[go: up one dir, main page]

RU2499075C1 - Corrosion-resistant austenitic steel - Google Patents

Corrosion-resistant austenitic steel Download PDF

Info

Publication number
RU2499075C1
RU2499075C1 RU2012136020/02A RU2012136020A RU2499075C1 RU 2499075 C1 RU2499075 C1 RU 2499075C1 RU 2012136020/02 A RU2012136020/02 A RU 2012136020/02A RU 2012136020 A RU2012136020 A RU 2012136020A RU 2499075 C1 RU2499075 C1 RU 2499075C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
corrosion
silicon
nitrogen
nickel
Prior art date
Application number
RU2012136020/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Бозин
Вадим Владимирович Лемехов
Ольга Васильевна Новичкова
Лев Александрович Писаревский
Георгий Анатольевич Филиппов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2012136020/02A priority Critical patent/RU2499075C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2499075C1 publication Critical patent/RU2499075C1/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention refers to corrosion-resistant austenitic steels with increased content of silicon to be used in nuclear power engineering at manufacture of heat-exchange equipment operating at high temperature in contact with steam-water medium and heavy lead liquid-metal heat carrier, and namely for production of heat-exchange thin-wall tubes operating at the temperature of 550°C. Steel contains the following, wt %: carbon 0.005 - 0.04, silicon 1.6 - 3.0, manganese 0.5 - 2.0, chrome 18.2 - 21.0, nickel 13.0 - 18.0, molybdenum 1.8 - 3.8, nitrogen 0.1 - 0.4, vanadium 0.01 - 0.5, tungsten 0.1 - 1.0, niobium 0.01 - 0.5, boron 0.0005 - 0.008; iron and inevitable impurities are the rest.
EFFECT: improving resistance to corrosion cracking in chlorine-containing medium, as well as improving impact strength, ductility and strength at maintaining the level of corrosion resistance in heavy liquid metal heat carrier.
1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к коррозионностойким аустенитным сталям с повышенным содержанием кремния. Эти стали применяются в ядерной энергетике при изготовлении теплообменного оборудования, работающего при высокой температуре в контакте с пароводяной средой и тяжелым свинцовым жидкометаллическим теплоносителем, например, для изготовления теплообменных тонкостенных труб, работающих при 550°C.The invention relates to metallurgy, and in particular to corrosion-resistant austenitic steels with a high content of silicon. These steels are used in nuclear energy in the manufacture of heat-exchange equipment operating at high temperature in contact with a steam-water medium and a heavy lead liquid metal coolant, for example, for the manufacture of heat-exchange thin-walled pipes operating at 550 ° C.

Известна коррозионно-стойкая аустенитная сталь, содержащая, масс.%Known corrosion-resistant austenitic steel containing, wt.%

углеродcarbon 0,01-0,100.01-0.10 кремнийsilicon 0,05-2,00.05-2.0 марганецmanganese 0,1-3,00.1-3.0 хромchromium 17,0-26,017.0-26.0 никельnickel 11,0-24,511.0-24.5 молибденmolybdenum 1,0-5,01.0-5.0 азотnitrogen 0,05-0,400.05-0.40 ванадийvanadium 0,01-0,250.01-0.25 церийcerium 0,01-0,050.01-0.05 кальцийcalcium 0,001-0,1500.001-0.150

железо и неизбежные примеси остальноеiron and unavoidable impurities rest

при выполнении следующих соотношений:when performing the following ratios:

% V + % C e + % C a % C + % N = 0,25 0,65

Figure 00000001
% V + % C e + % C a % C + % N = 0.25 - 0.65
Figure 00000001

0,5 < % N i + 0,5 % M n % C r + % M o + 1,5 % S i + % V < 0,90

Figure 00000002
0.5 < % N i + 0.5 % M n % C r + % M o + 1,5 % S i + % V < 0.90
Figure 00000002

%Ni+16(%С+%N)-(%Cr+1,5%Mo-20)2/12=14-24,% Ni + 16 (% C +% N) - (% Cr + 1,5% Mo- 20) 2/12 = 14-24,

(патент РФ №2409697, МПК С22С 38/58, С22С 38/46, опуб. 20.01.2011).(RF patent No. 2409697, IPC C22C 38/58, C22C 38/46, publ. 01.20.2011).

Недостатком известной стали является ее низкая стойкость в жидкометаллическом свинцовом теплоносителе, что объясняется пониженным содержанием кремния, не создающего защитную оксидную пленку на поверхности стали, а также из-за повышенной концентрации никеля, который растворяется в жидком свинце.A disadvantage of the known steel is its low resistance to liquid metal lead coolant, which is explained by the low silicon content that does not create a protective oxide film on the steel surface, and also due to the increased concentration of nickel, which dissolves in liquid lead.

