RU2039120C1 - Коррозионностойкая сталь - Google Patents
Коррозионностойкая сталь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2039120C1 RU2039120C1 RU93018055A RU93018055A RU2039120C1 RU 2039120 C1 RU2039120 C1 RU 2039120C1 RU 93018055 A RU93018055 A RU 93018055A RU 93018055 A RU93018055 A RU 93018055A RU 2039120 C1 RU2039120 C1 RU 2039120C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- calcium
- vanadium
- corrosion
- yttrium
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к легированной стали, и предназначено для использования в энергетическом машиностроении при производстве теплообменного оборудования АЭС. Целью изобретения является создание коррозионностойкой стали улучшенным комплексом механических, технологических и служебных свойств по сравнению с известными конструкционными материалами, что обеспечивает повышение эксплуатационной надежности и ресурса работы охлаждающих труб конденсаторов АЭС. Сталь содержит компоненты, мас. углерод 0,01 0,03; кремний 0,3 0,8; марганец 0,8 1,2; хром 24 26; никель 6 - 8; молибден 3,5 4,5; алюминий 0,01 0,2; ванадий 0,01 0,1; азот 0,1 0,3; иттрий 0,005 0,04; магний 0,001 0,02; кальций 0,001 - 0,01; железо остальное, при выполнении следующих условий: сумма ванадия и алюминия ≅ 0,25, сумма итррия, магния, кальция ≅ 0,05 2 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии легированных сталей и сплавов и может быть использовано при производстве труб различного назначения для машиностроительных отраслей промышленности.
Известны коррозионностойкие металлы и сплавы, применяемые как конструкционный материал в нефтехимической и газовой промышленности (см. стали марок 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т, 03Х23Н6 и др. по ГОСТ 5632-72). Однако известные стали не обеспечивают требуемого уровня механических, технологических и служебных свойств и не отвечают современным требованиям, предъявляемым к конструкционным материалам для трубных изделий теплообменного оборудования и, в частности, охлаждающих трубок конденсаторов АЭС.
Наиболее близкой по технической сущности и составу компонентов к заявляемой является аустенитно-ферритная сталь марки 08Х26Н6М, содержащая, мас. Углерод 0,05-0,10 Кремний 0,3-0,9 Марганец 0,8-2,0 Хром 24,0-27,0 Никель 4,5-6,0 Молибден 1,3-1,8 Алюминий 0,005-0,2 Магний 0,002-0,2 Иттрий 0,005-0,1 Железо Остальное
Данный материал рекомендуется как заменитель стали марок 08Х18Н10Т и 12Х18Н10Т для изготовления оборудования в химической, газовой и др. отраслях промышленности, работающего при температурах до 300оС. Однако известная сталь не обладает требуемой стойкостью против локальных видов коррозии в широком диапазоне рабочих сред и не обеспечивает необходимую технологичность при производстве прямошовных сварных труб, получаемых из листового проката.
Данный материал рекомендуется как заменитель стали марок 08Х18Н10Т и 12Х18Н10Т для изготовления оборудования в химической, газовой и др. отраслях промышленности, работающего при температурах до 300оС. Однако известная сталь не обладает требуемой стойкостью против локальных видов коррозии в широком диапазоне рабочих сред и не обеспечивает необходимую технологичность при производстве прямошовных сварных труб, получаемых из листового проката.
Целью изобретения является создание новой марки стали, имеющей сбалансированной химический и фазовый составы и обладающей более высоким уровнем коррозионных и сварочно-технологических свойств по сравнению с известными аналогами, что обеспечивает повышение работоспособности и эксплуатационной надежности теплообменных труб конденсаторов АЭС.
Поставленная задача достигается введением в состав заявляемой композиции оптимальных количеств ванадия, азота и кальция. Содержание серы и фосфора в стали соответствует требованиям ГОСТ 5632-72 и не превышает, соответственно, 0,025 и 0,035%
Предлагается сталь, содержащая, мас. Углерод 0,01-0,03 Кремний 0,3-0,8 Марганец 0,8-1,2 Хром 24,0-21,0 Никель 6,0-8,0 Молибден 3,5-4,5 Азот 0,1-0,3 Ванадий 0,01-0,1 Алюминий 0,01-0,2 Магний 0,001-0,02 Кальций 0,001-0,01 Иттрий 0,005-0,04 Железо Остальное
Соотношение легирующих и модифицирующих элементов в заявляемой стали выбрано таким, чтобы структура и основные свойства металла полуфабрикатов обеспечивали требуемый комплекс служебных и эксплуатационных характеристик создаваемого теплообменного оборудования.
