[go: up one dir, main page]

RU2169788C2 - Corrosion resistant-cast steel - Google Patents

Corrosion resistant-cast steel Download PDF

Info

Publication number
RU2169788C2
RU2169788C2 RU98120098A RU98120098A RU2169788C2 RU 2169788 C2 RU2169788 C2 RU 2169788C2 RU 98120098 A RU98120098 A RU 98120098A RU 98120098 A RU98120098 A RU 98120098A RU 2169788 C2 RU2169788 C2 RU 2169788C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
corrosion resistant
cast steel
steel
carbon
molybdenum
Prior art date
Application number
RU98120098A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98120098A (en
Inventor
В.И. Новиков
Ю.А. Пестов
В.Н. Семенов
В.В. Дмитриев
Г.Г. Деркач
Ю.В. Мовчан
Б.И. Каторгин
В.К. Чванов
Б.М. Громыко
С.С. Головченко
Е.Н. Каблов
А.Ф. Петраков
Г.Н. Еланский
О.М. Сосонкин
Е.Г. Савченко
В.Б. Большаков
Original Assignee
ОАО "НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко" filed Critical ОАО "НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко"
Priority to RU98120098A priority Critical patent/RU2169788C2/en
Publication of RU98120098A publication Critical patent/RU98120098A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2169788C2 publication Critical patent/RU2169788C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy, more particularly manufacture of high-strength corrosion resistant-steels for cryogenic purposes. SUBSTANCE: claimed steel comprises, wt %: carbon, 0.04-0.08; chromium, 13.0-15.0; nickel, 6.0-8.5; molybdenum, 0.5-2.0; manganese, 0.3-0.9; silicon, 0.2-0.75; nitrogen, 0.01-0.08; calcium, 0.001-0.05; cerium, 0.01-0.05; niobium, 0.03-0.3; tungsten, 0.01- 0.2; and iron, the balance. 1 ex, 2 tbl. EFFECT: improved properties of the corrosion resistant cast steel. 1 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству высокопрочных коррозионностойких литейных сталей криогенного назначения для изготовления паяно-сварных конструкций энергетических установок, работоспособных при температурах от - 196 до 300oC.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of high-strength corrosion-resistant cast steels of cryogenic purpose for the manufacture of brazed-welded structures of power plants, operable at temperatures from -196 to 300 o C.

Известна высокопрочная коррозионностойкая литейная сталь для паяно-сварных конструкций криогенного назначения следующего химического состава, мас. %:
углерод - 0,01-0,04
хром - 10,5-12,5
никель - 6,0-7,7
молибден - 2,0-3,3
кобальт - 4,5-6,5
цирконий - 0,01-0,08
иттрий - 0,01-0,3
кальций - 0,03-0,08
железо - остальное
(авт. св. СССР N 901336, кл. С 22 С 38/52).
Known high-strength corrosion-resistant cast steel for brazed-welded cryogenic structures of the following chemical composition, wt. %:
carbon - 0.01-0.04
chrome - 10.5-12.5
nickel - 6.0-7.7
molybdenum - 2.0-3.3
cobalt - 4.5-6.5
zirconium - 0.01-0.08
yttrium - 0.01-0.3
calcium - 0.03-0.08
iron - the rest
(ed. St. USSR N 901336, class C 22 C 38/52).

Сталь имеет высокий уровень механических свойств после пайки низкотемпературными припоями, например припоями на основе серебра, обусловленный сохранением в процессе пайки оптимальной мелкодисперсной аустенитно-мартенситной структуры. Steel has a high level of mechanical properties after brazing with low-temperature solders, for example silver-based solders, due to the preservation of the optimum finely dispersed austenitic-martensitic structure during brazing.

Однако после пайки высокотемпературными припоями (температура пайки выше 800oC) не представляется возможным сохранить оптимальную аустенитно-мартенситную структуру и обеспечить высокий уровень механических свойств при криогенных температурах.However, after brazing with high-temperature solders (soldering temperature above 800 o C) it is not possible to maintain the optimal austenitic-martensitic structure and to ensure a high level of mechanical properties at cryogenic temperatures.

Известна высокопрочная коррозионностойкая сталь мартенситного класса следующего химического состава, масс %:
углерод - 0,04-0,09
хром - 12,5- 15,0
никель - 4,0-6,5
марганец - 0,1-1,0
кремний - 0,3-1,6
молибден - 2,5-3,5
кобальт - 3,5-6,0
азот - 0,02-1,0
ниобий - 0,02-0,42
церий - 0,001-0,05
кальций - 0,001-0,05
железо - остальное
(патент России N 2077602, C 22 C 38/52).
Known high-strength corrosion-resistant steel of the martensitic class of the following chemical composition, mass%:
carbon - 0.04-0.09
chrome - 12.5-15.0
nickel - 4.0-6.5
Manganese - 0.1-1.0
silicon - 0.3-1.6
molybdenum - 2.5-3.5
cobalt - 3.5-6.0
nitrogen - 0.02-1.0
niobium - 0.02-0.42
cerium - 0.001-0.05
calcium - 0.001-0.05
iron - the rest
(Russian patent N 2077602, C 22 C 38/52).

