CZ281184B6 - Austenitická žárupevná ocel a způsob jejího tepelného zpracování - Google Patents
Austenitická žárupevná ocel a způsob jejího tepelného zpracování Download PDFInfo
- Publication number
- CZ281184B6 CZ281184B6 CS904177A CS417790A CZ281184B6 CZ 281184 B6 CZ281184 B6 CZ 281184B6 CS 904177 A CS904177 A CS 904177A CS 417790 A CS417790 A CS 417790A CZ 281184 B6 CZ281184 B6 CZ 281184B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- austenitic
- heat treatment
- steel
- annealing
- temperatures
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 5
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 229910019932 CrNiMo Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Austenitická žárupevná ocel, zejména pro tvářené součásti v prostředí zvýšených teplot a tlaků a v chemicky agresivním prostředí, obsahující kromě železa a obvyklých doprovodných prvků a nečistot v % hmot. 0,005 až 0,03 % uhlíku, 0,5 až 2,5 % manganu, 0,1 až 1,0 % křemíku, 16 až 19 % chromu, 11 až 14,5 % niklu, 2 až 3 % molybdenu a 0,1 až 0,25 % dusíku, jejíž podstatou je, že dále obsahuje 0,05 až 0,15 % niobu, 0,005 až 0,05 % vanadu a 0,0001 až 0,0050 % boru. Způsob tepelného zpracování této oceli se provádí tak, že po rozpouštěcím žíhání následuje vytvrzovací žíhání při teplotách od 650 do 700 .sup.o.n.C.ŕ
Description
Austenitická žárupevná ocel a způsob jejího tepelného zpracování
Oblast techniky
Vynález se týká austenitické žárupevné oceli, vhodné pro použití jednak v prostředí zvýšených teplot a tlaků a jednak v chemicky agresivním prostředí, a to především ve formě tvářených součástí, jako jsou například plechy, tyče, výkovky a trubky, jakož i způsobu jejího tepelného zpracování ke zvýšení meze kluzu a žárupevnosti v oblasti pracovních teplot do 600 °C.
Dosavadní stav techniky
Vysoce legované austenitické oceli se v tepelné - energetických zařízeních obvykle používají na součásti vystavené dlouhodobému creepovému namáhání při provozních teplotách nad 600 “C, přičemž při náročných aplikacích v chemickém průmyslu a jaderné energetice se tyto materiály používají prakticky při všech parametrech pracovního procesu. Pro tyto účely jsou známy různé typy nestabilizovaných a stabilizovaných ocelí, které zpravidla obsahuji 0,5 až 2,5 % manganu, 0,1 až 1,0 % křemíku, 16 až 20 % chrómu, 8 až 14,5 % niklu a stopy až 3 % molybdenu, přičemž nestabilizované oceli obsahují 0,01 až 0,12 % uhlíku a 0,01 až 0,25 % dusíku, zatímco stabilizované oceli s obvyklými obsahy 0,03 až 0,10 % uhlíku a 0,01 až 0,05 % dusíku dále obsahují stabilizační přísadu titanu, popřípadě niobu ve výši minimálně pěti, popřípadě desetinásobku obsahu uhlíku, vyjádřeno v procentech hmot., zbytek železo a obvyklé doprovodné prvky a nečistoty.
U těchto ocelí se jejich tepelné zpracováni dosud provádí rozpouštécím žíháním při teplotách 1 000 až 1 100 ’C, popřípadě u ocelí· stabilizovaných se po rozpouštécím žíhání provádí ještě stabilizační žíháni při teplotách 800 až 850 “C.
