Сталь

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 765394(22) Заявлено 17,07,78 (21) 2644957/22-02с присоединением заявки Ле(51)М. Кд. С 22 С 38/58 Ъсуднрстввнньй каннтвт СССР в двяан нзабратеннй н атнрытнйОпубликовано 23,09.80. Бюллетень М 35 Дата опубликования описания 23.09.80(71). Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт технологии химического и нефтяного аппаратостроения 4) иНаиболееической сущиляется стальУглеродМарганецКремнийНикель лизкой к предлагаемой по тети и достигаемому резуль2), содержащая, вес,%,0,02 - 0,151,5 - 3,0- 0,15-0,400,7-1,50,5-1,50,03 - 0,30,01 - 0,03 х- та Хром Ниоб,03 - 0 А Изобретение относится к области металлур.гии, а именно к низколегированным малоуглеродистым сталям, обладающим повышенной сткостью против расслаивания под давлением внаправлении толщины проката в сероводородсодержащих средах, и может быть примененодля изготовления толстостенной сварной неф.техимической аппаратуры, эксплуатирующейсяв сероводородсодержащих средах при повышенных давлениях и низких температурах.Известна сталь (1), содержащая вес,%:Углерод 0,03-0,075Кремний 0,17 0,37 Марганец 0,8 - 1,45 Никель 1,1-2,5 Хром 0,03 - 0,7 Молибден 0,05 - 0,4 Церий 0,005 - 0,10 Цирконий 0,01 - 0,2 Азот 0,015 - 0,028 Алюминийостаточный 0,01 - 0,05НитридАлюминий0,09 2Ванадий 0,01 - 0,18Ниобий 0,01 - 0,045Железо ОстальноеЭта сталь имеет достаточную ударную вязкость и сопротивление, хруйкому разрушению при температуре минус 120 С (в поперечном по отношению кнаправлению проката направлении). Однако в найравлении толщины проката эти свойства резко снижаются, что объясняется расслоением по пластинчатым карбонитридам ниобия. Недостатком этой стали явля. ется также низкая стойкость в сероводород- содержащей среде,76539 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Редкоземельныеметаллы 0,01 - 0,1Алюминий 0,01 - 0,15Цирконий 0,001 - 0,08Молибден 0,01 - 0,25Железо ОстальноеНедостатком этой стали: является существенное снижение стойкости против расслаиванияпод давлением в среде, содержащей сероводо.род, и механических свойств; прочности, пластичности, хладостойкости, ударной вязкостив направлении толщины проката,Целью изобретения является снижение анизотропии механических свойств и повышениестойкости против расслаивания в сероводородсодержащих средах,Это достигается тем, что предлагаемая стальдополнительно содержит ванадий, титан, каль.ций и медь при следующем соотношении компонентов, вес.%:Углерод 0,05 - 0,10Кремний 0,15 - 0,35Марганец 1,5-2,0Никель 0,8-1,2Хром 0,2-0,6Азот 0,002 - 0,03Редкоземельныеметаллы 0,005 - 0,03Цирконий 0,001 - 0,04Алюминий 0,01 - 0,ММолибден 0,01 - 0,3Ванадий 0,02 - 0,2Титан 0,005 - 0,1Кальций 0,001 - 0,08Медь 0,2-0,5Железо ОстальноеВысокие прочностные показатели предлагаемой: стали обеспечиваются заданным составомза счет дисперсионного упрочнения металла мелкодисперсными карбонитридами ванадия и ти.тана по фарме, близкими к глобулярной,Плавки предлагаемой и известной стали выплавляют в 5.тонной дуговой электропечи. Металл всех плавок разливают в изложницы дляслитка весом 4,20 т с применением экзотер.мических шлакообразуюших брикетов, а затем прокатывают на листы толщиной 70 и12 мм.Химический состав исследуемых сталей при.