Предлагается сталь, содержащая, мас. Углерод 0,01-0,03 Кремний 0,3-0,8 Марганец 0,8-1,2 Хром 24,0-21,0 Никель 6,0-8,0 Молибден 3,5-4,5 Азот 0,1-0,3 Ванадий 0,01-0,1 Алюминий 0,01-0,2 Магний 0,001-0,02 Кальций 0,001-0,01 Иттрий 0,005-0,04 Железо Остальное
Соотношение легирующих и модифицирующих элементов в заявляемой стали выбрано таким, чтобы структура и основные свойства металла полуфабрикатов обеспечивали требуемый комплекс служебных и эксплуатационных характеристик создаваемого теплообменного оборудования.
Введение в заявляемую сталь легирующих добавок ванадия и азота в указанном соотношении с другими элементами улучшает ее структурную стабильность и обеспечивает заданный уровень прочностных и пластических свойств сортового проката, что увеличивает выход годного на стадии металлургического передела и повышает работоспособность материала в конструкции. Обладая способностью увеличивать дисперсность зерна, ванадий в заданном соотношении с азотом существенно повышает предельное сопротивление упругой деформации и, в первую очередь, такую важную расчетную характеристику как предел текучести, улучшает сварочно-технологические свойства, благотворно влияет на процессы теплового и деформационного старения металлов в условиях длительной эксплуатации.
При содержании ванадия в сочетании с алюминием, как сильно нитридообразующих элементов, выше указанного в формуле изобретения пределов, дальнейшего эффективного измельчения зерна не происходит, однако увеличивается размер и неоднородность распределения нитридных фаз с одновременным снижением основных физико-механических и сварочно-технологических свойств металла, что требует строго ограничения и контроля за оптимальным содержанием этих элементов в заявляемой стали.
Введение в сталь модифицирующих добавок щелочноземельных и редкоземельных металлов (кальция, магния и иттрия) в указанных пределах обусловлено, главным образом, тем, что обладая высокой термодинамической активностью, эти элементы являются энергичным раскислителем и дегазатором стали. Обработка выплавляемого металла кальцием в сочетании с указанными элементами способствует общему повышению качества стали и ее литейно-технологических свойств.
Наиболее эффективно этот процесс протекает в комплексно-легированных хромистых сталях и сплавах. При этом повышается плотность и однородность металла, уменьшается общее количество охрупчивающих примесных элементов и фаз, происходит очищение границ зерна от неметаллических включений, что в целом в 1,5-2 раза снижает анизотропию механических свойств, предотвращает образование кристаллизационных трещин при сварке и уменьшает брак на трубных заготовках почти в 1,5 раза.
Фрактографический анализ поверхности излома образцов методом сканирования на электронном микроскопе показал, что в заявляемой стали доля вязкой составляющей в зоне разрушения заметно возрастает по сравнению с известным материалом.
Для хромомолибденовых сталей с азотом и модифицированных кальцием характерно также значительное повышение критической температуры питтингообразования и смешение анодной кривой пассивации в область более положительных значений, что делает заявляемый материал весьма устойчивым к щелевой и питтинговой коррозии и повышает его эксплуатационную надежность при длительном взаимодействии с коррозионно-активными средами.
Введение микродобавок кальция вне указанного в формуле изобретения пределов не приводит к заметному улучшению технологических и служебных характеристик заявляемой стали, что вызвано образованием и выделением охрупчивающих избыточных фаз и неметаллических включений.
В качестве отличительного признака заявляемой композиции по сравнению с известным аналогом следует рассматривать также и боле высокое содержание в стали никеля и молибдена, что обеспечивает необходимый уровень пластичности и вязкости как основного металла, так и металла сварных соединений. Увеличение вводимого количества молибдена до 3,5-4,5% улучшает общую коррозионную стойкость стали в широком диапазоне температур и рабочих сред, увеличивает пассивацию и стойкость против локальных видов коррозии в средах повышенной агрессивности и, в частности, повышает потенциал питтингообразования в водных растворах хлоридов и щелочей.
Введение рассматриваемых элементов в количестве менее указанного в формуле изобретения пределов легирования практически не дает требуемого положительного эффекта, а увеличение их содержания свыше заявляемого предела приводит к ухудшению и снижению ряда важнейших характеристик, определяющих работоспособность материала в условиях длительной эксплуатации теплообменного оборудования.
