Сталь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ри 954497(22) Заявлено 16 0779 (21)2797061/22-02 51 М.Кл з с присоединением заявки М 9 -С 22 С 38/60 Госсударственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(23) Приоритет -Опубликовано 30 08 82,Бюллетень М 32 Дата опубликования описания 30,08,82 153) УДК 669.14.(72) Авторы изобретения Е.Т.Долбенко, А.А.Астафьев, Г.С.Карк, В.А.Нечаев, С,И.Марков, В.П.Савуков, В.В.Соболев, Ю.В.Соболев, С.И.Ривкин, Н,И,Попов, В.В.Бобков и Э.Ю.Колпишон Научно-производственное объединение по технълагиимашиностроения ЦНИИТМАШ и Производственное .объедкнение(54) СТАЛЬ 0,08-0,110,17-0,370,6-1,41,7-2,70,35-0,60,03-0,070,02-0,070,005-0,012Остальное УглеродКремнийМарганецНикелЬМолибденВанадийАлюминийАзотЖелезо 20 Изобретение относится к металлур- гии, в частности к сталям, которые могут быть использованы в энергомашиностроении для изготовления сварных конструкций, работающих под давлением, например, парогенераторов и ком пенсаторов объема атомных энергоблоков, мощностью до 2 мпн.кВт.Йзвестна сталь, применяемая для из готовления сосудов давления атомной энергоустановки В, содержащая вес,%: Сталь может содержать примеси,вес.Ъ: хрома до 0,3, меди до 0,2, 25серы до 0,02, фосфора.до 0,018 13.Для получения требуемого уровнямеханических свойств в указанных крупногабаритных изделиях известная стальподвергается обычно термической обра ботке, заключающейся в закалке в водус последующим высоким отпуском. Однако для таких массивных изделий, какэлементы корпусов парогенераторов,компенсато 1 ов объема и других сосудовдавления с толщиной стенки 200-300 мм,указанная термическая обработка вследствие быстрого охлаждения в водА призакалке может привести к возникновениюостаточных напряжений, развитию микротрещин и короблению. Поэтому оптималь.ной для таких изделий является термообработка, заключающаяся в нормализации с охлаждением на воздухе и последующим высоким отпуском. Такая обработка не приводит к трещинообразованию и короблению. Однако известнаясталь позволяет получатьтребуемыйвысокий уровень механических свойствпосле такой термообработки только приконцентрации никеля в ней, близкойк верхнему пределу марочного состава,поскольку при более низком содержанииникеля прокаливаемость стали в сечениях 200-300 мм недостаточна длядсстижения требуемых свойств принебольших скоростях охлаждения характерных для нормализации изделийтакого сечения на воздухе. Недостатком указанной стали является то,чтоповышение содержания никеля в нихдо уровня, близкого к верхнему пределу марочного состава, существенноповышает склонность к охрупчиваниюизделий в процессе медленного охлаж":дения при дополнительных технологичес ких (послесварочных, ремонтных)отпусках. Вследствие этого известнаясталь с высоким содержанием никеляпри проведении нормализации с высоким отпуском не обеспечивает сочетания высокого уровня механическихсвойств и стойкости к охрупчиванию .нри технологических отпусках. Приконцентрации никеля на нижнем пределе высокой стойкости к охрупчиванию соответствует недостаточный уровень механических свойств, получаемыхпосле нормализации и высокогоотпуска. Цель изобретения - повышение стойкости стали к охрупчиванию в про- Ю цессе технологических отпусков при обеспечении высокого уровня механических свойств после нормализации с высоким отпуском крупногабаритных элементов сосудов давления с 25 толщиной стенки 200-300 мм. Поставленная цель достигаетсятем, что сталь дополнительносодержит церий и сурьму при следующем 30соотношении компонентов, вес,Ъ: 40 При этом суммарное содержание 45 сурьмы и фосфора связано с концентрацией марганца в стали соотношением(БЬ + Р)(-0 011Мп -0,2 УглеродКремнийМарганецНикельМолибденВанадийАлюминийАзотфосфорЦерийСурьмаЖелезо 0,08-0,140,10-0,370,8-1,42,3-2,70,50-0,70,03-0070,02-0,070,005-0,0120,003-0,0120,03-0,120,001-0,006Остальное Сталь может содержать примеси,вес. Ъ:Хром До 0,2Медь До 0,2Сера До 0,015ПредлаГаемая сталь дополнительносодержит церий в количестве 0,03-0,12 ) вес.