RU2773227C1 - Heat- and radiation-resistant steel - Google Patents
Heat- and radiation-resistant steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2773227C1 RU2773227C1 RU2021104201A RU2021104201A RU2773227C1 RU 2773227 C1 RU2773227 C1 RU 2773227C1 RU 2021104201 A RU2021104201 A RU 2021104201A RU 2021104201 A RU2021104201 A RU 2021104201A RU 2773227 C1 RU2773227 C1 RU 2773227C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- radiation
- phosphorus
- steel
- bismuth
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 26
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 9
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium(0) Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 7
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 7
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N tin hydride Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 125000004435 hydrogen atoms Chemical class [H]* 0.000 claims abstract 3
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N Neodymium Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 4
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910000529 magnetic ferrite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- -1 niobium carbides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности, к составам сталей для основного оборудования атомных энергетических установок и может быть использовано для корпусов во до-водяных энергетических реакторов.The invention relates to the field of metallurgy, in particular, to the composition of steels for the main equipment of nuclear power plants and can be used for housing water-cooled power reactors.
Известны стали, применяемые для указанной цели, например стали типа Fe-Cr-(Ni)-Mo-V (патенты №2139952, №2166559, №2397272, №2441939, №2448196, №2009261), Fe-Cr-W-V (например RU 2135623 С1) и другие аналогичные стали, описанные в научно-технической и патентной литературе, однако они имеют недостаточный механические и вязко-пластические свойства.Steels used for this purpose are known, for example, steels of the Fe-Cr-(Ni)-Mo-V type (patents No. 2139952, No. 2166559, No. 2397272, No. 2441939, No. 2448196, No. RU 2135623 C1) and other similar steels described in the scientific, technical and patent literature, however, they have insufficient mechanical and ductile properties.
Наиболее близкой к рассматриваемой стали является сталь, имеющая следующий состав (% масс.):Closest to the considered steel is steel having the following composition (wt %):
(RU 0002634867, опубликовано 07.11.2017)(RU 0002634867, published 07.11.2017)
Известная сталь имеет высокие характеристики прочности и теплостойкости, однако обеспечивает максимальную температуру эксплуатации 350°С.Known steel has high characteristics of strength and heat resistance, however, provides a maximum operating temperature of 350°C.
С целью повышения температуры эксплуатации до 400°С при улучшении прочностных и вязко-пластических характеристик были внесены следующие изменения: изменены пределы содержания углерода, хрома, никеля, марганца, кремния, молибдена, ванадия; в качестве компонента системы легирования введен бор; для микролегирования и модифицирования с использованием циркония, ниобия и редкоземельных металлов изменены пределы содержания элементов (Nb, Zr, РЗМ) и расширен список используемых РЗМ (введены лантан и церий).In order to increase the operating temperature to 400°C while improving the strength and viscous-plastic characteristics, the following changes were made: the limits for the content of carbon, chromium, nickel, manganese, silicon, molybdenum, vanadium were changed; boron was introduced as a component of the doping system; for microalloying and modification using zirconium, niobium and rare earth metals, the limits of the content of elements (Nb, Zr, REM) have been changed and the list of REMs used has been expanded (lanthanum and cerium have been introduced).
Задачей изобретения является создание теплостойкой и радиационно-стойкой стали с улучшенными прочностными характеристиками, повышенной температурой эксплуатации, высокими вязко-пластическими свойствами, высоким сопротивлением тепловому и радиационному охрупчиванию, для обеспечения повышения эксплуатационной надежности, безопасности и ресурса работы корпусов реакторов атомных энергетических установок АЭУ, роторов турбин и корпусного оборудования для химической и нефтехимической промышленности.The objective of the invention is to create a heat-resistant and radiation-resistant steel with improved strength characteristics, increased operating temperature, high viscous-plastic properties, high resistance to thermal and radiation embrittlement, to ensure increased operational reliability, safety and service life of nuclear power plant reactor vessels, rotors turbines and hull equipment for the chemical and petrochemical industries.
