RU2293788C2 - Corrosion-resistant steel having low hydrogen permeability for in-vessel thermonuclear reactor systems - Google Patents

Corrosion-resistant steel having low hydrogen permeability for in-vessel thermonuclear reactor systems Download PDF

Info

Publication number
RU2293788C2
RU2293788C2 RU2005114206/02A RU2005114206A RU2293788C2 RU 2293788 C2 RU2293788 C2 RU 2293788C2 RU 2005114206/02 A RU2005114206/02 A RU 2005114206/02A RU 2005114206 A RU2005114206 A RU 2005114206A RU 2293788 C2 RU2293788 C2 RU 2293788C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
exceed
steel
hydrogen
nitrogen
phosphorus
Prior art date
Application number
RU2005114206/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005114206A (en
Inventor
Сергей Иванович Володин (RU)
Сергей Иванович Володин
Александр Владимирович Баранов (RU)
Александр Владимирович Баранов
Тать на Алексеевна Чернаенко (RU)
Татьяна Алексеевна Чернаенко
Александр Дмитриевич Каштанов (RU)
Александр Дмитриевич Каштанов
Василий Владимирович Степанов (RU)
Василий Владимирович Степанов
Игорь Анатольевич Повышев (RU)
Игорь Анатольевич Повышев
Олег Олегович Морозов (RU)
Олег Олегович Морозов
Вадим Алексеевич Межонов (RU)
Вадим Алексеевич Межонов
Марина Валентиновна Яковицка (RU)
Марина Валентиновна Яковицкая
Ани Петрова Петкова (RU)
Ани Петрова Петкова
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" (ФГУП ЦНИИ КМ "Прометей")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" (ФГУП ЦНИИ КМ "Прометей") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" (ФГУП ЦНИИ КМ "Прометей")
Priority to RU2005114206/02A priority Critical patent/RU2293788C2/en
Publication of RU2005114206A publication Critical patent/RU2005114206A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2293788C2 publication Critical patent/RU2293788C2/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy and nuclear engineering.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy of structural steels and alloys containing, as basis, iron with specified proportions of alloying and impurity elements, which are designed for use in nuclear, thermonuclear, and hydrogen power engineering in manufacture of equipment, gas holders, and other elements of in-vessel systems of reactor installations. Technical result of this invention is creation of novel high-technology hydrogen-resistant steel with improved complex of principal mechanical, technological, and function properties as compared to known materials, which provides increase in working capacity and reliability of reactor equipment in thermonuclear and hydrogen power engineering. Proposed steel is composed of, wt %: carbon 0.005-0.02, silicon 0.2-0. 5, manganese 0.1-0.5, chromium 17.00-19.00, nickel 12.0-14.0, titanium 0.08-0.3, aluminum 0.1-0.5, yttrium 0.05-0.1, calcium 0.001-0.005, nitrogen 0.005-0.01, sulfur 0.005-0.015, phosphorus 0.005-0.03, and iron - the rest, summary content of aluminum and silicon not having to exceed 0.8%, summary content of carbon and nitrogen not having to exceed 0.025%, and summary content of sulfur and phosphorus not having to exceed 0.04%.
EFFECT: improved performance characteristics of steel.
2 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии конструкционных сталей и сплавов, содержащих в качестве основы железо с заданным соотношением легирующих и примесных элементов, и предназначено для использования в атомной, термоядерной и водородной энергетике при производстве оборудования, газовых емкостей и других элементов внутрикорпусных систем реакторных установок.The invention relates to the metallurgy of structural steels and alloys containing iron as a basis with a predetermined ratio of alloying and impurity elements, and is intended for use in nuclear, thermonuclear and hydrogen energy in the production of equipment, gas tanks and other elements of reactor vessel internal systems.

