RU2024644C1 - Ferritic corrosion-resistant steel - Google Patents
Ferritic corrosion-resistant steelInfo
- Publication number
- RU2024644C1 RU2024644C1 SU4848194A RU2024644C1 RU 2024644 C1 RU2024644 C1 RU 2024644C1 SU 4848194 A SU4848194 A SU 4848194A RU 2024644 C1 RU2024644 C1 RU 2024644C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- chromium
- vanadium
- corrosion
- titanium
- Prior art date
Links
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 title claims description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 15
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 20
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 20
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 12
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 7
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 7
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 claims description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 35
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 35
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- -1 chlorine ions Chemical class 0.000 description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910021386 carbon form Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- OGSYQYXYGXIQFH-UHFFFAOYSA-N chromium molybdenum nickel Chemical compound [Cr].[Ni].[Mo] OGSYQYXYGXIQFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к сталям, производимым в открытых дуговых печах и может использоваться для изготовления оборудования в химическом пищевом, перерабатывающем машиностроении, автомобильной и других отраслях промышленности с применением дуговых способов сварки. The invention relates to metallurgy, in particular to steels produced in open arc furnaces and can be used for the manufacture of equipment in the chemical food processing industry, automotive and other industries using arc welding methods.
В качестве прототипа выбрана ферритная коррозионностойкая сталь, содержащая следующие компоненты, мас.%: Углерод 0,01...0,10 Кремний 0,05....1,0 Марганец 0,05...1,0 Хром 17,0...30,0 Ванадий 0,...0,8 Алюминий 0,005...0,1 Титан 0,05...0,5 Азот 0,02...0,14 Магний 0,001...0,02 Железо Остальное
Сталь обладает хорошей свариваемостью, удовлетворительной коррозионной стойкостью в большинстве агрессивных продовольственных сред: молочной, уксусной, лимонной, муравьиной и других кислотах.As a prototype selected ferritic corrosion-resistant steel containing the following components, wt.%: Carbon 0.01 ... 0.10 Silicon 0.05 .... 1.0 Manganese 0.05 ... 1.0 Chrome 17, 0 ... 30.0 Vanadium 0, ... 0.8 Aluminum 0.005 ... 0.1 Titanium 0.05 ... 0.5 Nitrogen 0.02 ... 0.14 Magnesium 0.001 ... 0 , 02 Iron Else
Steel has good weldability, satisfactory corrosion resistance in most aggressive food environments: lactic, acetic, citric, formic and other acids.
Недостатком известной стали является пониженная коррозионная стойкость в агрессивных средах, содержащих ионы хлора, что резко ограничивает область ее использования. A disadvantage of the known steel is reduced corrosion resistance in aggressive environments containing chlorine ions, which sharply limits the scope of its use.
Цель изобретения - повышение стойкости стали против питтинговой коррозии при сохранении уровня пластических свойств. The purpose of the invention is to increase the resistance of steel against pitting corrosion while maintaining the level of plastic properties.
Для достижения поставленной цели в ферритную коррозионностойкую сталь, содержащую углерод, марганец, кремний, хром, ванадий, алюминий, титан, азот, магний, дополнительно введен молибден и композиционный конденсат при следующем соотношении компонентов, мас. %: Углерод 0,01...0,08 Марганец 0,05. . . 0,8 Кремний 0,05...0,8 Хром 17...25 Ванадий 0,1...0,8 Алюминий 0,005. ..0,1 Титан 0,3...0,5 Азот 0,02...0,04 Магний 0,001...0,02 Молибден 0,5. ..3,3 Композиционный конденсат 0,5...2 Железо Остальное причем композиционный конденсат содержит, мас.%: хром 70...85; ультрадисперсные частицы оксида циркония - остальное. To achieve this goal, ferritic corrosion-resistant steel containing carbon, manganese, silicon, chromium, vanadium, aluminum, titanium, nitrogen, magnesium, additionally introduced molybdenum and composite condensate in the following ratio of components, wt. %: Carbon 0.01 ... 0.08 Manganese 0.05. . . 0.8 Silicon 0.05 ... 0.8 Chromium 17 ... 25 Vanadium 0.1 ... 0.8 Aluminum 0.005. ..0.1 Titanium 0.3 ... 0.5 Nitrogen 0.02 ... 0.04 Magnesium 0.001 ... 0.02 Molybdenum 0.5. ..3,3
Нижний предел содержания углерода в стали (0,01%) принят исходя из возможностей современной металлургии, верхний предел углерода в стали (0,08%) принят исходя из того, что при более высоком содержании углерода не будет обеспечиваться необходимая пластичность металла в толщинах более 2 мм и сталь будет резко охрупчиваться в зоне термического воздействия сварки. The lower limit of carbon content in steel (0.01%) is adopted based on the capabilities of modern metallurgy, the upper limit of carbon in steel (0.08%) is adopted based on the fact that with a higher carbon content the necessary metal ductility in thicknesses greater than 2 mm and the steel will become sharply brittle in the heat-affected zone of welding.
