RU1786175C

RU1786175C - Сталь

Info

Publication number: RU1786175C
Application number: SU904881693A
Authority: RU
Inventors: Жанна Александровна Лепилина; Виталий Евгеньевич Савчук; Владимир Александрович Гришин; Альбина Алексеевна Симакова; Геннадий Алексеевич Сальников; Иван Николаевич Иванов; Юрий Николаевич Семенов; Юрий Сергеевич Медведев; Альберт Николаевич Бочаров; Александр Степанович Зубченко; Валерий Васильевич Бобков
Priority date: 1990-08-09
Filing date: 1990-08-09
Publication date: 1993-01-07

Abstract

Изобретение относитс к черной металлургии , а именно к составам низкоуглеродистой легированной стали с высокой теплостойкостью, в зкостью, хладостойко стью, предназначенным дл изготовлени толстостенных сосудов, эксплуатируемых в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также дл работы в услови х Крайнего Севера при низких температурах . С целью повышени предела текучести при температурах до 450&deg;С, ударной в зкости при температуре 20&deg;С и хладостой- кости при температуре -40&deg;С сталь дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,10-0,15; марганец 0,30-0,60; кремний 0,17- 0,40; хром 2,0-2,5; молибден 0,9-1,1; титан 0,01-0,03; алюминий 0,015-0,05; азот 0,006- 0,02; сера 0,003-0,015; кальций 0,01-0,05; железо - остальное, при выполнении соотно- шений: кальций/сера 2г3; 1,5 титан -f алюминий азот . 2 табл. 00 С

Description

Изобретение относитс к черной металлургии , а именно к составам низкоуглеродистых легированных сталей с высокой теплостойкостью, в зкостью, хладостойко- стью, предназначенных дл изготовлени толстостенных сосудов, эксплуатируемых в нефтехимической и нефтеперабатывающей промышленности, а также дл работы в услови х Крайнего Севера при низких температурах .

Известна низкоуглеродиста легированна сталь, содержаща , мас.%: Углерод 0,16 Кремний 0,17-0,35 Марганец 0,40-0,70 Никель 0,30 Хром 0,8-1,1 Молибден 0,4-0,55 Медь 0,20 Железо Остальное

примеси фосфора не более 0,04% и серы не более 0,04%.

Механические свойства известной стали: OB 430 МПа; оь,2 S: 230 МПа; б 20%;анпри20°С 40Дж/см.

Эти характеристики не обеспечивают достаточную прочность толстостенных сосудов , эксплуатируемых при температурах до 450°С, а также в зкости при 20°С и хладо- стойкости при -40°С.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению вл етс сталь, содержаща , мас,%:

УглеродДо 0,15 Марганец До 0,70 Кремний До 0,30 Хром 2,0-2,5 Молибден 0,9-1,1 Никель До 0,20 Медь До 0,10 Алюминий До 0,03

х|

00

о

ел

Олово

Сурьма

Мышь к

Азот

Кислород

Ванадий

Титан

Ниобий

Фосфор

Јера

Железо

Известна сталь обладает высоким сопротивлением тепловой хрупкости при длительной эксплуатации.

Однако при температурах 450°С она 15 тер ет прочностные свойства, что ограничивает ее промышленную ценность. Кроме того , работа при низких температурах, сталь не обладает достаточной хладостойко- стью.20

Целью изобретени вл етс повышение предела текучести при температурах до 450°С, ударной в зкости при температуре 20°С, хладостойкости при температуре -40°С.25

Указанна цель достигаетс тем, что сталь, содержаща углерод, марганец, кремний, хром, молибден, титан, алюминий, азот, серу, железо, дополнительно содержит кальций при следующем соотношении 30 компонентов, мас.%:

Углерод0,10-0,15

Марганец0,30-0,60

Кремний0,17-0,40

Хром2,0-2,5 35

Молибден0,9-1,1

Титан0,01-0,03

Алюминий0,015-0,05

Азот0,006-0,02

Сера0,003-0,015 40

Кальций0,01-0,05

Железо .Остальное при выполнении соотношений кальций/ сера 3, , :.......

