RU2627080C1 - Плакированная высокопрочная коррозионно-стойкая сталь - Google Patents
Плакированная высокопрочная коррозионно-стойкая сталь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2627080C1 RU2627080C1 RU2016125666A RU2016125666A RU2627080C1 RU 2627080 C1 RU2627080 C1 RU 2627080C1 RU 2016125666 A RU2016125666 A RU 2016125666A RU 2016125666 A RU2016125666 A RU 2016125666A RU 2627080 C1 RU2627080 C1 RU 2627080C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- strength
- corrosion
- niobium
- carbon
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/18—Layered products comprising a layer of metal comprising iron or steel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочной коррозионно-стойкой плакированной стали, используемой для изготовления сварных конструкций и оборудования, применяемых в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, коксохимической и других отраслях промышленности. Плакированная сталь состоит из плакирующего слоя, выполненного из коррозионно-стойкой аустенитной стали, и основного слоя, выполненного из низкоуглеродистой высокопрочной микролегированной стали. Сталь основного слоя содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: С 0,070-0,120, Si 0,10-0,50, Mn 0,5-2,0, Р ≤0,03, S ≤0,005, Al 0,015-0,09, Nb 0,04-0,08, Ti 0,02-0,04, Cr ≤0,50, N ≤0,01, V 0,03-0,06, В 0,002-0,005, железо и неизбежные примеси остальное. Содержания титана и азота, ниобия и углерода связаны зависимостями: [Ti]/[N]=4-8 и [Nb]⋅[C]=0,004-0,008. Обеспечивается требуемый комплекс технологических и служебных свойств, а именно сплошность и прочность соединения слоев - не менее 450 Н/мм2, прочность - не менее 850 Н/мм2, хладостойкость KCU-70°C - не менее 80 Дж/см2, коррозионная стойкость, свариваемость и пластичность. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, к высокопрочной коррозионно-стойкой плакированной стали, используемой для изготовления сварных конструкций и оборудования, применяемых в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, коксохимической и других отраслях промышленности.
Основные требования, предъявляемые к указанной стали: коррозионная стойкость, высокое качество соединения слоев, удовлетворительная свариваемость, а также прочность, пластичность, вязкость и хладостойкость.
Известна двухслойная высокопрочная коррозионно-стойкая сталь, основной слой которой выполнен из стали, содержащей, мас. %: углерод 0,08-0,1; кремний 0,17-0,37; марганец 0,3-0,6; хром 0,6-0,9; никель 2,0-3,0; медь 0,4-0,7; молибден 0,35-0,45; алюминий 0,02-0,06; ниобий 0,02-0,05; сера 0,001-0,01; фосфор 0,001-0,015, железо остальное, а плакирующий слой выполнен из стали, содержащей, мас. %: углерод 0,01-0,12; кремний 0,2-0,8; марганец 1,3-2,5; хром 17,0-20,5; никель 8,0-11,5; ниобий 0,7-1,2; железо остальное при условии, что толщина плакирующего слоя составит 5,7-16,7% от общей толщины биметалла. Сталь обеспечивает уровень прочности σ0,2 не менее 590 Н/мм2 и сопротивляемость хрупким разрушениям. (Патент RU 2016912, МПК С22С 38/48, В32В 15/14, опубликован 30.07.1994.)
Недостаток данной двухслойной стали заключается в том, что сталь при высокой степени легирования и стоимости стали основного слоя имеет относительно невысокие показатели прочности: σB не более 795 Н/мм2, σ0,2 не более 750 Н/мм2, свариваемости и хладостойкости.
Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является плакированная сталь с плакирующем слоем из аустенитной коррозионно-стойкой стали с высокими значениями коррозионной стойкости и низкотемпературной ударной вязкостью основного металла и зоны термического влияния сварного соединения.
Плакирующий слой выполнен из аустенитной коррозионно-стойкой стали, а основной слой выполнен из стали, содержащей, мас. %: С 0,02-0,10, Si 0,10-0,50, Мn 0,75-1,80, Р 0,015 или меньше, S 0,003 или меньше, Сu 0,01-0,50, Ni 0,01-0,45, Сr 0,01-0,50, Мо 0,01-0,50, Nb 0,005-0,08, Ti 0,005-0,030, N 0,0010-0,0060 Al 0,070 или менее, Са 0,0010-0,0040, Fe и неизбежные примеси - остальное.
