Нержавеющая сталь

(51)4 С 22 С 38/54 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к областиметаллургии, в частности к составунержавеющей стали для энергооборудования, эксплуатируемого в условияхкоррозионно-активных сред, и может 801342940 А 1 быть использовано в энергетическоми химическом машиностроении, Цельизобретения - повышение горячей пластичности и стойкости стали противмежкристаллитной коррозии. Для достижения цели сталь дополнительно содержит бор и иттрий при следующемсоотношении компонентов, мас.Е: углерод 0,03-0,06; хром 18-20; никель1.1-15; кремний 2,5-5,0; марганец0,1-0,5; молибден 2-4; магний 0,0050,300; алюминий 0,1-0,5; азот 0,300,45; ванадий 0,1-0,3; бор 0,00050,0050; иттрий 0,005-0,100; железоостальное. Применение стали позволитповысить надежность изделий и ихдолговечность, 4 табл,1342940 Таблица 1 Содержание элементов, мас.Йг т1 м 1 е , мв мо 3 ме 3 в ч 3 мвТ Плавка 0,002 17, 3 10,5 1,9 0,05 1,5 0,001 0,08 0,05 0,25 0,0002 0,001 Остальное ее 003 18 11 25 01 2 0005 0,1 0,10 030 00005 0005 0,045 19 13 3)5 О 3 Э О 150 0 30 020 0)38 0)0030 0)050 0,06 20 15 5,0 0,5 4 0,300 0,5 0,3 0,45 0,0050 0,100 е в О)10 20)8 15 в 5 5)5 0)58 4)Ь 038 075 041 05 0010,05 19,1 13,9 3,9 0,35 3) 3 0,20 0,41 0,25 0,35 0,25 е Изобретение относится к металлургии, а именно к составу нержавеющей стали аустенитного класса, обладающей повышенной коррозионной стойкостью, технологичностью и эксглуат ционне)й надежностью для нагруженных деталей, работающих в агрессивных химических, пароводяных, пищевых и других средах, 101 елью изобретения является повышение горячей пластичности и стойкос -ти стали против межкристаллитной коррозии.Комплексное микролегирование бором и иттрием в указанных пределах заметно повышает технологическую пластичность. Совместные добавки бора и иттрия способствуют более равномерному распределению и уменьшению 20 неметаллических включений, Практически исчезают полосчатые и пунктирные неметаллические включения, При комплексном микролегировании стали вместо сульфидов марганца и железа образуются оксисульфиды иттрия, имеющие более высокую термическую устойчивость. Их образования повышают температуру начала оплавления обогащенных серой микрообъемов и тем самым улучшают горячую пластичность стали,Особенно эффективным при увеличении стойкости против МКК является также комплексное микролегирование в указанных концентрациях магнием, бором и иттрием, что связано с уменьшением относительной энергии зерен стали,Провоцирующий нагрев стали с добавками бора и иттрия в отличие от стали без них вызывает на границах зерен выделение карбидов хрома, которые раздроблены и изолированы друг от друга. Кроме того, в структуре стали, содержащей бор и иттрий, карбиды хрома находятся в несколько меньшем количестве. Такое расположение карбидов на границах зерен не приводит к межкристаллитному разрушению стали, что объясняется тем, что обедненные хромом участки, по которым происходит коррозия и разрушение, не контактируют друг с другом, вследствие чего не происходит непрерывного проникновения коррозионной среды в глубь металла по границам зерен.Введение в сталь бора и иттрия в количествах ниже указанных не эффективно, а сверх указанных способствует появлению в структуре стали мелкозернистых остроугольной формы избыточных фаз, расположенных как в самом теле зерна, так и на его границах, вследствие чего горячая пластичность резко ухудшается. Снижается также и стойкость стали против МКК и механические свойстваВсего выплавляют шесть плавок нержавеющей стали: плавка 1 меньше минимального предлагаемого содержания, плавки 2-4 - предлагаемая сталь плавка 5 - больше максимального предлагаемого содержания элементов и плавка 6 известная сталь.Химические составы плавок приведены в табл1.1342940 10 Таблица 2 о Плав- Критическая степень деформации, 7, при температуре, С ка 950 1000 1050 1100 1200 1250 30/24 30/30 54/50 62/60 43/40 39/31 61/58 69/68 38/34 42/39 62/60 71/70 39/33 41/40 60/59 71/68 31/26 52/50 32/32 61/60 53/50 30/25 35/31 59/59 П р и м е ч а н и е, Температура нагрева под прокаткувремя нагрева 1 ч,В числителе значение критическойстепени деформации на гладкой стороне, в знаменателе - на стороне срезом,надТ а блица 3 Число скручиваний до разрушения при температуре, С Плавка 50 1000 1050 1100 115 21 10 28 16 29 30 22 21 Стали выплавляют в открытых индукционных печах с основным тиглем, Масса одного слитка 100 кг. Опытные и известную сталь испытывают на горячую пластичность по методам прокатки клиновых проб образцов с острыми боковыми надрезами на одной из боковых граней (табл. 2) и 24/20 25/22 31/25 36/28 35/26 37/31 33/25 36/29 27/23 28/24 25/19 26/22 кручения с определением числа скручиваний до разрушения (табл, 3), Испытания проводят в интервале температур 900 - 1200 фС при испытании наскручивание и 950 - 1250 Г при нагреве образцов под прокатку при исследовании клиновых образцов, Значения, приведенные в табл2 и 3, являются средними 5 - 6 измерений1342940 мальное время появления межкристаллитных трещин. Использование стали в промышлен 5ности по сравнению с известной сталью повышает технологичность, а именно деформируемость в горячем состоянии, что увеличивает выход годногометалла при ковке-прокатке; понижаетсклонность к МКК, что увеличиваетнадежность изделия, а следовательно,его долговечность,Таблица 4 Минимальное время появления Плавка межкристаллитных трещин (мин)Формула изобретения 15 2,5 Нержавеющая сталь, содержащая углерод, хром, никель, кремний, марганец, молибден, магний, алюминий,азот, ванадий, железо, о т л и ч а - 20 ю щ а я с я тем что с целью повышения горячей пластичности и стойкости против межкристаллитной коррозии,она дополнительно содержит бор и иттрий при следующем соотношении компо 2 с нентов, мас.7:УглеродХромНикельКремний30 Мар ганецМолибденМагнийАлюминий 4,6 4,5 3,2 2,4 0,5 АзотВанадийБорИттрийЖелезо 35 Составитель В. БростремРедактор Н, Гунько Техред М,Дидык Корректор А, Демчик Заказ 4606/26 Тираж 604 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Подписное Лроиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Также проводят испь:тания нержавеющих сталей на сопротивляемость.межкристаллитной коррозии (табл. 4), Значения, приведенные в табл. 4, являются средними результатами 5 измерений. На основании проведенных исследований установлено, что предлагаемая сталь обладает более высокой техно - логичностью за счет повышения горячей пластичности: число скручиваний до разрушения по сравнению с известной сталью возрастает примерно в полтора раза, а критическая степень деформации при прокатке клинового образца увеличивается на 8-123, Одновременно в 6-9 раз возрастает мини 0,03-006 18-20 11-15 2,5-5,0 0,1-0,5 2 - 4 0,005-0,300 0,1-0,5 030-045 0,1-0,3 0,0005-0,0050 0,005-0,100 Остальное