Nevýhodou austenitických ocelí se shora uvedeným chemickým složením a tepelným zpracováním, například ve srovnání s chromovými antikorozními ocelemi martenzitického nebo bainitického typu, jsou jejich podstatné nižší hodnoty meze kluzu při 20 °C, garantované nejvýše do úrovně 285 MPa a podobné je tomu i při teplotách vyšších. Tato nevýhoda je obzvláště citelná při pracovních teplotách různých zařízení zhruba do 600 ’C, kdy právě hodnota meze kluzu může být rozhodujícím parametrem pro dimenzování jejich součásti.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody odstraňuje austenitická žárupevná ocel, podle vynálezu, zejména pro tváření součástí v prostředí zvýšených teplot a tlaků a v chemicky agresivním prostředí, obsahující 0,005 až 0,03 % uhlíku, 0,5 až 2,5 % manganu, 0,1 až 1,0 % křemíku, 16 až 19 % chrómu, 11 až 14,5 % niklu, 2 až 3 % molybdenu a 0,1 až 0,25 % dusíku, vyjádřeno v procentech hmot., zbytek železo a obvyklé doprovodné prvky a nečistoty. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tato ocel dále obsahuje 0,05 až 0,15 % niobu, 0,005 až 0,05 % vanadu a 0,0001 až 0,0050 % bóru.
-1CZ 281184 B6
Způsob tepelného zpracování shora uvedené oceli se nejprve provádí rozpouštěcím žíháním při teplotách v rozmezí 1 000 až 1 100 °C a jeho podstatou je, že po tomto rozpouštěcím žíhání se provádí vytvrzovací žíhání při teplotách od 650 do 700 °c.
Výhodou austenitické žárupevné oceli a způsobu jejího tepelného zpracování podle vynálezu je především možnost dosažení poměrně vysokých hodnot meze kluzu při 20 C a také i při zvýšených teplotách, a to až na dvojnásobnou úroveň ve srovnání s běžnými typy austenitických ocelí. Těchto zvýšených hodnot meze kluzu se dosahuje současně s vysokou úrovní plastických vlastností, vrubové houževnatosti, dlouhodobé žárupevnosti, creepové plasticity a odolnosti proti korozi, což vytváří mimořádně příznivý komplex užitných vlastností pro náročné průmyslové aplikace, například v energetice nebo v chemickém průmyslu. Příčinou této skutečnosti je precipitace velmi stabilní Z-fáze CrNbN v jemné disperzní formě na hranicích i uvnitř austenitických zrn, a to zejména v oblasti teplot 650 až 700 *C. Tato fáze je však stabilní i v oblasti teplot rozpouštěcího žíhání při 1 000 až 1 100 ’C, popřípadě i při teplotách vyšších, které odpovídají možnému tepelnému ovlivněni oceli, například při svařování. Přítomnost této fáze se příznivé projevuje omezením růstu zrna při rozpouštěcím žíhání a výrazným intragranulárním precipitačním zpevněním oceli, což jsou prvořadé příčiny shora uvedených poměrně vysokých hodnot meze kluzu i žárupevnosti při zachované vysoké odolnosti proti korozi .
Příklad provedení vynálezu
K bližšímu osvětlení vynálezu se dále uvádí příklad, kde byla vyrobena tavba austenitické nestabilizované žárupevné oceli o chemickém složení 0,023 % uhlíku, 1,34 % manganu, 0,48 % křemíku, 0,014 % fosforu, 0,013 % síry, 18,10 % chrómu, 12,48 % niklu, 2,82 % molybdenu, 0,161 % dusíku, 0,106 % niobu, 0,024 % vanadu a 0,0015 % bóru, vyjádřeno v procentech hmot., zbytek železo a obvyklé doprovodné prvky a nečistoty, z níž se vyrobily tlusté plechy o tloušťce 25 mm. U těchto plechů byly prováděny zkoušky mechanických vlastností po tepelném zpracování, a to jak po rozpouštěcím žíháni, které se provádělo při teplotě 1 050 °C po dobu 1 hodiny s ochlazením na vzduchu, tak i po následném vytvrzovacim žíhání, které se provádělo při 650 ’C a při 700 C také po dobu 1 hodiny s ochlazením na vzduchu. Tím se dosáhlo zvýšené meze kluzu, která činila při 20 ’C úrovně minimálně 390 MPa a při 300 °C minimálně 245 MPa, a to již ve stavu po rozpouštěcím žíháni, přičemž po vytvrzovacim žíhání se dále zvýšila zhruba o 50 MPa, což je zřejmé z připojené tabulky I, kde jsou příkladně uvedeny i jiné mechanické vlastnosti těchto plechů ze shora uvedené oceli. V porovnání s dosavadními austenitickými ocelemi a jejich používaným tepelným zpracováním činilo toto zvýšení meze kluzu při 20 ’C podle typu srovnávané oceli 30 až 100 % a při teplotě 300 ’C minimálně 60 %, což je zřejmé z připojené tabulky II, kde jsou uvedeny mechanické vlastnosti vybraných dosavadních typů antikorozních oceli.
