Сталь

(19) (11) З(51) С 2 2 С 3 8 5 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 0,01-0,10 Ое 2-О/9Бор АзотНиобийКальцийЖелезо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский институт железнодорожноготранспорта(56) 1ГОСТ 5632-72,2, Авторское свидетельство СССРР 579338, кл. С 22 С 38/54, 1977.(54) (57) СТАЛЬ, содержащая углерод,марганец, кремний, хром, никель,молибден, медь, бор, азот, железо,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения коррозионнойстойкости, она дополнительно содер.жит ниобий и кальций при следующемсоотношении компонентов, мас.Ъ:Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к сталям,предназначенным для изготовлениясварных котлов, многоцелевых железнодорожных цистерн, перевозящих меланж,слабую азотную кислоту; ортофосфорную и серную кислоту, а также дляхимической аппаратуры, эксплуатирующейся в агрессивных средах. Стальв виде монолитного и двухслойного,металла может найти применение для 10аппаратуры и емкостей для хранения,транспортирования и переработкикапролактама, минеральных удобрений и др. продукции химической промышленности. 15Известны стали 08 Х 18 Г 8 Н 2 Т,12 Х 18 Н 10 Т, 10 Х 17 Н 13 М 2 Т., которыенаходят применение для изготовлениясварной емкостной аппаратуры и котлов желеэнодородных цистерн 1)Эти стали характеризуются недостаточной коррозионной стойкостьюи условиях эксплуатации на железнодорожном транспорте. Так, йри сливе из котла цистерны меланжа, серной кислоты и других грузов в емкость поступает влажный воздух и настенках котла (на поверхности металла) происходит разбавление кислоты,что во многих случаях приводит кинтенсификации коррозиснного процесса. Разбавление.кислоты на поверхности стали протекает достаточнобыстро, достигая наиболее, опасныхв корроэионном,отношении концентраций (50-60-ная Н 504 ). В условияхвоздействия 55 Ъ-ной Н 604, скоростькоррозии сталей 12 Х 18 Н 10 Т и10 Х 17 Н 13 М 2 Т даже при 20 ОС достигаетсоответственно Зб и 12 мм/год, чтоприводит к быстрому выходу цистерн 40из эксплуатации из-эа сквозных повреждений, а перевозимая кислотазагрязняется продуктами коррозии и. происходит снижение ее сортности,Наиболее близкой к изобретению 45по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь 2,содержащая, мас.Ъ:Углерод0,02-0,0650Хром 17-19Никель 6-8Молибден 2-3Медь 2,5-3,5 55Бор 0,002-0,03Азот 0,035-0,1ОстальноеЖелезо60Недостатком этой стали является низкая корроэионная стойкостьсталив меланже,Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости стали. 65Цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, молибден, медь, бор, азот, железо, дополнительно содержит ниобий и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%: углеродМарганецКремнийХромНикельМолибденМедь 0,01-0,10 0,2-0,90,2-0,817,0-19,012,0-14, 02,0-3,82,5-3,50002-0,0070,035-0,100,3-0,90,11-0,20 Бор АзотНиобийКальций Железо ОстальноеИсследованию подвергают 10 плавокпредлагаемой стали (табл. 1), Какпоказывают металлографические исследования, сталь имеет аустенитнуюструктуру, хорошо деформируется приковке и прокатке, удовлетворительно сваривается. Так, при испытанияхна стойкость против горячих трещин,по методике МВТУ им, Баумана, критическая скорость деформации предлагаемой стали составляет 2,33,6 мм/мин, т.