[go: up one dir, main page]

RU2404281C1 - Heat-resistant steel for power equipment - Google Patents

Heat-resistant steel for power equipment Download PDF

Info

Publication number
RU2404281C1
RU2404281C1 RU2009116108/02A RU2009116108A RU2404281C1 RU 2404281 C1 RU2404281 C1 RU 2404281C1 RU 2009116108/02 A RU2009116108/02 A RU 2009116108/02A RU 2009116108 A RU2009116108 A RU 2009116108A RU 2404281 C1 RU2404281 C1 RU 2404281C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
molybdenum
heat
nickel
tungsten
Prior art date
Application number
RU2009116108/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Павлович Карзов (RU)
Георгий Павлович Карзов
Герман Николаевич Филимонов (RU)
Герман Николаевич Филимонов
Ирина Владимировна Теплухина (RU)
Ирина Владимировна Теплухина
Ирина Ивановна Грекова (RU)
Ирина Ивановна Грекова
Ирина Михайловна Бурочкина (RU)
Ирина Михайловна Бурочкина
Евгения Леонидовна Матюшева (RU)
Евгения Леонидовна Матюшева
Александра Олеговна Зотова (RU)
Александра Олеговна Зотова
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей")
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 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") filed Critical Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей")
Priority to RU2009116108/02A priority Critical patent/RU2404281C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2404281C1 publication Critical patent/RU2404281C1/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy. ^ SUBSTANCE: steel contains the following component ratio, wt %: carbon 0.015 - 0.020, chrome 11.0 - 12.0, nickel 0.05 - 0.15, manganese 0.4 - 0.6, sulphur 0.005 - 0.010, phosphorus 0.005 - 0.015, molybdenum 0.4 - 0.6, nitrogen 0.04 - 0.06, silicone 0.2 - 0.3, niobium 0.04 - 0.06, cobalt 2.5 - 3.0, tungsten 0.4 - 0.6, vanadium 0.12 - 0.20, boron 0.001 - 0.002, titanium 0.03 - 0.05, aluminium 0.010 - 0.015, antimony 0.001 - 0.005, stannum 0.001 - 0.005, arsenic 0.001 - 0.007, and the rest is iron. The following conditions are met between components: Moequiv=(Mo + 0.5W) ëñ 0.85%, 3.35 ëñ (Nb + V + Ti) /(C + N) ëñ 3.85, 14.5 ëñ (Cr + V + Nb)/(Mo + 0.5W) ëñ 17.0, Co/(Mo + V) ëñ 4.6, (P+Sn+Sb+As)ëñ0.025%. ^ EFFECT: steel has high level and stability of heat-resistance characteristics at supercritical steam parametres, which provides improvement of operating reliability and total service life of modern steam power equipment of thermal power units and power stations. ^ 3 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к выбору состава жаропрочной стали, которая может быть использована для изготовления рабочих лопаток, роторов и других деталей паровых турбин, работающих при суперсверхкритических параметрах пара.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the selection of the composition of heat-resistant steel, which can be used for the manufacture of rotor blades, rotors and other parts of steam turbines operating at super supercritical parameters of steam.

Известны стали, применяемые в указанной области техники в России и за рубежом 15Х1М1Ф, ЭП 450, 12Cr-WCo-NiVNb; 12Cr-WCo-VNb [1, 2]. Следует отметить, что известные материалы обладают комплексом достаточно высоких механических и эксплуатационных свойств.Known steels used in the specified field of technology in Russia and abroad 15X1M1F, EP 450, 12Cr-WCo-NiVNb; 12Cr-WCo-VNb [1, 2]. It should be noted that the known materials have a complex of sufficiently high mechanical and operational properties.

Однако известные стали не обеспечивают требуемого уровня длительной прочности и стабильности основных физико-механических и служебных характеристик, что снижает работоспособность и промышленную безопасность теплообменного оборудования, работающего в условиях длительной эксплуатации и воздействия пара высоких параметров.However, the known steels do not provide the required level of long-term strength and stability of the basic physical, mechanical and service characteristics, which reduces the operability and industrial safety of heat-exchange equipment operating under conditions of long-term operation and exposure to steam of high parameters.