Известны металлические конструкционные материалы, применяемые в машиностроительных отраслях промышленности (например, нержавеющие стали марок 08Х18Н10Т, ОЗХ16Н15МЗ, ОЗХ18Н12), а также другие аналоги, указанные в научно-технической и патентной литературе [1-5]. Однако известные стали не обеспечивают требуемого уровня и стабильности основных физико-механических и служебных характеристик, что снижает работоспособность и эксплуатационную надежность внутрикорпусных элементов, трубопроводов и газовых емкостей технологических систем реакторного оборудования в условиях длительного взаимодействия с коррозионно-активными водородосодержащими рабочими средами.Known metal structural materials used in engineering industries (for example, stainless steel grades 08X18H10T, OZX16H15MZ, OZX18H12), as well as other analogues mentioned in the scientific, technical and patent literature [1-5]. However, the known steels do not provide the required level and stability of the basic physical, mechanical and service characteristics, which reduces the operability and operational reliability of the internal components, pipelines and gas tanks of the technological systems of the reactor equipment under conditions of prolonged interaction with corrosive hydrogen-containing working fluids.

Наиболее близкой к заявляемой композиции по назначению и составу компонентов является хромоникелевая сталь аустенитного класса марки ОЗХ18Н12 по ГОСТ 5632-72 [2], содержащая в своем составе легирующие элементы в следующем соотношении, мас.%:Closest to the claimed composition according to the purpose and composition of the components is austenitic chromium-nickel steel of the OZX18N12 grade according to GOST 5632-72 [2], which contains alloying elements in the following ratio, wt.%:

углеродcarbon ≤0,03≤0.03 кремнийsilicon ≤0,04≤0.04 марганецmanganese ≤0,04≤0.04 хромchromium 17,0-19,017.0-19.0 никельnickel 11,5-13,011.5-13.0 титанtitanium ≤0,005≤0.005 сераsulfur ≤0,020≤0.020 фосфорphosphorus ≤0,030≤0,030 железоiron остальноеrest

Данную марку стали в соответствии с требованиями действующей нормативно-технической документации рекомендуется использовать в различных отраслях промышленности и народного хозяйства в качестве конструкционного материала при производстве серийного оборудования общетехнического назначения. При этом известная сталь характеризуется весьма низкой водородостойкостью при температурах эксплуатации реакторного оборудования и повышенной чувствительностью металла сварных соединений к коррозионному и водородному растрескиванию под напряжением. Вместе с тем известной композиции свойственен широкий разброс и нестабильность основных физико-механических, технологических и служебных свойств, что не отвечает предъявляемым требованиям, определяющих заданную работоспособность и эксплуатационную надежность материала в условиях длительной эксплуатации внутрикорпусного оборудования при воздействии коррозионно-активных водородосодержащих сред. Согласно требованиям действующих государственных и отраслевых стандартов [1-3] содержание в сталях-аналогах ряда легирующих и примесных элементов, во многом определяющих требуемое структурное состояние металла и уровень его важнейших служебных характеристик, не контролируется и находится в весьма широких концентрационных пределах.It is recommended to use this steel grade in accordance with the requirements of the current regulatory and technical documentation in various industries and the national economy as a structural material in the production of serial equipment for general technical purposes. Moreover, the known steel is characterized by a very low hydrogen resistance at operating temperatures of the reactor equipment and increased sensitivity of the welded metal to stress corrosion and hydrogen cracking. At the same time, the well-known composition is characterized by a wide spread and instability of the main physical, mechanical, technological and service properties, which does not meet the requirements that determine the specified working capacity and operational reliability of the material in the conditions of long-term operation of internal equipment when exposed to corrosive hydrogen-containing environments. According to the requirements of the current state and industry standards [1-3], the content in the analog steels of a number of alloying and impurity elements, which largely determine the required structural state of the metal and the level of its most important service characteristics, is not controlled and is in a very wide concentration range.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание высокотехнологичной стали, обладающей улучшенным комплексом основных физико-механических свойств, меньшей склонностью к водородному охрупчиванию и хрупкому разрушению, а также низким уровнем водородопроницаемости по сравнению с известными материалами, что обеспечивает повышение эксплуатационной надежности и общего ресурса работы внутрикорпусного оборудования реакторных установок термоядерной и водородной энергетики.The technical result of the present invention is the creation of high-tech steel with an improved set of basic physical and mechanical properties, a lower tendency to hydrogen embrittlement and brittle fracture, as well as a low level of hydrogen permeability in comparison with known materials, which improves the operational reliability and overall life of the reactor vessel equipment installations of thermonuclear and hydrogen energy.

