Способ изготовления листа или поковки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСИИХРЕСПУБЛИН И 9) 51)ч С 21 Р 9/чб сф 13,Н ПАТЕНТ частиержане азоц,зотно коррози кислоты повышен ет талпцтЛтд и Сутед (,1 Р)Р сида,кая дех сталеи и 1977,209-211спл с.б тся к областиизготовленияржавеющей стаит-аустецит,СУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ниппоц Стэйнлес Ко.,митомо Кемикал Компани Лим(72) Минео Кобаяси, ТакесиГасахиро Аоки, Масао Охкуи Масааки Лагаяма (ЛР)(56) Дзугутов М,11, ПластичФормация высоколегированцьавов. - М.; Металлургия3 64 ю 178 з 192-1941 207 54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЛ ЛИСТОКОВКИ57) Изобретение отцосиеталлургиц, к способуиста или поковки из неи с двойной Фазой Ферр стц Ферритцо-аустеццт ней стали с двойной ф цно-стойкой в среде а Целью изобретения яв е стойкости к межкрис ноц коррозии за счет поддержаццяразмера зерна не более 0,015 мм,Лист или поковку изготовляют изнержавеющей ста.пц с двойцой Фазойферрит-аустенит, содержащей, 7.: Сне более 0,03; 8. не более 2,0; Мпце более 2; Сг 25-35; Г 11 6-15; Х неболее 0,35; Р и:. бо.пее 0,0.1; 8 неболее 0,005, остальное железо и неизбежные примеси с добавкой или бездобавок В в количестве 0,001-0,30.Слиток нагревают до 1200 С и деформируют при этой температуре с коэффициентом уковки по сечению, равцымб, или степенью деФормации 607, приэтом получают средний размер зерна0,012 и глубину межзеренцой коррозии0,009 мм. 3 ил., 2 табл.Излбре тецие относится к изглтлнлению листа или поковки из нержавеющей стали с лнлйц й фазой Ферритдустецит и н частцлсти, Ферритцл-дустенитцой цержднеющеи стали с двойной Фазой, коррлзиоццо-стоикой н среде азотной кис.лоты,Целью изобретеция является повышение стойкости к межкристдллитцсй 1 О коррозии путем поддержания размера зсрцд це более 0,015 мм,Нд фиг.1 плкдздц график зависимости глубины межзереццой ксррозци ецтд уконки по сс чецию лт размера кристалла ерцд. При изгстлнлецци листа цли плконкц используют церждвенщую сталь сднлйцлй Фдлй Ферлит - дустенит, содерждщей, мас,7,: С 0,03 или меньше; Бг2,0 или меньше; Ь 1 п 2 или мецьше; Сг25 - 35; )1 Г - 15; М 0,35 или меньшеи остальное железо и цеизбежцые примеси с добавкой цли без добавки В в 30количестве О,ОО - 0,30 мас,7. и имеющей значение бдчдцса цикеля, отрегулированное лт - 13 до - 9, улучшаетсястойкость к межзерецной коррозии всреде азотной кислоты, 35Углерод является эффективным элементом для лбрдзонация аустецита,однако поскольку лц образует карбид,который повышает чувстнительцость кмежзеренцой коррозии, то он должен 40содержаться пл нозможцости в небольшом количестве, Учитывая легкость егообрдзовация, целбхллимо устдцлвитьверхний предел 0,03 мас,7,Кремний и марганец являются элементами, которые примецяются как раскислители в процессе производствастали, и их лбычцо необходимо добавлять в количестве 2,Г) мас,7, или меньше для упрощения производства стали 5 Ов промышчеццых масштабах, следовательно, содержание каждого элементадолжно быть огрдцичено 2 мас,", цли меньше.Хром являетсн элементом, образующим феррит, оц важен це только для образования структуры с двойной фазой из дустецигд и Ферритд, цл также для увеличения коррлзилннлц стойко 55 лт средцегл размс рд зерна кристдлца 15н листе и лт условии изготовленияизделия; цд фиг, - граФик зависимости температуры нагрева от содержания Фаы (фдзд дустеццтд); ца Фиг.3график .днисимости общего клэффипи сти и лсобеццл стойкости к воздействию азотной кислоты, следовательно, его необходимо добавлять в количестве 25 мас,7. илц выше для достижения удовлетворительной стойкости к воздействию азотной кислоты. Кислотостойкость стали повышается, когда содержание хрома увеличивается при соответствующем балансе структуры, однако, когда содержание хрома превышает 35 мас,7, способность к обработке ухудшается, создаются трудности н производстве стали и изготовлении оборудования и исключается возможность примецения такой стали, таким образом, верхний предел содержания хрома должен быть 35 мас.7,.Никель является элементом, который образует аустенит, и, подобно храму, оц важен для образования структуры с двойной фазой. Кроме того, никельявляется очень важным элементом дляуменьшения скорости активного растворения, включая обычную коррозию, таким образом, его необходимо добавлять в количестве 6 - 15 мас.7. длядостижения предпочтительного структурного баланса феррнтд-дустенита соответственно до содержания хрома, который является основным ферритообразующцм элементом.