Водородостойкая сталь
Изобретение относится к водородостойкой стали для теплообменного энергетического оборудования. Цель - повышение предела текучести, относительного удлинения, относительного сужения, стойкости против водородного растрескивания, коррозионной трещиностойкости, длительной прочности в среде водорода при 700°С, снижение водородопроницаемости. Сталь дополнительно содержит кальций и сурьму при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,01 - 0,03 кремний 0,3 - 0,8 марганец 0,4 - 1 хром 20 - 22 никель 31,5 - 33 молибден 3 - 4 ниобий 0,9 - 1,2 титан 0,03 - 0,1 азот 0,01 - 0,03 медь 0,05 - 0,2 кальций 0,001 - 0,005 сурьма 0,001 - 0,005 сера 0,005 - 0,015 фосфор 0,005 - 0,015 железо остальное, при выполнении условий: суммарное содержание углерода и азота не должно превышать 0,05, отношение ниобий + титан, углерод + азот не должно быть менее 20, суммарное содержание фосфора и сурьмы не должно превышать 0,016. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (м)э С 22 С 38/60
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
"I ," е- =.,;
" у "," . и тт рy .ñ : )
I т !
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4730390/02 (22) 14.08.89 (46) 07.08.91. Бюл.. М 29 (71) Ф из и ко-меха н и ческий институт им.
Г.В.Карпенко (72) А.И.Балицкий, В.И.Похмурский, И.А.Повышев, В.Н.Павлов, В.Г.Макаренко и
В.В.Лебедев (53) 669.14.018.7-194(088.8) (56) Сталь ЭП864. ТУ 14-1-2512-78. (54) ВОДОРОДОСТОЙКАЯ СТАЛЬ (57) Изобретение относится к водородостойкой стали для теплообменного энергетического оборудования. Цель — повышение предела текучести. относительного удлинения, относительного сужения, стойкости против водородного растрескивания, корИзобретение относится к конструкционной водородостойкой стали для теплообменного энергетического оборудования и может быть использовано в общем и энергетическом машиностроении.
Цель изобретения — повышение предела текучести, относительного сужения, относительного удлинения, стойкости .против водородного растрескивания, коррозионной трещиностойкости, длительной прочности в среде водорода при температуре
7000С. снижение водородопроницаемости.
Для снижения чувствительности металла к МКК и межкристаллитному растрескиванию в водородосодержащих средах в предлагаемой стали введено ограничение
„„59„„1668466 А1 розионной трещиностойкости, длительной прочности в среде водорода при 700 С, снижение водородопроницаемости. Сталь дополнительно содержит кальций и сурьму при следующем сотношении компонентов, мас.,ь: углерод 0,01-0,03; кремний 0,3-0,8; марганец 0,4-1; хром 20-22; никель 31,5-33; молибден 3-4; ниобий 0,9-1,2; титан 0,03-0,1, азот 0,01-0,03; медь 0.05-0,2; кальций 0,0010,005; сурьма 0,001-0,005; сера 0;005-0,015; фосфор 0,005-0.015; железо — остальное, при выполнении условий: суммарное содержание углерода и азота не должнб превышать 0,05, отношение ниобий + 3 титан/углерод+ азот не должно быть менее
20, суммарное содержание фосфора и сурьмы не должно превышать 0,016. 2 табл.
1 суммарного содержания углерода и азота, ответственных за образование высокохро- СЬ мистых карбонитридных фаз. Эту же задачу 0 помогает решить. ограничение отношения стзбизизируащих зземеитое (Nb+71) х сум- ),з марному содержанию примесей внедрения (С+И), которое не должно быть менее 20. 8 этом случае практически весь углерод и азот в стали связаны в.специальные карбиды и нитриды, что обеспечивает более равномерное распределение хрома по всему сечению зерна и полное подавление склонности стали к указанным видам коррозии. Химический состав, механические свойства и результаты определения водородостойкости предлагаемой и известной сталей представлены в табл.1 и 2.