Содержание углерода в стали 0,01% требует активных стабилизаторов, лучшими из которых является титан, ванадий. The carbon content in steel of 0.01% requires active stabilizers, the best of which is titanium, vanadium.
Постоянными примесями, которые применяются в качестве раскислителей, в хромистых сталях являются алюминий, марганец, кремний. The constant impurities that are used as deoxidizers in chromium steels are aluminum, manganese, silicon.
Нижний предел содержания алюминия 0,005% обеспечивает отсутствие газовых раковин и других дефектов макроструктуры. Дальнейшее увеличение его до 0,1% направлено на повышение (совместно с титаном и ванадием) уровня пластических свойств стали и исключения дефектности слитков, слябов и проката по пленам, трещинам и расслоениям. The lower limit of aluminum content of 0.005% ensures the absence of gas sinks and other macrostructure defects. Its further increase to 0.1% is aimed at increasing (together with titanium and vanadium) the level of plastic properties of steel and eliminating the defectiveness of ingots, slabs and rolled products along captures, cracks and delaminations.
Введение ограниченного содержания кремния в сталь обусловлено тем, что при меньшем содержании кремния (0,05%) сталь содержит пузыри, раковины, а при большем содержании (свыше 0,8%) снижается величина ударной вязкости. The introduction of a limited silicon content in steel is due to the fact that with a lower silicon content (0.05%) the steel contains bubbles, shells, and at a higher content (over 0.8%) the impact strength decreases.
Нижний предел по содержанию марганца (0,05%) также выбран из условий обеспечения надлежащего раскисления стали и связывания серы в тугоплавкие сульфиды. Однако превышение содержания марганца в стали свыше (0,8%) нежелательно, поскольку марганец является аустенитизирующим элементом, способным образовывать в структуре дополнительное количество аустенита и привести металл к двухфазной структуре. The lower limit on the manganese content (0.05%) is also selected from the conditions for ensuring proper steel deoxidation and sulfur binding to refractory sulfides. However, an excess of the manganese content in steel over (0.8%) is undesirable, since manganese is an austenitizing element capable of forming additional austenite in the structure and leading the metal to a two-phase structure.
Хром относится к легирующим элементам, стабилизирующим в железных сплавах α-фазу, обеспечивая однофазность структуры, важнейшего условия технологической пластичности. Он легко пассивируется, обеспечивает высокую стойкость стали против питтинговой коррозии. Поэтому в стали при содержании хрома менее 17% снижается ее коррозионная стойкость, особенно при содержании углерода более 0,06%, так как может появиться аустенитная фаза в высокотемпературной области. При содержании хрома более 25% возрастает склонность к охрупчиванию при воздействии сварочного нагрева в сварных соединениях. Chromium refers to alloying elements that stabilize the α phase in iron alloys, ensuring the single-phase structure, the most important condition for technological plasticity. It is easily passivated, provides high resistance of steel against pitting corrosion. Therefore, in steel with a chromium content of less than 17%, its corrosion resistance decreases, especially with a carbon content of more than 0.06%, since an austenitic phase may appear in the high-temperature region. When the chromium content is more than 25%, the tendency to embrittlement when exposed to welding heat in welded joints increases.
Для обеспечения стойкости стали против межкристаллитной коррозии необходим титан, который связывая углерод образует труднорастворимые карбиды и нитриды титана, предотвращая выделение по границам зерен сложных карбидов хрома, устраняет возможность активного развития процессов межкристаллитной коррозии. Исходя из этого нижний предел содержания титана (0,3%) выбран как минимально необходимое для свариваемых хромистых сталей, а верхний (0,5%), исходя из экстремального характера воздействия на ударную вязкость - снижения уровня вязкости при превышении указанного предела. To ensure the resistance of steel against intergranular corrosion, titanium is required, which by binding carbon forms insoluble titanium carbides and nitrides, preventing the formation of complex chromium carbides at the grain boundaries, and eliminates the possibility of active development of intergranular corrosion processes. Based on this, the lower limit of the titanium content (0.3%) is selected as the minimum necessary for welded chromium steels, and the upper (0.5%), based on the extreme nature of the impact on toughness, is a decrease in the level of viscosity when the specified limit is exceeded.
