba B2.

Ohyb z trubky o rozměrech 0219 x 16 válcované za tepla, následně ohnuté při indukčním ohřevu a tepelné zpracované obvyklým způsobem (teplota tváření za tepla je v rozmezí 1100až 950 °C).

Po tomto tepelném zpracování měla ohnutá trubka vyhovující mechanické vlastnosti meze kluzu Rpo,2 =553 MPa (viz tab. č. 3). Tato hodnota je větší než podle předkládaného patentu požadovaných Rpo,2 > 550 MPa. Meze pevností při tečení RmT/10⁴ pro 5O0^OC = 296 MPa a pro 55q°C = 163 MPa ( viz tabulka č.4 ) byly větší, /-ή- snež minimálně požadované.

Trubka vyhovuje pouze pro použití při teplotách 47C^ až 55(řc (Rpo,2 = 553 MPa). Jak je patrné z grafu č.1, trubka nevyhověla v oblasti teplot 55φ^ až 65CrC, kde bylo dosaženo nižších hodnot mezí pevností při tečení R_mT/io⁴ = 93 MPa pro 60(J°C a 54 MPa pro 65Q°C z důvodu nižšího obsahu volného dusíku N_Vn =0,0296j% než je požadováno 1 .patentovým nárokem (Nvn > 0,03).

Příklad č. 4 - tavba C1.

I Z \

Y y

Na výrobu vysoce namáhané trubky při teplotách 5ΟθΗ θ 550fC byla použita ocel dle

J Λ

EN 10216-2 X10CrMoVNb91 s chemickým složenírrruvedeném v tabulce č.2 - tavba C1. ^K

Trubka o rozměrech 0219 x 16 byla válcována za tepla a tepelně zpracována v souladu s normou VdTLIV Werkstoffblatt 511/2 - tj. ohřívána na teplotu válcování, která se pohybovala v rozmezí 1100^ až 950 °C rychlostí 50 až 100 °C/hod. Poté byla kalena ochlazováním z teploty 1040 až 1090°C a následně popouštěna na 740 až 79G°C. ^A ’Ά

Po tomto tepelném zpracování měla trubka mez kluzu Rpo,2 =516 MPa (viz graf č.3b), tedy nižší než podle vynálezu požadovanou hodnotu Rpo.2 = 550 MPa.

Z tohoto důvodu bylo dosaženo mezí pevnosti při tečení RmT/10⁴ v rozsahu teplot 470 až 60cřc nižších než minimálně požadované ( viz tabulka č.4 a graf č.1). Tuto trubku tedy nelze použít v uvedeném rozsahu teplot. Zároveň však trubka z této oceli má obsah volného dusíku Nvn=0,0334%, což je hodnota vyšší než hodnota požadovaná

1.patentovým nárokem a jak vyplývá z grafu č.1 a tabulky č.4 je možné tuto trubku použít v oblasti vysokých teplot (R_mT/io⁴ pro 65Q*O = 65 MPa což je hodnota vyšší než minimálně požadovaná R_mT/io⁴min. pro 65(jfc ^{= 56} MPa).

Příklad č.5 - tavba C2.

Na výrobu vysoce namáhaného ohybu z trubky o rozměrech 219 x 16 (jako u příkladu č.3 V pro teploty 500^φ a 55ďC byla použita ocel dle EN 10216-2

X10CrMoVNb9-1 s chemickým složením uvedeném v tabulce č.2 - tavba C2.

U této oceli byla dosažena hodnota meze tečení R_mT/io⁴ pro 5507C = 189 MPa (viz tab. č. 4 a graf č. 1)1 což je hodnota dostatečné převyšující minimální hodnotu R_mT/io⁴r i pro 550JO = 159 MPa. To proto, že Rpo,2 = 659 MPa vysoko přesahuje požadovanou vynálezečkou podmínku, že Rpo,2 = 550 MPa. Tato ocel rovněž splňuje požadavek 1 .patentového nároku - Nvn > 0,0íj%.

Trubka z této tavby je tudíž použitelná pro rozsah pracovních teplot 470^ až 65Q°C.

Průmyslová využitelnost.

Ocele podle předkládaného vynálezu a způsob jejich tepelného zpracování jsou vhodné pro výrobu výrobků chemických a energetických zařízení, které pracují při teplotách 470 až 650¾.

Claims

Patentové nároky

1. Žárupevná chromová ocel pro výrobu výrobků, používaných v pracovních teplotách od 47 Om do 650 °C o hmotnostním chemickém složení: a” y uhlík C = 0,08 až 0,121%, křemík Si = 0,20 až 0,50% mangan Mn = 0,30 až 0,60% ,A fosfor P Mf. =^0,02% síra S^«?^01%

T chrom Cr = 8,0 až 9,5%

-A γ molybden Mo = 0,8 až Ť% nikl Ni _max ⁼ 0,30 % niob Nb = 0,06 až 0,10% vanad V = 0,18 až 0,25% hliník Al ceik. ιβΒΐ^^^ίθ2(3% titan Ti ^. =ίυ,005% wolfram W ^^005% dusík Nc = 0,03 až 0,1% zbytek tvoří železo Fe a nevyhnutelné výrobní nečistoty, přičemž celkový obsah dusíku N_c je dán vztahy:

Nc - Nváz ⁺ Nvn <0,1%

Nváz = 0,52 krát % Al + 0,29 krát % Ti + 0,075 krát % Nb Nvn - min. 0,03?%, kde

N_cje celkový obsah Ν

Nváz je vázaný N

Nvn je volný N.
2. Způsob vyroby zarupevných výrobků pro práci v prostředí o teplotách 47Ο5Ό až Y »~

55Q°C vyrobených z oceli podle nároku 1, vyznačený tím, že se změří hodnota meze kluzu Rpp_>2 výrobku z citované výchozí oceli a nedosahuje-li hodnoty Rpo,2

550MPa při 2Q°C, výrobek se ohřeje na austenitizační teplotu 95(^ až 1100°C rychlostí 50 až 10(řc za hodinu, na této teplotě se udržuje 1 až 20 hodin, potése « ( zakalí v oleji nebo na vzduchu a následně se zahřeje na teplotu 700éé až 80d°C .. , -Jíi . V Mz?lv-2rit/ez ' zs rychlosti 5φβ az 100PC za hodinu a na této teplotě se cbšl i až 20 hodin, načež se volně ochladí na vzduchu na teplotu okolí.

Graf č.1 Vliv teploty na mez pevnosti při tečení různých taveb chromové ocele (9%Cr) legované Mo(1%), V, Nb a N, Jednotlivé tavby se tiší mezí iduzu pň v\i /.oas' - 77

9 - « « * » ' Π [Bdwl 0o009 „^Ol/iu*a

Koncentrace N_vn v hm%

Graf č. 2 Závislost meze pevnosti při tečení R_mT/10 ⁴ /600°C na koncentraci N_w

o.

O o

o o

m

Tavba

680

650

620

Ίο

o.

S knadl

P 590 o

N

Τ'» £

560

530

500 “553-

Π

659

C2

Graf č. 3a Graf č. 3b

Závislost meze pevnosti při tečení R_mT/10 ⁴ /500°C na mezi kluzu R_p0,₂při 20°C