Нержавеющая сталь

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составу нержавеющей стали для энергооборудования , эксплуатируемого в условиях коррозионно-активных сред, и может быть использовано в энергетическом и химическом машиностроении. Цель изобретения - повышение горячей пластичности и стойкости стали против межкристаллитной коррозии. Для достижения цели сталь дополнительно содержит бор и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,03-0,06; хром 18-20; никель 1.1-15; кремний 2,5-5,0; марганец 0,1-0,5; молибден 2-4; магний 0,005- 0,300; алюминий 0,1-0,5; азот 0,30- 0,45; ванадий 0,1-0,3; бор 0,0005- 0,0050; иттрий 0,005-0,100; железо остальное. Применение стали позволит повысить надежность изделий и их долговечность. 4 табл. с (Л hO ko И

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 22 С 38/54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4067311/22-02 (22) 13,05.86 (46) 07,10.87. Бюл, М 37 (72) Б, С. Ермаков, Г. Г, Колчин, Г. В, Тихонов, В. А, Масютин и А, А. Ланин (53) 669.14.018.8-194(088.8) (56) Сталь 09Х14Н16Б, ГОСТ 5632-72.

Авторское свидетельство СССР

У 1185890, кл. С 22 С 38/46, 1984. (54) НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к составу нержавеющей стали для энергооборудования, эксплуатируемого в условиях коррозионно-активных сред, и может

ÄÄSUÄÄ 1342940 А1 быть использовано в энергетическом и химическом машиностроении, Цель изобретения — повышение горячей пластичности и стойкости стали против межкристаллитной коррозии. Для достижения цели сталь дополнительно содержит бор и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.Ж: углерод 0,03-0,06; хром 18-20; никель

1.1-15; кремний 2,5-5 0; марганец

0,1-0,5; молибден 2-4; магний 0,0050,300; алюминий 0,1-0,5; азот 0,300,45; ванадий 0,1-0,3; бор 0,00050,0050; иттрий 0,005-0, 100; железо остальное, Применение стали позволит повысить надежность изделий и их долговечность, 4 табл.

1342940

Таблица!

Содер»ание >лементов, мас.Х г т мч Tsà,мм мо >м> I >ч ч Iм >

Т !

Пл авка

0,002 17, 3 10 5 1,9 0 05 1,5 0 001 0,08 0 05 0 25 0,0002 0,001 Остальное

0,03 I 8 l 1 2,5 О, 1 2 0,005 О, 1 О, IO О, 30 0,0005 0,005

0,045 19 13 3 ° 5 0>3 3 О> 150 О ° 30 Ом20 0 ° 38 О ° 0030 О ° 050

0,06 20 15 5,0 0,5 4 0,300 0,5 0,3 0,45 0,0050 0>100

0,10 20 8 15 5 5 5 О 58 м,Ь 0,38 0,75 О 41 О 51 О 01

0,05 19,1 13,9 3,9 0,35 3>3 0,20 0,41 0,25 0,35

0,25

Изобретение относится к металлургии, а именно к составу нержавеющей стали аустенитног о класса, обладающей повышенной корроэионной стойкостью, технологичностью и эксглуат»5 ционной надежностью для нагруженных деталей, работающих в агрессивных химиче ских, пароводяных, пищевых и других средах, 10

1(елью изобретения является повышение горячей пластичности и стойкос— ти стали против межкристаллитной коррозии, Комплексное микролегирование бором и иттрием в указанных пределах заметно повышает технологическую пластичность. Совместные добавки бора и иттрия способствуют более равномерному распределению и уменьшению Р() неметаллических включений. Практически исчезают полосчатые и пунктирные неметаллические включения. При комплексном микролегировании стали вместо сульфидов марганца и железа образуются оксисульфиды иттрия, имеющие более высокую термическую устойчивость. Их образования повышают температуру начала оплавления обогащенных серой микрообъемов и тем самым улучшают горячую пластичность стали.

Особенно эффективным при увеличении стойкости против MKK является также комплексное микролегирование в укаэанных концентрациях магнием, бором и иттрием, что связано с уменьшецием относительной энергии зерен стали, Провоцирующий нагрев стали с добавками бора и иттрия в отличие от стали беэ них вызывает на границах зерен выделение карбидов хрома, которые раздроблены и изолированы друг от друга. Кроме того, в структуре стали, содержащей бор и иттрий, карбиды хрома находятся в несколько меньшем количестве. Такое расположение карбидов на границах зерен не приводит к межкристаллитному разрушению стали, что объясняется тем, что обедненные хромом участки, по которым происходит коррозия и разрушение, не контактируют друг с другом, вследствие чего не происходит непрерывного проникновения коррозионной среды в глубь металла по границам зерен.