Наиболее близкой по химическому составу и техническим характеристикам к предлагаемой стали является сталь по патенту RU 2272852 С1 [3], в которой содержатся легирующие элементы в следующем соотношении, мас.%:Closest to the chemical composition and technical characteristics of the proposed steel is steel according to the patent RU 2272852 C1 [3], which contains alloying elements in the following ratio, wt.%:

углеродcarbon 0.11-0.200.11-0.20 азотnitrogen 0.005-0.050.005-0.05 марганецmanganese 0.1-0.30.1-0.3 хромchromium 9.0-12.09.0-12.0 никельnickel 0-0.70-0.7 молибденmolybdenum 0.9-1.60.9-1.6 вольфрамtungsten 0-2.00-2.0 ванадийvanadium 0.15-0.300.15-0.30 ниобийniobium 0.02-0.060.02-0.06 борboron 0-0.020-0.02 кремнийsilicon 0.03-0.10.03-0.1 оловоtin 0-0.0060-0.006 сурьмаantimony 0-0.0050-0.005 мышьякarsenic 0-0.0070-0.007 сераsulfur <0.015<0.015 фосфорphosphorus <0.020<0.020 железоiron остальноеrest

при этом должны соблюдаться следующие соотношения:the following ratios must be observed:

0,12≤C+N≤0.22;0.12≤C + N≤0.22;

0.9≤Mo+0.5W≤2.0;0.9≤Mo + 0.5W≤2.0;

0.15≤V+Nb≤0.3;0.15≤V + Nb≤0.3;

Crэкв=Cr+6Si+4Mo+1.5W+llV+5Nb-40C-2Mn-4Ni-30N≥6.5;Cr eq = Cr + 6Si + 4Mo + 1.5W + llV + 5Nb-40C-2Mn-4Ni-30N≥6.5;

P≤[0.12-5(Sb+Sn)-As]/10;P≤ [0.12-5 (Sb + Sn) -As] / 10;

10S≤Mn≤20S.10S≤Mn≤20S.

Недостатками известной стали являются низкий уровень и недостаточная стабильность характеристик жаропрочности в условиях длительной высокотемпературной эксплуатации 105 часов (σ600105=100 МПа).The disadvantages of the known steel are the low level and insufficient stability of the characteristics of heat resistance in conditions of long-term high-temperature operation of 10 5 hours (σ 600 10 5 = 100 MPa).

Техническим результатом настоящего изобретения является создание жаропрочной стали, обладающей высоким уровнем и стабильностью характеристик жаропрочности при суперсверхкритических параметрах пара, что обеспечивает повышение эксплуатационной надежности и общего ресурса работы современного паросилового оборудования тепловых энергоблоков и электростанций.The technical result of the present invention is the creation of heat-resistant steel with a high level and stability of the characteristics of heat resistance at super supercritical steam parameters, which improves the operational reliability and overall service life of modern steam-powered equipment of thermal power units and power plants.

Технический результат достигается за счет дополнительного введения в состав известной стали (содержащей углерод, азот, марганец, хром, никель, молибден, вольфрам, ванадий, ниобий, бор, кремний, олово, сурьму, мышьяк, серу, фосфор и железо) титана, кобальта, алюминия, а также значительного снижения содержания углерода, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved due to the additional introduction of the known steel (containing carbon, nitrogen, manganese, chromium, nickel, molybdenum, tungsten, vanadium, niobium, boron, silicon, tin, antimony, arsenic, sulfur, phosphorus and iron) titanium, cobalt , aluminum, as well as a significant reduction in carbon content, in the following ratio of components, wt.%:

углеродcarbon 0.015-0.0200.015-0.020 хромchromium 11.0-12.011.0-12.0 никельnickel 0.05-0.150.05-0.15 марганецmanganese 0.4-0.60.4-0.6 сераsulfur 0.005-0.0100.005-0.010 фосфорphosphorus 0.005-0.0150.005-0.015 молибденmolybdenum 0.4-0.60.4-0.6 азотnitrogen 0.04-0.060.04-0.06 кремнийsilicon 0.2-0.30.2-0.3 ниобийniobium 0.04-0.060.04-0.06 кобальтcobalt 2.5-3.02.5-3.0 вольфрамtungsten 0.4-0.60.4-0.6 ванадийvanadium 0.12-0.200.12-0.20 борboron 0.001-0.0020.001-0.002 титанtitanium 0.03-0.050.03-0.05 алюминийaluminum 0.010-0.0150.010-0.015 сурьмаantimony 0.001-0.0050.001-0.005 оловоtin 0.001-0.0050.001-0.005 мышьякarsenic 0.001-0.0070.001-0.007 железоiron остальноеrest

при этом должны соблюдаться следующие соотношения:the following ratios must be observed:

молибденовый эквивалент: Моэкв=(Мо+0.5W)≤0.85%Molybdenum equivalent: Mo equiv = (Mo + 0.5W) ≤0.85%

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

суммарное соотношение примесных элементов (P+Sn+Sb+As) не должно превышать 0.025%.the total ratio of impurity elements (P + Sn + Sb + As) should not exceed 0.025%.