Сталь имеет следующий комплекс свойств прочностные характеристики стали основного слоя: σв не более 670 МПа, σ0,2 не более 538 МПа, прочность соединения слоев не более 411 МПа. (Заявка JP 2015105399 (А), МПК В32В 15/01, С22С 38/00, C21D 8/02, опубликован 08.06.2015 – прототип.)
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является получение плакированных сталей нового поколения с основным слоем из высокопрочной микролегированной стали и плакирующим слоем из коррозионно-стойкой аустенитной стали.
Техническим результатом изобретения является одновременное обеспечение высокого и стабильного комплекса свойств: прочности, пластичности, хладостойкости, коррозионной стойкости, прочности и сплошности соединения слоев, свариваемости.
Технический результат достигается тем, что в плакированной высокопрочной коррозионно-стойкой стали, состоящей из плакирующего слоя, выполненного из коррозионно-стойкой аустенитной стали и основного слоя, выполненного из низкоуглеродистой высокопрочной микролегированной стали, содержащей углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, алюминий, ниобий, титан, хром, азот, железо и неизбежные примеси, согласно изобретению, сталь основного слоя дополнительно содержит ванадий и бор при следующем соотношении компонентов, мас. %:
С | 0,070-0,120 |
Si | 0,10-0,50 |
Мn | 0,5-2,0 |
Р | ≤0,03 |
S | ≤0,005 |
Аl | 0,015-0,09 |
Nb | 0,04-0,08 |
Ti | 0,02-0,04 |
Cr | ≤0,50 |
N | ≤0,01 |
V | 0,03-0,06 |
В | 0,002-0,005 |
железо и неизбежные примеси | остальное |
при этом содержание титана и азота, ниобия и углерода связано зависимостями: [Ti]/[N]=4-8, [Nb]⋅[C]=0,004-0,008.
Сущность изобретения состоит в следующем. Определенный химический состав стали обеспечивает прочность, пластичность, хладостойкость, коррозионную стойкость, прочность соединения слоев и свариваемость.
Одновременное повышение прочностных характеристик и получения хорошей свариваемости и прочность соединения слоев связано с содержанием углерода. Содержания менее 0,07% приводит к снижению прочностных характеристик, а превышение 0,12% к ухудшению свариваемости.
Для обеспечения высокого уровня прочностных характеристик используют систему микролегирования ниобием, ванадием, титаном и бором, особенностью таких сталей является реализация механизмов упрочнения, связанных с формированием карбонитридных выделений разной дисперсности.
Содержание ванадия (0,03-0,06%) способствует получению высоких значений предела текучести, прочности и хладостойкости. Ограничение верхнего предела диктуется экономическими соображениями, так как дальнейшее повышение концентрации в стали не приводит к повышению значений предела текучести и прочности.
Содержание ниобия в пределах (0,04-0,08%) приводит к измельчению зерна, что способствует получению высоких значений предела текучести, прочности и хладостойкости. Верхний предел содержания ниобия связан ограничением по углероду соотношением [Nb]⋅[C]=0,004-0,008. Поддержание указанного диапазона произведения концентраций связано с необходимостью полного растворения карбида (карбонитрида) ниобия перед прокаткой и формирования в процессе прокатки выделений NbC определенной дисперсности.
Содержание титана (0,02-0,04%) влияет на формирование мелкозернистой структуры стали и сварного соединения, связывает свободный азот, оказывая положительное влияние на прочность и вязкость стали, повышая эффективность ниобия с точки зрения измельчения зерна тем в большей степени, чем ниже содержание азота в карбонитриде ниобия. В то же время способность титана снижать эффективность дисперсионного твердения стали в связи с тем, что выделения его нитрида могут являться подложкой для последующего выделения на них карбида ниобия. Это снижает количество обособленных наноразмерных частиц карбонитридов ниобия и ванадия и, соответственно, эффективность измельчения зерна и дисперсионного твердения. Кроме того, титан, образуя нитриды, предотвращает образование нитридов бора [Ti]/[N]=4-8. Этим вызвано необходимое минимальное содержание титана относительно азота, верхний предел связан с ограничением образования выделений TiN больших размеров, которые оказывают негативное влияние на прочность.
