Нержавеющая сталь Советский патент 1987 года по МПК C22C38/54 

Изобретение относится к металлургии, а именно к составу нержавеющей стали аустенитного класса, об;тадаю- щей повышенной коррозионной стойкостью, технологичностью и тксплуата- циоНний надежностью для нагруженных деталей, работающих в агрессивных химических, пароводяных, пищевых и других средах.

Целью изобретения является повышение горячей пластичности и стойкости стали против межкристаллитной кор розии.

Комплексное микролегирование бором и иттрием в указанных пределах заметно повышает технологическую пластичность. Совместные добавки бора и иттрия способствуют более равно мерному распределению и уменьшению неметаллических включений. Практичес ки исчезают полосчатые и пунктирные неметаллические включения. При ком- плексн(3м микролегировании стали вмес то сульфидов марганца и железа образуются оксисульфиды иттрия, имеющие более высокую термическую устойчивость. Их образования повышают температуру начала оплавления обогащенных серой микрообъемов и тем самым улучшают горячую пластичность стали.

Особенно эффективным при увеличении стойкости против МКК является также комплексное микролегирование в указанных концентрациях магнием, бором и иттрием, что связано с уменьше нием относительной энергии зерен стали.

10

15

429402

Провоцирующий нагрев стали с добавками бора и иттрия в отличие от стали без них вызывает на границах зерен выделение карбидой хрома, которые раздроблены и изолированы друг от друга. Кроме того, в структуре стали, содержащей бор и иттрий, карбиды хрома находятся в несколько меньшем количестве. Такое расположение карбидов на границах зерен не приводит к межкристаллитному разрушению стали, что объясняется тем, что обедненные хромом участки, по которым происходит коррозия и разрушение, не контактируют друг с другом, вследствие чего не происходит непрерывного проникновения коррозионной среды в глубь металла по границам зерен.

jj Введение в сталь бора и иттрия в количествах ниже указанных не эффективно, а сверх указанных способствует появлению в структуре стали мелкозернистых остроугольной формы избыjt точных фаз, расположенных как в самом теле зерна, так и на его границах, вследствие чего горячая пластичность резко ухудшается. Снижается также и стойкость стали против МКК и механические свойства.

Всего выплавляют шесть плавок нержавеющей стали: плавка 1 меньше минимального предлагаемого содержания, плавки 2-4 - предлагаемая сталь, плавка 5 - больше максимального предлагаемого содержания элементов и плавка 6 известная сталь.

Химические составы плавок приведены в табл . 1.

30

35

Таблиц

Стали выплавляют в открытых индукционных печах с основным тиглем. Масса одного слитка 100 кг.

Опытные и известную сталь испытывают на горячую пластичность по методам прокатки клиновых проб образцов с острыми боковыми надрезами на одной из боковых граней (табл. 2) и

Примечание. Температура нагрева под прокатку,

время нагрева 1 ч, В числителе значение критической степени деформации на гладкой стороне, в знаменателе - на стороне с надрезом.

Таблица 3

кручения с определением числа скручиваний до разрушения (табл, 3). Испытания проводят в интервале темпера- тур 900 - 1200°С при испытании на скручивание и 950 - 1250°С при нагреве образцов под прокатку при исследовании клиновых образцов. Значения, приведенные в табл. 2 и 3, ян- ляются средними 5-6 измерений.

Таблица 2

Также проводят испытания нержавеющих сталей на сопротивляемость.меж- кристаллитной коррозии (табл. 4). Значения, приведенные в табл. 4, являются средними результатами 5 измерений ,

Таблица 4

На основании проведенных исследований установлено, что предлагаемая сталь обладает более высокой технологичностью за счет повышения горячей пластичности: число скручиваний до разрушения по сравнению с известной сталью возрастает примерно в полтора раза, а критическая степень деформации при прокатке клинового образца увеличивается на 8-12%. Одновременно в 6-9 раз возрастает миниСоставитель В. Брострем Редактор Н. Гуньке Техред М.ДидыкКорректор А. Демчик

Заказ 4606/26 Тираж 604Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

1роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

429406

мальное время появления межкристал- литных трещин.

Использование стали в промышлен- ности по сравнению с известной сталью повышает технологичность, а именно деформируемость в горячем состоянии, что увеличивает выход годного металла при ковке-прокатке; понижает 10 склонность к МКК, что увеличивает надежность изделия, а следовательно, его долговечность.

Формула изобретения

Нержавеющая сталь, содержащая углерод, хром, никель, кремний, марганец, молибден, магний, алюминий, азот, ванадий, железо, о т л и ч а - ю щ а я с я тем, что, с целью повышения горячей пластичности и стойкости против межкристаллитной коррозии, она дополнительно содержит бор и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

0

5

Углерод

Хром

Никель

Кремний

Марганец

Молибден

Магний

Алюминий

Азот

Ванадий

Бор

Иттрий

Железо

0,03-0,06

18-20

11-15

2,5-5,0

0,1-0,5

2-4 0,005-0,300

0,1-0,5 0,30-0,45

0,1-0,3

0,0005-0,0050

0,005-0,100

Остальное

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составу нержавеющей стали для энергооборудования, эксплуатируемого в условиях коррозионно-активных сред, и может быть использовано в энергетическом и химическом машиностроении. Цель изобретения - повышение горячей пластичности и стойкости стали против межкристаллитной коррозии. Для достижения цели сталь дополнительно содержит бор и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,03-0,06; хром 18-20; никель 1.1-15; кремний 2,5-5,0; марганец 0,1-0,5; молибден 2-4; магний 0,005- 0,300; алюминий 0,1-0,5; азот 0,30- 0,45; ванадий 0,1-0,3; бор 0,0005- 0,0050; иттрий 0,005-0,100; железо остальное. Применение стали позволит повысить надежность изделий и их долговечность. 4 табл. с (Л hO ko И