CZ293880B6 - Způsob výroby žárupevných tvářených ocelových součástí - Google Patents
Způsob výroby žárupevných tvářených ocelových součástí Download PDFInfo
- Publication number
- CZ293880B6 CZ293880B6 CZ20011235A CZ20011235A CZ293880B6 CZ 293880 B6 CZ293880 B6 CZ 293880B6 CZ 20011235 A CZ20011235 A CZ 20011235A CZ 20011235 A CZ20011235 A CZ 20011235A CZ 293880 B6 CZ293880 B6 CZ 293880B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- weight
- percent
- tubes
- rolling
- mpa
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 44
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910000742 Microalloyed steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 22
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 22
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 20
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims abstract description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 13
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 8
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- -1 C was 0.30% Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- INZDTEICWPZYJM-UHFFFAOYSA-N 1-(chloromethyl)-4-[4-(chloromethyl)phenyl]benzene Chemical compound C1=CC(CCl)=CC=C1C1=CC=C(CCl)C=C1 INZDTEICWPZYJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N Hydrocyanic acid Natural products N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052774 Proactinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000001226 reprecipitation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Způsob výroby žárupevných tvářených ocelových součástíŹ obzvláště trubek a plechůŹ pracujících při teplotách převážně v intervalu @ @degree@C až Q@Q @degree@C se provádí takŹ že tvářená ocelová součást se vyrábí válcováním za tepla z mikrolegované oceli o hmotnostním chemickém složení@ uhlík C @Ź@ až @Ź@ @Ź křemík Si až @Ź@ @Ź mangan Mn @Ź@ až @Ź@ @Ź chrom Cr až @ŹQ@ @Ź nikl Ni až @Ź@ @Ź měď Cu až @Ź@ @Ź titan Ti až @Ź�@ @Ź niob Nb až @Ź�Q @Ź vanad V až @Ź@Q @Ź přičemž celkový obsah Nb � V � Ti je v rozmezí @Ź@ až @Ź@Q @Y obsah dusíku je dán vztahem N @ [@ŹQ@ x Al � @Ź@ x Ti � @Ź�Q x Nb � }@Ź@�@ až @Ź�@ x VB] @Ź síry S@sub@max@n@ @Ź@ @Ź fosforu P@sub@max@n@ @Ź@ @Ź hliníku Al@sub@max @n@Ź@ @Ź zbytek tvoří železo Fe a nevyhnutelné výrobní nečistotyŹ přičemž poslední tepelnou operací je normalizační válcování s doválcovací teplotou T@sub@d@n@Ź pohybují se v rozmezí A@sub@r@n@ @ T@sub@d@n@ @ A@sub@r@n@ � Q@ @degree@Cŕ
Description
Způsob výroby žárupevných tvářených ocelových součástí
Předmět vynálezu
Vynález se týká způsobu výroby žárupevných tvářených ocelových součástí, zejména trubek a plechů, používaných v energetických a chemických zařízeních a pracujících při provozních teplotách do cca 525 °C, obvykle v rozmezí 2300 °C až 525 °C.
Dosavadní stav techniky
Doposud se žárupevné tvářené ocelové součásti pro energetická zařízení, které pracují v rozmezí teplot přibližně 200 °C až 525 °C, vyrábějí tvářením za tepla z nelegovaných uhlíkových nebo 15 mikrolegovaných nebo nízkolegovaných ocelí a podrobují se normalizačnímu žíhání nebo normalizačnímu válcování. Výběr tvářených ocelí pro použití za zvýšených teplot se provádí pomocí hodnot meze kluzu nebo hodnot meze pevnosti při tečení za 100 000 hodin pro předpokládanou pracovní teplotu, velikost a druh namáhání. Pro pevnostní výpočet se používá menší z uvedených hodnot.
Nelegované uhlíkové oceli mají nízké hodnoty jak meze kluzu, tak i meze pevnosti při tečení, takže při dimenzování tvářené žárupevné součásti, např. trubky nebo plechu, při očekávaných podmínkách namáhání, je nutné volit velké tloušťky stěny trubky nebo plechu. Velké tloušťky stěn jsou nevýhodné jak kvůli velké spotřebě materiálu a tím i velké hmotnosti součásti, tak 25 i kvůli zhoršenému prostupu tepla tlustou stěnou trubky či plechu.