Введение азота оказывает влияние на кристаллизующийся металл, измельчает дендритную структуру, уменьшает химическую неоднородность, прежде всего по хрому и углероду. Добавки азота тормозят зарождение и рост карбидов хрома, при этом повышается стойкость против питтинговой коррозии. Исходя из этого нижний предел (0,02%) выбран как минимально необходимый, а верхний (0,04%) для сохранения однофазной ферритной структуры и обеспечения пластичности металла, в том числе при отрицательных температурах. При содержании азота более (0,05%) в присутствии углерода после сварки благодаря воздействию высокотемпературного нагрева в зоне термического влияния образуется по границам ферритных зерен аустенит. На границах феррита и аустенита наблюдаются выделения карбидов хрома, способствующие появлению межкристаллитной коррозии в сварных соединениях. Для устранения межкристаллитной коррозии сварных соединений необходима термическая обработка, которая способствует равномерному распределению хрома в ферритном зерне и устранению МКК. Поэтому ограничение содержания азота в пределах 0,02...0,04% в присутствии титана (0,3...0,5%) обеспечивает стойкость сварных соединений к МКК. The introduction of nitrogen affects the crystallizing metal, crushes the dendritic structure, and reduces chemical heterogeneity, primarily for chromium and carbon. Additives of nitrogen inhibit the nucleation and growth of chromium carbides, while increasing resistance to pitting corrosion. On this basis, the lower limit (0.02%) was chosen as the minimum necessary, and the upper (0.04%) to preserve the single-phase ferrite structure and ensure the ductility of the metal, including at low temperatures. When the nitrogen content is more than (0.05%) in the presence of carbon after welding, austenite is formed along the boundaries of ferrite grains due to the influence of high-temperature heating in the heat-affected zone. At the boundaries of ferrite and austenite, precipitation of chromium carbides is observed, contributing to the appearance of intergranular corrosion in welded joints. To eliminate intergranular corrosion of welded joints, heat treatment is necessary, which contributes to the uniform distribution of chromium in ferritic grain and the elimination of MCC. Therefore, the limitation of the nitrogen content in the range of 0.02 ... 0.04% in the presence of titanium (0.3 ... 0.5%) ensures the resistance of welded joints to MCC.
Введение магния в количестве (0,001...0,02%) в сталь сопровождается образованием сферических недеформирующихся неметаллических включений, представляющих собой соединение серы с магнием. Кроме того, микродобавки магния способствуют снижению содержания серы в стали. The introduction of magnesium in an amount (0.001 ... 0.02%) into steel is accompanied by the formation of spherical non-deformable non-metallic inclusions, which are a compound of sulfur with magnesium. In addition, magnesium microadditives help to reduce the sulfur content in steel.
В процессе охлаждения металла и последующих термообработок (в том числе при воздействии термического цикла сварки) азот образует нитридные соединения с ванадием и титаном. In the process of metal cooling and subsequent heat treatments (including when exposed to the thermal welding cycle), nitrogen forms nitride compounds with vanadium and titanium.
Нижний предел по содержанию ванадия (0,1%) определен из условия получения определенной плотности выделения высокодисперсных частиц VC, V(C,N), VN. The lower limit on the content of vanadium (0.1%) is determined from the conditions for obtaining a certain density of the release of highly dispersed particles VC, V (C, N), VN.
Верхний предел содержания ванадия (0,8%) предусматривает возможность выплавки стали с содержанием углерода на верхнем пределе марочного состава. The upper limit of the vanadium content (0.8%) provides for the possibility of smelting steel with a carbon content at the upper limit of the grade composition.
Нитриды ванадия препятствуют развитию процесса рекристаллизации, предупреждают реакцию металла на термический цикл сварки, улучшая структуру и свойства околошовной зоны. Введение ванадия в сталь повышает также и стойкость ее против питтинговой коррозии. Кроме того нитриды ванадия, выделяясь в мелкодисперсном виде, повышают прочностные характеристики стали. Vanadium nitrides impede the development of the recrystallization process, prevent the metal from reacting to the thermal welding cycle, improving the structure and properties of the heat-affected zone. The introduction of vanadium in steel also increases its resistance to pitting corrosion. In addition, vanadium nitrides, released in finely divided form, increase the strength characteristics of steel.