1668466
Результаты механических испытаний усреднены по трем образцам на точку. Образцы перед испытаниями подвергались аустенизирующему отжигу (1050 С вЂ” 1 ч, воздух).
Определение стойкости исследуемых материалов против водородного растрескивания КР проводилось в водном растворе
NaCl. насыщенном Н2$ с рН 4,0 с заданной деформацией при напряжении 1,2 g и температуре 0 С. База испытаний 1000 ч (тр.н. — трещин нет, * — наличие сетки микротрещин, табл.2).
Длительная прочность образцов в водороде определялась при температуре 700 С на базе 500 ч. Коррозионная трещиностойкость(Ктзсс) определялась в кипящем 0,5 ном растворе NaCl при рН 6,5 на базе 2000 ч.
Применение стали позволит повысить эксплуатационную надежность и ресурс работы оборудования.
Формула изобретения
Водородостойкая сталь преимущественно для теплообменного энергетического оборудования, .содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ниобий, азот, медь, серу, фосфор, железо. о тличающаяся тем,что, сцельюповышения предела текучести, относительного сужения, относительного удлинения, стойкости против водородного растрескивания, коррозионной трещиностойкости, длитель5 ной прочности в среде водорода при 700 С, снижения водородопроницаемости, она дополнительно содержит. кальций и сурьму . при следующем соотношении компонентов, мас. $:
10 Углерод 0,01-0.003
Кремний 0,3-0,8
Марганец 0,4-1,0
Хром 20,0-22,0
Никель 31,5-33,0
15 Молибден 3,0-4,0
Ниобий 0.9-1,2, Титан 0,03-0.1
АЗОТ 0,01-0,03
Медь 0,05-0,20
20 Сера 0,005-0,015
Фосфор 0,005-0,015
Кальций . 0,001-0,005
Сурьма 0,001-0,005
Железо Остальное
25 при выполнении условий: суммарное содержание углерода и азота не должно превышать 0,05; отношение ниобий + титан/углерод + азот не должно быть менее
20; суммарное содержание фосфора и сурь30 мы не должно превышать 0,016.
l
_#_
О л Й я,а
C" !. 4«Ъ о о Хо о О а 0. о а л 0! о
00 «Г 4 CJ
Ъ 0 И
I I I a о o o o
Э о
Ф («4 C«l CO J о
МЪ О 0Ъ о о о о о о о
СЧ
Ю л о о ъ о о
<ч о а, оо J C!a W
° о
D о
О 0Ъ о о о о л
О CJ
Х ОХ
С0 Х
ОЪ
D
О Юо о о
4 Ъ an о о о о о о
Ю
Ю о аъ о сч
РЪ «0 M и
t о
Ц
ы о
OX!0
Х Х
С4 0
Е о о о о о о с о о о цъ
° ««ф
«Ъ о
З ф и
Ю
«
an о о с о мЪ о
Ю о ъ ъ о
Л О О 4!
О\
Ю о о
О Ъ.Ю
«а «ъ Ф
ЪЪ СО 4Ъ О
C Ъ с Ъ (1 M
04 о а о о о
< 4 С«Ъ O СЧ
04 H Cal Ca4 о о ъ о фЪ О О
Ъ4 Ъ а а О
«Ъ о о
00 О л о о! а о о
4 1 «Ъ о о о о
СЧ о о о о
t0 ( ф о
0I о
3 ф
Э
0l
l»
Ф
X аС
K я
0l
Р о
0l ! о н я.о о
D СЧ 0Ч л л о о о о
<Ч о о
D О !
Ъ С С Л
04 ФЪ с1 pl cn c ú о о о о о
N СЧ <4 N
-0 О О СО о о о
Я 0 Z е E
0l Ф J
1668466
Х
Х
44 ! а
04 е0
E а о
Х
Х о
L о ХИ л а Оо !
4 0!О а <о!
Ф
CS Ы а !
4, а СЪ
В» X &-
Х
cd
Х !
» J а и
0Ъ л,