е. находится на уровнешироко применяемых сталей 12 Х 18 Н 10 Ти 10 Х 17 Н 1 ЗМ 2 Т. При сварке стали воколошинной зоне имеет место незначительный рост аустенитных зерен,практически не оказывающий влиянияна механические свойства и коорозионную стойкость металла. Механическиесвойства металла характеризуютсядостаточно высокими прочностнымии пластическими свойствами (табл. 2).Угол загиба стали 180 ф,Предлагаемая сталь обладает высокой коррозионной стойкостью в серной кислоте всех концентраций (скорость коррозии менее 0,2 мм/год),а также в меланже, ортофосфорнойкислоте, слабой азотной кислоте(,табл. 3) и др. средах. Эа счет комплексного легирования (Ио, ЙЬ, 8,й) предлагаемая сталь не склонна кмежкристаллической коррозии при испытании по методу АМ ГОСТ 6032-75как в сжтоянии после сварки,так и последлительных до б ч температурных воздействий на сталь при 650 С.При отсутствии в стали ниобия склонность к межкристаллиесной коррозии обнаруживаетсяуже после 2-часовых нагревов,Применение предлагаемой сталивзамен используемых сталей 12 Х 18 Н 10 Ти 10 Х 17 Н 13 М 2 Т позволяет получитьзначительный экономический эффект за:счет увеличению срока службы сварныхконструкций, в частности сварныхкотлов железнодорожных кислотных цистерн (с 7-10 до 30-40 лет), исключения ремонтов дпя ликвидациихх х 6 Ц ф аа о д 1х х охе аХхф ххао 1 х6 а 6ГО , -ф 1 1 1 11 41оо 1 о о 11-) г- О %.Ч с О МЧ сГ ЧО Л ф О с" с- - с- т- с 4 гЧ с с с с с с О О О О О О О О СО РО Гс ф О О О О О О О О с с с О О О ОГ М О 11 сю О Г. фО СО ГссОО О сУ О СГ с О ОО с- Г 1 с- й О с с с МЧ М СО ГЧ ОЛ О 1 О 1 СО сГ сР ф 3 фс с с с с ГЧЧ М М М ф о Х 6О 1 ГЧ М СО с СО %Ч, с-О с- СО ф %1 % 3 Ю Ю О с 3 Чсф СО1 с ОсЭ 11тЧ ГЧ 1 ГЧ ГЧ 1сО О 1 СО,ГЧ й М с с О ОЧ Гс СО с О Ос- ГЧ щ с. Г с- О СО с. О 1 с с с ГЧ М М МЧ т- гЧсЧ сЙГ с- с-МщО, Ос сМ ГЧ М сУг % т % 11060700 Та,блица 2Механические. свойства и скорость коррозии в 60-ной Н 2 504,при комнатной температуре предлагаемой стали ан8-2999 8 27,9-3198 0,102 - Фгг 6490-ббпр Р К36 3-42 9,9-32,35 2-42 3 493-289 09 10 30 6-34 2 и ц мм/год,евозивших корость коррозии образцспытанных в цистернах,образц ортофосфор- улучшенную кислоту ную кисл меланж У Ос й ме 10 Х 17 Н 13 Сварны 1021 90124 09083 090090 . 09011 инения Коррозионная стойкость сталей и сварных с условиях эксплуатации цистерн при пере агрессивных грузов1060700 Продолжение табл. 3 Скорость коррозии образцов мм/год,испытанных в цистернах, перевозивших Вид образцов глеланж ортофосфорную кислоту Предлагаемая Основнойметалл 0,0047-00058 0,0051-0,0062 0 0324-0 0375 ТЯ Г:3 Я 1 Г.Ъ 30,0052-0,0056 О,0061-0,0063 0,0328-0,0411бТПЪ Пбчй Онвнойметалл редлагаема 0,0036-0,0047 П ООП-О,ПП 1 П,/8 П-О ИгтйтСварныесоединен 0043-0 0047 едлагаем сновноеталл Оф 0036-0,0049 6 Сварныесоединени О 0049-Оф 0060 Ок 0041 Ок 0047 Ог 02 ГЕВ ГЯЬ 3 0356 Основн металл рейлагаема 0228-00290 Сварны соедин,0 вной Предлагаемая Ог 0031-Ок 0039 Оф 0039 Ок 0043 ме ния Основнойметалл вест на 00433-Оф 0655 0,05 ь Сва сое 801 339-0,0989 ени Л. Суязовагель Корректор О. Т ставителхред М. едактор Л. Повхан Тираж 62 ИИПИ Государств по делам изобр 35, Москва, Жаз 9976 нт",лиал ППП Сталь маркаили номерплавки Сварныесоединения Сварсоед 032-00042 00039-00046 Подписного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д, 4 жгород, ул, Проектная, 4 улучешеннуюсерную кислоту