Известна коррозионностойкая аустенитная сталь, содержащая масс.%:Known corrosion-resistant austenitic steel containing wt.%:

углеродcarbon ≤0,03≤0.03 марганецmanganese 0,07-2,00.07-2.0 кемнийkemney 2,2-4,52.2-4.5 хромchromium 14,0-16,014.0-16.0 никельрnickel 8,5-11,58.5-11.5 азотnitrogen 0,1-0,250.1-0.25 цирконийzirconium 0,05-0,120.05-0.12

железо и неизбежные примеси - остальное,iron and unavoidable impurities - the rest,

при этом содержание хрома, кремния, никеля и азота связано зависимостьюwhile the content of chromium, silicon, nickel and nitrogen is related

C r + 0,75 S i 2,2 N i + 40 N = 0,55 0,80

Figure 00000003
, C r + 0.75 S i 2.2 N i + 40 N = 0.55 - 0.80
Figure 00000003
,

а содержание углерода, азота и циркония связано зависимостьюand the content of carbon, nitrogen and zirconium is related

30 C + 50 N 18 Z r = 4 9

Figure 00000004
thirty C + fifty N eighteen Z r = four - 9
Figure 00000004

(патент РФ №2432413, МПК С22С 38/58, С22С 38/50, опуб. 27.10.2011 г.).(RF patent No. 2432413, IPC C22C 38/58, C22C 38/50, publ. 10/27/2011).

Недостатком известной стали является низкая стойкость против коррозионного растрескивания в водных средах, содержащих хлориды.A disadvantage of the known steel is its low resistance to corrosion cracking in aqueous environments containing chlorides.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к изобретению является коррозионно-стойкая аустенитная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, ниобий (Технические условия ТУ 14-1-1174-75 «Заготовка для бесшовных труб из стали марки IX15H96361-I1I (ЭП302-Ш)» 1975 г., стр.1, таблица 1).The closest set of essential features to the invention is corrosion-resistant austenitic steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, niobium (Technical specifications TU 14-1-1174-75 "Billet for seamless pipes from steel grade IX15H96361-I1I ( EP302-Sh) ”1975, p. 1, table 1).

Известная сталь ЭП302-Ш содержит упомянутые ингредиенты в следующем соотношении, масс.%:Known steel EP302-Sh contains the above ingredients in the following ratio, wt.%:

углеродcarbon 0,08÷0,120.08 ÷ 0.12 кремнийsilicon 2,2-3,02.2-3.0 марганецmanganese 0,4-0,80.4-0.8 хромchromium 14,0-16,014.0-16.0 никельnickel 8,0-10,08.0-10.0 ниобийniobium 0,7-1,00.7-1.0 сера не болееsulfur no more 0,0250,025 фосфор не болееphosphorus no more 0,0350,035 железоiron остальное.rest.

Недостатком известной коррозионностойкой аустенитной стали являются невысокая стойкость против коррозионного растрескивания в хлоридсодержащих средах, а также низкие ударная вязкость, пластичность и прочность.A disadvantage of the known corrosion-resistant austenitic steel is its low resistance to corrosion cracking in chloride-containing environments, as well as low impact strength, ductility and strength.

Задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в создании коррозионно-стойкой аустенитной стали для элементов ядерных установок с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем, работающих при температурах до 550°С в контакте с расплавленным свинцовым теплоносителем и пароводяной средой.The problem solved by the present invention is to create a corrosion-resistant austenitic steel for elements of nuclear installations with heavy liquid metal coolant, operating at temperatures up to 550 ° C in contact with molten lead coolant and steam-water medium.

Технический результат настоящего изобретения состоит в увеличении стойкости против коррозионного растрескивания в хлоридсодержащей среде, а также в повышении ударной вязкости, пластичности (относительного удлинения, 85) и прочности при сохранении уровня коррозионной стойкости в тяжелом жидкометаллическом теплоносителе.The technical result of the present invention is to increase the resistance to corrosion cracking in a chloride-containing medium, as well as to increase the impact strength, ductility (elongation, 85) and strength while maintaining the level of corrosion resistance in a heavy liquid metal coolant.