1,5 титан Ч-алюминий 1 45 азот

Содержание кальци ниже 0,01 мас,% не приводит к полном св зыванию серы в сульфиды кальци . В св зи с этим в стали нар ду с сульфидами кальци будут лрисут- 50 ствовать сульфиды марганца. Сульфиды кальци , вл сь более тугоплавкими, чем сульфиды марганца, выдел ютс непосредственно в ос х дендритов в виде частиц округлой формы, что повышает в зкость 55 стали и предел текучести при температурах до 450°С, Наличие нар ду с сульфидами кальци сульфидов марганца выт нутой формы (при содержании Са 0,01 мас.%)

До 0,01ухудшает в зкость и изотропность стали. До 0,006 Кроме того, в стали, предназначенной дл До 0,010 изготовлени сосудов гидроочистки и гид- До 0,015 рокрекинга нефти с повышенным содержа- До 0,008 5 нием серы, присутствие сульфидов До 0,03 марганца выт нутой формы нежелательно, До 0,03 так как водород, примен емый дл очистки До 0,03 нефти от серы, концентрируетс у заострен- До 0,015 ных краев этих включений и создает опас- До 0,010 10 ность растрескивани по границам раздела Остальное включени MnS-сталь, что ухудшает в зкость стали.

Содержание кальци выше 0,05 мас.% может отрицательно сказыватьс на в зкость стали в св зи с повышенной ее загр з- ненностью. В случае не выполнени соотношени Ca/S 3 в стали нар ду с сульфидами кальци будет присутствовать нежелательное количество сульфидов марганца , что ухудшит ее свойства.

Нижний предел по титану в составе стали составл ет 0,01 мас.%, при содержании его ниже этого предела не сказываетс на измельчение зерна стали, а следовательно, на ее в зкость и хладостойкость. Содержание титана выше 0,03 мас.% приводит к ухудшению в зких свойств стали и хладостойкости .

При содержании алюмини ниже 0,015 мас.% не обеспечиваетс достаточное рас- кисление стали, а при содержании более 0,05%, сталь вследствие повышенной загр зненности нитридами и оксидами алюмини имеет низкие характеристики в зкости и хладостойкости. Кроме того, между нитридорбразующими элементами и азотом должно быть выдержано соотношение

1,5 титан 4- алюминий

азот

.

При значении этого соотношени менее 2 в твердом растворе будет повышенное содержание азота, что отрицательно сказываетс на в зкости. При значении соотношени более 10 понижаетс в зкость стали и предел текучести при повышенных температурах , из-за повышенного остаточного содержани алюминий в стали, наход щегос в твердом растворе.

Сталь опытных составов выплавл ли в основных электродуговых печах на чистых шихтовых материалах, Слитки проковывали в кованные заготовки по типу раскатных колец, которые обрабатывались механическим способом до получени обечаек с толщиной стенки 100 мм.

Дл получени требуемого комплекса

свойств, сталь подвергают аустенизации

при 900-960°С, охлаждение со скоростью,

4- алюминий

азот

.

Дл получени требуемого комплекса

свойств, сталь подвергают аустенизации

при 900-960°С, охлаждение со скоростью,

превышающей критическую скорость, при

которой происходит распад аустенита в диффузионной области, отпуску при 680- 700°С с последующим охлаждением до 400°С со скоростью не менее 800°С/ч. Технологические отпуска дл сн ти остаточных напр жений после сварки провод тс при 620-650°С. При этом скорость охлаждени должна быть не менее 25°С/ч. Металл испытывали на кратковременный разрыв при температурах 20, 250°С и ударный из0

Claims

Формула изобретени Сталь, содержаща углерод, марганец, кремний, хром, молибден, титан, алюминий, азот, серу, железо, отличающа с тем, что, с целью повышени предела текучести при температурах до 450°С, ударной в зкости при температуре 20°С, хладостойкости при температуре (-) 40°С, она дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%: