CZ298500B6 - Žárupevná chromová ocel - Google Patents
Žárupevná chromová ocel Download PDFInfo
- Publication number
- CZ298500B6 CZ298500B6 CZ20060258A CZ2006258A CZ298500B6 CZ 298500 B6 CZ298500 B6 CZ 298500B6 CZ 20060258 A CZ20060258 A CZ 20060258A CZ 2006258 A CZ2006258 A CZ 2006258A CZ 298500 B6 CZ298500 B6 CZ 298500B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- weight
- percent
- steel
- mpa
- max
- Prior art date
Links
- 229910000669 Chrome steel Inorganic materials 0.000 title abstract 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 5
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 56
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 56
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 18
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 18
- 239000000047 product Substances 0.000 description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 14
- SKKMWRVAJNPLFY-UHFFFAOYSA-N azanylidynevanadium Chemical compound [V]#N SKKMWRVAJNPLFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- -1 Aluminum nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 2
- 229910001068 laves phase Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution 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
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N chromium carbide Chemical compound [Cr]#C[Cr]C#[Cr] UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
Abstract
Žárupevná chromová ocel pro výrobu výrobku, používaných v pracovních teplotách od 470 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 N.sub.C.n. = 0,03 až 0,1 %, zbytek tvorí železo Fe a nevyhnutelné výrobní necistoty, pricemž celkový obsah dusíku N.sub.C.n. je dán vztahy: N.sub.C.n. = N.sub.Váz.n. + N.sub.VN.n. .<=. 0,1 %, N.sub.Váz.n. = 0,52krát % Al + 0,29 krát % Ti + 0,075 krát % Nb, N.sub.VN.n. = min 0,03 %, kde N.sub.C.n. je celkovýobsah N, N.sub.Váz.n. je vázaný N, N.sub.VN.n. je volný N.
Description
Vynález se týká žárupevných chromových ocelí a způsobu jejich tepelného zpracování pro výrobu součástí pracujících při teplotách od 470 až do 650 °C, 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 zocelí XlOCrMoVNb 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 = 0,030 až 0,070, zbytek tvoří železo Fe a nevyhnutelné výrobní nečistoty.
Tato ocel vykazuje, jak uvádí norma VdTÚV Werkstoffblatt 511/2 následující vlastnosti při 20 °C:
Pevnost v tahu
Mez kluzu při 20 °C
Tažnost podélně
Tažnost napříč
Nárazová práce
Rm = 620 až 850 MPa
Rpo,2 = min 450 MPa
A = min 19%
A = min 17%
KV = 68J - podél
KV = 41J -napříč a předpokládá dosažení minimálních mezí pevností při tečení, uvedených v následující tabulce 1:
Tabulka 1 - Minimální normované meze pevnosti při tečení RmT za 104 a 105 hodin
| Teplota [°C] | RmT/104 h [MPa] | RmT/105 h [MPa] |
| 650 | 70 ± 20 % | 44 ± 20 % |
| 600 | 122 ± 20 % | 90 ± 20 % |
| 550 | 199 ± 20 % | 102 ±20% |
| 500 | 287 ± 20 % | 253 ± 20 % |
| 470 | 356 ± 20 % | 317 ±20% |
Přejímka ocelí pro výrobu výrobků nebo již hotových výrobků se provádí jen na základě zjištěného chemického složení ocele, výsledků mechanických zkoušek při 20 °C a výsledků nedestruktivních zkoušek. Norma předpokládá, že vyhovující výsledky přejímacích zkoušek, prováděných při 20 °C, zaručí dosažení v materiálových listech uvedených předpokládaných hodnot mezí pevnosti při tečení za 104 a 105 hod. 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 20 °C nezaručují vždy dosažení očekávané, normami předpokládané meze pevnosti při tečené ocele XlOCrMoVNb 9-1 (P91) podle tabulky č. 1
Výsledky dlouhodobých zkoušek výrobků z různých taveb A, Bl, B2, Cl a C2 výše uvedené oceli jsou znázorněny na přiloženém grafu č. 1.
