Водородостойкая сталь

Водородостойкая сталь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к водородостойкой стали для теплообменного энергетического оборудования. Цель - повышение предела текучести, относительного удлинения, относительного сужения, стойкости против водородного растрескивания, коррозионной трещиностойкости, длительной прочности в среде водорода при 700°С, снижение водородопроницаемости. Сталь дополнительно содержит кальций и сурьму при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,01 - 0,03

кремний 0,3 - 0,8

марганец 0,4 - 1

хром 20 - 22

никель 31,5 - 33

молибден 3 - 4

ниобий 0,9 - 1,2

титан 0,03 - 0,1

азот 0,01 - 0,03

медь 0,05 - 0,2

кальций 0,001 - 0,005

сурьма 0,001 - 0,005

сера 0,005 - 0,015

фосфор 0,005 - 0,015

железо остальное, при выполнении условий: суммарное содержание углерода и азота не должно превышать 0,05, отношение ниобий + титан, углерод + азот не должно быть менее 20, суммарное содержание фосфора и сурьмы не должно превышать 0,016. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (м)э С 22 С 38/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

"I ," е- =.,;

" у "," . и тт рy .ñ : )

I т !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4730390/02 (22) 14.08.89 (46) 07.08.91. Бюл.. М 29 (71) Ф из и ко-меха н и ческий институт им.

Г.В.Карпенко (72) А.И.Балицкий, В.И.Похмурский, И.А.Повышев, В.Н.Павлов, В.Г.Макаренко и

В.В.Лебедев (53) 669.14.018.7-194(088.8) (56) Сталь ЭП864. ТУ 14-1-2512-78. (54) ВОДОРОДОСТОЙКАЯ СТАЛЬ (57) Изобретение относится к водородостойкой стали для теплообменного энергетического оборудования. Цель — повышение предела текучести. относительного удлинения, относительного сужения, стойкости против водородного растрескивания, корИзобретение относится к конструкционной водородостойкой стали для теплообменного энергетического оборудования и может быть использовано в общем и энергетическом машиностроении.

Цель изобретения — повышение предела текучести, относительного сужения, относительного удлинения, стойкости .против водородного растрескивания, коррозионной трещиностойкости, длительной прочности в среде водорода при температуре

7000С. снижение водородопроницаемости.

Для снижения чувствительности металла к МКК и межкристаллитному растрескиванию в водородосодержащих средах в предлагаемой стали введено ограничение

„„59„„1668466 А1 розионной трещиностойкости, длительной прочности в среде водорода при 700 С, снижение водородопроницаемости. Сталь дополнительно содержит кальций и сурьму при следующем сотношении компонентов, мас.,ь: углерод 0,01-0,03; кремний 0,3-0,8; марганец 0,4-1; хром 20-22; никель 31,5-33; молибден 3-4; ниобий 0,9-1,2; титан 0,03-0,1, азот 0,01-0,03; медь 0.05-0,2; кальций 0,0010,005; сурьма 0,001-0,005; сера 0;005-0,015; фосфор 0,005-0.015; железо — остальное, при выполнении условий: суммарное содержание углерода и азота не должнб превышать 0,05, отношение ниобий + 3 титан/углерод+ азот не должно быть менее

20, суммарное содержание фосфора и сурьмы не должно превышать 0,016. 2 табл.

1 суммарного содержания углерода и азота, ответственных за образование высокохро- СЬ мистых карбонитридных фаз. Эту же задачу 0 помогает решить. ограничение отношения стзбизизируащих зземеитое (Nb+71) х сум- ),з марному содержанию примесей внедрения (С+И), которое не должно быть менее 20. 8 этом случае практически весь углерод и азот в стали связаны в.специальные карбиды и нитриды, что обеспечивает более равномерное распределение хрома по всему сечению зерна и полное подавление склонности стали к указанным видам коррозии. Химический состав, механические свойства и результаты определения водородостойкости предлагаемой и известной сталей представлены в табл.1 и 2.