Технический результат достигается за счет того, что в состав известной стали, содержащей углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, серу, фосфор и железо, дополнительно введены алюминий, иттрий, кальций и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved due to the fact that the composition of the known steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, titanium, sulfur, phosphorus and iron, additionally introduced aluminum, yttrium, calcium and nitrogen in the following ratio of components, wt.%:

углеродcarbon 0,005-0,020.005-0.02 кремнийsilicon 0,2-0,50.2-0.5 марганецmanganese 0,1-0,50.1-0.5 хромchromium 17,0-19,017.0-19.0 никельnickel 12,0-14,012.0-14.0 титанtitanium 0,08-0,30.08-0.3 алюминийaluminum 0,1-0,50.1-0.5 иттрийyttrium 0,05-0,10.05-0.1 кальцийcalcium 0,001-0,0050.001-0.005 азотnitrogen 0,005-0,010.005-0.01 сераsulfur 0,005-0,0150.005-0.015 фосфорphosphorus 0,005-0,030.005-0.03 железоiron остальноеrest

При этом введено ограничение суммарного содержания элементов, превышение которого отрицательно влияет на формирование наиболее оптимального структурного состояния и в значительной мере снижает заданный уровень основных прочностных и деформационных характеристик материала, в частности:At the same time, a restriction on the total content of elements was introduced, the excess of which negatively affects the formation of the most optimal structural state and significantly reduces the specified level of the basic strength and deformation characteristics of the material, in particular:

- суммарное содержание алюминия и кремния не должно превышать 0,8%;- the total content of aluminum and silicon should not exceed 0.8%;

- суммарное содержание углерода и азота не должно превышать 0,025%;- the total content of carbon and nitrogen should not exceed 0.025%;

- суммарное содержание серы и фосфора не должно превышать 0,04%.- the total content of sulfur and phosphorus should not exceed 0.04%.

Соотношение указанных легирующих и примесных элементов выбрано таким, чтобы заявляемая композиция обеспечивала требуемый уровень и стабильность важнейших структурно-чувствительных характеристик материала, во многом определяющих высокую работоспособность и эксплуатационную надежность внутрикорпусных систем реакторных установок термоядерной и водородной энергетики.The ratio of these alloying and impurity elements is chosen so that the claimed composition provides the required level and stability of the most important structurally sensitive characteristics of the material, which in many respects determine the high performance and operational reliability of the internal systems of fusion and hydrogen power reactor plants.

Введение в заявляемую сталь микролегирующих и модифицирующих добавок алюминия, иттрия и кальция, как элементов с высокими термодинамическими и особыми физико-химическими свойствами, в указанном соотношении с другими легирующими элементами, и в первую очередь, хромом, никелем и кремнием улучшает ее структурную стабильность при рабочих температурах и, как следствие, весь комплекс основных физико-механических и служебных свойств, положительно влияющих на снижение диффузионной подвижности атомов водорода в кристаллической решетке аустенитной стали, а также повышает работу зарождения и развития дислокационных и межзеренных хрупких трещин при коррозионном и водородном растрескивании в условиях статического и динамического нагружений. При этом, как показали наши исследования [4, 5], происходит более равномерное распределение легирующих элементов и неметаллических включений по всему сечению слитка, крупных поковок и слябов, металл эффективнее очищается от вредных примесей и газов, тоньше и чище становятся границы зерен, увеличивается прочность межкристаллитной связи, что в целом обеспечивает значительное снижение водородопроницаемости как основного металла, так и сварных соединений. Снижается склонность стали к структурной анизотропии и существенно улучшается ее технологичность на стадии металлургического передела, что повышает выход годного при промышленном производстве тонколистового и трубного проката, а также других полуфабрикатов для изготовления сложнопрофильных газовых емкостей и сосудов. Введение алюминия, иттрия и кальция в сочетании с другими элементами вне указанных в формуле изобретения пределов снижает эффективность их положительного влияния и не приводит к заметному улучшению этих структурно-чувствительных характеристик работоспособности материала в условиях одновременного воздействия растягивающих напряжений и коррозионной среды.The introduction into the inventive steel microalloying and modifying additives of aluminum, yttrium and calcium, as elements with high thermodynamic and special physicochemical properties, in the specified ratio with other alloying elements, and primarily chromium, nickel and silicon improves its structural stability during working temperatures and, as a consequence, the whole range of basic physical, mechanical and service properties that positively affect the decrease in the diffusion mobility of hydrogen atoms in the auste crystal lattice itnoy steel, and also enhances the nucleation of dislocation and development work and brittle intergranular cracking in the corrosion cracking and hydrogen under conditions of static and dynamic loadings. At the same time, as our studies have shown [4, 5], a more uniform distribution of alloying elements and non-metallic inclusions occurs over the entire cross section of the ingot, large forgings and slabs, the metal is more effectively cleaned of harmful impurities and gases, grain boundaries become thinner and cleaner, strength increases intergranular bonding, which generally provides a significant reduction in the hydrogen permeability of both the base metal and welded joints. The tendency of steel to structural anisotropy is reduced and its manufacturability at the stage of metallurgical redistribution is significantly improved, which increases the yield of industrial sheets and tubes, as well as other semi-finished products for the manufacture of complex gas tanks and vessels. The introduction of aluminum, yttrium and calcium in combination with other elements outside the limits specified in the claims reduces the effectiveness of their positive influence and does not lead to a noticeable improvement in these structurally sensitive characteristics of the material’s performance under conditions of simultaneous exposure to tensile stresses and a corrosive environment.