Z nízkolegovaných ocelí, které mají vyšší hodnoty meze kluzu a podstatně vyšší hodnoty meze pevnosti při tečení než nelegované oceli, pro stejné podmínky namáhání lze vyrobit trubky nebo plechy s mnohem menší tloušťkou stěny. To je sice výhodné z hlediska nízké hmotnosti žárupev30 né součásti, nízké spotřeby materiálu a zlepšeného postupu tepla žárupevnou součástí při jejím využití v energetických zařízeních, ale nevýhodné z hlediska vysoké ceny nízkolegovaných ocelí.
Doposud používané mikrolegované oceli mají podstatně vyšší hodnoty meze kluzu než některé nízkolegované oceli, jako např. 16Mo3, ale hodnoty mezí pevností při tečení za 100 000 hodin 35 jsou podstatně nižší. Tak např. mikrolegovaná ocel má podle normy ČSN 412025 hmotnostní chemické složení, uhlíku C je 0,14 až 0,2 %, manganu Mn je 0,6 až 1,0 %, křemíku Si je 0,17 až
0,37 %, fosforu P je max. 0,04 %, síry S je max. 0,04 %, P+S je max. 0,07 %, chrómu Cr je max. 0,25 %, niklu Ni je max. 0,25 %, mědi Cu je max. 0,25 %, vanadu V je 0,05 až 0,09 %, přičemž vanad V může být nahrazen niobem Nb 0,02 až 0,06 %, zbytek tvoří železo Fe 40 a nezbytné výrobní nečistoty, má mez pevnosti při tečení za 100 000 hodin při 450 °C 89 MPa a při 500 °C 37 MPa. Obdobné mikrolegované oceli 20MnNb6 podle evropské normy
EN 10216-2 o hmotnostním chemickém složení: uhlík C max. 0,22 %, mangan Mn 1,0 až 1,5 %, křemík Si 0,15 až 0,35 %, niobNb 0,015 až 0,1 %, měďCu max. 0,3 %, fosfor P max. 0,03 %, síra S max. 0,025 %, hliník Al max. 0,06 %, zbytek železo Fe a nevyhnutelné výrobní nečistoty, 45 mají mez pevnosti při tečení za 100 000 hodin při 400 °C 179 MPa, při 450 °C 85 MPa a při
500 °C 41 MPa. Tyto mikrolegované oceli se s výhodou používají pouze do rozsahu pracovních teplot do cca 410 °C, protože do této teploty je jak hodnota jejich meze kluzu, tak i meze pevnosti při tečení za 100 000 hodin vyšší, než u nízkolegovaných molybdenových ocelí. Další výhodou je i jejich nižší cena oproti nízkolegovaným ocelím.
Tvářené žárupevné ocelové součásti, pracující při teplotách vyšších, tj. od cca 410 °C do normy
EN 10216-2, jejíž mez kluzu v rozsahu teplot 410 °C až 475 °C se pohybuje od cca 157 MPa do
148 MPa a mez pevnosti při tečení za 100 000 hodin je při 470 °C cca 176 MPa a při 500 °C cca 102 MPa.
- 1 CZ 293880 B6
Cílem vynálezu je zvýšení hodnoty meze kluzu a meze pevnosti při tečení za 100 000 hodin u žárupevných součástí, vyrobených z mikrolegovaných ocelí, pro pracovní teploty 200 °C až cca 525 °C.
Podstata vynálezu
Vytčeného cíle a podstatného odstranění výše uvedených nevýhod se dosáhne způsobem výroby žárupevných tvářených ocelových součástí, obzvláště trubek a plechů, pracujících při teplotách až do cca 525 °C, jehož podstata spočívá v tom, že tvářená součást se vyrábí z oceli o hmotnostním chemickém složení: uhlík C 0,02 až 0,30 %, křemík Si 0,0 až 0,60 %, mangan Mn 0,2 až 2,0 %, chrom Cr 0,0 až 0,50 %, nikl Ni 0,0 až 0,40 %, měď Cu 0,0 až 0,40 %, titan Ti 0,0 až 0,10 %, niob Nb 0,0 až 0,15 %, vanad V 0,0 až 0,25 %, přičemž celkový obsah Nb + V + Ti je v rozmezí 0,02 až 0,25 %, a obsah dusíku N je dán vztahem N = [0,52 x Al + 0,29 x Ti + 0,15 x Nb + (0,014 až 0,137 x V])%, síra Smax 0,04 %, fosfor Pmax 0,04 %, hliník Almax 0,04 %, zbytek tvoří železo Fe a nevyhnutelné výrobní nečistoty, válcováním za tepla, přičemž poslední tepelnou operací je normalizační válcování s doválcovací teplotou Td, pohybující se v rozmezí Ar3 < Td < Ar3 + 50 °C.