веден в табл. 1,Металл для механических испытаний берутопосле нормализации при температуре 920 С. 4 4Предел прочности и текучести, относительноеудлинение и сужение определяют на стандартных образцах (тип 1 П Н 17 к по ГОСТУ 149773), вырезанных поперек и по толщине проката, Ударную вязкость определяют на стандартных ударных образцах с надрезом Менаже(тип 1 по ГОСТУ 9454 - 60), вырезанных также поперек и по толщине проката,Стойкость против расслаивания в среде, со.держащей сероводород толстолистовой сталидля сосудов, работающих под давлением, достаточно хорошо характеризуется пороговымнапряжением при разрушении под действиемпостоянной растягивающей нагрузки в среде,стимулирующей процесс наводороживания,Пороговое напряжение при разрушении в среде, содержащей сероводород, определяют на. цилиндрических образцах, вырезанных попереки по толщине проката с диаметром рабочейчасти 3 мм, находившихся под постояннойрастягивающей нагрузкой при электролитическом наводороживании с катодной поляризацией.Катодная поляризация осуществляется в3%.ном растворе серной кислоты с добавкой20 мг/л двуокиси селена в качестве стимуля.тора наводороживания. Плотность тока катодной поляризации 100 мА/см . Пороговое напряжение определяют по зависимости разрушающее напряжение - время до разрушения, какнапряжение при нагружении, ниже которогообразец не разрушается. Этот метод воспроизводит условия наводороживания в присутствии сероводорода и влаги в более жесткомвиде, чем при испытаниях без катодной поляризации. Свойства опробованных вариантов предлагаемой и известной стали приведены в табл.2,Как видно из данных табл, 2 механические свойства и стойкость против расслаивания в среде, содержащей сероводород в направлении толщины проката предлагаемой стали существенно превышают такие же показатели у известной стали: по пределу прочности в 2,7 - 2,9 раза, по пределу текучести в 1,7 - 1,9 раза, по относительному удлинению в 7,3 - 8,5 раза, по относительному сужению в 4,1 - 4,2 раза, по ударной вязкости при минус 60 С в 2,8 - 3,2 раза, стойкость против расслаивания в среде сероводорода увеличилась в 2,8-3,6 раза.765394 Таблица 1 ПлавС 81 Мп Сг М .й РЗМ А Ег о 9 Т а Р МЬ Са Ре 1 0,05 0,17 1,6 0,20 0,84 0,003 0,006 0,02 0,010 0,0 0,0230,050 0,001 2 0,07 0,27 1,8 0,42. 1,05 0,05 0,018 0,04 0,023 0,015 0,10 0,069 0,048 0,02 0,02 - 0,27 3 0,09 0,35 2,1 0,60 1,8 0,030 0,028 0,06 0,040 0,28 О,8 0,090 0,080 0,02 0,02 - 0,48 Извест. ная 0,09 0,31 1,9 0,9 1,13 0,019 0,04 0,04 0,05 О, --- 0,012 0,01 0;12 - Осталь.ное Таблица 2 Предлагаемая1 22,0 70,0765394 0,002 - 0,03 Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, никель, хром, азот, редкоземельнь:е металлы, цирконий, алюминий, молибден и железо,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюснижения анизотропии механических свойстви повышения стойкости против расслаиванияв сероводородсодержащих средах, она допол.нительно содержит ванадий, титан, кальций .и медь при следующем соотношении компонентов, вес. о,Углерод 0,05 - 0,10Кремний 0,15 - 0,35Марганец 1,5-2,0Никель 0,8-1,2Хром 0,2-0,6 Составитель С, Деркачева Техред Р. Олиян Корректор Е; Папп Редактор Е. Полионова Тираж 694 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская набд. 4/5Заказ 6453/29 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения АзотРедкоземельныеметаллыЦирконийАлюминийМолибденВанадийТитанКальцийМедьЖелезо 0,005 - 0,030,001 - 0,043 0,01 - 0,060,01 - 0,30,02 - 0,20,005-0,10,001 - 0,081 О 02-05ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР уф 541852,1, кл. С 22 С 38/50, 1975,2. Авторское свидетельство СССР У 564362,кл. С 22 С 38/58, 1976.