1668466

Результаты механических испытаний усреднены по трем образцам на точку. Образцы перед испытаниями подвергались аустенизирующему отжигу (1050 С вЂ” 1 ч, воздух).

Определение стойкости исследуемых материалов против водородного растрескивания КР проводилось в водном растворе

NaCl. насыщенном Н2$ с рН 4,0 с заданной деформацией при напряжении 1,2 g и температуре 0 С. База испытаний 1000 ч (тр.н. — трещин нет, * — наличие сетки микротрещин, табл.2).

Длительная прочность образцов в водороде определялась при температуре 700 С на базе 500 ч. Коррозионная трещиностойкость(Ктзсс) определялась в кипящем 0,5 ном растворе NaCl при рН 6,5 на базе 2000 ч.

Применение стали позволит повысить эксплуатационную надежность и ресурс работы оборудования.

Формула изобретения

Водородостойкая сталь преимущественно для теплообменного энергетического оборудования, .содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ниобий, азот, медь, серу, фосфор, железо. о тличающаяся тем,что, сцельюповышения предела текучести, относительного сужения, относительного удлинения, стойкости против водородного растрескивания, коррозионной трещиностойкости, длитель5 ной прочности в среде водорода при 700 С, снижения водородопроницаемости, она дополнительно содержит. кальций и сурьму . при следующем соотношении компонентов, мас. $:

10 Углерод 0,01-0.003

Кремний 0,3-0,8

Марганец 0,4-1,0

Хром 20,0-22,0

Никель 31,5-33,0

15 Молибден 3,0-4,0

Ниобий 0.9-1,2, Титан 0,03-0.1

АЗОТ 0,01-0,03

Медь 0,05-0,20

20 Сера 0,005-0,015

Фосфор 0,005-0,015

Кальций . 0,001-0,005

Сурьма 0,001-0,005

Железо Остальное

25 при выполнении условий: суммарное содержание углерода и азота не должно превышать 0,05; отношение ниобий + титан/углерод + азот не должно быть менее

20; суммарное содержание фосфора и сурь30 мы не должно превышать 0,016.

l

_#_

О л Й я,а

C" !. 4«Ъ о о Хо о О а 0. о а л 0! о

00 «Г 4 CJ

Ъ 0 И

I I I a о o o o

Э о

Ф («4 C«l CO J о

МЪ О 0Ъ о о о о о о о

СЧ

Ю л о о ъ о о

<ч о а, оо J C!a W

° о

D о

О 0Ъ о о о о л

О CJ

Х ОХ

С0 Х

ОЪ

D

О Юо о о

4 Ъ an о о о о о о

Ю

Ю о аъ о сч

РЪ «0 M и

t о

Ц

ы о

OX!0

Х Х

С4 0

Е о о о о о о с о о о цъ

° ««ф

«Ъ о

З ф и

Ю

«

an о о с о мЪ о

Ю о ъ ъ о

Л О О 4!

О\

Ю о о

О Ъ.Ю

«а «ъ Ф

ЪЪ СО 4Ъ О

C Ъ с Ъ (1 M

04 о а о о о

< 4 С«Ъ O СЧ

04 H Cal Ca4 о о ъ о фЪ О О

Ъ4 Ъ а а О

«Ъ о о

00 О л о о! а о о

4 1 «Ъ о о о о

СЧ о о о о

t0 ( ф о

0I о

3 ф

Э

0l

l»

Ф

X аС

K я

0l

Р о

0l ! о н я.о о

D СЧ 0Ч л л о о о о

<Ч о о

D О !

Ъ С С Л

04 ФЪ с1 pl cn c ú о о о о о

N СЧ <4 N

-0 О О СО о о о

Я 0 Z е E

0l Ф J

1668466

Х

Х

44 ! а

04 е0

E а о

Х

Х о

L о ХИ л а Оо !

4 0!О а <о!

Ф

CS Ы а !

4, а СЪ

В» X &-

Х

cd

Х !

» J а и

0Ъ л,