Технический результат - повышение уровня прочностных свойств, увеличение прокаливаемости для стабильного получения высокого уровня свойств для заготовок сечением свыше 600 мм, повышение температуры эксплуатации до 400°С, при гарантированном обеспечение низких значений критической температуры хрупкости Тк (не выше -60°С в исходном состоянии), повышение стойкости к охрупчиванию при термическом воздействии, стойкости к радиационному охрупчиванию и обеспечение благоприятной эволюции структуры по всему циклу горячего передела, что достигается оптимизацией содержания основных легирующих элементов, повышением требований к чистоте по вредным элементам (сера, фосфор, "цветные" примеси), снижением минимально допустимых содержаний кремния и марганца, нормированием содержания кислорода, азота, бора и водорода и выбором определенного суммарного содержания фосфора, мышьяка сурьмы, олова, висмута и свинца при следующем соотношении компонентов, масс. %: (P+As+Sb+Sn+Bi+Pb≤0,008).EFFECT: increase in the level of strength properties, increase in hardenability for stable obtaining of a high level of properties for workpieces with a cross section of more than 600 mm, increase in operating temperature up to 400°C, with guaranteed low values of the critical brittleness temperature T k (not higher than -60°C in the initial state), increasing resistance to embrittlement under thermal exposure, resistance to radiation embrittlement and ensuring a favorable evolution of the structure throughout the cycle of hot processing, which is achieved by optimizing the content of the main alloying elements, increasing the requirements for purity for harmful elements (sulfur, phosphorus, "color" impurities ), reducing the minimum allowable content of silicon and manganese, normalizing the content of oxygen, nitrogen, boron and hydrogen and choosing a certain total content of phosphorus, arsenic, antimony, tin, bismuth and lead in the following ratio of components, wt. %: (P+As+Sb+Sn+Bi+Pb≤0.008).
Технический результат достигается тем, что в предлагаемой стали изменены пределы содержания углерода, хрома, никеля, марганца, кремния, молибдена, ванадия; в качестве компонента системы легирования введен бор, а для микролегирования и модифицирования изменены пределы содержания элементов (Nb, Zr, РЗМ) и расширен список используемых РЗМ (введены лантан и церий): углерод 0,12-0,15%; кремний 0,18-0,25%; марганец 0,25-0,40%; хром 2,2-2,3%; никель 1,4-1,5%; молибден 0,50-0,7%; ванадий 0,11-0,12%; азот 0,0001-0,0080%; кислород 0,0001-0,0030%; водород 0,00001-0,00012%; медь 0,005-0,03%; кобальт 0,001-0,03%; сера 0,0005-0,003%; фосфор 0,0005-0,004%; мышьяк 0,001-0,004%; сурьма 0,001-0,004%; олово 0,001-0,004%; висмут 0,001-0,004%; свинец 0,001-0,004%; алюминий 0,015-0,035%; бор 0,001-0,003%; железо - остальное.The technical result is achieved by the fact that the proposed steel changed the limits of the content of carbon, chromium, Nickel, manganese, silicon, molybdenum, vanadium; boron was introduced as a component of the alloying system, and for microalloying and modification, the limits of the content of elements (Nb, Zr, REM) were changed and the list of REMs used was expanded (lanthanum and cerium were introduced): carbon 0.12-0.15%; silicon 0.18-0.25%; manganese 0.25-0.40%; chromium 2.2-2.3%; nickel 1.4-1.5%; molybdenum 0.50-0.7%; vanadium 0.11-0.12%; nitrogen 0.0001-0.0080%; oxygen 0.0001-0.0030%; hydrogen 0.00001-0.00012%; copper 0.005-0.03%; cobalt 0.001-0.03%; sulfur 0.0005-0.003%; phosphorus 0.0005-0.004%; arsenic 0.001-0.004%; antimony 0.001-0.004%; tin 0.001-0.004%; bismuth 0.001-0.004%; lead 0.001-0.004%; aluminum 0.015-0.035%; boron 0.001-0.003%; iron - the rest.
Изменение пределов содержания, основных легирующих элементов обеспечивает повышение прочностных и вязко-пластических свойств, улучшение теплостойкости увеличение прокаливаемости.Changing the limits of the content, the main alloying elements provides an increase in strength and visco-plastic properties, an improvement in heat resistance, an increase in hardenability.
