Нержавеющая сталь

 

СОО3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 4(51) С 22 С 38 26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2624 704/22-02 (22) 02.06.78 (46) 23.02.85,Бюл. М 7 (72) Я.Х.Гольдштейн, И.А.Левин, И.М.Хохлова, А.И.Пискунова, Т.Н.Шаронова„ А.Л.Белинкий, П.П.Евстафьев, А.Ш.Гиндин, Ю.П.Кирсанов, С.Т.Ушаков, Н.И.Каховский, В.Н.Лил, В.М.Брусенцова и Б.Н.Лищина (71) Научно-исследователь кий институт металлургии и Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектный .институт азотной промышленности и про. дуктов органического синтеза (53) 669.14.018.521841-194(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР, У 416411, кл. С 22 С 39/14, 1972. (54) НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ, содержащая уг лерод, хром, марганец, ванадий, кремний и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения коррози онной стойкости, пластичности и вязкости в сварных соединениях, она дополнительно содержит ниобий, алюминий, редкоземельные металлы и гафний при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Углерод 0,0 1-0,04

Хром 17,0-25,0

Марганец 0,2-1,0

Ванадий 0,1-1,0

Кремний 0,2-0,8

Ниобий 0,4-1,0

Алюминий 0,05-0, 5

Редкоземельные металлы

Гафний

Железо

704283

Изобретение относится к черной металлургии, к области произвоцства безникелевых коррозионностойких сталей на ферритной основе с повышенной пластичностью и вязкостью в сварных соединениях..

Предлагаемая нержавеющая сталь может, кайти применение в химическом машиностроении и аппаратостроенки, работающем под,давлечием и в у".-::.овк- 10 ях повышенных температур.

Известна нержевеющая сталь, содержащая, мас.%:

Углерод до 0,08

Хром 9 199 !5

Титан

9 9

Ванадий

9 9

Марганец до 0,5

Цирконий 0,01-0,03

Железо Осталыйе . I J . 20

В качестве примесей содержи":.ся кремний до 0,8%; марганец до 0.,5%, сера и фосфор до 0,035%.

Сталь этого состава может использоваться для изготовления сварных =5 соединений до толщины 0,8-2 мм„

Вместе с тем она не обеспечивает необходимую пластичность к значения ударной вязкости в толщинах более

2-3 мм.

1 (Известная сталь имеет низку,> кор-.

1 озионную сталь.

Цель изобретения — повышение плас-1 тичностк и вязкости в сварных соединениях и коррозионной стойкости.

Предлагаемая сталь перспективна для изготовления оборудования го и Рои з--водству неконцентрированной азотной кислоты, аммиачной селитры, аммиака, в производстве катализаторов .-.: для службы в других агрессивных средах.

Для достижения поставленной цели предлагаемая ферритная нержавеющаB сталь дополнительно содержит ниобии„ алюминий, редкоземельные металлы,гаф--,. ний при следующем соотношении компоHpнтов, мас,%:

Углерод 0,01-0,04

Хром 17,0-25,0

Ванадий 0.1 — i»0

Кремний 0,2-0,8

Марганец 0,2-1,0

Ниобий O,ч — 1,0

Алюминий 0;05-0,5

РЕДКОЗЕМЕЛЬный металлы 0,00I-0,05

Гафний 09002-0,10

Железо Остальнс B

Сталь может сэдержать цирко«ий в количестве до 3,1 вес.%, как примесь, сопутствующая гафнию, сеРу, фосфор и азот в Обычных примесных количествах, Химический состав плавок сталей приводится в табл.1.

Все плавки вьг«лавляли в соответствии с действующими технологическими инструкциями. Слитки исследуемых плавок были прокатаны на стане

250/105х350 на полосы разлкчной тол"

sfHHbI, Прокатка ТрР 4 плавoK сталей предлагаемого coz тава проходила нормачьно, без нарушений сплошности металла (pBBIIHH и трещи«). Выход годного состаьил 92%. Плавка известной стали характеризовалась в процессе прокатки сущеcтвеннblми повреждениями отдельных участков поверхности. Выход годного составил - 69%, Горя.- екатаный лист по партиям

Обрабатывали при различных режимах

0 о, «аВреВВ 900 и 1280 С, Температура на" 280" была выбрана для изуче«ия структуpbl и c BoffcTB 9 близких

K структуре cBBp«ОГО сОедкнения

Механические свойства предлагае— мой CTBszH и известной приводятся з табл»2.

Коррозионные к=пытанкя с-алей провопкли B ра:тВОРя> азОтнОи кислОты различной концентрации к прк различкых температ rpax, в расплаве аммиачной селитры прк 170 С N в 20%-ном растворе мо«оэтанэлами«а прк различл»»ЫХ ТЕМПЕPBT„ "PBI»»

z P эуль а Tbi IIBH . зле нь» в табл

»Славки пчсдлаI немой cTBJIH и из

Врс г«ой и" IbiTblBBIIH «B межкрксталлит«УIB коррозкю по MFTooó АМ ГОСТ 6032-75 о* . о после нагревов при 900, 1000, i 200, 1280.

