RU2359064C2 - Austenitic corrosion-resistant steel - Google Patents

Austenitic corrosion-resistant steel Download PDF

Info

Publication number
RU2359064C2
RU2359064C2 RU2007125101/02A RU2007125101A RU2359064C2 RU 2359064 C2 RU2359064 C2 RU 2359064C2 RU 2007125101/02 A RU2007125101/02 A RU 2007125101/02A RU 2007125101 A RU2007125101 A RU 2007125101A RU 2359064 C2 RU2359064 C2 RU 2359064C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
niobium
vanadium
titanium
manganese
nickel
Prior art date
Application number
RU2007125101/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007125101A (en
Inventor
Георгий Павлович Карзов (RU)
Георгий Павлович Карзов
Борис Иванович Бережко (RU)
Борис Иванович Бережко
Виктор Иванович Стольный (RU)
Виктор Иванович Стольный
Александра Леонидовна Максимова (RU)
Александра Леонидовна Максимова
Виктор Юрьевич Шереметьев (RU)
Виктор Юрьевич Шереметьев
Артемий Владиславович Братчиков (RU)
Артемий Владиславович Братчиков
Елена Владимировна Никитина (RU)
Елена Владимировна Никитина
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей")
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "БАЛТИЙСКАЯ СТАЛЬНАЯ КОРПОРАЦИЯ" (ООО "Балтийская стальная корпорация")
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"), ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "БАЛТИЙСКАЯ СТАЛЬНАЯ КОРПОРАЦИЯ" (ООО "Балтийская стальная корпорация") filed Critical Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей")
Priority to RU2007125101/02A priority Critical patent/RU2359064C2/en
Publication of RU2007125101A publication Critical patent/RU2007125101A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2359064C2 publication Critical patent/RU2359064C2/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy field, particularly to development of compositions of alloyed austenitic corrosion-resistant steels for atomic electric power installation with liquid-metal coolant. Steel contains components at following ratio, in wt %: carbon 0.05÷0.1, silicon 0.4÷0.8, manganese 1.0÷1.8, chrome 17.5÷19, nickel 8÷9, niobium 0.03-0.06, vanadium 0.02-0.07, titanium 0.05-0.15, sulphur ≤0.002, tin ≤0.015, lead ≤0.004, iron is the rest. Relation of total content of titanium, niobium and vanadium to carbon is not less than 1.6, and relation of chrome content to total content of nickel and manganese must be in the range 1.7÷2.0.
EFFECT: it is increased technological plasticity at hot working and welding-processing characteristics, that leads to receiving of hot-deformed semi-finished products with close-grained structure, allowing increased operating characteristics.
2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к металлургии легированных аустенитных сталей, используемых в атомных энергетических установках. Известны применяемые в настоящее время марки коррозионно-стойкой стали, приведенные в технической литературе: Бабаков А.А., Приданцев М.В. Коррозионно-стойкие стали и сплавы. М., Металлургия, стр.137-143, 215-230, ГОСТ 5632-72. Основным недостатком указанных сталей является пониженная технологическая пластичность, крупнозернистая структура полуфабрикатов.The invention relates to the metallurgy of alloyed austenitic steels used in nuclear power plants. Known currently used brands of corrosion-resistant steel, given in the technical literature: Babakov A.A., Pridantsev M.V. Corrosion-resistant steels and alloys. M., Metallurgy, pp. 137-143, 215-230, GOST 5632-72. The main disadvantage of these steels is a reduced technological ductility, a coarse-grained structure of semi-finished products.

Наиболее близкой по составу ингредиентов и назначению к предлагаемой стали является сталь марки 08Х18Н10 ГОСТ 5632-72, стр.16, содержащая, мас.%:The closest in composition of the ingredients and the purpose of the proposed steel is steel grade 08X18H10 GOST 5632-72, page 16, containing, wt.%:

углеродcarbon не более 0,08no more than 0.08 кремнийsilicon не более 0,8no more than 0.8 марганецmanganese не более 2,0no more than 2.0 хромchromium 17÷1917 ÷ 19 никельnickel 9,0÷11,09.0 ÷ 11.0

Содержание серы не более 0,02. Содержание свинца и олова не нормировано.The sulfur content is not more than 0.02. The content of lead and tin is not standardized.

