Жаропрочная нержавеющая сталь

 

Изобретение относится к металлургии , в частности к составу жаропрочной нержавеющей стали, используемой .в энергетических установках различного назначения , а также в химической , авиационной и других областях промышленности как нержавеющий высокопрочный материал с относительно высоким сопротивлением межкристагшитной коррозии. Цель изобретения - вышение сопротивления стали межкристаллитной коррозии. Это достигается тем, что сталь дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,01 - 0,03; кремний О,2-0,7j марганец 16- 18; хром 16-18; ниобий 0,5-0,9; азот 0,25-0,6; бор 0,002-0,006; церий 0,01-0,03; кальций 0,001-0,1| ванадий 0,17-0,3; железо - остальное. Применение стали позволит повысить срок эксплуатации оборудования. 3 табл. i (Л 05 СП (У vi

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1!) (go 4 С 22 С 38/38

ЙСГ ЯЯИЯ

)3.;:, )3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4078253/31-02 (22) 16,06.86 (46) 07.12.87. Бюл. 9 45 (7!) Ленинградский политехнический институт им. M. И. Калинина (72) А. М. Паршин, В. А. Игнатов, В. Г. Белецкий, H. Е. Васильков, И. Е. Колосов, И. Б, Новикова и Н. В. Виноградова (53) 669.14.018.821-194(088.8) (56) Сталь 08X)8H)OT. ГОСТ 5632-51.

Авторское свидетельство СССР

1! 749928, кл. С 22 С 38/38, 1980, (54) ЖАРОПРОЧНАЯ НЕРЖАВНОЩАЯ СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к составу жаропрочной нержавеющей стали, используемой .в энергетических установках различного назначения, а также в химической, авиационной и других областях промышленности как нержавеющий высокопрочный материал с относительно высоким сопротивлением межкристаллитной коррозии, Цель изобретения - по-вышение сопротивления стали межкристаллитной коррозии, Это достигается тем, что сталь дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.7.: углерод 0,01—

0,03; кремний 0,2-0,7; марганец 16-. !

8; хром 16-18; ниобий 0,5-0,9; азот

0,25-0,6; бор 0,002-0,006; церий

0,01-0,03; кальций 0,001-0,1; ванадий 0,17-0,3; железо - остальное.

Применение стали позволит повысить срок эксплуатации оборудования.

3 табл.

1357457

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу жаропрочной нержавеющей аустенитной стали, используемой в энергетических установ- 5 ках различного назначения, а также в химической, авиационной и других областях промышленности как нержавеющий высокопрочный материал с относительно высоким сопротивлением межкристаллит- >0 ной коррозии.

Цель изобретения — повышение сопротивления межкристаллитной коррозии стали.

Увеличение содержания ниобия в 15 стали при дополнительном легировании ванадием и уменьшенном содержании углерода предотвращает выпацение хромистых карбидов Сг С 6 в опасном интервале температур (500-800 С) в прî- 20 цессе охлаждения после термической обработки, сварки и других технологических операций.

Выплавляют слитки развесом .16 кг, проводят ковку и прокатку заготовок, термическую обработку, металлографические исследования, физико-химический и рентгеноструктурный анализы.

Экспериментальные данные представлены в табл. 1-3. 30

Результаты исследования показывают, что оба состава известной стали обладают низкой стойкостью к МКК (табл. 2). Для плавки 70/13, выплавленном с минимальным в пределах марки З5 содержанием углерода и максимальным— содержанием ниобия, склонность к MKK наступает после 0,5 ч выдержки при

650 С. Плавка 20/15 с максимальным содержанием углерода и минимальным содержанием ниобия становится склонной к МКК после выдержки 0,1 ч в дно апазоне 600-700 С. Таким образом, во всем диапазоне марочного химического состава известная сталь не удовлетво- 45 ряет требованиям ГОСТУ.

Снижение содержания углерода при одновременном повышении содержания стабилизирующих элементов (ниобия и ванадия ) значительно повышает стойкость к МКК. Предлагаемая сталь (плавка 28/3) с наибольшим содержанием углерода становится склонной к MKK только после выдержки 500 ч при

600 С, а плавка 28/5 с минимальным содержанием углерода — после выдержки

5 тыс.ч при 600-650 С.