Модифицирование стали азотом в указанном соотношении с углеродом и титаном существенно улучшает структурную стабильность металла шва и ЗТВ, способствует формированию при соответствующей термообработке в достаточном количестве мелкодисперсных карбидных и нитридных фаз, термодинамически устойчивых при температурах технологических и сварочных нагревов, что обеспечивает снижение структурной неоднородности в металле и повышает энергию активации диффузионных процессов атомов водорода, т.е. уменьшает его термодинамическую активность в γ-железе. При этом обеспечение требуемого уровня водородопроницаемости и основных физико-механических характеристик стали в условиях длительного воздействия рабочих температур и коррозионно-активных водородосодержащих сред достигается за счет формирования устойчивой дислокационной структуры, определяющей оптимальную плотность активных плотностей скольжения под действием эксплуатационных нагрузок и отражающей важный вклад дислокационной неупругости в процессы внутреннего трения. Вместе с тем следует отметить, что введение азота в указанном соотношении с углеродом и титаном способствует образованию высокодисперсных карбонитридов титана и повышению отпускоустойчивости металла сварного шва и зоны термического влияния при сохранении необходимой коррозионно-механической прочности стали с высокой пластичностью и вязкостью.Modification of steel with nitrogen in the indicated ratio with carbon and titanium significantly improves the structural stability of the weld metal and HAZ, contributes to the formation of a fine amount of finely dispersed carbide and nitride phases thermodynamically stable at temperatures of technological and welding heating, which ensures a decrease in structural heterogeneity in the metal and increases the activation energy of diffusion processes of hydrogen atoms, i.e. reduces its thermodynamic activity in γ-iron. At the same time, the required level of hydrogen permeability and the basic physical and mechanical characteristics of steel under long-term exposure to operating temperatures and corrosive hydrogen-containing media are achieved by forming a stable dislocation structure that determines the optimal density of active slip densities under the influence of operational loads and reflects the important contribution of dislocation inelasticity to processes of internal friction. At the same time, it should be noted that the introduction of nitrogen in the indicated ratio with carbon and titanium promotes the formation of highly dispersed titanium carbonitrides and increases the tempering resistance of the weld metal and the heat affected zone while maintaining the necessary corrosion and mechanical strength of steel with high ductility and viscosity.