Известная сталь обладает высокими механическими свойствами, однако имеет недостаточно высокую технологическую пластичность при горячем деформировании, крупнозернистую структуру и вследствие этого пониженные сварочно-технологические свойства. Это обусловлено тем, что содержание серы в стали находится на уровне ≥0,020%, содержание олова и свинца не нормировано. Соединения серы обычно располагаются по границам зерен. Соединения серы (сульфиды) являются, в большинстве случаев, легкоплавкими и резко снижают пластические свойства при горячем деформировании.Known steel has high mechanical properties, but it does not have a sufficiently high technological ductility during hot deformation, a coarse-grained structure and, as a result, reduced welding and technological properties. This is due to the fact that the sulfur content in steel is at a level of ≥0.020%, the content of tin and lead is not standardized. Sulfur compounds are usually located along grain boundaries. Sulfur compounds (sulfides) are, in most cases, fusible and sharply reduce plastic properties during hot deformation.

При низком содержании карбидообразующих элементов, которые являются центрами зарождения новых зерен при горячей деформации, увеличиваются размеры зерен в полуфабрикатах.With a low content of carbide-forming elements, which are the centers of nucleation of new grains during hot deformation, the grain sizes in semi-finished products increase.

При увеличении размеров зерен также увеличивается толщина межзеренных прослоек и снижаются пластические характеристики металла и сварочно-технологические свойства.With increasing grain sizes, the thickness of the intergranular layers also increases and the plastic characteristics of the metal and the welding and technological properties decrease.

Техническим результатом изобретения является повышение технологической пластичности при горячем деформировании и сварочно-технологических свойств. Поставленный технический результат достигается за счет того, что в сталь, содержащую углерод, кремний, марганец, хром, никель и железо, дополнительно введены титан, ниобий и ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result of the invention is to increase technological ductility during hot deformation and welding and technological properties. The technical result is achieved due to the fact that in the steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel and iron, titanium, niobium and vanadium are additionally introduced in the following ratio of components, wt.%:

углеродcarbon 0,05÷0,10.05 ÷ 0.1 кремнийsilicon 0,4÷0,80.4 ÷ 0.8 марганецmanganese 1,0÷1,81,0 ÷ 1,8 хромchromium 17,5÷1917.5 ÷ 19 никельnickel 8,0÷9,08.0 ÷ 9.0 ниобийniobium 0,03÷0,060.03 ÷ 0.06 ванадийvanadium 0,02÷0,070.02 ÷ 0.07 титанtitanium 0,05÷0,150.05 ÷ 0.15 железо и примесиiron and impurities остальное,rest,

при этом отношение

Figure 00000001
, отношение содержания хрома к суммарному содержанию никеля и марганца должно быть в пределах 1,7-2,0, а содержание серы, олова и свинца составляет, мас.%: S≤0,002, Sn≤0,015, Pb≤0,004. Снижение содержания легкоплавких элементов по сравнению с известным составом практически исключает появление на границах зерен легкоплавких прослоек, что способствует повышению технологической пластичности, сварочно-технологических свойств и пластических свойств полуфабрикатов. Введение титана, ниобия и ванадия в соотношении
Figure 00000001
способствует получению полуфабрикатов с мелкозернистой структурой за счет выделений устойчивых карбидов титана, ниобия и ванадия, которые служат центрами кристаллизации. При более высоких содержаниях титана и ниобия в стали возможно выделение интерметаллидов, которые снижают пластичность металла. При более низких содержаниях титана, ниобия и ванадия образуется недостаточное количество устойчивых карбидов, снижается количество центров кристаллизации и полуфабрикаты получаются с крупнозернистой структурой. При крупнозернистой структуре по границам зерен образуются толстые прослойки из интерметаллидов, сульфидов и других примесей, и поэтому при сварке возможно образование микротрещин по межзеренным прослойкам.while the ratio
Figure 00000001
, the ratio of the chromium content to the total content of nickel and manganese should be in the range of 1.7-2.0, and the content of sulfur, tin and lead is, wt.%: S≤0.002, Sn≤0.015, Pb≤0.004. The decrease in the content of fusible elements in comparison with the known composition almost eliminates the appearance of fusible interlayers at the grain boundaries, which contributes to an increase in technological plasticity, welding and technological properties and plastic properties of semi-finished products. The introduction of titanium, niobium and vanadium in the ratio
Figure 00000001
promotes the preparation of semi-finished products with a fine-grained structure due to the precipitation of stable carbides of titanium, niobium and vanadium, which serve as crystallization centers. At higher contents of titanium and niobium in steel, precipitation of intermetallic compounds is possible, which reduce the ductility of the metal. At lower contents of titanium, niobium and vanadium, an insufficient amount of stable carbides is formed, the number of crystallization centers decreases and semi-finished products are obtained with a coarse-grained structure. With a coarse-grained structure, thick interlayers of intermetallic compounds, sulfides, and other impurities are formed along the grain boundaries, and therefore, during welding, microcracks can form along intergrain interlayers.