- 1 CZ 298500 B6
Cílem předpokládaného vynálezu je modifikace chemického složení výše uvedené oceli, popřípadě i další tepelné zpracování před výrobou žárupevného výrobku, která 100% zaručuje dosažení normou VdTÚV Werkstoffblatt 511/2 předpokládaných resp. očekávaných minimálních hodnot mezí pevnosti při tečení při pracovních teplotách 470 až 650 °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 470 do 650 °C o hmotnostním chemickém složení: uhlík C=0,08 až 0,12 %, křemík 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 celk. = max 0,020 %, titan Ti = max 0,05 %, wolfram W = max. 0,005 % dusík, N = 0,03 až 0,1 %, zbytek tvoří 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 470 až 550 °C pouze tehdy, je-li hodnota meze kluzu Rp0j2 této oceli větší nebo rovna 550 MPa a při pracovních teplotách 550 až 650 °C vždy, je-li hodnota meze kluzu Rp0>2 rovna nebo větší než normou daná minimální hodnota Rpoj2 = 450 MPa. Normou předpokládané resp. očekávané hodnoty mezí pevností při tečení RmT jsou dosahovány proto, že byly sníženy maximální hranice hmotnostního obsahu hliníku Alceik. na 0,020 % a titanu Ti na 0,005 %, což umožní zvýšení obsahu volného dusíku Nvn na minimálně 0,03 %.
Nedosahuje-li citovaná ocel, ze které má být vyrobeny výrobky nebo již vyrobené výrobky při použití v pracovních teplotách 470 až 550 °C hodnoty meze kluzu při 20 °C Rp0j2 = min. 550 MPa, je nutné ohřát ocel resp. výrobky na austenitizační teplotu 950 až 1100 °C rychlostí 50 až 100 °C za hodinu, na této teplotě ji udržovat podle tloušťku plného materiálu výrobku 1 až 20 hodin, poté jí zakalit podle tloušťky plného materiálu výrobku v oleji nebo na vzduchu a následně zahřát na teplotu 720 až 790 °C rychlostí 50 až 100 °C za hodinu, na této teplotě udržovat podle tloušťky plného materiálu výrobku 2 až 12 hodin a poté ji volně ochladit na vzduchu.
Výrobky vyrobené z takto tepelně zpracované oceli dosáhnout 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 až 650 °C. Jejich vznik a objemový podílje určen obsahem volného dusíku Nvn v oceli.
Přehled přiložených grafů:
Graf č. 1 - uvádí průběhy mezí pevnosti při tečení RmT/io4 při teplotách 470 až 650 °C a po 104 hodinách ocelí taveb A, Bl, B2, Cl, C2, graf č. 2 - uvádí závislost mezi mezí pevnosti při tečené při 600 °C po 104 hodinách a obsahem volného dusíku Nvn ocelí taveb A, Bl, B2, Cl, C2, grafč. 3a- uvádí meze pevnosti při tečení RmT/io4 při 500 °C po 104 hodinách ocelí taveb Bl, B2,C1,C2, graf. č. 3b - uvádí meze kluzu Rp0i2 při 20 °C ocelí taveb Bl, B2, Cl, C2,
-2CZ 298500 B6
Příklady provedení vynálezu
Na souboru různých značek chromových ocelí bylo zjištěno, že mez pevnosti při tečení RmT závisí nejen na obsahu volného dusíku NVn v oceli (viz grafy č. 1 a 3), ale i na velikosti hodnoty meze kluzu Rpo^ při 20 °C.
Při pracovní teplotě 600 °C a vyšší nemá vyšší hodnota meze kluzu Rpo2 jak 450 MPa již vliv na velikost očekávané, normou uvedené hodnoty meze pevnosti při tečení RmT, Mez pevnosti při tečení Rmj 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 550 °C je hodnota meze pevnosti při tečení RmT ovlivněna hlavně hodnotou meze kluzu Rpo,2 při 20 °C, která - aby se dosáhly alespoň normou 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 RmT/io4 výrobků z taveb A, Bl, B2, Cl a C2 je spodní hranice minimálních, normou určených hodnot mezí pevností při tečení, vyznačená silně spojnicí hodnot 285, 229, 159, 99 a 56.
U ocele taveb Bl, mající Rp0j2 = 535 MPa (tedy o 85 MPa vyšší než normou požadovaných 450 MPa) nebylo dosaženo ani minimální, normou požadované meze pevnosti (RmT/io4min = 229 MPa) při tečení (viz grafy č. 1, 3b - tavba Bl). Minimální hodnoty meze pevnosti při tečení RmT/ioÝin. = 229 MPa bylo dosaženo u ocele tavby 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/ίο4 a Rpo,2 jsou uvedeny v grafech č. 1 až 3b.