Указанный технический результат достигается тем, что известная коррозионностойкая аустенитная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, ниобий,The specified technical result is achieved by the fact that the known corrosion-resistant austenitic steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, niobium,

согласно изобретению дополнительно содержит молибден, азот, ванадий, вольфрам и бор при следующем соотношении ингредиентов, масс. %:according to the invention additionally contains molybdenum, nitrogen, vanadium, tungsten and boron in the following ratio of ingredients, mass. %:

углеродcarbon 0,005-0,040.005-0.04 кремнийsilicon 1,6-3,01.6-3.0 марганецmanganese 0,5-2,00.5-2.0 хромchromium 18,2-21,018.2-21.0 никельnickel 13,0-18,013.0-18.0 молибденmolybdenum 1,8-3,81.8-3.8 азотnitrogen 0,1-0,40.1-0.4 ванадийvanadium 0,01-0,50.01-0.5 вольфрамtungsten 0,1-1,00.1-1.0 ниобийniobium 0,01-0,50.01-0.5 борboron 0,0005-0,0080.0005-0.008

железо и неизбежные примеси - остальноеiron and unavoidable impurities - the rest

и выполнены соотношения:and the relations are satisfied:

[ C r ] + [ M o ] + 1,5 [ S i ] + 0,5 [ N b + W ] [ N i ] + 30 [ C + N ] + 0,5 [ M n ] = 0,95 1,25

Figure 00000005
, [ C r ] + [ M o ] + 1,5 [ S i ] + 0.5 [ N b + W ] [ N i ] + thirty [ C + N ] + 0.5 [ M n ] = 0.95 - 1.25
Figure 00000005
,

где [Cr]+[Mo]+1,5[Si]+0,5[Nb+W]≤28,5 иwhere [Cr] + [Mo] +1.5 [Si] +0.5 [Nb + W] ≤28.5 and

[Ni]+30[С+N]+0,5[Mn]≤27,0[Ni] +30 [C + N] +0.5 [Mn] ≤27.0

и при выполнении следующей зависимости:and when performing the following dependency:

[Cr]+3,3[Мо+Si]+16[N]+0,5W≥35[Cr] +3.3 [Mo + Si] +16 [N] + 0.5W≥35

Введение молибдена обеспечивает достаточную стойкость стали против коррозионного растрескивания в хлоридсодержащих средах. Значение верхнего предела молибдена, равное 3,8%, связано с необходимостью предупреждения появления сигма-фазы, а также с образованием при высокотемпературных нагревах в аустенитной структуре стали дельта-феррита, оказывающего отрицательное влияние на ее технологичность в процессе горячей деформации. При содержании молибдена менее 1,8% сталь становится склонной к коррозионному растрескиванию в хлоридсодержащих средах, а также ухудшается ее свариваемость.The introduction of molybdenum provides sufficient resistance of steel against corrosion cracking in chloride-containing environments. The value of the upper limit of molybdenum, equal to 3.8%, is associated with the need to prevent the appearance of the sigma phase, as well as with the formation of high-temperature heating in the austenitic structure of delta ferrite steel, which has a negative effect on its processability during hot deformation. When the molybdenum content is less than 1.8%, the steel becomes prone to corrosion cracking in chloride-containing environments, and its weldability is also deteriorated.

Введение азота позволяет влиять на стабильность аустенита, стойкость стали против коррозионного растрескивания и ее прочность. Максимальное содержание азота - 0,4% определяется пределом его растворимости в процессе кристаллизации стали при нормальном атмосферном давлении. При содержании азота менее 0,1% не достигается требуемый уровень стойкости против коррозионного растрескивания и прочности.The introduction of nitrogen allows you to influence the stability of austenite, the resistance of steel to corrosion cracking and its strength. The maximum nitrogen content of 0.4% is determined by its solubility limit during the crystallization of steel at normal atmospheric pressure. When the nitrogen content is less than 0.1%, the required level of resistance to corrosion cracking and strength is not achieved.

Введение ванадия способствует образованию мелкодисперсных нитридов, выполняющих функцию дополнительного (к твердорастворному) упрочнения. Верхний предел по содержанию ванадия ограничен 0,5% с тем, чтобы максимальное количество азота могло остаться в твердом растворе. При содержании ванадия менее 0,01% количество образующейся дисперсной фазы в стали предлагаемого состава недостаточно для ее упрочнения.The introduction of vanadium promotes the formation of finely dispersed nitrides, which perform the function of additional (to solid solution) hardening. The upper limit on the content of vanadium is limited to 0.5% so that the maximum amount of nitrogen can remain in the solid solution. When the vanadium content is less than 0.01%, the amount of the formed dispersed phase in the steel of the proposed composition is not sufficient for its hardening.

Введение вольфрама регулирует содержание ферритной фазы в стали и способствует повышению ее прочности при 550°C. Вольфрам в пределах от 0,1% до 1,0% регулирует содержание ферритной фазы в стали. При содержании вольфрама более 1,0%, количество ферритной фазы чрезмерно увеличивается, что приводит к снижению механических свойств стали, а при содержании вольфрама менее 0,1% его влияние неэффективно.The introduction of tungsten regulates the content of the ferrite phase in the steel and contributes to an increase in its strength at 550 ° C. Tungsten in the range from 0.1% to 1.0% regulates the content of the ferritic phase in steel. When the tungsten content is more than 1.0%, the amount of the ferrite phase increases excessively, which leads to a decrease in the mechanical properties of steel, and when the tungsten content is less than 0.1%, its effect is ineffective.