Микролегирование коррозионно-стойкой стали титаном, ниобием и ванадием в соотношении

Figure 00000001
позволяет получать полуфабрикаты с мелкозернистой структурой, что значительно повышает технологическую пластичность и сварочно-технологические свойства. При отношении
Figure 00000001
менее 1,6 наблюдается снижение коррозионной стойкости за счет образования большого количества карбидов хрома и снижения содержания хрома до значений, при которых утрачивается коррозионная стойкость.Microalloying of corrosion-resistant steel with titanium, niobium and vanadium in the ratio
Figure 00000001
allows you to get semi-finished products with a fine-grained structure, which significantly increases the technological ductility and welding and technological properties. With respect
Figure 00000001
less than 1.6, there is a decrease in corrosion resistance due to the formation of a large number of chromium carbides and a decrease in the chromium content to values at which corrosion resistance is lost.

Содержание серы не должно превышать 0,002, олова 0,015, свинца 0,0004, так как при более высоком содержании снижается пластичность при горячем деформировании вследствие образования легкоплавких прослоек по границам зерен.The sulfur content should not exceed 0.002, tin 0.015, lead 0.0004, since at a higher content the ductility decreases during hot deformation due to the formation of fusible interlayers along grain boundaries.

Для обеспечения высоких сварочно-технологических свойств соотношение

Figure 00000002
.To ensure high welding and technological properties, the ratio
Figure 00000002
.

Так, при более низких значениях этого соотношения снижается содержание ферритной фазы в стали и возможно появление трещин в сварных соединениях.So, at lower values of this ratio, the content of the ferritic phase in steel decreases and cracks in welded joints may appear.

При отношении

Figure 00000003
более 2,0 содержание ферритной фазы в стали может достигать 10%, что приводит к образованию трещин при горячей обработке.With respect
Figure 00000003
more than 2.0, the content of the ferritic phase in steel can reach 10%, which leads to the formation of cracks during hot processing.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Были выплавлены 3 плавки по 120 т заявляемой стали в конвертере с кислородной продувкой и одна плавка известной марки в 50-тонной электродуговой печи и прокатаны в листы толщиной 20-50 мм с температуры нагрева 1000 и 1200°С.3 melts of 120 tons of the inventive steel were smelted in an oxygen-blown converter and one melting of a well-known brand in a 50-ton electric arc furnace and rolled into sheets with a thickness of 20-50 mm from a heating temperature of 1000 and 1200 ° C.

Листы заявляемой и известной стали подвергнуты аустенизации при температуре 1030÷1050°С с последующим охлаждением на воздухе.The sheets of the claimed and known steel were austenitized at a temperature of 1030 ÷ 1050 ° C, followed by cooling in air.

После охлаждения производился визуальный осмотр листов и отбор проб для механических и металлографических испытаний и определения сварочно-технологических свойств. Химический состав заявляемой и известной марок приведены в таблице 1, результаты испытаний - в таблице 2.After cooling, a visual inspection of the sheets and sampling for mechanical and metallographic tests and determination of welding and technological properties were performed. The chemical composition of the claimed and known brands are shown in table 1, the test results in table 2.