Tvářené žárupevné součásti, vyrobené tímto způsobem, dosahují meze pevnosti při tečení za 100 000 hodin při teplotě 450 °C v rozmezí 120 až 185 MPa, při teplotě 500 °C 75 až 85 MPa a při teplotě 525 °C 50 až 65 MPa.
Je výhodné, vyrobí-li se tvářená žárupevná součást z citované mikrolegované oceli, s obsahem vanadu V 0,02 až 0,25 % a obsahem niobu Nb 0,00 až 0,02 %.
Žárupevné tvářené součásti, vyrobené výše uvedených způsobem dosahují meze pevnosti při tečení za 100 000 hodin při teplotě 450 °C v rozmezí 170 až 185 MPa, při teplotě 500 °C 79 až 85 Pa a při teplotě 525 °C 60 až 65 MPa.
Přehled obrázků na výkresech
Na přirozeném obr. 1 jsou graficky znázorněny průběhy hodnot mezí kluzu a mezí pevnosti při tečení za 100 000 hodin žárupevných tvářených součástí, vyrobených způsoby podle známého stavu techniky a podle vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
První kotlové trubky o vnějším průměru 273 mm a síle stěny 25 mm byly vyrobeny známým způsobem z mikrolegované oceli podle ČSN 412025 s následujícím hmotnostním chemickým složením, uhlíku C bylo 0,15%, manganu Mn 1,00%, křemíku Si 0,30%, chrómu Cr 0,10%, niklu Ni 0,0%, mědi Cu = 0,07 %, vanadu V = 0,07 %, síry S = 0,01%, fosforu P = 0,012 %, zbytku železa Fe a nevyhnutelných výrobních nečistot a byly válcovány za tepla při obvyklých parametrech, přičemž poslední operace byla normalizační válcování při teplotě Td, pohybující se v rozmezí Ar3 < Td < Ar3 + 50 °C.
Takto vyrobené kotlové trubky byly podrobeny dlouhodobým zkouškám tečení do lomu po dobu 100 000 hodin, po kteiých dosahovaly průměrné hodnoty meze pevnosti při tečení hodnoty, uvedené v Tab. 1 na řádku 1.
-2CZ 293880 B6
Příklad 2
Druhé kotlové trubky byly vyrobeny známým způsobem z téže samé mikrolegované oceli a o stejném rozměru jako první trubky v příkladu 1, byly válcovány za tepla při stejných parametrech jako první trubky, načež normalizačně žíhány.
Po dlouhodobých zkouškách tečení do lomu po dobu 100 000 hodin vykazovaly druhé trubky průměrné hodnoty meze pevnosti při tečení, uvedené vTab. 1 na řádku 2.
Příklad 3
Třetí kotlové trubky byly vyrobeny známým způsobem z mikrolegované oceli podle normy ČSN 412025 a v podstatě stejném chemickém složení a stejném rozměru jako první a druhé trubky, pouze a jen s tím rozdílem, že přísada vanadu V 0,07 % byla nahrazena přísadou niobu Nb 0,05 %. Trubky byly válcovány při týchž parametrech jako předchozí trubky a válcování bylo zakončeno normalizačním válcováním při týchž teplotách Td, jako v příkladu 1.
Po dlouhodobých zkouškách tečení do lomu po dobu 100 000 hodin vykazovaly třetí trubky průměrné hodnoty, uvedené v Tab. 1 na řádku 3.
Příklad 4
Čtvrté kotlové trubky byly vyrobeny známým způsobem z téže samé oceli, jako třetí trubky v příkladu 3. Byly stejným způsobem a ze stejných parametrů válcovány a na závěr byly navíc normalizačně žíhány.
Po dlouhodobých zkouškách tečení do lomu po dobu 100 000 hodin vykazovaly čtvrté trubky průměrné hodnoty, uvedené v Tab. 1 na řádku 4.
Příklad 5
Páté kotlové trubky byly vyrobeny válcováním za tepla známým způsobem z mikrolegované oceli s následujícím hmotnostním chemickým složením uhlku C bylo max. 0,22 %, manganu Mn 1,0 až 1,5%, křemíku Si 0,15 až 0,35%, niobu Nb 0,015 až 0,10%, mědiCu max. 0,3 %, fosforu P max. 0,03 %, síry S max. 0,025 %, hliníku Al max. 0,06 %, zbytek železo Fe a nevyhnutelné výrobní nečistoty. Trubky byly válcovány při stejných parametrech jako v příkladu 1 a po vyválcování byly normalizačně žíhány.
