Сталь

Сталь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден , ванадий, азот, алюминий, медь, мьшьяк, фосфор и железо, о тлишающаяся тем, что, с целью повышения механических свойств в сечениях 500-700 мм сварных корпусов автомных реакторов мощностью до 2 млн кВт при сохранении стойкости к охрупчиванию при терютческом воздействии , она дополнительно содержит сурьму и олово при следующем соотношении компонентов, мае.%: 0,13-0,18 Углерод 0,17-0,37 Кремний 0,30-0,60 Марганец 1,70-2,50 Хром 2,10-2,50 . Никель 0,50-0,70 Молибден 0,05-0,12 Ванадий 0,005-0,012 Азот 0,01-0,035 Алюминий 0,11-0,20 Медь 0,003-0,008 Мышьяк 0,003-0,012 Фосфор 0,001-0,005 Сурьма 0,001-0,004 Олово Железо Остальное СО 4 4 При зтом содержание сурьмы, рлова и фосфора отвечает соотношению Sn + 2Sb + ЗР 0,039. 00 СХ)

СОЮЗ COBETGHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„944378 (51) 4

ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕКНЦЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2788325/22-02 (22) 29.06.79 (46) 23.12.87. Бюл. Ф 47 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения

"ЦНИИТМАШ" и Производственное объединение "Ижорский завод" (72) Е.Т.Долбенко, А.А.Астафьев, В.В.Бобков, Г.С.Карк, С.И.Марков, В.П.Сануков, А.С.Зубченко, А.С.Лобода, В,В.Соболев, Ш.В.Соболев, В.А.Литвак, С.И.Ривкин, В.А.Нечаев, В.Г.Шабунин, А.А.Ходосевич,.Ь.Н.Столяров, Л.К.Пыхтарь и А.С.Белоросова (53) 664. 15-196 (088. 8) (56) Патент США В 3424575, кл. 75-123, 1969.

Авторское свидетельство СССР

9 532261, кл. С 22 С 38/46., (54)(57) СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, азот, алюминий, медь, мышьяк, фосфор и железо, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения механических свойств в сечениях 500-700 мм сварных корпусов автомных реакторов мощностью до

2 млн кВт при сохранении стойкости к охрупчиванию при термическом воздействии, она дополнительно содержит сурьму и олово прн следующем соотношении компонентов, мас,X:

Углерод 0 13-0,18

Кремний 0 17-0,37

Марганец 0,30-0,60

Хром 1 70-2,50

Никель 2,10-2,50

Молибден 0,50-0,70

Ванадий 0 05-.0,12

Азот 0,005-0,012

Алюминий . 0,01-0,035

Медь О, 11-0,20

Мьипьяк 0,003-0,008

Фосфор, 0,003-0 012

Сурьма 0,001-0,005

Олово Q,001-0,004

Железо Остальное

При этом содержание сурьмы, олова и фосфора отвечает соотношению

Sn + 2Sb + ЗР 40,039.

1 94

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к сталям, которые могут быть использованы в энергомашиностроении для изготовления сварных конструкций, работающих под давлением, например, корпусов атомных реакторов большой мощности.

Известна сталь, содержащая,мас.7;

Углерод О, 13-0,65

Марганец 0,45-1, 2

Кремний О, 1-0.4

Никель До 2,0

Хром До 1,5

Молибден 0,05-0,6

Один или несколько компонентов из

I группы, содержащий:

Ванадий, ниобий и титан 0 01-0 15

Свинец 0,05-0,35

Алюминий До 0,01

Железо Остальное

Эта сталь имеет низкую прокаливаемость и ударную вязкость.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь, содержащая, мас.Ж:

Углерод 0,13-0,18

Кремний 0,17-0,37

Марганец 0,30-0,60

Хром 1,7 -2,4

Никель 1,0-1,5

Молибден 0,5-0,7

Ванадий 0,05-0,12.

Алюминий 0,01-0,035

Азот 0,005-0,12

Медь 0 11-0,20

Мьппьяк 0,0035-0,0055

Железо Остальное

Сталь может содержать в виде примесей до 0,02 мас.Х фосфора и до

0,02 мас.X серы.

Указанная сталь удовлетворяет по своим свойствам, требованиям, предъявляемым при изготовлении сварных корпусов атомных реакторов мощностью до

1 млн кВт. Однако для изготовления корпусов реакторов мощностью свьппе

1 млн. кВт, например, реактора

ВВЭР-2000, в сечениях свьппе 500 мм известная сталь имеет недостаточный уровень свойств. Этот недостаток может быть ликвидирован путем увеличения прокаливаемости за счет повышения концентрации легирующих элементов, однако при этом существенно возрастает склонность стали к охрупчива. нию при термических воздействиях: при замедленном охлаждении после вы4378 2 сокого отпуска и при длительных тепловых выдержках.

