Сталь
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
{61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22)Заявлено 25.09.81 (21) 33415513i22-02 (5! )М. Кл. с присоединением заявки J4—
С 22 С 38/28
Гесудврствевхеа кемвтат
СССР (23 ) Приоритет
Опубликовано 23.01 83 Бюллетень № 3
Ю илам язвбрвтекнй и втхрмтня (53) УДК669.14. .01 8. 52. 8-1 94 (088. 8), Дата опубликования описания 23.01.83
В. П. Северинов, С. В. Дианов, В. Aj, :-Ррдчен1 о
«/, А. С. Баранцев, И. А. Повышев и В;: Й« К«дочко - :::
Р
Х
« (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СТАЛЬ
Изобретение относится к металлургии жаростойких сталей и может быть использовано в энергетическом и химическом машиностроении в оборудовании и установках, работакспих в условиях высокотемпературного воздействия коррозионно5 активных газовых сред.
Известна сталь t 1 ) со следухщим химическим составом, вес.%:
Углерод 0,06-0,2
Кремний 0,02-0,07
Марганец 1,7-4,5
Алюминий 0,05- 0,1
Азот 0,007-0,012
Ниобий 0,03-0,06
Бор 0,0005-0,005
Титан 0,03-0,06
Ванадий 0,03-0,08
Иттрий 0,0005-0,005, го
Железо Остальное
Однако у этой стали низкий предел прочности и низкая коррознонная стойкостьь.
Наиболее близкой к предлагаемой псг технической сущности и достигаемому эффекту является сталь $ 2 ) мартенеитно-ферритного класса, марки 15X6CIO, содержащая, вес.%:
Углерод Qo 0,15
Кремний 1,2=1,8
Марганец Qo 0,5
Хром 5,5-7,0
Алюминий 0,7-1, 1
Железо Остальное
Однако известная сталь не обладает достаточным уровнем коррозионной стойкости, особенно в сероводородных газовых средах при повышенных температурах и не обеспечивает требуемой эксплуатационной надежности оборудования парогенераторов и различных котельных установок, работающих не жидких и твердых сортах топлива.
Белью изобретения является повышение прочности, пластичности и коррозионнвй стойкости в атмосфере топочных газов и сероводородных сред.
Т.аблица1
3аяв 1 0,05 1,0 0,1 5,5 0,6 0,05 0,03 0,01 0,006 0,008 Осталяе» . ток мая
2 0,10 1,2 0,3 6,5 0,9 0,2 0,08 0,05 0,009 0,01 Остаток
3 0 15 1,5 0,5 7,0 1 1 0,3 0,1 0,1 0,02 0,2 Остаток вест015 1 5 05 6 5 1 0 — — — 0025 003 Остаток ная
Эта цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, алюминий, железо, дополнительно содержит ниобий, цирконий, иттрий при следуюшем соотношении компонентов, вес.%:
Углерод 0,05-0,1 5
Кремний 1,0-1,5
Марганец О,1-0,5
Хром 5,5-7,0 10
Алюминий 0,6-1;1
Ниобий 0,05-0,3
Цирконий 0,03-0, 1
Иттрий 0,01-0,1
Железо Остальное 15
Введение в состав стали ниобия и циркония в указанном соотношении оказывает положительное влияние на работоспособность стали при 550-800 С. Повышение жаропрочности в этом случае 20 сопровождается улучшением пластичности .стали, что связано с преимушественным распределением этих элементов по границам зерен и упрочнением пограничных объемов. Вместе с тем цирконий, 2$ как и иттрий, с одной стороны, являясь сильным раскислителем, повышает качество металла, способствует сохранению мелкозернистой структуры при продолжительных нагревах, а с другой, обладая gp высокой термодинамической активностью и большой теплотой образо6ания окислов, обеспечивает получение на поверхности металла высокозащитных окисных покрытий. При этом резко изменяется механизм окисления стали, сушественно улучшается структура и качество окисной пленки, повышается ее деформационная
62 4 способность и адгезия с матриалом подложки, Рентгеноструктурный анализ показывает, что такой окисный слой состоит из ромбоэдрических фаз типа Ме2О и
2 3 шпинделей многокомпонентного состава.
Проведены опытные плавки, пластическая и термическая обработки, определены прочностные коррозионные свойства прелагаемой и известной сталей. Выплавку проводят в 30-ти кг открытых индукционных печах. Образцы изготовляют из кованных штанг диаметром 16 мм, температура начала ковки 1200 С, темпереггура конца ковки 850 С. Сталь термически обрабатывают по режиму — отпуск о
800 С в течении двух часов. Определение коррозионной стойкости проводят при о
750 С в атмосфере воздуха, содержашей компоненты топочных газов в количестве 5% Н2О, 10% SOg и 5% Н29.
Результаты механических испытаний усредняют по данным трех образцов.
Химический состав исследованных сталей приведен в табл. 1.
Механические свойства и коррозион-. ная стойкость исследованых сталей приведены в табл. 2.
Технико-экономический эффект при использовании предлагаемой стали определяется повышением эксплуатационной надежности и срока службы котельных систем и оборудования парогенераторов тепловых электростанций, нефтехимических установок по переработке нефти.
Экономический эффект от внедрения предлагаемой стали, из расчета на одну тонну по сравнению с известной составляет 108 руб/т.
9ЕО862
Таблица2 Предлагаемая 1 465 27 192 4 5
2 470 24 201 3,0
3 485 23 2,5
Извест,ная
450 20 1 79 7,0
Хром
Алюминий
Ниобий
Цирконий
Иттрий
Железо
5,5-7,0
0,6-1,1
0,05-0,3
0,03-0,1
0,01-0,1
Остальное
0,05-0,1 5
1,0-1,5
О, 1-0,5
Составитель Jf; Суязова
Редактор H. Рогулич Техред М. Надь Корректор Л. Бокшан
Тираж 625 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 63/39
Филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Ф ормула изобретения
Сталь, включаюшая углерод, кремний, марганец, хром, алюминий железо, отличающаяся тем, что, с ЗО целью повышения прочности, пластичности и коррозионной стойкости, она" дополнительно содержит ниобий, цирконий и иттрий при следуюшем соотношении компонентов, вес.%: . 35
Углерод
Кремний
Марганец
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
No 722984, кл. С 22 С 38/14, 1980.
2. Сталь 15XGCIO, ГОСТ 5632-72.