Молибден оказывает благоприятное влияние на повышение устойчивости против питтинговой коррозии высокохромистых сталей. Это обусловлено тем, что молибден может входить в состав сложных карбидов, замещая в них часть хрома, тем самым повышая содержание хрома в приграничной зоне. Кроме того, наличие молибдена в составе твердого раствора будет улучшать пассивируемость приграничных зон. Молибден исключает неблагоприятное влияние фосфора, так как находясь в твердом растворе, значительно снижает диффузионную подвижность атомов примесей, оттесняет их от границ зерен и выравнивает их содержание по объему зерна. Molybdenum has a beneficial effect on increasing the resistance against pitting corrosion of high-chromium steels. This is due to the fact that molybdenum can be a part of complex carbides, replacing part of chromium in them, thereby increasing the chromium content in the border zone. In addition, the presence of molybdenum in the composition of the solid solution will improve the passivation of the border zones. Molybdenum eliminates the adverse effect of phosphorus, since being in a solid solution, it significantly reduces the diffusion mobility of impurity atoms, displaces them from grain boundaries and evens out their content by volume of grain.
Нижний предел (0,5%) выбран как минимально необходимый, а верхний (3,3% ) - для обеспечения стойкости против питтинговой коррозии, выше этого предела хромистые стали склонны к образованию сигма-фазы и охрупчиванию. Для обеспечения стойкости и питтинговой коррозии и высоких пластических свойств ферритной стали комплексно легированной титаном, ванадием, азотом, молибденом вводится в сталь композиционный конденсат (хром с ультрадисперсными частицами циркония). Такой конденсат состоит из хромовой матрицы и равномерно распределенных в ней тугоплавких модифицирующих частиц оксида циркония. Причем содержание хрома в пластиках композиционного конденсата составляет 70-85%, оксида циркония 30-15%. The lower limit (0.5%) was chosen as the minimum necessary, and the upper (3.3%) - to ensure resistance to pitting corrosion, above this limit, chromium steels are prone to sigma phase formation and embrittlement. To ensure resistance and pitting corrosion and high plastic properties of ferritic steel complex alloyed with titanium, vanadium, nitrogen, molybdenum, composite condensate (chromium with ultrafine zirconium particles) is introduced into the steel. Such a condensate consists of a chromium matrix and evenly distributed in it refractory modifying particles of zirconium oxide. Moreover, the chromium content in the plastics of the composite condensate is 70-85%, zirconium oxide 30-15%.
Введение в расплав композиционного конденсата, полученного испарением в вакууме одновременно из двух источников, один из которых содержит металлический хром, а другой спрессованный штабик ZrO2 и осажденных на подогретой подложке, обеспечивает равномерное распределение ультрадисперсных частиц оксида циркония в жидкой ванне. Ультрадисперсные частицы оксида циркония, будучи тугоплавкими, служат затравками, уменьшая работу образования критического зародыша, приводят к гетерогенному зарождению ферритной структуры при кристаллизации. При гетерогенном зарождении атомы хрома, концентрируясь на оксидах циркония, как на подложке, чистой от примесей, повышают стойкость стали против питтинговой коррозии.The introduction into the melt of a composite condensate obtained by vacuum evaporation from two sources simultaneously, one of which contains metallic chromium, and the other pressed ZrO 2 bead and deposited on a heated substrate, ensures uniform distribution of ultrafine particles of zirconium oxide in a liquid bath. The ultrafine particles of zirconium oxide, being refractory, serve as seeds, reducing the work of the formation of a critical nucleus, leading to heterogeneous nucleation of the ferrite structure during crystallization. During heterogeneous nucleation, chromium atoms, concentrating on zirconium oxides, as on a substrate free of impurities, increase the resistance of steel to pitting corrosion.
