RU1806217C

RU1806217C - Высококремниста коррозионностойка сталь

Info

Publication number: RU1806217C
Application number: SU914941819A
Authority: RU
Inventors: Феликс Львович Левин; Агнесса Дмитриевна Горонкова; Владимир Иванович Красных; Рольф Кирхайнер; Михаэл Колер; Ульрих ХОЙБНЕР
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина
Priority date: 1991-06-05
Filing date: 1991-06-05
Publication date: 1993-03-30

Abstract

Изобретение относитс к черной металлургии , в частности к высококремнистой 2 коррозионностойкой стали, и может быть использовано дл изготовлени химического оборудовани , работающего в сильноокислительных средах при температуре не менее 120&deg;С. С целью повышени коррозионной стойкости и деформируемости в гор чем состо нии сталь дополнител.ьно содержит церий и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,005-0,020; хром 8-13; никель 20-25; кремний 6,5-8,0; марганец 0,5-2,0; церий , 0,01тО,07; алюминий 0,01-0,5; железо остальное , причем соотношение хрома, кремни соответствует уравнению: хром + 1,5. кремний 18 - 25, а соотношение никел , углерода, марганца соответствует уравнению: никель +30 углерод + 0,5 марганец 21- 26, 2 табл.

Description

ел G

Изобретение относитс к черной металлургии , в частности к коррозионностойким стал м, и может быть использовано дл изготовлени сварного химического оборудовани , работающего в концентрированных растворах серной, азотной кислот и других средах сильноокислительного характера.

Целью изобретени вл етс повышение коррозионной стойкости и деформируемости стали в гор чем состо нии.

Указанна цель достигаетс тем, что сталь, содержаща углерод, хром, никель, кремний, марганец, железо, дополнительно содержит церий и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 0,005-0,020 Хром 8-13 Никель 20-25 Кремний 6.5-8,0

0.5-2,0 0,01-0,5 0,01-0,07 Остальное, кремни соотМарганец

Алюминий

Церий

Железо

причем соотношение хрома, ветствуетуравнению Сг+ 1,5 Si 18 - 25%, соотношение никел , углерода,-марганца - уравнению NI +30 С + 0,5 Мп 21 -26%.

В известных технических решени х церий вводитс с целью повышени технологической пластичности.

В предложенном техническом решении церий (0,01-0,07%) обеспечивает повышение коррозионной стойкости путем очищени границ зерен от избыточных фаз, а именно карбидов, имеющих пониженную стойкость в сильноокислительных средах.

Содержание цери менее 0,01% недостаточно дл повышени коррозионной

00

о

Ю

IGO

стойкости. Содержание цери более 0,07% ухудшает технологическую пластичность в результате избыточного по влени оксид- ных включений и возможности образовани , высокотемпературного 5-феррита.

Известно широкое использование алюмини в качестве раскислител при производстве нержавеющих сталей. В изобретении алюминий (0,01-0,5%) способствует повышению коррозионной стойкости стали за счет образовани защитной окис- ной пленки.

Содержание алюмини менее 0,01 % недостаточно дл полного св зывани кислорода и азота. Содержание его более 0,5% ухудшает пластические свойства в результате образовани грубых оксидных и оксикар- бидных включений и шпинелей по границам аустенитных зерен.

Нижний предел по углероду (0,005%) вз т из расчета обеспечени достаточной прочности стали за счет упрочн ющего действи углерода, растворенного в аустените.

Верхний предел по углероду (0,020%) св зан с тем, что с увеличением содержани углерода повышаетс возможность образовани карбидов типа МеС и МазСб, имеющих пониженную коррозионную стойкость в сильноокислительных средах.

Содержание хрома в стали должно быть не менее 8% дл обеспечени достаточной коррозионной стойкости. Увеличение содержани хрома более 13% приводит к перепассивации и вызывает резкое снижение коррозионной стойкости в 98-95%-ной азотной кислоте при температуре более 100°С.

Содержание никел в стали должно быть не менее 20% дл обеспечени аусте- нитн.ой структуры, имеющей повышенные пластические свойства. Увеличение содержани никел более 25% вызывает снижение коррозионной стойкости сварных соединений в результате снижени растворимости углерода и образовани избыточных карбонитридных фаз.

Содержание кремни должно быть не менее 6,5% дл обеспечени стойкости против общей коррозии за счет образовани на поверхности плотной защитной окисной пленки.

Увеличение содержани кремни более 8% приводит к снижению деформируемости и пластичности стали за счет образовани хрупких силицидов в результате ограниченной растворимости кремйи в аустените.

Содержание марганца должно быть не менее 0,5% дл обеспечени необходимой прочности стали. При содержании более 2% развиваетс ликаационна и структурна

неоднородность в результате образовани силицидов марганца, ухудшающих дефор- мируемость в гор чем состо нии.

Соотношение в стали Сг + 1,5 Si должно

5 быть не менее 18% дл обеспечени устойчивого пассивного состо ни стали в агрессивной среде, увеличение указанного соотношени более 25% приводит к резкому снижению пластичности. Соотношение

0 N j + ЗОС + 0,5 Мп должно быть не менее 21 % дл получени аустенитной структуры, обеспечивающей необходимые пластические свойства металла. Увеличение указанного соотношени более 26% выз.ывает сниже5 ние пластичности коррозионной стойкости стали/

Предлагаема сталь имеет следующие свойства: скорость общей коррозии (г/(м2 ч)) в 98%-ной азотной кислоте при

0 120°С в закаленном состо нии составл ет не более 0,2 и в 98,5%-ной серной кислоте при 150°С не более 0,05, относительное сужение в интервале гор чей пластической деформации (1100-900°С) 5 не менее 58 %.

Ниже приведены варианты осуществлени изобретени , не исключающие другие варианты в объеме формулы изобретени . Сталь выплавл ли в вакуумной индукци0 онно й печи Бальцерс и открытых индукционных печах экспериментального завода ЦНИИчермета. Химический состав предложенной и известной сталей представлен в табл. 1, свойства - в табл.2,

5 Деформацию слитков осуществл ли в интервале 1100-900°С методом свободной ковки на плоские заготовки (сутунки), с последующей прокаткой на листы, Свойства стали определ ли по стандартным методи0 кам. Испытани на общую коррозию проводили в 98%-ной азотной кислоте при 120°С и 98,5%-ной серной кислоте при 150°С гравитационным методом. Относительное сужение оценивали по методу динамического

5 раст жени при повышенных температурах . Параллельно проводили испытани известной стали.

Как видно из полученных данных, предлагаема сталь значительно превосходит

0 известную по коррозионной стойкости и деформируемости в гор чем состо нии.

Ожидаемый годовой экономический эффект от применени предлагаемой стали составит 950 тыс.руб. при производстве стали

5 200 т/год.

Claims

Формула изобретени Высококремниста коррозиенностой- ка сталь, содержаща углерод, хром, никель , кремний, марганец, железо, отличающа с тем, что. с целью повышени

коррозионной стойкости и деформируемо- сти в гор чем состо нии, она дополнительно содержит церий и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод0,005-0,020 Хром 8-13 Никель 20-25 Кремний 6,5-8,0

Химический состав предложенной и известной стали

Свойства предложенной и известной сталей

0

Марганец0,5-2,0 Церий 0,01-0.07 Алюминий 0,01-0,5 Железо Остальное причем соотношение хрома, кремни соответствует уравнению хром + 1,5 кремни в 18-25, а соотношение никел , углерода, марганца соответствует уравнению никель+ + 30 углерод + 0,5 марганец 21-26.

Таблице

Таблица 2