RU2499075C1 - Corrosion-resistant austenitic steel - Google Patents
Corrosion-resistant austenitic steel Download PDFInfo
- 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
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 58
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 34
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 12
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 24
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 8
- 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 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 14
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 abstract 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 abstract 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
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.%
железо и неизбежные примеси остальноеiron and unavoidable impurities rest
при выполнении следующих соотношений:when performing the following ratios:
%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.%:
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
а содержание углерода, азота и циркония связано зависимостьюand the content of carbon, nitrogen and zirconium is related
(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.%:
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. %:
железо и неизбежные примеси - остальноеiron and unavoidable impurities - the rest
и выполнены соотношения:and the relations are satisfied:
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
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
[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
[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
[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.
Claims (1)
при выполнении соотношения:
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.%:
when fulfilling the ratio:
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.
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)
| 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)
| 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 |
-
2012
- 2012-08-21 RU RU2012136020/02A patent/RU2499075C1/en active
Patent Citations (5)
| 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)
| 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 |