Феррито-аустенитная сталь

 

ФЕРРИТО-АУСТЕНИТНАЯ СТАЛЬ, содержащая хром, никель, молибден, кремний, марганец, углерод, азот, железо ,и по крайней мере один металл, выбранный из группы, содеря 5щей алюминий , отличающаяся тем, что, с целью повышения пластичности в диапазоне температур 1000-1200 С при сохранении уровня коррозионной стойкости и механических свойств, она дополнительно содержит церий, цирконий , бор, а группа дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.%: 22,0-26,0 Хр.ом 5,5-7,0 Никель 2,5-4,0 Молибден 0,2-0,4 Кремний 1,0-2,0 Марганец 0,01-0,03 Углерод 0,05-0,25 Азот (Л 0,05-0,2 Церий 0,05-0,3 с: Цирконий 0,005-0,03 Бор По крайней мере один металл, выбранный из группы, содерю жащей алюмисо 0,02-0,1 ний и титан 00 Остальное Железо о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5 )4 С 22 С 38/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ фйьм",, ы 0 2. /".А/%

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3500217/22-02 (22) 14.10.82 (46) 30.08.85, Бюл. № 32 (72) Э.Г.Фельдгандлер, Л.Я.Савкина, В.Д.Киселев, В.В.Добролюбов, А.Л.Белинкий, Л.А.Степанова,.

Л.М.Пучков, Г.А.Хасин, С.М.Крыпов, К.Н.Башкуров,.

Г.С.Быковский и Ю.Н.Ловягин (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт черной"металлургии им. И.П. Ьардина (53) 669.14.018.8(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 711152, кл. С 22 С 38/44, С 22 С 38/58, опублик. 1980.

2. Патент ФРГ № 2421604, кл. С 22 С 38/44, С 22 С 38/58, 17.02.77. (54) (57) ФЕРРИТО-АУСТЕНИТНАЯ СТАЛЬ, содержащая хром, .никель, молибден, кремний, марганец, углерод, азот, железо,и по крайней мере один металл, / выбранный из группы, содерщчщей алю„„SU„„ l! 23307 миний, отличающаяся тем, что, с целью повышения пластичности в диапазоне температур 1000-1200 С. при сохранении уровня коррозионной стойкости и механических свойств, она дополнительно содержит церий, цирконий, бор, а группа дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Хром 22,0-26,0

Никель 5,5-7,0

Молибден 2,5 — 4,0

Кремний 0,2-0,4

Марганец 1,0-2,0

Углерод 0,01-0, 03

Азот 0,05-0,25

Церий 0,05-0,2

Цирконий 0,05-0,3

Бор 0,005-0,03

По крайней мере один металл, выбранный из группы, содержащей алюминий и титан

Железо

1123307

22, О, — 26,0

5,5 — 7,0

2,5 — 4,0

Изобретение относится к области металлургии, в частности к коррозионностойким хромоникелевым сталям, предназначенным для изготовления химической аппаратуры, работающей в области 5 активного растворения и в присутст. вии иона хлора.

Известна сталь, следующего состава McLC X3

Хром 24 — 27

Никель 4,5 — 6,0

Молибден t,3 — 1,8

Кремний 0,3 — 0,9

Марганец 0,8 — 2,0

Углерод 0 05 — 0,2

Алюминий 0,005 — 0,2

Магний О, 002 — 0,2

Итрий О, 005 — О, 1

Железо Остальное (1).

Недостатками данной стали являют- >0 ся низкая каррозионная стойкость и невысокая прочность.

Известна также феррито-аустенитная сталь, содержащая, мас,%:

Хром 15 - - 35 25

Никель 3,5 - 35

Молибден 0,01 — 6,0

Кремний 0,1 -6,0

Марганец О, 1 — 10

Углерод 0,01 — 0,2 30

Азот 0,001 — 0,50

Алюминий. 0,01 — 0,07

Кальций. 0,001 — 0,02

Железо Остальное (2).

