SU1705400A1

SU1705400A1 - Corrosion-resistant steel

Info

Publication number: SU1705400A1
Application number: SU904832729A
Authority: SU
Inventors: Марк Наумович Мартынов; Александр Михайлович Шумаков; Абрам Яковлевич Заславский; Вячеслав Алексеевич Сафонов; Сергей Николаевич Тюменцев; Ада Ивановна Пискунова; Сергей Николаевич Гражданкин; Феликс Иосифович Швед; Валерий Васильевич Шушлебин; Владимир Евгеньевич Семин; Виктор Александрович Орешин; Юрий Васильевич Дружинин; Валерий Георгиевич Корытько; Рамиль Агзамович Закиров
Original assignee: Научно-исследовательский институт металлургии
Priority date: 1990-04-18
Filing date: 1990-04-18
Publication date: 1992-01-15

Abstract

Изобретение относитс к металлургии , а именно к составу коррозионно-стойкой стали дл изготовлени энергетического оборудовани и криогенной техники. Цель изобретени - повышение прочности, ударной в зкости при температурах от -196&deg;С до +700 С, стойкости к водородному охрупчиванию, к общей и межкристаллитной коррозии. Сталь дополнительно содержит кальций и бор при следующем соотношении ком- понентое, мае.: углерод 0,005-0,030; хром 23-27; никель марганец 3-6; молибден 2-3; кремний 0,1-0,4; азот 0,15-0,30; ванадий 0,15-0,35; кальций 0,003-0,010; бор 0,00075- 0,00И; железо остальное, при условии, что отношение содержани ванади к бору составл ет 200-250. 2 табл. г (ЛThe invention relates to metallurgy, in particular to the composition of corrosion-resistant steel for the manufacture of power equipment and cryogenic equipment. The purpose of the invention is to increase strength, toughness at temperatures ranging from -196 ° C to +700 ° C, resistance to hydrogen embrittlement, to general and intergranular corrosion. The steel additionally contains calcium and boron in the following ratio of components, May: carbon 0.005-0.030; chromium 23-27; manganese nickel 3-6; molybdenum 2-3; silicon 0.1-0.4; nitrogen 0.15-0.30; vanadium 0.15-0.35; calcium 0.003-0.010; boron 0.00075- 0.00I; the rest of iron, provided that the ratio of the content of vanadium to boron is 200-250. 2 tab. g (L

Description

Изобретение относитс к металлургии сталей, а именно к составу коррозионно-стойких сталей дл изготовлени энергетического оборудовани и криогенной техники.The invention relates to the metallurgy of steels, namely, the composition of corrosion-resistant steels for the manufacture of power equipment and cryogenic technology.

Цель изобретени - повышение прочности , ударной в зкости при температурах от -196 до +700°С, стойкости к водородному охрупчиванию, к общей и межкристэллитной коррозии.The purpose of the invention is to increase the strength, toughness at temperatures from -196 to + 700 ° C, resistance to hydrogen embrittlement, to general and intercrystallite corrosion.

Сталь содержит углерод, хром, никель , марганец, молибден, кремний, азот, ванадий, кальций, бор, железо при следующем соотношении компонентов , мас.%:Steel contains carbon, chromium, nickel, manganese, molybdenum, silicon, nitrogen, vanadium, calcium, boron, iron in the following ratio, wt.%:

Углерод0,005-0,030 Хром . 23-27 Никель 17-20Carbon0,005-0,030 Chromium. 23-27 Nickel 17-20

МарганецManganese

МолибденMolybdenum

КремнийSilicon

АзотNitrogen

ВанадийVanadium

КальцийCalcium

БорBoron

ЖелезоIron

3-63-6

2-32-3

0,1-0,4 0,15-0,30 0,15-0,35 0,003-0,010 0,00075-0,0014 Остальное0.1-0.4 0.15-0.30 0.15-0.35 0.003-0.010 0,00075-0.0014 Else

О1O1

4four

при условии, что содержание ванади к бору составл ет от 200 до 250. В качестве примесей сталь может содержать серу и фосфор до 0,025% мас.З; каждого.provided that the content of vanadium to boron is from 200 to 250. As impurities, the steel may contain sulfur and phosphorus up to 0.025% by weight; everyone.