Эта сталь после высокотемпературной пайки и последующей упрочняющей термической обработки по режиму: закалка с 1000-1020oC, обработка холодом при -70oC и отпуск при 200oC, обладает высокими прочностными свойствами, хорошей свариваемостью, хорошим сопротивлением коррозионному растрескиванию основного металла и сварных соединений.This steel after high-temperature brazing and subsequent hardening heat treatment according to the regime: quenching from 1000-1020 o C, cold working at -70 o C and tempering at 200 o C, has high strength properties, good weldability, good resistance to corrosion cracking of the base metal and welded joints.

Недостатком известной стали применительно к изготовлению крупногабаритных паяно-сварных конструкций является низкая ударная вязкость при криогенных температурах, вызванная образованием в процессе пайки и последующей термической обработки охрупчивающих зернограничных включений карбидных фаз. Последнее обусловлено регламентированным (замедленным) охлаждением с температур пайки и последующей упрочняющей закалки со скоростью не более 10-15 град/мин с целью исключения возникновения термических трещин в основном металле и паяных соединениях. A disadvantage of the known steel in relation to the manufacture of large brazed-welded structures is the low impact strength at cryogenic temperatures, caused by the formation of embrittle grain boundary inclusions of carbide phases during soldering and subsequent heat treatment. The latter is due to regulated (delayed) cooling from soldering and subsequent hardening temperatures at a rate of not more than 10-15 deg / min in order to prevent the occurrence of thermal cracks in the base metal and soldered joints.

Задача изобретения - создание высокопрочной коррозионностойкой литейной стали криогенного назначения для паяно-сварных конструкций энергетических установок, структурно не чувствительной к замедленному охлаждению в процессе пайки и окончательной термической обработке. The objective of the invention is the creation of high-strength corrosion-resistant cast steel of cryogenic purpose for brazed-welded structures of power plants, structurally insensitive to delayed cooling during brazing and final heat treatment.

Задача решена за счет того, что коррозионностойкая литейная сталь, содержащая углерод, хром, никель, молибден, марганец, кремний, азот, кальций, церий, ниобий и железо, дополнительно содержит вольфрам при следующим соотношении компонентов, мас. %:
углерод - 0,04-0,08
хром - 13,0-15,0
никель - 6,0-8,5
молибден - 0,5-2,0
марганец - 0,3-0,9
кремний - 0,2-0,75
азот - 0,01-0,08
кальций - 0,001-0,05
церий - 0,001-0,05
ниобий - 0,03-0,3
вольфрам - 0,01-0,2
железо - остальное
Дополнительное легирование стали вольфрамом замедляет диффузию углерода к границам зерен, что предотвращает образование хрупких карбидных фаз по границам зерен при замедленном охлаждении. Легирование ниобием позволяет связать избыточную концентрацию углерода и азота в первичные карбонитриды, что в сочетании с легированием вольфрамом предотвращает образование охрупчивающих карбидов хрома при замедленном охлаждении.
The problem is solved due to the fact that corrosion-resistant cast steel containing carbon, chromium, nickel, molybdenum, manganese, silicon, nitrogen, calcium, cerium, niobium and iron additionally contains tungsten in the following ratio of components, wt. %:
carbon - 0.04-0.08
chrome - 13.0-15.0
nickel - 6.0-8.5
molybdenum - 0.5-2.0
Manganese - 0.3-0.9
silicon - 0.2-0.75
nitrogen - 0.01-0.08
calcium - 0.001-0.05
cerium - 0.001-0.05
niobium - 0.03-0.3
tungsten - 0.01-0.2
iron - the rest
Additional alloying of steel with tungsten slows the diffusion of carbon to the grain boundaries, which prevents the formation of brittle carbide phases along the grain boundaries during slow cooling. Doping with niobium makes it possible to bind an excess concentration of carbon and nitrogen to primary carbonitrides, which in combination with doping with tungsten prevents the formation of embrittle chromium carbides during slow cooling.

Легирование церием, кальцием, марганцем и кремнием очищает границы зерен от таких вредных примесей, как кислород, сера и фосфор. Doping with cerium, calcium, manganese, and silicon cleans the grain boundaries of such harmful impurities as oxygen, sulfur, and phosphorus.