Соотношение указанных легирующих элементов и принятые ограничения суммарного содержания некоторых из них выбраны таким образом, чтобы сталь после соответствующей термической обработки обеспечивала требуемый уровень физико-механических свойств и длительной прочности. Термическая обработка заявляемой стали представляет собой аустенитизацию при температуре 1100-1150°С и отпуск при температуре 750-780°С длительностью 10 ч. После аустенитизации и отпуска структура стали представляет собой отпущенный мартенсит с высокой плотностью дислокаций. В заявляемой стали реализован механизм наноразмерного саморегулирования структуры в условиях длительной эксплуатации, заключающийся в закреплении дислокаций наноразмерными выделениями (размером не более 20-30 нм), обладающими и высокой стабильностью при воздействии повышенных температур и высоких напряжений.The ratio of these alloying elements and the accepted limitations of the total content of some of them are selected so that the steel after appropriate heat treatment provides the required level of physical and mechanical properties and long-term strength. The heat treatment of the inventive steel is austenitization at a temperature of 1100-1150 ° C and tempering at a temperature of 750-780 ° C for 10 hours. After austenitization and tempering, the steel structure is tempered martensite with a high dislocation density. The inventive steel implements the mechanism of nanoscale self-regulation of the structure under long-term operation, which consists in fixing dislocations with nanoscale precipitates (no more than 20-30 nm in size), which are also highly stable when exposed to elevated temperatures and high voltages.

Минимальное содержание углерода (до 0.02%) при выплавке в вакуумно-индукционной печи позволяет подавить выделение неустойчивых карбидов и активизировать действие азота, образующего нитриды и карбонитриды, более термодинамически устойчивые и потому более благоприятно действующие на длительную прочность, чем карбиды.The minimum carbon content (up to 0.02%) during smelting in a vacuum induction furnace allows one to suppress the release of unstable carbides and activate the action of nitrogen, forming nitrides and carbonitrides, which are more thermodynamically stable and therefore have a more favorable effect on long-term strength than carbides.

Повышение содержания углерода и хрома выше указанного в формуле изобретения способствует выделению карбидов типа М23С6 и ускоренной их коагуляции по границам зерен, уменьшению дисперсности выделяющихся фаз, обеднению твердого раствора, что ведет к снижению характеристик кратковременной и длительной прочности.An increase in the content of carbon and chromium above that indicated in the claims contributes to the precipitation of carbides of the type M 23 C 6 and their accelerated coagulation along grain boundaries, a decrease in the dispersion of the precipitated phases, and depletion of the solid solution, which leads to a decrease in the characteristics of short-term and long-term strength.

Содержание азота выбрано таким образом, чтобы оно было достаточным для образования мелкодисперсных нитридов и, в то же время, не приводило к образованию Z-фазы, быстро коагулирующей при высоких температурах и приводящей при длительной работе к снижению жаропрочности.The nitrogen content was chosen so that it was sufficient for the formation of finely divided nitrides and, at the same time, did not lead to the formation of the Z phase, which quickly coagulates at high temperatures and leads to a decrease in heat resistance during long-term operation.

Для повышения теплостойкости и улучшения длительной прочности, а также для подавления образования δ-феррита в заявляемую сталь было введено 2.5-3.0% кобальта, также с этой целью было увеличено содержание марганца по сравнению с известной сталью.To increase heat resistance and improve long-term strength, as well as to suppress the formation of δ-ferrite, 2.5-3.0% cobalt was introduced into the inventive steel, and the manganese content was increased for this purpose in comparison with the known steel.

Сталь имеет пониженное содержание молибдена по сравнению с известной сталью для подавления выделения фаз Лавеса, которые так же, как и Z-фаза, быстро коагулируют при высоких температурах, что приводит к снижению характеристик жаропрочности.Steel has a lower molybdenum content compared with the known steel to suppress the release of Laves phases, which, like the Z phase, quickly coagulate at high temperatures, which leads to a decrease in heat resistance characteristics.

