Коррозионностойкая низколегированная сталь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюз Советских

Социалистических

Распубаии

Ц!)„» 60259 3

1 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву —

{22) Заявлено 100876 {23) 2395047/22-02 с присоединением заявки ¹

{23) Приоритет (43) Опубликовано 1>0478.Бюллетень №14

{5l) М. Кл.

С 22 С 38/26

Гееекееетееккм6 кеаени

Вееете Мкекетреа O|)Op ке aeaai еее4еетепй к енцяпкй

{53) УДК669. 15,74,, 782, 26, 3i 779,,71,292,293,786

778-194(088.8) (45) Дата опубликования описания 24.03.78

А.И. Шл яфнрнер, М.Н. Георгиев, В.Ю. Кондратьев, Г. П. Я кубов а, (72) вторы н.и. мельников, А.и. Голубев, В.H.Äàíèëîâ, B.è. сырейщикова, изобретения Б.э ° Беленький, и.п.чечулин, е.и. Арзамасцев,, с. Г. Рыскина, С.A.Ñïèpèí, Н.A.Ôîìèí, И.Я.Винокуров, Е.Г.Зудов н. Л.Ф.Наймушина

Центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлконструкций, Уральский научно-исследовательский

pl) ЗаяантЕЛИ институт черных металлов и Нижнетагильский металлургический комбийат им. В.И.Ленина (54) СТАЛЬ

Изобретение относится к металлургии стали, а именно стали, микролегированной сильными карбидообразующнмн элементами, стойкой к коррозии и используемой в строительных конструкциях и конструкциях подвижного состава железных дорог.

Известна коррозионностойкая низколегированная сталь 10ХНДП следующего химического состава, sec,%:

Углерод не более 0,12

Относительное удлинение

20% ударная. вязкость при 40 С 4 кгм/см

Кремний 0117-0>37

Марганец 0,3-0,6

Хром 0,5-0,8

Никель 0,3-0,6.

Медь О, 3-0,5

ФосФор 0,07-0,12

Алюминий 0,08-0,15

Железо Остальное (1).

Сталь эта имеет следующие механические свойства (в толщине от 4 до

9 мм):

Предел прочности 48 кг/мм

Предел текучести 35 кг/мм

Известная сталь по технической сущности и достигаемому ффекту является наиболее близкой к предлагаемой.

С увеличением толщины проката перечисленные характеристики механических свойств стали 10ХНДП снижаются иэза ликвидации Фосфора. Поэтому свойства этой стали (предел текучести, . ударная вязкость, свариваемость, коррозионная стойкость); недостаточно высоки для удовлетворения растущих потребностей народного хозяйства в высокопрочных коррозионностойких стаЭ лях для конструкций из проката больших толщин (более 10 мм), предиазначенных для эксплуатации при расчетных температурах ниже -40 С (в частности, а для мостов н подвижного состава BAN) .

Эксплуатационные свойства стали

10ХНДП при расчетных температурах не ниже -40 С обеспечиваются в большой мере добавками дефицитного никеля.

ДЛЯ ПОВЫИЕННЯ КОРРОЗИОННОй СТОЙКОС» ти, прочности и хладостойкости пред602593 лагаемая сталь дополнительно содержит ванадий, ниобий, азот и мышьяк при следующем соотношении компонентов, вес.В:

0,03-0,10

0,8-1,6

0,3-088

0,7-1iO

0,3-0,5

0,05-0,08

0,01-0,10

0,01-0ilO

Оу01-0,06

0,01-0,05

О, 01-0 i 10

Остальное

При введении элементов, образующих твердый,Раствор в феррите и повышаюших термодинамическую активность фосфора в твердом растворе (кремний 0,30,8%, мышьяк 0,01-0,1%), ускоряется

Ссдержание элементов, вес.Ъ („р CU

5 As М V

1 0,05 1,40 0,28 0,62 0,27 0,018 0,014 0,09 0,09 0,086 0,019 0,026

2 0,10 0,56 0,27 0,93 Oi20 0,045 0,026 0,03 0,026 Oi070 0,016 0,01

3 0,10 1,32 0,68.0,87 0 36 0,070 0,020 0,01 0,01 0,100 0,018 0,04

Испытания на корроэионную стойкость проводили в течение 2,5 лет на открытой площадке химического комбината (среднеагрессивная среда) и ускоренными методами в средах, моделируюших воздействие слабоагрессивной промышленной атмосферы.