Недостатком известной стали явля- З5 естя невысокая пластичность в диапазоне температур 1000-1200 С при удовлетворительных механических свойствах и коррозионной стойкости.

Цель изобретения — повышение плас-40 тичности в диапазоне температур 10001200 С при сохранении уровня коррозионной стойкости и механических свойств стали.

Для достижения поставленной цели предложенная феррито-аустенитная сталь, содержащая никель,.хром, молибден, кремний, марганец, углерод, азот, железо и по крайней мере один металл, выбранный из группы, содержа-50 щей алюминий, дополнительно содержит церий; цирконий и бор, а группа дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хром

Никель

Молибден.

Кремний 0,2 — 0,4

Марганец 1,0 — 2,0

Углерод 0,01 - 0,03

Азот 0 05 — 0 25

Церий 0,05 — 0,2

Цирконий 0 05 — 0.3

Бор 0,0005 - G 03

По крайней мере один металл, выбранный из группы, содержащей алюминий и титан 0,02 — О,I

Железо Остальное

При этом необходимо соблюдать следующее соотношение феррито- и аустенитообразующих элементов: Cr /Ni zz=

Р ,. зги»„, 2,1-2,9, где Сг =-%. Cr+1,5xXSi+XMo+ +1,5х%(Т1+А1+Ег+Се+В) и И1 =XNi+

+0,5xXMn+30x%(C+N).

Введение в состав стали циркония повышает ее пластичность за счет связывания кислорода, серы, фосфора и измельчения зерна. Церий очищает границы зерен, связывает серу, что приводит к повышению пластичности стали. Введение бора в указанных пределах увеличивает пластичность стали при повышенных температурах за счет измельчения зерна, очищения границ зерен, улучшает стойкость против межкристаллитной коррозии, способствует образованию внутризеренных карбидов вместо пограничных. Содержание циркония, церия и бора ниже указанных пределов неэффективно, а выше верхних пределов приводит к образованию избыточных фаз, ухудшающих свойства

С- . стали.

Алюминий и титан вводятся одновременно и являются взаимозаменяемыми как технологические добавки, повышаю .= пластичность стали. Нижний предел суммарного содержания 0,02% определен тем, что при меньшем количестве их положительное влияние не проявляется. Верхний предел суммарного содержания ограничен О, 1% так как при большем содержании значительно увеличивается количество феррита в стали и повышается склонность к охрупчиванию.

Составы предложенной и известной стали, приведенные в табл. 1, выплавляли в открытой индукционной печи. Содержание примесей в предложенной стали следующее, меди 0,3 мас.%, серы <0,02 мас.Х; фосфора 0,035 мас.X, 1123

Т а блица 1

Содержание компонентов, мас.X

Сталь Состав

Углерод хром ) нинель) молибден(кремняй(марганец Азот(церий

4,0

0,4

0i03

22,0 7,0

1,0

0,11 0,05

0,05 0,05

0,07 0,05

0,07 0,05

2,5

6,0

0,02

22,0

0,2

1,2

5,5

0,03

23,0

0,4

Предложен- 4

1,7

0,028 24,3 5,5 2,5

2,0

0,3 ная

0,06 0,10

1,6

24,6 7,0

24,7 6,8

24,8 6,8

0,03

2,7

0,3

0,02

0,4

1,6

2,9

0,13 0,10

0,13 0,15

0,10 0,20

0,25 0,05

0,03

0,2

2,0

2,9

0,03 24,9 6,8

2,9

0,4

1,5

0,01

26,0 5,9

0,4

2,9

1,0

Известная с

0,025 22,6 6,2

1,2

0,4

0,13

0,.10—

0,06

2 0,03

24,3 5,6

24,8 6,8

2,5

0,3

2,0

1,6

3 0,03

0,2

2,8

3 вольфрама 0,2 мас.%, ванадия

40,2 мас.Ж.