Азот подобно углероду и никелю является эффективным элементом, образующим аустенит, причем лц также эффективен н увеличении коррозионной стойкости, например, стоцкости к питтинговой коррозии, однако, когда содержание азота превышает 0,35 мас.7 н слитке может образоваться раковина во время производства стали, способность к горячей обработке ухудшается, следлвательцо, его содержание должно быть ограничено 0,35 мдс.7 или меньше.Предел каждого элемента удонлетворяет следующему выражению- 13 с М 1 баланс с,где значение баланса цикелч =)- 1,1 Сг,+8,2, И 1=Ч 1+0,5 Мп +.30 (С+И), Сг ;-Сг+1,5 51.Когда значение баланса никеляменьше 13, склонность к избирательной коррозии между структурой увеличивается, и в таких условиях це только нельзя улучшить сопротивление квоздействию азотной кислоты, дажеесли содержание хрома увели пинают,цо также отмечается смещение цдчеВ табл.1 приведены стали, полученные по предлагаемому и сравнитель ному способам,ния баланса никеля в направленииухудшения коррозиоцной стойкости,ускоряет коррозию. Если значение баланса никеля свьппе - 9, тогда цетолько отмечается недостаток с экономической точки зрения, посколькуувеличивается расход дорогостоящегоникеля, но также ухудшается способность к обработке в горячем состоянии и соответственно ухудшается коррозиоцная стойкость, поэтому значение баланса никеля ограничено от13 до - 9,Эффект улучшения стойкости к азот ной кислоте будет заметным, еслибор добавляют в количестве 0,001 мас,7.или больше, однако способность к обработке и к сварке будет ухудшаться,когда его содержание превышает О0,03 мас.7, поэтому его содержаниеограничено пределом 0,001 - 0,03 мас.7.Фосфор и сера, которые являютсяпримесями, желательны, когда ониприсутствуют в небольшом количестве, 25содержание фосфора обычно допустимов количестве 0,040 мас.7 или меньше,а серы - 0,030 мас.7 или мень пе. Однако, когда содержание Фосфора ограничено 0,010 мас.7. или меньше и серы - 0,005 мас.7 или меньше, эффектулучшения стойкости к азотной кислоте будет увеличиваться.Эффект, эквивалентный уменьшениюсодержания фосфора и серы, достигает,ся также при добавке редкоземельныхэлементов, например, 1.а, Се и т.д.в небольшом количестве, например,примерно 0,02 мас.7. Когда температуру нагрева повьппают до 1100 С или 40выше, упомянутая сталь имеет феррцтовую структуру примерно при 1350 С,В структуре с двойной фазой, состоящей иэ Феррита и аустенита, ростзерна кристалла феррита сдерживается 45зернами кристалла аустенита, однако,когда аустенит уменьшается в объеме,этот эффект ослабляется и происходитукрупнение зерна кристалла, такимобразом, размер зерна кристаллааустенита увеличивается.Кроме того, как видно из фиг,2,которая показывает связь между температурой нагрева и содержаниемфазы (аустенит), при температуре1200 С или выше содержание Т-фазырезко уменьшается, а тенденция кукрупнению зерна резко увеличивается,поэтому согласно изобретению установлец верхний предел температуры нагрева 1200 С, Однако в нержавеющей стали с двойной Фазой во время горячей обработки при 900 С или ниже легко образуется трещина и таким образом выход годного изделия ухудшается, следовательно, предпочтительно, чтобы температура нагрева была по возможности высокой.В процессе горячей обработки трудно получить тоцкозернистый кристалл, где степень деформации цебольшгя, даже если поддерживается температура цагрева 1200 С или ниже и особенно если горячая обработка с деформацией от нескольких до 107. илц около этого только лишь создает движущую силу для роста зерен кристалла и, следовательно,для их укрупнения, поэтому потребуется степень деформации выше указанных пределов, Когда степень деформации небольшая, процесс нагрева обработки необходимо повторя;ь для получения требуемого общего коэффициента уковки по сечению, что возможно, напротив, приведет к укрупнению зерен кристалла. Трудно получить общий коэффициент уковкц по сечению, равный 5 цли больше сразу через одну обработку, поэтому процесс цагрева и обработки необходимо повторять несколько раз и в таком случае рекомендуется поддерживать степень деформации, равную 50 7 или выше. Испытание в промьппленном масштабе показало, что возможен случай, когда требуемый средний размер зерна кристалла нельзя получить при степени деформации 507 или меньше, например 407.