Přitom mez pevnosti při tečení ocele XlOCrMoVNb 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 požadovaného obsahu Mo v tuhém roztoku (tj. obsahu Mo v oceli, který není vázán na sekundární fáze bohaté Mo, např. karbid M6C, 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:
% Moeq = % Mo + 0,5 % W
Jak je patrné z výsledků měření žárupevnosti u chromových ocelí bez W i s W, přísadou W se nezvyšuje mez pevnosti při tečení RraT/lo 5/6OO °C. Zároveň se zvýšením Moeq nad 1 % dochází ke snížení plasticity oceli v oblasti meze pevnosti při tečení, protože při vyšším obsahu MOeq vznikají hrubé částice Lavesovy fáze Fe2MOeq.
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 obsah volného tiusíku Nvn, který je nutný pro vytvoření potřebného nitridu vanadu. Přitom nevznikají jemné částice karbidu
-3CZ 298500 B6 vanadu (podobně jako v nízkolegovaných CrMoV ocelích), protože v ocelích obsahujících vyšší obsah chromuje rozpustnost karbidu vanadu značná a prakticky vzniká pouze čistý nitrid vanadu.
Nitridy hliníku (AIN) nebo karbonitridy niobu a titanu (NbCn, TiCn) tvoří hrubé částice, mini5 málně 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:
Tabulka 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 | wrnax | 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 Bl, následně ohnutá pomocí indukčního ohřevu a znovu tepelně zpracována způsobem podle 2. patentového nároku.
- Ocel tavby C, označená jako Cl je obvyklým způsobem tepelně zpracovaná trubka po válcování za tepla
- Ocel tavby C, označená jako C2 je stejně tepelně zpracovaná trubka jako u Cl, následně ohnutá pomocí indukčního ohřevu a znovu tepelně zpracována způsobem podle 2. patentového nároku.
Tabulka 3 - Charakteristické vlastnosti výrobků (Rpo,2 při 20 °C) a Nvn
| TAVBA | VÝROBEK | Rpo.2 [MPa] | Nvn [%] |
| A | tyč 0 20 mm | 555 | 0.0498 |
| B1 | trubka 0 219 x 16 | 5358 | 0.0296 |
| B2 | mm | 553 b | |
| C1 | trubka 0 219 x 16 | 516a | 0.0334 |
| C2 | mm | 659 b |
-4CZ 298500 B6
Tabulka 4
Zárupevné vlastnosti (mez pevnosti při tečení za 10 000 h při teplotách 470, 500, 550, 660 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) | ||||
| TEPLOTA (°C) | |||||
| 470 | 500 | 550 | 500 | 650 | |
| A | 326 | 270 | 185 | 116 | 71 |
| B1 B2 | (249) 380 | (213) 296 | (156) 163 | (98) (93) | (51) (54) |
| C1 C2 | (255) 386 | (197) 300 | (132) 189 | (90) 134 | 65 83 |
| n 4 »xnT/10 min. | 285 | 229 | 159 | 99 | 56 |
Příklad 1 - tavba A io Na výrobku kulatiny 020 mm určené pro provoz zařízení při teplotách 550 °C až 600 °C byla použita ocel podle EN 10216-2 XlOCrMoVNb 9-1 s chemickým složením uvedeném v tabulce č. 2 - tavba A.
Tyč z uvedené oceli byla v souladu s normou VdTÚV Werkstoffblatt 511/2 ohřívána na teplotu 15 válcování, která se pohybovala v rozmezí 1100 až 950 °C rychlostí 50 až 100 °C/nod. Poté byla kalena z teploty 1040 až 1090 °C a následně popouštěna na 740 až 790 °C.
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 %Alcelk + 0,29 krát % Ti + 0,075 krát % Nb)] + 0,03 %] = 0,063 % < 0,1
Tato tavby měla přebytečný obsah volného dusíku Nvn = 0,0498 (viz tabulka 2), který byl větší než minimálně nutný obsah Nvn = θ,03 % podle 1. patentového nároku a tudíž dostatečný pro vznik nitridů vanadu. Proto byla dosažena dostatečně vysoká jak mez pevnosti při tečení při tep25 lotě 550 °C (RmT/io4 = 185 MPa), a tak i mez pevnosti při tečení při teplotě 600 °C (RmT/io4 =116
MPa) a při teplotě 650 °C (RmT/io4 = 71 MPa) - viz tabulky 1,4 a graf č. 1 - převyšující minimální normované hodnoty těchto mezí (RmT/io4min = 159 MPa a při teplotě 550 °C, Rmi7io4min. = 99
MPa při 600 °C a RmT/ioÝin. = 56 MPa a při 650 °C). Vyhovuje tedy jak pro teploty 470 až 550 °C, tak i pro teploty 550 až 650 °C.
