Двухслойная коррозионно-эрозионно-стойкая сталь

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к двухслойной высокопрочной стали, и может быть использовано при изготовлении тяжелонагруженных сварных конструкций, работающих при пониженных (до -50^oC) температурах в условиях повышенного коррозионно-эрозионного износа под воздействием морской воды с абразивом (лед, песок). Цель изобретения - повышение прочности, сопротивления хрупким разрушениям при температурах до -50^oC, снижение коррозионно-эрозионного износа в морской воде и льдах. Предлагаемая сталь содержит в основном слое, мас.%: углерод 0,07 - 0,12; кремний 0,2 - 0,4; марганец 0,45 - 0,75; хром 0,5 - 1,3; никель 1,8 - 3,2; молибден 0,1 - 0,3; медь 0,30 - 0,65; ванадий 0,01 - 0,03; алюминий 0,01 - 0,06; кальций 0,005 - 0,050; железо остальное, плакирующий слой содержит, мас.%: углерод 0,01 - 0,08; кремний 0,2 - 0,8; марганец 1 - 2,3; хром 17 - 22; никель 8,5 - 12; ниобий 0,8 - 1,3; железо остальное. Причем толщина плакирующего слоя составляет 8 - 12% от общей толщины. 5 табл.

Изобретение относится к металлургии, а именно к двухслойной высокопрочной стали, и может быть использовано при изготовлении тяжелонагруженных сварных конструкций, работающих при пониженных (до -50^oC) температурах в условиях повышенного коррозионно-эрозионного износа под воздействием морской воды с абразивом (лед, песок). Одной из областей использования является изготовление корпусов судов ледового плавания, арктических ледоколов, морских технических сооружений. Целью изобретения является повышение прочности, сопротивления хрупким разрушениям при температурах до -50^oC, снижение коррозионно-эрозионного износа в морской воде и льдах. Толщина защитного слоя определяется нормативами коррозионного износа (0,05 мм/год) для всего эксплуатационного периода (до 25 лет), возможностью механически: и технологических уточнений, наличием металлических дефектов и промежуточного слоя перемешивания, а также обеспечением в двухслойной стали интегральной прочности и экономичности. Готовят серию сталей для основного слоя, состав которых приведен в табл. 1. На слябы методом наплавки наносят защитный слой, толщина которого составляет 8% от общей толщины. Химический состав наплавки приведен также в табл. 1. Затем слябы с наплавкой прокатывают на плиты толщиной 100 мм, которые подвергают термической обработке (закалка и высокий отпуск). Результаты механических испытаний на разрыв основного слоя приведены в табл. 2. Для оценки сопротивляемости основного слоя хрупким разрушениям проводят испытания образцов с острым надрезом (тип 11 по ГОСТ 9454-78) при -50^oC, результаты которых приведены в табл. 3. Приведенные данные показывают, что только при предложенном соотношении компонентов в основном слое предлагаемой стали достигается оптимальное сочетание прочности и сопротивляемости хрупким разрушением при пониженных температурах. Коррозионную стойкость предлагаемой и известной сталей оценивают в потоке (10 м/с) синтетической морской воды, содержащей абразивные частицы. При базе испытаний 2000 ч скорость коррозии (коррозионный износ) следующая (мм/год): предлагаемая сталь (состав 9) 0,054; известная сталь (12X18H10T) 0,062. Сопротивляемость межкристаллитной коррозии (мкк) определяют на нержавеющей стали в различных состояниях после отпуска (640^oC) по методике ГОСТ 6032-84. Результаты представлены в табл. 4. Известная сталь 12X18H10T теряет после наплавки стойкость против межкристаллитной коррозии. Для оценки влияния толщины защитного слоя на прочность предлагаемой стали проводят испытания на растяжение крупногабаритных образцов натурной толщины с различным соотношением толщин слоев. Результаты испытаний приведены в табл.5. Как видно из представленных результатов, при предлагаемом соотношении слоев обеспечивается требуемый уровень прочности, дальнейшее повышение толщины защитного слоя может снизить интегральную прочность плиты ниже требуемого уровня, а также невыгодно экономически. Применение стали позволяет повысить прочность и снизить металлоемкость, повысить работоспособность и надежность при пониженных (до -50^oC) температурах, снизить коррозионный износ, экономить металл благодаря снижению пропусков на коррозию, улучшить ледопроходимость ледоколов и судов ледового плавания и, следовательно, снизить расход топливно-энергетических ресурсов.

Формула изобретения

Двухслойная коррозионно-эрозионностойкая сталь, состоящая из основного слоя, содержащего углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, железо, и плакирующего слоя, содержащего углерод, кремний, марганец, хром, никель, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности сопротивления хрупким разрушениям при температурах до -50^oC, снижения коррозионно-эрозионного износа в морской воде и льдах, основной слой дополнительно содержит ванадий, молибден, кальций при следующем соотношении компонентов, мас. Углерод 0,07 0,12 Кремний 0,2 0,4 Марганец 0,45 0,75 Хром 0,5 1,3 Никель 1,8 3,2 Медь 0,30 0,65 Молибден 0,1 0,3 Ванадий 0,01 0,03 Алюминий 0,01 0,06
Кальций 0,005 0,050
Железо Остальное
плакирующий слой дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов, мас. Углерод 0,01 0,08
Кремний 0,2 0,8
Марганец 1 2,3
Хром 17 22
Никель 8,5 -12
Ниобий 0,8 1,3
Железо Остальное
причем толщина плакирующего слой составляет 8-12% от общей толщины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 18.01.2007

Извещение опубликовано: 10.01.2008        БИ: 01/2008

---