Коррозионно-эрозионностойкая сталь

 

(19) П1) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 С 22 С 38 50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 2846113/22-02 (22) 04 ° 12.79 (46 ) 30. 11. 83. Бюл. Р 44 (72) T.В.Свистунова, О.Б.Лапшина, Т.С.Киреева, Н.Н.Левинский, A.Â.Áåëîâ

У

В.М.Доронин, В.И.Кружков, В.Н.Жучин, В.A.Петровская и.З.A.Сидлин (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П. Бардина (53) 669.14.018.52.8-194(088.8) (56) 1. Патент США 9 3573899, кл. 75-128, 1974. (54)(57) корроэионно-эрозионностойкля

СТАЛЬ; содержащая углерод, кремний, марганец, молибден, никель, хром, ниобий и железо, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения пластичности при температурах горячей деформации и повышения корроэионной стойкости и сопротивляемости локальным видам коррозии, она дополнительно содержит медь, титан и церий при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Углерод 0,005-0,03

Кремний 0,01-0,3

Марганец 0,5-2,0

Хром 20-22

Никель 20-26

Молибден 4,0-6,0

Медь 1,0-2,0

Ниобий 0,2-0,5

Церий 0,001-0,02

Титан 0,01-0,2

)):еле э о Остальное

926061

Изобретение относится к черной. металлургии, конкретнее к сталям для изготовления сварной химической аппаратуры, эксплуатирующейся в особо агрессивных средах на основе серной и соляной кислот в присутст- 5 вии хлор- и фтор-ионов.

Исходя из требований химической промышленности и химического машиностроения сталь должна обладать сле- 10 дующей совокупностью свойств, высокой коррозионной и эроэионной стойкостью и сопротивляемостью локальным видам корроэионного разрушения, включая питтинговую, межкристаллитную 15 коррозию, технологичностью при изготовлении металлургической и машиностроительной продукции.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является коррозионноэроэионностойкая сталь (11, содержащая, мас.%:

Хром 20-23

Никель 2 s.-26

Молибден 4-5

Ниобий 0,2-0,4

Углерод 0-0,04, Кремний 0-1,0

Марганец 0-2,0

Железо Остальное

Целью изобретения является обеспечение пластичности стали при температурах горячей деформации наряду с повышением корроэионной стойкости 45 и сопротивляемости локальным видам коррозии.

Цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марга- 50 нец, молибден, никель, хром, ниобий и железо, дополнительно содержит. медь, титан и церий при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ

0,ОО5-0,03

0,01-0,3

0,5-2,0

20-22

20-26

4,0-6,0 60

1,0-2,0

0,2-0,5

0,001-0,02

0,01-0,2

Остальное 65

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Молибден

Медь

Ниобий

Церий

Титан

Железо

Недостатком данной стали является ,.ее низкая технологичность при металлургических пределах. Данную сталь следует деформировать в узком интервале температур (1120-1200ОС), что создает известные трудности. Кроме того, сталь недостаточно. стойка в сернокислых средах. 40

Пределы содержания основных легирующих элементов в стали установлены с целью обеспечения требуемых свойств, а именно: кориозионной и эроэионной стойкости в кислых галоидсодержащих средах, сопротивляемости локальным видам коррозии, включая целевую, питтинговую и межкристаллитную, технологичности при металлургических и машиностроительных переделах.

В индукционной печи выплавляют хромоникельмолибденовую сталь различных сплавов.

Химический состав известной и предлагаемой стали приведены в табл.1.

Исследуют корроэионную стойкость предлагаемой стали в различных средах высокой агрессивности, структуру после различных режимов термической обработки, оценивают деформируемость и свариваемость стали.

Механические свойства сталей при температурах горячей деформации представлены в табл.2.

Коррозионные. свойства стали (продолжительность испытаний 100 ч ) . представлены в табл.3 °

Как видно из сопоставительного анализа, в предлагаемой стали обеспечивается комплекс необходимых корроэионных, механических и технологических свойств.

