СТАЛЬ ДЛЯ СТРАХОВОЧНЫХ КОРПУСОВ И ЗАЩИТНЫХ ОБОЛОЧЕК АТОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ Российский патент 1998 года по МПК C22C38/60 

Описание патента на изобретение RU2117716C1

Изобретение относится к области металлургии сложнолегированных сталей, содержащих в качестве основы железо, углерод, хром, марганец, кремний, никель, молибден, титан, и может быть использовано для изготовления защитных оболочек, страховочных корпусов реакторных установок и др. конструкций, работающих при температурах до 400oC.

Известны стали, используемые для указанных целей в соответствующих отраслях промышленности (а.с. N 412278, 624952 и др.), а также другие аналоги, указанные в патентной или в научно-технической литературе.

Наиболее близкой к заявляемой стали по назначению и составу ингредиентов является сталь по а.с. N 624952, содержащая в мас.%:
углерод - 0,08 - 0,12
марганец - 0,30 - 0,60
кремний - 0,17 - 0,37
хром - 1,0 - 0,30
никель - 1,10 - 1,35
молибден - 0,40 - 0,60
титан - 0,01 - 0,05
иттрий - 0,005 - 0,010
лантан - 0,02 - 0,05
железо - остальное.

Основными недостатками этой стали, применяемой в виде листов и листовых заготовок, являются: недостаточная сопротивляемость развитию трещины (KIc = 110 МПа ), что связано со значительным размером зерна как в состоянии поставки после термоулучшения - балл зерна 5 - 7, так и в зоне термовлияния после сварки - балл зерна 3 - 5; необходимость подогрева при сварке в толщинах более 40 мм. Кроме того, сталь подвержена деформационному старению при температурах эксплуатации 200 - 250oC.

Целью изобретения является создание стали для защитных оболочек реакторных установок, обладающей высокой сопротивляемостью тепловому охрупчиванию, повышенной сопротивляемостью хрупкому разрушению, свариваемостью без подогрева в толщинах до 60 мм без послесварочной термообработки, повышенной устойчивостью к деформационному старению.

Поставленная цель достигается тем, что в сталь, содержащую углерод, марганец, кремний, хром, никель, молибден, титан, дополнительно вводят кальций, алюминий, церий, мышьяк, сурьму, олово, серу и фосфор.

Предлагается сталь, содержащая в мас.%:
углерод - 0,08 - 0,14
марганец - 0,30 - 0,65
кремний - 0,17 - 0,42
хром - 0,50 - 1,00
никель - 1,00 - 1,40
молибден - 0,40 - 0,60
титан - 0,01 - 0,05
кальций - 0,001 - 0,01
алюминий - 0,005 - 0,03
церий - 0,005 - 0,03
сера - 0,003 - 0,025
фосфор - 0,003 - 0,025
медь - 0,05 - 0,30
мышьяк - 0,002 - 0,035
сурьма - 0,001 - 0,005
олово - 0,001 - 0,005
железо - остальное
∑(As,Sn,Sb) ≤ 0,040
Введение в состав регламентированного количества алюминия способствует лучшему раскислению стали и обеспечивает достаточно высокую чистоту по оксидам, а также достаточно мелкозернистую структуру.

Введение кальция, являющегося десульфатором, и одновременно с этим регламентация верхнего предела содержания серы, фосфора, а также легкоплавких примесей (мышьяка, олова и сурьмы), позволяют снизить их сегрегацию на границах зерен и опасность межзеренного разрушения, что повышает стойкость стали против теплового охрупчивания и сопротивляемость деформационному старению.

Микролегирование стали церием преследует цель создания дополнительных центров кристаллизации, измельчение зерна. Кроме того, церий связывает серу и фосфор, образуя с ними термодинамически устойчивые соединения с высокой температурой плавления, что также повышает стойкость стали к тепловому окрупчиванию.

В ЦНИИ КМ "Прометей" совместно с другими предприятиями и заводами проведен комплекс лабораторных и опытно-промышленных работ по выплавке, пластической и термической обработкам осваиваемой марки стали.

Металл выплавлялся в металлургических электродуговых печах с использованием установки внепечного рафинирования и вакуумирования, а также методом электрошлакового переплава в слитки массой до 56 т. Полученный металл подвергался обработке давлением на промышленном кузнечно-прессовом и прокатном оборудовании.

Химический состав заявляемой стали представлен в табл.1.

Сравнительные свойства прототипа и заявляемой стали представлены в табл. 2.

Результаты испытаний показывают, что заявляемая сталь при таком же, как у известной стали, уровне прочности имеет более высокое сопротивление хрупкому разрушению, связанное с измельчением зерна как после основной термообработки, так и в зоне сварного соединения, что способствует повышению надежности и ресурса изготовленных из нее сварных конструкций.

Ожидаемый технико-экономический эффект выразится в улучшении сварочно-технологических характеристик, возможности сварки без последующей термической обработки пространственных конструкций из листовых заготовок без опасения получения трещин в процессе сварки и в процессе эксплуатации, что приведет к повышению долговечности защитных оболочек страховочных корпусов, в том числе и при аварийных режимах.