В связи с тем, что современное оборудование должно эксплуатироваться при температурах до 620°С, для повышения жаропрочности заявляемого материала в его составе обеспечивается следующее соотношение молибдена и вольфрама: Moэкв=(%Mo+0,5%W)≤0.85%, при данном соотношении подавляется интенсивное выделение и коагуляция фаз Лавеса и сохраняется упрочнение твердого раствора матрицы вольфрамом и молибденом в течение длительного срока эксплуатации.Due to the fact that modern equipment should be operated at temperatures up to 620 ° С, the following ratio of molybdenum and tungsten is provided in its composition to increase the heat resistance of the claimed material: Mo equiv = (% Mo + 0.5% W) ≤0.85%, This ratio suppresses the intense isolation and coagulation of the Laves phases and the hardening of the matrix solid solution by tungsten and molybdenum is maintained for a long period of operation.

Пределы содержания никеля в заявляемой композиции сужены до 0.05-0.15% для повышения отпускоустойчивости и уменьшения чувствительности стали к отпускной хрупкости. Увеличение содержания никеля сверх установленного предела приведет к увеличению чувствительности к отпускной и тепловой хрупкости, в результате чего может значительно снизиться эксплуатационная надежность. Критическая температура хрупкости, низкие значения которой являются критерием высокого сопротивления хрупкому разрушению, при значительных содержаниях никеля может повыситься не только в результате длительной работы при повышенной температуре, но и при медленном охлаждении с температуры отпуска [4].The limits of nickel content in the inventive composition are narrowed to 0.05-0.15% to increase the tempering resistance and reduce the sensitivity of steel to temper brittleness. An increase in the nickel content over the set limit will lead to an increase in sensitivity to tempering and thermal brittleness, as a result of which operational reliability can be significantly reduced. The critical temperature of brittleness, low values of which are a criterion of high resistance to brittle fracture, at significant nickel contents can increase not only as a result of prolonged operation at elevated temperature, but also during slow cooling from tempering temperature [4].

Для повышения длительной прочности при эксплуатации в условиях сверхкритических температур и возможности реализации упрочнения мелкодисперсными частицами в заявленную марку стали был введен титан в количестве 0.03-0.05%, который является чрезвычайно сильным карбидообразователем. Карбид титана (размер выделения 20-30 нм) отличается высокой стабильностью и переходит в твердый раствор только при очень высоких температурах. Повышение содержания титана выше указанного предела нецелесообразно, т.к. может привести к ухудшению технологичности стали, затрудняя проведение горячей пластической обработки, и усложнению выплавки сложнолегированных сплавов.To increase the long-term strength during operation at supercritical temperatures and the possibility of realizing hardening with fine particles, titanium in the amount of 0.03-0.05%, which is an extremely strong carbide former, was introduced into the declared steel grade. Titanium carbide (release size 20-30 nm) is highly stable and passes into the solid solution only at very high temperatures. Increasing the titanium content above the specified limit is impractical, because can lead to a deterioration in the manufacturability of steel, making it difficult to conduct hot plastic processing, and complicating the smelting of complex alloys.

Для повышения окалиностойкости, измельчения зерна в заявляемую марку стали был дополнительно введен алюминий в количестве 0.010-0.015%, который также является хорошим раскислителем и десульфуратором. Содержание алюминия выше заданных пределов может привести к снижению жаропрочности, т.к. на границах зерен образуются грубые частицы Al-N. На границах этих частиц, в свою очередь, инициируются пустоты при ползучести, а также снижается содержание азота, способного образовывать карбонитриды ванадия и других элементов, которые более термодинамически стойкие, чем карбиды, и обеспечивают высокое сопротивление ползучести [7].To increase the scale resistance, grinding grain in the inventive steel grade, aluminum was additionally introduced in an amount of 0.010-0.015%, which is also a good deoxidizer and desulfurizer. The aluminum content above the specified limits can lead to a decrease in heat resistance, because coarse Al-N particles are formed at the grain boundaries. At the boundaries of these particles, in turn, voids during creep are initiated, and the nitrogen content is also reduced, which can form vanadium carbonitrides and other elements that are more thermodynamically stable than carbides and provide high creep resistance [7].

