SU1752820A1

SU1752820A1 - Коррозионно-стойка сталь

Info

Publication number: SU1752820A1
Application number: SU904800396A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Балицкий; Василий Иванович Похмурский; Игорь Анатольевич Повышев; Владимир Григорьевич Макаренко
Original assignee: Физико-механический институт им.Г.В.Карпенко
Priority date: 1990-01-15
Filing date: 1990-01-15
Publication date: 1992-08-07

Abstract

Изобретение относитс к металлургии, в частности к коррозионно-стойкой стали, и может быть использовано в общем и энергетическом машиностроении при производстве различного теппообменного оборудовани Цель - повышение коррозионной стойкости vi сопротивлени хрупкому разрушению . Сталь дополнительно содержит ниобий , иттрий, азот и магний при следующем соотношении компонентов, мае %. углерод 0,005-0,05; кремний 0,1-0,5; марганец 0,05- 0,3, хром 16-18; сера 0,005-0,02, фосфор 0,005-0,015; ниобий 0,3-0,9 азот 0,01-0,03, иттрий 0,005-0,05; магний 0,001-0,005, железо остальное Суммарное содержание углерода и азота не должно превышать 0,06, отношение ниоби к суммарному содержанию углерода и азота должно быть не менее 15. 2 з.п ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относитс к металлургии конструкционных сталей и сплавов, содержащих в качестве основы железо с различным сочетанием легирующих металлов, и может быть использовано 9 энергетическом машиностроении дл трубопроводов и трубных систем энергетического оборудовани

Известны конструкционные материалы, например, стали марок 12X17, 08Х17Т, 15Х25Т. Однако известные материалы характеризуютс недостаточно высоким уровнем основных физико-механических, сварочно-технологических и служебных свойств, что не обеспечивает требуемую эксплуатационную надежность и ресурс работы энергетического оборудовани .

Наиболее близкой к изобретению вл етс ферритна сталь, содержаща , мас.%:

УглеродЈ0,08

Кремнийь-0,8

Марганец 0,8

Хром

Титан

Сера

Фосфор

Железо

16,0-18,0

0,5-0,8

0,025

0,035

Остальное

|Va.

Указанную марку стали в соответствии с ГОСТ 5632-72 рекомендуетс использовать в качестве заменител хромоникелевой стали 12Х18Н10Т, а также дл изготовлени конструкций, не подвергающихс воздействию ударных нагрузок.

Однако известна высокохромиста сталь не обеспечивает требуемой надежности и работоспособности трубных элементов и узлов различного теплообменного энергетического оборудовани .

Целью изобретени вл етс повышение коррозионной стойкости и сопротивлени хрупкому разрушению.

Поставленна цель достигаетс изменением соотношени легирующих элементов и введением в состав композиции оптималью

ных количеств ниоби , иттри , азота и магни .

Предлагаема сталь содержит, мас.%: Углерод0,005-0,05

Кремний0,, В

Марганец0,05-0,3

Хром16,0-18,0

Ниобий0,3-0,9

Азот0,01-0,03

Иттрий0,005-0,05

Магний0,001-0,005

Сера0,005-0,02

Фосфор0,005-0,015

-ЖелезоОстальное

Соотношение указанных чегирующмх элементов выбрано таким образом, что предлагаема сталь после соответствующей термической обработки обеспечивает требуемый уровень основных физико-механических и служебных свойств, определ ющих надежность и работоспособность трубопроводов теплообменного оборудовани в услови х статического и динамического нагружений.

Введение в композицию пегирующих до( овок ниоби в указанном соотношении с углеродом и азотом улучшает структурную стабильность и повышает сопрошвление металла избирательным видам коррозии, В частности, полностью подавл етс склонность сварных соединений к межкрпсга - литной коррозии и коррозионному растрескиванию под напр жением. В то же врем , несоблюдение требуемого отношени (Nb/(Cr + N) 15) усиливает веро тность коррозионного поражени метапла околошовной зоны и приводит к м жкри- сталлигной и питтинговой коррозии. Ззме- на титана ниобием обеспечивает более равномерное распределение карбидов и карбонитридов по сечению металла. Вследствие более высоких теплофизических характеристик ниобий в меньшей степени выгорает при сварке, тем самым более эффективно выполн функции стабилизирующего элемента.

Ограничение суммарного содержани углерода и ззота в стали повышает однородность структуры, снижает склонность металла к межкристаллитному разрушению и оказывает положительное вли ние на стабильность физико-химических характеристик в процессе длительной эксплуатации трубных изделий энергетического оборудовани . °

Облада высокой термодинамической активностью ниобий в сочетании с микродобавками иттри и магни способствует эффективному снижению в твердом растворе вредных примесей и газов, что положительно вли ет на повышение пластичности и в зкости хромистого феррита. При этом существенно улучшаютс сварочно- технологические свойства металла, снижа

етсп чувствительность ого к перегреву и росту зерна в зоне термического вли ни сварки.

Микролегирование предлагаемой высокохромистой стали иттрием и магнием в указаниых пределах способствует очищению границ зерна от неметаллических включений и других избыточных фаз, уменьшает склочность металла к отпускной хрупкости и улушзет весь комплекс его физико-химическмх хграктеристик. Содержание вводимых эпементов меньше указанного не обеспечивает требуемого положительного эффокт , а более высокое их содержание приводит к ухудшению и снижению р да

важнейших механических свойств, опре- деллющих работоспособность трубных изделии в системе энергетического оборудовани При этом техноло ическа пластичность стали существенно ухудшаетс и

возрастает процент отработки металла на стадии метаплургического предела.

Полученный более высокий уровень физико-механических свойств и коррозионной стойкости стали обеспечиваетс комплексним легированием предлагаемой композиции в указанном соотношении с другими элементами

Провод т лабораторные и опытно-про- мы1 1лснныз плавки в открытых индукционных и аргонодуговых печах а также пластическую и термическую обработку металла , определ ю необходимые свойства предлагаемого и известною составов.

Химический состав исследованных матерча/юо , а также результаты определени их физико-механических свойств и коррози- онной стойкости представлены в табл. 1, 2. Технике экономический эффект изобретени выражаетс в повышении оксплуатационкой надежности и ресурса работы энергетического оборудовани .

Claims

Формула изобретени 1, Коррозионно-стойка ст ль, преиму- щественно дл трубопроводов энергетического оборудовани , содержаща углерод, кремний, марганец, хром, серу, фосфор и железо, отличающа с тем, что. с целью повышени коррозионной стойкости и со- противлени хрупкому разрушению, она дополнительно содержит ниобий, иттрий, азот и магний при следующем соотношении компонентов , мас.%.

Углерод0,005-0,05

Кремний0,1-0.5

П р-и м е и а н и е. Остглынсе - железо.

Редактор Н. Гунько

трем образцам на точку: определение свойств исследуемых составов проводилось после стабилизирующего отжига при 750 - 2 ч.; склонность материала к хрупкому разрушению определ ют по результатам испытаний на удар, а также по крити - ческому коэффициенту интенсивности напр жений, определ емому при испытании образцов на знецен- тральное раст жение; фрактографический анализ поверхностей изломов образцов, проведенный методом сканировани на растровом электронном мик- роскойе, показал, что дол в зкой, составл ющей в зоне разрушени за вл емой стали существенно выше, чем у известного сплава,

Техред М.Моргентал

Корректор М. Керецман

Таблица 2

Корректор М. Керецман