Сталь

 

СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, молибден, никель, титан, медь, вольфрам, азот, кальций и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее длительной прочности и сопротивления коррозионно-механическому раз рушению, она дополнительно содержит гафний при следующем соотношении компонентов, мае. %: 0,08-0,12 Углерод 0,4-0,7 . Марганец 0,17-0,37 Кремний 2,0-2,5 Хром 0,6-0,8 Молибден 0,08-0,3 Никель 0,04-0,1 Титан , 0,07-0,25 Медь 0,08-0,2 Вольфрам 0,008-0,04 Азот 0,005-0,08 Кальций 0,01-0,08 Гафний ЖейГезо Остальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1Ю (И) з(дц С 22 С 38/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3613550/22-02 (22) 01.07.83 (46) 23. 10. 84. Бюл. Р 39 (72) Д.И.Чашников, В.М.Бурмакин, .

Б.А.Хрипунов, А.Г.Терещенко, В.А.Игнатов, Ю.М.Трапезников, С.С.Шураков и Г.Г.Зимин (53) 669. 15-194(088.8) (54) (57) СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, молибден, никель, титан, медь, вольфрам, азот, кальций и железо, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения ее длительной прочности и сопротивления коррозионно-механическому раз. рушению, она дополнительно содержит гафний при следующем соотношении компонентов, мас. 7.:

Углерод 0,08-0,!2

Марганец 0,4-0,7

Кремний 0 17-0,37

Хром 2,0-2,5

Молибден 0,6-0,8

Никель 0,08-0,3

Титан . 0,04-0, 1

Медь 0 07-0 25

Вольфрам 0,08-0,2

Азот 0,008-0,04

Кальций 0,005-0,08

Гафний 0,01-0,08

Железо Остальное

1 1

Изобретение относится к металлур- гии низколегированных сталей, содержащих в качестве основы железо, хром, молибден, углерод, а также марганец, кремний, никель, титан, медь, вольфрам, азот, кальций, гафний и использующихся в энергетике, судостроении, машиностроении и в других отраслях промышленности в качестве конструкционного материала. работающего при повышенных температурах в контакте с малоагрессивными коррозионными пароводяными средами в условиях воздействия статических и знакопеременных нагрузок.

Известна сталь, содержащая, мас. Ж:

120033 эионно-механическому сопротивлению при рабочих температурах (до 450 С). о

Целью изобретения является повыше ние длительной, прочности и сопротивления корроэионно-механическому разрушению.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, молиб1О ден, никель, титан, медь, вольфрам, азот, кальций и железо, дополнительно содержит гафний при следующем соотношении компонентов, мас. 7:

Углерод 0,08-0, 12

Марганец 0,4-0,7

Кремний О, 17-0,37

Хром 2 0 2 ° 5

Молибден 0,6-0,8

Никель <0,30

Титан «(0910

Медь «(0, 25

Сера а0,020

Фосфор &0,020

Железо Остальное, которая используется в. качестве материала трубопроводов парогенерато. ров энергетических установок.

25

Гафний и вольфрам повышают длительную прочность стали за счет упрочнения ее карбидами и увеличения прочности твердого раствора. Гафний также способствует измельчению зерна .и в совокупности с кальцием подавляет межзерненную ползучесть, что приводит к повышению длительной прочности и сопротивления стали коррозионно-механическому разрушению.

Химический состав исследованных сталей приведен в табл. 1, механические свойства и сопротивление коррозионно-механическому разрушению— в табл. 2.

Механические свойства определяют после нормализации при 980 ч и отпуска при 750 ч.

Однако эта сталь характеризуется недостаточно высокими уровнем механических свойств и коррозионной стойкостью.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к-предлагаемой является сталь, содержащая, мас. %:

45

; Сопротивление коррозионно-ме-. ханическому разрушению определяют по времени до разрушения при испытаниях

50 образцов с концентратором напряжений о Р при 450 С в парах воды, содержащих

100 мг/л хлоридов (NaC1) в условиях повторно-переменного нагружения с частотой 0,1 цикл/мин при напряжении

55 о= Концентратом напряжений является кольцевой надрез на образцах глубиной 0,5 мм с радиусом в вершине

0,1 мм и углом раствора 60 г

Однако известная сталь обладает недостаточно высокой длительной прочностью и сопротивлением корроУглерод