Как видно из таблицы 2, заявляемая сталь обладает более высокой пластичностью при горячем деформировании, имеет более мелкозернистую структуру и обладает повышенными сварочно-технологическими свойствами.As can be seen from table 2, the inventive steel has a higher ductility during hot deformation, has a finer-grained structure and has improved welding and technological properties.

Ожидаемый технико-экономический эффект от использования заявляемой стали выразится в повышении выхода годного металла при горячем деформировании, значительном уменьшении затрат по устранению дефектов на поверхности листов и сварных соединениях, а также в увеличении срока службы и надежности изделий.The expected technical and economic effect from the use of the inventive steel will be expressed in increasing the yield of metal during hot deformation, a significant reduction in the cost of eliminating defects on the surface of sheets and welded joints, as well as in increasing the service life and reliability of the products.

Таблица 1
Химический состав заявляемой и известной марок стали
Table 1
The chemical composition of the claimed and known steel grades
СтальSteel Условный № плавкиConventional No. of swimming trunks Содержание элементов, мас.%The content of elements, wt.% СFROM SiSi MnMn CrCr NiNi NbNb VV TiTi SS SnSn PbPb

Figure 00000004
Figure 00000004
Figure 00000003
Figure 00000003
Заявляемая стальDeclare Steel 1one 0,050.05 0,400.40 1,81.8 17,517.5 8,08.0 0,040.04 0,070,07 0,10.1 0,0010.001 0,0080.008 0,0040.004 4,24.2 1,781.78 22 0,080.08 0,60.6 1,01,0 19,019.0 8,58.5 0,030,03 0,050.05 0,050.05 0,00150.0015 0,0120.012 0,0030.003 1,61,6 2,02.0 33 0,100.10 0,80.8 1,51,5 17,917.9 9,09.0 0,060.06 0,020.02 0,150.15 0,0020.002 0,0150.015 0,0020.002 2,32,3 1,701.70 ИзвестнаяFamous 4four 0,070,07 0,070,07 1,91.9 17,217,2 10,010.0 -- -- -- 0,0180.018 0,0020.002 0,050.05 -- 1,4451,445 Примечание. Химический состав определялся на 5 плавках заявляемой стали общей массой 621 т и 8 плавках известной стали общей массой 456 т.Note. The chemical composition was determined on 5 heats of the inventive steel with a total mass of 621 tons and 8 heats of known steel with a total weight of 456 tons

Таблица 2
Свойства заявляемой и известной марок стали
table 2
Properties of the claimed and well-known steel grades
СтальSteel Условный № плавкиConventional No. of swimming trunks Механические свойстваMechanical properties Технологическая пластичность, %Technological plasticity,% № зернаGrain number Сварочно-технологические
свойства на жестких пробах
Welding and technological
hard sample properties
σв σ in σ0,2 σ 0.2 δ5 δ 5 ψψ 1200°С1200 ° C 1000°С1000 ° C н/мм2 n / mm 2 н/мм2 n / mm 2 %% %% ЗаявляемаяDeclared 1one 620620 250250 5858 6565 5858 6060 66 Трещин нетNo cracks 22 630630 258258 5656 640640 5252 7070 4four -«-- "- 33 640640 265265 5454 6262 6060 5555 77 -«-- "- ИзвестнаяFamous 4four 580580 220220 5151 3535 3535 4040 22 МикротрещиныMicrocracks Примечание. 1. Приведены средние значения механических свойств по результатам испытаний 4-х образцов от каждого листа.
2. Технологическая пластичность оценивалась визуально по появлению мелких трещин на поверхности листов в процессе горячей деформации.
Note. 1. The average values of mechanical properties are given according to the test results of 4 samples from each sheet.
2. Technological plasticity was evaluated visually by the appearance of small cracks on the surface of the sheets during hot deformation.