Предлагаемая e . аль не подверже«В ifPRKpHeTBsIsiHTHOй

Hce,:;:едованнь.—; нагревов. Известная сталь склонна к м:-:жкрксталлктной

0 коррозии постое нагревов zpH I 100, 1?00 и i 80,.

Предлагаему таль и извес-ную испытьiBBIIH B действующих аппаратах ряда производств - Оркасского flO

ZZ ZZ

Аз От . Результаты -. едстл влены в»абп

704283

Таблица 1

Х и м и ч е с к и и с о с т а в с т а л и, мас.Х

Условные номера плавок

С Si Ип Cr Nb AI P3M V Hf Zr Ti

Предлагаемая

О 025 О 31 Оь7 17 2 О 42 О 07 О 01 О 2 Оь002

0,032 0,41 0,7 20,8 0,69 0,18 0,02 0,4 О,050

0,040 0,43 0,68 23,8 0,91 0,40 0,046 0,79 0,09

Известная.Т а б л и ц а 2 у,1а1ньая вязкость стали после закалки с 900 0 и различиьа! о, тсмлсратурах отпусоС

Условные манера иаавок кгс/нм гсlмн Х ьз

xrc/èì кгс/мнз

t 280!!редлараамая

28,0 62 0 10 ° 2

30,0 64,0 12,0!

1,6

12,0

13,1

13,5

29,0 60,0 t0,2

30,3 62,0 12,4 38,0 56;О

34,5 52,5

11,6

14,0

Мз аес т«ая

28,S 43,д 32,0 S6,0 1,6 34,0 50,0 23,0 50,0 0,8 О ° 5 0,6 0,8

15!

31221

3,5 л

15 ., 0,07 Оь06 0,3 18,7 — Следы — 1,2

Иеханическне саойстза стали лосле нагрева на различные темлературы, С о

10 28,5 46,5 34,0 64,6 12,4 32,5 52,5

30 ° 5 48,0 Р2,0 62,7 13,6 34,5 4,0

1l,S 14,8 !2>0

13,6 15 ° 2 16,2

12,5 tt,5 13 ° 2

14,5 14,0 14,5

13,0 14,2 13, 5

14,0 t4,8 14,2

704283

Т а б л и ц а

Результаты коррозионных испытаний сталей

Условия испытаСкорость коррозии (среднее значение по трем образцам), MM/ÃÎÄ пл. 12 пл. 15 известная пл. 10

Изотная кис-. лота,10Х, 40 С

10Х9 60 С

0,002

0,006

Р,0025

0,005

О,ОР1

1ОХ, 80 С

10Х кипение

0 Ä008

0,04

0,03

0,004

0,015

0,09

0,025

О,035

0,2

0,02

0,076

0,34

0.,2

0 22

0,03

P„.О04

0,О2

Р,003

0, 003

0,05

0,.045

0,25

0,004

I 2

0,04

0,3

0,0038

0.004

0,075

0,09?

0.069

0,075

56Xð кипение

Аммиачная се1,04 литра расплав, !70 С

0,0001

0,0002

0,0001

0,0008

20Х, 40 С

20Х, 60 С

20X„ 80 С

20X„ кипение

ЗОХ, 40 С

ЗОХ, 60 С

ЗОХ, 80 C

ЗОХ, кипени

40Х, 40 С

40Х 60

40Х, 80 С

40Х кипение

56Х, 40 С !

>6Х, 60 С

0,004

0,006

0,018

0,0035

0,015

0,032

0,0035

0,006

0,015

0,0028

P 0065

О, 01?

0,18

0,003

0,0034

0,048

704283

Продолжение табл. 1

Резыльтаты коррозионных испытаний сталей

Скорость коррозии (среднее значение по трем образцам), мм/год

Условия испытания пл. 10 пл. 15 известная пл. 12 пл. 11

Монозтаноламиновый раствор, 20 Х

70

100

105

120

0,2

0,22

150

0,54

0,23

0,2

Таблица 4

Скорость коррозии, мм/год (среднее значение по

5 образцам)

Условия испытания, продолжительность пл.15 (прототип) пл. 12 пл. 10 пл. 11

0,054

0 0021

0,0023

0,002

Редактор С.Титова

Техред М,Пароцай

Корректор i .Îãàð

Заказ 536/3

Подписное

Тираж 583

ВНИИПИ Государственного комитета СС Р по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Хранилице азотной кислоты.

Среда:

55 60 НАВОЗ

60 С, 8760 часов

0,001

0,002

0,002

0,002

0,013

0,001

0,002

0,0016

0,0018

0,011

0,001

0,0015

0,002

0,0014

0,015

0,003

0,006

0,006

0,006