Для достижения максимальной прочности сталь должна быть целиком мартенситной после охлаждения на воздухе, любое содержание δ-феррита снижает ее прочность: с увеличением количества δ-феррита увеличивается охрупчивание стали при длительном воздействии повышенной температуры [5]. Чтобы предсказать количество сформировавшегося δ-феррита в высокохромистых сталях было введено понятие хромового эквивалента, который точно согласуется с эквивалентным количеством Cr в Fe-Cr бинарной системе. Формула выражает хромовый эквивалент как линейную зависимость различных легирующих элементов посредствам регрессионного анализа. Коэффициенты перед элементами являются оценкой их влияния на γ-область, которая связана с образованием δ-феррита. Критерием отсутствия δ-феррита является значение хромового эквивалента, не превышающее 10%: Crэкв=Cr+6Si+4Mo+1.5W+11V+5Nb-40C-2Mn-4Ni-2Co-30N≤10% [6].To achieve maximum strength, the steel must be completely martensitic after cooling in air, any δ-ferrite content reduces its strength: with an increase in the amount of δ-ferrite, the embrittlement of steel increases with prolonged exposure to elevated temperature [5]. In order to predict the amount of δ-ferrite formed in high-chromium steels, the concept of the chromium equivalent was introduced, which is exactly consistent with the equivalent amount of Cr in the Fe-Cr binary system. The formula expresses the chromium equivalent as a linear relationship of various alloying elements through regression analysis. The coefficients for the elements are an estimate of their influence on the γ-region, which is associated with the formation of δ-ferrite. The criterion for the absence of δ-ferrite is the value of the chromium equivalent not exceeding 10%: Cr equiv = Cr + 6Si + 4Mo + 1.5W + 11V + 5Nb-40C-2Mn-4Ni-2Co-30N≤10% [6].

При длительном воздействии повышенных рабочих температур до 620°С возможна сегрегация примесных элементов, таких как Sb, Р, Sn, и As на границах зерен, что приводит к появлению участков межзеренного разрушения в изломах образцов. При этом наблюдается снижение сопротивления хрупкому разрушению, повышение критической температуры хрупкости стали. В связи с этим было введено ограничение на содержание примесных элементов: Σ(Р+Sn+Sb+As)≤0.025%.With prolonged exposure to elevated operating temperatures up to 620 ° C, segregation of impurity elements such as Sb, P, Sn, and As at grain boundaries is possible, which leads to the appearance of areas of intergranular fracture in fractures of samples. In this case, there is a decrease in resistance to brittle fracture, an increase in the critical temperature of brittleness of steel. In this regard, a restriction was introduced on the content of impurity elements: Σ (P + Sn + Sb + As) ≤0.025%.

На ООО «Ласмет» при участии ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» были выполнены 3 опытно-промышленных плавки весом по 100 кг. Металл выплавлялся в вакуумно-индукционных печах. Разливка в слитки производилась в вакууме. Полученный металл подвергался обработке давлением на промышленном кузнечно-прессовом и прокатном оборудовании.At Lasmet LLC, with the participation of FSUE Central Research Institute KM Prometey, 3 pilot melts weighing 100 kg each were performed. Metal was smelted in vacuum induction furnaces. The ingots were cast in a vacuum. The resulting metal was subjected to pressure treatment on industrial forging and rolling equipment.

Из термически обработанного материала были изготовлены образцы на статическое растяжение, удар и длительную прочность.Static tensile, impact, and long-term strength samples were made from heat-treated material.

Химический состав исследованных материалов и результаты определения механических и служебных свойств приведены в таблицах 1-3.The chemical composition of the investigated materials and the results of determining the mechanical and service properties are given in tables 1-3.

Результаты сравнительных испытаний показывают преимущество стали заявленного состава по механическим свойствам и существенное преимущество заявленного состава по служебным характеристикам, что обеспечивает повышение эксплуатационной надежности и общего ресурса работы современного и перспективного паросилового оборудования тепловых энергоблоков и электростанций, в частности для оборудования, работающего при суперсверхкритических параметрах пара.The results of comparative tests show the advantage of steel of the claimed composition in terms of mechanical properties and a significant advantage of the claimed composition in terms of performance, which provides increased operational reliability and overall service life of modern and promising steam-powered equipment of thermal power units and power plants, in particular for equipment operating at super supercritical steam parameters.

