Водородостойкая сталь Советский патент 1991 года по МПК C22C38/60 

Изобретение относится к конструкционной водородостойкой стали для теплооб- менного энергетического оборудования и может быть использовано в общем и энергетическом машиностроении.

Цель изобретения - повышение предела текучести, относительного сужения, относительного удлинения, стойкости против водородного растрескивания, коррозионной трещиностойкости, длительной прочности в среде водорода при температуре 700°С, снижение водородопроницаемости.

Для снижения чувствительности металла к МКК и межкристаллитному растрескиванию в водородосодержащих средах в предлагаемой стали введено ограничение

суммарного содержания углерода и азота, ответственных за образование высокохромистых карбонитридных фаз. Эту же задачу помогает решить ограничение отношения стабилизирующих элементов (Nb+Ti) к суммарному содержанию примесей внедрения (C+N), которое не должно быть менее 20. В этом случае практически весь углерод и азот в стали связаны в специальные карбиды и нитриды, что обеспечивает более равномерное распределение хрома по всему сечению зерна и полное подавление склонности стали к указанным видам коррозии, Химический состав, механические свойства и результаты определения водородостойко- сти предлагаемой и известной сталей представлены в табл.1 и 2.

О

о со

± о о

Результаты механических испытаний усреднены по трем образцам на точку. Образцы перед испытаниями подвергались аустенизирующему отжигу (1050°С - 1 ч, воздух).

Определение стойкости исследуемых материалов против водородного растрескивания КР проводилось в водном растворе NaCI, насыщенном HaS с рН 4,0 с заданной деформацией при напряжении 1,2 аи температуре 0°С. База испытаний 1000 ч (тр.н. - трещин нет, - наличие сетки микротрещин, табл.2).

Длительная прочность образцов в водороде определялась при температуре 700°С на базе 500 ч. Коррозионная трещиностой- кость(Ктзсс) определялась в кипящем 0,5%- ном растворе NaCI при рН 6,5 на базе 2000 ч.

Применение стали позволит повысить эксплуатационную надежность и ресурс работы оборудования.

Формула изобретения Водородостойкая сталь преимущественно для теплообменного энергетического оборудования, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ниобий, азот, медь, серу, фосфор, железо, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения предела текучести, относительного сужения, относительного удлинения, стойкости против водородного растрескивания, коррозионной трещиностойкости, длитель- ной прочности в среде водорода при 700°С, снижения водородопроницаемости, она дополнительно содержит кальций и сурьму при следующем соотношении компонентов,

мас.%:

Углерод0,01-0,003

Кремний0,3-0,8

Марганец0,4-1,0

Хром20,0-22,0

Никель31,5-33,0

Молибден3,0-4,0

Ниобий0,9-1.2

, Титан0,03-0.1

Азот0,01-0,03

Медь0,05-0,20

Сера0,005-0,015

Фосфор0,005-0,015

Кальций0,001-0,005

Сурьма0,001-0,005

ЖелезоОстальное

при выполнении условий: суммарное содержание углерода и азота не должно превышать 0,05; отношение ниобий + титан/углерод + азот не должно быть менее 20; суммарное содержание фосфора и сурь- мы не должно превышать 0,016.

1

4

0,010,3

0,020,5

0,030,8

0,030,6

0,4 0,6 1,0

0,8

20,031,53,01,20,030,030,050,0010,0050,0050,005Остальное

21,032,03,51,10,050,010,100,0030,0030,010О.ОЮТо же

22,033,04,С0,90,100,020,200,0050,0010,0150,015- 21,021,53,50,90,05 .0,2--0,0150,,

Изобретение относится к водородостойкой стали для теплообменного энергетического оборудования. Цель - повышение предела текучести, относительного удлинения, относительного сужения, стойкости против водородного растрескивания, коррозионной трещиностойкости, длительной прочности в среде водорода при 700°С, снижение водородопроницаемости. Сталь дополнительно содержит кальций и сурьму при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,01 - 0,03

кремний 0,3 - 0,8

марганец 0,4 - 1

хром 20 - 22

никель 31,5 - 33

молибден 3 - 4

ниобий 0,9 - 1,2

титан 0,03 - 0,1

азот 0,01 - 0,03

медь 0,05 - 0,2

кальций 0,001 - 0,005

сурьма 0,001 - 0,005

сера 0,005 - 0,015

фосфор 0,005 - 0,015

железо остальное, при выполнении условий: суммарное содержание углерода и азота не должно превышать 0,05, отношение ниобий + титан, углерод + азот не должно быть менее 20, суммарное содержание фосфора и сурьмы не должно превышать 0,016. 2 табл.

1 2 3

4

550 560 565

550

аблица 2

о сг

от л

О) О)

225 230 240 220

35 38 35 30

70 65 65 60

1000

1000 тр.н 1000 тр.н S50

39 ДО 42 37

110 115 120 100

-5

4-10 2-10 3-10

8-10

-5

-S

сг