Нержавеющая сталь

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к коррозионностойкой стали ферритоаустенитного класса, предназначенной для изготовления сварных конструкций нефтехимического и химического оборудования. Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости и стойкости к хрупкому разрушению после сварки. Сталь дополнительно содержит церий, иттрий , ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,01-0,05; азот 0,005-0,015; кремний 0,3-0,6; марганец 8-10; хром 17-20; никель 4-7; молибден 2-3; титан 0,01-0,10; ниобий 0,01-0,10; кальций 0,001-0,05; алюминий 0,005-0,02; бор 0.005-0.02; иттрий 0,001-0.05: церий 0,001-0,05; ванадий 0,3-0.6; железо - остальное . Суммарное Содержание углерода и азота 0,02-0,06. Суммарное содержание ванадия , титана и ниобия 0,3-0.8. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<51>5 С 22 С 38/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4872391/02 (22) 25.06.90 (46) 30.03.92. Бюл. ¹ 12 (71) Волгоградский политехнический институт (72) О.А. Банных, М.А, Хубрих, Б.В. Кононов, Т.С. Кузнецова и Т.А. Чернышова (53) 669.14.018.821-194(088.8) (56) Заявка Японии ¹ 6289848, кл, С 22 С 38/58, 1987, (54) НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к коррозионностойкой стали .ферритоаустенитного класса, предназначенной для изготовления сварных конструкций нефтехимического и химического

Изобретение относится к металлургии, в частности к коррозионноустойчивым хромомарганцево-никелевым сталям ферритоаустенитного класса, предназначенным для изготовления сварных конструкций нефтехимического и химического оборудования.

Наиболее близкой к предложеннойявляется нержавеющая сталь, содержащая, мас,%:

Углерод

Азот

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Молибден

Ниобий

Кальций

Бор

Медь

<0,05

0,04 — 02

1-5.3-10

17-22

1-7

0.5-3

0,05-0,5

0,002-0,01

0,001-0,006

0,5-3,...!Ж,„, 17231у1 А1 оборудования. Цель изобретения — повышение коррозионной стоикости и стойкости

L к хрупкому разрушению после сварки.

Сталь дополнительно содержит церий, иттрий, ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,01-0,05: азот 0,005 — 0,015; кремний 0,3 — 0,6; марганец 8 — 10; хром 17 — 20; никель 4 — 7; молибден

2-3; титан 0,01 — 0,10; ниобий 0,01.— 0,10; кальций 0,001-0,05; алюминий 0,005 — 0,02; бор 0,005 — 0,02; иттрий 0,001-0,05: церий

0,001-0,05; ванадий 0,3 — 0,6; железо — остальное, Суммарное содержание углерода и азота 0,02-0,06, Суммарное содержание ванадия, титана и ниобия 0,3 — 0.8. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Магний 0,001 — 0,04

Железо Остальное

Недостатком известной стали является склонность к охрупчиванию при сварке и д недостаточная коррозионная стойкость в средах, содержащих ионы хлора.

Цель изобретения — повышение коррозионной стойкости и стойкости к хрупкому разрушению после сварки.

Поставленная цель достигается тем, что © нержавеющая сталь, преимущественно для сварных конструкций, содержащая углерод, азот. кремний, хром, никель, молибден, марганец, титан, ниобий, кальций, алюминий, бор, железо, дополнительно содержит церий, иттрий и ванадий при следующем отношении компонентов, мас.%:

Углерод . 0,01-,0,05

Азот 0,005 — 0,015

Кремний 0,3-0,6

Марганец 8-10

1723191

Иттрий . 0,001-0,05 10

Ванадий ..;- . 0,3-0.6

25 разрушению. В таком же направлении влияет церий. Введение церия ведет к увеличе- 30

Хром 17-20

Никель 4-7

Молибден 2-3

Титан 0,01-0,1

Ниобий 0,01-0,1

Кальций 0,001--0,05

Алюминий 0,005 — 0,02

Бор 0.005-0,02

Церий 0,001-0,05

Железо.,: . Остальное при условии, что суммарное содержание углерода и азота составляет 0,02-0,06, ванадия, титана и ниобия — 0,3 — 0,8, Сталь может содержать примеси, мас.7: .

Сера,<0,035

Фосфор <0,035.

Соотношение основных легирующих элементов — хрома, никеля и молибдена— опреДеляет структуру стали в литом состоянии (ферритоаустенитную). После обработки давлением, термообработки, а также под влиянием термического цикла сварки структура также остается ферритоаустенитной.

Других фаэ в структуре, например мартенсита, не образуется, Устойчивость соотношения фаз повышает стойкость к хрупкому нию пластичности и ударной вязкости сварного соединения. Иттрий вводят в сталь для измельчения зерна, ванадий — для сохранения прочностных свойств сварного соединения и повышения стойкости против коррозионного растрескивания. Углерод и азот как аустенитобразующие элементы вводят в сталь в количестве не менее 0,01 и

0,005 соответственно для получения в стали аустенитной фазы. Верхний предел, в том числе по сумме, ограничен с целью предупреждения образования карбидов и нитридов ванадия, так как для обеспечения необходимых свойств, сварных соединений нужно, чтобы ванадий большей частью на ходился в состоянии твердого раствора в д -феррите. Для этой же цели вводят титан и ниобий: большую часть углерода и азота они связывают в карбиды и нитриды, так что ванадий большей частью остается в твердом растворе д -феррита.