Po dlouhodobých zkouškách tečení do lomu po dobu 100 000 hodin vykazovaly trubky průměrné hodnoty, uvedené v Tab. 1 na řádku 5.
Příklad 6
Šesté kotlové trubky byly vyrobeny z mikrolegované oceli podle předkládaného vynálezu s následujícím hmotnostním chemickým složením uhlíku C byla 0,14 %, manganu Mn 0,87 %, křemíku Si = 0,3 %, chrómu Cr 0,2 %, niklu Ni 0,12 %, mědi Cu 0,07 %, vanadu V 0,08 %, niobu Nb 0,01 %, dusíku N 0,009 %, síry S 0,01 %, fosforu P 0,01 %, hliníku Al 0,01 %, zbytek železo Fe a nevyhnutelné výrobní nečistoty, válcováním za tepla s normalizačním válcováním při teplotě Td jakožto posledním tepelným zpracováním. Teplota Td normalizačního válcování se pohybovala v rozmezí Ar3 < Td < Ar3 + 50 °C.
-3CZ 293880 B6
Po dlouhodobých zkouškách tečení do lomu po dobu 100 000 hodin vykazovaly tyto trubky průměrné hodnoty, uvedené v Tab. 1 na řádku 6.
Při výrobě těchto trubek byly dodrženy všechny podmínky, stanovené vynálezem.
Příklad 7
Sedmé kotlové trubky byly vyrobeny ze stejné mikrolegované oceli jako šesté trubky v příkladu 6, byly válcovány za tepla při stejných parametrech jako šesté trubky, načež byly na závěr navíc normalizačně žíhány.
Po dlouhodobých zkouškách tečení do lomu po dobu 100 000 hodin vykazovaly tyto trubky průměrné hodnoty, uvedené v Tab. 1 na řádku 7.
Při výrobě těchto trubek nebyla dodržena vynálezecká podmínka, že poslední tepelná operace je normalizační válcování.
Příklad 8
Osmé kotlové trubky byly vyrobeny z mikrolegované oceli, podle předkládaného vynálezu s následujícím hmotnostním chemickým složením uhlíku C bylo 0,18%, křemíku Si 0,29%, manganu Mn 0,80 %, chrómu Cr 0,15 %, niklu Ni 0,05 %, mědi Cu 0,15 %, niobu Nb 0,05 %, dusíku N 0,015%, síryS 0,02%, fosforu P 0,018%, hliníku Al 0,013%, zbytek železo Fe a nevyhnutelné výrobní nečistoty, byly válcovány za tepla a na závěr normalizačně válcovány při stejných parametrech, jako šesté trubky v příkladu 6.
Po dlouhodobých zkouškách tečení do lomu po dobu 100 000 hodin vykazovaly trubky průměrné hodnoty, uvedené v Tab. 1 na řádku 8.
Při výrobě těchto trubek byly dodrženy všechny podmínky, stanovené vynálezem.
Příklad 9
Deváté kotlové trubky byly vyrobeny z mikrolegované oceli o stejném chemickém složení, jako osmé trubky v příkladu 8, byly tepelně tvářeny při stejných parametrech, jako v příkladu 8 a na závěr byly navíc normalizačně žíhány.
Po dlouhodobých zkouškách tečení do lomu po dobu 100 000 hodin vykazovaly trubky průměrné hodnoty, uvedené v Tab. 1 na řádku 9.
Při výrobě těchto trubek nebyla splněna vynálezecká podmínka, že poslední tepelná operace je normalizační válcování.
Příklad 10
Desáté kotlové trubky byly vyrobeny z mikrolegované oceli o stejném chemickém složení jako osmé trubky v příkladu 8, byly tepelně tvářeny při stejných parametrech, jako předchozí trubky, ale s tím rozdílem, že normalizační válcování bylo ukončeno při doválcovací teplotě Td, která se pohybovala v rozmezí Ar3 + 100 °C < Ar3 +130 °C, tedy nad horní hranicí, určenou vynálezem.
-4CZ 293880 B6
Po dlouhodobých zkouškách tečení do lomu po dobu 100 000 hodin vykazovaly tyto trubky průměrné hodnoty, uvedené v Tab. 1 na řádku 10.