Ниобий в заявленных пределах вводится с целью образования мелкодисперсных нитридов, ограничивающих рост зерна аустенита при термической обработке. Введение ниобия свыше 0,5% приводит к связыванию азота в крупные нитриды, снижению концентрации азота в твердом растворе и повышению склонности стали к коррозионному растрескиванию.Niobium within the declared limits is introduced in order to form finely dispersed nitrides that limit the growth of austenite grain during heat treatment. The introduction of niobium in excess of 0.5% leads to the binding of nitrogen to large nitrides, a decrease in the concentration of nitrogen in the solid solution, and an increase in the tendency of steel to corrosion crack.

Введению бора в сталь способствует очищению границ зерен, повышению технологической пластичности и ударной вязкости. При содержании бора свыше 0,008% в стали образуются избыточные фазы - бориды, снижающие технологическую пластичность стали, а содержание бора менее 0,0005% не дает положительного результата.The introduction of boron into steel helps to clean grain boundaries, increase technological plasticity and impact strength. When the boron content is more than 0.008%, excess phases are formed in the steel - borides, which reduce the technological plasticity of the steel, and the boron content of less than 0.0005% does not give a positive result.

Верхний предел по содержанию углерода ограничен 0,04% для исключения склонности к межкристаллитной коррозии стали и ее охрупчивания после холодной деформации и теплового старения. При содержании углерода менее 0,005% снижается рентабельность производства стали из-за существенного повышения стоимости шихты и усложнения технологии выплавки металла.The upper limit on carbon content is limited to 0.04% to eliminate the tendency to intergranular corrosion of steel and its embrittlement after cold deformation and heat aging. When the carbon content is less than 0.005%, the profitability of steel production is reduced due to a significant increase in the cost of the charge and the complexity of the technology of metal smelting.

Увеличение нижнего предела содержания кремния до 1,6% обеспечивает удовлетворительную свариваемость стали и ее коррозионную стойкость в потоке тяжелого жидкометаллического теплоносителя благодаря образованию стойкой защитной оксидной пленки на поверхности металла. Легирование кремнием более 3,0% вызывает охрупчивание стали из-за образования силикатов, выделяющихся по границам зерен аустенита.An increase in the lower limit of silicon content to 1.6% provides satisfactory weldability of steel and its corrosion resistance in the flow of a heavy liquid metal coolant due to the formation of a stable protective oxide film on the metal surface. Alloying with silicon of more than 3.0% causes embrittlement of steel due to the formation of silicates released at the austenite grain boundaries.

Содержание марганца в пределах от 0,5% до 2,0% определяется его количеством, необходимым для качественного раскисления стали, достаточного усвоения азота и удовлетворительной свариваемости стали. При более высокой концентрации марганца снижается стойкость стали против локальной коррозии в хлоридсодержащих средах.The manganese content in the range from 0.5% to 2.0% is determined by its amount necessary for high-quality deoxidation of steel, sufficient assimilation of nitrogen and satisfactory weldability of steel. At a higher concentration of manganese, the resistance of steel against local corrosion in chloride-containing environments decreases.

Максимальное содержание хрома - 21,0% связано с необходимостью предупреждения появления сигма-фазы, а также с образованием при высокотемпературных нагревах в аустенитной структуре стали дельта-феррита, оказывающего отрицательное влияние на ее технологичность в процессе горячей деформации. При содержании хрома менее 18,2% сталь становится склонной к коррозионному растрескиванию в хлоридсодержащих средах.The maximum chromium content of 21.0% is associated with the need to prevent the appearance of the sigma phase, as well as the formation of delta ferrite steel during high temperature heating in the austenitic structure, which has a negative effect on its processability during hot deformation. When the chromium content is less than 18.2%, the steel becomes prone to corrosion cracking in chloride-containing environments.

Содержание никеля в пределах от 13,0% до 18,0% обусловлено необходимостью обеспечения стабильной аустенитной структуры стали, высокой стойкости против растрескивания в пароводяной среде и высокой ударной вязкостью. При концентрации никеля свыше 18,0% снижается коррозионная стойкость стали в жидком свинце.The nickel content in the range from 13.0% to 18.0% is due to the need to ensure a stable austenitic steel structure, high resistance to cracking in a steam-water medium, and high impact strength. At a nickel concentration of more than 18.0%, the corrosion resistance of steel in liquid lead decreases.

Пределы содержания легирующих элементов определены исходя из результатов испытаний предлагаемой стали разных вариантов химического состава, а также на основании структурных диаграмм, с учетом роли отдельных составляющих в структурообразовании стали. СоотношениеThe content limits of alloying elements are determined based on the test results of the proposed steel of various chemical composition variants, as well as on the basis of structural diagrams, taking into account the role of individual components in the structural formation of steel. Ratio

[ C r ] + [ M o ] + 1,5 [ S i ] + 0,5 [ N b + W ] [ N i ] + 30 [ C + N ] + 0,5 [ M n ] = 0,95 1,25

Figure 00000005
, [ C r ] + [ M o ] + 1,5 [ S i ] + 0.5 [ N b + W ] [ N i ] + thirty [ C + N ] + 0.5 [ M n ] = 0.95 - 1.25
Figure 00000005
,

в заявленных пределах обеспечивает получение стали со структурой стабильного аустенита в термообработанном и холоднодеформированном состояниях. Если это соотношение свыше 1,25, структура становится нестабильной, что приводит к образованию мартенситной фазы при холодной деформации стали, снижающей ее стойкость против коррозионного растрескивания. При значении указанного соотношения ниже 0,95 не обеспечивается требуемый комплекс механических свойств и коррозионной стойкости стали.within the stated limits, it provides steel with a stable austenite structure in heat-treated and cold-deformed states. If this ratio is over 1.25, the structure becomes unstable, which leads to the formation of a martensitic phase during cold deformation of steel, which reduces its resistance to corrosion cracking. When the value of the specified ratio below 0.95, the required set of mechanical properties and corrosion resistance of steel is not provided.

СоотношенияThe ratio

[Cr]+[Mo]+1,5[Si]+0,5[Nb+W]≤28,5 и[Cr] + [Mo] +1.5 [Si] +0.5 [Nb + W] ≤28.5 and

[Ni]+30[С+N]+0,5[Mn]≤27,0[Ni] +30 [C + N] +0.5 [Mn] ≤27.0

позволяют получать структурно-стабильный аустенит, экономно легированный входящими в него ингредиентами.allow to obtain structurally stable austenite, economically doped with its constituent ingredients.

ЗависимостьDependence

[Cr]+3,3[Мо+Si]+16[N]+0,5 W≥35[Cr] +3.3 [Mo + Si] +16 [N] +0.5 W≥35

обеспечивает получение стали, не склонной к коррозионному растрескиванию в хлоридсодержащей среде и с высокой коррозионной стойкостью в тяжелом жидкометаллическом теплоносителе.provides steel that is not prone to corrosion cracking in a chloride-containing medium and with high corrosion resistance in a heavy liquid metal coolant.

Сущность изобретения поясняется таблицей, где представлены результаты испытаний заявляемой стали и прототипа.The invention is illustrated in the table, which presents the test results of the inventive steel and prototype.

Примеры осуществления изобретения.Examples of carrying out the invention.

Пример 1Example 1

Выплавляют заявленную сталь со следующим содержанием ингредиентов, масс %: углерод - 0,04; кремний - 2,2; марганец - 1,4; хром - 19,2; никель - 17,7; молибден - 2,37; ниобий - 0,50; ванадий - 0,25; вольфрам - 0,42; бор - 0,0006; азот - 0,19The claimed steel is melted with the following content of ingredients, mass%: carbon - 0.04; silicon - 2.2; manganese - 1.4; chrome 19.2; nickel - 17.7; molybdenum - 2.37; niobium - 0.50; vanadium - 0.25; tungsten - 0.42; boron - 0,0006; nitrogen - 0.19

и соотношениямиand relations

[ C r ] + [ N o ] + 1,5 [ S i ] + 0,5 [ M b + W ] [ N i ] + 30 [ C + N ] + 0,5 [ M n ] = 1

Figure 00000006
; [ C r ] + [ N o ] + 1,5 [ S i ] + 0.5 [ M b + W ] [ N i ] + thirty [ C + N ] + 0.5 [ M n ] = one
Figure 00000006
;

[Ni]+30[C+N]+0,5[Mn]=25,3;[Ni] +30 [C + N] +0.5 [Mn] = 25.3;

[Cr]+3,3[Mo+Si]+16[N]+0,5W=37,5[Cr] +3.3 [Mo + Si] +16 [N] + 0.5W = 37.5

Пример 2Example 2

Выплавляют сталь со следующими содержанием ингредиентов, масс %: углерод - 0,02; кремний - 2,8; марганец - 0,8; хром - 18,4; никель - 13,1; молибден - 3,80; ниобий - 0,20; ванадий - 0,40; вольфрам - 0,12; бор - 0,0020; азот - 0,25 и соотношениямиSteel is melted with the following ingredients, mass%: carbon - 0.02; silicon - 2.8; Manganese - 0.8; chrome 18.4; nickel - 13.1; molybdenum - 3.80; niobium - 0.20; vanadium - 0.40; tungsten - 0.12; boron - 0.0020; nitrogen - 0.25 and ratios

[ C r ] + [ N o ] + 1,5 [ S i ] + 0,5 [ M b + W ] [ N i ] + 30 [ C + N ] + 0,5 [ M n ] = 1,23

Figure 00000007
; [ C r ] + [ N o ] + 1,5 [ S i ] + 0.5 [ M b + W ] [ N i ] + thirty [ C + N ] + 0.5 [ M n ] = 1.23
Figure 00000007
;

[Cr]+[Mo]+1,5[Si]+0,5[Nb+W]=26,56;[Cr] + [Mo] +1.5 [Si] +0.5 [Nb + W] = 26.56;

[Ni]+30[C+N]+0,5[Mn]≤21,6;[Ni] +30 [C + N] +0.5 [Mn] ≤21.6;

[Cr]+3,3[Mo+Si]+16[N]+0,5W≥44,2.[Cr] +3.3 [Mo + Si] +16 [N] + 0.5W≥44.2.

Пример 3Example 3

Выплавляют сталь со следующими содержанием ингредиентов, масс %: углерод - 0,01; кремний - 1,9; марганец - 1,8; хром - 21,0; никель - 15,0; молибден - 1,90; ниобий - 0,08; ванадий - 0,05; вольфрам - 0,82; бор - 0,0040; азот - 0,36 и соотношениямиSteel is melted with the following ingredients, mass%: carbon - 0.01; silicon - 1.9; Manganese - 1.8; chrome 21.0; nickel - 15.0; molybdenum - 1.90; niobium - 0.08; vanadium - 0.05; tungsten - 0.82; boron - 0.0040; nitrogen - 0.36 and ratios

[ C r ] + [ N o ] + 1,5 [ S i ] + 0,5 [ M b + W ] [ N i ] + 30 [ C + N ] + 0,5 [ M n ] = 0,97

Figure 00000008
; [ C r ] + [ N o ] + 1,5 [ S i ] + 0.5 [ M b + W ] [ N i ] + thirty [ C + N ] + 0.5 [ M n ] = 0.97
Figure 00000008
;

[Cr]+[Mo]+1,5[Si]+0,5[Nb+W]=26,2;[Cr] + [Mo] +1.5 [Si] +0.5 [Nb + W] = 26.2;

[Ni]+30[C+N]+0,5[Mn]=27;[Ni] +30 [C + N] +0.5 [Mn] = 27;

[Cr]+3,3[Mo+Si]+16[N]+0,5W=39,7[Cr] +3.3 [Mo + Si] +16 [N] + 0.5W = 39.7

Для проведения сравнительного анализа для всех трех примеров выплавляют сталь прототипа с содержанием ингредиентов, масс %: углерод - 0,10; кремний - 2,2; марганец - 0,7; хром - 15,0; никель - 9,5; ниобий - 0,90.To conduct a comparative analysis for all three examples, the prototype steel is melted with the contents of the ingredients, mass%: carbon - 0.10; silicon - 2.2; Manganese - 0.7; chrome - 15.0; nickel - 9.5; niobium - 0.90.

Коррозионностойкую аустентиную сталь получают следующим образом.Corrosion resistant austentin steel is prepared as follows.

Сталь выплавляют в открытой вакуумно-индукционной печи и разливают в слитки по 17 кг, которые затем куют, прокатывают на сутунку и подвергают аустенизации по режиму 1130°C, вода. Температурный интервал горячей пластической деформации составляет 950-1180°C.Steel is smelted in an open vacuum induction furnace and poured into ingots of 17 kg, which are then forged, rolled on a stoop and subjected to austenization according to the regime of 1130 ° C, water. The temperature range of hot plastic deformation is 950-1180 ° C.