Кроме того, в результате присадки композиционного конденсата размер первичного зерна в стали уменьшается в 6-8 раз. Ширина зоны транскристаллизации слитка уменьшается в 4-5 раз, значительно уменьшается глубина усадочной раковины. Устраняется полностью осевая рыхлость слитков, значительно уменьшаются все виды ликвидации, сводится до минимума анизотропия свойств металла в направлении вдоль и поперек проката. Уменьшается содержание газов. In addition, as a result of the addition of composite condensate, the size of the primary grain in steel is reduced by 6-8 times. The width of the transcrystallization zone of the ingot decreases by 4–5 times, and the depth of the shrink shell decreases significantly. The axial friability of the ingots is completely eliminated, all types of liquidation are significantly reduced, and the anisotropy of the metal properties is minimized in the direction along and across the rolled products. The gas content is reduced.
Как показали опыты, введение оксида циркония в виде порошка к неравномерному распределению его в расплаве вследствие комкования, слипания, что ведет к расслоению металла при прокатке. As experiments have shown, the introduction of zirconium oxide in the form of a powder to its uneven distribution in the melt due to clumping, sticking, which leads to delamination of the metal during rolling.
Присадка оксидов циркония с помощью твердого металла, полученного методом порошковой металлургии, не обеспечивает получение пластических свойств, в связи с окисленностью поверхностью оксида циркония их коагуляцией и всплыванием. The additive of zirconium oxides with the help of a solid metal obtained by powder metallurgy does not provide plastic properties, due to the oxidation of the surface of zirconium oxide by their coagulation and floating.
Комплекс решений совместного легирования ферритной стали титаном, ванадием, азотом, молибденом модифицирование композиционным конденсатом способствует получению мелкого ферритного зерна, распределению оксидных и нитридных выделений преимущественно в теле зерна, а не по границам, обеспечивает стойкость против питтинговой коррозии и высокие пластические характеристики металла. A set of solutions for the joint alloying of ferritic steel with titanium, vanadium, nitrogen, and molybdenum, modification with a composite condensate contributes to the production of fine ferrite grains, the distribution of oxide and nitride precipitates mainly in the grain body, and not along the boundaries, provides resistance to pitting corrosion and high plastic characteristics of the metal.
Нижний предел композиционного конденсата (0,5%) выбран как минимально необходимый, а верхний (2,0%) - для сохранения пластичности ферритного металла. The lower limit of the composite condensate (0.5%) was chosen as the minimum necessary, and the upper (2.0%) - to preserve the ductility of the ferritic metal.
Выплавка и прокатка стали на толщину 10 мм предлагаемого состава и прототипа проходила нормально, без нарушений сплошности металла. Выход годного составляет 89-92%. Горячекатаный лист подвергали нагреву при 900оС выдержке 1 ч и охлаждали в воде. Химический состав опытных плавок и известной стали приведен в табл.1, а их прочностные характеристики - в табл.2.Smelting and rolling of steel to a thickness of 10 mm of the proposed composition and prototype proceeded normally, without disturbing the continuity of the metal. The yield is 89-92%. The hot-rolled sheet was heated at 900 ° C aging for 1 hour and cooled in water. The chemical composition of the experimental swimming trunks and known steel are given in table 1, and their strength characteristics in table 2.
Коррозионные исследования в зависимости от содержания молибдена проводили гальваностатическим методом определения потенциала питтинговой коррозии и базиса питтингообразования на потенциостате П-К5848 при 20оС в 3% растворе NaCl, рН 6,5. Результаты испытаний приведены в табл.3. Молибден вызывает смещение потенциала питтингообразования в положительную сторону, что соответствует повышению стойкости к питтинговой коррозии. Оптимальный состав N 2.Corrosion studies depending on the molybdenum content was performed by determining the capacity galvanostatic pitting corrosion and pitting on the basis potentiostat P-K5848 at 20 ° C in a 3% solution of NaCl, pH 6.5. The test results are shown in table.3. Molybdenum causes a pitting potential shift in the positive direction, which corresponds to an increase in resistance to pitting corrosion. The optimal composition of
Предлагаемая сталь может найти широкое применение на предприятиях Минхиммаша, пищевого и перерабатывающего машиностроения и других отраслей народного хозяйства в качестве экономического заменителя хромоникельмолибденовых сталей. The proposed steel can be widely used at the enterprises of Minhimmash, food and processing engineering and other sectors of the economy as an economic substitute for chromium-nickel-molybdenum steels.
