Сталь

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик. К ДетОВбКОМУ СВИДИтИЛЬСтВЬ(22) Заявлено 08.1079 (21) 2857783/22-02 (53)М, Кл,С 22 С 38/38 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СТАЛЬ Изобретение относится к металлургии, конкретнее к коррозионностойкимсталям для сварных конструкций, эксплуатирующихся при 500-550 ОС.Известйа сталь, содержащая, вес.Ъ:Углерод ь 0,15Марганец с 0,50Хром 4,5-6,0Молибден 0,45-0,60Железо Остальное 11.Однако эта сталь имеет неудовлетворительную свариваемость и характеризуется значительной склонностью к образованию холодных трещин при сварке. Кроме того, она имеет также повышенную склонность к общей корро зии и недостаточную теплопрочность при температурах до 600 оС.Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь, содержащая, вес.В:Углерод 0,01-0,09Хром 2,0-4,9Марганец 1,8-3,0Молибден 0,001 -0,5Железо Остальное 21.Однако известная сталь .имеет недостаточную коррозионную стойкость: скорость коррозии в 1 М растворе Н 504 + 15 г/л Сц 504 при температуре кипения составляет ф 600 г/м ч.Значения ударной вязкости (аи) восновном металле, зоне сварного шваи зоне термического влияния составляют соответственно при +20 С 15,0,16,0 и 11,5 кгм/смй, а при 40 С8,0, 5,0 и 3,5 кгм/смК. При сваркебеэ предварительного подогрева возникают холодные трещины. Твплопрочность известной стали также недостаточна: значения временного сопротивления при 20, 500, 550 и 600 С (после предварительного отпуска при15 650 оС 2 ч) составляют соответствейно 55, 43, 35 и 20 кг/ммф, а значения предела текучести - соответственно 44, 36, 31 и 17 кг/мм,20 Цель изобретения - повьапениекоррозионной стойкости и теплопрочности при достаточном уровне свариваемости и стойкости к хрупкому разрушению,Для достижения указанной целисталь, содержащая углерод, марганец,хром, молибден и железо, дополнительно содержит алюминий, церий икальций при соотношении компонентов,30834220 Таблица 1 Содержание, вес.% Плавка Примеси Предлагаемая: 1 0,042 7,03 1,82 0,41 0,12 0,012 0,01 0,008 0,012 0,15 2 Ок 068 8 к 10 2 е 45 Ог 50 Оф 20 Оф 021 Оф 03. Ок 004 0,014 0/ 13 3 Ое 091 8 г 86 Зю 02 Ок 58 Ое 30 Ою 058 006 Ок 003 0,013 0,12 Известная о, ог,09 2,04,9 1,83,0 0,0010,5 Не определяется Углерод 0,04-0,09Марганец 1,8-3,0Хром 7,0-9,0Молибден 0,4-0,6Кальций 0,1-0,3Церий О, 01-0, 06 5Алюминий О, 01-0, 06Железо ОстальноеПлавку приводят в 50 кг в индукционной печи. Слитки весом по 25 кгкуют на сечение 40 х 150 мм, нагрев под 0ковку осуществляют при 1100-1150 С,Затем производят горячую прокатку досечения 10 х 200 с охлаждением на воздухе. Прокат отпускают при 650 С2 ч с последующим охлаждением навоздухе.В табл. 1 приведен химический состав стали лабораторных плавок.В табл. 2 приведены данные окоррозионной стойкости.Как видно из табл. 2, скорость 0коррозии по общей потере в весе в2,3 меньше для предлагаемой сталипо сравнению с известной. Стойкостьк сероводородному растрескиваниюпри нагрузке 0,8 от предела текучести для предлагаемой стали в1,7 раза выще, чем у известной,Механические свойства и реэульЗаты испытаний на длительную прочностьприведены в табл, 3 30Следовательно, предлагаемаясталь после отпуска при 650 С 2 чи охлаждения на воздухе обладает повышенными прочностными свойствами.Предел прочности на 31, 21, 14 и 15выше при температурах. испытаний 20,500, 550 и 600 С соответственно присохранении пластических свойств науровне значений известной стали,Испытания на длительную прочностьпроводят на металле плавки оптимального состава. Длительная прочность предлагаемой стали при рабочих температурах 500, 550, 600 С на 50, 30и 20 соответственно выше длительнойпрочности известной стали. Испытания на свариваемость предлагаемой стали проводят с использованием технологических "крестовых"проб. Такая проба позволяет судитьо склонности к образованию холодныхтрещин при сварке. Сварку осуществляют полуавтоматически в защитнойсреде (СО) при 1=180 А, О = 20-21 Всо скоростью 11 м/ч, Сварку проводятбеэ предварительного подогрева. Микротрещин в металле зоны термического влияния не обнаруживается,В табл. 4 приведены значения ударной вязкости металла, неподверженного нагреву при сварке и металлазоны термическоговлияния,Как видно из табл. 4, ударная вязкость металла вне эоны термовлияния предлагаемой и известной стали находится на одном уровне. Однако при воздействии сварочного тепла (в зоне термовлияния) ударная вязкость известной стали заметно уменьшается, особенно при отрицательных температурах, в то время как ударная вязкость предлагаемой стали в зоне термовлияния при комнатной и, что особенно важно, при пониженной температуре до -40 С сохраняется на высоком уровне: 7,0 против 3,5 кгм/см соответственно. Высокие значения ударной вязкости в зоне термовлияния обеспечивают высокую стойкость к хрупкому разрушению сварных конструкций, что имеет большое значение при их изготовлении.Скорость коррозиив 1 М раствореН 504+15 г/л Си 50,4при температуре кипения, г/м ч Время до разрушения при нагрузке 0,80 о в среде 20 Н 0, + + 30 г/л МаС, ч Предлагаемая 70,0 550 260 Изйестная 55,0 320 600 Таблица 3 Относительное сужениеЦ Ъ Температура,С Пределпрочности, Ы 8кг/ммОтносительное удлинение, Кб,Ъ Плавка 20 65,3 51,0 75,6 22,3 500 40,8 17,1 77,2 31,1 80,3 550 18,4 92,1 23,4 19,8 19,3 600. Предел текучесбОЯ кг/мм35,0 20,5 16,6 17,6 63,6 70,0 Длительная прочнос тъбоорр кг/мм фМеталл вне зонысварки Зона термовлияния Предлагаемая: 13,7 14,1-40 8,0 формула изобретения Составитель С. ДеркачеваТехредН.Ковалева Корректор С. Щомак Редактор М, Митровка Заказ 4013/52 Тираж 681 Подписное ВНИИПИ Государственного Комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Сталь, содержащая углерод, марганец, хром, молибден и железо,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения коррозионной стойкости и теплостойкости при сохранении свариваемости и стойкости к хрупкому разрушению, она дополнительно З 5содержит алюминий, церий и кальцийпри следующем соотношении компонентов,вес.%:Углерод 0,04-0,09Марганец 1,8-3,0цХром 7,0-9,0Молибден 0,4-0,6Алюминий 0,01-0 у 06Церий 0,01-0,06Кальций 0,1-0,3Железо ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. ГОСТ-72.Сталь марки 15 х 5 М.2. Авторское свидетельство СССР Ю 536250, кл. С 22 С 38/38, 1977.