Příklad 2 - tavba Β1
Na výrobu vysoce namáhané trubky při teplotách 500 až 550 °C byla použita ocel dle EN 10216— 2 XlOCrMoVNb 91 s chemickým složením uvedeném v tabulce 2 - tavba Bl.
Trubka o rozměrech 0219 x 16 byla válcována za tepla a tepelně zpracována v souladu s normou VtTETV 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.
-5CZ 298500 B6
Po tomto tepelném zpracování měla trubka mez kluzu Rp0j2= 535 MPa (viz graf č. 3b), tedy nižší než podle vynálezu požadovanou hodnotu Rp0>2 = 550 MPa a zároveň měla celkový obsah dusíku
Ne = 0,0420% menší než minimálně požadovaný Nc > [(0,52krát % Alceik + 0,29 krát % Ti +
0,075 krát % Nb)] + 0,03 %] = 0,0424
Z tohoto důvodu bylo dosaženo meze pevnosti při tečení RmT/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 RmT/io4min. = 159 MPa pro 550 °C. Zároveň i pro 500 °C bylo dosaženo RmT/io4 pouze 213 MPa, což je méně než minimálně požadovaná hodnota RmT/io4min = 229 mPa, označená u grafu č. 3a tlustou čarou. Z uvedeného vyplývá, že trubka z této tavby nevyhověla ani po použití při teplotách 550 °C a nižších z důvodu nižší Rpo,2, ani pro použití při teplotách 550 až 650 °C z důvodu nižšího obsahu volného dusíku Nvn než 0,03 % (viz graf č. 2 - Nvn = 0,0296 < 0,03).
Příklad 3 - tavba B2
Na výrobu vysoce namáhaného ohybu z totožné trubky pro práci při teplotách 500 až 550 °C byla použita ocel dle EN 10216-2 XlOCrMoVNb 9-1 s chemickým složením uvedeném v tabulce 2 tavba B2.
Ohyb z trubky o rozměrech 0219 x 16 válcované za tepla, následně ohnuté při indukčním ohřevu a tepelně zpracované obvyklým způsobem (teplota tváření za teplaje v rozmezí 1100 až 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 Rp0,2 > 550 Mpa. Meze pevností při tečení RmT/io4pro 500 °C = 296 MPa a pro 550 °C = 163 MPa (viz tabulka č. 4) byly větší, než minimálně požadované.
Trubka vyhovuje pouze pro použití při teplotách 470 až 550 °C (Rp0>2 = 553 MPa). Jak je patrné z grafu č. 1, trubka nevyhověla v oblasti teplot 550 až 650 °C, kdy bylo dosaženo nižších hodnot mezí pevností při tečení RmT/10 4 = 93 mPa pro 600 °C a 54 MPa pro 650 °C z důvodu nižšího obsahu volného dusíku Nvn = 0,0296 % než je požadováno 1. patentovým nárokem (NVn> 0,03).
Příklad 4-tavba Cl
Na výrobu vysoce namáhané trubky při teplotách 500 až 550 °C byla použita ocel dle EN 10216— 2 X10CrMoVNb91 s chemickým složením uvedeném v tabulce č. 2 - tavba Cl.
Trubka o rozměrech 0219 x 16 byla válcována za tepla a tepelně zpracována v souladu s normou VdTUV Werkstoffblatt 511/2 - tj. ohřívána na teplotu válcování, která se pohybovala v rozmezí 110 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 RpOj2 = 516 MPa (viz graf č. 3b), tedy nižší než podle vynálezu požadovanou hodnotu Rp0j2 = 550 MPa.
Z tohoto důvodu bylo dosaženo mezí pevnosti při tečení RmT/io4 v rozsahu teplot 470 až 600 °C nižších než minimálně požadované (viz tab. 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 = 0,00334 %, 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 (RmT/io4 pro 650 °C = 65 MPa což je hodnota vyšší než minimálně požadovaná RmT/ioÝin pro 650 °C = 56 MPa).