Таблица 1Table 1 Химический состав заявляемой и известной марок сталиThe chemical composition of the claimed and known steel grades СтальSteel Условный номер плавкиConventional heat number Содержание элементов в мас.%The content of elements in wt.% УглеродCarbon Крем-нийSilicon Марга-нецManganese ХромChromium НикельNickel МолибденMolybdenum ВанадийVanadium НиобийNiobium КобальтCobalt СераSulfur ФосфорPhosphorus предлагаемаяproposed 1one 0.0170.017 0.250.25 0.50.5 11.011.0 0.100.10 0.500.50 0.160.16 0.050.05 2.52.5 0.0070.007 0.0050.005 22 0.0150.015 0.300.30 0.60.6 12.012.0 0.150.15 0.600.60 0.120.12 0.060.06 3.03.0 0.0050.005 0.0100.010 33 0.0200.020 0.200.20 0.40.4 11.511.5 0.050.05 0.400.40 0.200.20 0.040.04 2.82.8 0.0100.010 0.0150.015 известнаяfamous 4four 0.1500.150 0.070.07 0.20.2 10.010.0 0.350.35 1.301.30 0.230.23 0.040.04 -- 0.0110.011 0.0100.010 Продолжение таблицы 1Continuation of table 1 Химический состав заявляемой и известной марок сталиThe chemical composition of the claimed and known steel grades СтальSteel Условный номер плавкиConventional heat number Содержание элементов в мас.%The content of elements in wt.% ВольфрамTungsten АзотNitrogen АлюминийAluminum ТитанTitanium БорBoron СурьмаAntimony МышьякArsenic ОловоTin предлагаемаяproposed 1one 0.50.5 0.050.05 0.0150.015 0.040.04 0.00100.0010 0.0030.003 0.0070.007 0.0050.005 22 0.40.4 0.040.04 0.0120.012 0.030.03 0.00200.0020 0.0050.005 0.0010.001 0.0030.003 33 0.60.6 0.060.06 0.0120.012 0.050.05 0.00150.0015 0.0010.001 0.0040.004 0.0010.001 известнаяfamous 4four 1.01.0 0.020.02 -- 0.010.01 0.0030.003 0.0050.005 0.0030.003 Продолжение таблицы 1Continuation of table 1 Химический состав заявляемой и известной марок сталиThe chemical composition of the claimed and known steel grades СтальSteel Условный номер плавкиConventional heat number Содержание элементов в мас.%The content of elements in wt.% Моэкв* Moe equ *

Figure 00000004
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000007
предлагаемаяproposed 1one 0.750.75 3.733.73 14.9514.95 3.793.79 0.0200.020 22 0.800.80 3.813.81 15.2315.23 4.174.17 0.0190.019 33 0.700.70 3.633.63 16.7716.77 4.584.58 0.0210.021 известнаяfamous 4four 1.801.80 1.591.59 5.715.71 -- 0.0210.021
Figure 00000008
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000012

Таблица 2table 2 Механические свойства заявляемой и известной марок сталиThe mechanical properties of the claimed and known steel grades СтальSteel Условный номер плавкиConventional heat number Механические свойства при температуре испытания +20°СMechanical properties at test temperature + 20 ° С σв, МПаσ in , MPa σ0,2, МПаσ 0.2 , MPa δ, %δ,% Ψ, %Ψ,% не менееno less предлагаемаяproposed 1one 750750 630630 1717 6161 22 800800 698698 18eighteen 6363 33 860860 745745 20twenty 7070 известнаяfamous 4four 730730 600600 15fifteen 5555

Таблица 3Table 3 Результаты испытаний на длительную прочность заявляемой и известной сталиThe test results for long-term strength of the claimed and known steel СтальSteel Условный номер плавкиConventional heat number Предел длительной прочности на базе 105 часов при температуре 600°СThe tensile strength on the basis of 10 5 hours at a temperature of 600 ° C

Figure 00000013
, МПа
Figure 00000013
MPa предлагаемаяproposed 1one 114114 22 113113 33 115115 известнаяfamous 4four 100one hundred

Примечание:Note:

1) результаты механических испытаний усреднены по трем образцам на точку;1) the results of mechanical tests are averaged over three samples per point;

2) механические свойства представлены после отпуска;2) mechanical properties are presented after tempering;

3) предел длительной прочности определен на основании результатов ускоренных испытаний при более высоких температурах.3) the long-term strength is determined on the basis of the results of accelerated tests at higher temperatures.

Источники информацииInformation sources

1. В.Ю.Скульский, А.К.Царюк. Проблемы выбора свариваемой стали для высокотемпературных компонентов энергоблоков ТЭС (обзор). // Автоматическая сварка. - 2004. - №3.1. V.Yu. Skulsky, A.K. Tsaryuk. Problems of choosing weldable steel for high-temperature components of TPP power units (review). // Automatic welding. - 2004. - No. 3.

2. В.Ю.Скульский, А.К.Царюк. Новые теплоустойчивые стали для изготовления сварных узлов энергоблоков (обзор). // Автоматическая сварка. - 2004. - №4.2. V.Yu. Skulsky, A.K. Tsaryuk. New heat-resistant steels for the manufacture of welded units of power units (review). // Automatic welding. - 2004. - No. 4.