Выбранное соотношение компонентов определ етс следующими Факторами.The selected ratio of components is determined by the following factors.

Низкое содержание углерода 0,005- 0,030 мас.% требуетс дл обеспечени высокой стойкости к межкристаллической коррозии. Получение стали с содержанием углерода менее 0,005 мае.% технологически и экономически нецелесообразно ,1 а увеличение его в металле более 0,030 масД отрицательно вли ет на стойкость стали к межкрис- таллитной коррозии.A low carbon content of 0.005-0.030 wt.% Is required to ensure high resistance to intercrystalline corrosion. Production of steel with a carbon content of less than 0.005 wt.% Is technologically and economically impractical, 1 and its increase in the metal of more than 0.030 masst negatively affects the resistance of steel to intercrystalline corrosion.

При содержании хрома ниже 23 масД снижаетс растворимость азота в металле , ухудшаетс коррозионна стойкость стали. Увеличение содержани хрома более 27 масД вызывает необходимость повышени содержани никел с целью сохранени аустенитной структуры. Кроме того, с увеличением содержани хрома снижаетс технологическа пластичность стали в гор чем и холодном состо ни х.When the chromium content is below 23 mA, the solubility of nitrogen in the metal decreases, and the corrosion resistance of the steel deteriorates. An increase in the chromium content of more than 27 masD necessitates an increase in the nickel content in order to preserve the austenitic structure. In addition, as the chromium content increases, the technological plasticity of steel in hot and cold conditions decreases.

Нижний предел содержани никел 17 масД обусловливает стабильность аустенитной структуры стали. При содержании никел выше 20 масД снижаетс прочность стали.The lower limit of the nickel 17 masD content determines the stability of the austenitic structure of the steel. When the nickel content is above 20 masd, the strength of the steel decreases.

Содержание марганца менее 3 мае.% приводит к получению пористого металла с пониженными механическими свойствами , что обусловлено уменьшением количества растворенного азота. Увеличение содержани марганца более 6 мас.% отрицательно сказываетс на коррозионной стойкости стали.The manganese content of less than 3 May.% Results in a porous metal with reduced mechanical properties, due to the decrease in the amount of dissolved nitrogen. An increase in the manganese content of more than 6 wt.% Adversely affects the corrosion resistance of steel.

Содержание молибдена менееMolybdenum content less

2 мэсД приводит к ухудшению сопротивл емости стали межкристаллитной коррозии . При содержании молибдена более2 masD leads to deterioration of the resistance of steel to intergranular corrosion. When the content of molybdenum more

3 масД затрудн етс сохранение аустенитной структуры без дополнительного введени никел , что приводит к удорожанию металла.3 masD it is difficult to preserve the austenitic structure without the additional introduction of nickel, which leads to a higher metal cost.

Содержание кремни менее 0,1 мае.% значительно снижает окалиностойкость стали. Увеличение содержани кремни в стали более О,1 масД отрицательно вли ет на ее коррозионную стойкость.The silicon content is less than 0.1% by mass. It significantly reduces the scale-resistance of steel. An increase in the silicon content in the steel over 0, 1 masd negatively affects its corrosion resistance.

При содержании азота менее 0,15 масД не обеспечиваетс требуемого уровн прочностных свойств и коррозионной стойкости стали. При содержании азота более 0,30 мае Л резко снижаетс гор ча пластичность стали.When the nitrogen content is less than 0.15 masD, the required level of strength properties and corrosion resistance of steel is not provided. When the nitrogen content is more than 0.30 May L, the hot ductility of steel sharply decreases.