Фрактографический анализ поверхности изломов образцов методом сканирования на растровом электронном микроскопе показал [4], что в заявляемой стали доля вязкой составляющей в зоне разрушения после наводороживания металла заметно возрастает по сравнению с известным составом. Увеличение суммарного содержания углерода и азота свыше указанного в формуле изобретения предела снижает дисперсность образующихся фаз внедрения и затрудняет равномерность их распределения по объему зерна, что ослабляет механизм закрепления дислокаций в процессе последующих технологических нагревов и отрицательно влияет на деформационную способность и водородопроницаемость металла в процессе длительной эксплуатации.Fractographic analysis of the surface of the fractures of the samples by scanning electron microscopy [4] showed that in the inventive steel the proportion of the viscous component in the fracture zone after hydrogenation of the metal significantly increases compared with the known composition. An increase in the total carbon and nitrogen content above the limit specified in the claims reduces the dispersion of the formed interstitial phases and makes it difficult to evenly distribute them over the grain volume, which weakens the mechanism of fixation of dislocations during subsequent technological heating and negatively affects the deformation ability and hydrogen permeability of the metal during long-term operation.

Полученный более высокий уровень физико-механических, сварочно-технологических и служебных характеристик стали обеспечивается комплексным легированием заявляемой композиции в указанном соотношении с другими элементами, сбалансированным химическим и фазовым составом, нормированным содержанием вводимых микролегирующих и модифицирующих добавок, а также контролированием чистоты металла по остаточным вредным примесям - сере и фосфору.The obtained higher level of physicomechanical, welding-technological and service characteristics of steel is ensured by complex alloying of the claimed composition in the indicated ratio with other elements, balanced chemical and phase composition, normalized content of introduced microalloying and modifying additives, as well as control of metal purity by residual harmful impurities - sulfur and phosphorus.

В ЦНИИ КМ "Прометей" совместно с другими предприятиями отрасли в соответствии с планом проводимых научно-исследовательских работ и заданий Правительства [6-8] выполнен необходимый комплекс лабораторных, расчетных и опытно-промышленных работ по выплавке, пластической и термической обработкам создаваемой марки стали. Металл выплавлялся в вакуумной плазменно-дуговой печи емкостью 5 т с последующей обработкой давлением на промышленном кузнечно-прессовом и прокатном оборудовании с получением полуфабрикатов требуемого сортамента.In TsNII KM "Prometey", together with other industry enterprises, in accordance with the plan of ongoing research and government tasks [6-8], the necessary set of laboratory, design and experimental-industrial work was carried out on the smelting, plastic and heat treatment of the steel grade being created. The metal was smelted in a vacuum plasma-arc furnace with a capacity of 5 tons, followed by pressure treatment on industrial forging and rolling equipment to obtain semi-finished products of the required range.

Химический состав исследованных материалов, а также результаты определения всего комплекса наиболее важных свойств и характеристик представлены в табл.1 и 2.The chemical composition of the materials studied, as well as the results of determining the entire complex of the most important properties and characteristics, are presented in Tables 1 and 2.

Ожидаемый технико-экономический эффект применения разработанной марки стали в промышленности и народном хозяйстве выразится в повышении работоспособности и эксплуатационных характеристик, а также экологической безопасности использования внутрикорпусных систем, тонкостенных трубопроводов и газовых емкостей реакторных установок термоядерной и водородной энергетики.The expected technical and economic effect of the application of the developed steel grade in industry and the national economy will be expressed in increasing the working capacity and operational characteristics, as well as the environmental safety of the use of internal systems, thin-walled pipelines and gas tanks of fusion and hydrogen power reactor plants.

Таблица 1Table 1 Химический состав исследованных материаловThe chemical composition of the investigated materials СоставStructure Условный № составаConventional composition number Содержание элементов, масс.%The content of elements, wt.% СFROM SiSi MnMn CrCr NiNi TiTi AlAl YY CaCa NN SS PP Al+SiAl + Si C+NC + n S+PS + p FeFe ЗаявляемыйThe claimed 1one 0,0050.005 0,20.2 0,10.1 17,017.0 12,012.0 0,080.08 0,50.5 0,050.05 0,0010.001 0,010.01 0,0050.005 0,020.02 0,70.7 0,0150.015 0,0250,025 ост.rest 22 0,010.01 0,40.4 0,30.3 18,018.0 13,013.0 0,20.2 0,10.1 0,080.08 0,0030.003 0,0080.008 0,0100.010 0,030,03 0,50.5 0,0180.018 0,040.04 ост.rest 33 0,020.02 0,50.5 0,50.5 19,019.0 14,014.0 0,30.3 0,30.3 0,10.1 0,0050.005 0,0050.005 0,0150.015 0,0050.005 0,80.8 0,0250,025 0,020.02 ост.rest ИзвестныйFamous 4four 0,030,03 0,350.35 0,40.4 17,517.5 13,013.0 0,0050.005 -- -- -- -- 0,0200,020 0,0300,030 -- -- 0,050.05 ост.rest