3. Патент RU 2272852 С1.3. Patent RU 2272852 C1.

4. К.А.Ланская. Жаропрочные стали. - "Металлургия" - Москва, 1969. - 246 с.4. K.A. Lanskaya. Heat resistant steel. - "Metallurgy" - Moscow, 1969. - 246 p.

5. Ф.Б.Пикеринг. Физическое металловедение и разработка сталей. Перевод с английского. Под редакцией д.ф-м.н. Г.В. Щебердинского // Москва "Металлургия". - 1982. - 182 с.5. F.B. Pickering. Physical metallurgy and steel development. Translation from English. Edited by Ph.D. G.V. Shcheberdinsky // Moscow "Metallurgy". - 1982. - 182 p.

6. S.H.Ryu and Jin Yu. A New Equation for the Cr Equivalent in 9 to 12 Pct Cr Steels. // Metallurgical and Materials Transactions A. - vol. 29A, June 1998, p.1573 - 1578.6. S.H. Ryu and Jin Yu. A New Equation for the Cr Equivalent in 9 to 12 Pct Cr Steels. // Metallurgical and Materials Transactions A. - vol. 29A, June 1998, p. 1573 - 1578.

7. R.L.Bodnar and R.F. Capellini. Effects of residual elements in heavy forgings: past, present and future.// ASTM STP 979. - Philadelphia. - 1988. - p.47-82.7. R.L. Bodnar and R.F. Capellini. Effects of residual elements in heavy forgings: past, present and future.// ASTM STP 979. - Philadelphia. - 1988. - p. 47-82.

Claims (1)

Жаропрочная сталь для энергетического оборудования, содержащая углерод, азот, марганец, хром, никель, молибден, вольфрам, ванадий, ниобий, бор, кремний, олово, сурьму, мышьяк, серу, фосфор, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит титан, кобальт, алюминий при ограниченном содержании углерода, никеля, вольфрама и молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.%:
углерод 0,015-0,020 хром 11,0-12,0 никель 0,05-0,15 марганец 0,4-0,6 сера 0,005-0,010 фосфор 0,005-0,015 молибден 0,4-0,6 азот 0,04-0,06 кремний 0,2-0,3 ниобий 0,04-0,06 кобальт 2,5-3,0 вольфрам 0,4-0,6 ванадий 0,12-0,20 бор 0,001-0,002 титан 0,03-0,05 алюминий 0,010-0,015 сурьма 0,001-0,005 олово 0,001-0,005 мышьяк 0,001-0,007 железо остальное,

при соблюдении следующих соотношений:
молибденовый эквивалент: MoЭKB=(Mo+0,5)≤0,85%,
Figure 00000014

Figure 00000015

Figure 00000016

суммарное соотношение примесных элементов (P+Sn+Sb+As)≤0,025%.
Heat-resistant steel for power equipment containing carbon, nitrogen, manganese, chromium, nickel, molybdenum, tungsten, vanadium, niobium, boron, silicon, tin, antimony, arsenic, sulfur, phosphorus, characterized in that it additionally contains titanium, cobalt, aluminum with a limited content of carbon, nickel, tungsten and molybdenum in the following ratio of components, wt.%:
carbon 0.015-0.020 chromium 11.0-12.0 nickel 0.05-0.15 manganese 0.4-0.6 sulfur 0.005-0.010 phosphorus 0.005-0.015 molybdenum 0.4-0.6 nitrogen 0.04-0.06 silicon 0.2-0.3 niobium 0.04-0.06 cobalt 2.5-3.0 tungsten 0.4-0.6 vanadium 0.12-0.20 boron 0.001-0.002 titanium 0.03-0.05 aluminum 0.010-0.015 antimony 0.001-0.005 tin 0.001-0.005 arsenic 0.001-0.007 iron rest,

subject to the following ratios:
molybdenum equivalent: Mo EKB = (Mo + 0.5) ≤0.85%,
Figure 00000014

Figure 00000015

Figure 00000016

total ratio of impurity elements (P + Sn + Sb + As) ≤0.025%.
RU2009116108/02A 2009-04-27 2009-04-27 Heat-resistant steel for power equipment RU2404281C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009116108/02A RU2404281C1 (en) 2009-04-27 2009-04-27 Heat-resistant steel for power equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009116108/02A RU2404281C1 (en) 2009-04-27 2009-04-27 Heat-resistant steel for power equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2404281C1 true RU2404281C1 (en) 2010-11-20