-6CZ 298500 B6
Příklad 5 - tavba C2
Na výrobu vysoce namáhaného ohybu z trubky o rozměrech 219 x 16 (jako u příkladu č. 3) pro teploty 500 a 550 °C byla použita ocel dle EN 10216-2 X10CrMoVNb9-l s chemickým složením uvedeném v tabulce ě. 2 - tavba C2.
U této oceli byla dosažena hodnota meze tečení RmT/i0 4 pro 550 °C = 189 MPa (viz tab. č. 4 a graf č. 1), což je hodnota dostatečně převyšující minimální hodnotu RmT/io4pro 550 °C = 159MPa. To proto, že Rp0,2 = 659 MPa vysoko přesahuje požadovanou vynálezeckou podmínku, že Rp0>2 = 550 MPa. Tato ocel rovněž splňuje požadavek 1. patentového nároku - Nvn 0,03 %.
Trubka z této tavby je tudíž použitelná pro rozsah pracovních teplot 470 až 650 °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 650 °C.
Claims (2)
1. Zárupevná chromová ocel pro výrobu výrobků, používaných v pracovních teplotách od 470 do 650 °C o hmotnostním chemickém složení:
uhlík C = 0,08 až 0,12 % křemík 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 ceik. = max. 0,020 % titan Ti = max. 0,005 % wolfram W = max. 0,005 % dusík Nc = 0,03 až 0,1 % zbytek tvoří železo Fe a nevyhnutelné výrobní nečistoty, přičemž celkový obsah dusíku Nc je dán vztahy:
Nc = Nyáz + Nvn <0,1%
NVáz = 0,52 krát % Al + 0,29 krát % Ti + 0,075 krát % Nb
Nvn = min. 0,03 %, kde
Nc je celkový obsah N
Nvázje vázaný N
Nvn je volný N.
-7CZ 298500 B6
2. Způsob výroby žárupevných výrobků pro práci v prostředí o teplotách 470 až 550 °C vyrobených z oceli podle nároku 1,vyznačený tím, že se změří hodnota meze kluzu Rp0j2 výrobku z citované výchozí oceli a nedosahuje-li hodnoty Rpo,2 rovné 550 MPa při 20 °C, výro5 bek se ohřeje na austenitizační teplotu 950 až 1100 °C rychlostí 50 až 100 °C za hodinu, na této teplotě se udržuje 1 až 20 hodin, poté se zakalí v oleji nebo na vzduchu a následně se zahřeje na teplotu 700 až 800 °C rychlostí 50 až 100 °C za hodinu a na této teplotě se udržuje 2 až 20 hodin, načež se volně ochladí na vzduchu na teplotu okolí.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20060258A CZ298500B6 (cs) | 2006-04-21 | 2006-04-21 | Žárupevná chromová ocel |
| SK43-2007A SK287943B6 (sk) | 2006-04-21 | 2007-03-23 | Heat resistant chromium steel |
| PL382225A PL210854B1 (pl) | 2006-04-21 | 2007-04-18 | Stal chromowa żarowytrzymała i sposób produkcji wyrobów żarowytrzymałych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20060258A CZ298500B6 (cs) | 2006-04-21 | 2006-04-21 | Žárupevná chromová ocel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2006258A3 CZ2006258A3 (cs) | 2007-10-17 |
| CZ298500B6 true CZ298500B6 (cs) | 2007-10-17 |
Family
ID=38577589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20060258A CZ298500B6 (cs) | 2006-04-21 | 2006-04-21 | Žárupevná chromová ocel |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ298500B6 (cs) |
| PL (1) | PL210854B1 (cs) |
| SK (1) | SK287943B6 (cs) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0860511A1 (en) * | 1997-01-27 | 1998-08-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | High chromium heat resistant cast steel material and pressure vessel formed thereof |
| JP2000271785A (ja) * | 1999-03-25 | 2000-10-03 | Okano Valve Mfg Co | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料、該材料からなるテイグ溶接棒、サブマージアーク溶接棒、溶接用ワイヤ及び被覆アーク溶接棒 |
