SU924157A1

SU924157A1 - Corrosion resistant steel

Info

Publication number: SU924157A1
Application number: SU803227372A
Authority: SU
Inventors: Valentina P Kirillova; Larisa B Stanovnova; Igor A Povyshev; Igor P Smirnov; Valentina I Goppe
Original assignee: Le T I Im Lensoveta
Priority date: 1980-12-26
Filing date: 1980-12-26
Publication date: 1982-04-30

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к жаростойким сталям и может быть использовано в электротехнической и химической промышленности в установках и аппаратах теплового действия, а также высокотемпературном нефтяном оборудовании.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to heat-resistant steels and can be used in the electrical and chemical industry in installations and apparatus of thermal action, as well as high-temperature oil equipment.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой стали является коррозионностой— кая сталь [1] , марки 15Х13Ю4, содержащая, вес.%:The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed steel is corrosion-resistant steel [1], grade 15Х13Ю4, containing, wt.%:

10ten

обеспечивает требуемую эксплуатацион ную надежность химического и нефтеперерабатывающего оборудования, работающего в условиях водородной коррозии.provides the required operational reliability of chemical and oil refining equipment operating under hydrogen corrosion conditions.

Цель изобретения - повышение механических свойств и коррозионной стойкости стали.The purpose of the invention is to improve the mechanical properties and corrosion resistance of steel.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий, железо, дополнительно содержит ванадий и иттрий при следующем соотношении комУглеродThis goal is achieved by the fact that steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, aluminum, iron, additionally contains vanadium and yttrium in the following ratio:

КремнийSilicon

МарганецManganese

ХромChromium

НикельNickel

АлюминийAluminum

ЖелезоIron

до 0,15 ДО 1,0 до 0,7 12,0-15,0 до 0,6up to 0.15 up to 1.0 up to 0.7 12.0-15.0 up to 0.6

3,5-5,5 Остальное3.5-5.5 Else

Однако, обладая достаточно хорошими механическими свойствами, известная сталь отличается недостаточно высокой коррозионной стойкостью в высокотемпературных сероводородных средах и неHowever, possessing sufficiently good mechanical properties, known steel is not sufficiently high corrosion resistance in high-temperature hydrogen sulfide environments and does not

1515

ЯI

понентов, вес,%: ponentov, weight,%: Углерод Carbon 0,05-0,15 0.05-0.15 Кремний Silicon 0,6-1,0 0.6-1.0 Марганец Manganese 0,2-0,7 0.2-0.7 Хром Chromium 13,0-15,0 13.0-15.0 Никель Nickel 0,2-0,5 0.2-0.5 Алюминий Aluminum 2,5-4,5 2.5-4.5 Ванадий Vanadium 0,05-0,10 0.05-0.10 Иттрий Yttrium 0,01-0,08 0.01-0.08 Железо Iron Остальное Rest

Введение в состав стали ванадия в указанном соотношении с другими эле3Introduction of vanadium to the steel in the specified ratio with other elements

924157924157

4four

ментами оказывает положительное влияние на эксплуатационные характеристики оборудования промышленных аппаратов и установок, работающих в высокотемпературных газовых средах, содержащих сероводород и сернистые соединения. Добавка ванадия в количестве сотых долей процента повышает прочность полуфабрикатов при прокатке и волочении на стадии металлургического передела, значительно возрастает ударная вязкость и снижается чувствительность металла к перегреву. При этом предлагаемая сталь имеет на 15—20% меньший разброс механических свойств, чем известная. Легирование стали ванадием, практически не изменяя ее жидкотекучесть и усадку, сни— жает склонность отливок к образованию трешин при обработке металла давлением, введение же ванадия в количестве свыше' указанных пределов способствует заметному охрупчиванию стали в результатеThey have a positive effect on the operating characteristics of industrial equipment and installations operating in high-temperature gaseous media containing hydrogen sulfide and sulfur compounds. The addition of vanadium in the number of hundredths of a percent increases the strength of semi-finished products during rolling and drawing at the stage of metallurgical redistribution, the toughness significantly increases and the sensitivity of the metal to overheating decreases. At the same time, the proposed steel has a 15-20% smaller scatter of mechanical properties than the known one. The alloying of steel with vanadium, practically without changing its fluidity and shrinkage, reduces the tendency of castings to form treshin when processing metal by pressure.