Сталь выплавляли в открытой 60 кг индукционной основной печи. Слиток 45 проковывали на сутунку и прокатывали на полосу толщиной 12 и 20 мм. Степень обжатия при температурах конца прокатки 890 .и 850 С составляла 30% .

Толщина проката для испытаний корро- 50 эионной стойкости стали составляла

2 мм.

Ь

Из полученного проката в поперечном направлении вырезали ударные образцы (1 тип по ГОСТ 9454-69) и образ- 55 цы на статическое растяжение. Ударные испытания проводили при разных температурах с построением сериальной кривой. Прочностные характеристики определяли при комнатной температуре.

Размеры образцов для определения кОРРОзиОннОй стОйкОсти стали пО ПОтерям веса составляли 140 w 50 мм,для электрохимических исследований-10 10мм.

Результаты испытаний механических свойств и коррозионных испытаний приведены в таблице 2.

Углерод

Марганец

Кремний

Хром

Медь

Фосфор

Алюминий

Ванадий

Ниобий

Азот

Мышьяк

Железо диффузия фосфора к поверхности стали в процессе длительной коррозии (атмосферная коррозия, коррозия во влажном сернистом газе, коррозия при повышенных температурах и т.п.). За счет диффузии фосфора к поверхности при одновременном легировании стали медью и хромом образуются продукты коррозии с повышенной защитной способностью

Отрицательное влияние элементов, образуюших раствор внедрения в феррите, на склонность стали к хрупкому разрушению компенсируется получением структуры с малым сОдержанием перлита (снижением содержания углерода, что одновременно ведет к повышению свариваемости) . Потеря прочности иэ-за снижения содержания углерода восполняется введением малых добавок силь 0 ных карбидо- и карбонитридообразующих элементов (ванадий 0,01-.0.,1%, ниобий

0,01-0,06%, азот 0,01-0,05Ъ), вызывающих иэмельчение зерна и дисперсионное упрочнение стали, что также положитель25 но сказывается на хладостойкости.

Химический состав исследованной стали приведен в таблице 1.

Таблица 1

60259 Э

Таблица 2

1 59,2 75,3 19,8 66,0 11,4

10,4

9,0

0,9

2 35,9 50 2 33,1 74,9 16,0 13,7

8,8

1,0

Э 44,2 57,9 26,5

ll,4 5,9

5,0

П р и м е ч а н и е1 В последней графе представлена скорость коррОэии предлагаемой стали по сравнению со скоростью коррозии известной стали.

0i3-0,8

0,7-1,0

Кремний

Хром

Медь

Фосфор

0,3-0,5

0,05-0,08

0,01-0,10

0,01-0,10

30 Алюминий

0,01-0,06

0 0l-0,05

0i0l-0,10

Остальное

Источники информации, принятые во

40 внимание при экснертиэе:

1. ГОСТ 19 82-73.

0,03-0,10

0,8-1,6

Марганец

Составитель С.Деркачева

Техред Н. Аидрейчук Корректор H.Ãoêñè÷

Редактор И. Марголис

Заказ 1796/26 Тираж 772 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Сталь хорошо аваривается. Техиология выплавки предлагаемой стали мало отличается от технологии, применяемой при выплавке стали 10ХНДП.

Формула изобретения

Коррозионностойкая ниэколегировеиная сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, медь, фосфор, алюминий и железо, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения корроэиоиной стойкости, прочности и хладостойкости, она дополнительно содержит ванадий, ниобий, азот и мышьяк при следующем соотношении компонентов, вес.Ф

Углерод

Ванадий

Ниобий

Азот

Мышь як

Железо