Марганец

Кремний

Хром

Молибден

Никель

Титан

Медь

Вольфрам

Азот

Кальций

Магний

Железо

0,08-0, 12

0,4-0, 7

0,17-0,37

2,0-2,5

0,6-0,8

0,08-0,3

0,04-0,1

0,07-0,25

0,01-0,06

0,008-0,04

0,005-0,О8

0,002-0,01

Остальное

Углерод

Марганец

Кремний

Хром

Молибден

Никель

Титан

Медь

Вольфрам

Азот

Кальций

Гафний Железо

0,08-0,12

0,4-0,7

0,17-0,37

2,0-2,5

0,6-0,8

0,08-0,3

0,04-0,1

0,07-0,25

0,08-0,2

0,008-0,04

0 005-0,08

0,01-0,08

Остальное

2003 3

3 lI

Результаты испытаний подтверждают: преимущества предлагаемой стали пе" ред известной в отношении длительной прочности, сопротивления корроэионно-механическому разрушению, проч- ности и пластичности при кратковременных испытаниях на растяжение.

Технический эффект, обусловленный более высокой длительной прочностью и сопротивлением коррозионно-механическому разрушению предлагаемой стали по с равнению с извес тной, выразится в увеличении срока эксплуатации и надежнос ти изделий, в которых будет применена предлагаемая стапь вместо известной.! 120033

1 Р»

1 1 1

1 !

Г 1 а 00 о о о о о о

°, * °

О О О

00 Саа о о л Ю о о

Ю

° ь

СЧ

°

W 1

Ж л

Ю 1 о л

1 1

1 ! а о о о о о о л ° » A о о о

О л о

00 о

»» ° » о о м л

СЧ

CD

Ю л

Л О 00 о о о о о о

Ю л Ю о о о с»с

Ю

Ю л о о л A о о сО

cD л

00

Ю л ь

СЧ

Ю

1 10 О

A ь

00 ь л ь

cD л

Ю л о

УЪ

Сч CV л л о о

Ю л ь

»Ф

Ф о з

1 л л.

СЧ . C»1 л л о о

1 и

С Ъ

Ю л о л

Ю л ь О ь

tl ь

СЧ

4 7

° с о

4»Ъ

° ь

0l о

l о

CV %, 00 cv an о о о о сч

° » л л ° I Ю л ° ь

О О О О О О О О

Ю л ь

° л

1 Е иЪ л 00

О О О . с W О 00 л л Ю л ° л л л

О О О О О О О О л

1 и

Р о

В(v

СЧ Е О Л 00 В О СЧ л Ф ° » ° » ° I ° \ л A

О С1 О О О О о

I p

I л л ь

1

1 (»Ъ 1 л

СЧ о

Ю

° »

РЪ

РЪ л

CV л

Ф (Ч л л

Сч (Ч л

С Ъ о.

° »

Ю с»с

° I

МЪ л

tD л сп л ь

СЧ л ь

Ф

Ю ь

Ю с»Ъ

O о

Ф

О. л

Ф

Щ л о

МЪ

Ю о

I о

I 1

О

О

СЧ .

МЪ о л

О л о

О

С»Ъ

Ф

Ю о

1 cd 1 хаю

g" 5 о

И1-О Е

tJ Q CI 1

00 I

1

1

& 1

U 1

Ф

Р3 I

cd I

f»

v о

1

»

1 1

l !

I I

1

» — -1 о

Ж 1 1

Ц;

v о

1 1 1 l 1 л о

О Ж dl 3 1

Ф Й

112903 3

Таблица 2

36,0

45,5

62,8

26,4

39,6

35,2

57,2

948

450

49,4 34,1

43,0 24,5

65,0

1012

36,0

59,6

450

52,0

32,2

68,1

450

1050

62,7

45,5 23,0

37,0

53,8 29,6

70,0

64,3

20,8

1046

37,8

47,3

450

56,0 25,0

72,6

17,3

38,5

65,8

48,9

450

1010

57,8 20,3

50 0 14,0

74,1

39,1

68,0

450

920

36,8 .29,2

53,0

28,3 19,4

48,1

450

31,5

750

450

18,6 40,0

35,7

27,0

720

56,5

39,2

40,5

49,1 31,0 31,2 32 1 830

42,0 24,5 52,1

450

450 35,7 18,6 40,0 27,0 720

П р и м е ч а н и е. Приведены средние значения пятикратных испытаний Образцов.

ВНИИПИ Заказ 7695/21 Тираж 602 Подансно»

Фндиаа QGH "Патент", г.Унгород, уа.Проентнан, 4