увеличения дендритной ликвации.increase dendritic segregation.

Модифицирование стали иттрием, обладающим высокой термодинамической ак5 тивностью и большой теплотой образования окислов, обеспечивает получение на поверхности металла высокозащитных окисных покрытий. При этом существенно улучшается структура и качествоModification of steel with yttrium, which has a high thermodynamic activity and high heat of formation of oxides, provides high-protective oxide coatings on the metal surface. This significantly improves the structure and quality.

Ю окисной пленки, повышается ее деформационная способность и адгезия с материалом подложки, в результате чего жаростойкость стали резко возрастает. Рентгеноструктурный анализ показывает, чтоYu oxide film increases its deformation capacity and adhesion with the substrate material, resulting in a heat resistance of steel increases dramatically. X-ray diffraction analysis shows that

15 такой окисный слой состоит из ромбоэдрических фаз типа Ме^С^ и шпинелей многокомпонентного состава.15 such an oxide layer consists of rhombohedral phases of the type Me ^ C ^ and spinels of a multicomponent composition.

Химический состав, механические свойства и результаты определения кор20 розионной стойкости исследуемых сталей представлены в табл. 1 и 2.The chemical composition, mechanical properties and the results of determining the corrosion resistance of the steels under investigation are presented in Table. 1 and 2.

Таблица 1Table 1

Известная 4 0,15 0,8 0,6 15,0 0,5 4,0Known 4 0,15 0,8 0,6 15,0 0,5 4,0

Таблица 2table 2

Сталь Steel Состав Composition _г - ----- . .— -г | ·, . ------------------. Ф Механические свойства _d - -----. .— -y | ·,. ------------------. F Mechanical properties Скорость коррозии, г/см*· ч Corrosion rate, g / cm * h Предел прочности МПа Strength MPa Предел текучести МПа Yield strength MPa Относительное удлинение, % Relative extension, % Твердость, НВ Hardness, HB Предлагаемая Offered 1 one 475 475 330 330 32 32 187 187 22 22 2 2 490 490 355 355 35 35 197 197 3 3 '515 '515 375 375 34 34 212 212 16 sixteen Известная Known 4 four 470 470 320 320 30 thirty 183 183 31 31

Примечание: Результаты механических испытаний усреднены по трем образцам на точку.Температура испытания 20°С. Образцы из исследуемых сталей термообрабатывапись на воздухе при 1000 С в течение 2 ч. Определение коррозионной стойкости стали производилось в атмосфере сероводорода при 800*С.Note: The results of mechanical tests are averaged over three samples per point. The test temperature is 20 ° C. Samples of the studied steels were heat treated in air at 1000 ° C for 2 hours. The determination of the corrosion resistance of steel was carried out in an atmosphere of hydrogen sulfide at 800 ° C.

5five

На основании данных в табл. 2 следует, что описываемая сталь имеет более высокую коррозионную стойкость и лучшие механические свойства по сравнению с известной сталью.Based on the data in the table. 2 it follows that the described steel has a higher corrosion resistance and better mechanical properties compared with the known steel.

Ожидаемый технико-экономический эффект изобретения выразится в повышении эксплуатационной надежности и срока службы химического оборудования промышленных установок по переработке нефти и природного газа.The expected technical and economic effect of the invention will be expressed in increasing the operational reliability and service life of the chemical equipment of industrial plants for the processing of oil and natural gas.

Claims

Claim

Corrosion-resistant steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, aluminum, iron otpayuschaya 924157 6

With the fact that, with a chain of increasing mechanical properties and corrosion resistance, it additionally contains vanadium and yttrium in the following ratio of 5 components, wt.%:

Carbon 0.05-0.15 Silicon 0.6-1.0 Manganese 0.2-0.7 Chromium 13.0-15.0 Nickel 0.2-0.5 Aluminum 2.5-4.5 Vanadium 0.05-0.10 Yttrium 0.01-0.08 Iron Rest