Сталь

Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ои 971908(5 )М. Кл,С 22 С 38/48 3 Ъоударстеенный кое 1 нтет СССР по делам нзобретеннй н открытнй(72) Авторы изобретения К. Б. Кацов, В. И. Ткачев, В. Г. Макаренко, М. И. Астрединов,О, М, Пужай, В. И. Холодный, Ю. И. Русинович, И. А. Повышсви И. М. Мураховский Специальное конструкторско в технологическ бюро физико - механического института АН Украинской ССР . 011:(54) СТАЛЬ 15 1Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сложнолегированным жаропрочным сталям, и может быть использовано в энергетическом и химическом машиностроении, в различном теплообменном и промышленномб оборудовании, работающем в условиях воздействия коррозионно-активных водородосодержащих сред.Известна жаропрочная сталь марки ХН 32 Т, применяемая в укаэанных областях техники 11 оНаиболее близкой к предлагаемой стали по технической сушности и достигаемому эффекту является сталь марки ЭП 774, содержащая, вес.%:Углерод До 0,02Кремний До 0,8Марганец До 1,0Хром 19,0 - 21,0Никель 44,0 - 46,0Молибден 40 - 6020Ниобий 0,9-1,8Титан До О,Алюминий До 0,1Железо Остальное Известная сталь имеет достаточно высокий уровень механических свойств 12.Однако известная сталь не обладает требуемой стойкостью против водородного охрупчивания и необходимой устойчивостью к водород. ному растрескиванию в атмосфере влажной пароводяной смеси и других водородосодержаших сред.Целью изобретения является повышение водородоустойчивости стали со структурой ста. бильного 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 следуюШем соотношении компонентов, вес.%:Углерод 0,010,05Кремний 0,20,5Марганец 0,1 -0.8Хром 19,0 21,0Никель 44,0 -46,0Молибден 40 60Ниобий 0,8-1,2Двуокись тория 0,05 - 0,3,Кальций 0;005-0,08Железо ОстальноеДопол)нительное введение двуокиси тория икальция положительно влияет на повышениестойкости сплава к водородной коррозии иобеспечивает требуемый уровень пластическихсвойств в процессе эксплуатации,Выплавку опытной стали проводят в лабораторной вакуумной индукционной печи емкостью 50 кг на чистых шихтовых матерна.лах. Разливка металла цроводится при 1550 Св 16-килограммовые слитки, которые в тече.ние 1 ч выдерживаются в плавильной камере,а затем охлаждаются на воздухе.В целях удаления литейной корки иповерхностных дефектов металлургическогохарактера слитки обдираются на токарномстанке, после чего свободной ковкой из них изготавливают прутки диаметром 50 мм и сечением Зох 30 мм. Темцература ковки находится в интервале 1150 - 950 С. Для стабилизации структуры образцы перед испыта.нием 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.10 Химический состав исследованных сталейприведен в хабл. 1.Механические свойства сталей приведеныв табл. 2,Фрактографический анализ поверхности из ломов образцов методом сканирования наэлектронном микроскопе показывает, что в сплаве, упрочненном дисперсными частицами двуокиси тория, доля вязкой составляющей в зоне разрушения возрастает на 15 - 20% 26 по сравнению с известной сталью.971908 Таблица 2 Состав Предел проч.ности, МПа Сплав ОтносительСодержаниеводорода вметалле, смз/100 г ное удлинение, % 810 25 37 Предлагаемый 785 28 750 33 29 Известный 4 865 17 52 П римечание: Наводороживание образцов из исследуемых сплавов производитсяв автоклаве по режиму: 700 С в 3 ч, давление газообразноговодорода 50 Мпа.Определение влияния концентрации водорода на механическиесвойства сплавов проводится на стандартных плоскоразрывныхобразцах при комнатной температуре.Концентрация водорода в образцах - свидетелях определяется методомвакуумной зкстракции. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сталь ХН 32 Т, ТУ 14 в 134 в 21.2. Сталь ЭП 774, ТУ 14 - 134 - 21 - 72. Составитель Л, СуязоваТехред А,Бабинец Корректор М. Шароши Редактор О. Персиянцева Подписное Тираж 660ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, 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, о т л и ч а ю щ а я с я теа, что,с целью повышения водородоустойчивости,она дополнительно содержит двуокись торияи кальция, при следующем соотношении ком.понентов, вес.%:Углерод 0,01 - 0,05Кремний 0,2-0,5Марганец 0,1 -0,8 ХромНикельМолибденЗО НиобийДвуокись торинКальцийЖелезо 19,0 - 21,044,0 - 46,04,0 -6,00,8-1,20,05 - 0,30,005 - 0,08Остальное