Как видно из таблицы, проведенные механические испытания изготовленных образцов при комнатной температуре и при 550°C, а также испытания изготовленных колец Одинга на стойкость к коррозионному растрескиванию при комнатной температуре в 10% растворе FeCl·6H2O при напряжении, равном 1,2σ0,2, показали, что заявляемая сталь существенно превосходит прототип по стойкости против коррозионного растрескивания в хлоридсодержащей среде - 10% FeCl3·6H2O при напряжении, равном 1,2σ0,2, по ударной вязкости (KCV), пластичности (δ5), временному сопротивлению разрыву а, и условному пределу текучести σ0,2 при комнатной и повышенной температурах. Коррозионная стойкость стали в тяжелом жидкометаллическом теплоносителе, находящаяся в прямой зависимости от содержания кремния и других элементов, указанных зависимостью [Cr]+3,3[Mo+Si]+16[N]+0,5W≥35, сохраняется на уровне прототипа.As can be seen from the table, the mechanical tests of the manufactured samples at room temperature and at 550 ° C, as well as tests of the manufactured Oding rings for resistance to corrosion cracking at room temperature in a 10% solution of FeCl · 6H 2 O at a voltage of 1.2σ 0 , 2 , showed that the inventive steel significantly exceeds the prototype in terms of resistance to corrosion cracking in a chloride-containing medium - 10% FeCl 3 · 6H 2 O at a stress of 1.2σ 0.2 , impact strength (KCV), ductility (δ 5 ), temporary tear resistance a, and the conditional yield strength σ 0.2 at room and elevated temperatures. The corrosion resistance of steel in a heavy liquid metal coolant, which is directly dependent on the content of silicon and other elements indicated by the dependence [Cr] +3.3 [Mo + Si] +16 [N] + 0.5W≥35, remains at the prototype level.

СтальSteel Условный № плавкиConventional No. of swimming trunks Время до разрушения стали в 10 % FeCl3·6H2O ри напряжении, равном 1,2σ0,2, чTime to steel failure in 10% FeCl 3 · 6H 2 O with a voltage of 1.2σ 0.2 , h Механические свойстваMechanical properties Температура испытания, °СTest temperature, ° С 20twenty 550550 σв, Н/мм2 σw, N / mm 2 σ0,2 Н/мм2 σ 0.2 N / mm 2 δ5, %δ 5 ,% KCV, Дж/см2 KCV, J / cm 2 σв Н/мм2 σ in N / mm 2 σ0,2>Н/мм2 σ 0.2 > N / mm 2 %% ПредлагаемаяProposed 1one 2000 *2000 * 760760 460460 6060 307307 582582 251251 4848 22 2000 *2000 * 737737 435435 7272 314314 545545 220220 5151 33 2000 *2000 * 744744 430430 7070 340340 530530 215215 4242 ПрототипPrototype 4four 7070 730730 350350 4040 140140 460460 208208 3535 Примечание: * - образцы не разрушились.Note: * - the samples were not destroyed.

Claims (1)

Коррозионно-стойкая аустенитная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, ниобий, железо и неизбежные примеси, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит молибден, азот, ванадий, вольфрам и бор при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
углерод 0,005-0,04 кремний 1,6-3,0 марганец 0,5-2,0 хром 18,2-21,0 никель 13,0-18,0 молибден 1,8-3,8 азот 0,1-0,4 ванадий 0,01-0,5 вольфрам 0,1-1,0 ниобий 0,01-0,5 бор 0,0005-0,008 железо и неизбежные примеси остальное,

при выполнении соотношения:
[ C r ] + [ M o ] + 1,5 [ S i ] + 0,5 [ N b + W ] [ N i ] + 30 [ C + N ] + 0,5 [ M n ] = 0,95 1,25,
Figure 00000009

где [Cr]+[Mo]+1,5[Si]+0,5[Nb+W]≤28,5 и
[Ni]+30[С+N]+0,5[Mn]≤27,0,
и при выполнении следующей зависимости:
[Cr]+3,3[Мо+Si]+16[N]+0,5W≥35.
Corrosion-resistant austenitic steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, niobium, iron and inevitable impurities, characterized in that it additionally contains molybdenum, nitrogen, vanadium, tungsten and boron in the following ratio of ingredients, wt.%:
carbon 0.005-0.04 silicon 1.6-3.0 manganese 0.5-2.0 chromium 18.2-21.0 nickel 13.0-18.0 molybdenum 1.8-3.8 nitrogen 0.1-0.4 vanadium 0.01-0.5 tungsten 0.1-1.0 niobium 0.01-0.5 boron 0.0005-0.008 iron and inevitable impurities rest,

when fulfilling the ratio:
[ C r ] + [ M o ] + 1,5 [ S i ] + 0.5 [ N b + W ] [ N i ] + thirty [ C + N ] + 0.5 [ M n ] = 0.95 - 1.25,
Figure 00000009

where [Cr] + [Mo] +1.5 [Si] +0.5 [Nb + W] ≤28.5 and
[Ni] +30 [C + N] +0.5 [Mn] ≤27.0
and when performing the following dependency:
[Cr] +3.3 [Mo + Si] +16 [N] + 0.5W≥35.
RU2012136020/02A 2012-08-21 2012-08-21 Corrosion-resistant austenitic steel RU2499075C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012136020/02A RU2499075C1 (en) 2012-08-21 2012-08-21 Corrosion-resistant austenitic steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012136020/02A RU2499075C1 (en) 2012-08-21 2012-08-21 Corrosion-resistant austenitic steel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2499075C1 true RU2499075C1 (en) 2013-11-20