Claims (1)
Углерод 0,01 - 0,08
Марганец 0,05 - 0,8
Кремний 0,05 - 0,8
Хром 17 - 25
Ванадий 0,1 - 0,8
Алюминий 0,005 - 0,1
Титан 0,3 - 0,5
Азот 0,02 - 0,04
Магний 0,001 - 0,02
Молибден 0,5 - 3,3
Композиционный конденсат 0,5 - 2
Железо Остальное
причем композиционный конденсат содержит, мас.%:
Хром 70 - 85
Ультрадисперсные частицы оксида циркония ОстальноеFERRITE CORROSION-RESISTANT STEEL containing carbon, manganese, silicon, chromium, vanadium, aluminum, titanium, nitrogen, magnesium, iron, characterized in that, in order to increase resistance to pitting corrosion while maintaining the level of plastic properties, it additionally contains molybdenum and composite condensate in the following ratio of components, wt.%:
Carbon 0.01 - 0.08
Manganese 0.05 - 0.8
Silicon 0.05 - 0.8
Chrome 17 - 25
Vanadium 0.1 - 0.8
Aluminum 0.005 - 0.1
Titanium 0.3 - 0.5
Nitrogen 0.02 - 0.04
Magnesium 0.001 - 0.02
Molybdenum 0.5 - 3.3
Composite condensate 0.5 - 2
Iron Else
moreover, the composite condensate contains, wt.%:
Chrome 70 - 85
Ultrafine particles of zirconium oxide
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4848194 RU2024644C1 (en) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | Ferritic corrosion-resistant steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4848194 RU2024644C1 (en) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | Ferritic corrosion-resistant steel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2024644C1 true RU2024644C1 (en) | 1994-12-15 |
Family
ID=21525880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4848194 RU2024644C1 (en) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | Ferritic corrosion-resistant steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2024644C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2158319C1 (en) * | 2000-04-25 | 2000-10-27 | Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | High-strength corrosion- and wear-resistant austenitic steel |
-
1990
- 1990-07-18 RU SU4848194 patent/RU2024644C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1112066, кл. C 22C 38/28, 1984. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2158319C1 (en) * | 2000-04-25 | 2000-10-27 | Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | High-strength corrosion- and wear-resistant austenitic steel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111575588B (en) | Martensite precipitation hardening stainless steel and preparation method and application thereof | |
| US4465525A (en) | Ferritic stainless steel having excellent formability | |
| US4360381A (en) | Ferritic stainless steel having good corrosion resistance | |
| WO2018181990A1 (en) | Two-phase stainless steel and manufacturing method therefor | |
| EA012333B1 (en) | An austenitic steel and a steel product | |
| JP2023044342A (en) | Plated stainless steel plate for hot stamping and molding member | |
| CN111945063A (en) | Steel for high-strength marine wind power corrosion-resistant fasteners and production method | |
| EP3677700A1 (en) | High-mn steel and production method therefor | |
| JP6510714B1 (en) | Duplex stainless steel with excellent low temperature toughness | |
| CN111108225B (en) | Steel plate and method of making the same | |
| CN111206190A (en) | Non-quenched and tempered cold heading steel for weather-resistant fastener, weather-resistant fastener and production methods of non-quenched and tempered cold heading steel and weather-resistant fastener | |
| JPS5938300B2 (en) | Ferritic stainless steel with excellent corrosion resistance | |
| SU874761A1 (en) | Corrosion-resistant weldable steel | |
| JP2019123895A (en) | Austenitic stainless steel and manufacturing method therefor | |
| JP2010144204A (en) | High-nitrogen martensitic stainless steel | |
| RU2024644C1 (en) | Ferritic corrosion-resistant steel | |
| CN116391055B (en) | Highly corrosion-resistant austenitic stainless steel and method for manufacturing the same | |
| CN113106356B (en) | High-strength martensite precipitation hardening stainless steel and preparation method thereof | |
| CN113755751A (en) | A 235MPa grade low-alloy corrosion-resistant steel for marine atmospheric environment coating and its manufacturing process | |
| RU2731223C1 (en) | High-strength welded cold-resistant steel and article made therefrom | |
| CN101243198B (en) | Steel sheet having excellent workability for electroplating and manufacturing method thereof | |
| CN116875894B (en) | 1550 MPa-grade high-elongation hot rolled steel plate for automobile upper mounting and production method | |
| RU2055934C1 (en) | Ferrite corrosion-proof steel | |
| RU59060U1 (en) | STAINLESS STEEL HIGH STRENGTH STEEL BAR | |
| RU2362814C2 (en) | Low-alloy steel and product implemented from it |