Při výrobě těchto trubek nebyla dodržena vynálezecká podmínka rozsahu teplot normalizačního válcování.
Příklad 11
Jedenácté kotlové trubky byly vyrobeny z mikrolegované oceli o v podstatě stejném chemickém složení, jako trubky v příkladu 8, až na to, že měly obsah hliníku Al 0,004 %, vanadu V 0,02 % a dusíku N 0,0002 %, byly válcovány za tepla s normalizačním válcováním při teplotě Tj, jakožto posledním tepelným zpracováním, přičemž doválcovací teplota Td normalizačního válcování se pohybovala v rozmezí Ar3 < Td < Ar3 + 50 °C.
Po dlouhodobých zkouškách tečení do lomu po dobu 100 000 hodin vykazovaly tyto trubky průměrné hodnoty, uvedené v Tab. 1 na řádku 11.
Při výrobě těchto trubek nebyla splněna vynálezecká podmínka minimálního obsahu dusíku N 0,00288 %.
Příklad 12
Dvanácté kotlové trubky byly vyrobeny z mikrolegované oceli podle předkládaného vynálezu s následujícím hmotnostním chemickým složením uhlíku C bylo 0,02 %, manganu Mn 0,20 %, vanadu V 0,02 %, dusíku N 0,003 %, hliníku Al 0,005 %, zbytek železo Fe a nevyhnutelné výrobní nečistoty, byly válcovány za tepla a na závěr normalizačně válcovány při stejných parametrech, jako šesté trubky v příkladu 6.
Po dlouhodobých zkouškách tečení do lomu po dobu 100 000 hodin vykazovaly trubky průměrné hodnoty, uvedené v Tab. 1 na řádku 12.
Při výrobě těchto trubek byly dodrženy všechny podmínky, stanovené vynálezem.
Příklad 13
Třinácté kotlové trubky byly vyrobeny z mikrolegované oceli, podle předkládaného vynálezu s následujícím hmotnostním chemickým složením uhlíku, C byla 0,30 %, křemíku Si 0,60 %, manganu Mn 2,0%, chrómu Cr 0,50%, niklu Ni 0,40%, mědiCu 0,40%, niobu Nb 0,15%, titanu Ti 0,10 %, dusíku N 0,06 %, síry S 0,04 %, fosforu P 0,04 %, hliníku Al 0,04 %, zbytek železo Fe a nevyhnutelné výrobní nečistoty, byly válcovány za tepla a n závěr normalizačně válcovány při stejných parametrech, jako šesté trubky v příkladu 8.
Po dlouhodobých zkouškách tečení do lomu po dobu 100 000 hodin vykazovaly trubky průměrné hodnoty, uvedené v Tab. 1 na řádku 13.
Při výrobě těchto trubek byly dodrženy všechny podmínky, stanovené vynálezem
Průměrné naměřené hodnoty mezí pevností při tečení za 100 000 hodin jsou uvedeny v následující tabulce 1 a průměrné naměřené hodnoty mezí kluzu jsou uvedeny v tabulce 2. Přitom zkratky ve sloupci „pozn.“ znamenají:
-5CZ 293880 B6
ZS = známý stav techniky
V = podle vynálezu
VN = nedodrženy podmínky vynálezu.
Tabulka 1:
| Příklad č.: | Mez pevnosti při tečení za 100 000 | lodin (MPa) | Pozn.: | ||||
| 400 °C | 425 °C | 450 °C | 475 °C | 500 °C | 525 °C | ||
| 1. | 165 | 123 | 85 | 65 | 44 | - | ZS |
| 2. | 160 | 117 | 78 | 58 | 40 | - | ZS |
| 3. | 158 | 112 | 73 | 55 | 32 | - | ZS |
| 4. | 155 | 112 | 71 | 52 | 30 | - | ZS |
| 5. | 155 | 112 | 71 | 52 | 30 | - | ZS |
| 6. | — | — | 183 | 133 | 81 | 58 | V |
| 7. | - | 190 | 132 | 92 | 59 | 40 | VN |
| 8. | - | 165 | 132 | 102 | 75 | 53 | V |
| 9. | 165 | 123 | 81 | 61 | 45 | 29 | VN |
| 10. | - | — | 130 | 108 | 50 | 26 | VN |
| 11. | - | — | 179 | 128 | 57 | 28 | VN |
| 12. | — | — | 179 | 129 | 78 | 55 | V |
| 13. | - | 165 | 134 | 104 | 75 | 54 | V |
Tabulka 2:
| Příklad č.: | V | ez kluzu (MPa) | Pozn.: | |||
| 350 °C | 400 °C | 425 °C | 450 °C | 475 °C | ||
| 1. | 195 | 176 | 165 | 157 | - | ZS |
| 2. | 192 | 173 | 161 | 154 | - | ZS |
| 3. | 188 | 169 | 158 | 151 | — | ZS |
| 4. | 185 | 165 | 154 | 150 | - | ZS |
| 5. | 185 | 165 | 154 | 150 | - | ZS |
| 6. | 206 | 190 | 183 | 171 | 161 | V |
| 7. | 201 | 186 | 179 | 165 | 158 | VN |
| 8. | 206 | 190 | 183 | 171 | 159 | V |
| 9. | 195 | 176 | 165 | 155 | - | VN |
| 10. | 203 | 187 | 180 | 167 | - | VN |
| 11. | 202 | 187 | 178 | 165 | - | VN |
| 12. | 204 | 187 | 180 | 168 | 158 | V |
| 13. | 209 | 194 | 188 | 175 | 162 | V |
Ze vzájemného porovnání hodnot mezí pevností při tečení do lomu za 100 000 hodin při teplotách 450 °C až 525 °C je zřejmé, že kotlové trubky, uvedené v příkladech 6, 8,12 a 13, které byly vyrobeny způsobem podle předkládaného vynálezu, vykazují podstatně vyšší meze pevnosti při tečení za 100 000 hodin při teplotách 420 °C až 525 °C, než dosud vyráběné trubky z mikrolegovaných ocelí, uvedených v příkladech 1 až 5, nebo než trubky, vyrobené z mikrolegovaných ocelí, u kterých nebyly splněny všechny vynálezem definované podmínky, viz. příklady 7, 9, 10 a 11.
-6CZ 293880 B6
Na přiloženém obr. 1 jsou graficky znázorněny průběhy mezí kluzu a mezí pevnosti při tečení za 100 000 hodin pro žárupevné součásti, vyrobené známým způsobem ze známých uhlíkových, nízkolegovaných a mikrolegovaných ocelí a průběh mezí kluzu a mezí pevnosti při tečení za 100 000 hodin pro žárupevné součásti, vyrobené podle vynálezu. Přitom přímkové části grafů představují vždy meze kluzu a exponenciální části grafu označují vždy meze pevnosti při tečení za 100 000 hodin.
Jak je patrné z grafu 1 a 1' pro uhlíkovou ocel, které odpovídají oceli St 45.8 podle návrhu evropské normy EN 10216-2, klesá mez kluzu z hodnoty 140 MPa při 350 °C na hodnotu 120 MPa při 410 °C a mez pevnosti při tečení klesá exponenciálně ze 120 MPa při 410 °C na 21 MPa při 520 °C.
Jak je patrné z grafu 2, 2' pro nízkolegovanou molybdenovou ocel, která odpovídá oceli 16Mo3 podle návrhu evropské normy EN 10216-2, klesá mez kluzu ze 160 MPa při 350 °C přímkově na 148 MPa při 475 °C a mez pevnosti při tečení klesá exponenciálně z hodnoty 148 MPa při 475 °C na 60 MPa při 520 °C.
Jak je patrné z grafu 3, 3' pro mikrolegovanou ocel podle ČSN 412025, klesá mez kluzu z hodnoty 202 MPa při 350 °C přímkově na hodnotu 180 MPa při 400 °C a mez pevnosti při tečení klesá exponenciálně z hodnoty 180 MPa při 400 °C na 28 MPa při 520 °C.
Jak je patrné z grafu 4, 4' pro mikrolegovanou ocel podle předkládaného vynálezu, mikrolegovanou pouze niobem (viz. příklad 8), klesá mez kluzu přímkově z hodnoty 206 MPa při 350 °C na 180 MPa při 428 °C a mez pevnosti při tečení klesá exponenciálně z hodnoty 180 MPa při 428 °C na hodnotu 53 MPa při 520 °C.
Jak vyplývá z grafu 5, 5' pro mikrolegovanou ocel podle předkládaného vynálezu, mikrolegovanou vanadem V a niobem Nb podle patentového nároku 2 (viz. příklad 6), klesá mez pevnosti přímkově z hodnoty 206 MPa při 350 °C na 165 MPa při 460 °C a mez pevnosti při tečení klesá exponenciálně z hodnoty 165 MPa při teplotě 460 °C na 60 MPa při 520 °C.