Family

ID=49710138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012136020/02A RU2499075C1 (en) 2012-08-21 2012-08-21 Corrosion-resistant austenitic steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2499075C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782832C1 (en) * 2021-12-21 2022-11-03 Лев Александрович Писаревский High-strength low-magnetic non-stabilized weldable steel, resistant to local corrosion in zones of thermal affect of welding and prolonged heating in the area of hazardous temperatures

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1626101A1 (en) * 2004-08-13 2006-02-15 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha High-nitrogen austenitic stainless steel
US7258752B2 (en) * 2003-03-26 2007-08-21 Ut-Battelle Llc Wrought stainless steel compositions having engineered microstructures for improved heat resistance
RU72697U1 (en) * 2007-08-22 2008-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Каури" STAINLESS STEEL HIGH STRENGTH STEEL BAR
EP1990439A2 (en) * 2007-05-06 2008-11-12 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha High-strength nonmagnetic stainless steel, and high-strength nonmagnetic stainless steel part and process for producing the same
RU2456365C1 (en) * 2011-01-13 2012-07-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Austenitic high-strength corrosion-resistant steel and method for its melting

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7258752B2 (en) * 2003-03-26 2007-08-21 Ut-Battelle Llc Wrought stainless steel compositions having engineered microstructures for improved heat resistance
EP1626101A1 (en) * 2004-08-13 2006-02-15 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha High-nitrogen austenitic stainless steel
EP1990439A2 (en) * 2007-05-06 2008-11-12 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha High-strength nonmagnetic stainless steel, and high-strength nonmagnetic stainless steel part and process for producing the same
RU72697U1 (en) * 2007-08-22 2008-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Каури" STAINLESS STEEL HIGH STRENGTH STEEL BAR
RU2456365C1 (en) * 2011-01-13 2012-07-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Austenitic high-strength corrosion-resistant steel and method for its melting

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782832C1 (en) * 2021-12-21 2022-11-03 Лев Александрович Писаревский High-strength low-magnetic non-stabilized weldable steel, resistant to local corrosion in zones of thermal affect of welding and prolonged heating in the area of hazardous temperatures
RU2790717C1 (en) * 2022-02-24 2023-02-28 Лев Александрович Писаревский Unstabilized austenitic steel resistant to local corrosion in scp-water
RU2798479C1 (en) * 2022-05-17 2023-06-23 Лев Александрович Писаревский Unstabilized austenitic steel corrosion-resistant in liquid lead and steam water medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9637813B2 (en) Duplex stainless steel
JP5685198B2 (en) Ferritic-austenitic stainless steel
US20080112837A1 (en) Ferritic heat resistant steel
AU2014294080B2 (en) High-strength steel material for oil well and oil well pipes
US20130294959A1 (en) Heat-resistant steel
US7935303B2 (en) Low alloy steel
JP7106962B2 (en) austenitic stainless steel
RU2288967C1 (en) Corrosion-resisting alloy and article made of its
US20210062314A1 (en) Austenitic heat resistant alloy
JP2014043621A (en) Austenitic heat resistant steel
CN110117759A (en) A kind of manufacturing process of roll-forming high strength steel structural member austenitic stainless steel
RU2173729C1 (en) Austenitic corrosion resistant steel and product manufactured therefrom
JP6842257B2 (en) Fe-Ni-Cr-Mo alloy and its manufacturing method
NO177604B (en) Austenitic stainless steel
JP2019173160A (en) Low alloy steel excellent in hydrogen embrittlement resistance
KR102872445B1 (en) New austenitic stainless alloy
RU2499075C1 (en) Corrosion-resistant austenitic steel
JPS61113749A (en) High corrosion resistance alloy for oil well
JP7066997B2 (en) Steel material
WO2024088378A1 (en) Corrosion-resistant steel for photovoltaic pile foundation, and manufacturing method therefor
RU2790717C1 (en) Unstabilized austenitic steel resistant to local corrosion in scp-water
RU2782832C1 (en) High-strength low-magnetic non-stabilized weldable steel, resistant to local corrosion in zones of thermal affect of welding and prolonged heating in the area of hazardous temperatures
RU2608251C1 (en) Cold-resistant austenitic high-strength steel
RU2716922C1 (en) Austenitic corrosion-resistant steel with nitrogen
JP7709074B2 (en) Ferritic heat-resistant steel