Похожие патенты RU2117716C1

название год авторы номер документа
СТАЛЬ ДЛЯ КОРПУСНЫХ КОНСТРУКЦИЙ АТОМНЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК ПОВЫШЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ 1998
  • Горынин И.В.
  • Карзов Г.П.
  • Цуканов В.В.
  • Филимонов Г.Н.
  • Богданов В.И.
  • Грекова И.И.
  • Бережко Б.И.
  • Яновский Г.В.
  • Повышев И.А.
  • Орлова В.Н.
  • Панов Ю.К.
  • Носов Г.Ф.
  • Романцов А.А.
  • Васильев В.Г.
  • Соболев Ю.В.
  • Петров В.В.
  • Сулягин В.Р.
  • Ильин Ю.В.
RU2139952C1
СТАЛЬ ДЛЯ КОРПУСОВ АТОМНЫХ РЕАКТОРОВ ПОВЫШЕННОЙ НАДЕЖНОСТИ И РЕСУРСА 1999
  • Горынин И.В.
  • Карзов Г.П.
  • Филимонов Г.Н.
  • Бережко Б.И.
  • Цуканов В.В.
  • Грекова И.И.
  • Орлова В.Н.
  • Николаев В.А.
  • Повышев И.А.
  • Просвирин А.В.
  • Цыканов В.А.
  • Голованов В.Н.
  • Красноселов В.А.
  • Петров В.В.
  • Черняховский С.А.
  • Сулягин В.Р.
  • Титова Т.И.
  • Драгунов Ю.Г.
  • Банюк Г.Ф.
  • Комолов В.М.
RU2166559C2
СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ЛЕНТЫ И ПРОВОЛОКИ 2000
  • Горынин И.В.
  • Карзов Г.П.
  • Галяткин С.Н.
  • Михалева Э.И.
  • Воловельский Д.Э.
  • Морозовская И.А.
  • Юрчак А.В.
  • Волков В.В.
  • Петров В.В.
  • Серебренников Г.С.
RU2188109C2
СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ 2000
  • Горынин И.В.
  • Карзов Г.П.
  • Журавлев Ю.М.
  • Галяткин С.Н.
  • Михалева Э.И.
  • Лебедева А.Ю.
  • Яковлева Г.П.
  • Ермакова Е.Н.
RU2194602C2
МАЛОАКТИВИРУЕМЫЙ РАДИАЦИОННОСТОЙКИЙ СВАРОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ 2002
  • Горынин И.В.
  • Рыбин В.В.
  • Карзов Г.П.
  • Щербинина Н.Б.
  • Козлов Р.А.
  • Бурочкина И.М.
  • Галяткин С.Н.
  • Зубова Г.Е.
  • Курсевич И.П.
  • Лапин А.Н.
  • Подкорытов Р.А.
RU2212323C1
СТАЛЬ ДЛЯ КОРПУСНЫХ КОНСТРУКЦИЙ АТОМНЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК 2008
  • Горынин Игорь Васильевич
  • Карзов Георгий Павлович
  • Теплухина Ирина Владимировна
  • Грекова Ирина Ивановна
  • Савельева Ирина Геннадьевна
  • Бурочкина Ирина Михайловна
RU2397272C2
АУСТЕНИТНО-ФЕРРИТНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ 2019
  • Дегтярев Александр Федорович
  • Скоробогатых Владимир Николаевич
  • Муханов Евгений Львович
  • Гордюк Любовь Юрьевна
RU2700440C1
ВЫСОКОПРОЧНАЯ НЕМАГНИТНАЯ КОРРОЗИОННО-СТОЙКАЯ СТАЛЬ 2018
  • Дегтярев Александр Федорович
  • Скоробогатых Владимир Николаевич
  • Назаратин Владимир Васильевич
  • Муханов Евгений Львович
  • Гордюк Любовь Юрьевна
RU2683173C1
МАЛОАКТИВИРУЕМАЯ РАДИАЦИОННО СТОЙКАЯ СТАЛЬ 1998
  • Горынин И.В.
  • Рыбин В.В.
  • Карзов Г.П.
  • Николаев В.А.
  • Курсевич И.П.
  • Лапин А.Н.
  • Филимонов Г.Н.
  • Бережко Б.И.
RU2135623C1
ЖАРОПРОЧНАЯ СТАЛЬ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ 2009
  • Карзов Георгий Павлович
  • Филимонов Герман Николаевич
  • Теплухина Ирина Владимировна
  • Грекова Ирина Ивановна
  • Бурочкина Ирина Михайловна
  • Матюшева Евгения Леонидовна
  • Зотова Александра Олеговна
RU2426814C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 117 716 C1

Реферат патента 1998 года СТАЛЬ ДЛЯ СТРАХОВОЧНЫХ КОРПУСОВ И ЗАЩИТНЫХ ОБОЛОЧЕК АТОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ

Сущность: сталь для страховочных корпусов и защитных оболочек атомных энергетических реакторов содержит следующие компоненты, мас.%: углерод 0,08 - 0,14; марганец 0,30 - 0,65; кремний 0,17 - 0,42; хром 0,50 - 1,00; никель 1,00 - 1,40; молибден 0,40 - 0,60; титан 0,01 - 0,05; алюминий 0,005 - 0,03; кальций 0,001 - 0,01; медь 0,05 - 0,30; церий 0,005 - 0,03; сера 0,003 - 0,025; фосфор 0,003 - 0,025; мышьяк 0,002 - 0,035; сурьма 0,001 - 0,005; олово 0,001 - 0,005; железо остальное, при этом суммарное содержание сурьмы, олова и мышьяка не превышает 0,04%. Техническим результатом изобретения является повышение сопротивления хрупкому разрушению, связанное с измельчением зерна как после основной термообработки, так и в зоне сварного соединения, что способствует повышению надежности и ресурса изготовленных из нее сварных конструкций, работающих при температурах до 400oC. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 117 716 C1

Сталь для страховочных корпусов и защитных оболочек атомных энергетических реакторов, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, молибден, титан, железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюминий, кальций, медь, церий, серу, фосфор, мышьяк, сурьму и олово при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Углерод - 0,08 - 0,14
Марганец - 0,30 - 0,65
Кремний - 0,17 - 0,42
Хром - 0,50 - 1,00
Никель - 1,00 - 1,40
Молибден - 0,40 - 0,60
Титан - 0,01 - 0,05
Алюминий - 0,005 - 0,03
Кальций - 0,001 - 0,01
Медь - 0,05 - 0,30
Церий - 0,005 - 0,03
Сера - 0,003 - 0,025
Фосфор - 0,003 - 0,025
Мышьяк - 0,002 - 0,035
Сурьма - 0,001 - 0,005
Олово - 0,001 - 0,005
Железо - Остальное
при этом суммарное содержание сурьмы, олова и мышьяка не превышает 0,04 %.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1998 года RU2117716C1

Сталь 1977
  • Горынин Игорь Васильевич
  • Баландин Юрий Федорович
  • Глускин Лев Яковлевич
  • Богданов Владимир Иванович
  • Звездин Юрий Иванович
  • Иванов Кузьма Макеевич
  • Игнатов Виктор Александрович
  • Погорельская Мария Захаровна
  • Игнатенко Александр Григорьевич
  • Гапеев Эдуард Данилович
  • Мельников Николай Прокофьевич
  • Гладштейн Леонид Исаакович
  • Кузьмичев Юрий Степанович
  • Бурмакин Виктор Михайлович
  • Стеценко Николай Васильевич
  • Хорошилов Николай Макарович
  • Якименко Георгий Саввич
  • Несмачный Александр Николаевич
  • Эсман Федор Маркович
SU624952A1
Сталь 1979
  • Долбенко Е.Т.
  • Астафьев А.А.
  • Бобков В.В.
  • Карк Г.С.
  • Марков С.И.
  • Савуков В.П.
  • Зубченко А.С.
  • Лобода А.С.
  • Соболев В.В.
  • Соболев Ю.В.
  • Литвак В.А.
  • Ривкин С.И.
  • Нечаев В.А.
  • Шабунин В.Г.
  • Ходосевич А.А.
  • Столяров В.Н.
  • Пыхтарь Л.К.
  • Белоросова А.С.
SU944378A1
Сталь 1980
  • Борисов Игорь Александрович
  • Зейнетдинов Хамзе Халиллулович
  • Унанян Завен Гургенович
SU891797A1
DE 2838094 B2, 15.04.81
Сталь 1984
  • Борисов Игорь Александрович
  • Карк Григорий Семенович
  • Слезкина Елена Владимировна
  • Дуб Владимир Семенович
  • Колпишон Эдуард Юльевич
  • Шутков Геннадий Алексеевич
  • Зорькин Евгений Федорович
  • Шкатова Айно Михайловна
  • Смирнов Геннадий Николаевич
  • Загородная Галина Александровна
SU1174493A1
Сталь 1987
  • Борисов Игорь Александрович
  • Зейнетдинов Хамзе Халиллулович
  • Шейко Владимир Семенович
  • Рисенко Виктор Васильевич
  • Персидский Владимир Абрамович
SU1477774A1
SU 1669207 A1, 27.05.96
Сталь 1980
  • Борисов Игорь Александрович
  • Зейнетдинов Хамзе Халиллулович
  • Унанян Завен Гургенович
SU891797A1

RU 2 117 716 C1

Авторы

Горынин И.В.

Карзов Г.П.

Филимонов Г.Н.

Цуканов В.В.

Богданов В.И.

Яновский Г.В.

Повышев И.А.

Бережко Б.И.

Коркунов В.Н.

Просвирин А.В.

Васильев В.Г.

Ильин Ю.В.

Коновалов И.А.

Егоров М.Ф.

Алексеев В.К.

Кухтевич И.В.

Рубинштейн М.В.

Даты

1998-08-20Публикация

1997-06-17Подача