Жаропрочная нержавеющая сталь Советский патент 1987 года по МПК C22C38/38 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу жаропрочной нержавеющей аустенитной стали, используемой в энергетических установ- ках различного назначения, а также в химической, авиационной и других областях промышленности как нержавеющий высокопрочный материал с относительно

высоким сопротивлением межкристаллит- ю физико-химический фазовый анализ

15

ной коррозии.

Цель изобретения - повышение сопротивления межкристаллитной коррозии стали.

Увеличение содержания ниобия в стали при дополнительном легировании ванадием и уменьшенном содержании углерода предотвращает выпадение хромистых карбидов в опасном интервале температур {500-800 с) цессе охлаждения после термической обработки, сварки и других техноло- гич еск их оп ер аций.

Выплавляют слитки развесом J6 кг, проводят ковку и прокатку заготовок, термическую обработку, металлографические исследования, физико-химический и рентгеноструктурный анализы. Экспериментальные данные представлены в табл. 1-3.

Результаты исследования показывают, что оба состава известной стали обладают низкой стойкостью к МКК (табл. 2). Для плавки 20/13, выплавленном с минимальным в пределах марки g содержанием углерода и максимальным - содержанием ниобия, склонность к ЖK наступает после 0,5 ч выдержки при 650 С, Плавка 20/15 с максимальным содержанием углерода и минимальным 40 содержанием ниобия становится склонной к МКК после выдержки 0,1 ч в диапазоне 600-700 С. Таким образом, во всем диапазоне марочного химического

(табл. 3). Согласно полученным данным, в предлагаемой стали плавки 28/5 карбиды хрома типа появляются после выдержки 5 тыс.ч при 650°С, .а в известной стали (плавка 20/13) - после вьщержки 0,5 ч при 650°С. Таким образом, введение ниобия и ванадия в указанных количествах, совместно со снижением содержания уг- в про- 20 лерода подавляет в предлагаемой стали образование карбидов хрома, что значительно увеличивает время до появления склонности к МКК.

25 Известная сталь может применяться в качестве высокопрочной нержавеющей стали аустенитного класса в тех случаях, когда по условиям эксплуатации не требуется обеспечение стойкости к

30 ЖК. При необходимости обеспечения высокой прочности и высокой стойкости к МКК в широком температурно-времен- ном интервале должна применяться предлагаемая сталь.

Формула изобретения

Жаропрочная нержавеющая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ниобий, азот, бор, церий, кальций и железо, отличающая - с я тем, что, с целью повышения сопротивления межкристаллитной коррозии, она дополнительно содержит васостава известная сталь не удовлетво- g надий при следующем соотношении ком-

ряет требованиям ГОСТу.

Снижение содержания углерода при одновременном повышении содержания стабилизирующих элементов (ниобия и ванадия) значительно повышает стой кость к МКК. Предлагаемая сталь (плавка 28/3) с наибольшим содержанием углерода становится склонной к МКК только после вьщержки 500 ч при , а плавка 28/5 с минимальным содержанием углерода - после выдержки 5 тыс.ч при 600-650°С.

50

55

понентов, мас.%: Углерод Кремний Марганец Хром Ниобий Азот Бор Церий Кальций Ванадий Железо

0,01-0,03

0,2-0,7

16-18

16-18

0,5-0,9

0,25-0,6

0,002-0,006

0,01-0,03

0,001-0,1

0,17-0,3

Остальное

Наряду со смещением вправо, т.е. в сторону более продолжительных выдержек, области склонности к ЖК у предлагаемой стали происходит также заметное сужение этой области по тём пературной оси. Для процессов, протекающих в структуре сталей при дли- тельшз1х тепловых выдержках, проводят

Известная сталь может применяться в качестве высокопрочной нержавеющей стали аустенитного класса в тех случаях, когда по условиям эксплуатации не требуется обеспечение стойкости к

ЖК. При необходимости обеспечения высокой прочности и высокой стойкости к МКК в широком температурно-времен- ном интервале должна применяться предлагаемая сталь.

Формула изобретения

Жаропрочная нержавеющая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ниобий, азот, бор, церий, кальций и железо, отличающая - с я тем, что, с целью повышения сопротивления межкристаллитной коррозии, она дополнительно содержит ва0

5

понентов, мас.%: Углерод Кремний Марганец Хром Ниобий Азот Бор Церий Кальций Ванадий Железо

0,01-0,03

0,2-0,7

16-18

16-18

0,5-0,9

0,25-0,6

0,002-0,006

0,01-0,03

0,001-0,1

0,17-0,3

Остальное

Плавка 20/13

Таблица 2

Плавка 28/5

о о о о

Плавка 20/15

о оо о о

о

о о о о о

Плавка 28/4

Примечание, о- отсутствие склонности к межкристшшитной коррозии;

- наличие склонности к межкристаллитной коррозии; ® - температурно-временная область склонности к межкристаллитной

коррозии.

Испытания на склонность к МКК проводят по методу ЛМ, продояжитель- ность кипячения 24 ч. На каждую точку испытывает 4 образца, в тон числе один образец подвергается загибу без кипячения.

Предпагае «1й28/5Нет, НетНетНетНетНетСледыЕсть .

Известный .20/13- -ЕстьЕсть ЕстьЕстьЕстьЕсть- Примечание. Электролитическое выделение осадков из образцов производят в метаноле с добавлением соляной и лимонной кислот при постоянном токе плотностью 0,1 В течение 1,5-2 ч

Для установления кристаллической структуры проводят рентгеноструктурный анализ осадков по методу порошков. Съенку вьтолнямт в камере Дебзя в отфипьтрованком медном излучении CuKj.

Составитель Л. Суязова Редактор Н. Рогулич Техред М.Ходанич КорректорА. Тяско

5972/25

Тираж 605 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таблице 3

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу жаропрочной нержавеющей стали, используемой .в энергетических установках различного назначения , а также в химической, авиационной и других областях промышленности как нержавеющий высокопрочный материал с относительно высоким сопротивлением межкристагшит- ной коррозии. Цель изобретения - вышение сопротивления стали межкрис- таллитной коррозии. Это достигается тем, что сталь дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,01 - 0,03; кремний О,2-0,7j марганец 16- 18; хром 16-18; ниобий 0,5-0,9; азот 0,25-0,6; бор 0,002-0,006; церий 0,01-0,03; кальций 0,001-0,1| ванадий 0,17-0,3; железо - остальное. Применение стали позволит повысить срок эксплуатации оборудования. 3 табл. i (Л 05 СП (У vi