Сталь
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскик
Соцмалмстическмк
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()971908 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.05.81 (21) 3293879/22 — 02 с присоединением заявки ¹ (23) П риоритет (5l)M. Кл.
С 22 С 38/48
3Ъоударстеенный кое1нтет
СССР по делам нзооретеннй . н открытнй
Опубликовано 07.11.82. Бюллетень № 41
Дата опубликования описания 07.11.82 (53) УДК 669 14
018,52-85— — 194 (088.8) (72) Авторы изобретения
К. Б. Кацов, В. И. Ткачев, В. Г. Макаренко, М. И. Астрединов, p. M. Пужай, В. И. Холодный, Ю. И. Русинович, И. А. Повышсв и И. М. Мураховский
Специальное конструкторско — технологическое бюро физико— механического института АН Украинской ССР т ° f ° c (7!) Заявитель
"1 .- . ° 1 т.з
) ,т " "-. (54) СТАЛЬ
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сложнолегированным жаропрочным сталям, и может быть использовано в энергетическом и химическом машиностроении, в различном теплообменном и промышленном ь оборудовании, работающем в условиях воздействия коррозионно-активных водородосодержащих сред.
Известна жаропрочная сталь марки ХН32Т, применяемая в указанных областях техники 11) о
Наиболее близкой к предлагаемой стали по технической сушности и достигаемому эффекту является сталь марки ЭП774, содержащая, вес.%:
Углерод До 0,02
Кремний До 0,8
Марганец До 1,0
Хром 19,0 — 21,0
Никель 44,0 — 46,0
Молибден 40 — 60 го
Ниобий 0,9 — 1,8
Титан IIo 0,1
Алюминий До О,1
Железо Остальное
Известная сталь имеет достаточно высокий уровень механических свойств 12) .
Однако известная сталь не обладает требуемой стойкостью против водородного охрупчивания и необходимой устойчивостью к водородному растрескиванию в атмосфере влажной пароводяной смеси и других водородосодержащих сред.
Целью изобретения является повышение водородоустойчивости стали со структурой стабильного аустенита, обладающего лучшим сочетанием коррозионных и механических свойств.
Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ниобий, железо, дополнительно содержит двуокись тория и кальция при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Углерод 0,01--0,05
Кремний 0.2 -0,5
Марганец О,) -0.8
Хром 19,0 2 1,0
Никель 44,0 -46,0
Молибден 40 60
971908
Ниобий 0,8-1,2
Двуокись тория 0,05 — 0,3, Кальций 0605-0,08
Железо Остальное
Допол)нительное введение двуокиси тория и кальция положительно влияет на повышение стойкости сплава к водородной коррозии и обеспечивает требуемый уровень пластических свойств в процессе эксплуатации.
Выплавку опытной стали проводят в лабораторной вакуумной индукционной печи емкостью 50 кг на чистых шихтовых материалах. Разливка металла-йроводится при 1550 С . в 16-килограммовые слитки, которые в течение 1 ч выдерживаются в плавильной камере, а затем охлаждаются на воздухе.
В целях удаления литейной корки и поверхностных дефектов металлургического характера слитки обдираются на токарном станке, после чего свободной ковкой из них изготавливают прутки диаметром 50 мм и сечением 30х30 мм. Темцература ковки находится в интервале 1150 — 950 С. Для стабилизации структуры образцы перед испытанием подвергаются аустенизации при 1100 С в течение 2 ч, с последующим охлаждением на воздухе и отпуску при 750 С в течение
1 ч, затем исследуют механические свойства сталей после наводороживания. IO Химический состав исследованных сталей приведен в хабл. 1.
Механические свойства сталей приведены в табл. 2.
Фрактографический анализ поверхности из15 ломов образцов методом сканирования на электронном микроскопе показывает, что в сплаве, упрочненном дисперсными частицами двуокиси тория, доля вязкой составляющей в зоне разрушения возрастает на 15 — 20% зп по сравнению с известной сталью.
971908 о ж
° и
И
1 о о
44
4 I
1
4 й1
1 а о а о е о &
О а а
4 4 о о о
О О О
О О а ю ч о о о о о о (1
CI5 а ! v н
D о
1 !
I 1 н
I а
О о о.
О- lo
Я
00 о
О о а!
С О й
lA
О
Г 3 ( о о
g о
ОО
О о
«, Ф о н
I Яд б> о„
D» О
EA \О
С 4 4
I М и о. о о
g а
1 о ! v о о о
4 4 С4
1 — —
Оа а
tA QO о о
X
44 а
Я и — —
I сч
О сО о в о о
Я н О а — — 1
С 4
Ю с> а о о о о
О о о
4 ф а о
О4 (I
I !
1 и
I Д
t л л с3 1
1 !
4
Ю
Г 4 . !
1
971908
Таблица 2
Состав
Предел прочности, МПа
Сплав
ОтносительСодержание водорода в металле, смз/100 r ное удлинение, %
810
37
Предлагаемый
785
750
29
Известный
4 865 17 52
П римечание:
Наводороживание образцов из исследуемых сплавов производится в автоклаве по режиму: 700 С вЂ” 300 ч, давление газообразного водорода 50 МПа.
Определение влияния концентрации водорода на механические свойства сплавов проводится на стандартных плоскоразрывных образцах при комнатной температуре.
Концентрация водорода в образцах — свидетелях определяется методом вакуумной зкстракции.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Сталь ХН32Т, ТУ 14 †134 †21.
2. Сталь ЭП774, ТУ 14 — 134 — 21 — 72.
Составитель Л, Суязова
Техред А,Бабинец
Корректор М. Шароши
Подписное
Редактор О. Персиянцева
Тираж 660
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 8493/11
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Формула изобретения
Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ниобий, железо, отличающаяся те а, что, с целью повышения водородоустойчивости, она дополнительно содержит двуокись тория и кальция, при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Углерод 0,01 — 0,05
Кремний 0,2-0,5
Марганец 0,1 -0,8
Хром
Никель
Молибден щ Ниобий
Двуокись торин
Кальций
Железо
19,0 — 21,0
44,0 — 46,0
4,0 -6,0
0,8-1,2
0 05 — 0,3
0,005 — 0,08
Остальное