Austenitické žárupevné oceli a způsobu jejího tepelného zpracování podle vynálezu je možno použit v chemickém a potravinářském průmyslu, tepelné a jaderné energetice, ve zdravotnictví a podobné.
-2CZ 281184 B6
Tabulka 1
W1“4
W1»5
Tepelné zpracování
Mech, vlastnosti při 20 ’C
| Rozpouštěcí žíhání | Vytvrzovací žíhání | M/2 /MPa/ | /MPa/ | A5 /4/ | Z /4/ | KCU3 /J/cm^/ | /MPa/ 300 ’C 600 | |
| 1 050 -C/lh/vzd | - | 392 | 728 | 53,1 | 78 | 233 | 245 | 199 |
| 1 050 -C/lh/vzd | 650 'C/lh/vzd 448 | 730 | 50,0 | 75 | 319 | 290 | 248 | |
| 1 050 -C/lh/vzd | 700 -C/lh/vzd 444 | 730 | 47,5 | 74 | 360 | 286 | 242 |
/MPa/ •C 600 ’C 650
226 130 144 65 /MPa/ •C 600 ’C 650 'C kde značí: Rp0 2 mez kluzu v tahu
R^ - mez pevnosti v tahu
A5 - tažnost
Z - kontrakce
KCU3 - vrubová houževnatost
R^/IO4 - mez pevnosti při tečení v tahu za 104 h
RmT/105 - mez pevnosti při tečení v tahu za 105 h
Tabulka II
Typ Legovací RpQj/MPa/ R^/lO^/MPa/ ^/lO^MPa/
| oceli báze | 20 *C | 200 ’C | 300 ’C | 400 -C | 500 -C | 600 -C | 600 ’C | 650 *C | 600 -C | 650 -C | |
| A | CrNi | 185 | 127 | 108 | 98 | X | X | 122 | 79 | 73 | 45 |
| A | CrNiTi | 205 | 155 | 136 | 125 | 119 | X | 142 | 92 | 92 | 47 |
| A | CrNiMo | 205 | 147 | 128 | 118 | 108 | 98 | 179 | 111 | 118 | 69 |
| A | CrMiMcTi | 215 | 165 | 145 | 135 | 129 | X | X | X | X | X |
| A | CrNiN | 265 | 157 | 135 | 125 | 120 | X | X | X | X | X |
| A | CrNiMoM | 285 | 170 | 150 | 140 | 131 | 123 | 206 | 127 | 145 | 70 |
| 3 | CrMoV | 490 | 447 | 426 | 393 | 341 | 276 | 101 | 46 | 63 |
kde značí: A - austenitická ocel B - bainitická ocel X - není uvedeno
Claims (2)
1. Austenitická žárupevná ocel, v prostředí zvýšených teplot a prostředí, manganu, 14,5 % niklu, zejména tlaků a obsahující 0,005 až 0,03 % 0,1 až 1,0 % křemíku, 16
2 až 3 % molybdenu a 0,1 jádřeno v procentech hmot., prvky a nečistoty, vyznačuj ící dále obsahuje v procentech hmot. 0,05 až” 0,05 % vanadu a 0,0001 až pro tváření součástí v chemicky agresivním uhlíku, 0,5 až 2,5 % až 19 % chrómu, 11 až až 0,25 % dusíku, vyzbytek železo a obvyklé doprovodné t í m, že niobu, 0,005 s e až 0,15 % 0,0050 % bóru.