Сталь не склонна к питтинговой и щелевой коррозии в технологической кислой галоидсодержащей среде с рН до 1 и при температуре 80 С. Сварные соединения стали не склонны к межкристаллитной коррозии. По сравнению с известной предлагаемая сталь имеет более высокую корроэионную стойкость в растворах серной кислоты иэ-за присутствия в ее составе меди.

По уровню характеристик пластичности в интервале температур горячей . деформации (900"1200 C ) предлагаемая сталь имеет более высокие (в 1,52 раза ) значения удлинения и сужения при 110.0-1200 С, а следовательно eioлее ыирокий интервал горячей пластической деформации.

Структура стали в интервале температур горячей дбформации характеризуется значительной однородностью аус-. тениъа, который более стабилен при последующих сварочных и других видах нагрева. Сталь технологична при горячих пределах, таких как ковка,прокатка.

Сталь хорошо сваривается и обрабатывается резанием.

926061

Таблица 1, Содержание элементов, мас.%

Стали углерод кремний мар- хром никель молиб- медь желе- титан нио- церий ганец ден зо бий

Известная 1 .0,03

0 5 1,3 22 26 5,5 — Ос- - 0 3 тальное

Предлагаемая

2,0 20

20 4,0 1,0 То же 0,01 0,5 0,001

003.03

20 -"- 02 0 3 002

0,05

0,01 1,0 22

20 5 0

0,025

26 5,0 1,9 -"- 0,05 0,33 0,015

0,10

1,8 21

0,025 0,24 1,8 20 20 6,0 1,0 -"- 0,04 0,25 0,015

0,008 . 0,05 1,5 20

25 4,5 1,5 -"- 0,07 0,20 0,01

1,0 -" 0,08 0,25 0,02

0,009

0,5 21

О., 07

24 4,2 Т а б л и ц а

J чи

Механические свойства удлинение, % Сужение

1 900

16,0

15,0

8,2

1000

7,5

1100

6,5

5,2

1200

3 2

2 8

«А»

» М ФГЮВ ЗВ » «4

900

12,0

10,0

90

1000

6,0

5,5

1100

4,0

3,0

1200

1,8

1,5

90

13,0

900

11,0

85

В0

7,0

1000

5,2

1100

4,5

3 2

100

1200

2,0

1,5

90 Стали Температура испытания, OC

Предел Предел проч- .текуности, чести, кгс мм кгя щ

85 70

50 55

926061

Продолжение табл.2

«

Иеханические свойства

Стали

Сужение, В

Предел прочности ,Krc/мм

900 15,5

«ф

60

14,0

80

7,0

1000 8,0

1100 5,5

1200 2,2

80

3,8

70

1,8

° М 4«

900 14,0 11,5 50

85.

1000 7 5 6 5 80

Ъ

1100 4,8 4,0 80

1200 2,0 1,8 85

12„5 9,5 . 80

900

95 з

1000 б 0 5 6 100

1 1 00

4 5 2,5 98

1200 1, 5 1,2 85

900

11,5 9,8 75

7 1000 5,8 5,0 90

1100 ., 4,0 3,0 110

1200 1,8 ° 1,2 85

Таблица 3

Скорость коррозии, r/ì ч и склонность к ПК и ШК в следующих агрессивных средах

92% Н 60, 4 60 С Н2РО4 . Р О 36,7

ОВ Н 50 t 60 С

Известная

0,25

0,4

0,33

0,06, ШК, ПКнет

0,025

0,03

0,035, LIK, ПК нет

0,33

To meI

0,30

0,030

0i33

0,035

0,02

О, 36»

О, 040

П р и м е ч а н и е: ПК - питтинговая коррозия, ЩК - щелевая коррозия.

ЬНИИПИ Заказ 10763/4 Тираж 627 Подгисное

Филиал ППГ "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4

Предлагаемая

Температура испытания, ОС

0i 056

0,006

0,006

Предел Удлинение,» Ъ; текучести, к го/мм

0i 030

О, 027

25 г/л С1 +

+40 r/ë F +

+10 г/л NH4 рН

3 7, Ф 80 Я.