Содержание ванадия в пределах 0,11-0,12% обеспечивает эффективное дисперсионное упрочнение стали карбидами типа МС что приводит к повышению прочностных свойств и теплостойкости.The content of vanadium in the range of 0.11-0.12% provides effective dispersion hardening of steel with MC-type carbides, which leads to an increase in strength properties and heat resistance.
При содержании ниобия в пределах 0,005-0,1%) его карбиды частично растворяются при температуре аустенизации и выделяются при отпуске, обеспечивая эффективное дисперсионное твердение, а частично остаются нерастворенными, контролируя границы зерен и обеспечивая мелкозернистую структуру. В процессе горячей деформации карбиды ниобия позволяют эффективно контролировать границы зерен и субзерен.When the content of niobium is in the range of 0.005-0.1%), its carbides partially dissolve at the austenitization temperature and precipitate during tempering, providing effective precipitation hardening, and partially remain undissolved, controlling the grain boundaries and providing a fine-grained structure. In the process of hot deformation, niobium carbides allow effective control of grain and subgrain boundaries.
Содержание кремния и марганца оптимизировано с точки зрения баланса прочностных, вязко-пластических свойств, прокаливаемости и свариваемости.The content of silicon and manganese is optimized from the point of view of the balance of strength, viscous-plastic properties, hardenability and weldability.
Содержание бора в диапазоне 0,001-0,003%) в присутствии элементов 4 группы (цирконий, и др.) обеспечивает эффективное насыщение бором твердого раствора и подавление выделения доэвтектоидного феррита в процессе охлаждения а так же модифицирует карбиды типа М23С6 и М6С3, уменьшая их размеры и снижая склонность к коагуляции и коалесценции, при этом не образуется легкоплавких эвтектик, ухудшающих ковкость.The content of boron in the range of 0.001-0.003%) in the presence of elements of the 4th group (zirconium, etc.) provides effective saturation of the solid solution with boron and suppression of the release of hypoeutectoid ferrite during cooling, and also modifies carbides of the M 23 C 6 and M 6 C 3 types , reducing their size and reducing the tendency to coagulation and coalescence, while no fusible eutectics are formed that impair ductility.
В целом выбранная система легирования обеспечивает оптимальные для получения требуемого комплекса свойств температуры закалки и отпуска, а так же обеспечивает высокую (свыше 600 мм) бейнитную прокаливаемость, при этом в структуре стали практически отсутствует доэвтектоидный феррит и верхний бейнит, снижающие прочностные и вязко-пластические свойства стали.In general, the selected alloying system provides optimal quenching and tempering temperatures for obtaining the required set of properties, and also provides high (over 600 mm) bainitic hardenability, while the steel structure is practically free of hypoeutectoid ferrite and upper bainite, which reduce strength and tough-plastic properties become.
Ограничение индивидуального и суммарного количества вредных элементов обеспечивает повышение комплекса вязко-пластических свойств, гарантирует обеспечение низких значений критической температуры хрупкости Тк и снижает чувствительность стали к тепловому и радиационному охрупчиванию.Limitation of the individual and total amount of harmful elements provides an increase in the complex of viscous-plastic properties, ensures low values of the critical brittleness temperature Tk and reduces the sensitivity of steel to thermal and radiation embrittlement.
Нормирование содержания кислорода, азота и водорода обеспечивает высокую стабильность свойств, снижение чувствительности к флокенообразованию, стабилизирует эффект микролегирования и модифицирования стали.Rationing the content of oxygen, nitrogen and hydrogen ensures high stability of properties, reduced sensitivity to flocking, stabilizes the effect of microalloying and modification of steel.