Введение в сталь бора и иттрия в количествах ниже указанных не эффективно, а сверх указанных способствует появлению в структуре стали мелкозернистых остроугольной формы избыточных фаз, расположенных как в самом теле зерна, так и на его границах, вследствие чего горячая пластичность резко ухудшается. Снижается также и стойкость стали против MKK и механические свойства °

Всего выплавляют шесть плавок нержавеющей стали: плавка 1 меньше минимального предлагаемого содержания, плавки 2-4 — предлагаемая сталь> плавка 5 — больше максимального предлагаемого содержания элементов и плавка 6 известная сталь.

Химические составы плавок приведены в табл ° 1.

1342940

Та блица 2 о

Плав- Критическая степень деформации, 7, при температуре, С ка

950 1000 1050 1 100 ) 200 1250

30/24

30/30

54/50

62/60

4 3/40

39/31

6 1/58

69/68

38/34

42/39

62/60

71/70

39/33

41/40

60/59

7I/68

31/26

52/50

32/32

61/60

53/50

30/25

35/31

59/59

П р и м е ч а н и е. Температура нагрева под прокатку> время нагрева 1 ч, В числителе значение критической степени деформации на гладкой стороне, в знаменателе — на стороне с резом, надТа блица 3

Плав- Число скручиваний до разрушения при температуре, С ка

900 950 1000 1050 ) 100 ) 150 1200

21

)О

2l

17

29

30

16

30

l6

29

l7

22

)4

)8

21

I0

Стали выплавляют в открытых индукционных печах с основным тиглем, Масса одного слитка 100 кг.

Опытные и известную сталь испытывают на горячую пластичность по методам прокатки клиновых проб образцов с острыми боковыми надрезами на одной из боковых граней (табл. 2) и

24/20 25/22

31/25 36/28

35/26 37/31

33/25 36/29

27/23 28/24

25/)9 26/22

13 16

19 24

2I 24

20 23 кручения с определением числа скручиваний до разрушения (табл ° 3). Испытания проводят в интервале температур 900 — 1200 С при испытании на скручивание и 950 — 1250 С при нагреве образцов под прокатку при исследовании клиновых образцов. Значения, приведенные в табл ° 2 и 3, являются средними 5 — 6 измерений, 1342940 мальное время появления межкристаллитных трещин.

Использование стали в промышлен5 ности по сравнению с известной сталью повышает технологичность, а именно деформируемость в горячем состоянии, что увеличивает выход годного металла при ковке-прокатке, понижает склонность к МКК, что увеличивает надежность изделия, а следовательно, его долговечность.

Таблица 4

Минимальное время появления

Плавка межкристаллитных трещин мин

Фор мула и э обре те ния

2,5

Нержавеющая сталь, содержащая углерод, хром, никель, кремний, марганец, моли бден, ма гний, алюминий, азот, ванадий, железо, о т л и ч а—

2р ю щ а я с я тем что с целью повы шения горячей пластичности и стойкости против межкристаллитной коррозии, она дополнительно содержит бор и иттрий при следующем соотношении компо2с нентов, мас.7:

Углерод

Хром

Никель

Кремний

30 Мар ганец

Молибден

Магний

Алюминий

4,6

4,5

3,2

2,4

0,5

Азот

Ванадий

Бор

Иттрий

Железо

Составитель В. Брострем

Редактор Н, Гунько Техред М.Дидык

Корректор А. Демчик

Заказ 4606/26 Тираж 604

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Подписное

1роиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Также проводят испь:тания нержавеющих сталей на сопротивляемость межкристаллитной коррозии (табл. 4) .

Значения, приведенные в табл. 4, являются средними результатами 5 измерений.

На основании проведенных исследований установлено, что предлагаемая сталь обладает более высокой техно— логичностью за счет повышения горячей пластичности: число скручиваний до разрушения по сравнению с известной сталью возрастает примерно в полтора раза, а критическая степень деформации при прокатке клинового образца увеличивается на 8-12Х. Одновременно в 6-9 раз возрастает мини0,03-0,06

18-20

11-15

2,5-5,0

0,1-0 5

2 — 4

0,005-0, 300

О, 1-0,5

0,30-0,45

0,1-0,3

0,0005-0,0050

0,005-0,100

Остальное