Z tohoto grafického znázornění zřetelně vyplývají rozdíly mezi hodnotami mezí kluzu a mezí pevnosti při tečení žárupevných součástí, vyrobených známými způsoby a žárupevných součástí, vyrobených podle předkládaného vynálezu.
Dosažení vysokých hodnot mezí pevnosti při tečení umožnil předkládaný způsob výroby žárupevných tvářených ocelových součástí, kterým se docílí jemnozmné struktury mikrolegované oceli, s minimálními mezičásticovými vzdálenostmi o hodnotě cca lOOnm.
Výhoda ocelí s minimálními mezičásticovými vzdálenostmi se projeví právě při tečení za 100 000 hodin při teplotách nad cca 400 °C, kdy mez pevnosti při tečení klesá se třetí mocninou mezičásticových vzdáleností, zatímco mez kluzu je nepřímo úměrná k mezičásticovým vzdálenostem. Přitom pro pevnost žárupevných součástí je rozhodující ta zobou hodnot meze kluzu a meze pevnosti při tečení, která je nižší (viz grafy na obr. 1).
Na vytvoření požadované struktury mikrolegované oceli u žárupevné tvářené součásti podle vynálezu se podílí jak chemické složení mikrolegované oceli, tak i její tepelné a mechanické zpracování při výrobě součásti.
Vynálezem stanovené obsahy dusíku N a vanadu V, nebo dusíku N, vanadu V a niobu Nb, nebo dusíku N a niobu Nb, zabezpečí tvorbu rozměrově stálejších a tepelně odolnějších částic karbonitridu vanadu a/nebo niobu, které mají kladný vliv na vytváření malých precipitačních částic o velikosti 5 až 10 nm.
Tváření za tepla žárupevné součásti z mikrolegované oceli podle vynálezu a vynálezem stanovený rozsah teplot Td normalizačního válcování v intervalu Ar3 < Td < Ar3 + 50 °C, zajistí vyloučení velmi jemných částic karbonitrilu vanadu V a/nebo niobu Nb se středními vzdálenostmi mezi částicemi do cca 100 nm.
Žárupevné tvářené ocelové součásti, vyrobené podle předkládaného vynálezu nesmí být následně normalizačně žíhány. Následný nový ohřev, ke kterému by došlo v průběhu normalizačního žíhání, by totiž zapříčinil hrubnutí vyprecipitovaných částic karbonitridu niobu, nebo rozpouštění částic karbonitridu vanadu, což v obou případech má za následek zvýšení střední vzdálenosti částic a následně pak snížení žárupevných vlastností, což se mnohem výrazněji projevuje u ocelí mikrolegovaných niobem, než u ocelí mikrolegovaných vanadem. U ocelí mikrolegovaných niobem Nb se totiž při nižší teplotě austenitizace nerozpustí karbidy respektive karbonitridy niobu Nb, ale dochází pouze k hrubnutí částic, tj. růstu velkých částic při současném rozpouštění malých částic. U ocelí mikrolegovaných vanadem V dochází při normalizačním žíhání k rozpouštění částic karbidu, respektive karbonitridu vanadu a při ochlazování na vzduchu dochází k částečné reprecipitaci karbidu nebo karbonitridu vanadu.
Průmyslová využitelnost
Způsob výroby žárupevných tvářených ocelových součástí je vhodný pro výrobu jakýchkoliv součástí energetických a chemických zařízení, pracujících při teplotách až do 520 °C, obzvláště kotlových trubek a plechů.
Claims (2)
1. Způsob výroby žárupevných tvářených ocelových součástí, obzvláště trubeka plechů, pracujících při teplotách převážně v intervalu 200 °C až 525 °C, vyznačený tím, že tvářená ocelová součást se vyrábí válcováním za tepla z mikrolegované oceli o hmotnostním chemickém složení: uhlík C 0,02 až 0,30 %, křemík Si 0,0 až 0,60 %, mangan Mn 0,2 až 2,0 %, chrom Cr 0,0 až 0,50 %, nikl Ni 0,0 až 0,40 %, měďCu 0,0 až 0,40 %, titan Ti 0,0 až 0,10 %, niob Nb 0,0 až 0,15 %, vanad V 0,0 až 0,25 %, přičemž celkový hmotnostní obsah Nb + V + Ti je v rozmezí 0,02 až 0,25 %, hmotnostní obsah dusíku je dán vztahem N = [0,52 x Al + 0,29 x Ti + 0,15 x Nb + (0,014 až 0,137 x V)] %, síra 0,04 %, fosfor Pmax 0,04 %, hliník Almax 0,04 %, zbytek železo Fe a nevyhnutelné výrobní nečistoty, přičemž poslední tepelnou operací je normalizační válcování s doválcovací teplotou Td, pohybující se v rozmezí Ar3 < Td < Ar3 + 50 °C.