Полученный более высокий уровень основных механических, технологических и служебных свойств заявляемой стали обеспечивается комплексным легированием композиции в указанном соотношении с другими элементами.
В ЦНИИ КМ "Прометей" совместно с Челябинским металлургическим комбинатом в сочетании с планом научно-исследовательских работ отрасли проведен комплекс опытно-промышленных работ по выплавке, пластической и термической обработкам осваиваемой марки стали. Металл выплавлялся в плазменной печи с керамическим тиглем на чистых шихтовых материалах с разливной в слитки массой до 10 т с последующей обработкой давлением на кузнечно-прессованном оборудовании.
Химический состав исследованных материалов, а также результаты определения необходимых механических, сварочно-технологических и коррозионных свойств представлены в табл.1,2.
Ожидаемый технико-экономический эффект использования новой стали выразится в повышении эксплуатационной надежности и ресурса работы трубных систем подогреваемой низкого давления энерготурбин типа К 300-170, а также в освоении промышленного производства прямошовных сварных труб для теплообменного оборудования АЭС.
Claims (1)
- КОРРОЗИОННОСТОЙКАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, иттрий, магний, железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ванадий, азот и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.Углерод 0,01 0,03
Марганец 0,8 1,2
Кремний 0,3 0,8
Хром 24 26
Никель 6 8
Молибден 3,5 4,5
Алюминий 0,01 0,2
Ванадий 0,01 0,1
Азот 0,1 0,3
Иттрий 0,005 0,04
Магний 0,001 0,02
Кальций 0,001 0,01
Железо Остальное
при выполнении следующих условий: ванадий + алюминий ≅ 0,25 мас. иттрий + магний + кальций ≅ 0,05 мас.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93018055A RU2039120C1 (ru) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Коррозионностойкая сталь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93018055A RU2039120C1 (ru) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Коррозионностойкая сталь |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2039120C1 true RU2039120C1 (ru) | 1995-07-09 |
RU93018055A RU93018055A (ru) | 1996-07-20 |
Family
ID=20139887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93018055A RU2039120C1 (ru) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Коррозионностойкая сталь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2039120C1 (ru) |
-
1993
- 1993-03-31 RU RU93018055A patent/RU2039120C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 711152, кл. C 22C 38/44, 1980. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0016225B2 (en) | Use of an austenitic steel in oxidizing conditions at high temperature | |
EP0545753A1 (en) | Duplex stainless steel having improved strength and corrosion resistance | |
RU2288967C1 (ru) | Коррозионно-стойкий сплав и изделие, выполненное из него | |
EP0084588B1 (en) | Heat-resistant and corrosion-resistant weld metal alloy and welded structure | |
JP3355510B2 (ja) | オーステナイト合金およびそれらの使用 | |
CN102041450A (zh) | 一种铁素体耐热钢及其制造方法 | |
US4942922A (en) | Welded corrosion-resistant ferritic stainless steel tubing having high resistance to hydrogen embrittlement and a cathodically protected heat exchanger containing the same | |
WO1999009231A1 (fr) | Acier inoxydable austenitique presentant une excellente resistance a la corrosion par l'acide sulfurique et une excellente aptitude au faconnage | |
KR0167783B1 (ko) | 오오스테나이트형 스테인레스강 | |
CN101565798A (zh) | 一种铁素体系耐热钢及其制造方法 | |
WO2021182110A1 (ja) | 鋼材およびその製造方法、ならびにタンク | |
US4033767A (en) | Ductile corrosion resistant alloy | |
RU2039120C1 (ru) | Коррозионностойкая сталь | |
EP0109221B1 (en) | High-strength austenitic steel | |
US4255497A (en) | Ferritic stainless steel | |
CN1043253C (zh) | 铝锰硅氮系奥氏体不锈耐酸钢 | |
US5296054A (en) | Austenitic steel | |
RU2064521C1 (ru) | Коррозионностойкий сплав для энергетического и химического машиностроения | |
US2949355A (en) | High temperature alloy | |
CN114763591A (zh) | 一种耐盐和酸腐蚀的耐腐蚀钢及其制造方法 | |
JPH1096038A (ja) | 高Crオーステナイト系耐熱合金 | |
US4252561A (en) | Chromium-alloyed steel which is corrosion resistant to caustic alkaline solution | |
RU2385360C1 (ru) | Жаропрочный сплав для конструкций высокотемпературных установок | |
RU2001156C1 (ru) | Сталь | |
RU2040579C1 (ru) | Нержавеющая сталь |