Наряду со мещением вправо, т.е. в сторону более продолжительных выдержек, области склонности к MKK y предлагаемой стали происходит также заметное сужение этой области по температурной оси, Для процессов, протекающих в структуре сталей при длительных тепловых выдержках, проводят физико-химический фазовый анализ (табл. 3). Согласно полученным данным, в предлагаемой стали плавки

28/5 карбиды хрома типа Сг С появляются после выдержки 5 тыс.ч при

650 С, .а в известной стали (плавка

20/13) — после выдержки 0,5 ч при о

650 С. Таким образом, введение ниобия и ванадия в указанных количествах, совместно со снижением содержания углерода подавляет в предлагаемой стали образование карбидов хрома, что значительно увеличивает время до появления склонности к МКК, Известная сталь может применяться в качестве высокопрочной нержавеющей стали аустенитного класса в тех случаях, когда по условиям эксплуатации не требуется обеспечение стойкости к

МКК. При необходимости обеспечения высокой прочности и высокой стойкости к MKK в широком температурно-временном интервале должна применяться предлагаемая сталь.

Формула изобретения

Жаропр очная нержав еющая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ниобий, азот, бор, церий, кальцийижелезо,отличающая с я тем, что, с целью повышения сопротивления межкристаллитной коррозии, она дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод 0,01-0,03

Кремний 0,2-0,7

Марганец 16-18

Хром 16-1 8

Ниобий 0,5-0, 9

Азот 0,25-0,6

Бор О, 002-0, 006

Церий 0,01-0,03

Кальций 0,001-0,1

Ванадий 0,17-0,3

Желез о Остальное

1357457 о

I !! !.Ф

< с л л l I

o o о о о с л л о О o o сЧ Р) с )

О О О О О л л л л л

О O О О О л 1 б о С")

О О о о

o o с.> o .л л л

О О О О

Е О 1 О

-б Ю Г3 о л л л л

o o o o

О л оi - o л л л

o o o o л

О о o o л л л л

r со а о

С 4 о л о

a o o o л л л л о со сч о

I сч о л о

СЧ л

Ю л GO л л л л о o o o

С4 с ) о о о л л л л о î o o л л

О о о л

СЧ

О

О л

О с4 л о с 1

О л

С ) со сч! ! I О

00 СО сч сч

Р ) о о сч сч

1357457

Таблица 2 старения, ч, лля стали предлагаемой

10 1О0

1 500 I Dll I 1 0 1 500 (! 000! 5000

Плавка 20/1Э

Плавка 28/5

800 о о о

750 о о о о

700 о о о о о о

650

600 о о о о о

550 о о о о

500 о о о

450 о о

400

Плавка 20/15

11павка 28/3

800 о о о о о

750 о о о о о

700 о о о о

650 о о о о о

600 о о

550 о о

500

450 ч о

400 о о о о о

Плавка 28/4

800

750 о о о о о о

700 о о

650 о о о

600 о о о

550 о о о

500 о о о о

450 о о

400

П р и м е ч а н и е. о — отсутствие склонности к межкристаллитной коррозии; е — наличие склонности к межкристаллитной коррозии;

Я - температурно-временная область склонности к межкристаллитной

5OOPPOSHH, Испытания на склонность к ИКЕ проводят по методу ЛМ, продолжительность кипячения 24 ч. На каждую точку испытывают 4 образца, в том числе один образец подвергаетсв загибу без кипячения.

1357457 Таблица 3

С при 630 С после старения длительностью, ч

28/3 Нет, Нет Нет Нет Нет Нет Следы Есть

20/13 -"- Есть Есть Есть Есть Есть Есть

Пр едла r ae cadi

Известный

П р н м е ч а н н е. Электролитическое выделение осадков из образиов производят в метаноле с добавлением соляной и лимонной кислот прн постоянном токе плотностью 0>l А/сн в .

Ф течение 1,5-2 ч

Дпя установления кристаллической структуры проводят рентгеноструктурный анализ осадков по методу порошков. Съемку выполняют в камере Дебая в отфильтрованном медном излучении СиК

Составитель Л. Суязова

Редактор Н. Рогулич Техред М.Ходанич КорректорА. Тяско

Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5972/25

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, о тная 4