Введение добавок таких сильных раскислителей и модификаторов, как Nb, Zr, Y, Nd, Pr, La, Се создает возможность дополнительного глубокого рафинирования металла от газов и неметаллических включений. При этом остаточные неметаллические включения (преимущественно, комплексные оксисульфиды) имеют малый размер (≈1-2 мкм), благоприятную глобулярную морфологию и равномерное распределение. За счет этого улучшается однородность материала, уменьшается анизотропия и количество внутренних дефектов, повышаются механические свойства стали. При содержании Nb, Zr и редкоземельных металлов менее 0,015% эффект раскисления и модифицирования стали нестабилен, при содержании их более 0,05% для Zr, 0,07% для РЗМ и 0,1% для Nb, соответственно проявляется отрицательное влияние этих элементов из-за усиления структурной и химической неоднородности металла. Введение оптимальных количеств Zr обеспечивает получение мелкозернистой структуры, а введение редкоземельных металлов, повышает стойкость стали к радиационному и тепловому охрупчиванию, как за счет снижения мобильности фосфора и других вредных примесей, так и за счет специфического взаимодействия элементов с большим атомным радиусом с радиационными дефектами. Введение ниобия, наряду с ранее перечисленными элементами обеспечивает получение мелкозернистой структуры уже в процессе горячей деформации и дальнейшую благоприятную эволюцию зеренной структуры стали при ТО. Снижению содержания неметаллических включений способствует также ограничение содержания серы до уровня, стабильно обеспечиваемого современными металлургическими процессами.The introduction of additives of such strong deoxidizers and modifiers as Nb, Zr, Y, Nd, Pr, La, Ce creates the possibility of additional deep refining of the metal from gases and non-metallic inclusions. At the same time, residual non-metallic inclusions (mainly complex oxysulfides) have a small size (≈1-2 μm), a favorable globular morphology, and a uniform distribution. Due to this, the homogeneity of the material is improved, the anisotropy and the number of internal defects are reduced, and the mechanical properties of the steel are increased. When the content of Nb, Zr and rare earth metals is less than 0.015%, the effect of deoxidation and modification of steel is unstable; - for strengthening the structural and chemical heterogeneity of the metal. The introduction of optimal amounts of Zr provides a fine-grained structure, and the introduction of rare earth metals increases the resistance of steel to radiation and thermal embrittlement, both by reducing the mobility of phosphorus and other harmful impurities, and due to the specific interaction of elements with a large atomic radius with radiation defects. The introduction of niobium, along with the previously listed elements, provides a fine-grained structure already in the process of hot deformation and a further favorable evolution of the steel grain structure during HT. The reduction in the content of non-metallic inclusions is also facilitated by limiting the sulfur content to a level that is stably provided by modern metallurgical processes.
Предлагаемая сталь после соответствующей термической обработки обеспечивает требуемый уровень и стабильность важнейших физико-механических свойств, определяющих работоспособность материала.The proposed steel, after appropriate heat treatment, provides the required level and stability of the most important physical and mechanical properties that determine the performance of the material.
Так, заявляемая сталь обеспечивает категорию прочности КП55 и более при температуре до 400°С и имеет критическую температуру Тк не выше минус 60°С. Высокие прочностные характеристики предлагаемой стали в сечениях до 600 мм позволят изготавливать из нее корпуса реакторов перспективных проектов с рабочей температурой до 400°С и выше, и корпусное оборудование для химической и нефтехимической промышленности. При этом высокий уровень вязко-пластических свойств и низкая скорость их деградации позволяют обеспечить ресурс корпуса реактора до 100-120 лет.Thus, the inventive steel provides strength category KP55 and more at temperatures up to 400°C and has a critical temperature Tc not higher than minus 60°C. The high strength characteristics of the proposed steel in cross sections up to 600 mm will make it possible to manufacture reactor vessels of advanced projects with an operating temperature of up to 400°C and above, and vessel equipment for the chemical and petrochemical industries. At the same time, a high level of viscous-plastic properties and a low rate of their degradation make it possible to provide a reactor vessel life of up to 100-120 years.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2773227C1 true RU2773227C1 (en) | 2022-05-31 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2211878C2 (en) * | 2001-07-06 | 2003-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А.Бочвара" | Low-active high-temperature radiation steel |