Claims (1)

Аустенитная коррозионно-стойкая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит титан, ниобий, ванадий, серу, олово и свинец при следующем соотношении компонентов, мас.%:
углерод 0,05÷0,1 кремний 0,4÷0,8 марганец 1,0÷1,8 хром 17,5÷19 никель 8,0÷9,0 титан 0,05÷0,15 ниобий 0,03÷0,06 ванадий 0,02÷0,07 сера ≤0,002 олово ≤0,015 свинец ≤0,004 железо остальное

при этом соблюдаются следующие условия:
отношение суммарного содержания титана, ниобия и ванадия к углероду не менее 1,6
Figure 00000005
,
a отношение содержания хрома к суммарному содержанию никеля и марганца находится в пределах 1,7÷2,0
Figure 00000006
.
Austenitic corrosion-resistant steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel and iron, characterized in that it additionally contains titanium, niobium, vanadium, sulfur, tin and lead in the following ratio, wt.%:
carbon 0.05 ÷ 0.1 silicon 0.4 ÷ 0.8 manganese 1,0 ÷ 1,8 chromium 17.5 ÷ 19 nickel 8.0 ÷ 9.0 titanium 0.05 ÷ 0.15 niobium 0.03 ÷ 0.06 vanadium 0.02 ÷ 0.07 sulfur ≤0.002 tin ≤0.015 lead ≤0.004 iron rest

the following conditions are met:
the ratio of the total content of titanium, niobium and vanadium to carbon is not less than 1.6
Figure 00000005
,
a ratio of chromium to total nickel and manganese is in the range 1.7 ÷ 2.0
Figure 00000006
.
RU2007125101/02A 2007-07-02 2007-07-02 Austenitic corrosion-resistant steel RU2359064C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007125101/02A RU2359064C2 (en) 2007-07-02 2007-07-02 Austenitic corrosion-resistant steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007125101/02A RU2359064C2 (en) 2007-07-02 2007-07-02 Austenitic corrosion-resistant steel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007125101A RU2007125101A (en) 2009-01-10
RU2359064C2 true RU2359064C2 (en) 2009-06-20

Family

ID=40373898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007125101/02A RU2359064C2 (en) 2007-07-02 2007-07-02 Austenitic corrosion-resistant steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2359064C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007125101A (en) 2009-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101690441B1 (en) Ferritic stainless steel sheet having excellent heat resistance
JP4852857B2 (en) Ferritic / austenitic stainless steel sheet with excellent stretch formability and crevice corrosion resistance
KR102154217B1 (en) Welded structural members
US9243306B2 (en) Ferritic stainless steel sheet excellent in oxidation resistance
EP2885440A1 (en) High-chromium heat-resistant steel
WO2014045553A1 (en) Wear-resistant steel plate having excellent low-temperature toughness and corrosion wear resistance
WO2006109664A1 (en) Ferritic heat-resistant steel
WO2018105510A1 (en) High mn steel sheet and method for producing same
TW201333223A (en) Duplex stainless steel, duplex stainless steel slab, and duplex stainless steel material
JP2007270290A (en) Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of weld zone
JP6018364B2 (en) Duplex stainless steel for chemical tankers with excellent linear heatability
JP2021036077A (en) HIGH-Mn STEEL
JP6842257B2 (en) Fe-Ni-Cr-Mo alloy and its manufacturing method
KR101534424B1 (en) Forged steel material for nuclear power generation devices, and welded structure for nuclear power generation devices
JP5677819B2 (en) Ferritic stainless steel plate with excellent oxidation resistance
EP3437790B1 (en) Welded structural member
JP5836619B2 (en) Duplex stainless steel with good acid resistance
RU2359064C2 (en) Austenitic corrosion-resistant steel
JP4241431B2 (en) Ferritic stainless steel
JP3449282B2 (en) Austenitic stainless steel with excellent high-temperature strength and ductility
CN112513309B (en) Steel sheet and method for producing same
JP6638551B2 (en) Austenitic heat-resistant steel weld metal and welded joint having the same
RU2437746C1 (en) Composition of wise for automated assembly
JP6597449B2 (en) Abrasion-resistant steel plate and method for producing the same
JP2022151087A (en) Ferritic stainless steel sheet

Legal Events

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

Effective date: 20110703

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130520

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190703