2. Způsob tepelného zpracování oceli podle nároku 1, který se provádí rozpouštécím žíháním při teplotách v rozmezí 1 000 až 1 100 “C, vyznačující se tím, že po rozpouštěcim žíháni se dále provádí vytvrzovací žíhání při teplotách od 650 do 700 ’C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS904177A CZ417790A3 (en) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | Austenitic creep-resisting steel and process of its heat treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS904177A CZ417790A3 (en) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | Austenitic creep-resisting steel and process of its heat treatment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ281184B6 true CZ281184B6 (cs) | 1996-07-17 |
| CZ417790A3 CZ417790A3 (en) | 1996-07-17 |
Family
ID=5383926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS904177A CZ417790A3 (en) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | Austenitic creep-resisting steel and process of its heat treatment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ417790A3 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307142B6 (cs) * | 2016-11-09 | 2018-01-31 | Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava | Způsob kování a tepelného zpracování výkovků kruhových desek z nerezavějících CrNi austentických ocelí legovaných niobem |
-
1990
- 1990-08-28 CZ CS904177A patent/CZ417790A3/cs unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307142B6 (cs) * | 2016-11-09 | 2018-01-31 | Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava | Způsob kování a tepelného zpracování výkovků kruhových desek z nerezavějících CrNi austentických ocelí legovaných niobem |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ417790A3 (en) | 1996-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0664342B1 (en) | Case carburized stainless steel alloy for high temperature applications | |
| EP0828862A1 (en) | Martensitic stainless steel having high mechanical strength and corrosion resistance and relative manufactured articles | |
| US6136110A (en) | Ferritic heat-resistant steel having excellent high temperature strength and process for producing the same | |
| CA1271649A (en) | Formable, temperature-resistant martensitic steel having enhanced resistance to wear | |
| US20190177808A1 (en) | Austenitic Stainless Steel | |
| CZ281184B6 (cs) | Austenitická žárupevná ocel a způsob jejího tepelného zpracování | |
| US4227923A (en) | Plastic molding steel having improved resistance to corrosion by halogen gas | |
| EP0384013A1 (en) | Method for strengthening coldworked nickel-base alloys | |
| CA1043591A (en) | Precipitation hardenable stainless steel | |
| JP3342501B2 (ja) | 高強度高靭性ステンレス鋼およびその製造方法 | |
| JP5035831B2 (ja) | 高窒素オーステナイト系ステンレス鋼 | |
| US3167423A (en) | High temperature wear resisting steels | |
| JPS5916948A (ja) | 軟窒化用鋼 | |
| KR970009523B1 (ko) | 고강도 고내식성 마르텐사이트계 스테인레스강 | |
| EP0090115B1 (en) | Cold worked ferritic alloys and components | |
| US5951788A (en) | Superconducting high strength stainless steel magnetic component | |
| JPH06264189A (ja) | 低温衝撃特性のすぐれた高強度高靭性ステンレス鋼およびその製造方法 | |
| JPS5916950A (ja) | 軟窒化用鋼 | |
| SU1409678A1 (ru) | Сталь | |
| JPH07238348A (ja) | 高周波焼入用耐銹・耐摩耗用鋼 | |
| CN110904358A (zh) | 一种耐高温钛合金及其制备方法 | |
| JPH0151526B2 (cs) | ||
| JPS6167761A (ja) | 原子炉用オ−ステナイト系ステンレス鋼冷間加工部材 | |
| JPH09256115A (ja) | 耐サワー特性に優れた良溶接性マルテンサイト系ステンレス鋼およびその製造方法 | |
| JPS637328A (ja) | 耐硫化物腐食割れ性に優れた鋼の製造方法 |