Ъ, что снижает ее склонность к охрупчиванию при технологических отпусках вследствие связывания церия в химические соединения,т.е. удаления из твердого растворавредных примесей, сегрегация которыхпо границам зерен является непосредственной причиной охрупчивания,усиливающегося при высокой концентрации никеля.Наличие сурьмы в количестве0,001-0,006) вес.Ъ в стали при верхнем пределе концентрации фосфора,не превышающем 0,012 вес.Ъ, такжеспособствует повышению стойкости стали к охрупчиванию при технологическихотпусках,В табл.1 приведен состав предлагаемой стали трех плавок. В табл.2приведены свойства предлагаемой иизвестной сталей после однократнойнормализации с высоким отпуском. Каквидно из табл.2, предлагаемая стальпри одинаковом с известной стальювысоком уровне механических свойствобладает значительно меньшей склонностью к охрупчиванию в процессемедленногоохлаждения после дополнительных отпусков. Так, критическаятемпература хрупкости известной сталиповышается в результате охрупчивания,обусловленного .охлаждением стали после дополнительного высокого отпускасо скоростью 10(С /ч, на 30-5 ФС,в товремя как для предлагаемой стали величина дТк составляет лишь 10-20 С.При скорости охлаждения 5 С/ч эта разница еще больше: ьТ составляет40-70 цС для известной стали и лишь20-30 С для предлагаемой.Применение предлагаемой стали дляизготовления корпусов парогенераторови компенсаторов объема только однойатомной энергоустановки мощностью2 млн.кВт дает экономический эффект0,5 млн.руб.ч СЧ 1 тП СЧ 1 ГЧ ГЧ (Ч о 91 Р Х 1 х е гт ГЧ Эхх12 Ф1 Х Сп СП д1 спЦО ЦФхп1 х О1 йЭо дпе ссп й п)йхЖМхн .е1 цохха1 ОХ Ц Хх охв ГЧ 1 г 1 1Ю 1 т-т с с тс 3 0 т 1 ф , с о 1 о СЛО гт 1 СОч0 т 1 ОЛ 101 ГЧ 1 Л4О гО х Е Ч с 1-1 СО тп тп но хе ои и 1 Г 4 Р11 а О О э о е ох х ых И о ЭФО Р30 1 о но о л 3 о СФБ исп хэ а пю д 30 т П О О он:1 1 1 1 Щ ОО х+о 1, -ЮЛ Ф СЧ О 1 9 И. .,х 1ХО 1 ххао1 осп---1Эхф СО 11сгт 1со 1 тО1 1 1 СО 1 Ф СЧ 1 4 с 4 СО СО МР м 1 мП 1 1 115 Составитель Л.Суязова Редактор Е.Лушникова Техред И. Гайду Корректор Г. Решетник Заказ 6373/25 Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж,Раушская наб.,д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная, 4 1. Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, никель, молибден, ванадий, алюминий, азот, фосфор и железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что с целью повышения стойкости к охрупчиванию в процессе технологических отпусков при сохранении уровня механических свойств крупногабаритных элементов сосудов давления с толщиной стенки 200-300 мм, она дополнительно содержит церий и сурьму, при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:Углерод 0,08-0,14Кремний 0,10-0,37Марганец 0,8-1,4Никель 2,3-2,7 Молибден 0,5-0,7Ванадий 0,03-0,07Алюминий 0,02-0,07Азот 0,005-0,012Фосфор 0,003-0,012 5 церий 0,03-0,12Сурьма О, 001-0, 006Железо Остальное2. Сталь по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что суммарное со О держание сурьмы и фосфора удовлетворяет соотношению Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,1. Авторское свидетельство СССР Р 554702, кл.С 22 С 38/12, 1978.