Заданное суммарное содержание аустенитообразующих элементов: никеля, хрома, молибдена, углерода и азота обеспечивает сохранение в структуре до 30-40% остаточного аустенита и как следствие этого высокую хладостойкость стали. A predetermined total content of austenite-forming elements: nickel, chromium, molybdenum, carbon and nitrogen ensures the preservation in the structure of up to 30-40% of residual austenite and, as a result, high cold resistance of steel.

Технический результат - обеспечение высокой ударной вязкости литейной коррозионностойкой стали при криогенных температурах в паяно-сварных конструкциях энергетических установок, для которых регламентируется скорость охлаждения в процессе пайки и окончательной термообработки во избежание ухудшения качества пайки. The technical result is the provision of high impact strength of cast corrosion-resistant steel at cryogenic temperatures in brazed-welded structures of power plants, for which the cooling rate during brazing and final heat treatment is regulated to avoid deterioration of the quality of brazing.

Новая литейная сталь после высокотемпературной пайки и окончательной термообработки по оптимальному режиму: закалка, регламентированное охлаждение с температуры закалки, обработка холодом при -70oC и отпуск при 300oC обладает следующими механическими свойствами:
предел прочности, кг/мм2 - 110-130;
предел текучести, кг/мм2 - 95-105;
относительное удлинение, % - 15-20;
относительное сужение, % - 50-70;
ударная вязкость при -196oC, кгм/см2 - 4-8.
The new cast steel after high-temperature brazing and final heat treatment according to the optimal mode: quenching, regulated cooling from the quenching temperature, cold working at -70 o C and tempering at 300 o C has the following mechanical properties:
tensile strength, kg / mm 2 - 110-130;
yield strength, kg / mm 2 - 95-105;
elongation,% - 15-20;
relative narrowing,% - 50-70;
impact strength at -196 o C, kgm / cm 2 - 4-8.

Таким образом, применение предложенной стали позволяет получить паяно-сварные конструкции энергетических установок, работоспособные в температурном интервале от -196oC до 300oC.Thus, the use of the proposed steel allows to obtain a brazed-welded structure of power plants, operable in the temperature range from -196 o C to 300 o C.

В таблице 1 приведены примеры осуществления, в таблице 2 - механические свойства предложенной стали. Table 1 shows examples of implementation, table 2 shows the mechanical properties of the proposed steel.

Claims (1)

Коррозионностойкая литейная сталь, содержащая углерод, хром, никель, молибден, марганец, кремний, азот, кальций, церий, ниобий и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вольфрам при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 0,04 - 0,08
Хром - 13,0 - 15,0
Никель - 6,0 - 8,5
Молибден - 0,5 - 2,0
Марганец - 0,3 - 0,9
Кремний - 0,2 - 0,75
Азот - 0,01 - 0,08
Кальций - 0,001 - 0,05
Церий - 0,001 - 0,05
Ниобий - 0,03 - 0,3
Вольфрам - 0,01 - 0,2
Железо - Остальное
Corrosion-resistant cast steel containing carbon, chromium, nickel, molybdenum, manganese, silicon, nitrogen, calcium, cerium, niobium and iron, characterized in that it additionally contains tungsten in the following ratio, wt.%:
Carbon - 0.04 - 0.08
Chrome - 13.0 - 15.0
Nickel - 6.0 - 8.5
Molybdenum - 0.5 - 2.0
Manganese - 0.3 - 0.9
Silicon - 0.2 - 0.75
Nitrogen - 0.01 - 0.08
Calcium - 0.001 - 0.05
Cerium - 0.001 - 0.05
Niobium - 0.03 - 0.3
Tungsten - 0.01 - 0.2
Iron - Else
RU98120098A 1998-11-04 1998-11-04 Corrosion resistant-cast steel RU2169788C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98120098A RU2169788C2 (en) 1998-11-04 1998-11-04 Corrosion resistant-cast steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98120098A RU2169788C2 (en) 1998-11-04 1998-11-04 Corrosion resistant-cast steel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98120098A RU98120098A (en) 2000-08-27
RU2169788C2 true RU2169788C2 (en) 2001-06-27

Family

ID=20212035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98120098A RU2169788C2 (en) 1998-11-04 1998-11-04 Corrosion resistant-cast steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2169788C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2214474C2 (en) * 2001-11-27 2003-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" High-strength corrosion-resistant steel and article made from such steel
MD2816C2 (en) * 2001-06-21 2006-02-28 Владислав ФАТЕЕВ Welding on material
MD2819C2 (en) * 2001-06-26 2006-03-31 Илие ЦУРКАН Electrode material
RU2516187C1 (en) * 2013-04-09 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) High-nitrogen martensite nickel steel