Обычно структура слитка крупнозернистая по сравнению с структурой материала поковки ц кристалл становится тонкозернистым при повторении цикла деформация - рекристаллизация, Средний размер зерна кристалла, равцьп 0015 мм или меньше может уменьшить глубину межэеренной коррозии до 0,010 мм или меньше, что указывает на превосходную стойкость к азотной кислоте (фиг,1). Необходимо поддерживать общий коэффициент уковки по сечению слитка на значении 4 или выше (фиг3) для получения среднего размера зерна кристалла, равного 0,015 мм или меньше.1380616 Т а б л и ц а 1 Содержание компонентов, мас,7 Образец Способ Баланс никеля Я Сг И 1 И Другие 1 Предла,011 0,52 0,58 0,028 0,008 26,75 8,02 0,10 гаемый 10, 44-8,84- 13,22 10 Сравни,011 1,06 0,026 0,005 25,14 20,56 тельныи Таблица 2Глубина Рабочие условия межэеренной коррозии,мм Темпе- ратура Общий коэфФициент уковки по сеСтепень деформации,3 Сталь Обра- Способэец нагрева, С чению 1 Пр фдла 6 гзмый ъ 60 0,009 согласноизобре- тению О, 012 2О, 009 12) 70 0,007 П р и м е р. Применяя рабочие условия, укаэанные в табл.2, каждый 1-тонный слиток иэ укаэанных сталей (две марки стали согласно изобретению и стали марки ЯПЯ 329 1 1 и марки 310 ЕЕС) нагревали дважды для каждого примера общего коэффициента уковки по сечению и горячекатаного образца (образец У 8 нагревали три раза), Каждый образец нагревали при 1050 С и водоохлаждали для отжига в твердом растворе, Затем приготовили 35 образцы размером Зх 20 х 30 мм (обычноешлифование 03) для испытания на коррозию в течение 48 ч 5 раз в кипящем растворе, содержащем 657 НМО+Сг (100 ч./млн.), и затем по глубине 40 межзеренной коррозии измеряли межзеренную корроэионную активность в среде азотной кислоты.1 Средний размер зерна кристалла, мм1380616 Продолжение табл.2 Глубина межэеренной коррозии,мм Средний размер зерна кристалла,мм Рабочие условия Ствль ТемпеОбщий коэффициент укпвки по сеСтепень деформации,3 Способ Образец ратура нагрева, С чению О 030 0,018),70 3 Сравни 7 тельный 4 -"- 1200 3 5 Предла 6 гаемый 9 Сравни 7 тельный способ 10 -"- 1200 7 Фиг.1 показывает результат испытания образцов У 1 - 4. Как видно из040 фиг. 1, глубина межзеренной коррозии и размер зерна кристалла взаимосвязаны, причем при среднем размере зерна меньше 0,015 мм глубина межзеренной коррозии будет уменьшаться, обеспечивая превосходную стойкость к кор" розин в среде азотноч кислоты. Как показано в табл.1, коррозионная стойкость не может быть улучшена при общем коэффициенте уковки по сечению, равном 7 или больше, когда температу 50 ра нагрева 1250 С или вышее, поэтому обработку необходимо проводить при 1200 ОС или ниже, причем улучшение стойкости к межзеренной коррозии становится трудным, если обработку проводят при 1200 С или ниже, приобщемкоэффициенте уковки по сечению, равном 3. Кроме того, образование мелкого О, 012 О, 018 МаркаЯ 7532931 О, 130 О, 100 Марка310 ЕЬС зернд недостаточно для полученияудовлетворительной коррозионной стойкости даже при температуре нагрева1200 С и общем коэффициенте уковкипо сечению 5, если степень деформацииво время каждого нагрева составляетменьше 403. Также стойкость к межэеренной коррозии нельзя улучшить всталях марки ЯУЯ 329 31 и марки310 ЕЬС, применяя предлагаемый способ обработки. формула изобретенияСпособ изготовления листа или поковки из нержавеющей ферритно-аустенитной стали, преимущественно содержащей (мас.Ж) не более 0,03 углерода, не более 2,0 кремния, не более 2,0 марганца, 25 - 35 хрома, 6 - 15 никеля, не более 035 азота, не более 0,01 фосфора, не более 0,005 серы,38061 6 остальное - железо, включающий нагрев до 1200 С и деформацию при этой температуре, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьпцения стойкости5 к межкристаллитыой коррозии путем РУЬТА 1. 6 РА 1 И 1 ХВ АЧЕ1/1 д 3поддержания размера зерна не более0 015 мм, деформацию ведут прокаткойс суммарной степенью не менее 502или ковкой с суммарной степенью укова не менее 5.70 ПОО пап ггоо ЦОО НЕЯ 7186 ТЕТЕРЯ ТОРЕ, СО,Я Составитель А,Ленисоедактор А.Шандор Техред Л.Олийнык орректор Н,Корол Подписноеного комитета СССРний и открытийРаушская наб д, 4/5 Заказ Проиэволсвепно-полиграфическое предприятие, г, Умгород, ул. Проект 95/59 Тирам 5 В 111 ПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Ж