В табл. 2 приведены свойства предложенной и известной сталей, Коррозионная стойкость определялась в кипящей 5Х-ной серной кислоте, склонность к питтингу определялась потенциодинамическим методом в растворе, ссдержащем 2400 мп/л хлор-иона при рН=6,8 и температуре 60 С. Склонности 1п к межкристаллитной коррозии определяются по методу АМУ ГОСТ 6032-75 на образцах после отпуска при температуре 550 С в течение 1. ч, у предложенной и HSBeCTHoH стали не обнару- 15

307

4 жено. Механические свойства определялись на образцах, подвергнутых закалке от 1050-1100 С.

Как следует из приведенных в табл..". данных, предложенная сталь обеспечивает по сравнению с известной сталью повышение пластичности в диапазоне температур 1000-1200 С на 7-507. прн сохранении уровня корроэионной стойкости и механических свойств. Повышение пластичности в диапазоне температур

1000-1200 С позволяет изготавливать полуфабрикаты иэ предложенной стали путем горячей прокатки или осадки.

1123307

Продолжение табл.

Содеркание компонентов, мас,X

Сталь

Состав

Цирконий Алюминий Титан Кальций Cr ps g

Мi,р

Вор

2,29

0,10

0,05

0,05

1 0,002

2 0 ° 001

0,05

2,88

2,90

3 0,0005

0,3

0,02

Предложеннан

4 0,001 0,05

5 0,0005 0,05

6 0,0005 О, 1

7 0 0005 0 05 .8 0,003 0,20

9 0,001 0, 10

0,02 0,02

2,88

0 06

2,66

0,02

0,02

2,36

0,06

2,28

0,10

2,55

0,02 0,08

2,10, 0,01

0,02

Н3зестнан

2,28

0,04

0,07

0,01

2,60

2,71

0,001

1123307

Г g ««h о и Ф

3«!

6 И, О

Г« В аъ о о О

В В о о

1 и) В о л «О

В В о ю

СО о! Vd3VX

Ф v! о о х а а В

3 а аг»Х б 3С 333 Х х

В ° с33 ге

Е» .Х о

С»

Ф CO

С Г

В о В о о о

CO а сг3

В В В

О СЧ СЧ а.о о

В В о о

«Г3 С»3

В В о

1 «4 ! В

I Ф х о о о л х c:

Ф

О 3В»»

1 сгг О «Л ,О г г

Iл

-3

1

l

1

l w

Х 3»»

Ф х

1 I Ф х о о х

0 3 О Д

Ю I Х 3

« 4 3 Е (U

Ю 1х

«е

M С») Я. м «Г

cC3 е»

v v

Ог»»

3СЖ X

dC V

Х l»

C«l »» 3С гг

X

В х с»

3 3С ъ

Л О О о г» л

I и

С6

1- а

v о х х г» х5

33х с, о

Е 3С ф

v о х х о

Р

00 О л л о сч ф ch c

2

I Ю

O 0O O

О «Л О сЧ ф СО О1 СО CO

СС ф

v о и

Ф

K о х г в к

Q, ф и х

Ц г »

1

1

1 ! !

I ,.1

1 !

I ф ф 3

ohio

Й х ф 1 х

Х О о

03 1

С4 1

1 Ф

Ф I tf х t Ф

I О, О1Е

Ф

Х I

I Ф ф I

Ф 1 а

К И

Р4 1 Ю

3» 3 С4

Ф в х о

-o

Ф Ю йК

v- o !

Фо оо хо

Х l

Ф а х

Фcd IO о о

Ю б Г«г СО О О П О W Л СО О

С 1 С 4 С»4 « 4 С 4 «»3 С 4 CV « 4 «4 С»4

«Г\ A (4 С»\ «»С О\ С5 л г» ф с г г О ф г» ф О <Р C О Л СЧ 00 О Г О Ж Ю О О Ю .О Ю О 0 -.г0

М - ca V Л CO «Cc СЧ

Ic; !