Таблица 2table 2 Основные физико-механические, технологические и служебные свойства исследованных сталейThe main physical, mechanical, technological and service properties of the studied steels СоставStructure Условный №составаConventional composition No. Механические свойства при растяженииTensile properties Свойства стали после наводороживанияProperties of steel after hydrogenation Водородопроницаемость Р, см3·мм/см2·сек·атм0,5 Hydrogen permeability P, cm 3 · mm / cm 2 · sec · atm 0.5 Выход годного при производстве тонколистового рулонного проката, %Yield in the production of sheet roll products,% σв σ in σ0,2 σ 0.2 δδ ψψ σв σ in δδ Предел усталости σ-1Fatigue limit σ-1 логарифмический декремент колебанийlogarithmic decrement of oscillations МПаMPa %% МПаMPa %% МПаMPa %% ЗаявляемыйThe claimed 1one 510510 190190 50fifty 7575 480480 30thirty 230230 88 3·107 3 · 10 7 8585 22 530530 200200 4545 7575 490490 2525 235235 66 2·107 2 · 10 7 8585 33 550550 220220 4646 7070 500500 2323 250250 55 2·107 2 · 10 7 9090 ИзвестныйFamous 4four 450450 180180 4040 6565 360360 15fifteen 210210 33 6·107 6 · 10 7 7878 Примечание. 1. Результаты механических испытаний усреднены по 3-м образцам на точку.
2. Наводороживание образцов производилось в автоклавах при давлении водорода 10 атм, температуре 350°С и длительностью 500 час.
3. Усталостная прочность образцов определялась в условиях знакопеременного циклического нагружения на базе 5·107 циклов.
4. Измерение внутреннего трения, характеризующего структурное состояние металла, проводилось на установке Д-6М Института проблем прочности АН Украины.
5. Водородопроницаемость образцов исследуемых сталей определялась на газоанализирующей установке ВД-8, работающей на принципе объемно-метрического метода измерения стационарного потока водорода (Тисп.=350°С).
Note. 1. The results of mechanical tests are averaged over 3 samples per point.
2. The samples were hydrogenated in autoclaves at a hydrogen pressure of 10 atm, a temperature of 350 ° C, and a duration of 500 hours.
3. The fatigue strength of the samples was determined under conditions of alternating cyclic loading on the basis of 5 · 10 7 cycles.
4. The measurement of internal friction characterizing the structural state of the metal was carried out on a D-6M installation of the Institute of Strength Problems of the Academy of Sciences of Ukraine.
5. The hydrogen permeability steels investigated samples was determined on Detection Products Installation HP-8, operating on the principle of space-metric method of measuring the steady flow of hydrogen (T App. = 350 ° C).

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. В.Н.Журавлев, О.И.Николаева "Машиностроительные стали" - справочник, изд-во "Машиностроение", Москва, 1989, с.254-257.1. V.N.

2. ГОСТ 5632-72 "Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные" (марки и технические требования), Москва, изд-во "Стандарт", 1977, с.13-20, 30-40 - прототип.2. GOST 5632-72 "High-alloy steels and corrosion-resistant, heat-resistant and heat-resistant alloys" (grades and technical requirements), Moscow, Standard publishing house, 1977, pp. 13-20, 30-40 - prototype.

3. A.M.Паршин, И.А.Повышев и др. Современное состояние и перспективы развития коррозионностойких сталей с особыми физическими свойствами. - Материалы VII-й научно-технической конференции стран СНГ по проблеме "Радиационная повреждаемость и работоспособность конструкционных материалов", Белгород, 1997, с.68-70.3. A.M. Parshin, I. A. Povyshev, and others. The current state and development prospects of corrosion-resistant steels with special physical properties. - Materials of the VIIth scientific and technical conference of the CIS countries on the problem of "Radiation damage and performance of structural materials", Belgorod, 1997, p. 68-70.