Содержание бора в предлагаемых пределах (0,002-0,005%) способствует стабилизации аустенита, протеканию необходимых структурных превращений, получению мелкозернистой структуры и, соответственно, высоких значений предела текучести и прочности, но при превышении снижает пластичность стали.
Ограничение содержания серы (≤0,005%), фосфора (≤0,03%) положительно сказывается на хладостойкости и пластичности.
Содержание алюминия (0,015-0,09%) определяется необходимой степенью раскисленности стали. Ограничение содержания связано с предупреждением образования неметаллических включений типа КАНВ.
Для одновременного повышения прочностных характеристик, получения хорошей пластичности и свариваемости целесообразно ограничение содержания марганца (0,5-2,0%), хрома (≤0,5%) и кремния (0,10-0,50%).
Содержание азота следует ограничить 0,01%, что является благоприятным фактором для повышения прочности стали, поскольку увеличивает термодинамическую активность и долю титана, участвующего в образовании комплексных карбидных выделений.
Примеры осуществления изобретения
Для подтверждения заявленного технического результата было исследовано 6 составов стали основного слоя, из которых изготовили образцы для исследования химического состава и механических свойств и 6 образцов стали основного слоя с плакирующим для испытания прочности и сплошности соединения слоев.
Сталь выплавляли в вакуумной индукционной печи. Горячую прокатку заготовок осуществляли на лабораторном прокатном стане ДУО 300. Прокатку производили за 6-10 проходов. Прокатанные полосы быстро охлаждали до температуры смотки, затем помещали в печь, нагретую до этой температуры, и охлаждали до комнатной температуры с печью, таким образом имитируя охлаждение смотанной в рулон полосы.
Плакирование образцов стали основного слоя осуществляли методом электрошлаковой наплавки коррозионно-стойкой аустенитной сталью Х18Н10Б.
Из полученных образцов проката отбирали пробы для проведения анализа микроструктуры и испытания механических свойств, а также углеродный эквивалент, характеризующий свариваемость стали. Результаты исследований представлены в таблицах 1 и 2.
Как следует из данных таблиц 1 и 2, все полученные экспериментальные образцы стали заявленного состава характеризуются высоким комплексом показателей: прочностью соединения слоев - не менее 450 Н/мм2; свариваемостью; прочностью - не менее 850 Н/мм2; пластичностью; хладостойкостью KCU-70°C - не менее 80 Дж/см2; коррозионной стойкостью, что свидетельствует о достижении заявленного технического результата.
Claims (3)
- Плакированная высокопрочная коррозионно-стойкая сталь, состоящая из плакирующего слоя, выполненного из коррозионно-стойкой аустенитной стали, и основного слоя, выполненного из низкоуглеродистой высокопрочной микролегированной стали, содержащей углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, алюминий, ниобий, титан, хром, азот, железо и неизбежные примеси, отличающаяся тем, что сталь основного слоя дополнительно содержит ванадий и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
С 0,070-0,120 Si 0,10-0,50 Mn 0,5-2,0 Р ≤0,03 S ≤0,005 Al 0,015-0,09 Nb 0,04-0,08 Ti 0,02-0,04 Cr ≤0,50 N ≤0,01 V 0,03-0,06 В 0,002-0,005 железо и неизбежные примеси остальное - при этом содержание титана и азота, ниобия и углерода связано зависимостями: [Ti]/[N]=4-8 и [Nb]⋅[C]=0,004-0,008.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016125666A RU2627080C1 (ru) | 2016-06-28 | 2016-06-28 | Плакированная высокопрочная коррозионно-стойкая сталь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016125666A RU2627080C1 (ru) | 2016-06-28 | 2016-06-28 | Плакированная высокопрочная коррозионно-стойкая сталь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2627080C1 true RU2627080C1 (ru) | 2017-08-03 |
