Коррозионностойкая сталь Советский патент 1984 года по МПК C22C38/60 

«

а

00

со

Изобретение относится к металлугии , в частности к коррозионностойким сталям, и может быть испольвовано в энергетическом машиностроении.

Известна сталь марки 15Х25Т, применяемая в указанных отраслях техники 1 .

Недостаток указанной.стали низкая коррозионная стойкость.

Наиболее близкой к предлагаемой стали по технической сущности и дотигаемому эффекту является коррозионностойкая сталь f2J ферритного класса марки 15X28, содержащая, мас.%:

Углерод 0,15

Кремний 1,0

Марганец 0,8

Хром 27,0-30,0

Сера 0,025

Фосфор 0,035

Железо Остальное

Однако известная сталь, обладая способностьюю к пассивации, имеет недостаточно высокую сопротивляемость щелевой и питтинговой крррозии в хлорйдсодержащих водных средах а также повышенную склонность к хркому разрушению после длительных эксплуатационных нагревов, что не обеспечивает требуемого уровня коррозионно-механической прочности и надежности материала.

Цель изобретения - повышение механических СВОЙСТВ и коррозионной стойкости, а также снижение склонности к тепловому рхругМиванию.

Указанная цель достигается тем, что коррозионностойкая сталь, содежащая углерод, кремний, марганец, хром, серу, фосфор,железо, дополнительно содержит молибден, иттрий и сурьму при следующем соотношении компонентов, мае.%:

0,03-0,10

Углерод

0,3-0,8

Кремний

0,1-0,5

«Марганец

27,0-29,0

Хром

0,005-0,015

Сера

0,003-0,009

Фосфор

0,1-0,5

Молибден 0,01-0,08

Иттрий 0,0008-0,002

Сульма Остальное

Железо

Суммарное содержание сурьмы и фосфора равно или меньше 0,01%.

Соотношение легирующих элементо в стали выбрано таким, чтобы структура предлагаемой стали в результате стандартной термической обработки обеспечивала в процессе эксплуации наилучшее сочетание коррозионных и механических свойств. Введение в твердый раствор молибдена в указанных пределах эффективно повышает стойкость стали к питтинговой

и щелевой коррозии в водных растворах хлоридов и влажной пароводяной среде. При этом потенциал активации {1питтингообразования ) существенно возрастает. Сочетание молибдена и модифицирующих добавок иттрия в высокохромистых ферритных сталях благоприятно влияет на повышение сопротивления коррозионному растрескиванию и межкристаллитной коррозии, что делает предлагаемому композиц перспективным материалом для различно, го теплообменного оборудования.

Кроме того, обладая высокой химической активностью, иттрий обеспечивает сильное рафинирующее воздействие на металл в процессе выплавки и способствует очищению границ зерен от легкопла;вких цветных примесей. В результате улучшаются пластичность и вязкость стали, что положительно влияет на сопротивление стали хрупкому и вязкому разрушению. Повышение технологической пластичности позволяет существенно сниз.ить отбраковку металла на стадии металлургического предела.

Обеспечение высокой однородности твердого раствора, очищение границ зерен от вредных примесей и снижние загрязненности металла по неметаллическим включениям обусловливает значительное повышение коррозионно-механической прочности стали.

Уменьшение содержания марганца и фосфора, а также наличие в твердом растворе сурьмы в указанных пределах позволяет получить более высокий комплекс механических свойств, что проявляется пржде всего на характеристиках ударного разрушения,

,являющихся важнейщими показателями материала с точки зрения.его эксплуатационной надежности. При это заметно меняется механизм пластической деформации. Фрактографический анализ поверхности зоны разрушения, проведенный на растро;вом электронном микроскопе, свидетельствует о .ачительном увеличений в изломе вязкой составляквдей.

Увеличение содержания сурьмы выше указанного предала в присутствии марганца приводит к опасной концентрации этого элемента в приграничных областях, что повышает склонность стали к отпускной хрупкости, аналогично ведет себя сталь при сочетании фосфора и хрома. Уменьшению зернограничной сегретации фосфора и снижению его предельной растворимости- в хромистом феррите ; способствует также присутствие в твердом растворе вводимых добавок молибдене.

Сталь плавят в плазменно-дуговых печах емкостью 2 т на чистых шихтовых материалах.

В табл. 1 приведен химический состав исследованных сталей.

В табл. 2 приведены механические, свойства и результаты определе.ния корровионной стойкости исследо:ванных материалов.

Ожидаемый технико-экономический эффект изобретения выразится в повышении эксплуатационной надежности и ресурса работы теплообменного оборудования, элементы и узлы которого выполнены из предлагаемой стали.

Таблица 1

1. КОРРОЗИОННОСТОЙКАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, серу, фосфор, железо, отличающаяся тем, что, с целью повьшения механичес|ких свойств и коррозионной стойкос ти, а также снижения склонности к тепловому охрупчиванию, она дополнительно содержит молибден, иттрий и сурьму при следующем соотношении компонентов, мае.%: Углерод 0,03-0,10 Кремний О,3-0,8 Марганец 0,1-0,5 Хром 27,0-29,0 Сера 0,005-0,015 Фосфор 0,003-0,009 Молибден О,1-0,5 Иттрий 0,01-0,08 Сурьма 0,0008-0,002 Железо Остальное 2. Сталь по п. 1, отличающая с я тем, что суммарное содержание фосфора и сурьмы равно ;или меньше 0,01%.g