Пример; Несколько плавок предлагаемой, а также известной стали, выплавляют в индукционной печи с основным тиглем на свежей шихте, беэ окисления. Затем слитки подвергают ковке, изготавливают образцы, которые после термообработки подвергают испытаниям. Химический состав сталей (предлагаемой и известной) приведен в табл. 1, данные испытаний — в табл.

2. Механические свойства и сопротивление коррозии у стали предлагаемого состава выше, чем у известной, Использование предлагаемой стали вместо известных увеличивает надежность и долговечность аппаратов нефтехимического производства.

Формула изобретения

1, Нержавеющая сталь преимущественно для сварных конструкций, содержащая углерод, азот. кремний, марганец, хром, никель, молибден, титан, ниобий, кальций, алюминий, бор, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости и стойкости к хрупкому разрушению после сварки, она дополнительно содержит церий, иттрий, ванадий при следующем отношении компонентов, мас. ;

Углерод 0,01 — 0.05

Азот 0,005-0,015

Кремний 0,3-0,6

Марганец 8 — 10

Хром 17 — 20

Никель 4 — 7

Молибден 2 — 3

Титан 0,01-0,10

- Ниобий 0,01 — 0,10

Кальций 0,001 — 0,050

Алюминий 0,005 — 0,02

Бор 0,005 — 0,020

Церий 0,001 — 0,050

Иттрий 0,001 — 0,050

Ванадий 0,3-0,6

Железо Остальное

2. Сталь по и. 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что суммарное содержание углерода и азота составляет 0,02-0,06.

3. Сталь по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что суммарное содержание ванадия, титана и ниобия составляет 0,3-0,8.

1723191

1аелмаа! р 01 ю ст 01 1ю 26 в са а! ° Се 2 т ta

Сталь Рсл.Р

° кюсю>.О,ОО! 0,80!

8,012 0,035

0,0so 0,050

0,005 0,30 8,N 17,00 l,oo о>007 0>35 9,07 !8>84 5>62

0,015 0,60 10,00 20,00 7,00 е, 100 2, 00 S,IO !O,oo 2, m

0060 180 880 2110 618

0 0I ° 001

0,07 0,045

0,10 0,050

0,08 Ф,N6

0 35 0 008

200 001

2,91 0,08

3,00 О,!О

2,0 0,006

2,8 0,005 о>» 0,7

08- 0>02

Счч 0,66

I4I 0,03

Таблаа ° 2

Х/с Ск

-40 С +2

Хсл. Ф 1Ьсле аакаюп> с, 1100оС ° еопу

Стель

Посла терммческото аюцю сааре>1 too> еде/ма ппаею>

I5a> СГал ° ор>

1О!а l0a \ (7 > XCv мдл/ма

8 «-"-т-- - с--»+20оС) -20 C -40 С

Скорость окл. S K/c Саорость оеп.25 прость окл. 100 Х/с

)- Ч ТгО "Ч 1

+20>С f 20>g

1>35 1 47

1>39 1>50 ! 20 1,4!

°,6 OS

0,8 1 ° 10

2>lo 2,10 . 288 . 225

2,38 2,00 229

12 11 229

l>S 0 8 232

77 2,51

69 . 2,78

65 2,49

70 1,8

60 2,1

Эеа>югаемае!

>27 0,99

l,2Ф . 1,00.

1,19 0,90

0,06 0,19

1,02 0 81

Оэ рестмаа ероеюа>емю таба.2

Скорость еорроаю, ю>/тол No ГОСТ 6032-7S. т

Осмоююл >юссю> Сварное ооелююмке

Скорость корроэмм> мм/тоа по ГОСТ 13819-68

Хсл.р плаекм

Осмоемоа металл

Дмклоратам f 602 РХО1> тем 60"

20еС1500 ч

Хлорам п»»ë>4>- 7602 0061

70 С! 200 ч этак с!8 1, 80 ч

OCI 202!

Лсхолмое ot» Фскелмое Фокке отЯ 3 Л

Хлора>п

70 С!200 v.299 9. A

0,07 Ф,!3

0>08 0>14

0,09 0,12

Ф,!2 Ф,!4

0,10 0,15

Составитель Б.Кононов

Техред М.Моргентал Корректор M.Øàðîøè

Редактор А.Маковская

Заказ 1046 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101

Ореала- таю>ал 2

3 еааест- 4 мал 5

2

4

Г

0,010

0,040

0,050

0,050

О 035

652 490

720 514

649 480

651 400

710 l20

0,01!

О,OIS

0,012

0,081

0,072

46

47

48

0,085

0,096

0.071

0,10

О, 12.

0,034

0,041

0>040

0,061

-0,18!

0>М9

0,05!

0 091

0>20

0,18

o,0Ф5 о,оо7

0,020

0 NI

°,002

0,52

0,61

0,49

0>08

0,06

Ф,!1

0,12

0,10

0,15

0,14

0>INS

Е,OI2

Ф,O20

0,002

Ф, 004

1,43 1,39

1>38. !>41

1,29 1,25

100 . 89.

0,8 1 ° 1

O>1S

Е,тб

°,17

°,2Ф

0,19

° !5

°,!9

° > 20

0,28

0,2S

Е,ЗФ Ост

°,45

° 60

«» » м

0,44

0,41

0,39

0,51

0,48

-20 С

1,ll

1 ° 49

1,SO

l 0

1,0

-4O+C

1 40 . 1,35

1,29

07 о. 9