Family
ID=59632339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016125666A RU2627080C1 (ru) | 2016-06-28 | 2016-06-28 | Плакированная высокопрочная коррозионно-стойкая сталь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2627080C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4736884A (en) * | 1985-07-15 | 1988-04-12 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing high-strength clad steel plate excellent in corrosion resistance |
US4784922A (en) * | 1985-10-11 | 1988-11-15 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | Corrosion-resistant clad steel and method for producing the same |
RU2206631C2 (ru) * | 2001-07-10 | 2003-06-20 | Закрытое акционерное общество "ТРАНСКОМ" | Плакированный стальной сортовой прокат для армирования бетона и способ его изготовления |
RU2225793C2 (ru) * | 2002-04-29 | 2004-03-20 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Плакированная коррозионностойкая сталь и изделие, выполненное из неё |
EP2050532B1 (en) * | 2006-07-27 | 2016-06-15 | The University of Tokyo | Multilayer steel and method for producing multilayer steel |
-
2016
- 2016-06-28 RU RU2016125666A patent/RU2627080C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4736884A (en) * | 1985-07-15 | 1988-04-12 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing high-strength clad steel plate excellent in corrosion resistance |
US4784922A (en) * | 1985-10-11 | 1988-11-15 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | Corrosion-resistant clad steel and method for producing the same |
RU2206631C2 (ru) * | 2001-07-10 | 2003-06-20 | Закрытое акционерное общество "ТРАНСКОМ" | Плакированный стальной сортовой прокат для армирования бетона и способ его изготовления |
RU2225793C2 (ru) * | 2002-04-29 | 2004-03-20 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Плакированная коррозионностойкая сталь и изделие, выполненное из неё |
EP2050532B1 (en) * | 2006-07-27 | 2016-06-15 | The University of Tokyo | Multilayer steel and method for producing multilayer steel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108463340B (zh) | 具有优异的可成形性的高强度钢板及其制造方法 | |
CA2767439C (en) | High-strength steel sheet and method for manufacturing the same | |
JP6418358B1 (ja) | 高Mn鋼板およびその製造方法 | |
JP5871109B1 (ja) | 厚鋼板及びその製造方法 | |
JP2022160585A (ja) | 冷間圧延鋼板及びその製造方法 | |
KR102548555B1 (ko) | 냉간 압연 및 열 처리된 강판 및 냉간 압연 및 열 처리된 강판의 제조 방법 | |
WO2015093321A1 (ja) | H形鋼及びその製造方法 | |
JP2012184500A (ja) | 溶接熱影響部の低温靭性に優れた高張力鋼板およびその製造方法 | |
JP6265108B2 (ja) | 冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板およびその製造方法 | |
JP2012207237A (ja) | 多層盛溶接部の靭性に優れた降伏強さ500MPa級厚鋼板およびその製造方法 | |
EP3722448B1 (en) | High-mn steel and method for manufacturing same | |
CA3135141A1 (en) | High-hardness steel product and method of manufacturing the same | |
KR20120121811A (ko) | 고강도 강판 및 그 제조 방법 | |
JP2015183279A (ja) | 脆性亀裂伝播停止特性に優れる船舶用、海洋構造物用および水圧鉄管用厚鋼板およびその製造方法 | |
JP6103160B1 (ja) | 高強度薄鋼板およびその製造方法 | |
US20220186335A1 (en) | Ultra-high strength steel sheet having excellent shear workability and method for manufacturing same | |
JP2018502213A (ja) | 冷間圧延高強度低合金鋼 | |
JP6277679B2 (ja) | 耐ガス切断割れ性および大入熱溶接部靭性が優れた高張力鋼板 | |
RU2627080C1 (ru) | Плакированная высокопрочная коррозионно-стойкая сталь | |
RU2602585C1 (ru) | Плакированная высокопрочная коррозионно-стойкая сталь | |
JP4250113B2 (ja) | 耐震性と溶接性に優れた鋼板の製造方法 | |
JP2001020035A (ja) | 耐食性と耐腐食疲労特性に優れた構造用鋼とその製造方法 | |
JPWO2021117382A1 (ja) | 鋼板およびその製造方法 | |
RU2362814C2 (ru) | Низколегированная сталь и изделие, выполненное из нее | |
JP5151510B2 (ja) | 低温靭性、亀裂伝搬停止特性に優れた高張力鋼の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180125 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190629 |