Целью данного изобретения является повьппение механических свойств в

6 сечениях 500-700 мм сварных корпусов атомных реакторов мощностью до

2 млн кВт при сохранении стойкости к охрупчиванию при термическом воз10 действии °

Эта цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, азот, алюминий, медь, мьппьяк, фосфор и железо, дополнительно содержит сурьму и олово при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Углерод О, 13-0, 18

Кремний 0,17-0,37

Марганец 0,30-0,60

Хром 1,70-2,50

Никель 2,10-2,50

Молибден 0,50-0,70

Ванадий О, 05-0, 12

Азот 0,005-0,012

Алюминий 0,01-0,035

Медь 0 11-0,20

Мышьяк 0,003-0,008

Фосфор 0,003-0,012

CypbMa 0,001-0,005

Олово 0 001-0,004

Железо Остальное

При этом, суммарное содержание сурьмы, олова и фосфора отвечает соот35 ношению Sn + 2Sb + 3P 0,039.

В виде примеси сталь может содержать до 0 015 мас.Ж серы.

Предлагаемая сталь имеет более высокое содержание никеля (2,140 2,5 мас.Ж против 1,0-1,5 мас.Х у известной стали), что увеличивает прокаливаемость и позволяет повысить прочностные свойства в сечениях 500700 мм, а также увеличивает ударную

4ч вязкость и снижает склонность стали к хрупкому разрушению. Кроме того, предлагаемая сталь содержит сурьму в количестве 0 001-0,005 мас.Ж и оло" во в количестве 0 001-0,004 мас.Ж при

ВО их суммарном совместно с фосфором содержании, отвечающем соотношению

Sn + 2Sb + 3P < 0,033, что несмотря на наличие указанного количества никеля, повьппающего прокаливаемость

55 стали, но отрицательно влйяющего на стойкость к охрупчиванию при термическом воздействии, позволяет сохранить высокий уровень стойкости стали к охрупчиванию при отпуске и длиз 944378 4 тельных тепловых воздействиях в про- Как видно из табл.2, предлагаемая цессе экспэтуатации за счет снижения сталь обладает более высокой прочносстепени обусловленного сегрегацией тью, пластичностью и вязкостью, чем горофильных элементов ослабления меж- известная сталь, и, кроме того, имеет

5 зеренного сцепления. более низкую критическую температуру

В табл,1 приведен химический сос- хрупкости, а, измеряемая повышением тав предлагаемой стали трех плавок. критической температуры хрупкости, В табл.2 приведены механические свой- стойкость к охрупчиванию при отпуске ства предлагаемой и известной стали 1О с замедленным охлаждением и при длипосле оптимального режима термообра- тельных тепловых выдержках не устуботки. пает известной стали.

1 ТаЬлица 1

Химический состав нредлагленой стали (нас.I) Состав С Ип . Si Cr IIi Ио V и А1 Cu . ha Р SII Зп Вп+28Ь+3Р

0,5 0,05 0,005 0,01 0,11!0,003 0,012 0,001 0,001 0,039

1 013 030 017 17 21

0,009 0,022 0,16 0,005 0,010 0,002 0,004 0,038

0sOI2 0s035 0s2010s008 0s009 0s005 0s0O2 0s039

2 . О, 15 От45 О ° 27 2 ° 1 2,3 Озб Ог09

3 О ° 18 0,60 0,37 2,5 2,5 0,7 О, 12

Табдина 2!!екаяические свойства предлагаекой и известной стали

Текле ратур испыт ний

Критичес кал теиСтойкость к охрупчнвании зТк, С нические свойства тносит тиос длине- суке ие е, у г 2 ел оч ст пература хрупкос- ти Тк, С давление еле otскз в ле хлакаее поснне ле пус

10ч ение осле тпуска воде отска в де

00000 ч оредагаеиан ю

15 !

-48

-39

79 О 19а8

73,6 . 23,2

661 212

67 7 22,4

20 56 2

58 3

650 Лустаиизапнл состав 1

90О С охлаидение гОО С/ч, отпуск

650 С

7О

7з,г

I7 6 а

2О,1

Я 8 16 1

57 ° 1 17,4

350 47дб

49,4

12

18 гг

-42

-З5

18 2

20,4

68 2

7О,О

639 !92

7014 20.8

20 58 9

60>0

650 Лустанизадия

9ОО С, окландение 200 C/÷, отпуск

650 С

Состав 2

590 14 5

17,О

65 2.

15 2

18,9

350 51 8

53,0

20 631

65,0

350 54 1

56,2 о о

64 2

66,8

2О.

ã2îo

-зг

-2sI

Состав 3 650 то не

15 6 !

8,4

736 176

75,! 19, 632 148

64,9 16,0

58 9

60,0

57 16

63 19 износная 650

20 48

350 42

68 ю

220 0О 15 эо !о 22

-!5 о

48 59

50 Я

55 15

13

0 р Is к е ч а н н е: дла предлегаеной стали в числителе н зяакенателе даны соответственно кинимальное и наксииальное зяачеяил свойств, определенные по результатак испытаний различных образиов дакного состава; длн известной сталя в числителе н знаменателе даны соответственно иннииальное и иаксикальное эиачеяня свойств, определеняые по результатак исеютаний образцов с предель ьй содерканиен коыпонентов в нределах карочяпго состава.