Family

ID=44058458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009116108/02A RU2404281C1 (en) 2009-04-27 2009-04-27 Heat-resistant steel for power equipment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2404281C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2655496C1 (en) * 2017-05-18 2018-05-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Heat-resistant steel of martensitic class
CN111394638A (en) * 2020-05-08 2020-07-10 华能国际电力股份有限公司 A kind of high-strength superalloy for thermal power unit and its processing technology

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4436874A1 (en) * 1994-10-15 1996-04-18 Abb Management Ag Heat- and creep-resistant steel
RU2270269C1 (en) * 2005-02-01 2006-02-20 Закрытое акционерное общество "Ижевский опытно-механический завод" Steel, product made out of the steel and the method of its manufacture
JP2007162112A (en) * 2005-12-16 2007-06-28 Sumitomo Metal Ind Ltd Martensitic iron-base heat-resistant alloy
JP2007162114A (en) * 2005-12-16 2007-06-28 Sumitomo Metal Ind Ltd Martensitic iron-base heat-resistant alloy
EP1988182A1 (en) * 2006-02-06 2008-11-05 Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha Ferritic heat-resistant steel
RU2346074C2 (en) * 2006-09-04 2009-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Каури" Stainless high-strength steel

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4436874A1 (en) * 1994-10-15 1996-04-18 Abb Management Ag Heat- and creep-resistant steel
RU2270269C1 (en) * 2005-02-01 2006-02-20 Закрытое акционерное общество "Ижевский опытно-механический завод" Steel, product made out of the steel and the method of its manufacture
JP2007162112A (en) * 2005-12-16 2007-06-28 Sumitomo Metal Ind Ltd Martensitic iron-base heat-resistant alloy
JP2007162114A (en) * 2005-12-16 2007-06-28 Sumitomo Metal Ind Ltd Martensitic iron-base heat-resistant alloy
EP1988182A1 (en) * 2006-02-06 2008-11-05 Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha Ferritic heat-resistant steel
RU2346074C2 (en) * 2006-09-04 2009-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Каури" Stainless high-strength steel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2655496C1 (en) * 2017-05-18 2018-05-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Heat-resistant steel of martensitic class
CN111394638A (en) * 2020-05-08 2020-07-10 华能国际电力股份有限公司 A kind of high-strength superalloy for thermal power unit and its processing technology
CN111394638B (en) * 2020-05-08 2021-11-16 华能国际电力股份有限公司 High-strength high-temperature alloy for thermal power generating unit and processing technology thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5574953B2 (en) Heat-resistant steel for forging, method for producing heat-resistant steel for forging, forged parts, and method for producing forged parts
US11198930B2 (en) Austenitic stainless steel plate
JP6144417B2 (en) High chromium heat resistant steel
EP1867745B1 (en) Ferritic heat-resistant steel
KR20190046729A (en) Low alloy steel for geothermal power generation turbine rotor, and low alloy material for geothermal power generation turbine rotor and method for manufacturing the same
CZ289032B6 (en) Steel for manufacture of castings and use thereof
JP3508667B2 (en) High Cr ferritic heat resistant steel excellent in high temperature strength and method for producing the same
CN109112424A (en) A kind of steam turbine heat resisting steel
RU2404281C1 (en) Heat-resistant steel for power equipment
JP5981357B2 (en) Heat resistant steel and steam turbine components
JPH11209851A (en) Gas turbine disk material
JPH0885850A (en) High Cr ferritic heat resistant steel
JP4952708B2 (en) Martensitic stainless steel and method for producing the same
JP2016065265A (en) Heat resistant steel for steam turbine rotor blade and steam turbine rotor blade
CN109295396A (en) A kind of steam turbine forging heat resisting steel
JP3969279B2 (en) Martensitic iron-base heat-resistant alloy and method for producing the same
JP2001152293A (en) High Cr ferritic heat resistant steel
KR20240064053A (en) Ferritic heatresistant steel
JP2021031771A (en) Low alloy heat-resistant steel and steel pipe
RU2757923C1 (en) Heat-resistant steel of the martensitic class
RU2425901C1 (en) Heat resistant alloy on nickel base
RU2426814C2 (en) Heat resistant steel for power engineering
JP2002004008A (en) High Cr ferritic heat resistant steel
CN117642520A (en) Ferritic heat-resistant steel
WO2022255927A1 (en) Alumina forming austenite-ferrite stainless steel alloy