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3925064A (en) * 1973-05-31 1975-12-09 Kobe Steel Ltd High corrosion fatigue strength stainless steel
GB1551029A (en) * 1977-03-30 1979-08-22 Vyzk Ustav Hutnictvi Zeleza High-strength hardenable cr ni mo steel
EP0565117A1 (en) * 1992-04-09 1993-10-13 Sumitomo Chemical Company, Limited Martensitic stainless steel for use in oil wells
RU2009263C1 (en) * 1992-03-31 1994-03-15 Научно-производственное объединение по технологии машиностроения Steel
RU2077602C1 (en) * 1995-09-20 1997-04-20 Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов High-strength corrosion resistant steel of martensite type
EP0773307A1 (en) * 1995-11-09 1997-05-14 Vacuumschmelze GmbH High-strength corrosion-resistant maraging alloy
RU2099437C1 (en) * 1991-10-07 1997-12-20 Сандвик АБ С-811 81 Сандвикен, Швеция Dispersion-hardening martensite stainless steel
US5827476A (en) * 1996-02-26 1998-10-27 Sandvik Ab Austenitic stainless steel with good oxidation resistance

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3925064A (en) * 1973-05-31 1975-12-09 Kobe Steel Ltd High corrosion fatigue strength stainless steel
GB1551029A (en) * 1977-03-30 1979-08-22 Vyzk Ustav Hutnictvi Zeleza High-strength hardenable cr ni mo steel
RU2099437C1 (en) * 1991-10-07 1997-12-20 Сандвик АБ С-811 81 Сандвикен, Швеция Dispersion-hardening martensite stainless steel
RU2009263C1 (en) * 1992-03-31 1994-03-15 Научно-производственное объединение по технологии машиностроения Steel
EP0565117A1 (en) * 1992-04-09 1993-10-13 Sumitomo Chemical Company, Limited Martensitic stainless steel for use in oil wells
RU2077602C1 (en) * 1995-09-20 1997-04-20 Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов High-strength corrosion resistant steel of martensite type
EP0773307A1 (en) * 1995-11-09 1997-05-14 Vacuumschmelze GmbH High-strength corrosion-resistant maraging alloy
US5827476A (en) * 1996-02-26 1998-10-27 Sandvik Ab Austenitic stainless steel with good oxidation resistance

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD2816C2 (en) * 2001-06-21 2006-02-28 Владислав ФАТЕЕВ Welding on material
MD2819C2 (en) * 2001-06-26 2006-03-31 Илие ЦУРКАН Electrode material
RU2214474C2 (en) * 2001-11-27 2003-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" High-strength corrosion-resistant steel and article made from such steel
RU2516187C1 (en) * 2013-04-09 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) High-nitrogen martensite nickel steel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6078554B2 (en) Austenitic steel material excellent in cryogenic toughness in machinability and weld heat affected zone and method for producing the same
WO2011052095A1 (en) Steel plate for line pipes with excellent strength and ductility and process for production of same
EP0411515A1 (en) High strength heat-resistant low alloy steels
KR100915489B1 (en) Low alloy steel
RU2169788C2 (en) Corrosion resistant-cast steel
JPS60152626A (en) Method for stabilizing toughness of high tension steel for welded structure
JP2006241552A (en) High-strength refractory steel excellent in weldability and gas-cutting property and method for producing the same
JP2019151920A (en) HIGH Mn STEEL AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
JP2541822B2 (en) Precipitation hardening type stainless steel with excellent welding strength and toughness
RU2665854C1 (en) Thick cold-resistant steel
JPH0543986A (en) High chromium ferritic heat resisting steel reduced in deterioration in strength in weld heat-affected zone
JP2716807B2 (en) High strength low alloy heat resistant steel
JPH11189840A (en) High-strength steel sheet for line pipe excellent in resistance to hydrogen-induced cracking and method for producing the same
JP2680567B2 (en) High strength low alloy heat resistant steel
KR102692774B1 (en) Austenitic heat-resistant steel
WO2019168172A1 (en) HIGH Mn STEEL AND METHOD FOR PRODUCING SAME
SU1749307A1 (en) Steel
RU2648426C1 (en) Cold-resistant steel
JPS62202052A (en) High strength, high fracture toughness steel material for chains
JPH09308989A (en) Welding material for high Cr ferritic heat resistant steel
KR20100121528A (en) High-strength steel sheet excellent in resistance to stress-relief annealing and low-temperature joint toughness
JP2743765B2 (en) Cr-Mo steel plate for pressure vessel and method for producing the same
JP2634961B2 (en) Manufacturing method of 80kgf / mm2 class high strength steel with excellent weldability
WO2021117382A1 (en) Steel sheet and method for manufacturing same
JPS59159970A (en) Steel material for chain with high strength and toughness