4. В.В.Рыбин, И.А.Повышев "Физико-химические основы создания водородостойких сталей" - Материалы XVI Менделеевского съезда по общей и прикладной химии, т.2, Москва, 1998, с.461.4. V.V. Rybin, I. A. Povyshev, “Physicochemical Foundations of the Creation of Hydrogen-Resistant Steels” - Materials of the 16th Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry, vol. 2, Moscow, 1998, p. 461.

5. В.В.Васильев, Ю.И.Звездин, И.А.Повышев "Проникновение водорода сквозь аустенитные коррозионностойкие материалы". - Сборник научных трудов "Вопросы судостроения", сер. "Металловедение", №26, Ленинград, 1978, С.55-56.5. VVVasiliev, Yu.I. Zvezdin, I.A. Povyshev "The penetration of hydrogen through austenitic corrosion-resistant materials." - Collection of scientific works "Issues of shipbuilding", ser. "Metallurgy", No. 26, Leningrad, 1978, S. 55-56.

6. Федеральная целевая научно-техническая программа "Разработка и исследование конструкционных материалов термоядерных реакторов (ИТЭР, экспериментальные модули ИТЭР, ДЕМО и др.), а также тритийвоспроизводящих материалов и тритиевой технологии ТЯР (1997-2006 гг.)".6. Federal target scientific and technical program "Development and research of structural materials for thermonuclear reactors (ITER, experimental modules of ITER, DEMO, etc.), as well as tritium-reproducing materials and tritium technology of TNR (1997-2006)."

7. Постановление Правительства РФ от 18 марта 1992 г. №178 "О соглашении между Европейским сообществом по атомной энергии, Правительством Российской Федерации, Правительством Соединенных Штатов Америки и Правительством Японии о сотрудничестве в разработке технического проекта Международного термоядерного экспериментального реактора".7. Decree of the Government of the Russian Federation of March 18, 1992 No. 178 "On the agreement between the European Atomic Energy Community, the Government of the Russian Federation, the Government of the United States of America and the Government of Japan on cooperation in the development of the technical design of the International Thermonuclear Experimental Reactor."

8. Постановление Правительства РФ от 19 сентября 1996 г. №1119 об утверждении федеральной целевой научно-технической программы "Международный термоядерный реактор ИТЭР и научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в его поддержку на 1996-1998 гг.".8. Decree of the Government of the Russian Federation of September 19, 1996 No. 1119 on the approval of the federal target scientific and technical program "The ITER International Thermonuclear Reactor and research and development work in its support for 1996-1998."

Claims (1)

Коррозионно-стойкая сталь с низкой водородопроницаемостью для внутрикорпусных систем термоядерного реактора, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, серу, фосфор, железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюминий, иттрий, кальций и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:Corrosion-resistant steel with low hydrogen permeability for fusion reactor internal systems containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, titanium, sulfur, phosphorus, iron, characterized in that it additionally contains aluminum, yttrium, calcium and nitrogen in the following ratio of components , wt.%: УглеродCarbon 0,005-0,020.005-0.02 КремнийSilicon 0,2-0,50.2-0.5 МарганецManganese 0,1-0,50.1-0.5 ХромChromium 17,0-19,017.0-19.0 НикельNickel 12,0-14,012.0-14.0 ТитанTitanium 0,08-0,30.08-0.3 АлюминийAluminum 0,1-0,50.1-0.5 ИттрийYttrium 0,05-0,10.05-0.1 КальцийCalcium 0,001-0,0050.001-0.005 АзотNitrogen 0,005-0,010.005-0.01 СераSulfur 0,005-0,0150.005-0.015 ФосфорPhosphorus 0,005-0,030.005-0.03 ЖелезоIron ОстальноеRest
при этом суммарное содержание алюминия и кремния не должно превышать 0,8%; суммарное содержание углерода, азота не должно превышать 0,025%; суммарное содержание серы и фосфора не должно превышать 0,04%.while the total content of aluminum and silicon should not exceed 0.8%; the total content of carbon, nitrogen should not exceed 0.025%; the total content of sulfur and phosphorus should not exceed 0.04%.
RU2005114206/02A 2005-05-11 2005-05-11 Corrosion-resistant steel having low hydrogen permeability for in-vessel thermonuclear reactor systems RU2293788C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005114206/02A RU2293788C2 (en) 2005-05-11 2005-05-11 Corrosion-resistant steel having low hydrogen permeability for in-vessel thermonuclear reactor systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005114206/02A RU2293788C2 (en) 2005-05-11 2005-05-11 Corrosion-resistant steel having low hydrogen permeability for in-vessel thermonuclear reactor systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005114206A RU2005114206A (en) 2006-11-20
RU2293788C2 true RU2293788C2 (en) 2007-02-20