| CN1890758B (en) * | 2003-10-06 | 2010-07-21 | 联邦国家统一企业A·A·博奇瓦尔全俄无机材料研究院 | Fuel element for a fast neutron reactor (variants) and a cladding for the production thereof |
| RU2515716C1 (en) * | 2013-04-26 | 2014-05-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Low-activated fire-resistant radiation-resistant steel |
| RU2633408C1 (en) * | 2016-12-28 | 2017-10-12 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения", АО "НПО "ЦНИИТМАШ" | Heat-resistant and radiation-resistant steel |
| RU2634867C1 (en) * | 2016-12-28 | 2017-11-07 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения", АО "НПО "ЦНИИТМАШ" | Heat-resistant and radiation-resistant steel |
| RU2683168C1 (en) * | 2018-05-15 | 2019-03-26 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения", АО "НПО "ЦНИИТМАШ" | Neutron-irrigate steel |
| US20200291496A1 (en) * | 2014-03-18 | 2020-09-17 | Innomaq 21, Sociedad Limitada | Extremely high conductivity low cost steel |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2211878C2 (en) * | 2001-07-06 | 2003-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А.Бочвара" | Low-active high-temperature radiation steel |
| CN1890758B (en) * | 2003-10-06 | 2010-07-21 | 联邦国家统一企业A·A·博奇瓦尔全俄无机材料研究院 | Fuel element for a fast neutron reactor (variants) and a cladding for the production thereof |
| RU2515716C1 (en) * | 2013-04-26 | 2014-05-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Low-activated fire-resistant radiation-resistant steel |
| US20200291496A1 (en) * | 2014-03-18 | 2020-09-17 | Innomaq 21, Sociedad Limitada | Extremely high conductivity low cost steel |
| RU2633408C1 (en) * | 2016-12-28 | 2017-10-12 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения", АО "НПО "ЦНИИТМАШ" | Heat-resistant and radiation-resistant steel |
| RU2634867C1 (en) * | 2016-12-28 | 2017-11-07 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения", АО "НПО "ЦНИИТМАШ" | Heat-resistant and radiation-resistant steel |
| RU2683168C1 (en) * | 2018-05-15 | 2019-03-26 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения", АО "НПО "ЦНИИТМАШ" | Neutron-irrigate steel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2420598C1 (en) | Austenite stainless steel of high resistance to inter-crystalline corrosion and corrosion cracking under load and procedure for production of material out of austenite stainless steel | |
| KR100915489B1 (en) | Low alloy steel | |
| US2793113A (en) | Creep resistant steel | |
| EP0787813A1 (en) | A low mn-low Cr ferritic heat resistant steel excellent in strength at elevated temperatures | |
| CN102212762B (en) | Nuclear container steel with tensile strength of more than 690MPa level and production method | |
| US11624098B2 (en) | Precipitation hardening steel and its manufacture | |
| CN102181807B (en) | Steel for nuclear power pressure equipment at temperature of -50 DEG C and manufacturing method thereof | |
| Klueh | Heat treatment behavior and tensile properties of Cr− W steels | |
| US4273838A (en) | Weld metal resistant to neutron-bombardment embrittlement | |
| RU2773227C1 (en) | Heat- and radiation-resistant steel | |
| CN112853155A (en) | High aluminum austenitic alloy having excellent high temperature corrosion resistance and creep resistance | |
| US9598750B2 (en) | High Cr ferritic/martensitic steels having an improved creep resistance for in-core component materials in nuclear reactor, and preparation method thereof | |
| RU2777681C1 (en) | Highly strong heat- and radiation-resistant steel | |
| RU2211878C2 (en) | Low-active high-temperature radiation steel | |
| RU2634867C1 (en) | Heat-resistant and radiation-resistant steel | |
| RU2633408C1 (en) | Heat-resistant and radiation-resistant steel | |
| RU2188109C2 (en) | Composition of welding tape and wire | |
| KR100346307B1 (en) | A Low Alloy Steel added Al and N for High Tough Nuclear Reactor Pressure Vessel | |
| RU2703318C1 (en) | Radiation-resistant austenitic steel for the wwpr in-vessel partition | |
| RU2806682C1 (en) | High strength corrosion resistant nitrogen containing martensitic-austenitic-ferritic steel | |
| RU2790717C1 (en) | Unstabilized austenitic steel resistant to local corrosion in scp-water | |
| RU2218445C2 (en) | Heat-resistant radiation-resistant steel | |
| RU2785220C1 (en) | ALLOY BASED ON FeCrAl FOR NUCLEAR REACTORS WITH LEAD COOLANT | |
| RU2397272C2 (en) | Steel for vessel structures of nuclear power stations | |
| US20220275489A1 (en) | Steel and method of producing same |