2. Způsob výroby žárupevných tvářených ocelových součástí podle nároku 1, vyznačený t í m, že hmotnostní obsah vanadu V je v rozmezí 0,02 až 0,25 % a hmotnostní obsah niobu Nb je v rozmezí 0,0 až 0,02 %.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20011235A CZ293880B6 (cs) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | Způsob výroby žárupevných tvářených ocelových součástí |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20011235A CZ293880B6 (cs) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | Způsob výroby žárupevných tvářených ocelových součástí |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20011235A3 CZ20011235A3 (cs) | 2002-11-13 |
| CZ293880B6 true CZ293880B6 (cs) | 2004-08-18 |
Family
ID=5473344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20011235A CZ293880B6 (cs) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | Způsob výroby žárupevných tvářených ocelových součástí |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ293880B6 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ298500B6 (cs) * | 2006-04-21 | 2007-10-17 | Jinpo Plus, A. S. | Žárupevná chromová ocel |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104975244A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-10-14 | 宁波汇通机械联接件有限公司 | 一种螺纹式管接头及其制备方法 |
-
2001
- 2001-04-04 CZ CZ20011235A patent/CZ293880B6/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ298500B6 (cs) * | 2006-04-21 | 2007-10-17 | Jinpo Plus, A. S. | Žárupevná chromová ocel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ20011235A3 (cs) | 2002-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4424471B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼およびその製造方法 | |
| EP2196551B1 (en) | Use of low-thermal-expansion nickel-based superalloy for a boiler component, according boiler component and method for its production | |
| JP5111119B2 (ja) | オーステナイト系鉄−炭素−マンガン金属鋼板の製造方法、およびこれにより製造される鋼板 | |
| CN1514887B (zh) | 纳米碳化物沉积增强的超高强度的、耐腐蚀的结构钢 | |
| JP5097017B2 (ja) | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼材の製造方法 | |
| JP4739978B2 (ja) | 熱処理簡略型高強度低合金ボイラ用鋼管およびその製造方法 | |
| JP2010515824A (ja) | 優れた溶接性を有する冷間工具鋼 | |
| EP2367963B1 (en) | Aluminium oxide forming nickel based alloy | |
| CN105586529B (zh) | 一种890MPa级高强度钢、钢管及其制造方法 | |
| WO2011150687A1 (zh) | 一种x80弯管和管件用刚的制备方法 | |
| JP2006526711A (ja) | ナノ析出強化超高強度耐腐食性構造用鋼 | |
| JP2011195880A (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼 | |
| RU108037U1 (ru) | ИЗДЕЛИЕ ИЗ КОРРОЗИОННО-СТОЙКОГО СПЛАВА НА ОСНОВЕ Fe-Cr-Ni | |
| WO2006022053A1 (ja) | 溶接性および靭性に優れた引張り強さ５５０MPa級以上の高張力鋼材およびその製造方法 | |
| JP2021195603A (ja) | 低合金耐熱鋼、及び低合金耐熱鋼の製造方法 | |
| JP6213683B2 (ja) | 鋼材および拡管用油井鋼管 | |
| JP6459681B2 (ja) | 高温クリープ特性に優れた高Ｃｒフェライト系耐熱鋼 | |
| CZ293880B6 (cs) | Způsob výroby žárupevných tvářených ocelových součástí | |
| TWI890885B (zh) | 麻時效鋼及麻時效鋼的用途 | |
| JPH11117019A (ja) | 耐熱部品の製造方法 | |
| WO2020189789A1 (ja) | フェライト系耐熱鋼 | |
| JP6690499B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼板及びその製造方法 | |
| CN100535161C (zh) | 耐火性优异的型钢及其制备方法 | |
| JP4732694B2 (ja) | ナノカーバイド析出強化超高強度耐食性構造用鋼 | |
| SK15472002A3 (sk) | Spôsob výroby žiarupevných tvárnených oceľových súčastí |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20170404 |