| CZ289424B6 (cs) * | 1999-06-08 | 2002-01-16 | Jinpo Plus A. S. | Způsob výroby trubních oblouků z přímých, spirálově svařovaných trub |
| CZ293880B6 (cs) * | 2001-04-04 | 2004-08-18 | Jinpoáplusźáa@Ás | Způsob výroby žárupevných tvářených ocelových součástí |
-
2006
- 2006-04-21 CZ CZ20060258A patent/CZ298500B6/cs not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-03-23 SK SK43-2007A patent/SK287943B6/sk not_active IP Right Cessation
- 2007-04-18 PL PL382225A patent/PL210854B1/pl unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0860511A1 (en) * | 1997-01-27 | 1998-08-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | High chromium heat resistant cast steel material and pressure vessel formed thereof |
| JP2000271785A (ja) * | 1999-03-25 | 2000-10-03 | Okano Valve Mfg Co | 高Ｃｒフェライト系耐熱鋼用溶接材料、該材料からなるテイグ溶接棒、サブマージアーク溶接棒、溶接用ワイヤ及び被覆アーク溶接棒 |
| CZ289424B6 (cs) * | 1999-06-08 | 2002-01-16 | Jinpo Plus A. S. | Způsob výroby trubních oblouků z přímých, spirálově svařovaných trub |
| CZ293880B6 (cs) * | 2001-04-04 | 2004-08-18 | Jinpoáplusźáa@Ás | Způsob výroby žárupevných tvářených ocelových součástí |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2006258A3 (cs) | 2007-10-17 |
| SK287943B6 (sk) | 2012-05-03 |
| SK432007A3 (sk) | 2008-02-05 |
| PL382225A1 (pl) | 2007-10-29 |
| PL210854B1 (pl) | 2012-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK2278035T3 (en) | Low alloy HIGH STRENGTH WITH EXCELLENT ENVIRONMENTAL brittle RESISTANCE IN HIGH PRESSURE HYDROGEN ENVIRONMENTS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF | |
| JP5755153B2 (ja) | 高耐食オーステナイト鋼 | |
| US9845519B2 (en) | Boron-added high strength steel for bolt and high strength bolt having excellent delayed fracture resistance | |
| KR101830563B1 (ko) | 오스테나이트계 스테인리스강 | |
| JP6774436B2 (ja) | 耐食鋼、耐食鋼の製造方法、及び使用 | |
| KR102475025B1 (ko) | 조합된 고 크리프 파단 강도 및 내산화성을 지닌 마르텐사이트계 고 크롬 내열강 | |
| KR20180071357A (ko) | 베이나이트 조직의 고-등급 구조용 강, 베이나이트 조직의 고-등급 구조용 강으로 제조된 단조품 및 단조품 제조 방법 | |
| AU2014363321B2 (en) | Method for producing high-strength duplex stainless steel | |
| CN111630200A (zh) | 热轧钢及制造热轧钢的方法 | |
| SK16492001A3 (sk) | Ocele na žiarupevné tvárnené súčasti | |
| RU2711696C1 (ru) | Способ изготовления холоднокатаной стальной полосы из высокопрочной, содержащей марганец стали с trip-свойствами | |
| MXPA04010008A (es) | Metodo para fabricar un acero inoxidable martensitico. | |
| CZ298500B6 (cs) | Žárupevná chromová ocel | |
| US20190136339A1 (en) | High-strength cold rolled steel sheet having excellent shear processability, and manufacturing method therefor | |
| KR101764083B1 (ko) | 선박용 단강품 | |
| JPH0387332A (ja) | 高強度低合金耐熱鋼の製造方法 | |
| JPH06293940A (ja) | 高温延性および高温強度に優れた高Ｃｒフェライト鋼 | |
| CN110114490A (zh) | 具有450MPa级抗拉强度和优异的抗氢致开裂性的厚壁钢板及其制造方法 | |
| CA2768719C (en) | Heat-resistant austenitic steel having high resistance to stress relaxation cracking | |
| FI125527B (en) | METHOD FOR THE PRODUCTION OF HIGH-STRENGTH DUPLEX STAINLESS STEEL | |
| FI127046B (en) | METHOD OF PRODUCING DUPLEX STAINLESS STEEL WITH HIGH RELIABILITY | |
| KR20190038222A (ko) | 인장강도 및 충격인성이 우수한 Ti-Ta 함유 저방사 강재 및 그 제조 방법 | |
| MX2008007563A (en) | Spring steel, method for producing a spring using said steel and a spring made from such steel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20230421 |