При содержании ванади в стали ниже 0,15 мас.% наблюдаетс рост зерна. Добавка ванади свыше 0,35 мае Л способствует образованию 8-феррита, снижающего прочность аустенита.When the vanadium content in the steel is below 0.15 wt.%, Grain growth is observed. The addition of vanadium over 0.35 May L contributes to the formation of 8-ferrite, which reduces the strength of austenite.

Нижний предел содержани кальци 0,003 масД обусловлен про влением глобул ризирующего и ингибирующегоThe lower limit of the calcium content is 0.003 mAd due to the occurrence of globularizing and inhibiting

5five

00

5five

00

5five

00

5five

эОйектов. Верхний - 0,010 масД - по влением дефектов в макроструктуре в виде грубых скоплений неметаллических включений„oyektov. Upper - 0.010 masD - the appearance of defects in the macrostructure in the form of coarse clusters of non-metallic inclusions

Содержание бора ниже 0,00075 мае.% недостаточно дл измельчени нитрид- ной фазы. Содержание бора более 0,0011 масД приводит к образованию боридной эвтектики, котора резко снижает пластичность стали в гор чем состо нии .The boron content below 0.00075% by mass is insufficient for grinding the nitride phase. A boron content of more than 0.0011 masD leads to the formation of a boride eutectic, which drastically reduces the ductility of steel in a hot state.

Экспериментально доказано, что максимальный эффект вли ни бора про вл етс при соблюдении соотношени содержаний ванади и бора в пределахIt has been experimentally proven that the maximum effect of boron is manifested when the ratio of the contents of vanadium and boron within the limits of

- 200-250. При соотношении содержаВ V- 200-250. When the ratio is V

ний - более 250 не происходит значи- вmore than 250 does not occur

тельного измельчени нитридной барьерV ной фазы при соотношении - менее 200fine grinding of the nitride barrier phase with a ratio of less than 200

оabout

про вл етс склонность к образованию боридной эвтектики.shows a tendency to form a boride eutectic.

Пример. Полупродукт выплавл ли в открытой индукционной печи ИСВ-0,1б, разливали в изложницы дл расходуемых электродов или дл слитков , которые затем перековывали на электроды. Выплавку стали производили в полупромышленной вакуумной дуговой печи ДСВ-2,5 г 0,25, оборудованной системой напуска азота в плавильную камеру, позвол ющую создать застойную или проточную атмосферу азота. Полученные слитки прокатывали на необходимый размер.Example. The intermediate product was melted in an open induction furnace ISV-0.1b, poured into molds for consumable electrodes or for ingots, which were then forged onto electrodes. Steel was smelted in a semi-industrial vacuum arc furnace DSV-2.5 g 0.25, equipped with a nitrogen inlet system into the melting chamber, which allows a stagnant or flowing nitrogen atmosphere to be created. The resulting ingots were rolled to the required size.

Механические свойства высокопрочной коррозионно-стойкой стали определ ли на универсальной испытательной машине типа 123/у-Ю в соответствии с требовани ми ГОСТ 11 019-85.The mechanical properties of high-strength corrosion-resistant steel were determined on a universal testing machine of type 123 / y-Yu in accordance with the requirements of GOST 11 019-85.

В табл. 1 и 2 представлены химический состав и свойства стали.In tab. 1 and 2 presents the chemical composition and properties of steel.

Срок службы оборудовани дл производства ос.ч. водорода возрастает в 3-5 раз при использовании предлагаемой стали вместо 08 - 12Х18Н10Т.The service life of the equipment for the production of es.ch. hydrogen increases by 3-5 times when using the proposed steel instead of 08 - 12X18H10T.

Claims

Invention Formula

Corrosion-resistant steel containing carbon, chromium, nickel, manganese, molybdenum, silicon, nitrogen, vanadium, iron, characterized in that, in order to increase strength, toughness at temperatures from