Сталь
Иллюстрации
Реферат
Союз Соввтенин
Соцнапмстичеснин
Республик
ОП ИСАНЫЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
«ii901335 (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 13. 06. 79 (21) 2779170/22-02 с присоедннениент заявки М (23) Приоритет (5l jM. Кл.
С 22 С 38/50
1ЪвударатмнньМ кемнтет
СССР по делам нзаеретеинй н атнрытн0 (53) УДК 669 14. . 018. 8-194 (088. 8) Опубликовано 30. 01 82. Ьктллетень М 4
Дата опубликования описания 01. 02 . 82
В.Н. Липодаев, Н. И. Каховский, 10.3. С.Я. Шипиц
Г.Ф. Настенко, Н.В. Стеценко, К.П. ербивкнй .П, П. Еста
Ю.П. Кирсанов и С.Т. Уш ков
Ордена Ленина и ордена Трудового Красного"" íàèééé é тут электросварки им. Е, О. Патона AH Украинской;.СС1Рт,q Инс итут проблем литья АН Украинской ССР
ын, ьев, (72) Авторы изобретения (74) Заявители (54) СТАЛЬ
Изобретение относится к области металлургии, в частности сталям, применяемйм для изготовления оборудования и аппаратов химической, пищевой и других отраслей промышленности при дуговых методах сварки.
Известна сталь (1 1 следующего состава, вес.3:
Углерод . 0,005-0,5
Алюминий 0,003-0,3
Кремний О, 03-1, О
Марганец 0,5-5,0
Хром 0,05-10,0
Кальций 0,001 0,1
Никель О, 05-10, О
Молибден 0,031 5
Ванадий 0,003 0,2 бор 0,0002-0,01
Титан 0,003-0,04
Железо Остальное
Эта сталь; обладает недостаточной коррозионной стойкостью не только в окислительных и неокислительных средах, но также в атмосферных условиях, Цель изобретения — повышение коррозионной стойкости, улучшение свариваемости и механических свойств стали.
Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая сталь дополнительно содержит азот, цирконий, ниобий,редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, вес,l:
Углерод 0,003-0,08
Кремний 0,05-О,5
Марганец 0,05-0,5
Хром 16, 0-30, 0
Никель 0,05-6,0
Молибден О, 001-3, О
Ванадий 0,005-0,5
Титан О, 05-0,5
Алюминий 0,003-0,3
Азот 0,03-0,07
Цирконий О, 001-0,5
Ниобий о, оо1-o,8
Редкоземельные металлы 0,001-0,01
Железо Остальное
335
ТаВлица 1
Химический состав стали, еес.Ф
1 ) йлвекв
С 51 Ип Cr Ni Мо Ч TI И Ze Nb
I1редлагаемая
0.003 0.05 0,05 30,0 6,0 3,0 0,5 0,5 0,03 0,001 0,001 0,61
0,03 твлб
0,3 оствлбЙОе
0,08 0,5 0,5 16,0 0,05 0 001 Ое05 6,05 0 07 0,5 0,8 0,001
Изеестнал
O,I5 0,05 2,5 8,0 2,0 1,2 0,1$ 0,02 - - - - 0,01 0,008 0, I сталбЙОв а s» э +i i4
3 901
Введение азота оказывает модифицирующий эффект на кристаллизующийся металл. За счет поверхностно-активного и концентрационного уплотнящего действия азот скапливается на границе раздела твердый-жидкий металл и уменьшает линейную скорость роста твердой фазы. При этом достигается измельчение дендритной структуры и уменьшение физико-химической неоднородности металла. прежде всего по хрому и углероду. Это приводит к повышению пластичности, вязкости металла и его коррозионной стойкости.
В процессе охлаждения металла и гпоследующих термообработок (в том числе при выполнении многослойной сварки) азот образует нитридные соединения с ванадием, ниобием, титаном и цирконием. Нитриды титана и циркония являются эффективными подложками кристаллизации и дополнительно измельчают структуру литого металла. Нитриды титана, циркония, ванадия и ниобия препятствуют развитию процесса рекристаллизации и за счет этого предотвращают реакцию металла на термический цикл сварки, улучшая структуру и свойства околошовной зоны а
Кроме того, нитриды ванадия и ниобии, выделяясь B мелкодисперсном виде повышают прочностные характеристики стали.
Наличие в стали хрома выше 124 сообщает ей высокую коррозионную стойкость при работе в окислительных средах. При наличии молибдена в стали в количестве 2,0- 3, 03 последняя приобретает высокую коррозионную стойкость при воздействии восстановительных
10 сред.
Дополнительное введение РЗМ в сталь оказывает модифицирующий эффект на кристаллизуюг1ийся металл за счет
15 поверхностноактивного действия первого.
Химический состав предлагаемой стали и известной приведен в табл.1.
20 Опытные стали толщиной 12 мм испытывают на общую коррозионную стойкость в растворах азотной кислоты и по методу нАМ" f ÃÎÑT 6032-75). Кроме того, опытные стали сваривают элект1 родами марки ЦЛ-9 Ф 4 мм на режиме: сварочный ток 120-140 А, напряжение дуги 28-30 В. Определяют механические свойства металла околошовной зоны и оценивают макроструктуру сварных со6 единений.
Результаты испытаний представлены в табл. 2 и 3. !
Таблиц а
Общая корроэионная стойкость в 503-й HIIO при
100 С, г/Рч
Плавка
Стойкость сварных соединений против
МКК по методу "АМ"
0,08
Стойки
О >32
12,5
Не стойки
Таблиц а 3
Механические свойства околошовной зоны при 20 С
ПлавДанные металлографи чески х исследований
Способ сварки и материалы ка
Предел прочности кг с
/мм
Относительное
Ударная вязкость кг. см/
/см
Угол загиба, град. удли нение, Вязкий излом с крупным зерном
180 53
Ручная элект- 45 родуговая, электроды ЦЛ-9
Вязкий излом
150 55
12
То же с мелким зерном
Крупнокри сталлический хрупкий излом
30 95
0,5
То же
ВНИИПИ Заказ 12307/26 ираж 656 Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Формула изобретения
Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий; титан, алюминий, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости, улучшения свари ваемости и механических свойств, она дополнительно содержит азот, цирконий, ниобий, редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов,вес.Ф, Углерод 0,003-0,08
Кремний 0,05-0,5
Марганец 0,05-0,5
Хром 16,0-30,0
Никель - 0,05-6,0
Молибден 0,001-3,0
Ванадий 0,005 0,5
Титан 0,05-0 5.
Алюминий 0,003-0, 3
Азот 0,03-0,07
Цирконий 0,001-0,5
Ниобий 0,001-0,8
Редкоземельные металлы 0,001-0,01М Железо Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Японии Ю 52 144318, кл. 10 J 183, опублик. 1976.