Family

ID=37501715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005114206/02A RU2293788C2 (en) 2005-05-11 2005-05-11 Corrosion-resistant steel having low hydrogen permeability for in-vessel thermonuclear reactor systems

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2293788C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553112C1 (en) * 2011-06-28 2015-06-10 Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн Pipe out of austenite stainless steel

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЖУРАВЛЕВ В.Н. и др. Машиностроительные стали. - М.: Машиностроение, 1981, с.254-256. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553112C1 (en) * 2011-06-28 2015-06-10 Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн Pipe out of austenite stainless steel
US9612008B2 (en) 2011-06-28 2017-04-04 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Austenitic stainless steel tube

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005114206A (en) 2006-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018101447A1 (en) Nickel-containing steel for low temperatures and tank for low temperatures
Saini et al. Effect of normalizing temperature on fracture characteristic of tensile and impact tested creep strength-enhanced ferritic P92 steel
Ogawa et al. The weldability of nitrogen-containing austenitic stainless steel: Part II—Porosity, cracking and creep properties
Zhang et al. Effects of phosphorus impurity on the microstructure and impact toughness of weld joint for the 12Cr2Mo1R heat resistant steel
Jung et al. Enhanced resistance to delayed cracking in deep-drawn lean duplex stainless steel: the role of residual stress
RU2293788C2 (en) Corrosion-resistant steel having low hydrogen permeability for in-vessel thermonuclear reactor systems
JP5326339B2 (en) Ferritic heat-resistant steel and heat-resistant structure with excellent creep characteristics in weld heat-affected zone
Dieck et al. Improvement of the martensitic stainless steel X46Cr13 by Q&P heat treatment
Kass et al. Stress corrosion cracking of welded type 304 and 304L stainless steel under cyclic loading
RU2273679C1 (en) Stainless steel for the pipelines and pipe systems of thermonuclear and hydrogen energetics
CN109504826B (en) Copper-vanadium-containing high-strength high-corrosion-resistance stainless steel and preparation method thereof
Fletcher et al. The Effects of High Pressure, High Temperature Hydrogen on Steel
RU2414522C1 (en) Heat resistant steel for steam power installations and power units with overcritical parametres of steam
McMinn Fractographic analysis in the understanding of corrosion fatigue mechanisms
Yokogawa et al. Effect of hydrogen attack on tensile and creep properties of low carbon steel
RU2391426C1 (en) Titanium alloy for power fastening elements
Van den Bosch et al. Compatibility of ferritic–martensitic steel T91 welds with liquid lead–bismuth eutectic: Comparison between TIG and EB welds
RU2385360C1 (en) Heat resistant alloy for structures of high temperature installations
RU2821402C2 (en) High-pressure hydrogen steel pipe, high-pressure hydrogen vessel and steel pipe manufacturing method
RU2351671C2 (en) Titanium alloy for pipelines and pipe systems of heat-exchange equipment for nuclear power
RU2700347C1 (en) Heat-resistant alloy
Zhao et al. Effect of Normalizing on Impact and Corrosion Resistance of Low-temperature Service Seamless Steel Pipe
RU2259419C1 (en) Cold-resistant steel for load-bearing elements of metal-concrete containers of nuclear-power engineering
Sáez-Maderuelo et al. Study of the influence of microstructure and intergranular carbides on the oxidation behavior of a nickel base alloy 690 TT in supercritical water nuclear reactor conditions
Che et al. Microstructural Evolution and High Temperature Failure of T91/TP347H Dissimilar Welds Used in China Plants

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110512